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专利号: 2015108358635
申请人: 天津工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机高分子化合物;其制备或化学加工;以其为基料的组合物
更新日期:2023-09-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种磺酸型聚偏氟乙烯接枝聚(α-甲基苯乙烯)共聚物质子交换膜的制备方法,其特征在于包含以下步骤:①将聚偏氟乙烯用碱处理;

②将碱处理后的聚偏氟乙烯膜依次放入质量分数25%的过氧化氢水溶液、0.5mol/L的硫酸水溶液中各煮沸30分钟,用去离子水洗至中性、烘干;

③将烘干后的聚偏氟乙烯膜放入溶剂中室温溶胀;

④将溶胀后的聚偏氟乙烯膜放入异丙醇/水的混合溶剂中,加入α-甲基苯乙烯及其共聚单体,在引发剂的引发下于50~60℃接枝聚合60~70小时,清洗、干燥,得到接枝改性的聚偏氟乙烯膜;

⑤将接枝后的聚偏氟乙烯膜放入溶剂中室温溶胀;

⑥将溶胀后的接枝聚偏氟乙烯膜在浓硫酸中于60~70℃反应5~7小时,清洗、干燥,得到磺酸型聚偏氟乙烯接枝聚(α-甲基苯乙烯)共聚物的质子交换膜; 其中,步骤④中的α-甲基苯乙烯共聚单体为丙烯腈、甲基丙烯腈或苯乙烯的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤①中,所用的碱为氢氧化钠或氢氧化钾一种,所用的处理工艺为:将聚偏氟乙烯膜浸入含3mg/mL四丁基溴化胺的1.5mol/L氢氧化物/乙醇溶液中于60℃反应30分钟; 氢氧化钠与聚偏氟乙烯的摩尔比为10~1。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤①中,所用的碱为原硅酸钠或原硅酸钾的一种,所用的处理工艺为:将原硅酸盐溶于含质量分数3%水的N-甲基吡咯烷酮中,再加入聚偏氟乙烯粉末,于60℃搅拌2小时,成膜,烘干; 原硅酸盐的用量为聚偏氟乙烯质量的5~40%。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤③中,所用的溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷的一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤③中,所用的溶胀时间为0.5~5小时。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤④中,所使用的混合溶剂中异丙醇与水的体积比为1~5。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤④中,所使用的α-甲基苯乙烯与丙烯腈摩尔比为3∶2,二者体积之和占溶液总体积的23~80%。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤⑤中,所用的溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷的一种。

9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤⑤中,所用的溶胀时间为0.5~5小时。

10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤④中,所使用的α-甲基苯乙烯共聚单体为丙烯腈。

11.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤①中,氢氧化钠与聚偏氟乙烯的摩尔比为10~5。

12.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于步骤①中,原硅酸盐的用量为聚偏氟乙烯质量的15~25%。

13.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于步骤③中,所用的溶剂为三氯甲烷。

14.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于步骤③中,所用的溶胀时间为2~3小时。

15.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于步骤④中,所使用的混合溶剂中异丙醇与水的体积比为2~3。

16.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于步骤④中,所使用的α-甲基苯乙烯与丙烯腈摩尔比为3∶2,二者体积之和占溶液总体积的70~80%。

17.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于步骤⑤中,所用的溶剂为三氯甲烷。

18.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于步骤⑤中,所用的溶胀时间为2~3小时。