[發明專利]一種功能化聚苯乙烯類聚合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202210070499.8
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114516927B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 劉培念;薛博欣;黃盼盼;朱明志;付樹青;葛繼紅
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08F8/34
• 分類號: C08F8/34;C08F8/18;C08F8/42;C08F8/30;C08F8/44;C08F8/24;C08F112/08;H01M8/1023
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 冀海英

本發明公開了一種功能化聚苯乙烯類聚合物，具有如下結構通式：本發明提供的功能化聚苯乙烯類聚合物可用于制備聚電解質材料，得到的聚電解質膜擁有較高的電導率，具有明顯的實際應用和工業化前景。

技術領域

本發明屬于聚合物的后功能化技術領域，具體地說，涉及一種功能化聚苯乙烯類聚合物及其制備方法與應用。

背景技術

聚合物的功能化是工業界非常關注的熱門領域。在聚合物高分子鏈上引入功能基團，可以提高聚合物的親水性、可印染性、與其它材料的相容性等，有利于實現高分子材料的高性能化。聚苯乙烯類聚合物具有優異的化學、熱穩定性，是重要的工程塑料。功能化的聚苯乙烯類聚合物具有眾多潛在的應用價值，近年來在燃料電池用離子交換膜、生物醫藥、有機合成、石油化工等領域被廣泛的關注和研究。

目前，功能化聚苯乙烯類聚合物的制備主要有以下兩種方法：第一，含有功能性基團的功能化苯乙烯直接與其他烯烴單體共聚；第二，對商品化聚苯乙烯類聚合物進行后功能化。功能性單體共聚是在聚合物鏈段中引入官能團的常見方法，但是該方法存在一定的局限性，一方面原因在于某些功能性共聚單體與苯乙烯在聚合活性方面存在較大差異性，另一方面功能性單體的引入可能會降低聚合反應催化劑的活性(由于某些功能性單體中含有的極性基團相比于烯烴雙鍵更容易與中心金屬配位，從而影響烯烴雙鍵的插入)，最終難以獲得高分子量的功能化聚苯乙烯類聚合物。

通過簡便的后功能化方法來提高商品聚合物的性能是聚合物科學領域的一個新興領域。聚苯乙烯中的苯環結構具有較高的反應活性，可以通過C-H鍵的活化實現特定功能基團的引入。近年來，利用傅克酰/烷基化、鹵甲基化、自由基功能化(鹵代、全氟烷基化、高價碘疊氮化)、金屬化、硼酯化、磺化等策略，研究人員對聚苯乙烯類聚合物進行了幾種后功能化，很大程度上豐富了聚苯乙烯類材料的功能性，拓展了商業化聚苯乙烯類材料的用途。然而，以上發展的后功能化方法通常存在一些缺點，例如，有的反應條件比較苛刻，易造成聚合物骨架斷裂進而引起分子量降低、PDI增大等問題；有的反應由于活性過高，常常伴隨交聯等副反應發生，使得聚合物難以溶解，損失其原本良好的加工性；有的方法需要使用昂貴的、對水/氧敏感的貴金屬催化劑，因此很難在產業化過程中大規模使用；最后，更重要的是絕大部分后功能化方法都無法滿足良好的位點選擇性，每個后功能化位點會產生多個異構體，這樣直接增加了聚合物結構的復雜程度，不利于聚合物構效關系的研究以及綜合性能的提升。

因此，發展溫和、簡便、低成本的合成策略，選擇性地活化C-H鍵，獲得具有高位點選擇性的功能化聚苯乙烯類聚合物是目前研究人員面臨的主要挑戰之一。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種功能化聚苯乙烯類聚合物。

本發明的第二目的是提供一種所述功能化聚苯乙烯類聚合物的制備方法，本發明提供的功能化聚苯乙烯類聚合物的制備方法具有優異的位點選擇性，能夠用于制備多種不同官能團取代的、高位點選擇性的功能化聚苯乙烯類聚合物。

本發明的第三目的是提供一種由所述功能化聚苯乙烯類聚合物制備的聚苯乙烯類聚電解質。

本發明的第四目的是提供一種所述聚苯乙烯類聚電解質的制備方法。

本發明的第五目的是提供一種由所述聚苯乙烯類聚電解質制備的聚電解質膜。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明的第一方面提供了一種功能化聚苯乙烯類聚合物，具有如下結構通式：