[发明专利]一种聚芳醚砜复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚芳醚砜的复合材料及其制备方法，通过优选复合材料中各个片段基团的占比等，获得了一种吸水率高、机械性能好的复合聚芳醚砜。其结构如下，由结构I和结构II的片段网络互穿形成。I II

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种新型聚芳醚砜复合材料及其制备方法。

背景技术

聚芳醚砜（PAES）是一类含有芳基、砜、醚结构的聚合材料，其通常具有优秀的机械性能、耐热性能以及较好的抗水解性能。经质子化修饰后在质子交换材料中用途广泛，如可用于燃料电池领域的质子交换。

PAES的常见质子化改性有羧基化和磺酸化，目前制备磺化聚芳醚砜的工艺已经较为成熟，所制备的磺化聚芳醚砜结构多种多样，但是通常简单的磺化后其虽然IEC、导电率等方面有一定提高，但是其机械性能往往具有天花板，因此常常需要借助交联改性、混合改性等方式制备其复合材料，以期实现稳定性等上一个台阶。

发明内容

本发明涉及一种聚芳醚砜的复合材料，其由以下结构的片段组成：

I

II

其中，x/y=1，a=0-5000，b=0-5000，c=0-5000，d-0-5000。

进一步地，本发明提供所述聚芳醚砜的复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

1）4,4'-二氯二苯砜和发烟硫酸反应，得到4,4'-二氯二苯砜-3,3'-二磺酸二钠；

2）4,4'-二氯二苯砜-3,3'-二磺酸二钠和4,4'-二羟基联苯、 4,4'-二羟基二苯甲烷反应，得到中间产物；

3）将中间产物和丙烯酸单体共混聚合制备复合材料前体，然后质子化制备得到所述聚芳醚砜的复合材料。

具体地，步骤1）的反应条件为4,4'-二氯二苯砜和发烟硫酸的摩尔比为2-6:1，其中发烟硫酸以SO₃计算；反应温度为120-130℃，反应时间为15-24h。

更具体地，步骤1）还包括反应完毕后用NaOH调节pH，并进行盐析的操作。

另外，优选地，步骤2）的反应条件为4,4'-二氯二苯砜-3,3'-二磺酸二钠、4,4'-二羟基联苯、 4,4'-二羟基二苯甲烷的摩尔比为2:1:1。

优选地，步骤3）的具体步骤为: 将中间产物溶于有机溶剂中，加入丙烯酸、引发剂BPO，交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺，充分搅拌均匀，平铺于玻璃板上，至于烘箱内加热充分聚合，然后烘干成型，成型后的剥离后在乙醇中洗涤，然后水浴下在硫酸中充分浸泡，最后用去离子水洗涤并烘干，得到聚芳醚砜的复合材料。

优选地，步骤3）的反应条件为：中间产物和丙烯酸单体的质量体积比（g/ml）为10：（1-10），优选为：10：（4-7），更优选为10：4。

优选地，其特征在于步骤3）的反应条件为：交联剂和丙烯酸单体的质量体积比（g/ml）为（1-10）：80，优选为：（2-7）：80，更优选为（5-6）：80。

有益效果：

本发明的新型聚芳醚砜复合材料具有制备工艺简单，吸水性和水解稳定性超好的优势，具有较高的使用价值。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不构成对本发明的限制。

实施例1：

1）合成4,4'-二氯二苯砜-3,3'-二磺酸二钠