[发明专利]长程有序型全氟梳型阳离子聚合物及其制备方法和应用

权利要求书

1.长程有序型全氟梳型阳离子聚合物，其特征在于，该阳离子聚合物的分子结构式为：

其中，

A区域为长程有序的超疏水聚合物主链结构，m≥1，n≥1；

B区域为侧链上的联接基团结构；

C区域为侧链上的亲水性的长链梳型离子结构，其中，X为离子基团，Y为梳型烷基。

2.如权利要求1所述的长程有序型全氟梳型阳离子聚合物，其特征在于，所述的离子基团X选自以下基团之一：

3.如权利要求1所述的长程有序型全氟梳型阳离子聚合物，其特征在于，所述的梳型烷基Y为-(CH₂)_n-CH₃，n＞10。

4.如权利要求1所述的长程有序型全氟梳型阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，采用以下方法制备得到：

(1)Br-(CH₂)_n-CH₃，n＞10与过量的叔胺试剂在乙腈与甲苯混合溶剂中反应，合成梳型烷基取代单季胺试剂；

(2)获得的单季胺试剂与过量的环氧氯丙烷在乙腈与甲苯混合溶剂中反应，合成2,3-环氧丙基取代的梳型双季胺试剂；

(3)获得的梳型双季胺试剂与PFSO₂NH₂反应，合成长程有序型全氟阳离子聚合物，再溶解于有机溶剂中，经过碱化处理后，即得到产品。

5.如权利要求4所述的长程有序型全氟梳型阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的叔胺试剂为1,4-二叠氮双环[2.2.2]辛烷、1,4-二甲基哌嗪、四甲基-1,6-已二胺或四甲基-1,4-丁二胺。

6.如权利要求4所述的长程有序型全氟梳型阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述Br-(CH₂)_n-CH₃与叔胺试剂在60℃条件下反应24-48h，所述Br-(CH₂)_n-CH₃与叔胺试剂的摩尔比为1：5-10，所述乙腈与甲苯混合溶剂的体积比为1-3：1。

7.如权利要求4所述的长程有序型全氟梳型阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述单季胺试剂与环氧氯丙烷在60℃条件下反应24h，所述单季胺试剂与环氧氯丙烷的摩尔比为1：5-10，所述乙腈与甲苯混合溶剂的体积比为1-3：1。

8.如权利要求4所述的长程有序型全氟梳型阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)合成的梳型双季胺试剂、步骤(3)合成的阳离子聚合物以及PFSO₂NH₂溶解于溶剂中，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙醇、异丙醇、二甲基亚砜或乙酸乙酯，以及水与上述试剂的混合溶剂。

9.如权利要求4所述的长程有序型全氟梳型阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(3)碱化处理具体为，采用KOH水溶液进行浸渍碱化完成离子交换，将功能基团上的对离子完全转化为氢氧根离子。

10.如权利要求1所述的长程有序型全氟梳型阳离子聚合物的应用，其特征在于，所述阳离子聚合物用于制备燃料电池用阴离子交换膜。