本发明专利技术公开了一种长链含磷酸侧链的聚酰亚胺及制备方法和用途。该聚酰亚胺具有如式(I)所示结构。该方法包括步骤：将含酚羟基的芳香二胺单体与二酸酐在有机溶剂A中溶解，缩聚反应得到化合物a；化合物a溶解于有机溶剂B中，加入溴化试剂和碱性物质，得到化合物b；化合物b溶解在有机溶剂B中，加入甲基丙烯酸三氟乙酯、三甲基硅封端的甲基丙烯酸羟乙酯、氯化亚铜、氯化铜和配基，得到化合物c；化合物c溶解在有机溶剂B中，滴加酸性溶液，得到化合物d；化合物d溶解在有机溶剂B中，加入三乙胺、氯化亚铜和磷化试剂，得到化合物e；化合物e溶解在有机溶剂B中，加入三甲基卤硅烷水解反应结束后除去溶剂，得到长链含磷酸侧链的聚酰亚胺。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于全钒液流电池的质子交换膜材料
，具体涉及-侧链的聚酰亚胺及其制备方法和用途。4中长链含磷酸
技术介绍
全钒氧化还原液流电池通过不同价态的钒离子相互转化实现电能的储存与释放。 它具有如下优点1、不存在浓度极化、可深度放电和瞬时充电；2、因为正负极电解液都是 筑离子的电解液，无交叉污染问题；3、额定功率和额定能量相互独立以及充放电压可随意 调节；4、电池维护简单，只需定期将两边的电解液相互混合平衡里面的离子浓度，再进行充 电，即可使容量完全恢复；5、自放电低，储存寿命长。目前全钒液流电池面临的主要问题包括电解液渗透而造成的电池容量的衰减以 及如何提高电池的综合性能。作为全钒液流电池的关键组件之一的质子交换膜，必须具备 银离子渗透率低、质子传导率高、化学性能稳定等特点。杜邦公司的Nafion系列膜具有良 好的质子传导率、机械性能和化学稳定性，被广泛应用于质子交换膜领域。但由于Nafion 膜的钒离子渗透率高以及成本高，不适合应用在全钒液流电池中。中国专利CN1770503A公开了一种以掺杂无机纳米填料聚偏氟乙烯膜为基体，在 基体中引入带有磺酸根的有机酸通过自聚得到目标产物，膜的电导率达到10_2S/Cm数量 级，钒离子渗透率达到10_7cm7min ；清华大学的邱新平等人以Nafion膜为基体通过自组装 的方法制备多层膜用于全钒液流电池，但其生产成本高，工艺过程较复杂。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种长链 含磷酸侧链的聚酰亚胺。本专利技术的另一目的在于提供上述聚酰亚胺的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述聚酰亚胺的用途。本专利技术的目的通过下述技术方案实现一种长链含磷酸侧链的聚酰亚胺，所述聚 酰亚胺具有如式(I)所示的结构，平均相对分子量为10000 1000000 权利要求1. 一种长链含磷酸侧链的聚酰亚胺，其特征在于所述聚酰亚胺具有如式(I)所示的 结构，平均相对分子量为10000 1000000 2.根据权利要求1所述的一种长链含磷酸侧链的聚酰亚胺的制备方法，其特征在于包 括以下操作步骤(1)在保护气体氛围中，将含酚羟基的芳香二胺单体与二酸酐在有机溶剂A和二甲苯 中溶解，低温条件下进行缩聚反应，然后升温脱水反应，除去未反应的单体及杂质，得到化 合物a;3.根据权利要求2所述的一种长链含磷酸侧链的聚酰亚胺的制备方法，其特征在于 步骤(1)所述含酚羟基的芳香二胺单体与二酸酐的摩尔比为1 (1 1.6)；所述含酚羟 基的芳香二胺单体和溶剂A的质量比为1 10 100;所述有机溶剂A与二甲苯体积比为 2 1;所述有机溶剂A为N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺或间 甲酚；所述保护气体为氮气；所述低温条件为温度-10 10°C，缩聚反应的时间为3 20 小时；所述升温为升至温度100 200°C，脱水反应的时间为3 24小时。4.