專利名稱：一種聚合物陰離子交換膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陰離子交換膜的制備方法。
技術(shù)背景陰離子交換膜是分離與提純、電化學(xué)器件中的關(guān)鍵材料，在水處理技術(shù)、 濕法冶金、化工和化學(xué)分離及堿性燃料電池等工業(yè)領(lǐng)域中已得到廣泛的應(yīng)用。 傳統(tǒng)的聚合物陰離子交換膜的熱和化學(xué)穩(wěn)定性較低，在較高溫度或堿性條件下聚合物中的季銨基團(tuán)很容易發(fā)生降解，導(dǎo)致離子交換容量下降。(T.Sata,et al., J. Membrane Sci., 1996, 112， 161.)除了熱和化學(xué)穩(wěn)定性的要求，聚合物陰離子交換膜的機(jī)械性能(包括抗 拉強(qiáng)度和柔韌性)也是應(yīng)用的關(guān)鍵指標(biāo)。目前的聚合物陰離子交換膜往往存 在當(dāng)離子交換容量較大時(shí)其機(jī)械性能顯著下降的缺點(diǎn)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種新型聚合物陰離子交換膜的制備方法， 制得的聚合物陰離子膜具有較好的熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能、耐堿性和離子交換本發(fā)明一種聚合物陰離子交換膜的制備方法，包括聚合物的氯甲基化，季 銨化和成膜的步驟。聚合物的氯甲基化產(chǎn)物的制備將1重量單位的主鏈上含有苯環(huán)、并且 苯環(huán)之間有醚鍵相連的聚合物溶于溶劑中，加入0.05至0.5重量單位的金屬 鋅或鋁粉末和0.1至1重量單位的含氟有機(jī)酸作為催化劑，再加入1至5重 量單位的氯甲醚，在20至50。C下攪拌反應(yīng)2至20小時(shí)；將上述反應(yīng)溶液倒 入低級(jí)醇中，析出淡黃色塊狀沉淀；將該沉淀用大量水反復(fù)洗滌多次后打碎 并烘干，得到粉末狀聚合物的氯甲基化產(chǎn)物；聚合物的氯甲基化產(chǎn)物的季銨化將1重量單位上述氯甲基化產(chǎn)物溶解 于溶劑中得到聚合物的氯甲基化產(chǎn)物溶液；將三甲胺水溶液加熱汽化，將三 甲胺氣體經(jīng)過(guò)堿性干燥劑干燥后通入上述聚合物的氯甲基化產(chǎn)物溶液中，通 氣時(shí)間不少于5分鐘得到聚合物的氯甲基化產(chǎn)物的季銨化溶液；或在上述聚 合物的氯甲基化產(chǎn)物溶液中加入0.3至0.5重量單位的液態(tài)低級(jí)胺，在40至70°C下攪拌反應(yīng)2至15小時(shí)得到聚合物的氯甲基化產(chǎn)物的季銨化溶液；所述成膜步驟為將季銨化步驟所得溶液涂鑄成膜，并在40至100。C下烘干，即得聚合物陰離子交換膜。所述主鏈上含有苯環(huán)、并且苯環(huán)之間有醚鍵相連聚合物包括聚砜(PSF)、 聚芳砜(PASF)、酚酞型聚醚砜(PES-C)或聚醚醚酮(PEEK)。所述氯甲基化步驟所用的溶劑包括1， 2-二氯乙烷、1， l-二氯乙烷、氯 仿、二氯甲烷或甲苯，所得溶液的濃度不影響氯甲基化反應(yīng)產(chǎn)物的性能。所述含氟有機(jī)酸催化劑包括三氟乙酸、三氟甲磺酸、3， 3， 3-三氟丙酸或 2， 3， 4， 5-四氟苯甲酸。所述用于沉淀氯甲基化產(chǎn)物的低級(jí)醇包括甲醇或乙醇。所述季銨化步驟所用的溶劑包括N， N-二甲基甲酰胺(DMF)、 N， N-二 乙基乙酰胺(DMAc)、 N-甲基吡咯垸酮(NMP)或二甲亞砜(DMSO)，所 得溶液的濃度不影響季銨化反應(yīng)產(chǎn)物的性能。所述液態(tài)低級(jí)胺包括三乙胺、三丙胺或三丁胺。所述涂鑄成膜的方法為澆鑄法或流延法。本發(fā)明所述聚合物陰離子交換膜制備方法的特點(diǎn)是采用高效的復(fù)合催化 劑實(shí)現(xiàn)聚合物的氯甲基化接枝，并且在溶液中進(jìn)行后續(xù)的季銨化反應(yīng)，大大 提高了反應(yīng)效率。聚合物的交換容量可以通過(guò)氯甲基接枝率加以控制。