[发明专利]一种高性能带长侧链铵盐的聚靛红芳烃及其阴离子交换膜、制备方法及应用

权利要求书

1.一种带长侧链铵盐的聚靛红芳烃，特征在于，具有以下结构：

其中，1≤n₁≤2000的整数，m＝1～7的整数；y＝0.3-1；

A具有以下化学结构或者为化学键：

G选自如下结构：

2.如权利要求1所述带长侧链铵盐的聚靛红芳烃的制备方法，特征在于，包括以下步骤：

步骤一，长链铵盐Ⅰ的合成

将卤代烷X-(CH₂)_n-X与叔胺加入到溶剂1中，充分搅拌溶解以后，在0～40℃下反应12～48h；反应结束后，将白色沉淀过滤并用洗涤剂1洗涤产物得到固体产物；经真空干燥得到固体长链铵盐Ⅰ；

所述长链铵盐，具有以下化学结构：

Ⅰ:

其中，n＝2～16，X是Cl或Br原子；

G选自以下结构：

步骤二，聚靛红芳烃Ⅱ的合成

将靛红和三氟乙酸加入反应器，加入Ph-A-Ph，在0℃左右搅拌溶解。加入三氟甲磺酸，在5～30℃反应3～24h；溶液变得粘稠，将其倒入大量沉淀剂3沉析，碱洗，水洗，过滤收集聚合物；干燥，将聚合产物在溶剂4中溶解，倒入沉淀剂4沉析，过滤，真空干燥，得到精制聚靛红芳烃Ⅱ；

步骤三，带长侧链铵盐的聚靛红芳烃的合成、

取聚靛红芳烃Ⅱ溶解在溶剂2中，配成浓度为0.1～10wt％的溶液，加入长链铵盐Ⅰ和催化剂1，在20～80℃下反应12～48h；反应结束后，将反应液倒入沉淀剂1中析出，用洗涤剂2充分洗涤，经真空干燥得到带长侧链铵盐的聚靛红芳烃；

其中，所述Ph-A-Ph是芳烃，具有以下化学结构：

所述Ph-A-Ph中的Ph是苯基；

所述靛红与Ph-A-Ph的摩尔比是1～1.5:1；

所述靛红和Ph-A-Ph在三氟乙酸中质量体积比是20％～70％；

所述靛红和Ph-A-Ph对三氟甲磺酸的质量体积比是30％～70％；所述沉淀剂4是水，乙醇，甲醇，Na₂CO₃，NaHCO₃；

所述溶剂4是N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中一种或一种以上；

所述催化剂1是无水K₂CO₃，NaOH，KOH；

聚靛红芳烃Ⅱ具有以下化学结构：

其中，1≤n₂≤2000；所述聚靛红芳烃的特性粘度为0.5～1.5dL/g；

A具有以下化学结构或者是化学键：

3.根据权利要求2所述一种带长侧链铵盐的聚靛红芳烃的制备方法，特征在于，步骤一中，X-(CH₂)_n-X与叔胺的摩尔比是(1～20)：1。

4.根据权利要求2所述一种带长侧链铵盐的聚靛红芳烃的制备方法，特征在于，步骤三中，所述长链铵盐Ⅰ与聚靛红芳烃Ⅱ的摩尔比为(0.5～5)：1。

5.根据权利要求2所述一种带长侧链铵盐的聚靛红芳烃的制备方法，特征在于，所述X-(CH₂)_n-X,其中n＝2～16，X是Cl或Br原子；

所述叔胺选自三甲胺、N-甲基吡咯烷、N-甲基哌啶、吡啶、吗啡啉、三乙烯二胺和四甲基胍。

6.根据权利要求2所述一种带长侧链铵盐的聚靛红芳烃的制备方法，特征在于，所述溶剂1是氯仿、甲苯、丙酮、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、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、水中一种或一种以上；所述溶剂2是氯仿、甲苯、丙酮、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、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、水中一种或一种以上。