一种嵌段共聚物，其特征在于所述嵌段共聚物具有至少一种含酸基的嵌段和至少一种基本不含酸基的嵌段，所有嵌段的至少一种嵌段中的重复单元的一个端基为氧和／或硫，并且至少一种基本不含酸基的嵌段的重复单元包含卤原子。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】嵌段其聚物及其应用
本专利技术涉及一种嵌段共聚物，尤其是一种适合在燃料电池中用作聚合物电解质的嵌段共聚物。
技术介绍
作为在固体聚合物类型的燃料电池中使用的质子传导聚合物电解质，全氟代烷基磺酸基的聚合物电解质(包括Nafion，DuPont的注册商标)由于其在用于燃料电池中时的优良特性已广泛应用。但是，这种电解质存在膜强度和膜耐热性差的问题。另一方面，作为提供一种具有良好的耐热性和高薄膜强度的膜的聚合物电解质，例如磺化的聚醚酮(JP-A No.11-502249)和磺化的聚醚砜(JP-A No.10-45913和JP-A No.10-21943)的研究已在进行中，此研究将磺酸基团引入芳族聚醚中。通常在这些聚合物中引入的磺酸基团的量越大，质子传导性增加越快，但同时也可能增加聚合物的吸水。并且当高吸水聚合物制备的膜应用在燃料电池中时，在该燃料电池的使用过程中产生的水会引起显著的尺寸变化，从而减小了膜的强度。作为解决这一问题的聚合物，JP-A No.2001-250567已提出来一种嵌段共聚物，其中含有一种或多种引入磺酸基团的嵌段和一种或多种基本不引入磺酸基团的嵌段，并且其中所有嵌段中的至少一种嵌段在其主链上含有芳环。 专利技术概述本专利技术人继续研究了嵌段共聚物，结果发现其中基本不含酸基的嵌段为包含含卤原子的特定重复单元的嵌段的嵌段共聚物具有更-->优良的耐水性，并可用作聚合物电解质，尤其用作燃料电池的质子传导膜，从而产生了本专利技术。也就是说，本专利技术提供了一种实用性优良的嵌段共聚物及其用途，所述嵌段共聚物具有至少一种含酸基的嵌段和至少一种基本不含酸基的嵌段，其中所有嵌段中至少一种嵌段的重复单元的一个端基为氧和/或硫，并且至少一种基本不引入酸基的嵌段的重复单元包含卤原子。 实施本专利技术的优选方式下面将详细描述本专利技术。在本专利技术中，嵌段共聚物是指两种或多种嵌段直接或经连接基团连接的聚合物，也就是说，将具有不同重复结构的两种或多种嵌段结合的聚合物。本专利技术的共聚物具有至少一种含酸基的嵌段和至少一种基本不含酸基的嵌段，并且含酸基的嵌段优选为组成该嵌段的每一重复单元结合的酸基的平均数目为0.5或更多的嵌段。另一方面，基本不合酸基的嵌段优选为组成该嵌段的每一重复单元结合的酸基的平均数目为0.1或更少的嵌段。所有嵌段的至少一种嵌段的重复单元的一个端基为氧和/或硫，并且所述重复单元通过如碳-氧键的氧原子或碳-硫键的硫原子结合。本专利技术的共聚物的特征在于基本不含酸基的嵌段的重复单元包含卤原子。卤原子的实例包括氟、氯和溴，尤其优选氟。这里，卤原子可直接取代在重复单元的主链上，或可包含在侧链上。卤原子直接取代在主链上的嵌段的实例包括主链包含卤原子直接取代在其上的基团(例如碳原子数目为6到18的卤代亚芳基、碳原子数目为6到18的卤代亚芳氧基、碳原子数目为1到10的卤代亚烷基、碳原子数目为1到10的卤代亚烷二氧基)的聚合物，如聚醚、-->聚硫化物、聚亚苯基、聚酮、聚砜和聚卤代亚烷基。碳原子数目为6到18的卤代亚芳基的实例包括四氟亚苯基和八氟亚联苯基。碳原子数目为6到18的卤代亚芳氧基的实例包括四氟亚苯二氧基和八氟亚联苯二氧基。碳原子数目为1到10的卤代亚烷基的实例包括二氟亚甲基、四氟-1，2-亚乙基、八氟-1，4-亚丁基、1，1，2-三氟-2-氯-1，2-亚乙基、2，2，3，3，4，4-六氟-1，5-亚戊基及2，2，3，3，4，4，5，5，6，6-十氟-1，7-亚辛基。碳原子数目为1到10的卤代亚烷二氧基的实例包括四氟-1，2-亚乙二氧基、八氟-1，4-亚丁二氧基、2，2，3，3，4，4-六氟-1，5-亚戊二氧基及2，2，3，3，4，4，5，5，6，6-十氟-1，7-亚辛二氧基。侧链上含有卤原子的嵌段的实例包括侧链上含有被卤原子取代的基团(如碳原子数目为1到10的卤代烷基和卤代芳基)的聚合物，如聚醚、聚硫化物、聚亚苯基、聚酮及聚砜。碳原子数目为1到10的卤代烷基的实例包括三氟甲基和五氟乙基。卤代芳基的代表性的实例包括五氟苯基。更优选基本不含酸基的嵌段为其中重复单元为通式[1]所示的聚合物。 -[Ar1-X-Ar2-X]- [1]其中X代表氧原子或硫原子，Ar1和Ar2独立地代表下式[2]、[3]或[4]所示的芳基：R1代表碳原子数目为1到10的烷基、碳原子数目为1到10的卤代烷基、卤代芳基、羟基、乙酰基、苯甲酰基、氰基、硝基或卤-->原子。当有多个R1时，它们可以相同或不同，或多个R1可连接在一起，使得所述连接键为环状结构的一部分。并且a、b和c独立地代表0到4的整数，b和c的和为0到6，d代表0到2的整数。Y代表化学键、-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-C(R2)2-、碳原子数目为1到6的亚烷基、碳原子数目为1到10的卤代亚烷基、碳原子数目为1到6的亚烷二氧基或碳原子数目为1到10的卤代亚烷二氧基。当有多个Y时，它们可以相同或不同。R1和Y的任一个(当它们为多个时，至少其中一个)包含卤原子。R2代表氢原子、碳原子数目为1到10的烷基或碳原子数目为1到10的卤代烷基，并且两个R2可以相同或不同，或R2可连接在一起，使得所述连接键为环状结构的一部分。这里，R1中的碳原子数目为1到10的烷基的实例包括甲基、乙基和丙基。碳原子数目为1到10的卤代烷基的实例包括三氟甲基和五氟乙基。卤代芳基的实例包括五氟苯基。卤原子的代表性实例包括氟、氯和溴。当多个R1连接在一起时，使得所述连接键构成环状结构的一部分，环状结构的一部分的实例包括二价结构，如1，2-亚乙基、1，3-亚丙基、1，4-亚丁基、1，3-亚丁二烯基、1，2-亚乙二氧基和联苯-2，2’-二基。R1优选为卤代烷基、卤代芳基和卤原子，其中更优选三氟甲基和氟基。Y中碳原子数目为1到6的亚烷基的实例包括亚甲基和亚乙基。碳原子数目为1到10的卤代亚烷基的实例除二氟亚甲基、四氟-1，2-亚乙基、八氟-1，4-亚丁基和1，1，2-三氟-2-氯-1，2-亚乙基外，还包括部分卤代的亚烷基，如2，2，3，3，4，4-六氟-1，5-亚戊基和2，2，3，3，4，4，5，5，6，6-十氟-1，7-亚庚基。碳原子数目为1到6的亚烷二氧基的实例包括亚甲二氧基和1，2-亚乙二氧基。碳原子数目为1到10的卤代亚烷二氧基的实例除四氟-1，2-亚乙二氧基和八氟-1，4-亚丁二氧基外，还包括部分卤代的亚烷二氧基，如2，2，3，3，4，4-六氟-1，5-亚戊二氧基和2，2，3，3，4，4，5，5，6，6-十氟-1，7-亚庚二氧基。-->R2中碳原子数目为1到10的烷基和碳原子数目为1到10的卤代烷基的实例包括如上所述的相同基团。此外，当两个R2连接在一起时，使得所述连接键构成环状结构的一部分，环状结构的实例包括环己烷环和芴环基团。Y优选为化学键、-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-C(R2)2-、碳原子数目为1到10的卤代亚烷基和碳原子数目为1到10的卤代亚烷二氧基，其中更优选-C(O)-和-SO2-。通式[1]所示的重复单本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种嵌段共聚物，其特征在于所述嵌段共聚物具有至少一种含酸基的嵌段和至少一种基本不含酸基的嵌段，所有嵌段的至少一种嵌段中的重复单元的一个端基为氧和/或硫，并且至少一种基本不含酸基的嵌段的重复单元包含卤原子。2.权利要求1的嵌段共聚物，其中所述包含卤原子的嵌段的重复单元由以下通式[1]表示： -[Ar1-X-Ar2-X]- [1]其中X代表氧原子或硫原子，且Ar1和Ar2独立地代表下式[2]、[3]或[4]所示的二价芳基：R1代表碳原子数目为1到10的烷基、碳原子数目为1到10的卤代烷基、卤代芳基、羟基、乙酰基、苯甲酰基、氰基、硝基或卤原子，当有多个R1时，它们可以相同或不同，或多个R1可连接在一起，使得所述连接键构成环状结构的一部分，a、b和c独立地代表0到4的整数，b和c的和为0到6，d代表0到2的整数，Y代表化学键、-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-C(R2)2-、碳原子数...
【专利技术属性】
技术研发人员：信田浩志，寺原淳，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：
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