本發(fā) 明簡(jiǎn)單易行，從性能角度上看，所制得的膜機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性及離子交換 容量遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的聚合物陰離子交換膜；便于系列開發(fā)以滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需要。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明聚合物陰離子交換膜的制備方法。 實(shí)施例1:將l重量單位的聚砜(PSF)溶于5重量單位的1， 2-二氯乙烷中，加入 0.05重量單位的鋅粉，O.l重量單位的三氟乙酸，再加入1重量單位的氯甲醚， 在30。C下攪拌6小時(shí)；將上述混合物倒入甲醇中使產(chǎn)物沉淀出來(lái)，將沉淀物 用水洗滌、干燥并打碎后溶于20重量單位的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，加 熱汽化三甲胺水溶液，將三甲胺氣體經(jīng)過(guò)干燥后通入上述溶液5分鐘；將上 述反應(yīng)液用澆鑄法于40°C干燥成膜，即得陰離子交換膜。上述氯甲基化步驟與季銨化步驟的溶液濃度不影響反應(yīng)及產(chǎn)物性能。 本實(shí)施例中采用以下替代條件均可得到性質(zhì)類似的膜(1)聚芳砜 (PASF)、酚酞型聚醚砜(PES-C)或聚醚醚酮(PEEK)代替聚砜(PSF); (2) 1， l-二氯乙烷、氯仿、二氯甲垸或甲苯代替l， 2-二氯乙烷作為氯甲基 反應(yīng)溶劑；(3)鋁粉代替鋅粉，三氟甲磺酸、3， 3， 3-三氟丙酸或2， 3， 4， 5-四氟苯甲酸代替三氟乙酸作為催化劑；(4)乙醇代替甲醇作為氯甲基化反應(yīng) 產(chǎn)物的沉淀劑；(5)N， N-二乙基乙酰胺(DMAc)、 N-甲基吡咯烷酮(NMP) 或二甲亞砜(DMSO)代替N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作為季銨化反應(yīng)溶劑； (6)三甲胺氣體通入時(shí)間不少于5分鐘；(7)用流延法代替澆鑄法；(8)成膜 溫度在40-100。C之間。 實(shí)施例2:將1重量單位的聚芳砜(PASF)溶于6重量單位的1， 1-二氯乙垸中， 加入0.1重量單位的鋁粉，0.4重量單位的三氟甲磺酸，再加入3重量單位的 氯甲醚，在3(fC下攪拌6小時(shí)；將上述混合物倒入乙醇中使產(chǎn)物沉淀出來(lái)， 將沉淀物用水洗滌、干燥并打碎后溶于30重量單位的N， N-二乙基乙酰胺 (DMAc)，加熱汽化三甲胺水溶液，將三甲胺氣體經(jīng)過(guò)干燥后通入上述溶液IO分鐘；將上述反應(yīng)液用流延法于6(fC干燥成膜，即得陰離子交換膜。 上述氯甲基化步驟與季銨化步驟的溶液濃度不影響反應(yīng)及產(chǎn)物性能。 本實(shí)施例中采用以下替代條件均可得到性質(zhì)類似的膜(1)聚砜(PSF)、酚酞型聚醚砜(PES-C)或聚醚醚酮(PEEK)代替聚芳砜(PASF); (2) 1， 2-二氯乙垸、氯仿、二氯甲烷或甲苯代替1， l-二氯乙烷作為氯甲基反應(yīng)溶劑;(3)鋅粉代替鋁粉，三氟乙酸、3， 3， 3-三氟丙酸或2， 3， 4， 5-四氟苯甲酸 代替三氟甲磺酸作為催化劑；(4)甲醇代替乙醇作為氯甲基化反應(yīng)產(chǎn)物的沉 淀劑；(5)N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、 N-甲基吡咯烷酮(NMP)或二甲亞砜 (DMSO)代替N， N-二乙基乙酰胺(DMAc)作為季銨化反應(yīng)溶劑；(6)三 甲胺氣體通入時(shí)間不少于5分鐘；(7)用澆鑄法代替流延法；(8)成膜溫度在 40-100°C時(shí)。實(shí)施例3:將1重量單位的酚酞型聚醚砜(PES-C)溶于7重量單位的氯仿中，加 入O. 5重量單位的鋅粉，l重量單位的3， 3， 3-三氟丙酸，再加入5重量單 位的氯甲醚，在30。