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机械工程学会摩擦学分会 固体润滑国家重点实验室 摩擦学学报
磺化聚苯砜对苯二甲酰胺质子交换膜及其制备方法
专利摘要

本发明公开了一种磺化聚苯砜对苯二甲酰胺质子交换膜及其制备方法。本发明选用聚苯砜对苯二甲酰胺新材料为原料制备磺化膜材料。PSA分子中的酰胺基和砜基相互连接在对位苯基上并和对位苯基构成线型大分子，由于大分子链上存在强吸电子的砜基基团，通过苯环的双键共轭作用，使这种分子结构比传统芳香族聚酰胺具有更优异的耐热性、热稳定性与抗热氧化性能。选用了浓硫酸与发烟硫酸的混合酸作为磺化剂，这样可以降低物料粘度并帮助传热，有利于磺化反应进行的均匀彻底和减少副反应的发生。发烟硫酸活性高，有助于提高磺化物的磺化度。将磺酸基(-SO3H)引入到聚合物主链结构，可以显著提高其质子传导性能和含水量。本发明的效果益处是提供一种耐高温、化学性能稳定、质子电导率高，抗氧化性、热稳定性等性能优良，且成本较低，适用于燃料电池的质子交换膜，还可以用作各种超滤膜、纳滤膜或反渗透膜，具有广阔的应用前景。 ......

基本信息
  • 专利类型:

    发明专利

  • 申请/专利号:

    CN200610105320.9

  • 申请日期:

    2006-12-22

  • 专利申请人:

    中国科学院兰州化学物理研究所

  • 分类号:

    C08J5/22;C08L81/06

  • 发明/设计人:

    宁莉萍 ， 王齐华 ， 简令奇 ， 杨生荣

  • 权利要求: 1.一种磺化聚苯砜对苯二甲酰胺质子交换膜，其重复结构单元如式(I)所示：式中n＝50～200，分子量为10000～80000，磺化度为0.1～2.0。2.一种式(I)的磺化聚苯砜对苯二甲酰胺质子交换膜制备方法，式中n＝50～200，分子量为10000～80000，磺化度为0.1～2.0，其特征在于该方法依次包括下列两个步骤：A、聚苯砜对苯二甲酰胺的磺化在反应器中加入聚苯砜对苯二甲酰胺，然后加入浓硫酸和发烟硫酸的混合酸，通入氮气，剧烈搅拌达到均相溶液后，在25～160℃条件下，反应1～45小时；将反应液倒入冰水混合物中，形成絮状沉淀，搅拌，静置沉降，过滤，用去离子水洗涤沉淀物，直到滤液的pH为6-8时，取出沉淀物，干燥，制得磺化度为0.1～2.0的磺化聚苯砜对苯二甲酰胺；B、磺化聚苯砜对苯二甲酰胺质子交换膜的制备将磺化聚苯砜对苯二甲酰胺溶解于N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或N-甲基砒咯烷酮的溶剂中，形成铸膜液，平铺在玻璃板或聚四氟乙烯模具中，再在常压40～80℃预干燥24～48小时，在真空120～140℃下继续干燥24～60h以除去残余溶剂，冷却到室温后，浸入去离子水中，揭下薄膜；然后将薄膜在室温下，用稀硫酸浸泡后取出，再用去离子水多次洗涤以除去膜中残留的硫酸，完全浸泡在去离子水中以去除游离酸，干燥，冷却至室温取出，得到均质的磺化聚苯砜对苯二甲酰胺质子交换膜。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：在A步骤中，1克聚苯砜对苯二甲酰胺加入浓硫酸和发烟硫酸的混合酸10～50毫升。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：在B步骤中，铸膜液里面含有3～20wt％的磺化聚苯砜对苯二甲酰胺。
原文

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