[发明专利]一类高化学稳定性的阴离子聚合物膜的制备方法

摘要

本发明公开了一类高化学稳定性的阴离子聚合物膜的制备方法，属于离子聚合物膜领域。在混合超强酸的催化下，芳基化合物与N‑烷基4‑哌啶酮类化合物发生加成缩合反应，得到分子量大且分子量分布窄的线型高分子。用碘甲烷或溴代烷烃对聚合物链上的含氮杂环进行季铵化改性，将得到的季铵化离子聚合物浸泡在浓的强碱溶液中进行离子交换，洗涤烘干，最后将得到的离子聚合物溶解铸膜。本发明实验过程简洁、高效，得到的阴离子聚合物膜具有高的离子电导率和离子交换容量，且化学、热稳定性和机械强度非常优良。该发明在碱性聚合物燃料电池领域有着很好的应用前景和开发潜力。较之现阶段用于燃料电池中的阴离子聚合物膜有很大的优势。

主权项

一类高化学稳定性的阴离子聚合物膜的制备方法，其特征在于，其制备步骤如下：1)聚合物的合成：以三氟甲磺酸和三氟乙酸的混合酸为催化剂，以芳基化合物和N‑烷基‑4‑哌啶酮类化合物为反应单体，使反应单体在第一溶剂中发生亲核的加成缩合反应，得到初始聚合物；2)聚合物的季铵化：将步骤1)得到的初始聚合物溶解在第二溶剂中得到均匀的溶液，加入过量的季铵化试剂碘甲烷或者溴代烷烃，在40～75℃之间反应3～24小时，将反应后的溶液倒入乙醚中沉淀，用乙醚多次洗涤沉淀，得到季铵化的离子聚合物；3)离子聚合物的离子交换：将步骤2)所得季铵化的离子聚合物浸泡在1mol/L的KOH或NaOH溶液中，在50℃到60℃下搅拌12～36小时，再将所得固体离心洗涤6～10次至滤液为中性，在60～100℃真空干燥箱中烘干24～48小时，得到阴离子为OH‑的离子聚合物；4)成膜：将步骤3)所得离子聚合物溶解在二甲基亚砜中，浇铸在玻璃板上，在60～100℃烘箱中烘干，得到OH‑型的阴离子聚合物膜。