C下攪拌6小時(shí)；將上述混合物倒入甲醇中使產(chǎn)物沉淀出 來(lái)，將沉淀物用水洗滌、干燥并打碎后溶于10重量單位的N-甲基吡咯烷酮 (NMP)，加熱汽化三甲胺水溶液，將三甲胺氣體經(jīng)過(guò)干燥后通入上述溶液 15分鐘；將上述反應(yīng)液用澆鑄法于80。C干燥成膜，即得陰離子交換膜。 上述氯甲基化步驟與季銨化步驟的溶液濃度不影響反應(yīng)及產(chǎn)物性能。 本實(shí)施例中采用以下替代條件均可得到性質(zhì)類似的膜(1)聚砜(PSF)、 聚芳砜(PASF)或聚醚醚酮(PEEK)代替酚酞型聚醚砜(PES-C); (2) 1， 2-二氯乙烷、1， l-二氯乙烷、二氯甲垸或甲苯代替氯仿作為氯甲基反應(yīng)溶劑； (3)鋁粉代替鋅粉，三氟乙酸、三氟甲磺酸或2， 3， 4， 5-四氟苯甲酸代替3， 3， 3-三氟丙酸作為催化劑；(4)乙醇代替甲醇作為氯甲基化反應(yīng)產(chǎn)物的沉淀 劑；(5)N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、 N， N-二乙基乙酰胺(DMAc)或二甲 亞砜(DMSO)代替N-甲基吡咯烷酮(NMP)作為季銨化反應(yīng)溶劑；(6)三甲胺氣體通入時(shí)間不少于5分鐘；(7)用流延法代替澆鑄法；(8)成膜溫度在40-100°C時(shí)。實(shí)施例4:將l重量單位的聚砜(PSF)溶于8重量單位的1， 2-二氯乙烷中，加入 O.l重量單位的鋅粉，0.4重量單位的三氟乙酸，再加入3重量單位的氯甲醚， 分別采用反應(yīng)溫度20。C、 30°C、 40°C、 50。C下攪拌6小時(shí)；將上述混合物倒 入甲醇中使產(chǎn)物沉淀出來(lái)，將沉淀物用水洗滌、干燥并打碎后溶于20重量單 位的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，加熱汽化三甲胺水溶液，將三甲胺氣體經(jīng) 過(guò)干燥后通入上述溶液30分鐘；將上述反應(yīng)液用澆鑄法于60°C千燥成膜， 即得陰離子交換膜。氯甲基化反應(yīng)溫度越高，相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的氯甲基化接枝度越大， 聚合物陰離子交換膜的離子交換容量就越高。上述氯甲基化步驟與季銨化步驟的溶液濃度不影響反應(yīng)及產(chǎn)物性能。本實(shí)施例中采用以下替代條件均可得到性質(zhì)類似的膜(1)聚芳砜 (PASF)、酚酞型聚醚砜(PES-C)或聚醚醚酮(PEEK)代替聚砜(PSF); (2) 1， l-二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷或甲苯代替l， 2-二氯乙烷作為氯甲基 反應(yīng)溶劑；(3)鋁粉代替鋅粉，三氟甲磺酸、3， 3， 3-三氟丙酸或2， 3， 4， 5-四氟苯甲酸代替三氟乙酸作為催化劑；(4)乙醇代替甲醇作為氯甲基化反應(yīng) 產(chǎn)物的沉淀劑；(5)N， N-二乙基乙酰胺(DMAc)、 N-甲基吡咯垸酮(NMP) 或二甲亞砜(DMSO)代替N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作為季銨化反應(yīng)溶劑； (6)三甲胺氣體通入時(shí)間不少于5分鐘；(7)用流延法代替澆鑄法；(8)成膜 溫度在40-100。C時(shí)。 實(shí)施例5:將l重量單位的聚砜(PSF)溶于9重量單位的1， 2-二氯乙垸中，加入 O.l重量單位的鋅粉，0.4重量單位的三氟乙酸，再加入3重量單位的氯甲醚， 控制反應(yīng)溫度為30。C，攪拌反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)間分別為2小時(shí)、4小時(shí)、6小時(shí)、8小時(shí)、12小時(shí)、16小時(shí)和20小時(shí)；將上述混合物倒入甲醇中使產(chǎn)物沉淀出來(lái)，將沉淀物用水洗滌、干燥并打碎后溶于20重量單位的N,N-二甲基甲 酰胺(DMF)，加熱汽化三甲胺水溶液，將三甲胺氣體經(jīng)過(guò)干燥后通入上述 溶液5分鐘；將上述反應(yīng)液用流延法于60。