[發明專利]至少含一個憎水嵌段組分的共聚物聚電解質及合成方法

在審

• 申請號: 201310021708.0
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103936990A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 曹曙光
• 申請（專利權）人: 曹曙光
• 主分類號: C08G75/23
• 分類號: C08G75/23;C08G65/40;C08G65/48;H01M8/10;H01M8/02;C09D11/52;B01D71/80
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技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種至少含一個憎水嵌段組分的共聚物聚電解質及合成方法。

背景技術

聚電解質兼有高分子長鏈和小分子電解質電離的雙重結構特征，具有普通高分子所不具備的功能特性(如增黏、絮凝、靜電相互作用等)，這些特性使其具有極為廣泛和重要的應用。由于嵌段共聚物具有自組裝為單元尺寸的高規整序列結構的潛力，因此正引起人們的廣泛興趣。在嵌段共聚物中，兩種或更多的均聚物鏈在其鏈端形成共價鍵。經過適當的熱平衡作用，不同嵌段鏈之間的分子連接作用及其相互作用可導致一系列微相分離形態的形成。外界面的存在對形成的微域形態影響很大，特別在薄膜中，由于含較低界面能量的組分可以在各自的界面上積累，進而使微域排成直行。當薄膜厚度與平衡時層間距不成比例，在薄層表面由于成核作用形成孔洞或島狀結構，以調節此處的薄層厚度，使之達到最佳量子值。因此目前嵌段共聚物聚電解質在制備膜材料方面正受到越來越多的關注。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種至少含一個憎水嵌段組分的共聚物聚電解質及合成方法，合成的共聚物聚電解質可用作高性能分離膜材料，可以用作燃料電池用的質子導電隔膜，也可以作為涂布所用墨水中的導電組分。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

至少含一個憎水嵌段組分的共聚物聚電解質，組成結構為：

-{-[-(-Ar1-X-Ar1-Y-Ar2-Y-)_n-Ar1-X-Ar1-E-]_a-(Ar3)_b-E-(Ar2)_c-Y-(Ar1-X-Ar1)_d-}_k-..........或

-{-[-Ar2-(-Ar1-X-Ar1-Y-Ar2-Y-)_n-]_a-(Ar3)_b-Y-(Ar2)_c-Y-(Ar1-X-Ar1)_d-}_k-..........，其中--[-(-Ar1-X-Ar1-Y-Ar2-Y-)_n-Ar1-X-Ar1-E-]_a--為憎水聚合物M部分，Ar1為苯基、奈基，三苯基、苯氰基或-Ar4--R1-Ar5--，其中R1為-C(O)--，--S(O)₂--，--P(O)(C₆H₅)--，--C(O)-Ar-C(O)--或--C(O)-Ar6-S(O)₂--，Ar4，Ar5，Ar6為芳香基團或取代芳香基團；

Ar2為-O-Ar7-R2-Ar8-O--；

R2為單個共價鍵，環烷烴C₂H_2n-2；

Ar7，Ar8為芳香基團或取代芳香基團；

其中X為-C(O)--，--S(O)₂--，--P(O)(C₆H₅)--，

--C(O)-Ar-C(O)--或--C(O)-Ar6-S(O)₂--Ar4，Ar5，Ar6為芳香基團或取代芳香基團；

Y為-S-，-O-；

E單個共價鍵，聚電解質為聚苯撐結構，或者為-S-，-O-；

n，為0到20的整數；

k，為20到200的整數；

a，b，c，d，為摩爾數或者為百分比，其中a+b+d＝c；

Ar3為帶親水性離子基團的芳香部分，其結構為：

Z為氫原子或強吸電子基團，為CN，NO₂或CF₃；

A為-C(O)--，--S(O)₂--；

B為--O--，--S--，--CH₂--或--OCH₂CH₂O--；

Ar為芳香基團或取代芳香基團；