[发明专利]具有微相分离结构的碱性聚芳醚离聚物材料及其制备与应用

权利要求书

1.具有微相分离结构的碱性聚芳醚离聚物，其特征在于，其分子结构中包含长序列亲水链段和长序列疏水链段，其分子结构式如下：

其中m=8～100的整数，n=8～100的整数;R为H、或

选自（a）~(f)中的任一种：

2.如权利要求1所述的具有微相分离结构的碱性聚芳醚离聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将二（4,4’-羟基苯基）二苯基甲烷与具有Ar₁结构的二卤单体以(m+1):m的摩尔比投料，在氮气保护以及1.5m～2m摩尔量的无水碳酸钾和甲苯存在下，于极性非质子溶剂里，先在140～150℃反应3～6小时，由甲苯带出反应过程生成的水，然后继续升温到180℃~200℃反应12小时，然后加入5%（m+1）摩尔量的二（4,4’-羟基苯基）二苯基甲烷，继续在180℃~200℃反应3小时，至反应体系冷却，反应液在1:1（v/v）的甲醇/3%浓盐酸溶液里沉淀，过滤，收集粗产物并干燥，然后用氯仿溶解，用硅藻土过滤，在甲醇中沉淀，过滤收集产物并干燥，即得到亲水链段；

所述具有Ar₁结构的二卤单体的结构式为（a1）~(f1)中的任一种；

其中，X为Cl或F；

所述亲水链段具有以下结构：

（2）将具有Ar₂结构的双羟基芳香单体与具有Ar₁结构的二卤单体以n:(n+1)的摩尔比投料，在氮气保护以及1.5n～2n摩尔量的无水碳酸钾和甲苯存在下，于极性非质子溶剂里，先在140～150℃反应3～6小时，由甲苯带出反应过程生成的水，然后继续升温到180℃~200℃反应12小时，然后加入5%(n+1)摩尔量的具有Ar₁结构的含氟芳香单体，继续在180℃~200℃反应3小时，至反应体系冷却，反应液在1:1（v/v）的甲醇/3%浓盐酸溶液里沉淀，过滤，收集粗产物并干燥，然后用氯仿溶解，用硅藻土过滤，在甲醇中沉淀，过滤收集产物并干燥，即得到疏水链段；

所述具有Ar₂结构的含双羟基芳香单体结构式为I’~IV’：

所述疏水链段，具有以下结构：

（3）将制备的亲水链段以及疏水链段以等官能团比例投料，在氮气保护以及无水碳酸钾和甲苯存在的条件下，于极性非质子溶剂里，先在140～150℃反应3～6小时，由甲苯带出反应过程生成的水，然后继续升温到180℃~200℃反应24小时，至反应体系冷却，反应液在1:1（v/v）的甲醇/3%浓盐酸溶液里沉淀，过滤，收集粗产物并，然后用氯仿溶解，用硅藻土过滤，在甲醇中沉淀，过滤收集产物并干燥，即得到结构如下式所示的聚芳醚，

（4）将聚芳醚溶解在四氯乙烷中，形成5wt%的溶液，然后按聚芳醚:氯化锌:氯甲醚的摩尔比为1:(1～3):(40～80)加入氯化锌和氯甲醚，在40～60℃，反应24～48h，将反应液用硅藻土过滤后倒入甲醇中，形成絮状沉淀；絮状沉淀经过滤后，用甲醇洗涤沉淀数次，再经真空干燥得到氯甲基化聚芳醚：

（5）将氯甲基化聚芳醚在室温下浸泡到季铵化试剂中，反应24～48h后再用去离子水洗涤聚合物中残留的季铵化试剂，得到季铵化聚芳醚；

（6）将季铵化聚芳醚室温下浸泡到碱溶液中，反应24～48h再用去离子水洗涤至中性，得到如下式所示的具有微相分离结构的碱性聚芳醚离聚物：

其中m=8～100的整数，n=8～100的整数;R为H、或

3.根据权利要求1所述的具有微相分离结构的碱性聚芳醚离聚物的制备方法，其特征在于，所述极性非质子溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、环丁砜、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺或者N-甲基吡咯烷酮中的任意一种。

4.根据权利要求1或3所述的具有微相分离结构的碱性聚芳醚离聚物的制备方法，其特征在于，所述极性非质子溶剂的用量为双羟基单体和二卤单体的质量和的2~5倍，甲苯与极性非质子溶剂的体积比为1~3:1。

5.根据权利要求1所述的具有微相分离结构的碱性聚芳醚离聚物的制备方法，其特征在于，所述季铵化试剂为三甲胺水溶液，1-甲基咪唑，1,2-二甲基咪唑中的任意一种。