一种单离子聚合物的制备，它涉及单离子聚合物的制备工艺。本发明专利技术采用接枝多缩乙二醇法制备出ＥＶＯＨ－ｇ－ＰＥＧ，然后将制得的ＥＶＯＨ－ｇ－ＰＥＧ中间体在６０℃搅拌下溶解于ＤＭＡｃ，并将催化剂叔丁醇钾溶于ＤＭＡｃ中，６０℃下搅拌１小时。在室温下将上述溶液混合，于６０℃下缓慢滴入１，３－丙烷磺酸内酯，滴加完毕后继续反应２４小时，得到离子聚合物（ＥＶＯＨ－ｇ－ＳＰＥＧ）。最后采用溶液铸膜法制得单离子聚合物膜材料。本发明专利技术制备的单离子聚合物离子电导率最高为１．９７×１０↑［－３］Ｓ.ｃｍ↑［－１］；室温下，其吸水率＞２００％，体积溶胀率＜５％；干态下单离子聚合物拉伸强度达到３５ＭＰａ，湿态下其拉伸强度为５ＭＰａ。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及单离子聚合物的制备工艺。
技术介绍
单离子聚合物，是指将阴离子(或阳离子)固定在聚合物主链上，仅有阳离子 (或阴离子)发生迁移的聚合物电解质。对于单离子聚合物而言，离子迁移数/i基 本上为l,单离子聚合物的骨架结构可以多种多样，固定的阴离子--般为羧酸盐 或磺酸盐。目前己商业化的全氟磺酸单离子聚合物膜主要有Nafior^系列膜(美国 DuPont公司)，Aciplexa系列膜(曰本Asahi Chemical公司)，Flemioi^系列膜(闩 本Asahi Class公司)和Dow②膜(美国Dow Chemical司)，Nafion 、 Aciplex 、 Flemior^膜为长支链，Dov^膜为短支链。目前单离子聚合物膜主要应用在质子 交换膜燃料电池、锂离子二次电池、氣碱工业、污水处理、气体分离、髙分子湿 度传感器、电活性聚合物及其他电解装置等领域，然而由于单离子聚合物膜昂贵 的价格，从而限制了其的广泛应用。我国对单离子聚合物膜材料的研究起步较早， 但由于树脂化学稳定性和制膜工艺等原因，至今尚未实现工业化。本专利技术TF.是以 此为背景，旨在对碳氢骨架单离子聚合物的制备进行研究，从而制备出成本较低， 性能优异的单离子聚合物膜材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种单离子聚合物的制备方法。本专利技术将一定量的聚乙 烯-乙烯醇(EVOH)溶于N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶剂中，60'C完全溶解后，将 一定量的催化剂氢氧化钠滴加到EVOH溶液中。混合均匀，将一氯代一縮二醇/ 一氯代二縮三乙二醇缓慢滴加到反应混合液，继续反应2小时，得到侧链长度 n=2或n=3的离子聚合物中间体(EVOH-g-PEG)。然后将制得的EVOH-g-PEG中 间体在60X;搅拌下溶解于DMAc溶剂中，并将催化剂叔丁醇钾溶于DMAc中， 6(TC下搅拌1小时。在室温下将上述溶液混合，于60t:下缓慢滴入l， 3-丙烷磺 酸内酯，滴加完毕后继续反应24小时，得到单离子聚合物(EVOH-g-SPEG),最 后采用溶液铸膜法制得单离子聚合物膜材料。本专利技术制备的单离子聚合物其离子 电导率最高为1.97X10'SS'cm'、室温下，其吸水率>200%，体积溶胀率< 5%; 干态下单离子聚合物拉伸强度达到35MPa，湿态下其拉伸强度为5MPa。具体实施例方式1、 接枝多縮乙二醇法制备EVOH-g-PEGEVOH溶于DMAc溶剂中，6CTC下完全溶解后，将一定量的催化剂氢氧化 钠的DMAc溶液滴加到EVOH溶液中。混合均匀后，将一氯代一缩二醇/一氯代 二縮三乙二醇缓慢地滴加到反应混合液中，滴加完毕后，继续反应2小时。得到 侧链长度n=2或n=3的EVOH-g-PEG中间体。制备更长侧链(大于3)的中间体 时，则需向反应体系中再次补加定量的催化剂和一氯代一縮二醇/一氯代二縮三 乙二醇。