聚偏氟乙烯接枝对苯乙烯磺酸质子交换膜的制备方法

摘要

本发明提供了一种聚偏氟乙烯接枝对苯乙烯磺酸质子交换膜的制备方法，首先，在配制好的碱醇溶液中加入相转移催化剂，得到含有相转移催化剂的碱醇溶液；再将聚偏氟乙烯加入溶液中处理得到碱处理聚偏氟乙烯粉体；将所得的粉体加入有机溶剂中，配制成碱处理聚偏氟乙烯粉体溶液，加入对苯乙烯磺酸盐单体和引发剂，在氮气氛围中反应，超声震荡，放入聚四氟乙烯膜框中，干燥，将膜剥离，置换出膜中的一价阳离子，除去残余的硫酸，放入去离子水中保存，即得聚偏氟乙烯接枝对苯乙烯磺酸质子交换膜。通过此方法能制备高电导率的质子交换膜，电导率与Nafion膜较接近，并且制作方法简单易行，成本较低，可作大批量的生产。

主权项

一种聚偏氟乙烯接枝对苯乙烯磺酸质子交换膜的制备方法，包括以下步骤：1）称取固体碱，加入水和醇，制成1～5mol/L的碱醇溶液；2）在配制好的碱醇溶液中加入相转移催化剂，以每毫升碱醇溶液2～4mg的剂量加入，得到含有相转移催化剂的碱醇溶液；3）将聚偏氟乙烯粉末直接加入上述溶液中，所加入聚偏氟乙烯粉末在溶液中的质量分数为5～15％，在60～70℃下处理1～5h后，过滤、清洗、抽滤、干燥，得到碱处理聚偏氟乙烯粉体；4）将所得的粉体加入有机溶剂中，配制成质量分数为3～8％的碱处理聚偏氟乙烯粉体溶液，溶解均匀后，加入对苯乙烯磺酸盐单体，所加入单体的质量为体系中碱处理聚偏氟乙烯粉体重量的25～35％；同时加入引发剂，以体系中碱处理聚偏氟乙烯粉体重量的1～5％的剂量加入，在60～70℃氮气氛围中反应10～15h；5）反应完毕后，将所得溶液超声震荡1～2h，将制得的溶液放入聚四氟乙烯膜框中，然后放入真空干燥箱中，在70～80℃条件下真空干燥10～15h，得到聚偏氟乙烯接枝对苯乙烯磺酸盐质子交换膜；6）将所得的膜放入去离子水中，将膜剥离，再将膜放入强酸水溶液中浸泡10～24h，置换出膜中的一价阳离子，所述强酸水溶液为按照强酸：水体积比=1:1～1:8配制而成，然后放入去离子水中在55～65℃条件下煮20～30h，除去膜中残余的强酸，最后放入去离子水中保存，即得聚偏氟乙烯接枝对苯乙烯磺酸质子交换膜。