[發明專利]一種聚芳醚和高效耐久陰離子膜、及其制法

無效

• 申請號: 201210391890.4
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102952265A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 朱秀玲;王秋熹
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C08G65/40
• 分類號: C08G65/40;C08J7/12;C08J5/22;C08L71/10;B01J41/12
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 徐淑東

1.一種聚芳醚，其特征是：其分子鏈中包含以下結構單元：

式中：G選自下列基團中任意一種，G連接在分子鏈中醚鍵的鄰位：?

?

R₁-R₄是C₁-C₈的直鏈或支鏈烷基、烷氧基或環烷基，它們是相同或不同的結構；

式中，Ar₁選自下列（1）—（9）和（4’’）-(5’’)基團中任意一種：

?

式中：Ar₂選自下列（11）—（15）基團中任意一種：

。

2.一種高效耐久聚芳醚陰離子膜，其特征是：其聚合物分子鏈包含以下結構單元：

式中：G’選自下列基團中任意一種，G’連接在分子鏈中醚鍵的鄰位：

R₁-R₄和R₈是C₁-C₈的直鏈或支鏈烷基、烷氧基或環烷基，它們是相同或不同的結構；Z是Cl,?Br,?I或?OH;

式中：Ar₁是選自下列（1）—（9）和（4’’）-(5’’)基團中任意一種：

?

式中：Ar₂是選自下列（11）—（15）基團中任意一種：?

。

3.權利要求1所述一種聚芳醚的制備方法，其特征是：包括單體制備和聚合物制備兩步，具體工藝如下：

（1）單體制備：向反應釜中加入1質量份具有Ar₁殘基的雙酚單體，1-50質量份的胍化合物G-H，加入1-50質量份甲醛溶液、1-10質量份取代用催化劑，在5-150℃反應1-100小時，反應結束后過濾得到胍基取代雙酚，用溶劑重結晶，得到精制胍基取代雙酚；

（2）聚合物制備：向反應釜中加入1摩爾上述制得的胍基取代雙酚，1摩爾雙鹵單體，雙鹵單體為?X-?Ar₂-X,?其中X為F,?Cl或Br，1-10摩爾聚合用催化劑和聚合用溶劑，使單體質量濃度為5%-95%，通入惰性氣體，攪拌均勻，升溫至50-250℃聚合反應0.5-150小時，然后將聚合溶液倒入沉淀劑中凝聚，過濾得到含胍側基聚芳醚，聚合物經水煮過濾精制得到聚芳醚產品。

4.權利要求2所述高效耐久聚芳醚陰離子膜的制備方法，其特征是：包括單體制備、聚合物制備和陰離子膜制備三步，具體工藝如下：

（1）單體制備：向反應釜中加入1質量份具有Ar₁殘基的雙酚單體，1-50質量份的胍化合物G-H，加入1-50質量份甲醛溶液、1-10質量份取代用催化劑，在5-150℃反應1-100小時，反應結束后過濾得到胍基取代雙酚，用溶劑重結晶，得到精制胍基取代雙酚；

（2）聚合物制備：向反應釜中加入1摩爾上述制得的胍基取代雙酚，1摩爾雙鹵單體，雙鹵單體為?X-?Ar₂-X,?其中X為F,?Cl或Br，1-10摩爾聚合用催化劑和聚合用溶劑，使單體質量濃度為5%-95%，通入惰性氣體，攪拌均勻，升溫至50-250℃聚合反應0.5-150小時，然后將聚合溶液倒入沉淀劑中凝聚，過濾得到含胍側基聚芳醚，聚合物經水煮過濾精制得到聚芳醚；

（3）陰離子膜制備：將1質量份上述制得的聚芳醚，加入制膜用溶劑制成1-60%溶液，加入0.001-1質量份鹵代烷、0.0001-1質量份雙鹵代烷，在0℃-100℃攪拌均勻，得到鑄膜液，將鑄膜液傾入潔凈平整的玻璃或其它基板上鋪膜，再置于烘箱中干燥，將膜取出浸入過量鹵代烷中浸泡至烷基化盡量完全，轉入堿液中進行堿交換，再用去離子水浸泡，得到高效耐久聚芳醚陰離子膜。

5.根據權利要求3或4所述一種聚芳醚及高效耐久陰離子膜的制備方法，其特征是：（1）單體制備：其中所述取代催化劑采用下述化合物中的一種或任意種混合物：鹽酸、硫酸、磷酸、雜多酸、聚合物酸、氯化鐵、氯化鋅，其中催化劑用量為雙酚單體質量的1-10倍；

其中所述溶劑為甲苯、氯仿、二氯乙烷、甲醇、乙醇、丙醇和異丙醇和二甲基甲酰胺中的一種或任意種混合物。