制备与表征：磺化聚芳醚砜侧链质子交换膜的性能研究

"新型侧链磺化聚芳醚砜质子交换膜的制备及表征" 本文主要关注的是新型侧链磺化聚芳醚砜质子交换膜的研发，这是一种用于燃料电池的关键材料。许晶晶、韩丁波和陈康成通过合成具有磺酸基侧链的二氟单体——双(4-氟-2-(3-磺酸基苯甲酮基))苯砜(BFSBPS)，然后利用亲核取代反应，成功制备出一系列具有不同离子交换容量(IEC)的侧链磺化聚芳醚砜聚合物。这些聚合物进一步被转化为质子交换膜，采用了溶液浇铸法进行制造。 质子交换膜的性能对其在燃料电池中的应用至关重要。研究者测试了这些膜的多种特性，包括IEC、吸水率、尺寸变化、机械性能和质子传导率。实验结果显示，侧链型磺化聚芳醚砜质子交换膜具有优异的热稳定性，其热分解温度超过325℃。在低湿度环境下（20%RH），膜的拉伸强度普遍超过58MPa，杨氏模量保持在1.0GPa以上，显示出良好的力学性能。 此外，膜的尺寸变化率、吸水率和质子传导率随着IEC的增加而增加。有趣的是，侧链型质子交换膜在尺寸变化上表现出显著的各向异性，即膜的厚度方向尺寸变化明显大于膜面方向。尽管在IEC相似的情况下，主链磺化型膜的吸水率较高，但侧链型膜的质子传导率更高，这表明侧链结构可能对质子传输有积极影响。 关键词涵盖了质子交换膜、侧链型结构、磺化聚芳醚砜以及质子传导率，这些都是研究的核心内容。此项工作对于理解质子交换膜的结构-性能关系，以及优化燃料电池的性能具有重要意义，并为开发更高效、更稳定的燃料电池提供了新的可能。