[發(fā)明專利]具有微相分離結(jié)構(gòu)的聚芳醚離聚物材料及其制備與應(yīng)用

無效

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• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102516556A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李秀華;林永華;肖帶麗
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00;C08G73/06;C08G65/40;C08J5/22;C08L87/00;H01M8/02;H01M2/16
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1.具有微相分離結(jié)構(gòu)的聚芳醚離聚物材料，其特征在于其分子結(jié)構(gòu)中包含長序列親水鏈段和長序列憎水鏈段，所述的分子結(jié)構(gòu)具體結(jié)構(gòu)式如式（1）所示：

????????????????????????式（1）??????????????????????????????????；

其中n=4~100的整數(shù)，m=6~100的整數(shù)，—Y—為—CO—或者—SO₂—；

為：?

中的一種以上。

2.權(quán)利要求1所述具有微相分離結(jié)構(gòu)的聚芳醚離聚物材料的制備方法，其特征在于步驟如下：

1）將具有通式（2）所示結(jié)構(gòu)的雙二氮雜萘酮類雙酚單體與具有通式（3）結(jié)構(gòu)的磺化二鹵單體以m:m+1的摩爾比與無水碳酸鉀在極性非質(zhì)子溶劑中混合后，再加入帶水劑，在惰性氣體的保護下，在150℃~170℃下帶水反應(yīng)2~4個小時后，升溫至180℃~200℃下攪拌反應(yīng)，至反應(yīng)體系粘稠后冷卻，得到親水鏈段；其中無水碳酸鉀與雙二氮雜萘酮類雙酚單體的摩爾比1.2~1.5:1；m=6~100的整數(shù)；

將雙酚芴以及具有通式（4）所示結(jié)構(gòu)的二鹵單體以n+1:n的摩爾比和無水碳酸鉀在極性非質(zhì)子溶劑中混合，然后加入帶水劑，在惰性氣體保護下，在150℃~170℃下帶水反應(yīng)2~4個小時后，升溫至180℃~200℃下攪拌反應(yīng)，至反應(yīng)體系粘稠后冷卻，得到憎水鏈段；其中無水碳酸鉀與雙酚芴單體的摩爾比為1.2~1.5:1；n=4~100的整數(shù)；

（2）將上述親水鏈段和憎水鏈段混合后，在180℃~200℃下繼續(xù)反應(yīng)16~24小時后冷卻，在含稀無機酸的乙醇和水的混合液中沉淀，將沉淀物進行純化，即得到聚芳醚離聚物材料；

雙二氮雜萘酮類雙酚單體結(jié)構(gòu)式為：

；

式（2）

磺化二鹵單體結(jié)構(gòu)式為：

；

式（3）

二鹵單體結(jié)構(gòu)式為：

；

式（4）

其中式（2）中的為

；

所述式（3）和式（4）中—Y—為—CO—或者—SO₂—；X為F或者Cl。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述極性非質(zhì)子溶劑為N,N-二甲基乙酰胺、環(huán)丁砜、二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺或者N-甲基吡咯烷酮；帶水劑為甲苯、二甲苯或者氯苯；稀無機酸為稀鹽酸、稀硫酸或稀硝酸。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述極性非質(zhì)子溶劑的用量為雙二氮雜萘酮類雙酚單體與磺化二鹵單體總質(zhì)量或者雙酚芴單體與二鹵單體的總質(zhì)量的2-5倍。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述帶水劑與極性非質(zhì)子溶劑的體積比為1~3:1。

6.權(quán)利要求1所述具有微相分離結(jié)構(gòu)的聚芳醚離聚材料的應(yīng)用，其特征在于用于制備燃料電池的質(zhì)子交換膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于所述制備燃料電池的質(zhì)子交換膜的方法是：將制得的聚芳醚離聚物溶于溶劑后傾倒于平板上，加熱條件下靜置成膜，冷卻至室溫后脫膜；用稀無機酸溶液浸泡脫模后得到的聚合物膜，再用去離子水或蒸餾水洗除去多余稀酸，即得到質(zhì)子交換膜。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于所述溶劑為N,N-二甲基乙酰胺、環(huán)丁砜、二甲基亞砜或者N-甲基吡咯烷酮。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于所述平板為玻璃板，靜置成膜的溫度為80℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于所述稀無機酸溶液為2mol/L?HCl溶液，浸泡時間為24小時。