一种微孔膜增强的含氟交联掺杂离子交换膜及其制备方法

摘要

本发明涉及到一种微孔膜增强的全氟交联掺杂离子交换膜，属于功能高分子复合材料领域。该离子交换膜以微孔膜作为增强物，含有辅助质子传导物质，且以全氟离子交换树脂为成膜树脂，所述全氟离子交换树脂之间形成三嗪环化学交联结构，且该交联结构上的酸性基团和加入的高价金属化合物进行物理键合交联，从而形成双重网状结构。本发明制备的离子交换膜具有优异的高温导电性、尺寸稳定性及良好的机械强度和稳定性，尤其具有优异的防气体渗透性能。

主权项

1.一种微孔膜增强三嗪环交联掺杂全氟离子交换膜，其特征在于：将添加有辅助质子传导物质的全氟离子交换树脂填充到微孔膜中，同时全氟离子交换树脂的分子间相互交联，形成三嗪环化学交联结构，且该交联结构上的酸性基团和高价金属化合物形成物理键合交联，从而形成双重网状结构，所述三嗪环化学交联结构如式(I)：其中所述高价金属化合物的金属元素选自下列元素之一或组合：W、Ir、Y、Mn、Ru、V、Zn或La元素；且所述高价金属化合物选自这些金属元素的最高价态和中间价态的硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐或醋酸盐中的一种；或选自这些金属元素的最高价态和中间价态的环糊精、冠醚、乙酰丙酮、EDTA、DMF或DMSO络合物；或选自这些金属元素的最高价态和中间价态的氢氧化物；或选自这些金属元素的最高价态和中间价态的具有钙钛矿结构的氧化物；所述具有钙钛矿结构的氧化物为Ca_0.6La_0.27TiO₃、La_(1-y)Ce_yMnO₃或La_0.7Ce_0.15Ca_0.15MnO₃，其中y＝0.1～0.4；所述全氟离子交换树脂是由四氟乙烯、一种或几种含酸性交换基团的全氟烯单体和一种或几种含交联位点的含氟烯单体共聚形成；所述含酸性交换基团的全氟烯单体选自式(A)或(B)：CF₂＝CFO[CF₂CF(CF₃)]_fO(CF₂)_gSO₃Hf＝0或1；g＝2～4的整数    (A)CF₂＝CFO(CF₂)₃PO₃H₂       (B)所述含交联位点的全氟烯单体是式(X)的结构：其中，Y₅选自CN；a’、b’、c’独立地为0或1，但a’+b’+c’≠0；X₁选自F或CN；n’为0或1；R_f5、R_f6独立地为全氟烷基。