一种半互穿网络结构的聚酰亚胺质子交换膜的制备方法技术

本发明专利技术属于燃料电池质子交换膜领域，具体涉及一种半互穿网络结构的聚酰亚胺质子交换膜的制备方法。其制备过程包含磺化聚酰亚胺的合成，可光交联聚N‑肉桂酰氧甲基丙烯酰胺的制备，聚合物膜的制备与光交联，酸化处理四个过程。本发明专利技术所描述的方法制备工艺在成膜过程中采用特殊的工艺使其形成半互穿网络结构的复合膜，能够赋予复合膜优异的机械性能和良好的质子传输能力，使其能够满足燃料电池质子交换膜的应用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种半互穿网络结构的聚酰亚胺质子交换膜的制备方法
本专利技术属于燃料电池质子交换膜领域，特别是涉及一种半互穿网络结构的聚酰亚胺质子交换膜的制备方法，该质子交换膜具有较好的机械强度。
技术介绍
质子交换膜是燃料电池的重要部件，其需要有良好的机械稳定性、高电子传导率、较高的化学稳定性和热稳定性能。目前，已商业化应用的燃料电池质子交换膜产品主要是Dupont公司的全氟磺酸膜，其具有优异的化学稳定性和电子传导率，但是其工作温度较低(一般低于100℃)、价格高限制了它们的工业应用。因此开发低成本高性能的质子交换膜成为亟待解决的科学问题。近几年，研究的较为广泛的是磺化聚酰亚胺膜，其具有优异的电性能、气体渗透性低、热膨胀系数小等优点、但是当其磺化度低时，质子电导率低；磺化度达到一定值后，虽然提高了质子电导率，但是其机械强度下降。因此，需要有必要通过化学结构和制备方法的改进，使其在一定磺化度的情况下，既能保持较高的质子电导率，又能维持较好的机械强度。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种半互穿网络结构的聚酰亚胺质子交本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半互穿网络结构的聚酰亚胺质子交换膜的制备方法，其特征在于:(1)将二酐和磺化二胺单体及催化剂溶解在有机溶剂1中，室温搅拌使其形成稳定的反应体系，然后将该体系加热到75-95℃反应3-8小时后，升温至180-220℃反应5-24h，得到磺化聚酰亚胺溶液；/n其中，催化剂可选苯甲酸、氨基苯甲酸或三乙胺的一种或几种；有机溶剂1可选间甲酚、对氯苯酚或苯酚的一种或几种；/n二酐为：/n

【技术特征摘要】
1.一种半互穿网络结构的聚酰亚胺质子交换膜的制备方法，其特征在于:(1)将二酐和磺化二胺单体及催化剂溶解在有机溶剂1中，室温搅拌使其形成稳定的反应体系，然后将该体系加热到75-95℃反应3-8小时后，升温至180-220℃反应5-24h，得到磺化聚酰亚胺溶液；
其中，催化剂可选苯甲酸、氨基苯甲酸或三乙胺的一种或几种；有机溶剂1可选间甲酚、对氯苯酚或苯酚的一种或几种；
二酐为：



磺化二胺选自下列任一一种：



(2)将沉淀剂A加入到步骤(1)所制备的磺化聚酰亚胺溶液中，收集沉淀，洗涤、干燥得到磺化聚酰亚胺；其中，所述沉淀剂A可选甲醇、乙醇或丙酮的一种或几种；
(3)将二氯亚砜缓慢滴加到肉桂酸中，室温反应12-24h后，升温至50-60℃，减压蒸馏得到肉桂酰氯；



(4)将步骤(3)所制备的肉桂酰氯，加入到N-羟甲基丙烯酰胺的吡啶溶液中，冷水浴下搅拌反应24-36h,随后加入去离子水沉析，减压抽滤得N-肉桂酰氧甲基丙烯酰胺粗产品，然后用碳酸钠溶液、蒸馏水多次洗涤后,干燥，用乙醇-水混合溶剂重结晶多次，干燥后得纯净N-肉桂酰氧甲基丙烯酰胺。



(5)将步骤(4)所制备N-肉桂酰氧甲基丙烯酰胺，加入到三氯化碳溶液中，避光升温至50-70℃，缓慢滴加含过氧化二...

【专利技术属性】
技术研发人员：程华，刘慧，楼晨曦，李梓阳，
申请(专利权)人：合肥师范学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34