专利名称：磺化聚酰亚胺质子传输膜的合成方法
技术领域：
本发明属于磺化聚酰亚胺质子传输膜的合成方法。
背景技术：
聚合物电解质燃料电池(PEFCs)已经被看作有潜力的动力资源为交通运输和其它应用需要清洁，安静和轻便的能源。PEFCs最重要的组成部分是聚合物电解质膜本身。磺化全氟聚合物膜Nafion以其较高的电导率和稳定性几乎是目前唯一被用在PEFCs系统中的质子传输膜。然而，它昂贵的价格以及较高的甲醇渗透性严重限制了其在直接甲醇型燃料电池的应用。近几年基于磺化的聚酰亚胺质子传输膜以其优异的机械性能，热性能以及较好的阻甲醇透过性而引起了广泛的注意(S.Faure，US Pat 6245881，Y.Woo，J.MembraneSci.，2003，220，31和W.Essafi，Macromolecules 2004，37，1431)。其中一些磺化聚酰亚胺的质子传导性能已经接近商品化的Nafion膜，显示了其在甲醇型燃料电池领域内非常好的应用前景。但是目前所研究的大部分局限在基于市售的1，1’，8，8’-萘四酸二酐的磺化聚酰亚胺的合成上。而其较差的溶解性限制了磺化聚酰亚胺膜的使用及其性能的进一步提高，虽然其耐水解性好于普通的聚酰亚胺，但其膜的水稳定性寿命还有待于进一步提高以满足燃料电池的基本使用要求。而有关桥联型萘酸酐的磺化聚酰亚胺则没有见到相关的报导。
发明内容
本发明的目的是提供一种磺化聚酰亚胺质子传输膜的合成方法。
聚合物体系中所含磺酸根的质子氢可以在水存在的条件下解离，成为自由运动的质子，因而聚合物膜可以导电，由于其二酐部分为桥联型，具有较高的电负性，因此聚酰亚胺的水稳定性得到了一定的提高，聚合物一般都可溶于N-甲基吡咯烷酮或酚类溶剂。
化学反应过程如下 式中，X的范围是0.1-0.9；其中二酸 酐可以为以下结构二酐的任意一种； 4，4’-联萘-1，1’，8，8’-四酸二酐 4，4’-(4”，4-二氧基-二苯基异丙烷)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐
4，4’-(4”，4-二巯基-二苯砜)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐 4，4’-(4”，4-二巯基苯)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐 4，4’-(4”，4-二氧基苯)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐 4，4’-(3”，3-二氧基苯)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐磺化的二胺H2N-R1-NH2为以下结构二胺的任意一种； 4，4’-二氨基二苯甲烷-2，2’-二磺酸 4，4’-二氨基-3，3’-二甲基二苯甲烷-2，2’-二磺酸 4，4’-二氨基-2，2’3，3’-二甲基二 4，4’-二氨基-2，2’-二甲基联苯-2，2’-苯甲烷-2，2’-二磺酸 二磺酸
4，4’-二氨基-3，3’-二甲基联苯 4，4’-二氨基联苯-3，3’-二磺酸-2，2’-二磺酸 2，6’-二氨基-1，3，5-三甲苯磺酸3，5-二氨基苯磺酸 4，4’-二氨基二苯醚-2，2’-二磺酸 3，4’-二氨基二苯醚-2，3’-二磺酸 4，4’-二氨基-1”，3”-二苯氧基 3，3’-二氨基-1”，3”-二苯氧基苯苯-5”-磺酸 -5”-磺酸 9，9’-双(4-氨基苯基)芴-2，7’-二 4，4’-二氨基-4”，4-二苯氧基联磺酸 苯-3”，3-二磺酸 4，4’-二氨基-1”，4”-二苯氧基-苯4，4’-二氨基-4”，4-二苯 -2”-磺酸氧基-二苯基异丙烷-5”，5-二磺酸普通的二胺H2N-R2-NH2为以下结构二胺的任意一种； 4，4’-二氨基二苯甲烷 4，4’-二氨基-3，3’-二甲基二苯甲烷 4，4’-二氨基-2，2’3，3’-二甲基二苯甲烷 4，4’-二氨基-2，2’-二甲基联苯 4，4’-二氨基-3，3’-二甲基联苯4，4-二氨基-2，2’-双三氟甲基联苯 2，6-二氨基-1，3，5-三甲苯间苯二胺 4，4’-二氨基二苯醚3，4’-二氨基二苯醚 4，4’-二氨基-1”，3”-二苯氧基 3，3’-二氨基-1”，3”-二苯氧基苯苯
