ABPBI/SPEEK高温质子交换复合膜的制备与表征

采用溶剂蒸发法制备聚(2,5-苯并咪唑)/磺化聚醚醚酮(ABPBI/SPEEK)高温质子交换复合膜。考察了SPEEK的掺入对ABPBI/SPEEK质子交换复合膜的结构及性能的影响。结果表明,ABPBI膜和ABPBI/SPEEK复合膜在高温下的热稳定性能良好;随着SPEEK的掺入,ABPBI/SPEEK复合膜有更好的氧化稳定性和机械性能,ABPBI/SPEEK(20%)复合膜在芬顿试剂中96 h后的质量损失为0.84%,其拉伸强度为120.51 MPa,相较于Nafion 117膜明显提高;ABPBI/SPEEK(20%)复合膜的酸掺杂率为186.68%,该膜在160℃、0%RH时的质子电导率为3.4 mS/cm,约为ABPBI膜的1.78倍。

SPEEK-BI质子交换膜的水解和热稳定性能

用磺化二氟二苯酮、二氟二苯酮与苯并咪唑双酚进行亲核共聚,合成了一系列具有不同磺化度的磺化(聚醚醚酮—苯并咪唑),用FTIR确认了其结构.聚物膜的水解和热稳定性测试结果表明,SPEEK-BI膜具有优异的热稳定性和水解稳定性.

含苯并咪唑基团和吡啶基团的聚芳醚酮的制备与性能

以2,6-吡啶二羧酸和邻苯二胺为原料,经过环化反应合成了2,6-双(2-苯并咪唑基)吡啶(2,6-BBP),将其与4,4’-二羟基二苯甲酮和4,4’-二氟二苯甲酮通过C-N/C-O反应制备出含苯并咪唑基团和吡啶基团的聚芳醚酮(PAEK-BBPs)。随着苯并咪唑基团和吡啶基团含量的增加,PAEK-BBPs从半晶态向无定形态转变,同时,溶解性能、热学性能和荧光性能均得到改善。聚合物表现出高的玻璃化转变温度(Tg=157~201℃)和良好的热稳定性(Td5%=398~539℃,N2)。此外,所得聚合物表现出良好的荧光性能,荧光发射峰为425 nm。

聚(N–芳基化苯并咪唑酮)的合成与热性能研究

以酮基双苯并咪唑和4,4'–二氟二苯甲酮为单体,通过亲核取代反应得到聚(N–芳基化聚苯并咪唑酮)。通过N–芳基化的方法把苯并咪唑和酮基引入到聚合物主链中,以期得到一类耐热性能优异的含酮基聚苯并咪唑。通过分子模拟方法对目标聚合物的分子链结构及其堆积状态进行了计算分析,其结构通过FT–IR、1H–NMR和元素分析表征。该聚合物由于具有较为刚性的分子骨架结构,故表现出优异的热性能和较高的玻璃化转变温度(T5%=501℃,Tg=279℃)。