[发明专利]一种磺化长支链型聚苯醚质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种磺化长支链型聚苯醚质子交换膜，其特征在于，所述的磺化长支链型聚苯醚质子交换膜结构如下：

其中：x＝0.1～1，y＝0～0.9。

2.一种磺化长支链型聚苯醚质子交换膜的制备方法，其特征在于，首先将聚苯醚进行酰基化，然后与对羟基苯磺酸钠进行缩合反应，得到磺化长支链型聚苯醚质子交换膜，具体合成路线如下：

(1)聚苯醚的酰基化：配制w/v浓度为0.05％～2％的聚苯醚/溶剂A溶液，在冰水浴和惰性气体保护下，加入0.2～0.8倍的聚苯醚物质的量的催化剂，再加入0.1～0.7倍的聚苯醚物质的量的酰基化试剂；移至油浴锅中，40～120℃磁力搅拌反应5～26h；冷却至室温，倒入乙醇中析出，反复清洗，在30℃真空烘箱中放置24h；

所述的酰基化的聚苯醚的结构如下：

其中：x表示为酰基化聚苯醚的功能化程度，x＝0～1；

(2)酰基化产物的缩合反应：配制w/v浓度为4～12％的酰基化产物/溶剂B溶液；在惰性气体保护下，加入1.5～3.4倍的酰基化产物物质的量的对羟基苯磺酸钠；再加入2.3～7.65倍的酰基化产物物质的量的碱性催化剂，鼓泡除水，在110～150℃下反应30～156h；冷却至室温，倒入乙酸乙酯中析出，反复清洗，在30℃真空烘箱中放置24h；

(3)用溶剂将步骤(2)所得产物溶解，配制w/v浓度为5％的铸膜液，将铸膜液离心处理15min除去气泡，再用溶液浇注法在洁净的玻璃板上铺膜，烘干后将膜从玻璃板上揭下，浸泡于酸性溶液中24～36h酸化，用去离子水反复冲洗，除去多余的酸性溶液，即得到磺化长支链型聚苯醚质子交换膜；

所述的溶剂A为1,2-二氯乙烷、氯仿或四氯化碳；

所述的溶剂B为N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜或N,N-二甲基乙酰胺；

所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜；

所述的酰基化试剂选自酰卤、酸酐或羧酸中的一种；

步骤(1)中所述的催化剂选自三氯化铝、四氯化锡、氯化锌、三氯化铁、三氟化硼、四氯化钛、硫酸、五氧化二磷、磷酸、杂多酸、阳离子交换树脂和阳离子交换蒙脱土中的一种；

步骤(2)中所述的碱性催化剂选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的溶液浇注法采用的温度为40～80℃，时间为24～48h。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述的酸性溶液为1M的硫酸或盐酸溶液。