C干燥成膜，即得陰離子交換膜。 在相同的反應(yīng)溫度下，氯甲基化反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)物的氯甲基化接枝度 越大，聚合物陰離子子交換膜的離交換容量就越高。上述氯甲基化步驟與季銨化步驟的溶液濃度不影響反應(yīng)及產(chǎn)物性能。 本實(shí)施例中采用以下替代條件均可得到性質(zhì)類似的膜(1)聚芳砜 (PASF)、酚酞型聚醚砜(PES-C)或聚醚醚酮(PEEK)代替聚砜(PSF); (2) 1， l-二氯乙垸、氯仿、二氯甲垸或甲苯代替l， 2-二氯乙垸作為氯甲基 反應(yīng)溶劑；(3)鋁粉代替鋅粉，三氟甲磺酸、3， 3， 3-三氟丙酸或2， 3， 4， 5-四氟苯甲酸代替三氟乙酸作為催化劑；(4)乙醇代替甲醇作為氯甲基化反應(yīng) 產(chǎn)物的沉淀劑；(5)N， N-二乙基乙酰胺(DMAc)、 N-甲基吡咯垸酮(NMP) 或二甲亞砜(DMSO)代替N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作為季銨化反應(yīng)溶劑； (6)三甲胺氣體通入時(shí)間不少于5分鐘；(7)用澆鑄法代替流延法；(8)成膜 溫度在40-100°C時(shí)。 實(shí)施例6:將1重量單位的聚醚醚酮(PEEK)溶于IO重量單位的二氯甲烷中，加 入O. l重量單位的鋁粉，0.4重量單位的2， 3， 4， 5-四氟苯甲酸，再加入3 重量單位的氯甲醚，在3(TC下攪拌6小時(shí)；將上述混合物倒入乙醇中使產(chǎn)物 沉淀出來(lái)，將沉淀物用水洗滌、干燥并打碎后溶于10重量單位的二甲亞砜 (DMSO)，在上述溶液中加入0.3重量單位的三乙胺，在40。C下攪拌反應(yīng)2 小時(shí)；將上述反應(yīng)液用澆鑄法于10(TC干燥成膜，即得陰離子交換膜。 上述氯甲基化步驟與季銨化步驟的溶液濃度不影響反應(yīng)及產(chǎn)物性能。 本實(shí)施例中采用以下替代條件均可得到性質(zhì)類似的膜(1)聚砜(PSF)、聚芳砜(PASF)或酚酞型聚醚砜(PES-C)代替聚醚醚酮(PEEK); (2) 1， 2-二氯乙烷、1， l-二氯乙烷、氯仿、或甲苯代替二氯甲烷作為氯甲基反應(yīng) 溶劑；(3)鋅粉代替鋁粉，三氟乙酸、三氟甲磺酸或3， 3， 3-三氟丙酸代替2， 3， 4， 5-四氟苯甲酸作為催化劑；(4)甲醇代替乙醇作為氯甲基化反應(yīng)產(chǎn)物的 沉淀劑；(5) N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、 N， N-二乙基乙酰胺(DMAc)或 N-甲基吡咯烷酮(NMP)代替二甲亞砜(DMSO)作為季銨化反應(yīng)溶劑；(6) 三丙胺或三丁胺代替三乙胺作為胺化試劑；(7)用流延法代替澆鑄法；(8)成 膜溫度在40-100。C時(shí)。 實(shí)施例7:將1重量單位的聚芳砜(PASF)溶于11重量單位的1， 2-二氯乙烷中， 加入0. 05重量單位的鋅粉，0.1重量單位的三氟甲磺酸，再加入l重量單位 的氯甲醚，在30°C下攪拌6小時(shí)；將上述混合物倒入乙醇中使產(chǎn)物沉淀出來(lái)， 將沉淀物用水洗滌、干燥并打碎后溶于30重量單位的N， N-二乙基乙酰胺 (DMAc)，在上述溶液中加入0.3重量單位的三丙胺，在50。C下攪拌反應(yīng)8 小時(shí)；將上述反應(yīng)液用流延法于8(fC干燥成膜，即得陰離子交換膜。 上述氯甲基化步驟與季銨化步驟的溶液濃度不影響反應(yīng)及產(chǎn)物性能。 