Полимер полифениленового типа, способ его получения, мембраны и топливный элемент, содержащий эти мембраны - RU2005106215A

Реферат

1. Полимер полифениленового типа, скелет которого образован, по меньшей мере, одним повторяющимся фениленовым звеном формулы (I):

и по меньшей мере одним повторяющимся фениленовым звеном формулы (II):

где группы R₁, R₂, R₃, одинаковые или разные, означают атом водорода, атом галогена, алкильную группу, арильную группу, перфторалкильную группу или перфторарильную группу;

группа Е означает простую связь или группу, выбранную из -(С=O)-, -Р(=O)-, -SO₂-;

группа W₁ означает ариленовую группу, перфторариленовую группу;

группа А означает группу, выбранную из -О-, -S-, -NH-, -NR₉-, при этом R₉является алкильной группой;

группа W₂ означает арильную группу, замещенную по меньшей мере одним заместителем, выбранным из F, -O-SO₂-арила, -S(=O)-арила, или означает перфтоарильную группу;

группы R₄, R₅, R₆, R₇, R₈, одинаковые или разные, означают группу, выбранную из:

атома водорода, атома галогена, группы -ОН, группы -М(R₁₀)₃, при этом R₁₀означает алкильную группу, М означает металл, выбранный из Si, Sn, Ge;

группы -Р(=O) (OR₁₁)₂, при этом R₁₁ означает алкильную группу;

арильной группы, O-арильной группы, -SO₂-арильной группы, алкиларильной группы, перфторалкильной группы, перфторалкиларильной группы, при этом алкильные, перфторалкильные, перфторалкиларильные группы содержат при необходимости в своей цепи один или несколько атомов кислорода, азота и/или серы;

перфторарильной группы, перфторированной -O-арильной группы, причем перфторалкильные, перфторарильные, перфторалкиларильные, перфторированные -O-арильные группы при необходимости несут группу, выбранную из -SO₃H, -РО₃H₂, -СО₂Н;

группы -SO₃Н, группы -РО₃Н₂, группы -CO₂H; при условии, что по меньшей мере одна из групп R₄, R₅, R₆, R₇, R₈ означает группу, выбранную из групп -SO₃Н, -РО₃Н₂, -СО₂Н, при этом перфторалкильные и перфторалкиларильные группы содержат при необходимости в своей цепи один или несколько атомов кислорода, азота и/или серы, перфторарильные группы, перфторированные -O- арильные группы, причем эти перфторированные группы несут группу, выбранную из -SO₃Н, -РО₃Н₂, -СО₂Н, при этом группы -SO₃Н, -РО₃Н₂, -CO₂Н могут присутствовать в виде солей щелочного металла.

2. Полимер по п.1, молекулярная масса которого превышает или равна 50000, предпочтительно 50000-150000.

3. Полимер по п.1, в котором фениленовые группы скелета находятся в положении "пара" по отношению друг к другу.

4. Полимер по п.1, являющийся статистическим, альтернированным или сегментным полимером.

5. Полимер по п.1, содержащий 40-50 мол.% повторяющегося звена или звеньев формулы (I) и 60-50 мол.% повторяющегося звена или звеньев формулы (II).

6. Полимер по п.1, в котором, по меньшей мере, одна из групп R₄, R₅, R₆ , R₇, R₈означает перфторалкильную группу, содержащую в своей цепи один или несколько атомов кислорода, азота и/или серы, причем эта группа несет группу, выбранную из -SO₃Н, -РО₃Н₂, -СО₂Н или солей щелочного металла.

7. Полимер по п.1, в котором для одного или нескольких повторяющихся звеньев формулы (I) по меньшей мере, одна из групп R₄, R₅, R₆, R₇, R₈ означает группу, выбранную из -SO₃Н, -РО₃Н₂, -CO₂Н, и для одного или нескольких повторяющихся звеньев формулы (II) группа W₂ представляет собой арильную группу, несущую фторированную группу.

8. Полимер по п.7, скелет которого образован повторяющимися звеньями формул (I) и (II):

9. Полимер по п.1, в котором для одного или нескольких повторяющихся звеньев формулы (I), по меньшей мере, одна из групп R₄, R₅, R₆, R₇ , R₈ означает перфторалкильную группу, выбранную из групп формулы:

-(CF₂)_n-O-(CF₂)_n -SO₃H, -(CF₂)_n -SO₃Н, -O-(CF₂)_n-SO₃Н, -O-(CF₂)_n-O-(CF₂)_n-SO₃Н, при этом n составляет от 1 до 10 для одного или нескольких повторяющихся звеньев формулы (II), и для звеньев формулы (II) W₂ означает арильную группу, несущую атом фтора.

10. Полимер по п.9, скелет которого образован повторяющимися звеньями формул (Ib) и (IIa):

11. Способ получения полимера по п.1 или 2, предусматривающий проведение реакции между базовым полимером, скелет которого образован, по меньшей мере, одним повторяющимся звеном формулы (II):

где R¹, R², R³, Е и W₂ имеют те же значения, что и приведенные в п.1 формулы изобретения,

и, по меньшей мере, одним соединением формулы (III):

где R₄, R₅, R₆, R₇, R₈ имеют те же значения, что и в п.1 формулы изобретения, группа А₂является группой ОН, -SH, NH₂, -NHR, где R имеет то же значение, что и R₉ в п.1 формулы изобретения, при этом группа А₂ способна обеспечить ароматическое нуклеофильное замещение группы, содержащейся в W₂, причем этой группой может являться группа F, -O-SO₂-арил или -S(=O)-арил.

12. Мембрана, содержащая сульфоновый полимер по любому из заявленных пп.1-10.

13. Топливный элемент, содержащий, по меньшей мере, одну мембрану по п.12.