阴离子交换膜燃料电池（AEMFCs）因其非贵金属电催化剂、快速的电极反应动力学和在使用条件下良好的金属催化剂耐腐蚀性而受到广泛关注。阴离子交换膜（AEMs）作为AEMFCs的关键部件,它的性能直接影响AEMFCs的实际应用。聚合物骨架结构对AEMs的性能起着决定性的作用。研究发现,以聚(苯乙烯-b-（乙烯-co-丁烯）-b-苯乙烯)（SEBS）作为骨架材料可以得到具有微相分离结构的AEMs,实现离子的高效传输。然而,SEBS基AEMs往往具有较高的吸水率和膨胀率,如何平衡离子电导率和尺寸稳定性是必须考虑的问题。不同于其他研究中形成交联结构限制AEMs过度膨胀的方法,本文通过引入结晶结构来提高AEMs的尺寸稳定性,依据分子链结构调控SEBS结晶结构,系统地研究了结晶结构对SEBS基AEMs性能的影响。主要内容如下:（1）氢化1,4-丁二烯结构单元为86～87%的两种聚（苯乙烯-b-丁二烯-b-苯乙烯）共聚物（SBS-30和SBS-40）,获得结晶度分别为21.7%和18.4%的SEBS-30和SEBS-40,经氯甲基化、季铵化和碱化制备了一系列具有结晶交联结构的SEBS基AEMs。结果表明,与基于商用SEBS的AEMs相比,结晶型AEMs不仅具有良好的微相分离结构,而且显示出更加优异的机械性能和尺寸稳定性。其中,SEBS-40-OH（IEC=1.48 mmol/g）表现出低膨胀率、高吸水率和良好的OH-电导率（80 ℃下约12%、80%和81 m S/cm）,其单电池测试中,当电流密度为860 m A/cm2时,峰值功率密度高达320 m W/cm2。（2）以1,4-丁二烯结构含量较高的星形和线形SBS为初始材料,制备一系列结晶型的AEMs,研究聚合物拓扑结构对SEBS结晶结构及AEMs性能的影响。结果表明,与线形SEBS基AEMs相比,星形SEBS基AEMs具有更高的结晶度（18.4%vs 22.4%）,不仅体现出更加优良的机械性能和尺寸稳定性,形成了更加明显的有利于OH-高效传输的微相分离结构,而且具有更加优异的耐碱稳定性。（3）以n-Bu Li为引发剂,丁二烯和苯乙烯为单体,环己烷为溶剂,四氢呋喃为结构调节剂,采用活性负离子聚合方法合成1,4-丁二烯结构单元分别为69.0%、82.7%和92.5%的SBS共聚物,经氢化反应制备结晶度分别为～0%、16.3%和25.9%的SEBS。依次通过氯甲基化、季铵化和碱化反应制备一系列结晶型SEBS基AEMs（SEBS-70-OH,SEBS-80-OH和SEBS-90-OH）,研究SEBS结晶结构对AEMs各项性能的影响规律。结果表明,SEBS-90-OH表现出最高的拉伸强度、最低的膨胀率和最优异的耐碱稳定性,但是,其过高的结晶度阻碍离子的传输并降低膜的离子传输性能:其80℃的离子电导率仅为66.35 m S/cm（IEC=1.52 mmol/g）。对比之下,SEBS-80-OH具有适度的结晶度,却表现出优异的离子传输性能（83.70 m S/cm,IEC=1.06 mmol/g）,而低结晶度的SEBS-70-OH却体现出类似商品化SEBS基AEMs的离子传输性能（73.26 m S/cm,IEC=1.49 mmol/g）。可见,引入适宜的结晶结构有利于制备具有良好的机械/化学稳定性和离子导电性的阴离子交换膜。
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