[发明专利]至少含一个憎水嵌段组分的共聚物聚电解质及合成方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种至少含一个憎水嵌段组分的共聚物聚电解质及合成方法。

背景技术

聚电解质兼有高分子长链和小分子电解质电离的双重结构特征，具有普通高分子所不具备的功能特性(如增黏、絮凝、静电相互作用等)，这些特性使其具有极为广泛和重要的应用。由于嵌段共聚物具有自组装为单元尺寸的高规整序列结构的潜力，因此正引起人们的广泛兴趣。在嵌段共聚物中，两种或更多的均聚物链在其链端形成共价键。经过适当的热平衡作用，不同嵌段链之间的分子连接作用及其相互作用可导致一系列微相分离形态的形成。外界面的存在对形成的微域形态影响很大，特别在薄膜中，由于含较低界面能量的组分可以在各自的界面上积累，进而使微域排成直行。当薄膜厚度与平衡时层间距不成比例，在薄层表面由于成核作用形成孔洞或岛状结构，以调节此处的薄层厚度，使之达到最佳量子值。因此目前嵌段共聚物聚电解质在制备膜材料方面正受到越来越多的关注。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种至少含一个憎水嵌段组分的共聚物聚电解质及合成方法，合成的共聚物聚电解质可用作高性能分离膜材料，可以用作燃料电池用的质子导电隔膜，也可以作为涂布所用墨水中的导电组分。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

至少含一个憎水嵌段组分的共聚物聚电解质，组成结构为：

-{-[-(-Ar1-X-Ar1-Y-Ar2-Y-)_n-Ar1-X-Ar1-E-]_a-(Ar3)_b-E-(Ar2)_c-Y-(Ar1-X-Ar1)_d-}_k-..........或

-{-[-Ar2-(-Ar1-X-Ar1-Y-Ar2-Y-)_n-]_a-(Ar3)_b-Y-(Ar2)_c-Y-(Ar1-X-Ar1)_d-}_k-..........，其中--[-(-Ar1-X-Ar1-Y-Ar2-Y-)_n-Ar1-X-Ar1-E-]_a--为憎水聚合物M部分，Ar1为苯基、奈基，三苯基、苯氰基或-Ar4--R1-Ar5--，其中R1为-C(O)--，--S(O)₂--，--P(O)(C₆H₅)--，--C(O)-Ar-C(O)--或--C(O)-Ar6-S(O)₂--，Ar4，Ar5，Ar6为芳香基团或取代芳香基团；

Ar2为-O-Ar7-R2-Ar8-O--；

R2为单个共价键，环烷烃C₂H_2n-2；

Ar7，Ar8为芳香基团或取代芳香基团；

其中X为-C(O)--，--S(O)₂--，--P(O)(C₆H₅)--，

--C(O)-Ar-C(O)--或--C(O)-Ar6-S(O)₂--Ar4，Ar5，Ar6为芳香基团或取代芳香基团；

Y为-S-，-O-；

E单个共价键，聚电解质为聚苯撑结构，或者为-S-，-O-；

n，为0到20的整数；

k，为20到200的整数；

a，b，c，d，为摩尔数或者为百分比，其中a+b+d＝c；

Ar3为带亲水性离子基团的芳香部分，其结构为：

Z为氢原子或强吸电子基团，为CN，NO₂或CF₃；

A为-C(O)--，--S(O)₂--；

B为--O--，--S--，--CH₂--或--OCH₂CH₂O--；

Ar为芳香基团或取代芳香基团；