[发明专利]三步法合成质子交换膜用磺化聚醚醚酮的方法

摘要

本发明涉及一种三步法制备质子交换膜用磺化聚醚醚酮的方法。该方法以二氟苯酮、磺化二氟苯酮及双酚为单体，采用磺化单体直接聚合法经成盐、预聚和聚合反应制备得到。该方法成本低、操作简单，产率高，合成出来的磺化聚醚醚酮成膜性好、机械稳定性好且磺化度可控。

主权项

1.一种三步法合成质子交换膜用磺化聚醚醚酮的方法，以二氟苯酮、磺化二氟苯酮及双酚为单体，采用磺化单体直接聚合法来合成，其特征在于该方法的具体步骤为：a.成盐：将双酚单体溶于溶剂中，惰性气氛下升温至115℃～120℃后，再加入部分催化剂，其用量为双酚单体摩尔数的1.0～1.2倍，升温至135℃～140℃反应1～2小时；b.预聚：在步骤a所得溶液中加入部分二氟苯酮和磺化二氟苯酮以及带水剂甲苯或二甲苯，并补加剩余的催化剂，于135℃～140℃下搅拌反应2～4小时，再升温至140℃～150℃反应3～4小时；c.聚合：在步骤b所得溶液中补加剩余的二氟苯酮和磺化二氟苯酮，140℃～150℃继续反应2～4小时，再升温至180℃～200℃反应8～10小时；d.聚合产物的提纯工艺：将步骤c所得溶液降温至100℃～120℃，倒入去离子水中，冷却后用粉碎机粉碎、过滤；再用甲醇或者丙酮煮沸、过滤以除去其中的催化剂和溶剂；最后，将提纯出的产物置于真空干燥箱中于80℃～100℃下干燥12h～24h得质子交换膜用磺化聚醚醚酮；所述的二氟苯酮单体为：4，4’-二氟二苯酮或4，4’-二氟三苯酮；所述的磺化二氟苯酮单体为磺化4，4’-二氟二苯酮或磺化4，4’-二氟三苯酮；所述的双酚单体的结构式为；HO—A——OH，其中A为：或其中R为C1～C3的直链烷基；所述的二氟苯酮单体与磺化二氟苯酮单体的摩尔数之和等于双酚单体的摩尔数，并控制磺化度DS为0～200；所述的催化剂为无水碳酸钠或无水碳酸钾，其用量为双酚单体摩尔数的1.2～1.8倍；所述的溶剂为：二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺，并控制反应体系中单体的固含量为25％～35％。