[发明专利]一种含氟二嵌段聚合物阴离子燃料电池膜及制备方法

权利要求书

1.一种含氟二嵌段聚合物阴离子燃料电池膜，其特征在于：所述含氟二嵌段聚合物阴离子燃料电池膜的结构式为：

其中，x＝263，y＝194或140。

2.一种含氟二嵌段聚合物阴离子燃料电池膜，其特征在于：所述含氟二嵌段聚合物阴离子燃料电池膜的结构式为：

其中，x＝263，y＝110或38。

3.一种制备权利要求1所述含氟二嵌段聚合物阴离子燃料电池膜的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、第一嵌段的制备：将4-氯甲基苯乙烯VBC、链转移剂三硫代碳酸酯、引发剂偶氮二异丁腈和N-甲基吡咯烷酮混合并放入磁力转子，其中链转移剂和引发剂加入量的摩尔比值范围为10～5，4-氯甲基苯乙烯与链转移剂的摩尔比值为400～600，N-甲基吡咯烷酮的加入量为5～10mL，使用三次冷冻解冻泵循环法将瓶内空气除去，随后置于70～85℃油浴锅中加热，反应24～48小时；

反应结束后用液氮淬灭，用四氢呋喃THF将产物溶解后再用甲醇析出，将沉降出的聚合物经过布氏漏斗过滤，如此反复三次清洗聚合出的聚合物；

室温下将聚合物放置较长时间后，再转移到真空烘箱中，50～80℃下真空烘干，直至质量不再变化为止，得到第一嵌段PVBC_x；

步骤2、第二嵌段的制备：将4-氟苯乙烯4FS、第一嵌段PVBC_x、引发剂偶氮二异丁腈AIBN混合并放入磁力转子，其中链转移剂和引发剂加入量的摩尔比值范围为10～5，4-氟苯乙烯4FS与第一嵌段PVBC_x的摩尔比值为500～900，并加入适量的N-甲基吡咯烷酮将PVBC_x完全溶解，使用三次冷冻解冻泵循环法将瓶内空气除去，随后置于70～85℃油浴锅中加热，反应24～48小时；

反应结束后用液氮淬灭，用四氢呋喃THF将产物溶解后再用甲醇析出，将沉降出的聚合物经过布氏漏斗过滤，如此反复三次清洗聚合出的聚合物；

室温下将聚合物放置较长时间后，再转移到真空烘箱中，50～80℃下真空烘干，直至质量不再变化为止，得到第二嵌段聚合物PVBC_x-b-P4FS_y，结构式为：

步骤3：将第二嵌段聚合物PVBC_x-b-P4FS_y溶于NMP中得到质量比为20％的溶液，并向其中加入三甲胺的四氢呋喃溶液，三甲胺的加入量为聚合物中苄氯基团的五倍当量并滴入一定量的甲醇直至胺化后的聚合物刚好能溶解，在室温下充分搅拌反应24～48小时；加入三甲胺的四氢呋喃溶液的浓度为30wt％

所述反应结束后将此溶液滴在平板玻璃上并放入烘箱在70～80℃条件下固化24～48小时，再在50～80℃真空条件下处理12～24小时以除去多余的溶剂；

将所得薄膜浸泡在1M的NaOH溶液中24～48h，用去离子水冲洗干净后最终得到含氟二嵌段聚合物阴离子燃料电池膜PVBC_x-b-P4FS_y-OH，结构式为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在步骤2第二嵌段的制备中，以2，3，4，5，6-五氟苯乙烯PFS取代4-氟苯乙烯4FS，得到第二嵌段段聚合物PVBC_x-b-PPFS_y，结构式为：

然后对第二嵌段段聚合物PVBC_x-b-PPFS_y实施步骤3，得到含氟二嵌段聚合物阴离子燃料电池膜PVBC_x-b-PPFS_y-OH，结构式为：