專利名稱：一種側鏈型磺化聚苯醚及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于側鏈型磺化聚苯醚技術領域，具體涉及采用醚化反應對溴甲基化聚苯醚進行化學改性制備側鏈型磺化聚苯醚的方法。
背景技術：
質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)以其能量轉(zhuǎn)化率高、低溫啟動、無污染等顯著優(yōu)點而被視為二十一世紀的潔凈、高效能源。質(zhì)子交換膜是PEMFC的關鍵組成部分，主要起著傳導質(zhì)子及隔離燃料與氧化劑的作用。目前常用的質(zhì)子交換膜是美國杜邦公司生產(chǎn)的商品名為Nafion系列的全氟磺酸膜。但由于全氟磺酸膜價格昂貴，因此開發(fā)新的價格低廉的質(zhì)子交換膜成為研究的熱點。其中的側鏈型磺化聚合物由于親水性的磺酸官能團位于側鏈而能同時具有高的質(zhì)子電導率和良好的耐溶脹性，受到人們的關注。中國專利申請?zhí)?00810051595. 8公開了一種側鏈型磺化聚芳醚酮的合成方法及其用作質(zhì)子交換膜的相關性能，該側鏈型磺化聚芳醚酮的質(zhì)子電導性能高于美國杜邦公司生產(chǎn)的Nafion膜，但其合成路線長，且需經(jīng)高達190°C的高溫聚合反應。中國專利申請?zhí)?200810065095. X公開了一種磺酸基在側鏈萘環(huán)上的磺化聚芳醚的合成方法，但同樣存在需
要尚溫聚合的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種側鏈型磺化聚苯醚及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術的上述不足。這種側鏈型磺化聚苯醚可用于制備電導率高、機械性能好、價格低廉的質(zhì)子交換膜。本發(fā)明的側鏈型磺化聚苯醚，其特征在于該聚苯醚的側鏈含有如下結構式al_al4
所示的磺化芳基醚單元中的一種
權利要求
1. 一種側鏈型磺化聚苯醚，其特征在于該聚苯醚的側鏈含有如下結構式al_al4所示的磺化芳基醚單元中的一種
2.權利要求1所述側鏈型磺化聚苯醚的制備方法，其特征在于在按所加入的聚合物質(zhì)量8-50倍的極性非質(zhì)子性溶劑中，將溴甲基官能團總物質(zhì)的量為X mol的溴甲基化聚苯醚，與Y mol的醚化試劑和Z mol的堿在25_85°C攪拌反應12-36小時，其中X Y = 1 0.4-1.0，Y Z=I 1.0-1.3 ；將所得溶液倒入水中沉淀后，分離出沉淀物，經(jīng)洗滌、 干燥，即得到側鏈型磺化聚苯醚產(chǎn)品。
3.如權利要求2所述側鏈型磺化聚苯醚的制備方法，特征在于所述極性非質(zhì)子性溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或1-甲基-2-吡咯烷酮中的一種，或幾種的混合物。
4.如權利要求2所述側鏈型磺化聚苯醚的制備方法，特征在于所述醚化試劑為下列分子結構式bl-bl4中的一種
5.如權利要求2 或無水碳酸銫。化聚苯醚的制備方法，特征在于所述的堿為無水碳酸鉀
全文摘要
本發(fā)明公開了一種側鏈型磺化聚苯醚及其制備方法。特征是在極性非質(zhì)子性溶劑中，將溴甲基官能團總物質(zhì)的量為X mol的溴甲基化聚苯醚，與Y mol的醚化試劑和Zmol的堿在25-85℃攪拌反應12-36小時，其中X∶Y＝1∶0.4-1.0，Y∶Z＝1∶1.0-1.3；所得溶液倒入水中沉淀，沉淀物經(jīng)洗滌干燥得到產(chǎn)品。與主鏈磺化聚苯醚相比，本發(fā)明的側鏈型磺化聚苯醚具有更好的化學穩(wěn)定性；可采用溶液涂膜法將該側鏈型磺化聚苯醚制備成質(zhì)子交換膜，其離子交換容量為1.62mmol/g，在25℃、100％相對濕度條件下的質(zhì)子電導率為0.071S/cm，與同等測試條件下的商品化全氟磺酸膜的質(zhì)子電導率相當。
文檔編號C08G65/48GK102174192SQ20111005667
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權日2011年3月9日
發(fā)明者張正輝, 徐銅文 申請人:中國科學技術大學