[发明专利]卤代液晶聚合物、基于其合成的用于无水质子传导的磺酸液晶聚合物及其制备方法

权利要求书

1.卤代液晶聚合物，其特征在于，其结构式为：

其中：A为(CH₂)_m、O(CH₂)_m或COO(CH₂)_m，R为(CH₂)_r，X为卤族元素。

2.根据权利要求1所述的卤代液晶聚合物，其特征在于，所述m的范围为6≤m≤14，r的范围为4≤r≤12，n的范围为15≤n≤25，X为氯或溴。

3.基于权利要求1或2所述的卤代液晶聚合物合成的用于无水质子传导的磺酸液晶聚合物，其特征在于，其结构式为：

其中：a+b=1,A为(CH₂)_m、O(CH₂)_m或COO(CH₂)_m，R为(CH₂)_r，M为(CH₂)_p，X为卤族元素。

4.根据权利要求3所述的基于卤代液晶聚合物合成的用于无水质子传导的磺酸液晶聚合物，其特征在于，所述m的范围为6≤m≤14，r的范围为4≤r≤12，p的范围为2≤p≤6，且6≤r+p≤14，n的范围为15≤n≤25，X为氯或溴。

5.根据权利要求3或4所述的基于卤代液晶聚合物合成的用于无水质子传导的磺酸液晶聚合物的制备方法，其特征在于，其合成过程如下：

其中：a+b=1,A为(CH₂)_m、O(CH₂)_m或COO(CH₂)_m，R为(CH₂)_r，M为(CH₂)_p，X为氯或溴。

6.根据权利要求5所述的基于卤代液晶聚合物合成的用于无水质子传导的磺酸液晶聚合物的制备方法，其特征在于，所述卤代单体的合成过程为：在三口瓶中将化合物溶于适量的反应溶剂中，在常温条件下滴加碱性有机物，并搅拌均匀后加入化合物，反应4～8小时，通过减压蒸馏浓缩反应溶液，再用有机溶剂进行重结晶，并通过硅胶柱层析制得卤代单体；所述碱性有机物为三乙胺、二异丙基乙基胺、四甲基乙二胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺或吡啶，所述反应溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷或四氢呋喃，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇或二氯甲烷。

7.根据权利要求6所述的基于卤代液晶聚合物合成的用于无水质子传导的磺酸液晶聚合物的制备方法，其特征在于，所述卤代聚合物的合成过程为：将卤代单体溶于有机溶剂中，再缓慢滴加含有引发剂的反应溶液，通入保护气恒温50～90℃搅拌反应10～80h，反应完成后冷却到室温，在反应液中加入过量的有机溶剂析出固相物，过滤后在温度60℃条件下烘干即得卤代聚合物；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二丁腈或偶氮二异庚腈，且该引发剂与卤代单体的摩尔比为1～5：100，所述反应溶剂为1-4二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺或甲苯，有机溶剂为甲醇、乙醇或乙酸乙酯。

8.根据权利要求7所述的基于卤代液晶聚合物合成的用于无水质子传导的磺酸液晶聚合物的制备方法，其特征在于，所述磺酸聚合物的合成过程为：将羟烷基磺酸盐与金属氢化物溶于无水有机溶剂中，待溶液搅拌均匀后加入卤代聚合物，在常温条件下搅拌反应12～80h后，将酸性溶液滴加到反应溶液至PH＜7，过滤得固相物，再采用有机溶剂进行充分洗涤，最后在60℃条件下进行烘干制得磺酸聚合物；所述金属氢化物为氢化钠、氢化钾或氢化钙，所述酸性溶液为盐酸、硫酸、磷酸、氢溴酸或醋酸，所述无水有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二异丁基甲酮或N,N-二乙基苯胺，所述有机溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷或四氢呋喃。