[发明专利]一种交联型聚合物及基于其的阴离子交换膜

权利要求书

1.一种交联型聚合物，其特征在于：所述聚合物的结构如式(1)所示：

式中：含离子结构单元中的阳离子基团为含金刚烷取代基的咪唑鎓盐；各R⁰分别独立地选自碳原子数为1-20之间的亚烷基；各R¹分别独立地选自碳原子数为1-20之间的亚烷基或对二苄基；含离子结构单元和非离子结构单元之间通过碳碳双键或碳碳单键连接；x＝0.05～0.98；m是介于10至1,000,000之间的整数。

2.根据权利要求1所述的交联型聚合物，其特征在于：所述聚合物的结构如式(2)、式(3)、式(4)或式(5)所示：

式中：各R¹分别独立地选自碳原子数为1-20之间的亚烷基或对二苄基；R²和R³分别独立地选自碳原子数为1-20之间的烷基、金刚烷基、苯基、2,6-二甲基苯基或2,4,6-三甲基苯基，且R²和R³中至少有一个为金刚烷基；R⁴和R⁵分别独立地选自碳原子数为1-20之间的烷基、苯基、2,6-二甲基苯基或2,4,6-三甲基苯基；反离子A^-选自卤素离子；x＝0.05～0.98；m是介于10至1,000,000之间的整数。

3.一种权利要求1或2所述交联型聚合物的制备方法，其特征在于：先将环烯烃卤端基化衍生物与咪唑反应得到含咪唑鎓盐的环烯烃衍生物；然后将含咪唑鎓盐的环烯烃衍生物与双环烯烃化合物溶解在有机溶剂中，并加入Grubbs催化剂，室温下快速搅拌反应3-15min，即获得所述交联型聚合物的溶液。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：

由式(6)所示的含咪唑鎓盐的环烯烃衍生物与式(7)所示的双环烯烃化合物反应，获得如式(2)所示的交联型聚合物，式中R⁶为降冰片烯结构：

由式(8)所示的含咪唑鎓盐的环烯烃衍生物与式(9)所示的双环烯烃化合物反应，获得如式(3)所示的交联型聚合物：

将式(2)所示的交联型聚合物进一步氢化，即获得如式(4)所示的交联型聚合物；将式(3)所示的交联型聚合物进一步氢化，即获得如式(5)所示的交联型聚合物。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

所述降冰片烯结构的构型为式(10)所示的纯外型结构、式(11)所示的纯内型结构或式(12)所示的外型和内型异构体的混合物结构：

其中，R为取代基，适用于式(6)或式(7)所述的所有取代基。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

式(6)所示的含咪唑鎓盐的环烯烃衍生物是先由羟基化环烯烃与双卤代烷在碱液中反应获得环烯烃卤端基化衍生物，再由环烯烃卤端基化衍生物与含金刚烷取代基咪唑在氯仿中反应获得，羟基化环烯烃的摩尔量为双卤代烷摩尔量的1-5倍，反应式如式(13)和式(14)所示：

式(7)所示的双环烯烃化合物是由羟基化环烯烃与双卤代烷在碱液中反应获得，羟基化环烯烃的摩尔量为双卤代烷摩尔量的2～10倍，反应式如式(15)：

式中，端基X为卤族元素。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

式(8)所示的含咪唑鎓盐的环烯烃衍生物是先由羟基化环烯烃与双卤代烷在碱液中反应获得环烯烃卤端基化衍生物，再由环烯烃卤端基化衍生物与含金刚烷取代基咪唑在氯仿中反应获得，羟基化环烯烃的摩尔量为双卤代烷摩尔量的1-5倍，反应式如式(16)和式(17)所示：

式(9)所示的双环烯烃化合物是由羟基化环烯烃与双卤代烷在碱液中反应获得，羟基化环烯烃的摩尔量为双卤代烷摩尔量的2～10倍，反应式如式(18)所示：

式中，端基X为卤族元素。