磺化聚醚醚酮（砜）的合成、表征与除湿性能

磺化聚醚醚酮（砜）的制备是应膜科学技术领域对高性能离子交换膜和气体除湿膜材料的要求而发展起来的，其特有的结构和性能决定了磺化聚醚醚酮（砜）的广阔应用前景。磺化聚醚醚酮（砜）不仅在气体除湿膜和离子交换膜材料方面具有重要的应用价值，而且由于磺酸（钠）基团的引入了带来的物理和化学性质的变化，开展在湿敏传感器，小溶性高分子和生物医药高分子方面的研究也具有十分重要的意义。磺化聚醚醚酮（砜）中磺酸（钠）基团含量的增加，可以大大提高基离子交换膜的交换性能和气体除湿膜的除湿性能。本文即是以此为基础，针对以往制备方法存在的磺化度很难高于1.0及聚合反应中存在交联降解反应等缺陷，优化了合成方法和聚合体系，合成了一系列磺化度高达2.0的水溶性和水不溶性磺化聚醚醚酮，并对它们进行了精确的结构、组成、物理性能的表征及在气体除湿膜材料方面的应用研究。本文从磺化的二氟二苯酮出发，通过与不同结构的酚单体进行亲核共聚，合成了一系列磺化度高达2.0的荷电聚醚醚酮，聚合过程中没有可观测到的交联、降解等副反应。还进行了其它聚合条件及聚合体系的探索工作。建立了一套包括元素分析、IR、NMR、TGA、DSC、WAXD等表征手段在内的一套完整的表征磺化聚醚醚酮的方法，并揭示了磺化聚醚醚酮的组成、结构与性能的关系。本文首次给出了磺化度为2.0的磺化均聚物的核磁共振谱图，进一步完善了磺化聚醚醚酮类聚合物的表征。制备了磺化聚醚醚酮气体除湿膜，表征了其除湿性能并揭示了水蒸气透过率和气体透过率与磺化度之间的关系。首次报导了水蒸气、氮气分离系数高达10~7数量级的气体除湿膜，由于其同时具有优异的机械性能，耐热性和耐化学腐蚀性，可望应用于对气体除湿性能要求高的应用领域。