[发明专利]一种半柔性聚醚砜/酮阴离子交换膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种半柔性聚醚砜/酮阴离子交换膜的制备方法,特别是关于燃料电池高传导性阴离子交换膜的制备方法。所述膜材料在重复单元中含有不同长度的柔性脂肪链。制备方法1)聚合物的合成；2)聚合物的卤甲基化；3)半柔性聚醚砜/酮阴离子交换膜的制备。由于在聚合物主链中引入脂肪链，进一步提高了主链灵活性，使其有较大的移动性，强化亲疏水微相分离，以形成较好的离子通道，降低了其溶胀。本发明制备工艺简单，成本低廉，所制备的阴离子交换膜电导率高、稳定性好，适合碱性燃料电池方面的应用。

主权项

一种半柔性聚醚砜/酮阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：1)将二卤代烃和二酚在碱性条件下合成含有柔性脂肪链的二酚单体，重结晶得到纯物质；2)聚合物的制备：将摩尔比1：1：2～10的二氟单体、含有柔性脂肪链的二酚单体和成盐剂加入到反应器中，再加入带水剂和溶剂配成w/v为5～20％的混合溶液，通入氮气逐步升温至140℃回流至水完全除去，再将温度缓慢上升到165℃，保持此温度恒定反应15h，反应结束并冷却到室温；将反应产物倒入冰水中，析出白色纤维状聚合物产物；再用乙醇洗涤浸泡白色纤维状聚合物产物，干燥得到聚合物；所述的反应器中装有Dean‑Stark分离器；3)聚合物的氯甲基化：配制成w/v浓度为0.5％～5％聚合物的卤代烃溶液；加入氯甲基化试剂和催化剂，0～40℃下搅拌反应3～12小时；冷却至室温，倒入乙醇中析出，反复清洗几次，即得氯甲基化产物；4)氯甲基化产物的功能化：用溶剂将氯甲基化产物溶解，配成w/v浓度为2％～10％的溶液，再加入1～10倍于氯甲基化产物物质的量的季铵化试剂M，在40～80℃反应3～20h，得到铸膜液；采用溶液浇注法将铸膜液置于平板上，烘干，从平板上将膜揭下，置于碱液中24～48h，进行离子交换，水洗至pH为中性，得到半柔性聚醚砜/酮阴离子交换膜。