然后用大量去离子水从反应混合溶液中沉淀出产物，并反复洗涤多次， 于80"C下减压干燥得到EVOH-g-PEG。2、 EVOH-g-SPEG的合成将制得的EVOH-g-PEG中间体在60X:搅拌下溶解于DMAc溶剂中。将催化 剂叔丁醇钾溶于DMAc中，60"下搅拌1小时。在室温下将上述溶液混合均匀 后，于6(TC下缓慢滴入1， 3-丙烷磺酸内酯的DMAc溶液，滴加完毕后继续反 应24小时，即得到EVOH-g-SPEG。3、 铸膜法制备EVOH-g-SPEG膜材料将EVOH-g-SPEG溶于N， N-二甲基甲酰胺(DMF)中，配制成--定浓度的溶 液。然后放入烘箱，30"下烘焙2h, 50t:下烘焙2h, 80"条件下烘焙2h，最后 在100C的条件下烘焙8h。然后缓慢冷却至室温，即制得EVOH-g-SPEG膜材料。权利要求1. 一种单离子聚合物的制备，其特征在于采用接枝多缩乙二醇法制备出EVOH-g-PEG，然后将制得的EVOH-g-PEG中间体与1，3-丙烷磺酸内酯反应制得单离子聚合物EVOH-g-SPEG，并采用溶液铸膜法制备出膜材料。2、 根据权利要求一所述的一种单离子聚合物的制备，其特征在于采用接枝 多縮乙二醇法制备EVOH-g-PEG。3、 根据权利要求一所述的一种单离子聚合物的制备，其特征在于制备的 EVOH-g-PEG侧链长度为n=2或n=3。4、 根据权利要求一所述的一种单离子聚合物的制备，其特征在于所用的反 应物为一氯代一縮二醇或一氯代二縮三乙二醇。5、 根据权利要求一所述的一种单离子聚合物的制备，其特征在于制备的单 离子聚合物其离子电导率最髙为1.97X10-3S.cm￣1。6、 根据权利要求一所述的一种单离子聚合物的制备，其特征在于室温下， 其吸水率> 200%,体积溶胀率< 5%。7、 根据权利要求一所述的一种单离子聚合物的制备，其特征在于干态下单 离子聚合物膜拉伸强度达到35MPa，湿态下其拉伸强度为5MPa。全文摘要一种单离子聚合物的制备，它涉及单离子聚合物的制备工艺。本专利技术采用接枝多缩乙二醇法制备出EVOH-g-PEG，然后将制得的EVOH-g-PEG中间体在60℃搅拌下溶解于DMAc，并将催化剂叔丁醇钾溶于DMAc中，60℃下搅拌1小时。在室温下将上述溶液混合，于60℃下缓慢滴入1，3-丙烷磺酸内酯，滴加完毕后继续反应24小时，得到离子聚合物(EVOH-g-SPEG)。最后采用溶液铸膜法制得单离子聚合物膜材料。本专利技术制备的单离子聚合物离子电导率最高为1.97×10<sup>-3</sup>S·cm<sup>-1</sup>；室温下，其吸水率＞200％，体积溶胀率＜5％；干态下单离子聚合物拉伸强度达到35MPa，湿态下其拉伸强度为5MPa。文档编号C08F8/00GK101205262SQ20061015115公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月19日 优先权日2006年12月19日专利技术者巩桂芬, 磊 李 申请人:哈尔滨理工大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种单离子聚合物的制备，其特征在于采用接枝多缩乙二醇法制备出ＥＶＯＨ－ｇ－ＰＥＧ，然后将制得的ＥＶＯＨ－ｇ－ＰＥＧ中间体与１，３－丙烷磺酸内酯反应制得单离子聚合物ＥＶＯＨ－ｇ－ＳＰＥＧ，并采用溶液铸膜法制备出膜材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：巩桂芬，李磊，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]
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