[發明專利]具有微相分離結構的堿性聚芳醚離聚物材料及其制備與應用

有效

• 申請號: 201210506901.9
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103012772A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 李秀華;余英鳳;劉群方
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08G65/48
• 分類號: C08G65/48;C08G65/40;H01M8/10;C08J5/22
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

1.具有微相分離結構的堿性聚芳醚離聚物，其特征在于，其分子結構中包含長序列親水鏈段和長序列疏水鏈段，其分子結構式如下：

其中m=8～100的整數，n=8～100的整數;R為H、或

選自（a）~(f)中的任一種：

2.如權利要求1所述的具有微相分離結構的堿性聚芳醚離聚物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將二（4,4’-羥基苯基）二苯基甲烷與具有Ar₁結構的二鹵單體以(m+1):m的摩爾比投料，在氮氣保護以及1.5m～2m摩爾量的無水碳酸鉀和甲苯存在下，于極性非質子溶劑里，先在140～150℃反應3～6小時，由甲苯帶出反應過程生成的水，然后繼續升溫到180℃~200℃反應12小時，然后加入5%（m+1）摩爾量的二（4,4’-羥基苯基）二苯基甲烷，繼續在180℃~200℃反應3小時，至反應體系冷卻，反應液在1:1（v/v）的甲醇/3%濃鹽酸溶液里沉淀，過濾，收集粗產物并干燥，然后用氯仿溶解，用硅藻土過濾，在甲醇中沉淀，過濾收集產物并干燥，即得到親水鏈段；

所述具有Ar₁結構的二鹵單體的結構式為（a1）~(f1)中的任一種；

其中，X為Cl或F；

所述親水鏈段具有以下結構：

（2）將具有Ar₂結構的雙羥基芳香單體與具有Ar₁結構的二鹵單體以n:(n+1)的摩爾比投料，在氮氣保護以及1.5n～2n摩爾量的無水碳酸鉀和甲苯存在下，于極性非質子溶劑里，先在140～150℃反應3～6小時，由甲苯帶出反應過程生成的水，然后繼續升溫到180℃~200℃反應12小時，然后加入5%(n+1)摩爾量的具有Ar₁結構的含氟芳香單體，繼續在180℃~200℃反應3小時，至反應體系冷卻，反應液在1:1（v/v）的甲醇/3%濃鹽酸溶液里沉淀，過濾，收集粗產物并干燥，然后用氯仿溶解，用硅藻土過濾，在甲醇中沉淀，過濾收集產物并干燥，即得到疏水鏈段；

所述具有Ar₂結構的含雙羥基芳香單體結構式為I’~IV’：

所述疏水鏈段，具有以下結構：

（3）將制備的親水鏈段以及疏水鏈段以等官能團比例投料，在氮氣保護以及無水碳酸鉀和甲苯存在的條件下，于極性非質子溶劑里，先在140～150℃反應3～6小時，由甲苯帶出反應過程生成的水，然后繼續升溫到180℃~200℃反應24小時，至反應體系冷卻，反應液在1:1（v/v）的甲醇/3%濃鹽酸溶液里沉淀，過濾，收集粗產物并，然后用氯仿溶解，用硅藻土過濾，在甲醇中沉淀，過濾收集產物并干燥，即得到結構如下式所示的聚芳醚，

（4）將聚芳醚溶解在四氯乙烷中，形成5wt%的溶液，然后按聚芳醚:氯化鋅:氯甲醚的摩爾比為1:(1～3):(40～80)加入氯化鋅和氯甲醚，在40～60℃，反應24～48h，將反應液用硅藻土過濾后倒入甲醇中，形成絮狀沉淀；絮狀沉淀經過濾后，用甲醇洗滌沉淀數次，再經真空干燥得到氯甲基化聚芳醚：

（5）將氯甲基化聚芳醚在室溫下浸泡到季銨化試劑中，反應24～48h后再用去離子水洗滌聚合物中殘留的季銨化試劑，得到季銨化聚芳醚；

（6）將季銨化聚芳醚室溫下浸泡到堿溶液中，反應24～48h再用去離子水洗滌至中性，得到如下式所示的具有微相分離結構的堿性聚芳醚離聚物：

其中m=8～100的整數，n=8～100的整數;R為H、或

3.根據權利要求1所述的具有微相分離結構的堿性聚芳醚離聚物的制備方法，其特征在于，所述極性非質子溶劑為N,N-二甲基乙酰胺、環丁砜、二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺或者N-甲基吡咯烷酮中的任意一種。

4.根據權利要求1或3所述的具有微相分離結構的堿性聚芳醚離聚物的制備方法，其特征在于，所述極性非質子溶劑的用量為雙羥基單體和二鹵單體的質量和的2~5倍，甲苯與極性非質子溶劑的體積比為1~3:1。

5.根據權利要求1所述的具有微相分離結構的堿性聚芳醚離聚物的制備方法，其特征在于，所述季銨化試劑為三甲胺水溶液，1-甲基咪唑，1,2-二甲基咪唑中的任意一種。