[发明专利]一种含季铵侧基的聚芳醚和阴离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种含季铵侧基的聚芳醚，其特征在于，所述聚芳醚具有式（1）所示的结构：

式（1），

其中，R₁为C₂-C₅的带羟基的亚烷基，R₂-R₄为C₁-C₅的烷基，X为卤素，n≥2，Ar₁具有式（2）-式（4）所示结构中的一种或多种；

式（2），式（3），

式（4），

R₅-R₂₈为H、卤素或C₁-C₅的烷基。

2.根据权利要求1所述的聚芳醚，其中，

R₁为带羟基的亚丙基、R₂-R₄为甲基、Ar₁具有式（2）所示的结构、且R₅-R₁₂为氟、60≤n≤100；或者，

R₁为带羟基的亚丙基、R₂-R₄为甲基、Ar₁具有式（3）所示的结构、且R₁₃-R₂₀为H、60≤n≤100；或者，

R₁为带羟基的亚丙基、R₂-R₄为甲基、Ar₁具有式（4）所示的结构、且R₂₁-R₂₈为H、60≤n≤100。

3.一种含季铵侧基的聚芳醚的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）在缩合反应条件下、在催化剂的存在下，将具有式（5）所示结构的双酚单体与具有式（6）-式（8）所示结构的含卤素化合物中的一种或多种反应，使得到具有式（9）所示结构的含甲氧基的聚芳醚；

（2）在脱甲基化反应条件下，将步骤（1）得到的含甲氧基的聚芳醚与脱甲基化试剂反应，使得到具有式（10）所示结构的含酚羟基的聚芳醚；

（3）在开环反应条件下，将步骤（2）得到的含酚羟基的聚芳醚与具有式（11）所示结构的环氧化物反应，使得到具有式（1）所示结构的含季铵侧基的聚芳醚；

式（1），式（2），

式（3），式（4），

式（5），式（6），

式（7），式（8），

式（9），式（10），

式（11），

其中，R₁为C₂-C₅的带羟基的亚烷基，R₂-R₄为C₁-C₅的烷基，R₅-R₂₈为H、卤素或C₁-C₅的烷基，R₂₉-R₃₄为卤素，R₃₅不存在或者为C₁-C₃的亚烷基，X为卤素，n≥2，Ar₁具有式（2）-式（4）所示结构中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，步骤（1）中，所述缩合反应条件包括温度为100-220℃、时间为2-20小时；优选地，步骤（2）中，所述脱甲基化反应条件包括温度为0-10℃、时间为5-24小时；优选地，步骤（3）中，所述开环反应条件包括温度为30-100℃、时间为2-10小时。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其中，步骤（1）中，以1mol的所述双酚单体为基准，所述含卤素化合物的总用量为0.8-1.2mol；优选地，所述含卤素化合物选自十氟联苯、4,4′-二氟二苯甲酮、4,4′-二氯二苯甲酮、4,4′-二氯二苯砜和4,4′-二氟二苯砜中的一种或多种。

6.根据权利要求3或4所述的制备方法，其中，步骤（1）中，以1mol的所述双酚单体为基准，所述催化剂的用量为1-2.5mol；优选地，所述催化剂选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸钙、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙和氢化钙中的一种或多种。