4，4’-二氨基-4”，4-二苯氧基9，9’-双(4-氨基苯基)芴 联苯 4，4’-二氨基-4”，4-二苯氧 4，4’-二氨基-1”，4”-二苯氧基苯基-二苯基异丙烷制备步骤如下将桥联的萘四酸二酐、磺化的二元胺、普通二元胺、脱水催化剂和叔氨加入到氮气保护的酚类溶剂中，升温到60-80℃搅拌反应1-2h，再升温到160℃-200℃聚合反应4h-20h，反应冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥，将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。其室温电导率一般在0.1S.cm-1-0.3S.cm-1之间。
本发明所用溶剂为苯酚、混合甲酚、对氯酚或N-甲基吡咯烷酮；所述脱水催化剂为苯甲酸、喹啉或异喹啉，其用量为二酸酐的1-1.5倍；所述叔胺为三乙胺、三丁胺、吡啶或吡咯，其用量为磺化二元胺的2-2.5倍；所述起始反应温度为60-80℃，时间为1-2h；最终反应温度为160℃-200℃，反应时间为4-20小时。
具体实施例方式
实施例1将4，4’-联萘-1，1’，8，8’-四酸二酐0.1mol(39.4g)、4，4’-二氨基二苯甲烷-2，2’-二磺酸0.01mol(3.58g)、4，4’-二氨基二苯甲烷0.09mol(17.8g)、苯甲酸0.12mol(12.2g)和三乙胺0.2mol(20g)加入到氮气保护的混合甲酚900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜，其室温时100％湿度的导电率为0.062S.cm-1。
实施例2将4，4’-(4”，4-二氧基-二苯基异丙烷)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(62.1g)、4，4’-二氨基-3，3’-二甲基二苯甲烷-2，2’-二磺酸0.09mol(34.8g)、4，4’-二氨基-3，3’-二甲基二苯甲烷0.01mol(22.6g)、苯甲酸0.13mol(15.9g)和三丁胺0.22mol(31.5g)加入到氮气保护的混合甲酚900ml中，升温到80℃搅拌反应1.5h，再升温到160℃聚合反应24h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜，其室温时100％湿度的导电率为0.12S.cm-1。
实施例3将4，4’-(4”，4-二巯基-二苯砜)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(67.5g)、4，4’-二氨基-2，2’3，3’-二甲基二苯甲烷-2，2’-二磺酸0.05mol(20.7g)、4，4’-二氨基-2，2’3，3’-二甲基二苯甲烷0.05mol(12.7g)、苯甲酸0.15mol(18.3g)和吡啶0.21mol(16.6g)加入到氮气保护的混合甲酚900ml中，升温到60℃搅拌反应1h，再升温到180℃聚合反应10h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜，其室温时100％湿度的导电率为0.09S.cm-1。
实施例4将4，4’-(4”，4-二巯基苯)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(53.5g)、4，4’-二氨基-2，2’-二甲基联苯-2，2’-二磺酸0.03mol(11.2g)、4，4’-二氨基-2，2’-二甲基联苯0.07mol(14.9g)、喹啉0.15mol(19.4g)和吡咯0.22mol(14.8g)加入到氮气保护的混合甲酚900ml中，升温到70℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应12h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，最后将其放入盐酸中浸泡8h，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜，其室温时100％湿度的导电率为0.2S.cm-1。
实施例5将4，4’-(4”，4-二氧基苯)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(50.2g)、4，4’-二氨基-3，3’-二甲基联苯-2，2’-二磺酸0.05mol(18.6g)、4，4’-二氨基-3，3’-二甲基联苯0.05mol(10.6g)、喹啉0.15mol(19.4g)和三乙胺0.2mol(20g)加入到氮气保护的混合甲酚900ml中，升温到70℃搅拌反应1h，再升温到200℃聚合反应6h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，最后将其放入盐酸中浸泡9h，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜，其室温时100％湿度的导电率为0.04S.cm-1。
