专利名称：一种具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质及其合成方法
技术领域：
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质及其合成方法。
背景技术：
聚电解质(polyelectrolyte)又称高分子电解质,是指在主链或侧链中带有许多能电离的离子性基团的高分子。与非离子聚合物相比，聚电解质具有很好的亲水性和带电性，而且在水中有很好的稳定性。在各种离子型聚合物中，人们对两性聚电解质有着浓厚的兴趣，这不仅是因为它在离子交换、废水处理、重金属螯合和化妆品等诸多领域有着广泛应用；更为重要的是，许多天然存在的生物分子(如蛋白质)本身就是两性聚电解质。因此，两性聚电解质的合成及性能研究成了人们关注的热点。由于嵌段共聚物具有自组装为单元尺寸的高规整序列结构的潜力，因此正引起人们的广泛兴趣。在嵌段共聚物中，两种或更多的均聚物链在其链端形成共价键。经过适当的热平衡作用，不同嵌段链之间的分子连接作用及其相互作用可导致一系列微相分离形态的形成。外界面的存在对形成的微域形态影响很大，特别在薄膜中，由于含较低界面能量的组分可以在各自的界面上积累，进而使微域排成直行。当薄膜厚度与平衡时层间距不成比例，在薄层表面由于成核作用形成孔洞或岛状结构，以调节此处的薄层厚度，使之达到最佳量子值。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质及其合成方法，合成的多嵌段共聚物聚电解质具有很强的力学性能，可以用作燃料电池质子导电隔膜，也可用作高性能分离膜材料。
样处理厂的告知系统为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
一种具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质，组成结构为C-U-L1-(_Aa_Bb)n_]t—L2- [- (-Cc_Dd_) m-L3] k} s —，其中一[-L1-(-Aa-Bb) n_] t —包含憎水聚合物 M 部分，一[-(-C。-DdJm-LJk-包含亲水聚合物N部分；A、C为苯基、奈基，三苯基、苯氰基或一Arl—Rl—Ar2—，其中 Rl 为一C(O)―，一S(O)2--, —P(O) (C6H5)―，—C(O)-Ar-C(0) — *—C(0)—Ar4—S(0)2—，Arl，Ar2, Ar3, Ar4 为芳香基团或取代芳香基团，A，C相同或不同；
B, D 为一O—Ar5一R2一Ar6一O—, R2 为单个共价键，环烧经 C2H2n_2，
权利要求
1.一种具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质，其特征在于，组成结构为:—{[-L1-(-Aa-Bb)n-] t—L2-[- (-Cc-DdJm-L3] J s—，其中一[-L1-(-Aa-Bb)n_] t —包含憎水聚合物M部分，-[-(-Cc-DdJm-L3Jk-包含亲水聚合物N部分；A、C为苯基、奈基，三苯基、苯氰基或一Arl—Rl—Ar2—，其中 Rl 为一C (O) ―，—S (O)2-, —P (O) (C6H5) ―，-C(O)-Ar—C (O) —或一C (O) — Ar4—S(O)2-,Arl，Ar2, Ar3, Ar4 为芳香基团或取代芳香基团，A,C相同或不同； B, D 为一O—Ar5一R2一Ar6一O—, R2 为单个共价键，环烧经 C2H2n_2，
2.根据权利要求1所述的具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质，其特征在于:所述憎水聚合物M部分是芳香类，为聚芳醚酮、聚芳醚砜、聚芳醚或聚苯撑，这类链段的数均分子量在3000-8000之间，聚合度为4-20之间；所述亲水聚合物N部分是芳香类，为聚芳醚酮、聚芳醚砜、聚芳醚或聚苯撑，这类链段的数均分子量在3000-8000之间，聚合度为4-20之间；所述亲水聚合物N部分还包含一类带有亲水离子基团的单体，所述单体带有季铵碱基团+NR4OH-或季磷碱基团+PR4OH-。
3.合成权利要求1所述的具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤I)先制备设定分子量的憎水聚合物M部分； 步骤2)然后再制备设定分子量的亲水聚合物N部分； 步骤3)将步骤I)制备好的憎水聚合物M部分加入到步骤2)中制备好的亲水聚合物N部分中，进行下一步反应即得具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质。
4.合成权利要求1所述的具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质可以用作高性能分离膜材料，如用作水处理方面的具有高通量、高截留率的的纳滤、反渗透、微滤与超滤等膜材质。
5.合成权利要求1所述的具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质可以用作碱性燃料电池用的OH阴离子导电隔膜。
6.在涂布制备碱性燃料电池电极时，合成权利要求1所述的具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质可以作为涂 布所用墨水中的导电组分。
全文摘要
本发明公开了一种具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质、合成方法及其应用，所述具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质组成结构为--{[-L1-(-Aa-Bb)n-]t--L2-[-(-Cc-Dd-)m-L3]k}s--，合成步骤为步骤1)制备设定分子量的憎水聚合物M部分；步骤2)制备设定分子量的亲水聚合物N部分；步骤3)将步骤1)制备的憎水聚合物M部分加入到步骤2)制备的亲水聚合物N部分中，进行反应即得。本发明合成的具有两亲性的碱性嵌段共聚物聚电解质具有很好的成膜性，可用作水处理方面的膜材料，如用作水处理方面的具有高通量、高截留率的纳滤、反渗透、微滤与超滤等膜材质；也可用作碱性燃料电池的OH阴离子导电隔膜，还可用作气体脱湿膜。
文档编号B01D71/80GK103214677SQ20131016091
公开日2013年7月24日 申请日期2013年5月6日 优先权日2013年5月6日
发明者曹曙光 申请人:曹曙光