侧链末端为磺酸根基团的磺化改性聚砜的制备及其阳离子交换膜的基本性能

采用两步一锅法，在聚砜(PSF)主链上键联了末端基为磺酸根基团的侧链，获得了疏水主链与磺酸根基团“微相分离”结构的磺化改性PSF。以氯乙基异氰酸酯(CEIC)为亲电试剂，使PSF主链上的苯环发生付-克烷基化反应，制得侧链含有活性基团―NCO的中间产物聚合物PSF-eic；通过活性基团―NCO与对羟基苯磺酸钠(HBSAS)生成氨基甲酸酯的较快速的反应，获得了侧链末端为磺酸根基团的磺化改性聚砜PSF-sas。 采用FT-IR、1H-NMR及紫外分光光度法对目标产物聚合物PSF-sas的化学结构进行了表征。以PSF-sas为膜材，采用流延法制备了PSF阳离子交换膜，测定了交换膜的基本性能，包括离子交换容量、吸水率及质子传导率。研究结果表明，在路易斯酸催化剂作用下，CEIC与PSF主链上苯环之间的付-克烷基化反应可顺利进行，生成中间聚合物产物PSF-eic；以强极性的二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂，反应24 h，PSF-eic分子链中乙基异氰酸酯(eic)的键合量可达2.43 mmol/g。在此基础上进行第2步反应，可得到磺酸根基团含量为2.23 mmol/g的目标产物PSF-sas，所制备的阳离子交换膜，具有高的离子交换容量,适当的吸水率与高的质子传导率。