[發明專利]DPE存在下控制自由基聚合制備嵌段共聚物質子交換膜的方法

無效

• 申請號: 201310070309.3
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN103172889A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 張秋禹;王雯雯;張和鵬;顧軍渭;周艷陽;劉夢姣
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C08J5/22
• 分類號: C08J5/22;C08L33/12;C08L33/08;C08F293/00;C08F220/14;C08F220/18;C08F212/08;C08F2/38;C08F8/36
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種DPE存在下控制自由基聚合制備嵌段共聚物質子交換膜的方法，其特征在于

步驟如下：

步驟1：在裝有電動攪拌器和冷凝器的容器中，加入質量分數為0.2%～0.5%的表面活性劑水溶液30份，單體8～10份，1,1-二苯基乙烯0.1～0.25份，在200～400r/min的機械攪拌下預乳化20～40min制得乳液體系；

步驟2：將乳液體系放入80℃水浴中，平衡10～20min后，向乳液體系中加入質量分數為12%～25%的引發劑水溶液10份，繼續反應4～6h得到含大分子前體的種子膠乳；

步驟3：采用滴液漏斗向種子膠乳中滴加苯乙烯3～6份，質量分數為0.2%～0.5%的表面活性劑水溶液10份，在150～180r/min的機械攪拌下，1～2h滴加完畢，后室溫溶脹10～12h；將溶脹后的膠乳加熱到80℃，反應6～8h后，透析膠乳除去其中表面活性劑，冷凍干燥得到聚合物粉末，后采用溶解-沉淀法提純產物制得嵌段共聚物；

步驟4：在放有磁子的單口瓶中加入1,2-二氯乙烷6～8份，醋酸酐2～4份，后將單口瓶放入0℃低溫恒溫反應浴中，磁力攪拌下，平衡10～20min后向容器中加入濃硫酸0.5～0.8份，繼續反應6h制得磺化試劑；

步驟5：稱取步驟3中所制備的嵌段共聚物0.5份，加入裝有電動攪拌器和冷凝器的容器中，并向容器中加入1,2-二氯乙烷20份，機械攪拌至聚合物完全溶解；將步驟4中所制備的磺化試劑加入上述容器中進行磺化反應，然后向容器中加入甲醇終止反應后減壓蒸餾除去溶劑得沉淀物，用去離子水將沉淀物洗至溶液為中性后干燥得到磺化嵌段共聚物；將磺化嵌段共聚物溶解于有機溶劑，溶液澆鑄法成膜，干燥，脫膜即得嵌段共聚物質子交換膜。

2.根據權利要求1所述DPE存在下控制自由基聚合制備嵌段共聚物質子交換膜的方法，其特征在于：所述步驟1及步驟3中的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述DPE存在下控制自由基聚合制備嵌段共聚物質子交換膜的方法，其特征在于：所述步驟1中的單體為甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸丁酯。

4.根據權利要求1所述DPE存在下控制自由基聚合制備嵌段共聚物質子交換膜的方法，其特征在于：所述步驟2中的引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述DPE存在下控制自由基聚合制備嵌段共聚物質子交換膜的方法，其特征在于：所述步驟3中的良溶劑為四氫呋喃。

6.根據權利要求1所述DPE存在下控制自由基聚合制備嵌段共聚物質子交換膜的方法，其特征在于：所述步驟3中的不良溶劑為甲醇或環己烷。

7.根據權利要求1所述DPE存在下控制自由基聚合制備嵌段共聚物質子交換膜的方法，其特征在于：所述步驟5中的磺化反應條件為30～50℃下磺化反應50～180min。

8.根據權利要求1所述DPE存在下控制自由基聚合制備嵌段共聚物質子交換膜的方法，其特征在于：所述步驟5中的有機溶劑為四氫呋喃、N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亞砜。