磺化聚苯硫醚砜膜的耐候性.pdf

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1、第43卷，第2期工程塑料应用v。·4，No．812015年2月ENGINEERINGPLASTICSAPPLICATIONFeb●2015doi：lO．3969／j．issn．1001—3539．2015．02．020磺化聚苯硫醚砜膜的耐候性膏侯宏英，段继祥，刘松，孟瑞晋(昆明理工大学材料科学与工程学院，昆明650093)摘要：借助x射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重(TG)分析及机械拉伸等测试技术研究了磺化聚苯硫醚砜膜的微观结构及耐候稳定性能。结果表明，XRD图谱及FTIR图谱证实了膜的微观结构；根据TG分析计算得到的磺化聚苯硫醚砜

2、膜的磺化度为52％，与给定的磺化度(50％)基本吻合；此外，磺化聚苯硫醚砜膜还表现出了很好的热稳定性及力学稳定性，膜中硫醚键缓慢氧化成砜基可能是热稳定性和力学稳定性得以改善的微观结构原因。关键词：磺化聚苯硫醚砜；力学稳定性；热稳定性；耐候性；磺化度中图分类号：O631文献标识码：A文章编号：1001—3539(2015)02—0O81—04WeatherabilityofSulfonatedPolyphyleneSulfideSulfoneMembraneHouHongying，DuanJixiang，LiuSong，MengRuijin(Facultyo

3、fMaterialScienceandEngineering，KunmingUniversityofSciencesandTechnology，Kunming650093，China)Abstract：MicrostructureandweatherabilityofsulfonatedpolyphenylenesulfidesulfonemembranewerestudiedbyXRD，FTIR，TGAandmechanicalstretchingtest．Theresultsshowthatthemicrostructureofthesulfonate

4、dpolyphenylenesulfidesulfonemembraneisconfirmedbyXRDandFTIRspectra．Degreeofsulfonationofthemembranecanbecalculatedtobe52％accordingtoTGAcurve，inagreementwiththegivenvalue．Additionally，sulfonatedpolyphenylenesulfidesulfonealsopossessessatislyingthermalandmechanicalweatherability．Slo

5、woxidationofsulfidebondintosulfonewithinthepolymermaybethemicrostructurereasonofhigherthermalandmechanicalstability．Keywords：sulfonatedpolyphenylenesulfidesulfone；mechanicalstability；thermalstability；weatherability；degreeofsulfonation质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部的工作环玻璃化转变温度很高的改性工程塑料，相当于在特境十分

6、复杂和苛刻，集强酸、强氧化还原以及操作温种工程塑料聚苯硫醚(PPS)的分子主链中引入了强度、相对湿度的周期性变化于一身，这对燃料电池的极性砜基，因而具有比PPS更加优良的热稳定性、关键组件——质子交换膜形成了严峻挑战[I]。因此，耐冲击及弯曲性能】。进一步引入磺化基团，可以到目前为止仍没有令人满意的PEMFC用质子交换同时改善PPSS的亲水性和离子导电能力，并拓展膜材料。美国杜邦公司生产的全氟磺酸膜Nation~其在燃料电池、渗透膜、离子交换等领域的应用范围虽然被认为是用于PEMFC的标准质子交换膜，但。与磺化聚醚醚酮、磺化聚芳醚砜等其它磺化芳由于其自身固

7、有缺陷如高燃料渗透率和高成本等限聚物材料相比，目前关于磺化PPSS在燃料电池中制了其广泛应用[2

8、。磺化芳聚物由于廉价易得、性的应用研究还比较少。价比高而被广泛认为有望在PEMFC中获得应用。基于此，借助x射线衍射(XRD)、傅立叶变换然而，这些替代材料在极性溶剂中过度的溶胀行为红外光谱(FTIR)、热重fTG)分析及机械拉伸等测导致了较差的热机械稳定性，也阻碍了其顺利发展国家自然科学基金项目(51363011)，教育部第46批留学[4-8]。因此，调变微观结构、改善热机械稳定性，也是归国科研启动基金，云南省高层次引进人才工作经费资助项目燃料电池研究领域中

9、一个研究热点。磺化芳聚物的(10978125)，云南省人才培养项目