[发明专利]基于磺化芳醚型聚苯并咪唑与磺化聚倍半硅氧烷的复合型高温质子交换膜及其制备方法

摘要

一种基于亲水性磺化芳醚型聚苯并咪唑与磺化聚倍半硅氧烷的复合型高温质子交换膜及其制备方法，属于燃料电池技术领域。首先将磺化聚苯并咪唑聚合物溶于有机溶液，再与添加剂溶液充分混合，将所得混合溶液浇筑成膜后在磷酸中浸泡后取出干燥得到所述交换膜。磺化聚苯并咪唑聚合物中磺酸基的存在极大地增强了其亲水性，解决了3‑(三羟基硅基)‑丙烷磺酸添加剂水溶液加入过程中的遇水析出问题。另外，本发明在膜中形成了具有笼状结构的磺化聚倍半硅氧烷骨架，其具有疏水性，骨架上具有磺酸基，增强了整体的亲水、亲酸特性。复合膜中引入磺化聚倍半硅氧烷后，还可以在一定程度上降低质子交换膜的溶胀率，增强了质子交换膜的力学性能。

主权项

1.一种基于亲水性磺化芳醚型聚苯并咪唑与磺化聚倍半硅氧烷的复合型高温质子交换膜的制备方法，其步骤如下：1)将磺化聚苯并咪唑聚合物溶于二甲基亚砜或N,N‑二甲基乙酰胺，得到聚合物溶液，然后再与添加剂溶液充分混合；将所得混合溶液浇筑在干净玻璃板上，加热去除溶剂，从而在玻璃板上得到基于亲水性磺化芳醚型聚苯并咪唑与磺化聚倍半硅氧烷的薄膜；所述的磺化聚苯并咪唑聚合物的结构式如下所示，其中，m＝0.1～0.9；添加剂和磺化聚苯并咪唑聚合物的质量和按100％计算，添加剂的质量百分含量为2～8％；所述的添加剂溶液是将15～57uL、质量分数30％的3‑(三羟基硅基)‑丙烷磺酸水溶液加入到1mL二甲基亚砜或N,N‑二甲基乙酰胺中，再加入0.1mL、质量分数25～28％的氨水得到的混合溶液；2)将步骤1)所得到的基于亲水性磺化芳醚型聚苯并咪唑与磺化聚倍半硅氧烷的薄膜在磷酸中浸泡一定时间后取出干燥，从而制备得到基于亲水性磺化芳醚型聚苯并咪唑与磺化聚倍半硅氧烷的复合型高温质子交换膜。