[发明专利]一种掺杂、纤维改性的交联全氟离子交换膜

摘要

本发明涉及加入了高价金属化合物的无机物掺杂、增强纤维增强的交联全氟离子交换膜及其制备方法，属于功能高分子复合材料领域。该全氟离子交换膜具有由酸性交换基团与高价金属化合物形成的交联网络结构，同时含有增强纤维和作为辅助质子传导物质的无机物。该离子交换膜具较高的高温导电率、尺寸稳定性及良好的机械强度，尤其是具有非常优异的防介质渗透性能。

主权项

1.一种全氟离子交换膜，其特征在于：该膜以全氟离子交换树脂为基体，该树脂通过侧链上的可交联位点发生交联，从而形成化学键合的交联结构，然后该交联结构的链上的酸性基团与加入的高价金属化合物通过物理键合而形成交联网络结构，该膜中还添加了作为增强物的增强纤维和作为辅助质子传导物质的无机掺杂物；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，或上述一种或多种共聚物的混合物；所述含酸性交换基团的全氟烯单体选自具有如下结构的式(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)所述含交联位点的含氟烯单体选自具有如下结构的式(IX)或(X)：其中，Y₄、Y₅独立地为Br或I；a’，b’，c’独立地为为0或1，但a’+b’+c’≠0；X₁为F、Br或I；n’为0或1；R_f4、R_f5、R_f6独立地为全氟烷基，优选为C₁-C₅的全氟烷基；交联后的所述交联结构具有如下通式(I)的交联桥：其中，G₁＝CF₂或O，G₂＝CF₂或O，R_f是C₂-C₁₀全氟碳链；所述高价金属化合物为相应金属元素的最高价态或中间价态的无机盐、与具有大孔或无大孔的有机分子形成的络合物、氢氧化物、具有钙钛矿结构的氧化物。