超强酸催化Friedel-Crafts反应制备无醚磺化聚芳基质子交换膜

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作   者：

黄梓俊;  龙志;  陈策能;  徐珂;  钱彬彬;  任艳蓉;  丁涛;  房晓敏; 

作者机构：

中国科学院深圳先进技术研究院;  河南大学化学与分子科学学院; 

关键词：

磺酸功能化;  聚合物合成;  质子交换膜;  无醚聚苯; 

期刊名称：

高分子学报

i s s n：

1000-3304

年卷期：

2024 年 55 卷 012 期

页   码：

1730-1741

摘   要：

通过三氟甲磺酸催化Friedel-Crafts反应，合成了含有三氟异亚丙基的无醚聚芳前驱体聚合物.考察了不同芳基单体、电子云密度和空间位阻等因素对前驱体聚合物分子量的影响，并优化反应条件，实现了前驱体的合成.特别是，以联苄和三氟丙酮为原料合成的前驱体聚合物PAAF，展现出了高分子量（Mw=201 k Da,M_n=63 k Da）特性；随后，经氯磺酸三甲基硅烷基酯后磺化制备了s PAAF，其不仅保持了高分子量（Mw=201 k Da,M_n=63 k Da），还具备了高离子交换容量（2.40 mmol/g）.在80℃完全水合状态下，质子电导率最高可达102 m S/cm，热分解温度为258℃，化学稳定性良好，在芬顿测试后质量衰减率仅为11%，表明该系列材料具有良好的化学稳定性.本研究旨在通过引入不同的亚苯基结构和功能基团，深入探讨聚合物结构与膜性能之间的构效关系，为开发低成本、高性能的无醚聚苯基质子交换膜材料奠定基础.