含磺化芴基侧基的聚芳醚氧膦质子交换膜的合成与表征

摘要

将9,9-二(4-羟苯基)芴(BHPF)与二(4-氟苯基)苯基氧膦(BFPPO)聚合,合成了含芴基侧基的聚芳醚氧膦(PAEPO),并采用后磺化法,制备了侧链型磺化聚芳醚氧膦(sPAEPO)质子交换膜。通过核磁与红外确定了聚合物的化学结构,用原子力显微镜对sPAEPO的微观结构进行了表征,同时对sPAEPO质子交换膜的尺寸稳定性和质子电导率进行了测试。结果表明,侧基苯环上的磺酸基促使聚合物膜形成亲水相连通性好的微相分离结构,有利于提高质子电导率,并保持低溶胀率,综合性能优良。所得质子交换膜在80°C下的溶胀率为30%,低于绝大多数非氟质子交换膜的溶胀率,质子电导率为0.075 S/cm,与Nafion 117的质子电导率接近,并且热稳定性与耐氧化性优良。