实施例6将4，4’-联萘-1，1’，8，8’-四酸二酐0.1mol(39.4g)、4，4’-二氨基联苯-3，3’-二磺酸0.07mol(24.2g)、4，4’-二氨基-2，2’-双三氟甲基联苯0.03mol(9.6g)、喹啉0.12mol(15.5g)和三乙胺0.2mol(20g)加入到氮气保护的对氯酚900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到200℃聚合反应4h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜，其室温时100％湿度的导电率为0.3S.cm-1。
实施例7将4，4’-联萘-1，1’，8，8’-四酸二酐0.1mol(39.4g)、2，6-二氨基-1，3，5-三甲苯磺酸0.07mol(6.9g)、2，6-二氨基-1，3，5-三甲苯0.03mol(4.5g)、苯甲酸0.1mol(12.2g)和三乙胺0.2mol(20g)加入到氮气保护的对氯酚900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到200℃聚合反应24h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
实施例8
将4，4’-(4”，4-二巯基-二苯砜)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(67.5g)、3，5-二氨基苯磺酸0.09mol(16.9g)、间苯二胺0.01mol(1.1g)、喹啉0.12mol(15.5g)和三乙胺0.21mol(21g)加入到氮气保护的对氯酚900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
实施例9将4，4’-(4”，4-二巯基苯)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(53.5g)、4，4’-二氨基二苯醚-2，2’-二磺酸0.03mol(10.8g)、4，4’-二氨基二苯醚0.07mol(14.0g)、苯甲酸0.1mol(12.2g)和三乙胺0.21mol(21g)加入到氮气保护的混合甲酚900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
实施例10将4，4’-(4”，4-二氧基苯)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(50.2g)、3，4’-二氨基二苯醚-2，3’-二磺酸0.04mol(14.4g)、3，4’-二氨基二苯醚0.06mol(12.0g)、苯甲酸0.1mol(12.2g)和吡啶0.2mol(15.8g)加入到氮气保护的N-甲基吡咯烷酮900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
实施例11将4，4’-(4”，4-二氧基-二苯基异丙烷)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(62.1g)、4，4’-二氨基-1”，3”-二苯氧基苯-5”-磺酸0.04mol(14.8g)、4，4’-二氨基-1”，3”-二苯氧基苯0.06mol(17.5g)、喹啉0.1mol(12.9g)和吡啶0.2mol(15.8g)加入到氮气保护的N-甲基吡咯烷酮900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
实施例12将4，4’-(4”，4-二巯基-二苯砜)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(64.5g)、3，3’-二氨基-1”，3”-二苯氧基苯-5”-磺酸0.04mol(14.9g)、3，3’-二氨基-1”，3”-二苯氧基苯0.06mol(17.5g)、喹啉0.1mol(12.9g)和吡啶0.2mol(15.8g)加入到氮气保护的N-甲基吡咯烷酮900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
