[发明专利]嵌段共聚物、其制备及其用途

说明书

使用乙烯基苄基氨基衍生物单体聚合的官能化嵌段共聚物，其用于诸如阴离子交换膜等的应用。

相关申请的交叉引用

本申请是2014年1月13日提交的美国申请14/154,146的部分继续，其要求2013年1月14日提交的美国临时申请61/752,256的权益，这两者以其整体方式通过引用并入本文。

发明领域

本发明涉及由氨基或相应鎓盐基团和任选另外的杂原子在至少一个内部嵌段中选择性官能化的嵌段共聚物，其显示阴离子交换性质。此外，本发明涉及由胺官能化的单体制备的官能化的嵌段共聚物。

所述官能化的嵌段共聚物显示关于尺寸稳定性、水传输和选择性离子传输的非凡性质。因此，包含所述官能化的嵌段共聚物的产品如膜特别适合作为应用如电驱动水分离工艺中的阴离子交换膜(AEM)。

发明背景

包括适合作为AEM用材料的那些的阴离子交换树脂(珠粒形式)是现有技术已知的。通常，这种树脂是交联的，且包含共价连接至基础树脂的具有碱性性质的官能团如氨基。通常，阴离子交换树脂(珠粒形式)和AEM已通过二乙烯基单体如二乙烯基苯或二甲基丙烯酸乙二醇酯与已含离子交换基团的单体例如甲基丙烯酸2-磺乙基酯，或与聚合后可转化成含离子交换基团的单体如苯乙烯和甲基苯乙烯(其可转化成氨基甲基取代的苯乙烯)或二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺(DMAPMA)(其可在用氯甲烷处理后转化成季铵卤化物)共聚来制备。

还已知苯乙烯嵌段共聚物(SBC)可被官能化以进一步改性其特性。其实例是将磺酸或磺酸酯官能团添加至聚合物骨架(US 3,577,357、US 5,468,574、US 7,737,224)。另外，Willis的共同待决美国申请公开号20130015071描述了适合作为AEM用材料的改性磺化SBC，其中将磺酸或磺酸酯官能团转化成磺酰胺官能团。提出将Willis等人的磺酰胺官能化SBC作为用于电驱动水分离工艺的膜材料，其中这些膜材料与例如公开在Willis等人的US7,737,224中的阳离子交换膜配对。

附图说明

现将仅通过实例的方式，参考附图描述本技术的实施方案，其中：

图1是用于测量膜电阻的装置的示意图。

图2示出如何从根据图1的装置中获得的测量结果获得膜电阻。

图3用示意图示出用于测量选择渗透性的实验装置。

图4用示意图示出用于测量渗透性的实验装置。

发明详述

在此公开本发明的实施方案的详细描述；然而，应理解，所公开的实施方案仅仅是本发明的示例，并且本发明可以所公开的实施方案的变形和替代形式来体现。因此，在此公开的实施方案中陈述的特定结构和功能细节不应解释为限制性的，而仅作为权利要求的基础和作为教导本领域技术人员不同地应用本发明的代表性基础。

提及的术语

除非另外明确说明，在此使用的所有技术术语均具有如本领域技术人员通常理解的含义。

在此根据当前IUPAC惯例使用元素周期表的基团名称。