[发明专利]聚环己烯膦酸复合膜的制备方法

权利要求书

1.一种聚环己烯膦酸复合膜的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

A.环己烯膦酸单体的合成

首先，把等摩尔量的环己酮和三氯化磷依次加入已经烘干并充氮气保护的三颈瓶中；其次，在冷凝回流下，室温搅拌反应24小时；第三，用恒压滴液漏斗缓慢加入上述反应溶液8 ~ 10倍量的乙酸，继续反应24小时，反应过程中用氢氧化钠溶液吸收产生的氯化氢气体；第四，待反应结束后，将冷凝回流装置改用循环水泵减压蒸馏装置，分别在70^oC蒸馏2～3小时，100^oC蒸馏0.5～1小时，140^oC蒸馏0.5～1小时，除去易挥发溶剂；第五，将循环水泵减压蒸馏装置改用机械泵，一边抽真空，一边将产物升温至170^oC后继续反应1小时；最后，自然冷却至室温，得到环己烯膦酸单体；

B.环己烯膦酸单体的聚合

将环己烯膦酸单体溶解在浓度为1.5 mol/L的二甲基甲酰胺或无水甲醇溶剂中，然后加入摩尔比为0.1%的偶氮二异丁腈作为引发剂，在氮气保护下65～70^oC回流反应5小时，或者加入摩尔比为2.5%的过硫酸铵作为引发剂，在氮气保护下65～70^oC回流反应24小时；反应结束后，在110^oC条件下减压蒸馏除去溶剂，得到聚环己烯膦酸产物；

C.聚环己烯膦酸复合膜的制备

首先，将聚环己烯膦酸和碱性聚合物分别溶解在甲基吡咯烷酮溶剂中；其次，把酸、碱聚合物按5:1至1:1的摩尔比例混合，充分搅拌均匀；第三，根据所需膜厚，把混合聚合物溶液倒入玻璃槽中,使其均匀铺展在玻璃槽底部；第四，将玻璃槽放入鼓风干燥箱中，50^oC下保持24小时除去溶剂；最后，玻璃槽冷却至室温后，将膜剥离；或者将玻璃槽浸泡在去离子水中，使膜自动脱落。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤B的环己烯膦酸单体的聚合为在抽真空条件下将环己烯膦酸单体加热到200^oC反应18小时，可得到完全不溶于水的坚硬固体状产物，该产物即是聚环己烯膦酸。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤C中膜的厚度控制在30 ~ 150μm之间，180^oC未加湿条件下膜的电导率在2.7×10^-3 ~ 6.4×10^-2 mS/cm之间。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤C中的碱性聚合物是聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺或聚苯并咪唑。