根据权利要求2所述的一种长链含磷酸侧链的聚酰亚胺的制备方法，其特征在于 步骤⑵所述化合物a、溴化试剂与碱性物质的摩尔比为1 1 10 1 10 ；所述化合 物a与有机溶剂B的质量比为1 1 100 ；所述有机溶剂B是氯仿、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、二氧六环、吡啶和二甲基亚砜中的一种以上；所述溴化试剂是2-溴丙酰溴、2-溴 丁酰溴或2-溴异丁酰溴；所述碱性物质是三乙胺；所述反应的温度是0 50°C，反应的时 间为1 10小时。5.根据权利要求2所述的一种长链含磷酸侧链的聚酰亚胺的制备方法，其特征在于 步骤(3)所述化合物b、甲基丙烯酸三氟乙酯、三甲基硅封端的甲基丙烯酸羟乙酯、氯化亚 铜、氯化铜和配基的摩尔比为1 1 25 1 25 1 10 0. 01 0. 1 1 10 ； 所述化合物b与有机溶剂B的质量比为1 10 100 ；所述反应的温度为40 100°C，时 间为8 36小时；所述配基为吡啶或联二吡啶。6.根据权利要求2所述的一种长链含磷酸侧链的聚酰亚胺的制备方法，其特征在于 步骤⑷所述化合物b和有机溶剂B的质量比为1 10 100 ；所述反应的温度为10 350C，反应的时间为3 10小时；所述酸性溶液为盐酸、硫酸、硝酸或乙酸，酸性溶液的加入 量为有机溶剂B体积的0. 1 % 1 %。7.根据权利要求2所述的一种长链含磷酸侧链的聚酰亚胺的制备方法，其特征在于 步骤(5)所述化合物d、三乙胺、氯化亚铜和磷化试剂的摩尔比为1 (1 25) (0.1 2.5) (1 25)；所述化合物d与有机溶剂B的质量比为1 10 100 ；所述磷化试剂为 氯磷酸二乙酯、溴乙基磷酸二乙酯或碘甲基磷酸二乙酯；所述反应的温度为0 100°C。8.根据权利要求2所述的一种长链含磷酸侧链的聚酰亚胺的制备方法，其特征在于 步骤(6)所述化合物e与有机溶剂B的质量比为1 10 100;所述三甲基卤硅烷为三甲 基氯硅烷、三甲基溴硅烷和三甲基碘硅烷，化合物e与三甲基卤硅烷的摩尔比为1 1 25，水解反应温度为0 100°C，水解反应时间为5 48小时。9.根据权利要求1所述的长链含磷酸侧链的聚酰亚胺在制备全钒液流电池的质子交 换膜材料中的用途。全文摘要本专利技术公开了一种长链含磷酸侧链的聚酰亚胺及制备方法和用途。该聚酰亚胺具有如式(I)所示结构。该方法包括步骤将含酚羟基的芳香二胺单体与二酸酐在有机溶剂A中溶解，缩聚反应得到化合物a；化合物a溶解于有机溶剂B中，加入溴化试剂和碱性物质，得到化合物b；化合物b溶解在有机溶剂B中，加入甲基丙烯酸三氟乙酯、三甲基硅封端的甲基丙烯酸羟乙酯、氯化亚铜、氯化铜和配基，得到化合物c；化合物c溶解在有机溶剂B中，滴加酸性溶液，得到化合物d；化合物d溶解在有机溶剂B中，加入三乙胺、氯化亚铜和磷化试剂，得到化合物e；化合物e溶解在有机溶剂B中，加入三甲基卤硅烷水解反应结束后除去溶剂，得到长链含磷酸侧链的聚酰亚胺。文档编号C08F8/12GK102108113SQ20111002217公开日2011年6月29日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日专利技术者卢汝烽, 张干伟, 肖定书, 胡继文, 胡美龙 申请人:中科院广州化学有限公司, 佛山市功能高分子材料与精细化学品专业中心本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种长链含磷酸侧链的聚酰亚胺，其特征在于：所述聚酰亚胺具有如式（Ｉ）所示的结构，平均相对分子量为１００００～１００００００：其中，Ｒ１为或Ｒ２为ｎ为５～５０００之间的整数；Ｑ为氢或Ｊ；Ｊ为Ｒ３为ｋ为０、１或２；ｘ和ｙ为１～２５之间的整数，并且ｘ＋ｙ≤５０。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡继文，卢汝烽，张干伟，肖定书，胡美龙，
申请(专利权)人：中科院广州化学有限公司，佛山市功能高分子材料与精细化学品专业中心，
类型：发明
国别省市：81
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