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[發明專利]有機-無機雜化磺化聚芳醚酮質子交換膜及其制備方法有效

專利信息
申請號: 201110256321.4 申請日: 2011-08-19
公開(公告)號: CN102949943A 公開(公告)日: 2013-03-06
發明(設計)人: 陳橋;邵芳可;吳剛 申請(專利權)人: 東麗纖維研究所(中國)有限公司
主分類號: B01D71/52 分類號: B01D71/52;B01D67/00;C08L71/08;C08K5/549;C08K5/1515;C08K5/41
代理公司: 暫無信息 代理人: 暫無信息
地址: 226009 江蘇省*** 國省代碼: 江蘇;32
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摘要:
搜索關鍵詞: 有機 無機 磺化 聚芳醚酮 質子 交換 及其 制備 方法
【權利要求書】:

1.一種有機-無機雜化磺化聚芳醚酮質子交換膜,其特征在于:該雜化材料的原料主要由如下質量份的組分組成:

磺化聚芳醚酮??????????100;

低聚倍半硅氧烷????????1~20;

二縮水甘油醚??????????1~20;

其中所述二縮水甘油醚的通式為:

式(1);

其中R1

2.根據權利要求1所述的質子交換膜,其特征在于:所述磺化聚芳醚酮為磺化聚醚酮、磺化聚醚醚酮、磺化聚醚酮酮、磺化聚醚醚酮酮、磺化聚醚酮醚酮酮、磺化聚醚醚酮砜或磺化聚醚醚酮酮砜中的一種或幾種。

3.根據權利要求1或2所述的質子交換膜,其特征在于:所述磺化聚芳醚酮的磺化度為40-90%。

4.根據權利要求1所述的質子交換膜,其特征在于:所述低聚倍半硅氧烷的通式為

[(R’SiO1.5)m(X’SiO1.5)n]??????式(2);

其中:m≥3,n≥0,12≥m+n≥6,且m+n為偶數;

R’為氫原子、有取代基或無取代基的碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為3-10的環烷基、碳原子數為2-6的鏈烯基、碳原子數為3-6的環烯基、芳基、硅烷基、丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的一種或多種;其中,所述取代基選自于C1~C10的烷基、C3~C10的環烷基、C2~C6的鏈烯基、C3~C6的環烯基、芳基、環氧基、或硅烷基中的一種或多種;

X’為羥基、羧基、鹵素、氟烷基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、腈基、硫醇基、氨基、磺酸基,或者含有羥基、羧基、鹵素、氟烷基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、腈基、硫醇基、氨基或磺酸基的R’基團中的一種或多種。

5.根據權利要求4所述的質子交換膜,其特征在于:所述低聚倍半硅氧烷的通式為

[(R’SiO1.5)m(X’SiO1.5)n]??????????式(2);

其中:m≥3,n≥0,12≥m+n≥6,且m+n為偶數;

R’為氫原子、有取代基或無取代基的碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為3-10的環烷基、芳基或硅烷基的一種或多種;其中,所述取代基選自于C1~C10的烷基、C3~C10的環烷基、C2~C6的鏈烯基、C3~C6的環烯基、芳基或硅烷基的一種或多種;

X’為羥基、鹵素、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、硫醇基、氨基、磺酸基,或者含有羥基、鹵素、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、硫醇基、氨基或磺酸基的R’基團中的一種或多種。

6.一種制備權利要求1中所述有機-無機雜化磺化聚芳醚酮質子交換膜的方法,其特征在于:

(1)將磺化聚芳醚酮,低聚倍半硅氧烷和二縮水甘油醚溶解到有機溶劑中,得到磺化聚芳醚酮/低聚倍半硅氧烷/二縮水甘油醚的混合溶液;

(2)將所得到的磺化聚芳醚酮/低聚倍半硅氧烷/二縮水甘油醚的混合溶液在100-250℃下進行0.5~8小時的熱處理,而后經過酸化處理,水洗并烘干得到有機-無機雜化磺化聚芳醚酮質子交換膜;

其中所述二縮水甘油醚的通式為:

式(1);

其中R1

其中各組分的質量份數為:磺化聚芳醚酮100份;低聚倍半硅氧烷1~20份;二縮水甘油醚1~20份;

所述酸化處理中,酸選自于稀硫酸、稀鹽酸、稀磷酸或稀硝酸中的一種或幾種。

7.根據權利要求6所述的方法,其特征在于:所述磺化聚芳醚酮為磺化聚醚酮、磺化聚醚醚酮、磺化聚醚酮酮、磺化聚醚醚酮酮、磺化聚醚酮醚酮酮、磺化聚醚醚酮砜或磺化聚醚醚酮酮砜中的一種或幾種;磺化聚芳醚酮的磺化度為30-90%。

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