燃料电池用侧链型磺化聚砜质子交换膜的性能

摘要

在制备氯甲基化聚砜(CPS)的基础上,以1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠为试剂,通过亲核取代反应制备一种侧链末端为磺酸基团的侧链型磺化聚砜(PS-BDS),并采用溶液浇注法制备相应的质子交换膜(PEM),研究温度对PEM性能的影响规律.结果表明,由于亲水基团远离疏水聚合物主链,该PEM能够形成亲水微区远离疏水微区的相分离结构,亲水区域对主链的影响较小,该PEM在高磺化度下仍能保持较好的尺寸稳定性,随着温度的升高,PEM的吸水率(WU)、吸水溶胀率(SW)和质子传导率(PC)升高,其中PS-BDS-4(离子交换容量为1.57 mmol/g)在25和85℃时的SW仅为22.1％和55.0％,甲醇的渗透率(DK)仅为10.17×10-7 cm2/s,低于商业化的Nafion115(16.8×10-7 cm2/s)和Nafion117(23.8×10-7 cm2/s),表现出很好的综合性能.