[发明专利]基于嵌段结构聚烯烃阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种基于嵌段结构聚烯烃阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)嵌段结构聚烯烃主链的合成：惰性气体保护下，加入引发剂和3-亚甲基-1,6-庚二烯，再加入溶剂A，搅拌t₁分钟；然后加入丁二烯，继续搅拌t₂分钟；加入链终止剂，使反应终止；将反应液用溶剂B进行沉降，析出固体聚合物，过滤、洗涤、干燥，得到3-亚甲基-1,6-庚二烯和丁二烯共聚物；

所述的溶剂A为石油醚、正戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、氯苯、对二氯苯、间二氯苯、邻二氯苯、溴苯、四氢呋喃中的一种或两种以上混合；

所述的溶剂B为乙酸乙酯、甲醇、乙醚、乙醇中的一种或两种以上混合；

所述的引发剂为苯酚-噁唑啉稀土金属配合物、氮杂环卡宾稀土金属配合物、NCN-钳形双噁唑啉稀土金属配合物、脒基配位单茂钇配合物、单茂双烷基钪配合物和Ziegler-Natta催化剂中的一种；

所述的引发剂与3-亚甲基-1,6-庚二烯的摩尔比为1：100～1：1500；

所述t₁为5～30；

所述t₂为5～30；

所述的3-亚甲基-1,6-庚二烯在溶剂A中的w/v为5％～20％，所述的w/v的单位为g/ml；

所述的丁二烯在溶剂A中的w/v为5％～20％，所述的w/v的单位为g/ml；

步骤(1)的反应温度为20～50℃；

所述的链终止剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或两种以上混合；

(2)基于嵌段结构聚烯烃阴离子交换膜的制备：将3-亚甲基-1,6-庚二烯和丁二烯共聚物溶于溶剂C中，而后加入离子传导基团前驱体，氮气条件下，密闭反应体系，紫外照射t₃小时，后将反应液倒入沉淀剂D中，过滤、洗涤、干燥；聚合物季胺化反应后，再将季胺化后的聚合物催化加氢，反应完毕，将反应液倒入沉淀剂D中，过滤、洗涤、干燥；将聚合物溶于溶剂E中配成铸膜液后浇铸成膜，将膜浸泡于碱液中，再在去离子水中浸泡至中性，即可得嵌段结构聚烯烃阴离子交换膜；

所述的溶剂C为四氢呋喃、二氧六环、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳中的一种或两种以上混合；

所述的沉淀剂D为乙醚、水、乙醇、乙酸乙酯、丙酮、甲醇中的一种或两种以上混合；

所述的离子传导基团前驱体为取代的1-甲基咪唑、1-丁基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-甲基苯并咪唑、1,2-二甲基苯并咪唑、N-甲基吗啉、N-甲基哌啶和N-甲基吡咯烷中的一种；其中，n＝2～6；

所述的3-亚甲基-1,6-庚二烯和丁二烯共聚物与离子传导基团前驱体的摩尔比为5：1～1：5；

所述的季胺化后的聚合物与催化加氢所用的加氢催化剂的摩尔比为5：1～500：1；

所述的3-亚甲基-1,6-庚二烯和丁二烯共聚物在溶剂C中的w/v为5％～20％，所述的w/v的单位为g/ml；

所述的聚合物催化加氢过程中，加氢催化剂为雷尼镍或钯碳；

所述的碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯、氢氧化钙、氢氧化锶、氢氧化钡的水溶液中的一种或两种以上混合；

所述的溶剂E为N,N-二甲基乙酰胺，N,N-二甲基甲酰胺，二甲基亚砜，N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上混合；

所述的铸膜液w/v为3～10％；所述的w/v单位为g/ml；

紫外照射波长为365nm，紫外照射时间t₃为0.1～5。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的催化加氢反应条件为：温度为30～150℃，时间为8～170h。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的碱液浓度为1～3mol/L，浸泡时间为24～48h。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，步骤(1)中丁二烯与引发剂的摩尔比为200～1000:1；丁二烯与3-亚甲基-1,6-庚二烯摩尔比为0.1～10:1。

5.根据权利要求3所述的制备方法，步骤(1)中丁二烯与引发剂的摩尔比为200～1000:1；丁二烯与3-亚甲基-1,6-庚二烯摩尔比为0.1～10:1。

6.一种采用权利要求1-5任一所述的制备方法制备得到的基于嵌段结构聚烯烃阴离子交换膜。