直接交联型质子交换膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种直接交联型质子交换膜的制备方法，将磺化二卤代物、非磺化二卤代物、二羟基化合物及交联剂加入到配备有搅拌装置、油水分离器及回流冷凝管、恒压滴液漏斗及氮气进出口的四口烧瓶中，加入非质子型极性有机溶剂，待完全溶解后，加入碳酸钾，然后加入无水甲苯，升温反应4-6小时，除去反应中产生的水，然后升温至150-190℃反应4-30小时，降温后，用非质子型极性有机溶剂稀释并倒入水或丙酮或乙醇中，析出纤维状产物，经过滤、水洗后，烘干，得直接交联型的磺化聚合物产物；将所得产物溶于非质子型极性有机溶剂中，经浇铸，干燥后，经酸交换得到质子型聚合物膜。该方法工艺简单，制得物水稳定好、导电率高。

主权项

1.一种直接交联型质子交换膜的制备方法，其步骤为：将充分干燥的磺化二卤代物、非磺化二卤代物、二羟基化合物及交联剂按比例加入到配备有搅拌装置、油水分离器及回流冷凝管、恒压滴液漏斗及氮气进出口的四口烧瓶中，加入非质子型极性有机溶剂，待完全溶解后，加入相对于羟基摩尔数过量10-30％的碳酸钾，然后加入无水甲苯，升温至110-140℃反应4-6小时，反应中产生的水通过与甲苯恒沸而去除，然后升温至150-190℃反应4-30小时，降温后，用非质子型极性有机溶剂稀释并缓慢倒入水或丙酮或乙醇中，析出纤维状产物，经过滤、水洗后，于80-140℃烘干，得直接交联型的磺化聚合物产物；将所得的磺化聚合物产物溶于非质子型极性有机溶剂中，浇铸于玻璃平板上，干燥后，经酸交换得到质子型聚合物膜；所述的磺化二卤代物占所有卤代化合物的摩尔比为10-90％；所述的交联剂的含量为1-30％；所述的反应用非质子型极性有机溶剂为二甲亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮及N，N-二甲基乙酰胺中的一种；其中，所述的磺化二卤代物(I)包括以下的结构：式(I)中，X为F；式(I)中，-Y-的结构如下：M为Na，所述的非磺化二卤化合物的结构如下：式(II)中，X为F，式(II)中，-Y-的结构如下：所述的含二羟基化合物的结构如下：式(III)中，-X-的结构如下：所述的交联剂为多羟基化合物的结构如下：式(V)中，Ar₁的结构如下：