一种含有磺酸侧链的含氟聚芳醚化合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含有磺酸侧链的含氟聚芳醚化合物及其制备方法。本发明专利技术首先合成一种四烯丙基化合物TABPA，然后与不同比例的双酚A和十氟联苯在室温下进行缩聚反应，制备出一系列含有四烯丙基链段和氟原子的聚芳醚化合物，再通过与过量的3‑巯基‑1‑丙烷磺酸钠反应，从而在烯丙基处引入密集分布的磺酸侧链，最终制得不同离子含量的含有磺酸侧链的含氟聚芳醚化合物。该系列化合物可以溶于N,N‑二甲基乙酰胺、N,N‑二甲基甲酰胺、N‑甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜等极性非质子溶剂，可以通过溶液浇铸成膜，所得质子交换膜具有质子传导率高、氧化稳定性好、热稳定性好、机械强度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种含有磺酸侧链的含氟聚芳醚化合物及其制备方法
本专利技术涉及一种含有磺酸侧链的含氟聚芳醚化合物及其制备方法，属于质子交换膜材料领域。
技术介绍
随着社会进步，能源危机和环境问题日益成为制约人类可持续发展的重要因素。具有高能量转化率、低污染排放等众多优点的质子交换膜燃料电池受到越来越多的关注。质子交换膜作为该电池的核心部件之一，不仅具有隔开正极和负极的作用，还起到传导质子的作用。虽然商业化的Nafion膜具有优异质子传导率，但其存在一些缺点，如生产成本高、制备工艺相对复杂、在高温高湿条件下的机械强度较低、燃料渗透率大等。因此，寻找低成本、高性能的质子交换膜材料迫在眉睫。磺化聚芳醚由于具有机械性能好、热稳定性和化学稳定性高等优点，受到广泛关注。例如，庞金辉等人（中国专利技术专利，授权号：102746508B）公开了一种磺化聚芳醚砜质子交换膜及其制备方法，该种膜在室温下的质子传导率为0.063Scm-1，在100℃下可达0.131Scm-1。然而，这种方法所涉及的单体制备工艺复杂，且所得产物的质子传导率较低。为了提高磺化聚芳醚的质子传导率，研究者们提出一种通过设计合成具有离子簇结构的聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有磺酸侧链的含氟聚芳醚化合物，其特征在于，其结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种含有磺酸侧链的含氟聚芳醚化合物，其特征在于，其结构式为：式Ⅰ中，x=20~100，y=5~100。2.根据权利要求1所述的一种含有磺酸侧链的含氟聚芳醚化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将四烯丙基化合物TABPA，双酚A和十氟联苯溶解于极性非质子溶剂中，以氟化铯为催化剂，在氩气保护下于0-80℃进行聚合10~60小时，然后将反应液在搅拌下倒入体积比1：1的甲醇水溶液中沉淀，过滤并收集沉淀，于60~100°C的真空烘箱里干燥10~40小时，制得含氟聚芳醚化合物，所述四烯丙基化合物TABPA的结构如下：；（2）将步骤（1）所得含氟聚芳醚化合物和3-巯基-1-丙烷磺酸钠溶解于体积比为1~5:1的N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜的混合溶剂中，以冠醚为催化剂，偶氮二异丁腈为引发剂，在60~150℃反应10~100小时，然后冷却至室温，倒入渗析袋中渗析3天；最后，将渗析袋里的物质烘干，即得到含有磺酸侧链的含氟聚芳醚化合物。3.如权利要求2所述的一种含有磺酸侧链的含氟聚芳醚化合物的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的四烯丙基化合物TABPA的制备方法如下：1）在极性非质子溶剂中，将4,4’-二烯丙基双酚A、溴丙烯和无水碳酸钾按1：2~10：2~5的摩尔比混合溶解，在惰性气体保护下升温至50~120℃，反应1~100小时，然后把反应物倒入体积为所用极性非质子...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈栋阳，陈夏琳，许佳琦，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35