一种微孔膜增强全氟交联离子交换膜

摘要

本发明涉及到一种微孔膜增强全氟双重交联离子交换膜及其制备方法，属于功能高分子复合材料领域。该离子交换膜以全氟离子交换树脂填充微孔膜成，同时在全氟离子交换树脂分子间形成化学交联，加入的高价金属化合物与化学交联上的酸性交换基团形成物理键合交联双重网络结构。本发明制备的离子交换膜具较高尺寸稳定性及良好的机械强度。

主权项

1.一种微孔膜增强的双交联全氟离子膜，其特征在于：将全氟离子交换树脂填充到微孔膜中，同时全氟离子交换树脂分子间形成化学交联结构，且该化学交联结构上的酸性交换基团和高价金属化合物形成物理键合结构，从而形成双重交联网状结构，所述化学交联结构具有如下(I)结构的交联桥：其中，G₁＝CF₂或O，G₂＝CF₂或O，R_f是C₂-C₁₀全氟碳链；所述全氟离子交换树脂是由四氟乙烯、一种或几种含酸性交换基团的全氟烯单体和一种或几种含交联位点的全氟烯单体共聚形成，或为多种上述共聚物的混合物；所述含酸性交换基团的全氟烯单体选自(A)或(B)：CF₂＝CFO[CF₂CF(CF₃)]_fO(CF₂)_gSO₃Hf＝0或1；g＝2～4的整数    (A)CF₂＝CFO(CF₂)₃PO₃H₂       (B)所述含交联位点的全氟烯单体具有式(X)的结构：其中，Y₅独立地为Br或I；a’、b’、c’独立地为0或1，但a’+b’+c’≠0；X₁选自F、Br或I；n’为0或1；R_f5、R_f6独立地为全氟烷基；其中所述高价金属化合物的金属元素选自下列元素之一或组合：W、Zr、Ir、Y、Mn、Ru、Ce、V、Zn、Ti或La元素，且所述高价金属化合物选自这些金属元素的最高价态和中间价态的环糊精、冠醚、乙酰丙酮、乙二胺四乙酸、N，N二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的络合物；或选自这些金属元素的最高价态和中间价态的氢氧化物；或选自这些金属元素的最高价态和中间价态的具有钙钛矿结构的氧化物；所述具有钙钛矿结构的氧化物选自：Ce_xTi_(1-x)O₂、Ca_0.6La_0.27TiO₃、La_(1-y)Ce_yMnO₃或La_0.7Ce_0.15Ca_0.15MnO₃，其中x＝0.25～0.4、y＝0.1～0.4。