实施例13将4，4’-(4”，4-二氧基-二苯基异丙烷)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(62.1g)、9，9’-双(4-氨基苯基)芴-2，7’-二磺酸0.04mol(20.3g)、4，4’-二氨基-4”，4-二苯氧基联苯0.06mol(22.1g)、异喹啉0.14mol(18.1g)和吡啶0.2mol(15.8g)加入到氮气保护的混合甲酚900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
实施例14将4，4’-联萘-1，1’，8，8’-四酸二酐0.1mol(39.4g)、4，4’-二氨基-4”，4-二苯氧基联苯-3”，3-二磺酸0.04mol(21.1g)、9，9’-双(4-氨基苯基)芴0.06mol(20.9g)、异喹啉0.14mol(18.1g)和吡啶0.2mol(15.8g)加入到氮气保护的混合甲酚900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
实施例15
将4，4’-(4”，4-二巯基苯)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(53.5g)、4，4’-二氨基-4”，4-二苯氧基-二苯基异丙烷-5”，5-二磺酸0.04mol(22.8g)、9，9’-双(4-氨基苯基)芴0.06mol(17.4g)、异喹啉0.14mol(18.1g)和吡啶0.2mol(15.8g)加入到氮气保护的混合甲酚900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
实施例16将4，4’-(4”，4-二巯基苯)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(53.5g)、4，4’-二氨基-1”，4-二苯氧基苯-2”-磺酸0.04mol(14.9g)、4，4’-二氨基-4”，4-二苯氧基-二苯基异丙烷0.06mol(24.6g)、异喹啉0.12mol(15.5g)和三乙胺0.2mol(20g)加入到氮气保护的混合甲酚900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
实施例17将4，4’-联萘-1，1’，8，8’-四酸二酐0.1mol(39.4g)、4，4’-二氨基-4”，4-二苯氧基联苯-3”，3-二磺酸0.04mol(21.1g)、4，4’-二氨基-1”，4”-二苯氧基苯0.06mol(17.5g)、异喹啉0.12mol(15.5g)和三乙胺0.2mol(20g)加入到氮气保护的混合甲酚900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
实施例18将4，4’-(3”，3-二氧基苯)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(50.2g)、9，9’-双(4-氨基苯基)芴-2，7’-二磺酸0.02mol(10.2g)、4，4’-二氨基二苯醚0.08mol(16.0g)、异喹啉0.15mol(19.4g)和三乙胺0.22mol(22g)加入到氮气保护的苯酚900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
实施例19将4，4’-(4”，4-二氧基-二苯基异丙烷)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐0.1mol(62.1g)、9，9’-双(4-氨基苯基)芴-2，7’-二磺酸0.03mol(15.3g)、9，9’-双(4-氨基苯基)芴0.07mol(24.4g)、异喹啉0.15mol(19.4g)和三乙胺0.22mol(22g)加入到氮气保护的苯酚900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
实施例20将4，4’-联萘-1，1’，8，8’-四酸二酐0.1mol(39.4g)、4，4’-二氨基二苯醚-2，2’-二磺酸0.05mol(18.0g)、4，4-二氨基-2，2’-双三氟甲基联苯0.05mol(16.0g)、苯甲酸0.1mol(12.2g)和三乙胺0.22mol(22g)加入到氮气保护的苯酚900ml中，升温到80℃搅拌反应2h，再升温到180℃聚合反应18h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
权利要求
