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

摘要

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.