一类含多个柔性侧链季铵盐结构聚芳醚砜及其制备方法技术

本发明专利技术属于聚合物阴离子交换膜及其制备领域，具体涉及一类含多个柔性侧链季铵盐结构聚芳醚砜及其制备方法，首先由4,4’‑二氟二苯砜经溴化和Suzuki偶联制得含八甲氧基结构的活性二氟砜单体；然后，将该单体与4,4’‑二氟二苯砜和联苯二酚共缩聚制得含多甲氧基结构聚芳醚砜，进一步利用脱甲基化反应，将所制含多甲氧基结构聚芳醚砜转化为含羟基结构聚合物，最后利用Williamson反应，由含羟基结构聚合物和(5‑溴戊基)三甲基溴化铵反应得到含多个柔性侧链季铵盐结构聚芳醚砜。该类聚芳醚砜具有优异的成膜性，所制聚合物薄膜具有高的耐碱稳定性、离子传导率和尺寸稳定性，在碱性燃料电池应用中具有重要的潜在应用价值。

Poly (aryl ether sulfone) with quaternary ammonium salt structure and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一类含多个柔性侧链季铵盐结构聚芳醚砜及其制备方法
本专利技术属于聚合物阴离子交换膜及其制备领域，特别涉及一类含多个柔性侧链季铵盐结构聚芳醚砜及其制备方法。
技术介绍
聚合物膜燃料电池是一类重要的新能源电池，具有启动快、能量密度高、绿色环保等特点，可应用于交通工具、固定电站、便携式电源等领域。聚合物膜燃料电池主要包括质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池和磷酸型燃料电池。相比质子交换膜燃料电池，碱性燃料电池在碱性工作条件下，具有更高的电极反应动力，可以采用廉价的非贵金属催化剂以及低的催化剂中毒风险等优点，受到了更多的关注。聚合物阴离子交换膜是碱性燃料电池的核心部件材料，在燃料电池中起着传递阴离子，阻隔燃料和电子的作用，其性能的好坏直接影响整个燃料电池系统的性能。目前现有的聚合物阴离子交换膜主要是聚苯乙烯类聚合物膜，该类电解质膜的离子传导率非常低，耐碱稳定性差，不能满足碱性燃料电池的发展需要，因此，进一步开发综合性能优异的新型芳香型聚合物电解质膜材料具有重要的研究意义和应用价值。
技术实现思路
本专利技术专利旨在改善碱性燃料电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类含多个柔性侧链季铵盐结构聚芳醚砜，其特征在于，所述聚芳醚砜的结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一类含多个柔性侧链季铵盐结构聚芳醚砜，其特征在于，所述聚芳醚砜的结构式为：



式1中，季铵化结构单元的含量x＝0.15～0.35，非季铵化结构单元的含量1-x＝0.65～0.85，n＝30～60。


2.一种根据权利要求1所述的含多个柔性侧链季铵盐结构聚芳醚砜的制备方法：其特征在于，所述制备方法为：将式2所示的含多个羟基结构聚芳醚砜与(5-溴戊基)三甲基溴化铵反应，得到式1所示的含多个柔性侧链季铵盐结构聚芳醚砜；



式2中，羟基化结构单元的含量x＝0.15～0.35，非羟基化结构单元的含量1-x＝0.65～0.85，n＝30～60。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含多个柔性侧链季铵盐结构聚芳醚砜的制备方法为：将式2所示的含多个羟基结构聚芳醚砜溶于有机溶剂中，在0℃下加入氢化钠碱化后与(5-溴戊基)三甲基溴化铵进行反应，得到式1所示的含多个柔性侧链季铵盐结构聚芳醚砜。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮，其用量为聚合物质量的10～20倍；所述的氢化钠的质量分数为60％，其用量为聚合物中羟基摩尔数的2～3倍；所述的(5-溴戊基)三甲基溴化铵用量为聚合物中羟基摩尔数的2～3倍；所述反应的温度为80～100℃，反应时间为6～8h。


5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含多个羟基结构聚芳醚砜的制备方法为：将式3所示的含多个甲氧基结构聚芳醚砜脱甲基化，得到式2所示的含多个羟基结构聚芳醚砜；



式3中，含甲氧基结构单元的含量x＝0.15～0.35，非含甲氧基结构单元的含量1-x＝0.65～0.85，n＝30～60。


6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述含多个羟基结构聚芳醚砜的制备方法为：氮气保护下，将式3所示的含多甲氧基结构聚芳醚砜聚合物溶于三氯甲烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪称意，陶正旺，周远鹏，赵晓燕，李坚，任强，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32