新材料及其应用

本发明公开了一种侧链型两性结构聚芳醚砜及其制备方法和均相两性离子交换膜。所述侧链型两性结构聚芳醚砜由以下四种呈无规排列的重复结构单元构成；重复结构单元A：重复结构单元B：重复结构单元C：重复结构单元D：所述侧链型两性结构聚芳醚砜的数均分子量Mn＝50000～100000，并且结构中四种重复结构单元的数目满足以下条件：(a+b)：(c+d)＝50～0％：50～100％，(a+c)：(b+d)＝0～15％：100～85％；其中，本发明提供了一种均相侧链型两性离子交换膜，其是由侧链型两性结构聚芳醚砜制得钠型膜，然后将钠型转换为酸型。该离子交换膜具有低面电阻、高离子传导率、高机械性能、良好的化学稳定性、高一价阴离子选择性、高单价阴离子通量等优点。

成果亮点

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种侧链型两性结构聚芳醚砜。 本发明要解决的第二个技术问题是提供一种所述侧链型两性结构聚芳醚砜的制备方法。 本发明要解决的第三个技术问题是提供一种均相两性离子交换膜。 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： 第一方面，本发明提供了一种侧链型两性结构聚芳醚砜，其由以下四种重复结构单元构成，并且四种重复结构单元呈无规排列；

侧链型两性结构聚芳醚砜（PASES）是一种具有良好亲水性和生物相容性的高分子材料，它含有酸性和碱性基团，可以在水中溶解但不会水解，具有使用温度范围广、耐压力等特点。它的制备方法是以4,4′-二氯二苯砜和对苯二酚为原材料，经过亲核取代和缩聚等反应而得到。PASES 可以用来制备均相两性离子交换膜，这种膜具有良好的离子交换性能和选择透过性，可以用于电池隔膜、药品分离、反渗透膜、生物传感器等领域。例如，在锂离子电池中，PASES 膜可以作为锂离子的选择性透过膜，提高电池的效率和寿命。在药品分离中，PASES 膜可以用于分离中药中的有效成分，提高分离效率和纯度。因此，侧链型两性结构聚芳醚砜（PASES）具有广阔的应用前景，特别是在电池、医药、环保等领域。其制备方法简单，成本较低，具有较高的工业生产价值。 

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本发明所述的侧链型聚芳醚砜两性离子交换膜，在强疏水的含氟聚芳醚砜的主链上引入亲水的侧链R1，并与R2协同促进由其制得的离子交换膜形成连续的微观结构相分离，有利于形成贯通的阴离子通道；

(2)本发明所述的侧链型聚芳醚砜两性离子交换膜，侧链上荷负电羧酸/磺酸与荷正电咪唑之间形成的分子内/分子间离子交联，该结构特征有利于加强由其制得的离子交换膜对二价离子的抑制，并提高一/二价阴离子的分离性能；

(3)本发明制备的侧链型聚芳醚砜两性离子交换膜具有较低的膜面电阻、优异的离子传导率、良好的化学稳定性、优异的一价阴离子选择性、高单价阴离子通量，特别是比较于传统的表面改性离子交换膜，该均质结构含氟离子交换膜，其相对稳定的化学结构使得其在相对恶劣的工作环境中(如，含酸或碱溶液中)保持长周期稳定性能。