[發(fā)明專利]一種側(cè)鏈含苯并咪唑聚芳醚酮/砜及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610782617.2
• 申請(qǐng)日: 2016-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN106279693B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建黎;吳凱;張祺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G75/23
• 分類號(hào): C08G75/23;C08J5/18;C08L81/06;C08G65/40;C08L71/10;H01M2/16
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

1.一種側(cè)鏈含苯并咪唑聚芳醚酮/砜，其特征在于，所述的側(cè)鏈含苯并咪唑聚芳醚酮/砜為主鏈由式(I)所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的分子量在7000～12000的磺化聚合物，或者為主鏈由式(II)所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的分子量在7000～12000的非磺化聚合物：

式(I)中：

m＝1，n＝1；

式(I)或(II)中：

A₁、A₃各自獨(dú)立為：

A₂為下列之一：

2.如權(quán)利要求1所述的側(cè)鏈含苯并咪唑聚芳醚酮/砜的制備方法，其特征在于：

所述的側(cè)鏈含苯并咪唑聚芳醚酮/砜為主鏈由式(I)所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的分子量在7000～12000的磺化聚合物，其制備方法為：

惰性氣體保護(hù)下，以雙酚單體、二氟單體為聚合原料，堿性物質(zhì)為催化劑，甲苯為帶水劑，在非質(zhì)子極性有機(jī)溶劑中，于120～260℃下反應(yīng)1～24h，之后反應(yīng)液經(jīng)后處理，得到式(I)所示聚合物；

所述的雙酚單體為4,4’-亞甲基-2,2’-苯并咪唑雙酚與其他雙酚單體物質(zhì)的量之比1：5～10的混合物；所述的其他雙酚單體選自下列之一：雙酚A、六氟雙酚A或四甲基聯(lián)苯二酚；

所述的二氟單體為非磺化二氟單體與磺化二氟單體物質(zhì)的量之比1：0.1～10的混合物；所述的非磺化二氟單體選自4,4’-二氟二苯酮、4,4’-二氟三苯二酮或4,4’-二氟二苯砜；所述的磺化二氟單體選自3,3’-二磺酸鈉-4,4’-二氟二苯酮或3,3’-二磺酸鈉-4,4’-二氟二苯砜；

所述的堿性物質(zhì)為無水碳酸鈉或無水碳酸鉀；

所述的非質(zhì)子極性有機(jī)溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、環(huán)丁砜或二苯砜；

所述二氟單體與雙酚單體的物質(zhì)的量之比為1：0.98～1.02；

所述二氟單體與催化劑的物質(zhì)的量之比為1：1.01～3。

3.如權(quán)利要求2所述的側(cè)鏈含苯并咪唑聚芳醚酮/砜的制備方法，其特征在于：

將所述的二氟單體替換為非磺化二氟單體，即所述的二氟單體為4,4’-二氟二苯酮、4,4’-二氟三苯二酮或4,4’-二氟二苯砜，則得到的側(cè)鏈含苯并咪唑聚芳醚酮/砜為主鏈由式(II)所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的分子量在7000～12000的非磺化聚合物。

4.如權(quán)利要求2或3所述的側(cè)鏈含苯并咪唑聚芳醚酮/砜的制備方法，其特征在于，所述甲苯的體積用量為所述非質(zhì)子極性有機(jī)溶劑體積的30％～90％。

5.如權(quán)利要求2或3所述的側(cè)鏈含苯并咪唑聚芳醚酮/砜的制備方法，其特征在于，所述非質(zhì)子極性有機(jī)溶劑的用量為：使反應(yīng)液的固含量控制在10wt％～30wt％。

6.如權(quán)利要求2所述的側(cè)鏈含苯并咪唑聚芳醚酮/砜的制備方法，其特征在于，所述的二氟單體為非磺化二氟單體與磺化二氟單體物質(zhì)的量之比1：0.1～5的混合物。

7.如權(quán)利要求2或3所述的側(cè)鏈含苯并咪唑聚芳醚酮/砜的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)液后處理的方法為：停止反應(yīng)后，待反應(yīng)液冷卻至50～80℃，將反應(yīng)液倒入無水乙醇中，析出沉淀，過濾收集沉淀得到粗產(chǎn)物，所得粗產(chǎn)物重新用聚合反應(yīng)中所采用的非質(zhì)子極性有機(jī)溶劑溶解，離心去無機(jī)鹽，再加入無水乙醇中析出沉淀，過濾，濾餅置于真空烘箱中干燥，即得目標(biāo)產(chǎn)物。

8.如權(quán)利要求1所述的側(cè)鏈含苯并咪唑聚芳醚酮/砜在燃料電池隔膜制備中的應(yīng)用。

9.如權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用的方法為：將所述的側(cè)鏈含苯并咪唑聚芳醚酮/砜溶于DMAc中配制成5％的溶液，以0.01～0.05g/cm²的量澆鑄于玻璃板上，然后將玻璃板放置于60℃烘箱中保溫12h，再升溫至90℃保溫6h，最后于110℃真空烘箱中干燥12h，得到均質(zhì)聚合物薄膜，待自然冷卻至室溫后，于去離子水中揭膜，再將從玻璃板上揭下來的聚合物薄膜置于1mol/L硫酸溶液中浸泡24h，最后用去離子水洗滌，自然晾干，待用。