氧化石墨烯/笼型聚倍半硅氧烷星型嵌段共聚物复合质子交换膜的制备与性能

张杰^1,2，陈芳^1,2，马晓燕^1,2，孙坤^1,2，管兴华^1,2

1. 西北工业大学理学院应用化学系空间应用物理与化学教育部重点实验室2. 西北工业大学理学院应用化学系陕西省高分子科学与技术重点实验室

摘 要：通过共混的方法制备了含笼型聚倍半硅氧烷（POSS）星型拓扑结构嵌段共聚物的氧化石墨烯（GO）/笼型聚倍半硅氧烷-（聚甲基丙烯酸甲酯-共聚-磺化聚苯乙烯）(POSS-(PMMA₂₆-b-SPS₁₅₆)₈)复合质子交换膜。通过研究复合质子交换膜的离子交换容量（IEC）、质子传导率、吸水率与溶胀率,考察了GO含量对复合质子交换膜性能的影响。研究发现:复合质子交换膜的离子交换容量随GO含量的增加而升高,吸水率和溶胀率随着GO加入而降低,在测定温度范围内复合质子交换膜均表现出较高的尺寸稳定性,GO的添加改善了纯聚合物膜在80℃失水导致传导率下降的问题,提高了质子交换膜的质子传导率,发现在相对湿度为100%、80℃时,GO含量为0.3wt%的复合质子交换膜的质子传导率约为纯聚合物膜的3.2倍。

关键词：复合质子交换膜;氧化石墨烯;质子传导率;吸水率;离子交换容量;