[发明专利]交联型磺化聚芳醚质子交换膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种交联型磺化聚芳醚质子交换膜的制备方法。所述方法先通过亲核取代反应合成疏水性高含氟聚芳醚高分子聚合物，然后通过亲核取代反应合成‑OK封端型亲水性磺化聚芳醚低聚物，最后将亲水性磺化低聚物与疏水性含氟聚合物按不同质量比溶解，在半封闭条件下通过溶剂浇铸法，成膜同时发生热交联反应，且磺化低聚物作为接枝侧链同时充当交联剂，通过程序升温法制备出一系列不同离子交换容量的交联型磺化聚芳醚质子交换膜。本发明工艺简单，磺化度可控，制得的质子交换膜具有结构均一、尺寸稳定性好、机械性能好，质子导电率高，抗氧化稳定性好等优点。

主权项

1.交联型磺化聚芳醚质子交换膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1，含氟无规聚合物的制备将十氟联苯，4,4‑联苯二酚，9,9’‑双(4‑羟苯基)芴溶于N,N‑二甲基乙酰胺中形成固液比为20％～25％的溶液，加入相对于羟基摩尔数1.2～1.5倍的K2CO3作为催化剂，环己烷作为共沸带水剂，85～95℃反应，反应结束后，将反应液缓慢加入水中，析出白色纤维状产物，反复水洗后烘干得到含氟无规聚合物产物；步骤2，亲水性磺化低聚物制备将3,3’‑二磺化‑4,4’‑二氟二苯砜，4,4’‑二氟二苯砜，4,4‑联苯二酚溶解在二甲亚砜中形成固液比为20％～25％的溶液，加入相对于羟基摩尔数1.2～1.5倍的K2CO3作为催化剂，无水甲苯作为共沸带水剂，140～165℃下反应，将反应液过滤后缓慢倒入无水乙醇中，析出白色碎沫状产物，经过滤烘干，得到亲水性的磺化低聚物；步骤3，交联型质子交换膜的制备将含氟无规聚合物和亲水磺化低聚物在60～80℃下溶解在非质子型极性有机溶剂N,N‑二甲基乙酰胺中形成固液比为7％～10％的溶液，铸膜，程序升温至150～200℃，浇膜成型与交联反应同时进行，反应12～15h后降至室温，将膜剥离，置于盐酸溶液中室温下交换24～36h，水洗至中性，真空烘干，得到交联型磺化聚芳醚质子交换膜。