[发明专利]芳香族二元酚交联聚芳醚型阴离子交换膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种芳香族二元酚交联聚芳醚型阴离子交换膜及其制备方法。所述方法先通过亲核缩聚反应合成具有可氯甲基化反应活性点的聚芳醚聚合物，再通过傅‑克烷基化反应和门秀金反应合成季铵化聚芳醚聚合物，然后将季铵化聚芳醚聚合物与芳香族二元酚交联剂按比例混合，在半封闭条件下加热交联成膜，最后经过碱化得到交联型阴离子交换膜。本发明通过改变交联剂的量，得到不同结构的交联型阴离子交换膜。本发明合成工艺简单，离子交换容量可控，制得的阴离子交换膜结构均一且稳定性好。

主权项

1.芳香族二元酚交联聚芳醚型阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，聚芳醚聚合物的制备：

将双酚芴、十氟联苯和联苯二酚溶于N,N‑二甲基乙酰胺中，形成30～35％(w/v)溶液，加入相对于羟基摩尔数1.15～1.30倍的碳酸钾作为催化剂，加入环己烷作为共沸带水剂，在90～95℃下反应，反应结束后缓慢倒入水中，析出白色纤维状产物，经过滤、水洗后烘干，得到聚芳醚聚合物；

步骤2，氯甲基化聚芳醚聚合物的制备：

将干燥的聚芳醚聚合物溶于四氯乙烷中，冰水浴下，缓慢滴加氯甲基乙醚、催化剂四氯化锡及四氯乙烷的混合溶液，30～35℃反应10～12小时后缓慢倒入乙醇中，析出絮状产物，经过滤、清洗、烘干，得到氯甲基化聚芳醚聚合物；

步骤3，季铵化聚芳醚聚合物的制备：

将氯甲基化聚芳醚聚合物溶于N,N‑二甲基甲酰胺中，形成3～5％(w/v)溶液，加入相对于氯甲基摩尔数2.0～2.5倍的三甲胺溶液，搅拌反应48～72小时，得到季铵化聚芳醚聚合物；

步骤4，交联型阴离子交换膜的制备：

将季铵化聚芳醚聚合物和芳香族二元酚交联剂按摩尔比为9～19：1混合后过滤脱泡，浇铸，缓慢升温至110～130℃反应6～8小时，反应结束后缓慢降温至60℃，干燥成型后，剥离，用1M氢氧化钠溶液室温浸渍，水洗至中性，得到交联型聚芳醚阴离子交换膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的双酚芴、十氟联苯和联苯二酚的摩尔比为3：4：1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的反应时间为6～8h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述的聚芳醚聚合物与氯甲基乙醚的摩尔比为1：50，无水四氯化锡和氯甲基乙醚摩尔量比为0.27：20。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中，所述的交联剂为双酚A或4,4’‑(六氟异丙叉)双酚。

6.根据权利要求1～5任一所述的制备方法制备的芳香族二元酚交联聚芳醚型阴离子交换膜。