Troger’s Base型聚酰亚胺/磺化聚醚醚酮复合质子交换膜制备及性能

摘要

为解决质子交换膜质子传导率与稳定性间相互制约的问题,设计合成了一种强碱性Troger’s Base型聚酰亚胺(PI-TB),通过与磺化聚醚醚酮(SPEEK)共混制备出复合质子交换膜.通过红外光谱分析(FTIR)、热失重分析(TGA)、拉伸试验等表征了膜的化学结构、热稳定性和机械强度,考察了PI-TB加入量对膜的吸水率、溶胀度、离子交换容量和质子传导率的影响.结果表明,PI-TB与SPEEK之间存在的静电和氢键相互作用提高了膜的机械强度和结构稳定性.当PI-TB共混量为20%(质量分数)时,复合膜(PS-20)的质子传导率为102 mS/cm(60℃、100%RH);拉伸强度达93.13 MPa,为纯SPEEK膜的2.4倍;60℃、60%RH下,PS-20膜的质子传导率为6.78 mS/cm,是纯SPEEK膜的4.6倍.