硅氧烷交联的咪唑基团功能化聚苯醚/聚四氟乙烯耐高温质子交换膜

以聚苯醚(PPO)为基体材料, 通过溴甲基化及咪唑基团功能化, 与聚四氟乙烯(PTFE)复合、 硅氧烷基团水解交联及磷酸掺杂, 制备了兼具高磷酸掺杂含量、 高质子电导率和良好机械性能的高温质子交换膜材料. 以甲基咪唑(MeIm)和咪唑基硅氧烷化合物(SiIm)为功能化试剂(其中咪唑基团提供了磷酸作用位点, 同时SiIm中的硅氧烷基团水解后得到Si—O—Si交联网络结构), 提高了膜材料的机械稳定性. 与PTFE的复合进一步增强了膜材料的机械强度. 结果表明, 复合膜具有较高的电导率和一定的机械强度. 当磷酸掺杂质量分数为242.5%时, PPO-50%SiIm-50%MeIm/PTFE复合膜在160 ℃不加湿条件下的电导率为0.09 S/cm, 室温下的断裂拉伸强度为3.6 MPa.     

聚乙烯吡咯烷酮聚合物复合膜的制备及其性能研究——推荐一个研究型综合实验

介绍一个研究型综合实验——聚乙烯吡咯烷酮聚合物复合膜的制备与性能研究。该实验内容涉及高分子复合膜的制备和材料表征分析。实验采用聚乙烯吡咯烷酮为基体材料,通过与化学结构不同的聚合物共混复合,增强复合膜的尺寸稳定性和机械强度,随后表征了将其作为高温质子交换膜燃料电池用膜的物理化学性能。本实验包含聚合物共混、溶液浇铸法成膜、物理化学性能测试,涉及物理化学、高分子化学、有机化学、电化学、仪器分析等内容。通过实验学生可以了解燃料电池用高温质子交换膜这一科学前沿领域,拓宽知识面,激发探索精神和对科学研究的兴趣,有利于提升学生的动手操作能力、综合运用知识能力和创新精神。