[发明专利]磺化聚(芳醚)共聚物及相关聚合物电解质膜和燃料电池

权利要求书

1.一种如通式1所示的聚(芳醚)共聚物：

[通式1]

其中，

R为氢原子或磺酸基(-SO₃^-M⁺)，M⁺为阳离子，

Ar₁为一种或多种各自独立地选自下述通式4a的取代基，

[通式4a]

Ar₂为一种或多种各自独立地选自下述通式5a的取代基，

[通式5a]

X的取值范围为0.01至1.0，

N是取值范围为10至800的整数。

2.一种如通式2所示的聚(芳醚)共聚物：

[通式2]

其中，Ar₁、Ar₂、X和n与权利要求1中的通式1相同。

3.一种如通式3所示的磺化聚(芳醚)共聚物：

[通式3]

其中，Ar₁、Ar₂、X和n与权利要求1中的通式1相同。

4.如权利要求1至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至3中任一项所述的聚(芳醚)共聚物，其特征在于：

X的取值范围是0.1到0.9。

6.如权利要求1至3中任一项所述的聚(芳醚)共聚物，其特征在于：

X的取值范围是0.2到0.8。

7.如权利要求1至3中任一项所述的聚(芳醚)共聚物，其特征在于：

重均分子量的范围是10000至1000000。

8.如权利要求1至3中任一项所述的聚(芳醚)共聚物，其特征在于：

重均分子量的范围是30000至800000。

9.一种制备权利要求3所述的磺化聚(芳醚)共聚物的方法，所述方法包括如下步骤：

a)共聚合[1，2-双(4-羟苯基)-1，2-二苯基乙烯]、

一种或多种选自下述通式4b的单体，和

一种或多种选自下述通式5b的单体，以及

b)向共聚的聚合物导入磺酸基，

[通式4b]

[通式5b]

其中，X是独立地选自卤素基团的原子。

10.如权利要求9所述的制备聚(芳醚)共聚物的方法，其特征在于：进行步骤a)的单体共聚，使得：

一种或多种选自通式4b的单体∶[1，2-双(4-羟苯基)-1，2-二苯基乙烯]∶一种或多种选自通式5b的单体的当量比为1∶0.05至0.95∶0.05至0.95。

11.如权利要求9所述的制备聚(芳醚)共聚物的方法，其特征在于：

进行步骤a)的单体共聚，使得：

一种或多种选自通式4b的单体∶[1，2-双(4-羟苯基)-1，2-二苯基乙烯]∶一种或多种选自通式5b的单体的当量比为1∶0.2至0.8∶0.2至0.8。

12.如权利要求9所述的制备聚(芳醚)共聚物的方法，其特征在于：

步骤a)的单体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所述的制备聚(芳醚)共聚物的方法，包括如下步骤：

a)共聚合单体；

a-1)氧化共聚物；和

b)向氧化的共聚物中导入磺酸基。

14.如权利要求9所述的制备聚(芳醚)共聚物的方法，其特征在于：

步骤b)的向共聚的聚合物导入磺酸基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)。