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磺化聚芳醚砜类侧链型质子交换膜的制备及改性
磺化聚芳醚砜类（sulfonatedpoly(aryleneethersulfone),SPES）侧链型质子交换膜因其高理化稳定性、优异的热稳定性、高温高湿环境下的优异机械性能和生物相容性等优点，在能源、电化学以及化工等领域得到了广泛的应用。本文将介绍SPES侧链型质子交换膜的制备及改性。
1.SPES侧链型质子交换膜的制备
SPES膜的制备方法主要包括化学交联和物理交联两种方法。基于化学交联的方法通常使用聚合物前驱体聚合制备而成。这种方法的优点是，可以自由调节SPES膜的化学组成和结构，可以精确控制SPES膜的电化学性质和机械性能。而基于物理交联的方法则是指将SPES聚合物膜与阳离子或阴离子交联剂进一步加工制备而成。这种方法的优点是简便易行，成本低廉，但相对于化学交联法其制备的SPES膜质量较低。
SPES膜的化学结构可以通过调节反应条件和聚合物中的官能团来进行控制。例如，控制氟基含量的增加可以提高SPES膜的耐化学稳定性和抗污染性，改善膜的机械性能。同时，引入过氧化物等稳定剂可以提高SPES膜的热稳定性，降低膜的割裂和破损等现象。
2.SPES侧链型质子交换膜的改性
SPES侧链型质子交换膜的改性是为了提高其电化学性能、机械性能等方面，在其电化学应用中更加广泛地应用。
（1）交联改性
SPES膜的交联改性是通过引入阳离子或阴离子交联剂来实现的。交联后的SPES膜具有更高的质子导电性能，同时提高了其耐化学稳定性和机械性能。交联剂常会选择高聚前体生产过程中添加，使得聚合物与交联剂同时交联形成化学互穿网络结构。
（2）疏水改性
SPES膜通常由覆盖其表面的的SO3H基团来实现质子交换，其润湿性也因此受到限制。要消除这种限制并提高润湿性，通常将非极性有机物引入SPES膜中，例如，已经应用的化学表面改性化方法之一是疏水改性。
（3）碳纳米管增强改性
碳纳米管的加入可以增强SPES膜的力学性能和导电性能，这是由于碳纳米管的优异机械性能和导电性能对SPES膜性能有束缚和钳制的作用。同时，碳纳米管的加入还可以缩短SPES膜的润湿时间、提高水膜的接触角，改善SPES膜的润湿性。
综上所述，SPES侧链型质子交换膜作为一种应用广泛的聚合物电解质，其性能的优化是为了更加符合实际使用的要求，更为实用。未来应该注重研究SPES膜在各种应用领域的组合使用，探索在局限性、稳定性、长期使用等方面的解决方案。