本實(shí)施例中采用以下替代條件均可得到性質(zhì)類似的膜(1)聚砜(PSF)、 酚酞型聚醚砜(PES-C)或聚醚醚酮(PEEK)代替聚芳砜(PASF); (2) 1， l-二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷或甲苯代替1， 2-二氯乙烷作為氯甲基反應(yīng)溶劑； (3)鋁粉代替鋅粉，三氟乙酸、3， 3， 3-三氟丙酸或2， 3， 4， 5-四氟苯甲酸 代替三氟甲磺酸作為催化劑；(4)甲醇代替乙醇作為氯甲基化反應(yīng)產(chǎn)物的沉 淀劑；(5)N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、 N-甲基吡咯烷酮(NMP)或二甲亞砜 (DMSO)代替N， N-二乙基乙酰胺(DMAc)作為季銨化反應(yīng)溶劑；(6)三 乙胺或三丁胺代替三丙胺作為胺化試劑；(7)用澆鑄法代替流延法；(8)成膜 溫度在40-100。C時(shí)。實(shí)施例8:將1重量單位的酚酞型聚醚砜(PES-C)溶于12重量單位的氯仿中，加 入0.5重量單位的鋁粉，l重量單位的3， 3， 3-三氟丙酸，再加入5重量單 位的氯甲醚，在30。C下攪拌6小時(shí)；將上述混合物倒入乙醇中使產(chǎn)物沉淀出 來(lái)，將沉淀物用水洗滌、干燥并打碎后溶于20重量單位的二甲亞砜(DMSO)， 在上述溶液中加入0.5重量單位的三丁胺，在50。C下攪拌反應(yīng)8小時(shí)；將上 述反應(yīng)液用澆鑄法于60°C干燥成膜，即得陰離子交換膜。上述氯甲基化步驟與季銨化步驟的溶液濃度不影響反應(yīng)及產(chǎn)物性能。 本實(shí)施例中采用以下替代條件均可得到性質(zhì)類似的膜(1)聚砜(PSF)、 聚芳砜(PASF)或聚醚醚酮(PEEK)代替酚酞型聚醚砜(PES-C); (2) 1， 2-二氯乙烷、1， l-二氯乙垸、二氯甲烷或甲苯代替氯仿作為氯甲基反應(yīng)溶劑； (3)鋅粉代替鋁粉，三氟乙酸、三氟甲磺酸或2， 3， 4， 5-四氟苯甲酸代替3， 3， 3-三氟丙酸作為催化劑；(4)甲醇代替乙醇作為氯甲基化反應(yīng)產(chǎn)物的沉淀 齊IJ; (5)N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、 N， N-二乙基乙酰胺(DMAc)或N-甲 基吡咯烷酮(NMP)代替二甲亞砜(DMSO)作為季銨化反應(yīng)溶劑；(6)三 乙胺或三丙胺代替三丁胺作為胺化試劑；(7)用流延法代替澆鑄法；(8)成膜 溫度在40-100°C時(shí)。 實(shí)施例9:將1重量單位的聚醚醚酮(PEEK)溶于7重量單位的甲苯中，加入0. 1 重量單位的鋅粉，0.4重量單位的三氟乙酸，再加入l重量單位的氯甲醚，在 30。C下攪拌6小時(shí)；將上述混合物倒入甲醇中使產(chǎn)物沉淀出來(lái)，將沉淀物用 水洗滌、干燥并打碎后溶于10重量單位的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，在上 述溶液中加入0.3重量單位的三乙胺，在70°C下攪拌反應(yīng)15小時(shí)；將上述 反應(yīng)液用流延法于60°C干燥成膜，即得陰離子交換膜。上述氯甲基化步驟與季銨化步驟的溶液濃度不影響反應(yīng)及產(chǎn)物性能。本實(shí)施例中采用以下替代條件均可得到性質(zhì)類似的膜(1)聚砜(PSF)、聚芳砜(PASF)或酚酞型聚醚砜(PES-C)代替聚醚醚酮(PEEK); (2) 1，2-二氯乙烷、1， l-二氯乙烷、氯仿或二氯甲烷代替甲苯作為氯甲基反應(yīng)溶劑;(3)鋁粉代替鋅粉，三氟甲磺酸、3， 3， 3-三氟丙酸或2， 3， 4， 5-四氟苯甲 酸代替三氟乙酸作為催化劑；(4)乙醇代替甲醇作為氯甲基化反應(yīng)產(chǎn)物的沉 淀劑；(5) N， N-二乙基乙酰胺(DMAc)、 N-甲基吡咯垸酮(NMP)或二甲 亞砜(DMSO)代替N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作為季銨化反應(yīng)溶劑；(6)三 丙胺或三丁胺代替三乙胺作為胺化試劑；(7)用澆鑄法代替流延法；(8)成膜 溫度在40-100。C時(shí)。
權(quán)利要求
