侧链含氨基的酚酞聚醚砜的制备及性质

针对高分子分离膜材料中普遍存在的耐氯氧化、抗污染问题，研究酚酞聚醚砜的亲水化改性方法。用含叔胺基团的酚酞与二氯二苯聚合制备新型的侧链含叔胺基团的新型酚酞聚醚砜。叔胺基团具有较高的反应活性，因此，对所制备的叔胺酚酞聚醚砜进行化学修饰，可以获得各种含季铵基团、两性离子基团的新型的高性能材料。也可通过分离膜表面的化学反应，在超滤膜的表面进行化学修饰。聚醚砜本身具有良好的耐氯氧化性能，而含季铵阳离子、两性离子的聚合物又具备良好的抗污染性能。因此，本项目的研究不仅为聚醚砜的亲水化改性提供了一个新的、方便有效的方法及路线，并有望获得多种具有自主知识产权的、高性能的功能高分子材料。

研究发展了聚醚砜官能化改性新方法。采用酚酞化合物，通过简便的反应，合成了含-NH，-CH2CH2CH2NMe3, -CH2CH2OH基团的酚酞单体。制备了侧链含有叔胺、羟基、磺酸、季铵、两性离子基团的新型聚醚砜。为聚醚砜改性及新型聚合物的设计与制备提供了有效途径。采用相转化方法，制备了侧链含有两性离子的不对称超滤膜。超滤膜显示了优良的抗污染性能。动态抗污染实验显示，膜的水通量回复率，径3次过滤实验后，可达到95%。侧链含有叔胺基团的聚醚砜进一步与碘甲烷反应，生成侧链含季铵基团的阴离子交换膜。从分解机理的角度研究薄膜的碱稳定性与分子结构之间的关系。该合成路线避免了传统制备阴离子交换膜使用氯甲醚（高毒、强致癌）的方法，提高了阴离子交换膜的溶解加工性能。通过对含有NH官能团的cardo聚醚砜进行磺烷基化修饰，简便的制备了带有磺化脂肪侧链的cardo聚醚砜。得到的聚合物有良好的溶解度、成膜性、低的吸水率和溶胀率、及较高的导电率。研究发现，IEC对质子导电率的贡献要大于侧链长度的影响。合成了新型的侧链含有带正电荷的季铵基团，主链含有带负电荷的磺酸基团的两性离子聚合物。制备的膜具有优越的机械性能、较高的热稳定性。季铵基团的引入大大地降低了膜的吸水率，提高了抗溶胀能力。膜在室温下表现出较低的甲醇透过率，约为Nafion膜的甲醇透过率的五到二十分之一。同时表现出较高的选择性系数。