具有阳离子交换基的聚(芳醚)共聚物、其制备方法和其应用技术

技术编号:7084504 阅读:335 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及具有离子交换基、特别是阳性离子交换基的聚(芳醚)共聚物、其制备方法和其应用。在根据本发明专利技术的具有离子交换基的聚(芳醚)共聚物中,物理特性、离子交换能力、金属离子吸附能力和加工性能优异,并且因此该共聚物能够以各种形状成型,并且能够广泛地应用于各种领域,例如有机金属的回收、空气净化、催化剂、水处理、医学领域和蛋白质的分离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及具有离子交换基、特别是阳性离子交换基的聚(芳醚)共聚物、 其制备方法和其用途。
技术介绍
离子交换树脂通常含有聚合物上的离子交换功能团。特别地,离子交换树脂典型地含有多孔聚合物结构,所述多孔聚合物结构含有带迁移离子的官能团,并且可以在潮湿状态下具有微细的孔径大小。通常,当离子陷落在孔隙的表面中或表面上,发生离子交换, 而同时释放其他离子。根据导入的离子交换功能团的类型,离子交换树脂被粗略地分成阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和混合型树脂(例如交换阳离子的也称为阳离子树脂 ’交换阴离子的也称为阴离子树脂;以及同时交换阳离子和阴离子的称为混合型树脂)。这样的离子交换树脂已经用于各种目的,例如有机金属的回收、空气净化、催化剂、水处理、医学领域和蛋白质的分离。市售的阳离子交换树脂的一个实例是苯乙烯类树脂。在苯乙烯类树脂中,离子交换基导入至树脂中,该树脂具有通过使用二乙烯基苯作为交联剂在苯乙烯上制造的三维网络结构。典型地,磺酸基用作交换基。尽管这样的树脂通常对于强酸和强碱是化学上稳定的并且允许在整个PH范围内进行离子交换,但如果其被加热至150°C以上的温度,则树脂分解,从而降低交换容量、密度和吸水能力。此外,如果树脂在186°C中加热M小时,则由于交换容量降低15 40%而不可能使用。另外,大多数目前可获得的离子交换树脂具有有限的离子交换容量,并且由于树脂是交联的,因此加工性能降低。因此,需要新的离子交换树脂来设法解决这些缺点。在此
技术介绍
部分中公开的上述信息仅用于增强对本专利技术的背景的理解,并且因此其可能含有不形成在本国对本领域普通技术人员所公知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有优异的特性的聚(芳醚)共聚物。具体而言,本专利技术的聚(芳醚)共聚物具有优异的机械性能和高离子交换能力,特别是阳离子交换能力。本专利技术还提供制备上述共聚物的方法。此外,本专利技术提供离子交换树脂,特别是阳离子交换树脂,包括上述共聚物和离子交换膜,特别是阳离子交换膜。需要注意的是,尽管结合本专利技术的实施方式具体地描述了阳离子交换能力和阳离子交换基,但需要理解阴离子和混合型离子交换能力和离子交换基也包括在本专利技术中。因此,当本文中使用术语“离子交换膜”时,理解为阳离子、阴离子和混合型离子交换膜。本专利技术的一个实施方式提供一种如通式1所示的聚(芳醚)共聚物权利要求1. 一种如通式1所示的聚(芳醚)共聚物 2. —种如通式2所示的聚(芳醚)共聚物 X的范围为约0. 01 1. 0, η是整数且范围为约10 800。3. —种如通式3所示且具有磺酸基的聚(芳醚)共聚物 其中,4.如权利要求1 3中任一项所述的聚(芳醚)共聚物,其特征在于 所述共聚物是无规共聚物或嵌段共聚物。5.如权利要求1 3中任一项所述的聚(芳醚)共聚物,其特征在于 X的范围为0. 1 0. 9。6.如权利要求1 3中任一项所述的聚(芳醚)共聚物,其特征在于 X的范围为0. 2 0. 8。7.如权利要求1 3中任一项所述的聚(芳醚)共聚物,其特征在于 所述共聚物具有约10000 1000000的重均分子量。8.如权利要求1 3中任一项所述的聚(芳醚)共聚物,其特征在于 重均分子量为约30000 800000。9.一种制备权利要求1所述的聚(芳醚)共聚物的方法,所述方法包括a)将下述通式4的2,2'- 二苯基-p,p_双酚、一种或多种选自下述通式恥的单体和一种或多种选自下述通式6b的单体共聚;和b)将阳离子交换基导入至所述共聚的聚合物中 10.