聚合物接枝型离子交换膜的制备及性能研究

摘要

膜材料的选择以及膜内微相结构的形成直接影响离子交换膜的性能，且膜主体的微相结构与膜的制备以及改性方法有着莫大的关联。为了在离子交换膜内部构建规的离子传输通道，本文通过固定摩尔比例为1∶1的2-甲基-2丙烯酸甲酯（MMA）和甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯（DMAEMA）进行自由基聚合反应，合成叔胺-酯基型共聚物。借助共聚物中的叔胺基团与多孔溴化聚苯醚基膜中溴甲基之间的门舒特金（Menshutkin）反应，制备了一系列阴离子交换膜。研究发现，当D₁M₁的添加量为1.00 mL时，所制得离子交换膜的氢氧根型电导率最高，达57.90 mS·cm^-1,其水含量为6.0%,离子交换容量为1.51 mmol·g^-1,线性溶胀率为7.5%。此研究表明：通过简单的Menshutkin反应，并使用含有叔胺基团的聚合物作为介质，可以合成具有优异氢氧根电导率的阴离子交换膜，为阴离子交换膜燃料电池所需的电解质膜提供了一种可行的选择。

关键词

聚苯醚 / 阴离子交换膜 / 离子交换膜 / 燃料电池