[发明专利]咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物、阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物，其特征在于，包括疏水性链段和亲水性链段，其具有如下述通式(1)所示的结构：

在通式(1)中，x表示疏水性链段的聚合度，且x为4-7中的任一正整数；

在通式(1)中，y表示亲水性链段的聚合度，且y为15-32中任一正整数；

在通式(1)中，Ar”具有下述通式(a1)或者通式(a2)所示的结构：

在通式(a1)和通式(a2)中，R₃为CH₃、CH₂(C₃H₄N₂)⁺OH^-CH₃或CHBr₂中的一种；

在通式(a2)中，R₄为CH(C₃H₄N₂)⁺OH^-CH₃或CBr₂。

2.一种制备咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物阴离子交换膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)：制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体，且制备端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体；

(2)：制备侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物；

(3)：制备溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物；

(4)：使溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物与N-甲基咪唑反应，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物；

(5)：利用溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物制备咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液，烘干成膜后，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜；

(6)：对溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜进行碱化处理，得到氢氧根离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物阴离子交换膜。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1.制备端羟基聚砜醚亲水寡聚体，且制备端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体；

S2.制备侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物；

S3.制备溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物；

S4.向溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物中加入N-甲基咪唑，并进行搅拌反应得到混合溶液；

S5.将反应后的混合溶液在快干型溶剂中析出沉淀，用洗涤溶剂将沉淀产物洗涤烘干多次，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物；

S6.制备咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物铸膜液，烘干成膜，得到溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜；

S7.将溴离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物膜浸泡于碱液中进行碱化处理，得到氢氧根离子形式的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物阴离子交换膜。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，

所述端羟基聚砜醚亲水寡聚体具有通过下述通式(2)所示的结构：其中Ar具有下述通式(b1)或者通式(b2)所示的结构：

y表示亲水链的聚合度，且y为15-32中任一正整数；

所述端氟基聚芳醚砜疏水寡聚体具有通过下述通式(3)所示的结构：其中x表示疏水链的聚合度，且x为4-7中的任一正整数；

所述侧链型聚芳醚砜嵌段共聚物具有通过下述通式(4)所示的结构：

所述溴甲基化聚芳醚砜嵌段共聚物具有通过下述通式(5)所示的结构：

其中Ar′具有下述通式(c1)或者通式(c2)所示的结构：

在通式(c1)和通式(c2)中,R1为CH₃、CH₂Br、CHBr₂；R2为CHBr、CBr₂；

所述咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物为如权利要求1所述的咪唑功能化聚芳醚砜嵌段共聚物。