带有三联吡啶侧基的全氟离子聚合物及合成方法与应用技术

本发明专利技术提供一类带有三联吡啶侧基的全氟离子聚合物，聚合物的结构单元包括A单元和B单元：A单元为三联吡啶结构单元，该单元包括三联吡啶基团M以及全氟醚结构单元，B单元包括离子基团

【技术实现步骤摘要】
带有三联吡啶侧基的全氟离子聚合物及合成方法与应用


[0001]本专利技术属于含氟高分子材料
，涉及一类带有三联吡啶侧基的全氟离子聚合物及其合成方法与应用。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池是一种拥有较高能量转换效率的电化学装置，其环境友好，能量转化过程中的唯一产物是水(总反应方程式可概括为2H2+O2＝2H2O)，可避免造成环境污染，是一种高效、环保的能量转化装置。燃料电池因其鲜明的优势，在新能源交通、工业工程、家用家居、移动设备和军民两用等方面取得了令人鼓舞的应用前景。质子交换膜(PEM)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心部件，它即作为隔离膜分开燃料和氧化剂，防止他们直接发生反应，更作为电解质传导质子。
[0003]目前应用广泛的质子交换膜是全氟磺酸质子膜，其分子结构包括全氟主链骨架
‑
(CF2CF2)m
‑
(CF2CF)n
‑
，侧链常以磺酸基团(
‑
SO3H)为端基的全氟醚结构，作为这些清洁能源技术的关键材料，除了要具其具有较高的离子电导率外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类带有三联吡啶侧基的全氟离子聚合物(PFSIs)，其聚合物结构单元如式(I)所示：其中，所述式(I)结构包括A单元和B单元：A单元为三联吡啶结构单元，该单元包括三联吡啶基团M以及全氟醚结构单元，B单元包括离子基团
‑
SO3H以及全氟醚结构单元；所述式(I)结构中，m为0～5的整数，n为1～6的整数；所述式(I)结构中，x为1～30的整数；且x+y/(x+y+z)＝0.10～0.80，y/(y+z)＝0.25～0.60；所述聚合物A单元中提供三联吡啶试剂M的单体试剂的结构如式II所示：R1～R
11
基团中至少一个基团含有
‑
NH2，其它基团为吸电子基团或供电子基团，且吸电子基团的数量不超过3个。2.根据权利要求1所述的带有三联吡啶侧基的全氟离子聚合物，其特征在于，m为0～3的整数，n为1～3的整数；进一步优选的，m为0或1，n为2；优选的x+y/(x+y+z)＝0.15～0.45，y/(y+z)＝0.26～0.35。优选的，式(Ⅰ)聚合物的数均分子量为20～100万，进一步优选为20～60万，更进一步优选为30～50万。3.根据权利要求1所述的带有三联吡啶侧基的全氟离子聚合物，其特征在于，R1～R
11
基团分别独立的为
‑
NH2、
‑
CH2NH2、
‑
Ph(Ph代表苯环)、
‑
PhNH2、
‑
PhCOOH、
‑
Cl、
‑
O
‑
CH3、
‑
CH3、
‑
H、
‑
F、
‑
Br、CH3CH2‑
、(CH3)2CH
‑
、或(CH3)3C
‑
。优选的，所述R1～R
11
不同时为
‑
NH2；R1～R
11
中
‑
NH2的数量最多为3个。
优选的，其中R1为
‑
NH2、H、
‑
Br、
‑
Ph(Ph代表苯环)、
‑
PhNH2、
‑
PhCOOH、
‑
Cl、
‑
O
‑
CH3或
‑
CH3；R2为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Cl、
‑
PhCOOH或
‑
CH3；R3为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
PhCOOH、
‑
Br、
‑
Ph或
‑
CH3；R4为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
PhCOOH、
‑
Br、
‑
Ph或
‑
CH3；R5为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Br或
‑
CH3；R6为
‑
H、
‑
Br、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Cl、
‑
O
‑
CH3或
‑
CH3；R7为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Br、
‑
NO2或
‑
CH3；R8为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Br或
‑
NO2；R9为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Br、
‑
Cl、
‑
Ph或
‑
CH3；R
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为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
PhCOOH或
‑
Br；R
11
为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永明，张恒，王丽，刘训道，邹业成，马晓娟，苏璇，周珊珊，
申请(专利权)人：山东东岳未来氢能材料股份有限公司，
类型：发明
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