專利名稱：基于溴化聚苯醚胍基化的均相陰離子交換膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于膜技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于溴化聚苯醚胍基化的均相陰離子交換膜的制備方法。
背景技術(shù)：
由于陰離子交換膜在海水(微咸水)脫鹽、自來水脫硬、電滲析、擴散滲析、電化學傳感及燃料電池等方面有著廣泛的應(yīng)用，其使用和開發(fā)一直受到人們的關(guān)注。均相陰離子膜由于其自身結(jié)構(gòu)中固定的離子交換基團與膜主體通過化學鍵連接的特點，具有結(jié)構(gòu)均勻、電阻小和性能穩(wěn)定等優(yōu)點，使其在電滲析和燃料電池領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。中國專利申請?zhí)?00810019008. 7公布了一種將帶芐基氯小分子和帶烷氧基硅烷的小分子共聚，加入小分子硅烷，再進行季銨化和溶膠-凝膠反應(yīng)得到涂膜液，然后將涂膜液涂覆在基體上，干燥熱固后制得陰離子交換膜的方法。采用這種方法制得的膜離子交換容量比較高，熱穩(wěn)定性良好。但是該膜的含水率低、柔韌性差，電導非常低，這些缺點極大地限制了該膜的應(yīng)用。中國專利申請?zhí)?00510123023. 2公布的一種陰離子交換膜的制備方法，通過傅-克反應(yīng)對高聚物進行商代?；芙庑纬设T膜液，靜置脫泡，在基體上成膜再將此膜在三級胺溶液中季銨化，干燥即得到均相陰離子交換膜。用該方法制備的均相陰離子交換膜盡管具有較高的離子交換含量，但是由于其電導較低，限制了它的使用。以上制備陰離子交換膜的方法在對膜實現(xiàn)功能化即使膜荷正電的過程中，都采用通過三甲胺對膜進行季銨化。由于三甲胺的堿性較差，因此存在膜的電導不高的缺點，同時由于三甲胺反應(yīng)后形成的季銨結(jié)構(gòu)存在霍夫曼降解和甲基氫降解，因此膜的穩(wěn)定性較差。 在堿性條件下存在較嚴重的降解，使得該膜的應(yīng)用尤其是在堿性燃料電池中的應(yīng)用受到了非常大的制約。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于溴化聚苯醚胍基化的均相陰離子交換膜的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。本發(fā)明基于溴化聚苯醚胍基化的均相陰離子交換膜的制備方法，其特征是將甲基溴化度為5% -100%的溴甲基化的聚(2，6-二甲基1，4-苯撐氧)(溴化聚苯醚)溶解在有機溶劑中，再按照溴化聚苯醚中所含溴甲基的摩爾量的0. 5-10倍加入有機小分子1，1,2, 3，3-五甲基取代胍，在0°C -100°C攪拌反應(yīng)6-48h，得到含有側(cè)鏈胍基的聚合物鑄膜液，然后將鑄膜液在基體上直接涂膜或者將鑄膜液在增強織物上涂膜，去除溶劑后，即得到陰離子交換膜。所述溴化聚苯醚由含溴甲基的重復單元及不含溴甲基的重復單元組成，其結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1. 一種基于溴化聚苯醚胍基化的均相陰離子交換膜的制備方法，其特征是將甲基溴化度為5%-100%的溴甲基化的聚(2，6_ 二甲基1，4_苯撐氧)或稱溴化聚苯醚溶解在有機溶劑中，再按照溴化聚苯醚中所含溴甲基的摩爾量的0. 5-10倍加入有機小分子1，1，2，3， 3-五甲基取代胍，在0°C -100°C攪拌反應(yīng)6-48h，得到含有側(cè)鏈胍基的聚合物鑄膜液，然后將鑄膜液在基體上直接涂膜或者將鑄膜液在增強織物上涂膜，去除溶劑后，即得到陰離子交換膜。所述溴化聚苯醚由含溴甲基的重復單元及不含溴甲基的重復單元組成，其結(jié)構(gòu)式為
2.如權(quán)利要求1所述基于溴化聚苯醚胍基化的均相陰離子交換膜的制備方法，特征在于所述基體選自聚乙烯膜、聚四氟乙烯板或玻璃板。
3.如權(quán)利要求1所述基于溴化聚苯醚胍基化的均相陰離子交換膜的制備方法，特征在于所述增強織物選用聚乙烯布、聚丙烯布、滌綸布、錦綸布、尼龍布或聚氯乙烯布。
4.如權(quán)利要求1所述基于溴化聚苯醚胍基化的均相陰離子交換膜的制備方法，特征在于所述涂膜的方法選用刮膜、噴灑、浸漬、流動或旋轉(zhuǎn)涂覆。
5.如權(quán)利要求1所述基于溴化聚苯醚胍基化的均相陰離子交換膜的制備方法，特征在于所述去除溶劑的方法可選用室溫揮發(fā)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)或者在30-130°C加熱烘干。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于溴化聚苯醚胍基化的均相陰離子交換膜的制備方法，特征是將甲基溴化度為5-100％的溴甲基化的聚(2，6-二甲基1，4-苯撐氧)即溴化聚苯醚溶解在有機溶劑中，按溴化聚苯醚中所含溴甲基摩爾量的0.5-10倍加入有機小分子1，1，2，3，3-五甲基取代胍，在0-100℃攪拌反應(yīng)6-48h，然后將鑄膜液在基體上直接涂膜或在增強織物上涂膜，去除溶劑后即得到陰離子交換膜。采用本發(fā)明方法可通過控制溴化聚苯醚的溴甲基取代度控制陰離子交換膜的性質(zhì)，從而可遴選出具有適當?shù)乃亢洼^高的離子交換含量、良好的熱穩(wěn)定性和機械強度、優(yōu)良的OH-傳導性和耐堿性的均相陰離子交換膜。
文檔編號C08L71/12GK102190810SQ20111005653
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者徐銅文, 林小城 申請人:中國科學技術(shù)大學