[发明专利]季铵碱改性聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺化膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种季铵碱改性聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺化膜的制备方法，是一种质子交换膜，属于燃料电池电解质材料领域。本发明首先将聚偏氟乙烯粉体溶于有机溶剂，得到无色透明溶液。再向溶液中加入季铵碱醇溶液，在氮气气氛中加热磁力搅拌，把溶液铺于玻璃板上，干燥成膜。然后配置苯乙烯溶液，将获得的干膜放入苯乙烯溶液中，并加入引发剂，在氮气氛围中进行接枝反应。最后，将膜取出放入浓硫酸中磺化，用去离子水洗涤数次，即得季铵碱改性聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺化膜。通过本方法制备的质子交换膜，电导率比Nafion膜大，且成本低、工艺简单可行，便于进行大规模生产。

主权项

一种季铵碱改性聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺化膜的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：（1）称量一定质量的聚偏氟乙烯粉体于有机溶剂中，其中每克聚偏氟乙烯需有机溶剂10‑15mL，将上述溶液在80～100℃温度下磁力搅拌0.5～1h，冷却得到无色透明溶液A；（2）按溶液A与2.77mol/L季铵碱醇溶液的体积比为50：0.3～1.2量取一定体积的季铵碱醇溶液缓慢加入溶液A中，制得溶液B，同时在氮气气氛中30‑40℃磁力搅拌1～2h，得到溶液C；（3）将溶液C倾倒于玻璃板上，真空干燥箱中烘干成膜，得到改性聚偏氟乙烯膜D；(4)按苯乙烯与四氢呋喃、引发剂和改性膜D的重量份配比分别为75‑72份，18份，2份，5‑8份的比例，称量苯乙烯与四氢呋喃、引发剂和改性膜D，依次在烧瓶中加入苯乙烯、四氢呋喃，在常温下搅拌5至10分钟后，再加入改性膜D和引发剂形成溶液E；溶液E在氮气气氛中油浴加热至80‑100℃接枝反应8h，反应后向溶液中加入二氯甲烷，抽提2h，将膜取出用二氯甲烷溶胀，去离子水洗涤数次，得到接枝膜F；（5）将接枝膜F放入浓硫酸中80℃磺化2h，反应后将膜取出，用去离子水冲洗即得到季铵碱改性聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺化膜。