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由于当前所使用的质子交换膜材料存在成本高、无法高温操作和不够环保等缺点,开发新型的成本低、性能高的质子交换膜越来越引起人们的重视.对于新型质子交换膜的研制主要体现在两个方面,一个是对于全氟磺酸型膜的改进和增强,包括加入支撑材料或掺杂增强材料等方法;另一个是彻底抛开全氟树脂,开发新型的质子交换膜材料,其中包括直接磺化、直接聚合、接枝、掺杂等制备方法.简要评述了这些方法的优缺点和这些膜材料的性能,并附以实例说明.

关键词: 燃料电池 , 质子交换膜 , 制备 , 改性

SPEEK/P4VP酸碱复合质子交换膜的制备与性能

荣倩 , 顾爽 , 贺高红 , 吴雪梅 , 胡正文 , 焉晓明

高分子材料科学与工程

利用4-乙烯吡啶(4-VP)碱性单体与磺化聚醚醚酮(SPEEK)共混,通过热聚合方法制备了SPEEK/P4VP酸碱复合质子交换膜,并考察了引发剂种类、用量和P4VP添加量对复合膜制备和性能的影响.质量分数为0.2%的偶氮二异丁腈较适宜作为引发剂制备复合膜;P4VP的添加使得复合膜的质子传导率和离子交换容量JEC(IEC=mmol SO3H/g dry membrane)略有下降,但复合膜的吸水率降低,抑制溶胀能力增强,且温度越高,抑制能力越为明显,此外复合膜的阻醇性能和拉伸屈服应力也有所提高,当4-VP的含量在50%(质量分数,下同)时,复合膜的甲醇渗透率与SPEEK和Nafion膜相比分别下降了70%和99%.

关键词: 磺化聚醚醚酮 , 4-乙烯基吡啶 , 直接甲醇燃料电池 , 质子交换膜 , 酸碱复合

化学交联法在质子交换膜制备中的应用

吴雪梅 , 贺高红 , 顾爽 , 董春旭 , 姚平经

高分子材料科学与工程

化学交联是提高质子交换膜性能的一种有效方法.交联质子交换膜具有较低的水溶胀性、甲醇渗透性,以及较高的热、力学稳定性.使用化学交联法制备质子交换膜时,通常采用交联聚合物磺化法、磺化聚合物交联法和共混聚合物交联法等三种方法.采用不同方法交联时,交联活性点的选取各不相同,制备的交联质子交换膜性能也有差异.深入研究交联程度、离子交换容量、交联剂种类等不同制备条件对交联膜的微观结构及性能的影响,才能使交联质子交换膜的综合性能得到优化.

关键词: 化学交联 , 质子交换膜 , 燃料电池 , 聚合物改性

胺交联的磺化聚芳醚砜酮荷电膜的制备及微观结构

吴雪梅 , 贺高红 , 顾爽 , 胡正文 , 姚平经

功能材料

采用乙二胺(EDA),己二胺(HDA)和对苯二胺(PPD)为交联剂,与磺化杂萘联苯聚芳醚砜酮(SPPESK)反应生成磺酰胺交联键,制备胺交联的磺化杂萘联苯聚芳醚砜酮荷电膜.通过元素分析确定交联程度.采用示差扫描量热,扫描电镜以及应力-应变测试等方法研究交联膜的微观结构.实验结果表明,交联剂的种类、用量以及SPPESK的初始磺化度显著影响体系的相容性,交联剂用量过高会导致交联膜发生微观相分离,影响交联膜的性能.胺交联法制备荷电膜时交联度不宜过高.

关键词: 磺化聚芳醚砜酮 , 交联 , 荷电膜 , 微观结构 , 磺酰胺

磺化--制备聚合物荷电膜材料的有效方法

吴雪梅 , 贺高红 , 顾爽 , 姚平经

高分子材料科学与工程

磺化是制备聚合物荷电膜材料的一种有效方法,磺化聚合物制备的荷电膜用做超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、离子交换膜等显示出良好的选择性、离子传导性及抗污染能力.由于聚合物与有机小分子物质性能的显著差异,聚合物磺化可以采用聚合物基质磺化、小分子磺酸单体直接聚合或接枝、聚合物膜磺化等不同方法.除采用常规磺化剂,如硫酸、氯磺酸、三氧化硫等,还可以采用磺酸酯等温和磺化剂以及金属化路线进行磺化反应.反应后处理多采用水或有机溶剂沉淀法.

关键词: 磺化 , 荷电膜 , 聚合物改性 , 直接聚合 , 沉淀法

爽滑性聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

青双桂 , 白蕊 , 周福龙 , 姬亚宁 , 白小庆 , 马纪翔

绝缘材料 doi:10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2017.06.004

采用SiO2与聚酰胺酸复合,制备了具有爽滑性的聚酰亚胺(PI)薄膜,对薄膜的拉伸强度、断裂伸长率、动摩擦因数等性能进行测试分析,并采用SEM、TMA和TGA对薄膜进行表征.结果表明:未添加SiO2的PI薄膜表面光滑,动摩擦因数为0.568,薄膜卷起后无爽滑性,容易产生粘连.加入SiO2后,SiO2可在PI薄膜表面形成弧形凸起,使动摩擦因数下降,爽滑性提高.当加入平均粒径为1.5μm、质量分数为0.1%~0.8%的SiO2粒子时,随着SiO2质量分数的增加,PI薄膜的拉伸强度和断裂伸长率不断增大,热膨胀系数缓慢降低,耐热性增加,动摩擦因数为0.423~0.377,可避免PI薄膜在生产应用过程中出现粘连问题.

关键词: SiO2 , 抗粘连 , 爽滑 , 聚酰亚胺薄膜

日本钛研究50年回顾

张小明

钛工业进展 doi:10.3969/j.issn.1009-9964.2000.01.003

关键词:

紫外、深紫外非线性光学晶体探索十年回顾

陈创天

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2001.01.004

本文讨论了近10年来我们研究组在探索紫外、深紫外非线性光学晶体方面的经历。这些经历中有成功的一面，也有不成功的一面。成功的一面包括KBBF晶体的发现及最短倍频波的输出(184.7nm)，以及最近使用的一种特殊的器件设计，使KBBF晶体能够产生有效的深紫外谐波光输出；KABO晶体的发现及厘米级晶体的获得，有可能使此晶体在Nd∶YAG激光的4、5倍频器件中得到应用。而我们没有想到的是线性和非线性光学性能均很优秀的SBBO晶体，却发现结构的完整性有问题，目前还不能得到实际的应用，在今后仍需花很大的精力去研究它。最后，我们虽然已花了10年时间，但深紫外非线性光学晶体仍旧没有得到理想的解决，还需我们继续努力。由此可见，一个科学问题的认真解决，是需要花非常长的时间。本文希望把我们研究组的近10年来的经验写出来，供大家参考，以求共勉。

关键词: 非线性光学晶体 , 紫外 , 深紫外 , 结构性能关系 , KBBF , KABO