聚丙烯均相阳离子交换膜的制备及其结构与性能研究
2021-10-13高德贵林楚楚朱新生
合成纤维工业 2021年4期
关键词:质量
高德贵,徐 涛,林楚楚,陶 然,朱新生,
(1.苏州大学 纺织与服装工程学院,江苏 苏州 215021; 2.南通纺织丝绸产业技术研究院,江苏 南通 226300)
离子交换膜是一类含有可电离性基团的高分子膜,按其所带固定基团电荷性质的不同,分为阳离子交换膜和阴离子交换膜,按其化学性能均匀性程度又分为异相膜和均相膜。其中,均相膜的制备方法主要有聚合物功能化后成膜或在聚合物基膜上引入活性功能基团两种工艺。引入活性基团的方法包括溶液聚合法、含浸聚合法、涂浆聚合法和基膜接枝法[1-2]。众所周知,全氟磺酸离子交换膜(Nafion膜)化学稳定性好、机械强度高,但合成工艺复杂、生产成本高、价格昂贵。因此,研究者试图开发经济型磺化芳香族聚合物离子交换膜。HWANG G J等[3]将聚砜和聚苯硫醚砜的嵌段共聚物磺化并制得新型阳离子交换膜,其离子交换量为1.9 mmol/g。M.M.NASEF等[4]通过钴60核辐射引发方法将苯乙烯(St)接枝到四氟乙烯与全氟烷基乙烯基醚共聚物膜(PFA)的表面、再经磺化处理制备PFA-g-PS磺化阳离子交换膜,所得离子交换膜物理化学性能如水含量、离子交换量、导电性与杜邦全氟磺酸质子交换膜(Nafion117)相当,但化学稳定性较差。LEI Y L等[5]将St与引发剂等添加到聚偏氟乙烯溶液中,先进行自由基聚合,然后用浓硫酸磺化,最后热压制成半互穿网络型阳离子交换膜,其离子交换量达到2.18 mmol/g,膜电阻、离子透过系数、水含量、膜厚度与力学性能则介于异相膜和均相膜之间。
研究者除用特种与高性能聚合物材料充当离子交换膜的基材外,还采用磺酸型苯乙烯-二乙烯基苯、聚乙烯等生产均相阳离子交换膜。……
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