磺化聚苯硫醚砜膜的耐候性.pdf

第43卷,第2期
工程塑料应用
Vol 43. No. 2
8
2015年2月
ENGINEERING PLASTICS APPLICATION
Feb.2015
doi:10.3969/issn,1001-3539.2015.02.020
矿磺化聚苯硫醚砜膜的耐候性
候宏英,段继祥,刘松,孟瑞晋
(昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093
摘要:借助ⅹ射线衍射(XRD)博立叶変换红外光谱(FTIR)、热重(TG)分析及机械拉仲等测试技术研究了碳化
聚苯硫醚砜膜的微观结枃及耐候稳定性能。结果表明,XRD图谱及FTIR图谱证实了膜的徽观结构;根据TG分析
计算得到的磺化聚苯硫醚砜膜的磺化度为52%,与给定的碱化度(50)基本吻合;此外,磺化聚苯硫醚砜膜还表现出
了很好的热稳定性及力学稳定性,膜中硫醚键缓慢氧化成砜基可能是热稳定性和力学稳定性得以改善的微观结构原
因
关键词:磺化聚苯硫醚砜;力学稳定性;热稳定性;耐候性;磺化度
中图分类号:O631文献标识码:A文章编号:1001-3539(2015)02-0081-04
Weatherability of Sulfonated Polyphylene Sulfide Sulfone Membrane
Hou Hongying Duan Jixiang, Liu Song, Meng Ruijin
Faculty of Material Science and Engineering, Kunming University of Sciences and Technology, Kunming 650093, China
Abstract: Microstructure and weatherability of sulfonated polyphenylene sulfide sulfone membrane were studied by XRD
FTIR TG A and mechanical sechin est. The results show that he microstrue of the sulfonated polyphenylene sulfide sulfone
membrane is confirmed by XRD and FTIR spectra Degree of sulfonation of the membranc can be calculated to be
52% according
to TGA curve, in agreement with the given value, Additionally, sulfonated polyphenylene sulfide sulfone also possesses satisfying
thermal and mechanical weatherability. Slow oxidation of sulfide bond into sulfone within the polymer may be the microstructure
reason of higher thermal and mechanical stabilit
Keywords sulfonated polyphenylene sulfide sulfone; mechanical stability thermal stability weatherability; degree of
sulfonation
质子交换膜燃料电池( PEMFC)内部的工作环玻璃化转变温度很高的改性工程塑料,相当于在特
境十分复杂和苛刻,集强酸、强氧化还原以及操作温种工程塑料聚苯硫磔(PPS)的分子主链中引入了强
度、相对湿度的周期性变化于一身,这对燃料电池的极性砜基,因而具有比PPS更加优良的热稳定性、
关键组件一一质子交换膜形成了严峻挑战。因此,耐冲击及弯曲性能明。进一步引人磺化基团,可以
到目前为止仍没有令人满意的 PEMIFC用质子交换同时改善PPSS的亲水性和离子导电能力,并拓展
膜材料。美国杜邦公司生产的全氟磺酸膜 Nafion其在燃料电池、渗透膜、离子交换等领域的应用范围
虽然被认为是用于 PEMFC的标准质子交换膜,但。与磺化聚醚醚酮、磺化聚芳醚砜等其它磺化芳
由于其自身固有缺陷如高然料渗透率和高成本等限聚物材料相比,目前关于磺化PPSS在燃料电池中
制了其广泛应用?。磺化芳聚物由于廉价易得、性的应用研究还比较少。
价比高而被广泛认为有望在 PEMIFC中获得应用。
基于此,借助Ⅹ射线行射(XRD)、傅立叶变换
然而,这些替代材料在极性溶剂中过度的溶胀行为红外光谱(FTIR)、热重(TG)分析及机械拉伸等测
导致了较差的热机械稳定性,也阻碍了其顺利发展
t8。因此,调变徽观结构、改善热机械稳定性,也是
*国家自然科学基金项国(51363011),教育部第46批留学
归国科研启动基金,云南省高层次引进人才工作经费资助项目
燃料电池硏究领域中一个研究热点。磺化芳聚物的
(10978125),云南省人才培养项目(14118425),昆明理工大学重点学
主链通常由苯环和连接苯环的醚键、羰基、酰胺基或科建设项目(1407823和1407831
砜键等交替连接而成。其中聚苯硫醚砜(PSS)的
联系人:侯宏英,博士,教授,主要研究方向为新能源材料
主链是由硫醚键、苯环和砜基交替连接而成的一种
收稿目期:2014-11-12