一种含有支化结构的阳离子聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种含有支化结构的阳离子聚合物及其制备方法和应用，该聚合物的结构为：基于该聚合物所制备的阴离子交换膜具有抗溶胀性好、吸水率低、电导率高等诸多优势，可适用于燃料电池、液流电池、电解水等电化学能量装换装置中。电解水等电化学能量装换装置中。

【技术实现步骤摘要】
一种含有支化结构的阳离子聚合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于阴离子交换膜材料领域，具体涉及一种含有支化结构的阳离子聚合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着人类社会对能源的需求不断增加以及对环境问题的日益关注，清洁能源的开发和应用受到越来越多的重视。阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)由于其较高的能量转化效率及可使用非贵金属作为电极催化剂等优点而受到广泛的关注。阴离子交换膜作为AEMFC的核心部件，它能够隔离燃料并传导离子，直接影响着燃料电池的效率和使用寿命。
[0003]要实现阴离子膜在燃料电池中的应用，需要其满足离子电导率高、化学稳定性好和力学性能优异等基本条件。长期以来，研究学者们已经提出了许多提高阴离子交换膜电导率的方法，如增加膜的离子交换容量(IEC)，但是高IEC一般会给薄膜带来较高的吸水率，而过高的吸水率又会进一步损害阴离子膜的稳定性。如何在阴离子膜高IEC的前提下提高薄膜的稳定性(如耐碱性、抗溶胀性能等)是阴离子膜高性能化需要解决的问题之一。

技术实现思路

[0004]针对现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有支化结构的阳离子聚合物，其特征在于，所述聚合物具有如式(1)所示的结构：其中：Ar选自芳香族化合物残基的一种或多种；Ar'选自连有季铵阳离子的芳香族化合物残基的一种或多种；B选自支化剂残基的一种或多种；每个R
′
分别独立地选自碳原子数为1～10之间的烃基；x为含有支化剂残基的重复单元的摩尔分数，即含有支化剂残基的重复单元与所有重复单元的摩尔量之比，其数值在0.001～0.5之间；y在0～0.999之间，且0.001≤x+y≤1.0；m为聚合度，在10～1,000,000之间；R1、R2、R3分别独立地选自下列结构中的一种或多种，且当y＝0时R1、R3不同时为氢原子：其中：R
01
、R
02
、R
03
、R
04
和R
05
分别独立地选自含碳原子数为1～20的烃基；抗衡离子A
‑
选自卤素离子、氢氧根离子或碳酸氢根离子。2.如权利要求1所述的含支化结构的阳离子聚合物，其特征在于：Ar所选芳香族化合物残基为下列结构中的一种或多种：Ar'所选连有季铵阳离子的芳香族化合物残基为下列结构的一种或多种：
其中：每个R
′
分别独立地选自碳原子数为1～10之间的烃基；R4为季铵阳离子，选自下列结构中的一种或多种：其中：R
01
、R
02
、R
03
、R
04
和R
05
分别独立地选自含碳原子数为1～20的烃基；抗衡离子A
‑
选自卤素离子、氢氧根离子或碳酸氢根离子。3.如权利要求1所述的含支化结构的阳离子聚合物，其特征在于：B选自下列支化剂残基的一种或多种：4.一种权利要求1～3中任意一项所述的含有支化结构的阳离子聚合物的制备方法，其特征在于：是由如式(2)所示的卤端基化聚合物前体与叔胺化合物反应获得；其中：Ar、B、R
′
、x、y及m与式(1)中指代相同；Ar”选自连有卤素的芳香族化合物残基的一种或多种；X1、X2、X3分别独立地选自卤素原子或氢原子，且当y＝0时X1、X3不同时为氢原子。Ar”所选连有卤素原子的芳香族化合物残基为下列结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏海兵，李利娟，朱红芳，丁运生，江涛，凌乾竣，
申请(专利权)人：广东聚石科技研究有限公司，
类型：发明
国别省市：