[发明专利]一种交联型含氟聚芴醚阴离子交换膜的制备方法

权利要求书

1.一种交联型含氟聚芴醚阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，先通过合成含有烯丙基和叔胺基的双功能含氟聚芴醚化合物，然后在叔胺基处引入密集分布的双季铵盐离子，接着在烯丙基处引发自由基反应而交联；

具体包括以下步骤：

（1）将2,2'-二烯丙基双酚A、二叔胺基双酚芴、双酚芴、十氟联苯溶解于极性非质子溶剂中，制备成15~30 wt.%的溶液，加入氟化铯作为催化剂，氢化钙作为除水剂，通入惰性气体保护，10～50℃下搅拌反应10~48 h，反应结束后将产物缓慢倒入去离子水中析出沉淀；将沉淀物过滤并于60℃真空干燥2~12 h，然后溶于二氯甲烷中配成1~20 wt.%的溶液；将该溶液缓慢倒入甲醇中沉淀，其中甲醇的体积是二氯甲烷体积的10~50倍；过滤并收集沉淀并于60℃真空干燥10~40 h，得到含有烯丙基和叔胺基的双功能含氟聚芴醚化合物；

所述含有烯丙基和叔胺基的双功能含氟聚芴醚化合物的化学结构为：

，式中，m为1～400，n为10～400；

（2）在室温下，将6-溴-N,N,N-三甲基己基-1-溴化铵溶于极性非质子溶剂中，充分搅拌使之完全溶解，制成1~10 wt.%的溶液；

（3）将步骤（1）所得含有烯丙基和叔胺基的双功能含氟聚芴醚化合物溶解于极性非质子溶剂中，制成1~10 wt.%的溶液，加入步骤（2）中所制备的溶液，在惰性气体保护下10～50℃反应20~30 h，倒入表面皿中，于40～100℃下干燥10~30 h，再于60～120℃真空烘箱中干燥15~40 h，制得含有烯丙基和双季铵盐侧链的含氟聚芴醚化合物；

所述的含有烯丙基和双季铵盐侧链的含氟聚芴醚化合物的化学结构为：

，式中，m为1～400，n为10～400；

（4）将步骤（3）中所得到的含有烯丙基和双季铵盐侧链的含氟聚芴醚化合物溶解于极性非质子溶剂中，制成为5~8 wt.%的溶液，将过氧化苯甲酰溶解于极性非质子溶剂中，制成为0.5~1 wt.%的溶液，将上述两种溶液混合，在惰性气体保护下100 ℃反应45~50 h，然后浇铸到水平放置的玻璃板上，于80℃普通烘箱中干燥10~15 h，然后在100℃的真空干燥箱中干燥10~15 h，在玻璃板上形成一层致密膜，待膜冷却至室温后，用去离子水浸泡后自然脱落，即制得交联型含氟聚芴醚阴离子交换膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）-（4）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、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的2,2-二烯丙基双酚A、二叔胺基双酚芴、双酚芴、十氟联苯、氟化铯和氢化钙的摩尔比为1-2x：x：x：1：3~6：0.01~3，其中0x0.5；所述极性非质子溶剂的质量为2,2'-二烯丙基双酚A、二叔胺基双酚芴、双酚芴、十氟联苯四种化合物总质量的3~7倍。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的含有烯丙基和叔胺基的双功能含氟聚芴醚化合物与6-溴-N,N,N-三甲基己基-1-溴化铵的摩尔比为1:0.8～2。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的含有烯丙基和双季铵盐侧链的含氟聚芴醚化合物与过氧化苯甲酰的摩尔比为1:0.01~0.5。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）所制备的交联型含氟聚芴醚阴离子交换膜的厚度为40～100μm。