[发明专利]一种多支链聚芳醚酮阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种多支链聚芳醚酮阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，多支链聚芳醚酮的结构如下：

其中：x＝0.1～0.6，y＝0.4～0.9；n＝1～12的正整数；

R为引入的功能基团，包括1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、N-甲基吗啡啉、N-甲基哌啶、N-甲基吡咯烷；

所述的制备方法步骤如下：

(1)胺基取代聚芳醚酮的合成：在惰性气体保护下，将二氟二苯酮、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、六氟双酚A和碳酸钾溶解于溶剂A中，再加入甲苯，在120～155℃下回流3～8h至水和甲苯完全除去，然后保持温度恒定反应4～8h；将反应溶液倒入沉淀剂A中，过滤、洗涤、干燥得到胺基取代的聚芳醚酮；

所述的二氟二苯酮：2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷：六氟双酚A：碳酸钾的摩尔比为10：1～6：9～4：15；

所述的二氟二苯酮、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、六氟双酚A和碳酸钾在溶剂A中的w/v为15％～40％；

所述的甲苯：溶剂A体积比为1～3：2；

所述的溶剂A为N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种；

所述的沉淀剂A为冰水、甲醇、乙醇中的一种；

(2)离子液体的合成：将含有脂肪链的二溴单体及离子化试剂溶解于溶剂B中，在20～60℃反应48h，将析出的固体产物用溶剂B反复清洗3～5次，真空干燥得到离子液体；

所述的含有脂肪链的二溴单体结构如下：

其中n＝1～12的正整数；

所述的含有脂肪链的二溴单体：离子化试剂的摩尔比1.5～2：1；

所述的含有脂肪链的二溴单体及离子化试剂在溶剂B中的w/v为10～30％；

所述的溶剂B为乙酸乙酯、乙腈中的一种；

所述的离子化试剂为1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、N-甲基吗啡啉、N-甲基哌啶、N-甲基吡咯烷中的一种；

(3)多支链聚芳醚酮阴离子交换膜的制备：在惰性气体保护下，将胺基取代的聚芳醚酮溶解于溶剂C中，加入NaH，在40～60℃下反应2～8h，得到混合溶液；将离子液体用溶剂C溶解后加入到混合溶液中，在40～80℃条件下反应7～48h；将反应溶液倒入沉淀剂B中，过滤、洗涤、干燥；再将产物溶于溶剂C中配成铸膜液后浇铸成膜；将膜浸泡于1mol/L氢氧化钾溶液中24～48h，在去离子水中浸泡至中性，即得多支链聚芳醚酮阴离子交换膜；

所述的胺基取代的聚芳醚酮中胺基取代重复单元：NaH：离子液体的摩尔比为1：4～8：6～12；

所述的胺基取代的聚芳醚酮在溶剂C中的w/v为3～10％；

所述的溶剂C为N,N-二甲基乙酰胺，N,N-二甲基甲酰胺，二甲基亚砜中的一种；

所述的沉淀剂B为丙酮，乙酸乙酯中的一种；

所述的铸膜液w/v为3～10％。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的干燥条件为：温度为40～100℃，时间为6小时以上。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的干燥条件为：温度为30～60℃，时间为12小时以上。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的干燥条件为：温度为40～80℃，时间为8小时以上。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的干燥条件为：

温度为40～80℃，时间为8小时以上。

6.根据权利要求1、2或5所述的制备方法，其特征在于：浇铸法成膜的烘干温度为50～80℃，时间为24～48小时。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：浇铸法成膜的烘干温度为50～80℃，时间为24～48小时。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：浇铸法成膜的烘干温度为50～80℃，时间为24～48小时。