[发明专利]DPE存在下控制自由基聚合制备嵌段共聚物质子交换膜的方法

摘要

本发明涉及一种DPE存在下控制自由基聚合制备嵌段共聚物质子交换膜的方法，技术特征在于：首先在乳液体系中制备含半醌式结构的大分子引发剂前体种子胶乳，后将第二种单体溶胀于种子胶乳，采用硫酸乙酰酯对嵌段共聚物进行磺化，采用溶液浇铸法制备系列磺化嵌段共聚物薄膜，经过退火处理得到嵌段共聚物质子交换膜。本发明制备方法和工艺简单，聚合体系绿色、环保，单体转化率较高，可在较短时间内制备高分子量嵌段共聚物，可有效调控嵌段共聚物的组成及结构，有利于从分子水平上调控质子交换膜内的微相分离形貌，从而提高质子传导率。

主权项

一种DPE存在下控制自由基聚合制备嵌段共聚物质子交换膜的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在装有电动搅拌器和冷凝器的容器中，加入质量分数为0.2%～0.5%的表面活性剂水溶液30份，单体8～10份，1,1‑二苯基乙烯0.1～0.25份，在200～400r/min的机械搅拌下预乳化20～40min制得乳液体系；步骤2：将乳液体系放入80℃水浴中，平衡10～20min后，向乳液体系中加入质量分数为12%～25%的引发剂水溶液10份，继续反应4～6h得到含大分子前体的种子胶乳；步骤3：采用滴液漏斗向种子胶乳中滴加苯乙烯3～6份，质量分数为0.2%～0.5%的表面活性剂水溶液10份，在150～180r/min的机械搅拌下，1～2h滴加完毕，后室温溶胀10～12h；将溶胀后的胶乳加热到80℃，反应6～8h后，透析胶乳除去其中表面活性剂，冷冻干燥得到聚合物粉末，后采用溶解‑沉淀法提纯产物制得嵌段共聚物；步骤4：在放有磁子的单口瓶中加入1,2‑二氯乙烷6～8份，醋酸酐2～4份，后将单口瓶放入0℃低温恒温反应浴中，磁力搅拌下，平衡10～20min后向容器中加入浓硫酸0.5～0.8份，继续反应6h制得磺化试剂；步骤5：称取步骤3中所制备的嵌段共聚物0.5份，加入装有电动搅拌器和冷凝器的容器中，并向容器中加入1,2‑二氯乙烷20份，机械搅拌至聚合物完全溶解；将步骤4中所制备的磺化试剂加入上述容器中进行磺化反应，然后向容器中加入甲醇终止反应后减压蒸馏除去溶剂得沉淀物，用去离子水将沉淀物洗至溶液为中性后干燥得到磺化嵌段共聚物；将磺化嵌段共聚物溶解于有机溶剂，溶液浇铸法成膜，干燥，脱膜即得嵌段共聚物质子交换膜。