专利名称：碳氟聚合物材料及其合成方法
技术领域：
本发明涉及包含氟化主链和至少一个具有季铵基团的侧链的碳氟聚合物材料。本发明还涉及碳氟聚合物材料的合成方法。
背景技术：
阴离子交换膜(即对于阴离子是可渗透的膜或阴离子性膜)通常用于不同的领域，特别是用于含盐水脱盐的电渗析、工业用水和流出物的处理、氯-氢氧化钠工业以及电化学领域。特别地，一些具有季铵碱型基团的氢氧根离子交换膜具有足够用作碱性燃料电池 (AFC)用氢氧根离子交换电解质的离子电导率。这些膜还用作用于燃料电池的阳极或阴极催化层的导电粘合剂或电极浸渍材料。最近已经由碳氟聚合物开发出了阴离子交换膜。在这些阴离子交换膜中，可列举能够从Dupont de Nemours以商标NAFION ·市购获得的聚合物。具体地说，已经描述了在酸环境中稳定的阴离子交换膜。这些阴离子交换膜是通过后官能化(即通过磺化和羧化 NAFION 聚合物的化学改性)得到的。它们呈现良好的机械性质和高的抗老化性。￠: “ Novel anion exchange membranes having fluorocarbon backbone preparation and stability" (J. Appl. Polym. Sci. ,1986,n° 32，P4137_43)中，K. Matsui 等人描述了这样的合成方案，该合成方案在于对带有羧酸官能团的Nafion 进行化学改
性以引入叔胺官能团，然后根据以下反应方案将该胺官能团季铵化为铵
权利要求
1.包含氟化主链和至少一个具有季铵基团的侧链的碳氟聚合物材料，其特征在于，所述主链包含以下通式(1)的单元
2.权利要求1的碳氟聚合物材料，其特征在于，A由下式(4)表示
3.权利要求1的碳氟聚合物材料，其特征在于，Z选自下式(5)的季铵
4.权利要求1的碳氟聚合物材料，其特征在于，所述主链包含至少一个由下式(6)表示的单元在式(6)中W代表氟、溴或氯原子，-CF3基团，或其中u等于1、2或3的_0CuF2u+1基团， &、&和R7是相同或不同的取代基，其各自独立地选自直链或支化的、环状或无环的烷基，所述取代基和R7同与它们结合的氮原子一起能够形成任选地具有选自氮、氧或硫原子的第二杂原子的4元至7元杂环基团；τ是氢氧根或卤根反离子，优选氯离子或碘离子；和R4选自直链或支化的、环状或无环的烷基或卤代烷基，以及-CH2-N+R5Ii6R7, τ基团。
5.权利要求4的碳氟聚合物材料，其特征在于，所述主链包含至少一个由下式(7)表示的单元
6.碳氟聚合物材料的合成方法，其特征在于，所述方法包括将至少以下物质共聚的步骤-选自氟化乙烯基单体的第一单体，和 -由下式(9)表示的第二单体
7.权利要求6的方法，其特征在于，所述共聚是自由基共聚。
8.权利要求6的方法，其特征在于，所述第一单体是由下式(11)表示的氟化乙烯基单
9.权利要求6的方法，其特征在于，所述第二单体由下式(1 表示
10.权利要求9的方法，其特征在于，所述第二单体选自其中Y1和t各自为氧原子的乙烯基醚。
11.权利要求6的方法，其特征在于，所述第二单体是由下式(14)表示的乙烯基醚
12.权利要求1 5中任一项的碳氟聚合物材料作为阴离子交换膜的用途。
全文摘要
本发明涉及碳氟聚合物材料及其合成方法，所述碳氟聚合物材料包含具有以下式(1)的单元的主链，在式(1)中Z是季铵基；Y1和Y2各自独立地为氧杂原子或硫杂原子；A是具有2～6个碳原子的氟化或全氟化直链；R1代表苯基或芳基或-CR2R3-基团；和R4选自氢原子，由下式(3)表示的基团，以及直链或支化的、环状或无环的烷基或卤代烷基；m是0～10、优选0～3的整数；m′、n和r是各自独立地等于0或1的整数；且s等于0或1，条件是当s等于0时则R4不同于氢原子。
文档编号H01M2/10GK102190752SQ20111003355
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年2月2日
发明者奥德丽.马蒂南特, 布鲁诺.阿梅杜里, 菲利普.凯普伦, 阿里.阿莱迪尼 申请人:原子能和代替能源委员会, 国家科学研究中心, 蒙彼利埃化学国立学校