[发明专利]磺化聚苯并咪唑‑聚酰亚胺嵌段共聚物复合膜及其制备

权利要求书

1.磺化聚苯并咪唑-聚酰亚胺嵌段共聚物复合膜的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤(1)：将多聚磷酸加入至反应容器中，通入惰性气体，边搅拌边加入四胺，继续搅拌直至四胺均匀地分散溶解在多聚磷酸中，再加入二酸、封端剂及吸水剂，随后升温至200-210℃，恒温反应18-22小时，反应结束后，待反应体系温度冷却至140-150℃，转移至去离子水中，反复洗涤，去除多聚磷酸，接着转移至碱性溶液中，搅拌反应12-24小时，之后用去离子水反复洗涤，除去碱，经真空干燥，即制得磺化聚苯并咪唑；

步骤(2)：在另一个完全干燥的反应容器中，加入二胺和N-甲基吡咯烷酮，通入惰性气体，搅拌直至二胺完全溶解，再加入二酐及催化剂，于室温下搅拌8-10小时后，加热至210-220℃，使溶剂回流，反应10-12小时，制得聚酰亚胺；

步骤(3)：在步骤(2)的基础上，将反应体系降温至100℃，而后加入PBI和催化剂，再升温至210-220℃使溶剂回流，反应18-20小时，待反应结束后，降温至100℃，将产物缓慢倾倒入丙酮中，反复洗涤，除去催化剂和溶剂，后经真空干燥，即制得聚苯并咪唑-聚酰亚胺嵌段共聚物；

步骤(4)：将步骤(3)制得的聚苯并咪唑-聚酰亚胺嵌段共聚物溶解在有机溶剂中，加入催化剂，抽真空，加热至75-90℃，使聚苯并咪唑-聚酰亚胺嵌段共聚物完全溶解，反应2-3小时，再加入磺化剂，随后升温至100℃，反应20-24小时，待反应结束后，冷却至室温，将产物加入到丙酮中沉淀，过滤，保留滤渣，后经洗涤、干燥，制得磺化聚苯并咪唑-聚酰亚胺嵌段共聚物；

步骤(5)：将步骤(4)制得的磺化聚苯并咪唑-聚酰亚胺嵌段共聚物溶解于有机溶剂中，于75-85℃下直接浇铸成聚合物膜，将聚合物膜于75-85℃下用醇洗涤20-24小时，然后再用酸溶液洗涤20-24小时，后经烘干，即制得所述的磺化聚苯并咪唑-聚酰亚胺嵌段共聚物复合膜。

2.根据权利要求1所述的磺化聚苯并咪唑-聚酰亚胺嵌段共聚物复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的四胺包括3,3'-二氨基联苯胺、3,3',4,4'-四氨基二苯醚、3,3',4,4'-二胺基二苯砜、3,3',4,4'-二胺基二苯甲酮、3,3',4,4'-二胺基二苯甲、3,3',4,4'-二胺基二苯硫醚、1,2,4,5-四胺基苯或1,2,5,6-四胺基萘中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的磺化聚苯并咪唑-聚酰亚胺嵌段共聚物复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的二酸包括苯二甲酸、间苯二甲酸、间苯二乙酸、己二酸、辛二酸、丁二酸或丙二酸中的一种或多种，所述的封端剂包括对氨基苯甲酸、对氨基苯乙酸、3-氟-4-氨基苯甲酸、3-硝基-4-氨基苯甲酸或对氨基水杨酸中的一种，所述的吸水剂为五氧化二磷。

4.根据权利要求1所述的磺化聚苯并咪唑-聚酰亚胺嵌段共聚物复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的二胺包括4,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基二苯甲烷、4,4'-二氨基-2,2',3,3'-二甲基二苯甲烷、4,4'-二氨基-2,2'-二甲基联苯、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基联苯、4,4'-二氨基-2,2'-双三氟甲基联苯、2,6-二氨基-1,3,5-三甲苯、间苯二胺、4,4'-二氨基二苯醚、3,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基-1”,3”-二苯氧基苯、3,3'-二氨基-1”,3”-二苯氧基苯、9,9'-双(4-氨基苯基)芴、4,4'-二氨基-4”,4”'-二苯氧基联苯、4,4'-二氨基-4”,4”'-二苯氧基-二苯基异丙烷或4,4'-二氨基-1”,4”-二苯氧基苯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的磺化聚苯并咪唑-聚酰亚胺嵌段共聚物复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的二酐包括1,3,5,8-萘四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐、3,4,9,10-苝四羧酸酐、4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、环丁烷四甲酸二酐、1,6,7,12-四氯-3,4,9,10-苝四甲酸二酐、双酚A型二醚二酐、1,2,3,4-环戊四羧酸二酐、乙二胺四乙酸二酐、2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐或2,3,3',4'-二苯醚四甲酸二酐中的一种或多种。