[發明專利]一種高溶解性的聚苯并咪唑共聚物的制備方法

在審

• 申請號: 202010113774.0
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN113292729A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 何正標;李鈴春;胡金波
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海有機化學研究所
• 主分類號: C08G73/18
• 分類號: C08G73/18;C08J5/22;H01M8/103;H01M8/1069;C08L79/04
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 馬思敏;徐迅

1.一種聚苯并咪唑類聚合物的制備方法，其特征在于，所述的方法包括：

在惰性氣氛中，在催化劑以及芳基酚存在的情況下，用式I所示的四胺化合物與兩種或兩種以上式II所示的二羧酸苯酯化合物進行高溫縮合，從而制備得到含有多個式III所示的聚苯并咪唑類聚合物鏈段的共聚物：

其中：

n＝2-10000；優選地，n＝50-2000；

為C6-C10的芳基、聯(C6-C10芳基)、或(C6-C10芳基)-R-(C6-C10芳基)；其中，所述的R選自下組：O、S、NH、C(O)、S(O)₂、未取代或鹵代的C1-C6亞烷基、未取代或鹵代的C2-C6亞烯基；

為k種各自獨立地選自下組的基團：取代或未取代的C6-C10的芳基、取代或未取代的5-12元雜芳基、聯(C6-C10芳基)、或(C6-C10芳基)-R-(C6-C10芳基)、聯(5-12元雜芳基)、或(5-12元雜芳基)-R-(5-12元雜芳基)；

k為2、3、4或5；

其中，所述的R選自下組：

且所述的取代指基團上的一個或多個氫原子被選自下組的取代基取代：苯基、5-7元雜芳基。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下一個或多個特征：

(1)式I化合物與式II化合物的摩爾比為1：0.6-1.5；其中，所述式II化合物的摩爾數以各個不同式II化合物的總摩爾數計；

(2)所述的催化劑為三價有機膦化合物；所述的芳基酚為C6-C10的芳基酚；

(3)催化劑的用量為式I化合物與式II化合物總質量的0.01％-5％；

(4)芳基酚的用量為式I化合物與式II化合物總質量的1％-500％；

(5)所述的高溫縮合先在180℃-300℃下進行預縮合，然后在240℃-450℃下進行二次縮合；

其中，所述式II化合物的摩爾數以各個不同式II化合物的總摩爾數計。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的式I所示的四胺化合物選自下組：

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的式II所示的二羧酸苯酯化合物選自下組：

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的催化劑選自下組：

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的芳基酚選自下組：

7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的方法包括步驟：

(i)向反應釜中加入四胺化合物A、第一二羧酸苯酯化合物B1-第k二羧酸苯酯化合物Bk(k＝2、3、4或5)、催化劑以及芳基酚，在惰性氣氛中進行聚合，得到固體預聚物；

(ii)將所述的固體預聚物粉碎成為細粉，在惰性氣氛下進行聚合反應，得到聚苯并咪唑類聚合物。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(i)的反應溫度為180℃-300℃，較佳地為240-290℃；步驟(ii)的反應溫度為240℃-400℃，較佳地為280-340℃。

9.一種高溶解性的聚苯并咪唑共聚物，其特征在于，所述的聚苯并咪唑類聚合物具有選自下組的至少兩種不同結構片段：

其中，n＝2-10000；優選地，n＝50-2000；

R₂選自下組：O、S、NH、C(O)、S(O)₂、未取代或鹵代的C1-C6亞烷基、未取代或鹵代的C2-C6亞烯基；

R¹選自下組：

10.一種燃料電池高溫質子交換膜，其特征在于，所述的高溫質子交換膜是用如權利要求9所述的聚合物制備的。