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综述专论
化工中间体 Chenmical Intermediate
磺化聚醚醚酮改性研究进展
王笃政”于娜姆
（中北大学化工与环境学院，山西太原030051)
2011年第03期
摘要：碳化象醒酷酬（SPEEK）作为一种新型高性能热型性工程型料，在许多工程领域有着广泛的应用。通过对SPEEK进行改性，使其具有更好
的应用前景。本文综述了SPEEK改性研究的进展情况。关健调：碳化策髓整酮；改性；复合膜
中图分类号：TQ326.53
文款标识码：A
文章编号： T16728114(2011)0300804
全氯硕酸系列膜是目前最产为应用的商品化质子交
换膜，现今广泛应用于燃科电池中的Nafion系列膜是美国 DuPont公司生产的一种全氟磺酸膜，它具有较好的质子传导性，较高的化学稳定性、热稳定性和较长的使用寿命，但是电池应用中却存在甲醇渗透性高、价格昂贵等缺点，所以国内外学者致力于对其改性或者寻找新的高分子聚电解质来替代它"。磺化案醛醛酮(SPEEK)成了最有潜力代替全氟磺酸膜的聚合物之一。近年来，许多研究者"“都对磺化聚醚醚酮膜进行了研究，已有的研究表明，SPEEK由于其热稳定性好，化学稳定性强，在高磺化度下有较高的质子电导率，而且SPEEK膜特有的微观结构也使其阴醇性能要优于Nafion膜，因此SPEEK 膜可能成为较为理想的Nafion替代膜司。已有一些关于使用SPEEK膜代替Nafion对直接甲醇燃料电池(DMFC)的影响与效果的研究报道17，列。
虽然SPEEK膜具有较好的应用前景，但总的来说，其质子传导性能仍逊色于全氟磺酸膜，这归因于 SPEEK不具有全氟磺酸膜的超酸特性及其较窄的质子通道和较小的微相分离。另外，SPEEK膜的质子迁移率随吸水量的增加而快速增加。而高含水量和较小的微相分离，使得SPEEK膜的溶胀性能又变差，在较高的磺化度和较高的温度下，膜易发生溶胀，最终影响膜的机稳定性9。因此SPEEK膜还不能替代昂的Nafion膜作为燃料电池的质子交换膜。在SPEEK原有性能上通过
作者前介：王笃改（1988-），男，江苏连云港人，在读硕士研究生，主
要研究方向超重力场中的多相流传质与化学反应。万方数据
对其进行改性的研究备受关注，其主要手段有SPEEK 聚合物共混法改性、SPEEK填料填充法改性、SPEEK交联法改性、SPEEK穿插法改性、SPEEK小分子有机物掺
杂法改性、SPEEK多层复合法改性等， 1SPEEK聚合物共混法改性
为了避免较高DS的SPEEK薄膜在溶液中不稳定而溶解，可采用其它聚合物，如聚醚矾(PES)或聚砜(PSF) 与SPEEK共混后制成SPEEK复合材料薄膜，在一定程度上改善其在溶液中稳定性12]。然而，复合膜的质子传导性能并不是两种聚合物材料各自传导性能的简单强加，共混配比不同可导致薄膜质子传导性能的较大差异。与传统的质子交换膜相比，某些复合膜还具有质子的选择性透过能力。共混改性能较好地改善膜的稳定性，有利于提高改性薄膜的使用可靠性，但是该方法往往对于膜的电导率有负面影响。采用该方法制备实用性复合膜时，如何使改性后的膜能够保持较高的电导率是复合膜制备中需要解决的问题。
PES/SPEEK共混后制备的PES/SPEEK复合膜具有较好的稳定性。PSF/SPEEK共混可制备PSF/SPEEK复合膜，该复合膜的阻醇性能优于纯SPEEK薄膜：然而当 PSF含量增加时，共混复合膜会出现相分离行为，使电导率有一定下降。
ManeaC等人采用其它聚合物如聚醛矾(PES)或聚砜(PSF)与SPEEK共混后制成SPEEK复合材料薄膜，在一定程度上改善其在甲醇溶液中的稳定性。复合膜在甲醇溶液中的稳定性与PES的含量有关。PES/SPEEK复合后制备的PES/SPEEK复合膜具有较好的稳定性。当 SPEEK含量在50~80%的范围内时，复合膜具有较好的