专利名称：含侧基的聚醚砜及其制备方法和在气体分离膜中的应用的制作方法
技术领域：
本发 明属于高分子材料及其合成的技术领域，具体涉及四种含侧基的聚醚砜聚合物及用其制备气体分离膜。
背景技术：
聚砜类材料是应用广泛的一类膜材料，是膜材料研究的热点。聚砜类树脂是一类在主链上含有砜基和芳环的高分子化合物，主要有双酚A型聚砜、聚芳砜、聚醚砜、聚苯硫醚砜等。从结构上可以看出，砜基的两边都有苯环形成共轭体系，由于硫原子处于最高氧化状态，砜基两边高度共轭，所以其具有优良的抗氧化性、热稳定性和高温熔融稳定性。聚醚砜作为气体分离膜材料已经广泛应用于工业当中，这类分离膜的透过性能较低，不能令人满意。根据气体分子透过玻璃态聚合物的溶解渗透原理，较大的自由体积有利于气体分子的透过。因此将大体积侧基通过亲核取代反应引入聚醚砜的分子结构中，可以得到一系列新型聚醚砜材料，能够在保证较高的耐热性的基础上，提高气体透过性能。实验室的初步评价中多用致密的均质膜进行测试，实际应用中气体分离膜的形态多为由多孔支撑层和极薄的致密层组成的非对称性膜。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，设计并合成含侧基的聚醚砜材料并用于制备致密的或非对称性的气体分离膜。本发明首先采用《基于含羟基聚芳醚砜的有机_无机杂化材料的制备》(高等学校化学学报，2009，30，2534-2536)中介绍过的方法，用4-甲氧基苯基-对苯二酚与双氯单体进行缩聚反应合成了含甲氧基侧基的聚醚砜，并用吡啶盐酸盐进行去甲基化得到含羟基侧基的聚醚砜。本发明主要以含羟基侧基的聚醚砜为基础，与含活性卤素的单体通过亲核取代反应，制备出一系列含大体积侧基的聚醚砜聚合物。该聚合物是一类具有高热稳定性、良好成膜性以及较好的透过和选择性能的材料。本发明的含侧基的聚醚砜聚合物，是含三氟甲基侧基的聚醚砜或含苯甲酮侧基的聚醚砜，其结构式分别是
权利要求
1.一种含侧基的聚醚砜聚合物，其特征在于，所述的含侧基的聚醚砜聚合物，是含三氟甲基侧基的聚醚砜或含苯甲酮侧基的聚醚砜，其结构式分别是
2.—种权利要求1的含侧基的聚醚砜聚合物的制备方法，以摩尔比为1 2 5的含羟基侧基的聚醚砜和含活泼卤素的单体为反应物，以N，N-二甲基乙酰胺为溶剂，以甲苯为共沸脱水剂，所述的含活泼商素的单体，是2-氯-5-硝基三氟甲苯或4-氟二苯甲酮；将相当于含羟基侧基的聚醚砜中羟基物质的量0. 5倍的无水碳酸钾，10倍于反应物质量的溶齐U，溶剂体积20% 60%的共沸脱水剂放入装有机械搅拌和带水器的反应容器中，氮气保护下升温至共沸脱水剂回流，反应1 3小时，排除共沸脱水剂，升温至150 160°C继续反应2 6小时；将得到的聚合物在乙醇中析出，粉碎，洗涤，干燥，得到含三氟甲基侧基的聚醚砜或含苯甲酮侧基的聚醚砜。
3.一种含侧基的聚醚砜聚合物的用途，用于制备气体分离膜；所述的含侧基的聚醚砜聚合物，是含甲氧基侧基的聚醚砜、含羟基侧基的聚醚砜、含三氟甲基侧基的聚醚砜、含苯甲酮侧基的聚醚砜，其结构式分别是
4.按照权利要求3所述的含侧基的聚醚砜聚合物的用途，其特征在于，制备气体分离膜的具体过程是，将含侧基的聚醚砜聚合物、丁醇、良溶剂按质量比1 O 0.5 4 9 混合，搅拌12 24小时后把溶液倒在玻璃板上，用刮刀刮制成膜后在空气中静置30 60 秒，放入甲醇中，在聚合物析出成膜后，将膜在水中放置10 24小时，除去残余的溶剂和丁醇；放入真空烘箱中干燥，得到非对称的气体分离膜。
5.按照权利要求3或4所述的含侧基的聚醚砜聚合物的用途，其特征在于，所述的良溶齐U，是四氢呋喃或氯仿。
6.按照权利要求3或4所述的含侧基的聚醚砜聚合物的用途，其特征在于，所述的含侧基的聚醚砜聚合物，是含三氟甲基侧基的聚醚砜。
7.按照权利要求4所述的含侧基的聚醚砜聚合物的用途，其特征在于，所述的真空烘箱中干燥，是在100°C下干燥24小时。
全文摘要
本发明的含侧基的聚醚砜及其制备方法和在气体分离膜中的应用属于高分子材料及其合成的技术领域。所述的含侧基的聚醚砜是含甲氧基侧基的聚醚砜、含羟基侧基的聚醚砜、含三氟甲基侧基的聚醚砜、含苯甲酮侧基的聚醚砜。制备方法主要以含羟基侧基的聚醚砜为基础，与含活泼卤素的单体通过亲核取代反应，制备出一系列含大体积侧基的聚醚砜聚合物。将含侧基的聚醚砜聚合物配制成溶液，采用平板流延铺膜或刮刀刮制成膜方法制得气体分离膜。本发明的含侧基的聚醚砜材料具有高热稳定性、良好成膜性及较好的对气体的透过和选择性。
文档编号B01D53/22GK102174199SQ20111002575
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月24日 优先权日2011年1月24日
发明者刘佰军, 刘壮, 姜振华 申请人:吉林大学