[发明专利]一种密集侧链型含氟磺化聚芳醚化合物及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种密集侧链型含氟磺化聚芳醚化合物，其特征在于，其结构式为：

，

式中，n=20~100，m=5~100；

所述密集侧链型含氟磺化聚芳醚化合物是通过先合成含有四个双键的双酚单体A，然后将其与2,2-双(4’-羟基苯基)丙烷和十氟联苯进行缩聚反应得到聚芳醚化合物，再通过烯巯加成反应接入磺酸基而制得；

所述双酚单体A的结构式如下：

；其制备方法包括如下步骤：

① 将含两个双键的原料化合物B与3-溴基-1-丙烯溶解于极性非质子溶剂中，制成1~40 wt.%的溶液；加入酚羟基1~5倍当量的无水碳酸钾，在100~200℃下反应10~50小时，然后把反应物倒入所用极性非质子溶剂2~10倍体积的去离子水中，过滤并收集沉淀，提纯后得到含有四个双键的化合物C；

② 在氩气保护中，将所得到的含有四个双键的化合物C加热到200℃~300℃，保持1~10小时，然后冷却至室温，提纯后即得到含有四个双键的双酚单体A；

其中，含两个双键的原料化合物B与3-溴基-1-丙烯的摩尔比为1:2~10；

所述含两个双键的原料化合物B的结构式如下：

；

所得含有四个双键的化合物C的结构式如下：

。

2.根据权利要求1所述的密集侧链型含氟磺化聚芳醚化合物，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

（1）将含有四个双键的双酚单体A、2,2-双(4’-羟基苯基)丙烷和十氟联苯溶解于极性非质子溶剂中，以氟化铯为催化剂，在惰性气体保护下，0~80℃聚合反应10~60小时；反应结束后将反应物缓慢倒入水中，过滤并收集沉淀，再在60~120 ℃真空干燥10~40小时，制得聚芳醚化合物；

（2）将步骤（1）所得聚芳醚化合物和3-巯基-1-丙烷磺酸钠溶解于N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜按体积比1~5:1组成的混合溶剂中，以冠醚为催化剂，偶氮二异丁腈为引发剂，在60~150 ℃下反应10~100小时，然后冷却到室温，用渗析袋渗析3天，每天换3次水；最后，将渗析袋里的物质烘干，即得到所述密集侧链型含氟磺化聚芳醚化合物。

3.根据权利要求2所述的密集侧链型含氟磺化聚芳醚化合物，其特征在于，步骤（1）中所用十氟联苯的摩尔量为双酚单体A与2,2-双(4’-羟基苯基)丙烷的摩尔量之和；所用氟化铯的摩尔量为十氟联苯摩尔量的2~10倍。

4.根据权利要求2所述的密集侧链型含氟磺化聚芳醚化合物，其特征在于，步骤（2）中所用3-巯基-1-丙烷磺酸钠和冠醚的摩尔量均为聚芳醚化合物中双键摩尔量的1~6倍。

5.根据权利要求2所述的密集侧链型含氟磺化聚芳醚化合物，其特征在于，所述冠醚为18-冠醚-6、12-冠醚-4或15-冠醚-5。

6.根据权利要求1或2所述的密集侧链型含氟磺化聚芳醚化合物，其特征在于，所述的极性非质子溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的任意一种。