PTFE辐射接枝对苯乙烯基三甲氧基硅烷制备质子交换膜

采用聚四氟乙烯(PTFE)膜室温下共辐射接枝单体p-苯乙烯基三甲氧基硅烷(StSi)，之后经磺化和水解缩聚制备了含有亲水性的—Si—O—Si—交联结构和Si—OH基团的质子交换膜.研究了溶剂、吸收剂量、吸收剂量率以及单体浓度等参数对接枝率的影响，并对质子交换膜的离子交换容量(IEC)、吸水性、尺寸稳定性及电导率等性能进行了分析.结果表明，实验条件下接枝率随吸收剂量和单体浓度增加而增加，采用<3mol.L-1的单体浓度减少均聚物；吸收剂量率为10~43Gy.min-1时，接枝率随剂量率变化不明显；以甲苯做溶剂可获得较高接枝率并保持膜的机械强度；IEC值、吸水性和电导率随接枝率增加而增大，是—SO3H、—Si—O—Si—交联结构和Si—OH基团共同作用的结果.接枝率72.5%时膜的IEC值为1.53mmol.g-1，高于Nafion117(0.89mmol.g-1)，90℃吸水率为63%，尺寸稳定(优于Nafion117)，质子电导率达1.5×10-2S.cm-1，获得了低于Nafion117的甲醇透过性，接枝率50.1%时甲醇透过系数0.82×10-6cm2.s-1.