1. 一種聚合物陰離子交換膜的制備方法，包括以下步驟聚合物的氯甲基化產(chǎn)物的制備將1重量單位的主鏈上含有苯環(huán)、并且苯環(huán)之間有醚鍵相連的聚合物溶于溶劑中，加入0.05至0.5重量單位的金屬鋅或鋁粉末和0.1至1重量單位的含氟有機(jī)酸作為催化劑，再加入1至5重量單位的氯甲醚，在20至50℃下攪拌反應(yīng)2至20小時(shí)；將上述反應(yīng)溶液倒入低級(jí)醇中，析出淡黃色塊狀沉淀；將該沉淀用大量水反復(fù)洗滌多次后打碎并烘干，得到粉末狀聚合物的氯甲基化產(chǎn)物；聚合物的氯甲基化產(chǎn)物的季銨化將1重量單位上述氯甲基化產(chǎn)物溶解于溶劑中得到聚合物的氯甲基化產(chǎn)物溶液；將三甲胺水溶液加熱汽化，將三甲胺氣體經(jīng)過(guò)堿性干燥劑干燥后通入上述聚合物的氯甲基化產(chǎn)物溶液中，通氣時(shí)間不少于5分鐘得到聚合物的氯甲基化產(chǎn)物的季銨化溶液；或在上述聚合物的氯甲基化產(chǎn)物溶液中加入0.3至0.5重量單位的液態(tài)低級(jí)胺，在40至70℃下攪拌反應(yīng)2至15小時(shí)得到聚合物的氯甲基化產(chǎn)物的季銨化溶液；成膜將氯甲基化產(chǎn)物的季銨化溶液涂鑄成膜，并在40至100℃下烘干，即得聚合物陰離子交換膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述聚合物陰離子交換膜制備方法，其特征是所述 主鏈上含有苯環(huán)、并且苯環(huán)之間有醚鍵相連聚合物包括聚砜、聚芳砜、酚酞 型聚醚砜或聚醚醚酮。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述聚合物陰離子交換膜制備方法，其特征是 所述氯甲基化步驟所用的溶劑包括1， 2-二氯乙烷、1， l-二氯乙垸、氯仿、 二氯甲垸或甲苯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述聚合物陰離子交換膜制備方法，其特征是 所述含氟有機(jī)酸催化劑包括三氟乙酸、三氟甲磺酸、3， 3， 3-三氟丙酸或2， 3， 4， 5-四氟苯甲酸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述聚合物陰離子交換膜制備方法，其特征是 所述低級(jí)醇包括甲醇或乙醇。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述聚合物陰離子交換膜制備方法，其特征是所述季銨化步驟所用的溶劑包括N， N-二甲基甲酰胺、N， N-二乙基乙酰胺、 N-甲基吡咯烷酮或二甲亞砜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述聚合物陰離子交換膜制備方法，其特征是所述液態(tài)低級(jí)胺包括三乙胺、三丙胺或三丁胺。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述聚合物陰離子交換膜制備方法，其特征是所述涂鑄成膜的方法為澆鑄法或流延法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚合物陰離子交換膜的制備方法。該方法包括聚合物的氯甲基化，季銨化和成膜的步驟。特征是采用金屬鋅或鋁粉末和含氟有機(jī)酸作為混合催化劑對(duì)主鏈上含苯環(huán)、并且苯環(huán)之間有醚鍵相連的聚合物進(jìn)行高效的氯甲基化接枝；然后通過(guò)氣-液或液-液反應(yīng)對(duì)氯甲基化聚合物進(jìn)行季銨化，例如將三甲胺氣體通入到氯甲基化聚合物溶液中進(jìn)行季銨化反應(yīng)；再涂鑄成膜獲得季銨化陰離子交換膜。本發(fā)明方法簡(jiǎn)便、高效，所得到的這種聚合物陰離子交換膜具有高的離子交換容量和高的化學(xué)與熱穩(wěn)定性，而且膜的機(jī)械性能優(yōu)越。
文檔編號(hào)C08L81/06GK101274226SQ20081004759
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者盧善富, 林 莊, 婧 潘, 陸君濤, 黃愛賓 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)