[发明专利]聚合物、及包含其的离子交换膜与结构增强膜材

说明书

本发明提供了一种聚合物、及包含其的离子交换膜。该聚合物包含第一重复单元、及第二重复单元，其中该第一重复单元为该第二重复单元为其中R⁺可为A^‑可为F^‑、Cl^‑、Br^‑、I^‑、OH^‑、HCO₃^‑、HSO₄^‑、SbF₆^‑、BF₄^‑、H₂PO₄^‑、H₂PO₃^‑、或H₂PO₂^‑；Y¹及Y²可独立为‑O‑、‑S‑、‑CH₂‑、或‑NH‑；R^a及R^b可独立为氢、或C_1‑8的烷基；R¹可为C_1‑10的烷基或C_5‑6的环烷基；i、j、及k可独立为0、或1‑6的整数；以及，R²及R³可独立为氢、C_1‑8的烷基、乙烯基、C_6‑12的芳基、或烯丙基。

技术领域

本发明关于一种聚合物、及包含其的离子交换膜与结构增强膜材。

背景技术

离子交换膜目前被广泛应用于电透析提纯、燃料电池、以及其它电镀及食品工业中。

离子交换膜具有与构成膜本体的聚合物材料连接的带负电荷或正电荷的基团，可在电势或化学势下输送阳离子或阴离子。阳离子交换膜具有固定的负电荷和移动的正电荷离子。同样地，阴离子交换膜则具有固定的带正电荷的基团和移动的带负电荷的阴离子。离子交换膜的性质受固定的离子基团的数量、类型和分布控制。然而，传统作为阴离子交换膜的高分子材料，由于溶解度、机械强度、及溶剂选择性较差，并不适用于离子交换膜燃料电池中。

发明内容

根据本发明的一个实施方案，本发明提供了一种聚合物，其包含第一重复单元、及第二重复单元，其中该第一重复单元为该第二重复单元为其中R⁺可为A^-可为F^-、Cl^-、Br^-、I^-、OH^-、HCO₃^-、HSO₄^-、SbF₆^-、BF₄^-、H₂PO₄^-、H₂PO₃^-、或H₂PO₂^-；Y¹及Y²可独立为-O-、-S-、-CH₂-、或-NH-；R^a及R^b可独立为氢、或C_1-8的烷基；R¹可为C_1-10的烷基或C_5-6的环烷基；i、j、及k可独立为0、或1-6的整数；以及，R²及R³可独立为氢、C_1-8的烷基、乙烯基、C_6-12的芳基、或烯丙基。

根据本发明的另一实施方案，本发明提供了一种离子交换膜，其包含聚合物或交联聚合物，其中，该聚合物为前述的聚合物，而该交联聚合物则是前述聚合物与交联剂的反应产物，且该交联剂为具有至少二个酰亚胺官能团的化合物；以及，该离子交换膜的膜厚介于15至200微米之间。