[发明专利]一种侧链含苯并咪唑聚芳醚酮/砜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种侧链含苯并咪唑聚芳醚酮/砜，其特征在于，所述的侧链含苯并咪唑聚芳醚酮/砜为主链由式(I)所示的重复结构单元构成的分子量在7000～12000的磺化聚合物，或者为主链由式(II)所示的重复结构单元构成的分子量在7000～12000的非磺化聚合物：

式(I)中：

m＝1，n＝1；

式(I)或(II)中：

A₁、A₃各自独立为：

A₂为下列之一：

2.如权利要求1所述的侧链含苯并咪唑聚芳醚酮/砜的制备方法，其特征在于：

所述的侧链含苯并咪唑聚芳醚酮/砜为主链由式(I)所示的重复结构单元构成的分子量在7000～12000的磺化聚合物，其制备方法为：

惰性气体保护下，以双酚单体、二氟单体为聚合原料，碱性物质为催化剂，甲苯为带水剂，在非质子极性有机溶剂中，于120～260℃下反应1～24h，之后反应液经后处理，得到式(I)所示聚合物；

所述的双酚单体为4,4’-亚甲基-2,2’-苯并咪唑双酚与其他双酚单体物质的量之比1：5～10的混合物；所述的其他双酚单体选自下列之一：双酚A、六氟双酚A或四甲基联苯二酚；

所述的二氟单体为非磺化二氟单体与磺化二氟单体物质的量之比1：0.1～10的混合物；所述的非磺化二氟单体选自4,4’-二氟二苯酮、4,4’-二氟三苯二酮或4,4’-二氟二苯砜；所述的磺化二氟单体选自3,3’-二磺酸钠-4,4’-二氟二苯酮或3,3’-二磺酸钠-4,4’-二氟二苯砜；

所述的碱性物质为无水碳酸钠或无水碳酸钾；

所述的非质子极性有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、环丁砜或二苯砜；

所述二氟单体与双酚单体的物质的量之比为1：0.98～1.02；

所述二氟单体与催化剂的物质的量之比为1：1.01～3。

3.如权利要求2所述的侧链含苯并咪唑聚芳醚酮/砜的制备方法，其特征在于：

将所述的二氟单体替换为非磺化二氟单体，即所述的二氟单体为4,4’-二氟二苯酮、4,4’-二氟三苯二酮或4,4’-二氟二苯砜，则得到的侧链含苯并咪唑聚芳醚酮/砜为主链由式(II)所示的重复结构单元构成的分子量在7000～12000的非磺化聚合物。

4.如权利要求2或3所述的侧链含苯并咪唑聚芳醚酮/砜的制备方法，其特征在于，所述甲苯的体积用量为所述非质子极性有机溶剂体积的30％～90％。

5.如权利要求2或3所述的侧链含苯并咪唑聚芳醚酮/砜的制备方法，其特征在于，所述非质子极性有机溶剂的用量为：使反应液的固含量控制在10wt％～30wt％。

6.如权利要求2所述的侧链含苯并咪唑聚芳醚酮/砜的制备方法，其特征在于，所述的二氟单体为非磺化二氟单体与磺化二氟单体物质的量之比1：0.1～5的混合物。

7.如权利要求2或3所述的侧链含苯并咪唑聚芳醚酮/砜的制备方法，其特征在于，所述反应液后处理的方法为：停止反应后，待反应液冷却至50～80℃，将反应液倒入无水乙醇中，析出沉淀，过滤收集沉淀得到粗产物，所得粗产物重新用聚合反应中所采用的非质子极性有机溶剂溶解，离心去无机盐，再加入无水乙醇中析出沉淀，过滤，滤饼置于真空烘箱中干燥，即得目标产物。

8.如权利要求1所述的侧链含苯并咪唑聚芳醚酮/砜在燃料电池隔膜制备中的应用。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用的方法为：将所述的侧链含苯并咪唑聚芳醚酮/砜溶于DMAc中配制成5％的溶液，以0.01～0.05g/cm²的量浇铸于玻璃板上，然后将玻璃板放置于60℃烘箱中保温12h，再升温至90℃保温6h，最后于110℃真空烘箱中干燥12h，得到均质聚合物薄膜，待自然冷却至室温后，于去离子水中揭膜，再将从玻璃板上揭下来的聚合物薄膜置于1mol/L硫酸溶液中浸泡24h，最后用去离子水洗涤，自然晾干，待用。