本研究利用三種不同的單體m-tolidine (1)、4,4'-diamino- 2,2'-bis(trifluoromethoxy)biphenyl (6) 與4,4'-diamino-2,2'- bis(trifluoromethyl)biphenyl (11)分別經過醯胺化、硝化、水解與還原反應得到三種2和2'位上帶有不同官能基之四胺單體4,4',5,5'-tetraamino-2,2'-dimethylbiphenyl (5)、 4,4',5,5'-tetraamino-2,2'-bis(trifluoromethoxy)biphenyl (10) 與4,4',5,5'- tetraamino-2,2'- bis(trifluoromethyl)biphenyl (14)。以此三種四胺單體分別與4,4'-oxybis(benzoic acid)以Eaton’s reagent為溶劑聚合出聚苯并咪唑P1~P3。P1及P2之固有黏度(inherent viscosity)分別為3.2及2.9 dL/g，且皆成功以溶液澆鑄法塗佈成可饒式的薄膜。P1及P2的熱裂解溫度Td5 %為413與516 ℃，展現出良好的熱穩定性。P1及P2薄膜在Fenton test 216小時測試後，殘餘重量之百分比為89.5及93.7 %，呈現良好的氧化穩定性。P1及P2薄膜在室溫下浸泡於不同濃度的磷酸(85、80、75 %)後其磷酸摻雜量分別為204、160、143及142、101、92 %。P1與P2在摻雜量最大下，拉伸強度分別為24.4和17.0 MPa。P1及P2薄膜在160 ℃下進行質子傳導率的測試，當磷酸摻雜量最大下，P1及P2其質子傳導率分別為4.7 × 10-2及1.17 × 10-2 S/cm。而最後在160 ℃下進行全電池測試，P1和P2薄膜可分別達907和661 mW/cm2之電池功率，比m-PBI的573 mW/cm2還高，證實聚苯并咪唑P1及P2薄膜可應用於質子交換膜燃料電池。
|
技術摘要：
專利行銷平台
