[发明专利]一种梳状结构碱性阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种梳状结构碱性阴离子交换膜，其特征在于：由梳状结构氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物流延制备而成，所述梳状结构氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的主链为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，主链上含有苯基的部分对位通过亚甲基键合含有长烷基链的阳离子官能团；所述含有长烷基链的阳离子官能团的苯基与苯乙烯嵌段中的苯基的摩尔比为1:1-1:2；所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的分子量大于40,000；

所述的梳状结构碱性阴离子交换膜的制备方法，其步骤如下：

(1)氯甲基化聚合物的制备：

在氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物溶液中，加入氯甲基化试剂和催化剂无水四氯化锡进行氯甲基化反应，反应结束后，在甲醇、乙醇或乙酸乙酯溶剂中析出，得到氯甲基化氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物；

(2)梳状结构氢化苯乙烯苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物溶液的制备：

将步骤(1)所得的氯甲基化氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物溶解在三氯甲烷、二氯乙烷或甲苯溶剂中，在所得溶液中，加入带有长烷基链的叔胺进行反应，得到梳状结构氢化苯乙烯苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物溶液；

(3)碱性阴离子交换膜的制备：

将步骤(2)所得梳状结构氢化苯乙烯苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物溶液直接进行流延成膜，将所得膜烘干后，置于氢氧化钠或氢氧化钾溶液中浸泡，得氢氧型碱性阴离子交换膜；

步骤(1)中所述氯甲基化试剂为1,4-二氯甲氧基丁烷，步骤(1)中所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的加入量为3.0克，溶剂为三氯甲烷，加入体积为90mL；催化剂为无水四氯化锡，加入质为2.1毫升；氯甲基化试剂1,4-二氯甲氧基丁烷的加入量为13.8mL，步骤(1)中，氯甲基化反应的温度为55℃；反应时间3小时；

步骤(1)具体如下：将0.3g步骤(1)制备的氯甲基化氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物溶于10mL的市售三氯甲烷溶剂中，室温下滴加0.33mL的市售N,N-二甲基十六胺，油浴升温至40℃，搅拌反应24小时，待反应液恢复至室温后，得到梳状结构氢化苯乙烯苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物溶液；

步骤(3)具体如下：将步骤(2)得到的梳状结构聚合物溶液直接倒入超平表面皿中，流延成膜，将铸膜液放置于40℃烘箱中，待溶剂蒸发完全后，再将其放置于60℃烘箱中，12小时干燥，直至膜完全烘干，将上述烘干的膜浸泡于1mol/L的KOH溶液中，室温浸泡48小时，再用去离子水洗涤，得到氢氧型碱性阴离子交换膜。

2.根据权利要求1所述的梳状结构碱性阴离子交换膜，其特征在于：所述阳离子官能团为季胺型阳离子。

3.根据权利要求1所述的梳状结构碱性阴离子交换膜，其特征在于：与所述阳离子官能团对应的阴离子为Clˉ或OHˉ。

4.根据权利要求1所述的梳状结构碱性阴离子交换膜，其特征在于：所述梳状结构氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的结构式如下：

其中，x＝0.09-0.26,y＝0.74-0.82,x+z＝0.18-0.26；x：(x+z)＝1：1-1：2。