【摘 要】
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1.本论文合成了一系列不同溴代度的溴甲基化聚芳醚酮(BrPAEK)。利用乙烯基咪唑发生季铵化反应,制备了咪唑功能化的聚芳醚酮(VImPAEK)。接下来,以安息香二甲醚作为光引发剂,紫
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1.本论文合成了一系列不同溴代度的溴甲基化聚芳醚酮(BrPAEK)。利用乙烯基咪唑发生季铵化反应,制备了咪唑功能化的聚芳醚酮(VImPAEK)。接下来,以安息香二甲醚作为光引发剂,紫外光引发VImPAEK的自交联反应,通过紫外曝光时间,控制膜材料的交联程度。研究了交联结构对膜材料尺寸稳定性、机械性能和其他性能的影响。2.为了提高阴离子膜的离子传导率,我们采用三乙烯二胺作为季铵化试剂,以碘化钾为甲基化试剂,制备了侧链中分别含有一个季铵基团和两个季铵基团的聚合物MQPAEK和DQPAEK。两种聚合物均有良好的热稳定性和机械性能。在IEC相近时,DQPAEK的尺寸稳定性和离子传导率均高于MQPAEK,证明离子基团聚集能够提高膜材料的综合性能。3.在以上工作的基础上,为进一步提高聚合物的离子传导率,我们将柔性侧链引入到了之前合成的聚合物结构中,制备了侧链含有三个季铵基团的聚芳醚酮(TQPAEK)。柔性侧链的引入提高了聚合物的断裂伸长率,降低了玻璃化转变温度。通过对相似IEC值的TQPAEK和DQPAEK的性能对比,我们发现:TQPAEK的离子传导率,尺寸稳定性和耐碱稳定性更优异。因此,柔性侧链和离子基团的聚集会有效的提高聚合物的性能,这为设计新型高性能阴离子交换膜提供了参考。4.最后,我们扩展了含碱性基团的聚芳醚酮的应用范围,将三唑功能化的聚芳醚酮(MTZPAEK)膜掺杂磷酸后,作为高温质子交换膜使用。MTZPAEK膜具有优异的热稳定性和机械强度,三唑基团对磷酸有着良好的吸附能力,而且侧链中硫醚键能显著地增强了聚合物的抗氧化稳定性。电池测试结果表明磷酸掺杂MTZPAEK膜有潜力应用在高温质子交换膜燃料电池中。
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