一种基于聚合物溶液调变的聚合物电解质膜的制备方法技术

本发明专利技术属于高温聚合物电解质膜技术领域，特别涉及一种基于聚合物溶液调变的聚合物电解质膜的制备方法。所述方法包括以下步骤：(1)聚合物溶解与纯化：将溶剂加入反应容器中，边搅拌边加入聚合物，加热，随后再次搅拌，制得聚合物溶液，待恢复至室温后进行纯化；(2)聚合物溶液调变：将纯化后的聚合物溶液加入到反应容器中，搅拌，加热，随后加入调变剂，继续搅拌，恢复至室温待用；(3)采用脱泡机脱泡，然后刮涂成型，随后干燥，得到聚合物电解质膜。本发明专利技术通过添加调变聚合物溶液的调变剂，以提高聚合物溶液内聚合物之间或者聚合物与溶剂之间或者溶剂与溶剂之间相互作用，从而减小聚合物与水之间作用，改变溶液吸水性质。改变溶液吸水性质。改变溶液吸水性质。

【技术实现步骤摘要】
一种基于聚合物溶液调变的聚合物电解质膜的制备方法


[0001]本专利技术属于高温聚合物电解质膜
，特别涉及一种基于聚合物溶液调变的聚合物电解质膜的制备方法。

技术介绍

[0002]高温聚合物燃料电池以其较强的耐CO能力(燃料中CO含量可达5％)成为目前研究热点。作为其中关键材料，高温聚合物电解质膜是决定燃料电池性能、可靠性与寿命的关键因素之一。目前常用的高温聚合物电解质膜为PBI基电解质膜。批量制备的PBI基电解质膜性能不仅决定于关键组分PBI聚合物的结构、分子量与分子量分布等，而且与聚合物溶液制备、膜制备方法以及环境控制程度等关系密切，其中膜的制备方法在一定程度上直接影响膜的均匀性、形貌，甚至性能、可靠性与稳定性。PBI分子中氮杂环的存在，当膜涂布制备环境中空气中湿度较大时(≥50％RH)，其溶解后制备的溶液容易与空气中的水分形成氢键作用，如果采用现在常用的干燥方法(一步或两步法，第一步操作温度<60℃)膜制备用聚合物溶液容易与空气中水分作用而大量吸湿(尤其是在当刮涂聚合物溶液后，溶液变薄，水分影响便很显著)。作为PBI的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于聚合物溶液调变的聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)聚合物溶解与纯化：将溶剂加入反应容器中，边搅拌边加入聚合物，加热，随后再次搅拌，制得聚合物溶液，待恢复至室温后进行纯化；(2)聚合物溶液调变：将纯化后的聚合物溶液加入到反应容器中，搅拌，加热，随后加入调变剂，继续搅拌，恢复至室温待用；(3)采用脱泡机脱泡，然后刮涂成型，随后干燥，得到聚合物电解质膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶剂为N,N
‑
二甲基乙酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮、N,N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮、乙腈中的一种或者两种以上；所述聚合物包括所述聚合物包括含氮聚合物、含氮杂环聚合物、含能与水形成氢键的功能结构的聚合物中的一种或两种以上；所述含氮聚合物中含氮结构包括RNH2、R2NH、R3N，含2
‑
4个N的季铵盐结构，包括RR
’3N
+
X
‑
、RR
’3N
+
X
‑
R”N
+
X
‑
，其中R为聚合物主链，R
’
与R”为1
‑
6个C的直链烷烃、3
‑
8个C的支链烷烃或3
‑
6个C的环状烷烃；所述含氮杂环结构包括咪唑类、嘧啶类、哌啶类、吡咯烷类或三唑类；所述含能与水形成氢键功能结构的聚合物包括聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚乙酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸、聚砜、丙烯酸
‑
丙烯酸酯共聚物、聚甲醛、溴代聚醚醚酮、溴代聚醚酮酮或溴代聚砜；所述含氮结构、含氮杂环结构在聚合物主链位置或在聚合物侧链作为支链。所述聚合物的质量与溶剂的体积比为1：20
‑
1：5g/mL。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，加入聚合物时搅拌的速...

【专利技术属性】
技术研发人员：王素力，杨丛荣，孙公权，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：