探析含苯并咪唑结构聚醚醚酮的合成及其膜性能研究

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1、DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyforMasterDegreePOLY(ARYLETHERKETONE—-IMIDAZOLE)：SYNTHESIS，CHARACTERIZATIONANDFILMPRORERTIESWrittenbyXingXingLinSuj,rvised,Supervtseao’r'Prof．JianliWangMajorinChemicalEngineering一CollegeofChemicalEngineeringandMaterialsZhejiangUnive

2、rsityofTechnologyMay2010厂——◆磊本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：坪爿『／讪日期：矽fo年r月力日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许

3、论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印，缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保密口。(请在以上相应方框内打“4一)作者签名：稀衲矾剔磁名：易日期：矽fo年。f月78日日期：山lp年奎月搭日浙江工业火学硕士学位论文含苯并咪唑结构聚醚醚酮的合成及其膜性能研究摘要聚醚醚酮(PEEK)是一种性能优异的耐高温热塑性工程塑料。磺化聚醚醚酮(SPEEK)是潜在的可用于质子交换膜燃料电池的膜材料。论文合成一系列具有苯并咪唑结构且其含量可调控的聚醚

4、醚酮(PEEK．x％BI)并讨论了其介电和气体渗透性能。在此基础上合成了磺化具苯并咪唑结构聚醚醚酮(SPEEK．AF．x％BI)，初步评价了其用于直接甲醇燃料电池的基本性能。论文的第一部分采用二氟二苯酮单体(DFK)与苯并咪唑双酚(Ⅷ)BI)和2，2．二(4．羟基苯)丙烷(BPA)缩聚合合成含苯并咪唑结构单元的聚醚醚酮PEEK．x％BI。实验表明苯并咪唑结构单元的引入提高了双酚A型聚醚醚酮热稳定性，PEEK．x％BI的5％失重温度均大于430oC。PEEK．x％BI的玻璃化转变温度在157,--319oC之间，并随苯并咪唑单元含量增加逐步提高。PEEK．x％BI

5、浇铸薄膜的气体渗透系数与商用Ultem1000聚酰亚胺的相近，介电常数小于2．3。PEEK．alt．BI／SPEEK共混膜离子交换容量高且尺寸稳定。论文的第二部分以二氟二苯酮／磺化二氟二苯酮与六氟双酚A／HPBI为原料通过亲核共聚合成磺化聚(六氟醚醚酮．x％苯并咪唑)(SPEEK．AF．x％BI)。采用钠离子交换法和强碱中和法测定聚合物的离子交换容量，测试结果表明SPEEK．AF．x％BI的分子内和分子间存在强的酸碱相互作用，这种酸碱相互作用增强了聚合物膜的机械强度和尺寸稳定性。60SPEEK．AF．10％BI膜在80oC的吸水率和溶胀率分别为33．5％与9．3

6、％，大大低于60SPEEK．AF的558．3％和85．5％。此外，苯并咪唑结构单元引入可提高磺化膜的热稳定性、阻醇性能及化学稳定性。60SPEEK．AF．10％BI膜在20oC时的甲醇渗透系数为4．18x10刁cm2／s，而Nation@117膜在该温度下的甲醇渗透系数为1．11x10击cm2／s。论文的最后验证了SPEEK—AF．x％BI可以被化学交联改性。关键词：聚醚醚酮，苯并咪唑结构单元，气体分离膜，质子交换膜浙江工业大学硕士学位论文POLY(ARYLETHERKETONE—IMIDAZOLE)：SYNTHESIS，CHARACTERIZATIONANDF

7、ILMPRoREl玎IESABSTRACTPoly(etheretherketone)(PEEK)，ahi曲一temperatureresistantthermoplasticresin，hasbeenusedinalotoffieldsowingtoitsexcellentproperties．Sulfonatedpoly(etheretherketone)(SPEEK)iswidelyinvestigatedascandidateforProntonExchangeMembrane(PEM)duetoitshighchemicalandthermooxida

8、tivestabilit