[发明专利]倍半硅氧烷杂化磺化聚酰亚胺质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种倍半硅氧烷杂化磺化聚酰亚胺质子交换膜，其特征在于：包括磺化聚酰亚胺树脂和倍半硅氧烷，其中，磺化聚酰亚胺树脂为基质，倍半硅氧烷均匀分散在基质中，倍半硅氧烷质量为磺化聚酰亚胺树脂质量的0.05％～10％，质子交换膜厚度为20～200um。

2.根据权利要求1所述的质子交换膜，其特征在于：磺化聚酰亚胺树脂具有式(1)的结构式：

其中，0＜m＜1，n为10～500的整数；

R₁选自基团(a)或基团(b)中的一种：

R₂选自于基团(c)-(j)中的任意一种：

R₃选自于基团(k)-(s)中的任意一种：

3.根据权利要求2所述的质子交换膜，其特征在于：

R₁为基团(b)：

R₂为基团(c)：

R₃为基团(k)：

4.根据权利要求1～3中任一项所述的质子交换膜，其特征在于：所述的倍半硅氧烷是下列任意一种：

5.一种制备权利要求1中所述倍半硅氧烷杂化磺化聚酰亚胺质子交换膜的方法，其特征在于：

(1)将磺化二胺单体、非磺化二胺单体和倍半硅氧烷溶解到有机溶剂中，加入二酐及催化剂形成反应体系，将该反应体系加热至70～100℃反应2～10小时后，升温至170～200℃反应2～30小时，得到倍半硅氧烷杂化的磺化聚酰亚胺溶液；其中，有机溶剂1选自于苯酚、间甲酚、或对氯苯酚中的一种或几种，催化剂选自于三乙胺、一氯乙酸、苯甲酸、羟基苯甲酸、羟基苯磺酸、或氨基苯甲酸中的一种或几种；

(2)将所得到的倍半硅氧烷杂化的磺化聚酰亚胺溶液沉析到溶剂A中，洗涤并烘干得到倍半硅氧烷杂化的磺化聚酰亚胺；其中，所述溶剂A选自于丙酮、乙酸乙酯、乙醇，或甲醇中的一种或几种；

(3)将所得的倍半硅氧烷杂化的磺化聚酰亚胺浇注成质子交换膜。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：磺化二胺单体和非磺化二胺单体的摩尔比为20∶1～1∶20，二酐与磺化二胺单体和非磺化二胺单体的总量的摩尔比为1∶1～1.1∶1。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：倍半硅氧烷的质量为二酐单体和非磺化二胺单体和磺化二胺单体总质量的0.05％～10％。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

二酐单体选自下列的任意一种：

磺化二胺单体选自下列任意一种：

非磺化二胺单体选自下列任意一种：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

二酐单体为：

磺化二胺单体为：

非磺化二胺单体为：

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的倍半硅氧烷是下列任意一种：