[发明专利]基于溴化聚苯醚共混的杂化阴离子交换膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种基于溴化聚苯醚共混的有机-无机杂化阴离子交换膜的制备方法，特征是将同时具有烷氧基硅烷和苄基氯的聚合物前体与溴化聚苯醚共混，之后用叔胺季铵化，再加入水和催化剂进行溶胶-凝胶反应，得到的涂膜液经干燥固化之后得有机-无机杂化膜。本发明采用共混的方法，有效地融合聚合物前体和溴化聚苯醚各自的优点，又一定程度上克服了它们各自的缺点。使所制得的膜具有适当的水含量，较高的离子交换容量及较好的热稳定性和化学稳定性，同时具备较好的机械性能，另外该膜还具有非常优越的电导率。采用本发明方法，原料组分调节方便，通过控制组分的含量和组成可以得到一系列优良性质的有机-无机杂化离子交换膜。

主权项

一种基于溴化聚苯醚共混的有机-无机杂化阴离子交换膜的制备方法，包括将甲基丙烯酸三甲氧基硅丙酯单体和对氯甲基苯乙烯单体按摩尔比＝1∶0.42-2.34混合，按两种单体的总体积加入3.7-8.3倍的甲苯、氯仿或氯苯做溶剂；在惰性气体保护下，按两种单体的摩尔数的总和的0.4％-1.2％向该混合溶液中加入过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈做引发剂，在60-80℃反应12-48小时，将得到的聚合物溶液先采用正己烷或石油醚沉淀，再用甲苯、氯仿或氯苯将该沉淀物溶解，重复该沉淀-溶解过程2-6次对聚合物溶液进行提纯，得到聚合物前体溶液；其特征在于：将苄基溴代度为43-73％的溴化聚苯醚溶解于甲苯、氯苯或N-N二甲基甲酰胺中形成溴化聚苯醚溶液，所述苄基溴代度是指苯环苄基上的氢被溴取代的百分比；按溶液中的溴化聚苯醚与聚合物前体的质量比1∶0.1-1.5将溴化聚苯醚溶液与聚合物前体溶液进行混合后，室温溶解于反应溶液总体积1-4倍的甲苯、氯苯或N，N-二甲基甲酰胺溶剂中形成共混溶液；按溴化聚苯醚和聚合物前体卤甲基的总摩尔数的1-1.8倍加入三甲胺或三乙胺进行季铵化反应；按该反应溶液总体积的0.05-0.3倍加入蒸馏水进行溶胶凝胶反应，将所得的溶胶在基体上涂膜，最后进行干燥固化，即得到杂化阴膜。