一种侧链交联型磺化聚芳醚砜酮聚合物的制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种侧链交联型磺化聚芳醚砜酮聚合物的制备方法及应用，属于燃料电池及高分子化学领域。选择含有磺酸基团的Z作为交联剂，以亚磷酸三苯酯(TPP)作为催化剂，利用氨基和磺化聚芳醚砜酮的羧基发生酰胺化反应合成了一系列交联膜，所述的交联剂Z和含羧基磺化聚芳醚砜酮(SPPESK

【技术实现步骤摘要】
一种侧链交联型磺化聚芳醚砜酮聚合物的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于燃料电池及高分子化学领域，涉及一种侧链交联型磺化聚芳醚砜酮质子交换膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着能源短缺和环境污染问题的日益突出，近年来，燃料电池组件的研究和开发受到了越来越多的关注。作为燃料电池的关键材料，质子交换膜(PEM)需要满足高性能、成本低和耐久性等苛刻要求。杜邦公司的Nafion系列膜具有高的质子传导性、良好的机械性能以及出色的稳定性，但其也受到制备成本高和甲醇渗透率高等缺点限制。磺化聚芳醚砜酮具有高的质子传导率和优异的机械强度，是潜在的PEM候选材料之一。膜质子传导率高低主要取决于磺化度。当磺化度较低时，膜质子传导率较低；当磺化度过高时，膜表现出了高的质子传导率，但其机械性能锐减，造成膜在水介质中的溶胀，甚至溶解。研究者们也试图采用交联的方法克服以上问题，但交联后的致密网络结构使得质子传导率显著降低。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术选择含有磺酸基团的单体作为交联剂，旨在制备具有高磺化度高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种侧链交联型磺化聚芳醚砜酮聚合物的制备方法，其特征在于，含羧基磺化聚芳醚砜酮与交联剂Z在催化剂作用下发生酰胺化反应，反应化学式如下：其中，x＝0.1～0.9，y＝0.1～0.9；Ar1为：Ar2为：Ar3为：交联剂Z为：
2.根据权利要求1所述的一种侧链交联型磺化聚芳醚砜酮聚合物的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一：制备含羧基磺化聚芳醚砜酮在惰性气体保护下，将含羧基的双酚单体、双卤单体和含磺酸基的双酚单体混合，随后加入有机溶剂、带水剂及成盐剂，在120～140℃下带水剂带水3～6小时，之后放掉带水剂，并将温度缓慢升至170～190℃，反应15～30小时后得到含羧基磺化聚芳醚砜酮；步骤二：将步骤一得到的含羧基磺化聚芳醚砜酮和交联剂Z加入到有机溶剂中得到共混液，向共混液中滴加催化剂亚磷酸三苯酯TPP，超声1～2小时，在室温氮气气氛环境下，搅拌1～2天，得到侧链交联型磺化聚芳醚砜酮聚合物。3.根据权利要求2所述的一种侧链交联型磺化聚芳醚砜酮聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，含羧基的双酚单体为4
‑
羧基苯基氢醌、酚酞啉或4,4
‑
双(4
‑
羟苯基)戊酸，双卤单体为4,4
’‑
二氯二苯砜与4,4
’‑
二氟二苯甲酮，含磺酸基的双酚单体为4
‑
磺酸基苯基氢醌、2,5二羟基
‑
(1,1
’‑
联苯)
‑4‑
磺酸或2,5二羟基苯磺酸钾，含羧基的双酚单体、双卤单体和含磺酸基的双...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠刚，陈晓东，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：