如权利要求9所述的方法,其特征在于a)进行所述单体的共聚,使得一种或多种选自下述通式恥的单体、2,2' - 二苯基-ρ, P-双酚和一种或多种选自下述通式6b的单体的当量比为1 0.05 0.95 0.05 0.95。11.如权利要求9所述的方法,其特征在于a)进行所述单体的共聚,使得一种或多种选自下述通式恥的单体、2,2' - 二苯基-ρ, P-双酚和一种或多种选自下述通式6b的单体的当量比为1 0.2 0.8 0.2 0.8。12.如权利要求9所述的方法,其特征在于a)所述单体的共聚在一种或多种溶剂的存在下进行,所述溶剂选自二甲基乙酰胺、 N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、苯、甲苯和二甲苯。13.如权利要求9所述的方法,其特征在于b)所述将阳离子交换基导入至共聚的聚合物中通过使用一种或多种磺酸化合物进行, 所述磺酸化合物选自浓硫酸(H2SO4)、氯磺酸(ClSO3H)、发烟硫酸(发烟SO3)和发烟硫酸三乙酯磷酸盐(SO3-TEP)。14.如权利要求9所述的方法,其特征在于 b)所述将阳离子交换基导入至共聚的聚合物中在约0 100°C的范围内的温度中进行。15.一种阳离子交换树脂,其特征在于 含有权利要求1所述的聚(芳醚)共聚物。16.一种阳离子交换膜,其特征在于 含有权利要求1所述的聚(芳醚)共聚物。17.如权利要求16所述的阳离子交换膜,其特征在于所述阳离子交换膜还含有一种或多种聚合物,所述聚合物选自聚酰亚胺、聚醚酮、聚砜、聚醚砜、聚醚醚砜、聚苯并咪唑、聚苯醚、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚三氟苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸、聚偏氟乙烯、聚氨酯和支链磺化聚砜酮共聚物。18.如权利要求16所述的阳离子交换膜,其特征在于所述阳离子交换膜可以还含有一种或多种无机物质,所述无机物质选自二氧化娃 SiO2、氧化钛TiO2、无机磷酸、磺化二氧化硅(磺化SiO2)、磺化氧化锆(磺化和磺化磷酸锆(磺化&P)。19.一种制备权利要求1所述的聚(芳醚)共聚物的方法,包括a)将下述通式4的2,2'- 二苯基-p,p_双酚、一种或多种选自下述通式恥的单体和一种或多种选自下述通式6b的单体共聚;和b)将离子交换基导入至所述共聚的聚合物中20.一种离子交换树脂,其特征在于 含有权利要求1所述的聚(芳醚)共聚物。21.如权利要求20所述的离子交换树脂,其特征在于 所述离子交换树脂是阴离子交换树脂或混合离子交换树脂。22.—种离子交换膜,其特征在于 含有权利要求1所述的聚(芳醚)共聚物。23.如权利要求22所述的离子交换膜,其特征在于 所述离子交换膜是阴离子交换膜或混合离子交换膜。全文摘要本专利技术涉及具有离子交换基、特别是阳性离子交换基的聚(芳醚)共聚物、其制备方法和其应用。在根据本专利技术的具有离子交换基的聚(芳醚)共聚物中,物理特性、离子交换能力、金属离子吸附能力和加工性能优异,并且因此该共聚物能够以各种形状成型,并且能够广泛地应用于各种领域,例如有机金属的回收、空气净化、催化剂、水处理、医学领域和蛋白质的分离。文档编号C08L71/10GK102329423SQ201010574430公开日2012年1月25日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年7月13日专利技术者权洛显, 李周浩, 金东一, 金荣泽, 黄仁哲 申请人:株式会社东进世美肯, 现代自动车株式会社本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种如通式1所示的聚(芳醚)共聚物:[通式1]其中,至少一个R是磺酸基(-SO3-M+)、磷酸基(-PO3-M+)或羧基(-COO-M+),并且任何剩余的R是氢基(-H),并且M+是阳离子;Ar1是一种或多种选自下述通式5a的取代基,[通式5a]Ar2是一种或多种选自下述通式6a的取代基,[通式6a]X的范围为约0.01~1.0,n是整数且范围为约10~800。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:黄仁哲权洛显金荣泽金东一李周浩
申请(专利权)人:现代自动车株式会社株式会社东进世美肯
类型:发明
国别省市:KR

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