[发明专利]一种超支化聚苯并咪唑-聚硅氧烷嵌段共聚物及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种嵌段共聚物，其特征在于，所述嵌段共聚物是超支化聚苯并咪唑-聚硅氧烷嵌段共聚物；所述嵌段共聚物是由含羧基的超支化苯并咪唑类聚合物与含双端氨基的聚硅氧烷反应得到的；

所述嵌段共聚物包括如下式(1)所示的结构单元和/或式(2)所示的结构单元：

式(1)和式(2)中，X选自不存在、-S-、-O-、卤素取代或未取代的C_1-6亚烷基；n为10-100之间的整数；**代表支化点；R选自含有三个羧基的化合物的残基；R₁为C_1-6亚烷基，m＝10～5000之间的整数。

2.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述含羧基的超支化苯并咪唑类聚合物与含双端氨基的聚硅氧烷的质量比为60-95:40-5。

3.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述嵌段共聚物为两嵌段共聚物、三嵌段共聚物或多嵌段共聚物。

4.根据权利要求3所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述嵌段共聚物包括超支化聚苯并咪唑嵌段和聚硅氧烷嵌段，形成超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段的两嵌段共聚物；和/或，

所述嵌段共聚物包括超支化聚苯并咪唑嵌段和聚硅氧烷嵌段，形成超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段-超支化聚苯并咪唑嵌段的三嵌段共聚物；和/或，

所述嵌段共聚物包括超支化聚苯并咪唑嵌段和聚硅氧烷嵌段，形成聚硅氧烷嵌段-超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段的三嵌段共聚物；和/或，

所述嵌段共聚物包括超支化聚苯并咪唑嵌段和聚硅氧烷嵌段，形成聚硅氧烷嵌段-超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段-超支化聚苯并咪唑嵌段-……-聚硅氧烷嵌段-超支化聚苯并咪唑嵌段的多嵌段共聚物；和/或，

所述嵌段共聚物包括超支化聚苯并咪唑嵌段和聚硅氧烷嵌段，形成超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段-超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段-……-超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段的多嵌段共聚物。

5.根据权利要求1-4任一项所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述含羧基的超支化苯并咪唑类聚合物选自下述式(IV)～式(V)结构中的至少一种：

式(IV)～式(V)中，X、n、R的定义如权利要求1所述；**代表支化点。

6.根据权利要求1-4任一项所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述含羧基的超支化苯并咪唑类聚合物的结构如下述所示：

其中，n、X和R的定义如权利要求1所述，n’为1-100之间的整数，**为支化点；和/或，所述含羧基的超支化苯并咪唑类聚合物的结构如下述所示：

其中，n、X和R的定义如权利要求1所述，n’为1-100之间的整数，**为支化点。

7.根据权利要求1-4任一项所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述含双端氨基的聚硅氧烷选自如下式(VI)所示的结构：

式(VI)中，R₁、m的定义如权利要求1所述。

8.一种质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜包括权利要求1-7任一项所述的嵌段共聚物。

9.根据权利要求8所述的质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜中还掺杂有磷酸。

10.根据权利要求9所述的质子交换膜，其特征在于，所述磷酸的掺杂水平ADL小于11。

11.权利要求8-10任一项所述的质子交换膜在燃料电池或液流电池领域中的应用。