1.一种磺化聚酰亚胺质子传输膜的合成方法，其化学反应过程如下 式中，X的范围是0.1-0.9；其中二酸酐 可以为以下结构二酐的任意一种； 4，4’-联萘-1，1’，8，8’-四酸二酐 4，4’-(4”，4-二氧基-二苯基异丙烷)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐 4，4’-(4”，4-二巯基-二苯砜)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐 4，4’-(4”，4-二巯基苯)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐 4，4’-(4”，4-二氧基苯)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐 4，4’-(3”，3-二氧基苯)-1，1’，8，8’-萘四酸二酐磺化的二胺H2N-R1-NH2为以下结构二胺的任意-种； 4，4’-二氨基二苯甲烷-2，2’-二磺酸 4，4’-二氨基-3，3’-二甲基二苯甲烷-2，2’-二磺酸 4，4’-二氨基-2，2’3，3’-二甲基二苯甲4，4’-二氨基-2，2’-二甲基联苯-2，2’-二磺烷-2，2’-二磺酸酸 4，4’-二氨基-3，3’-二甲基联苯-2，2’-4，4’-二氨基联苯-3，3’-二磺酸二磺酸 2，6’-二氨基-1，3，5-三甲苯磺酸3，5-二氨基苯磺酸 4，4’-二氨基二苯醚-2，2’-二磺酸 3，4’-二氨基二苯醚-2，3’-二磺酸 4，4’-二氨基-1”，3”-二苯氧基苯 3，3’-二氨基-1”，3”-二苯氧基苯-5”-磺酸 -5”-磺酸 4，4’-二氨基-4”，4-二苯氧基联苯9，9’-双(4-氨基苯基)芴-2，7’-二磺酸 -3”，3-二磺酸 4，4’-二氨基-4” ，4 -二苯氧 4，4’-二氨基-1”，4”-二苯氧基-苯基-二苯基异丙烷-5”，5-二磺酸 -2”-磺酸普通的二胺H2N-R2-NH2为以下结构二胺的任意一种； 4，4’-二氨基二苯甲烷4，4’-二氨基-3，3’-二甲基二苯甲烷 4，4’-二氨基-2，2’3，3’-二甲基二苯甲烷4，4’-二氨基-2，2’-二甲基联苯 4，4’-二氨基-3，3’-二甲基联苯4，4-二氨基-2，2’-双三氟甲基联苯 2，6-二氨基-1，3，5-三甲苯 间苯二胺 4，4’-二氨基二苯醚3，4’-二氨基二苯醚 4，4’-二氨基-1”，3”-二苯氧基3，3’-二氨基-1”，3”-二苯氧基苯苯 9，9’-双(4-氨基苯基)芴 4，4’-二氨基-4”，4-二苯氧基联苯 4，4’-二氨基-4”，4-二苯 4，4’-二氨基-1”，4”-二苯氧基苯氧基-二苯基异丙烷制备步骤如下将桥联的萘四酸二酐、磺化的二元胺、普通二元胺、脱水催化剂和叔氨加入到氮气保护的酚类溶剂中，先升温到60-80℃搅拌反应1-2h，再升温到160-200℃继续反应4-24h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥，将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，将其放入盐酸中浸泡8-10h，中和去除掉叔胺，然后取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜，室温电导率在0.1S.cm-1-0.3S.cm-1之间。
2.如权利要求1所述的一种磺化聚酰亚胺质子传输膜的合成方法，其特征在于，所述酚类溶剂为苯酚、混合甲酚、对氯酚或N-甲基吡咯烷酮。
3.如权利要求1所述的一种磺化聚酰亚胺质子传输膜的合成方法，其特征在于，所述脱水催化剂为苯甲酸、喹啉或异喹啉，其用量为二酸酐的1-1.5倍。
4.如权利要求1所述的一种磺化聚酰亚胺质子传输膜的合成方法，其特征在于，所述叔胺为三乙胺、三丁胺、吡啶或吡咯，其用量为磺化二胺的2-2.2倍。
全文摘要
本发明属于磺化聚酰亚胺质子传输膜的合成方法。将桥联的萘四酸二酐、磺化的二元胺、普通二元胺、脱水催化剂和叔氨加入到氮气保护的酚类溶剂中，升温到60－80℃搅拌反应1－2h，再升温到160－200℃聚合反应4－24h，冷却后沉入乙醇中，充分洗涤后干燥。将其溶解然后铺膜，干燥，再浸入到乙醇中充分洗涤，除去溶剂，将其放入盐酸中浸泡8－10h，中和去除掉叔胺，取出放入去离子水中反复浸泡数次，除去薄膜中过量的盐酸即可得棕黄色的聚酰亚胺质子传输膜。
文档编号H01M8/10GK1603354SQ20041001120
公开日2005年4月6日 申请日期2004年11月5日 优先权日2004年11月5日
发明者王震, 邓鹏飏, 刘长鹏, 高连勋 申请人:中国科学院长春应用化学研究所