CN103435804A - 含侧基和醚键的聚苯并咪唑及其制备方法与应用 - Google Patents

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CN103435804A CN2013104009068A CN201310400906A CN103435804A CN 103435804 A CN103435804 A CN 103435804A CN 2013104009068 A CN2013104009068 A CN 2013104009068A CN 201310400906 A CN201310400906 A CN 201310400906A CN 103435804 A CN103435804 A CN 103435804A
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Abstract

本发明属于高分子材料及其合成的技术领域。制备是用含有侧基的双酚化合物、对卤苯甲腈反应，丙酮重结晶得到含有侧基和醚键的二腈单体；含有侧基和醚键的二腈单体溶液加入氢氧化钾进行水解，1,4-二氧六环重结晶得到含有侧基和醚键的二酸单体；将含有侧基和醚键的二酸单体和3,3’-二氨基联苯胺单体溶解于五氧化二磷-甲烷磺酸溶液中反应，经后处理得到含有侧基和醚键的聚苯并咪唑。产物可用于制备燃料电池质子传导膜。本发明制得的含有侧基和醚键的聚苯并咪唑在有机溶剂中有较好的溶解性，便于制备高性能的薄膜；并在基本保持共混膜的质子传导率的同时，对膜材料的尺寸及氧化稳定性和甲醇渗透性能有较好的改善。

Description

含侧基和醚键的聚苯并咪唑及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于高分子材料及其合成的技术领域，具体涉及含侧基和醚键的聚苯并咪唑及其制备方法与应用。
背景技术
聚苯并咪唑（PBI）是一类具有优异的热稳定性、机械性能和阻燃性能的特种工程塑料，可作为高温结构胶粘剂、高强度纤维、泡沫材料、耐焰织物、耐热薄膜和增强塑料等广泛应用于航空航天工业等高技术领域。近年来，磺化或磷酸掺杂聚苯并咪唑在高温燃料电池用质子交换膜领域的应用研究也获得了重要进展。但PBI具有制备工艺复杂、加工困难及价格昂贵等缺点，使这类高性能材料的应用受到了限制。
聚苯并咪唑分子结构的高强度及其分子间较强的氢键作用，使其在有机溶剂中的溶解性很差，从而导致加工困难，限制了聚苯并咪唑作为薄膜和涂层等材料的应用。在刚性的聚苯并咪唑的分子结构中引入醚键等柔性链段或破坏分子链规整性的侧基，可以制备具有良好的溶解性和热稳定性的聚苯并咪唑，同时聚合物也具有较好的成膜性和很高的力学强度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，聚苯并咪唑分子在有机溶剂中溶解性很差限制其作为薄膜和涂层等材料的应用的缺陷。本发明提供了一种含侧基和醚键的聚苯并咪唑及其制备方法与应用。
本发明的技术方案是，首先合成具有侧基和醚键结构的二酸单体，再与四胺单体缩聚，在聚苯并咪唑主链结构中引入侧基和醚键，制得含侧基和醚键的聚苯并咪唑；将所述的含侧基和醚键的聚苯并咪唑溶解于有机溶剂中，制得聚苯并咪唑薄膜；或将所述的含侧基和醚键的聚苯并咪唑与磺化聚醚醚酮通过溶液共混制得了具有不同聚苯并咪唑含量的磺化聚醚醚酮/聚苯并咪唑共混薄膜作为高性能质子传导膜。
本发明的具体技术方案如下。
一种含侧基和醚键的聚苯并咪唑，其结构式如下：
其中，n=3～500；
Figure BDA0000378007400000022
可以是以下任意一种或者多种：
Figure BDA0000378007400000023
一种含侧基和醚键的聚苯并咪唑的制备方法，由以下步骤组成：
（1）将含有侧基的双酚化合物用有机溶剂溶解并加入无水碳酸钾，于150℃回流1～3小时，加入对卤苯甲腈，于160℃反应3～24小时后用丙酮重结晶得到含有侧基和醚键的二腈单体；其中含侧基的双酚化合物、无水碳酸钾，对卤苯甲腈及有机溶剂的摩尔比为1∶2～2.5∶2～2.5∶32～33；所述有机溶剂优选N,N-二甲基甲酰胺（DMF），二甲基亚砜（DMSO），N,N-二甲基乙酰胺（DMAc），N-甲基吡咯烷酮（NMP）和丙酮中的一种或多种；
（2）将所述含有侧基和醚键的二腈单体溶解于乙醇-水混合溶剂中，并加入氢氧化钾进行水解，水解完全后，用盐酸调节溶液的pH值为1～6后用1,4-二氧六环重结晶，得到含有侧基和醚键的二酸单体；其中含有侧基和醚键的二腈单体、氢氧化钾、乙醇和水的摩尔比为1∶5～50∶0.9～1∶3～3.1；
（3）在氮气保护下，将所述含有侧基和醚键的二酸单体和3,3’-二氨基联苯胺单体溶解于五氧化二磷-甲烷磺酸溶液中，于80～120℃持续1～3小时后，再于130～180℃反应3～4小时，得到黏稠溶液；将所述黏稠溶液倒入冰水中得到细丝状聚合物；所述细丝状聚合物经粉碎、洗涤后在质量分数为10%的碳酸氢钠溶液中浸泡48小时，用去离子水洗涤至中性后先于80℃真空干燥24小时，再于120℃真空干燥12小时，得到含有侧基和醚键的聚苯并咪唑；含有侧基和醚键的二酸单体、3,3’-二氨基联苯胺单体、五氧化二磷和甲烷磺酸的摩尔比为1∶1∶16∶2.3～2.4。
所述含有侧基的双酚化合物的结构式为：
Figure BDA0000378007400000031
其中
Figure BDA0000378007400000032
可以是以下任意一种或者多种：
Figure BDA0000378007400000033
所述对卤苯甲腈优选对氟苯甲腈或对氯苯甲腈。
含侧基和醚键的二酸单体的合成反应式如下：
聚合反应式如下：
Figure BDA0000378007400000041
一种含侧基和醚键的聚苯并咪唑的应用，用于制备燃料电池质子传导膜。
所述的制备燃料电池质子传导膜，可以用含侧基和醚键的聚苯并咪唑溶于有机试剂制膜；还可以用含侧基和醚键的聚苯并咪唑与磺化聚醚醚酮通过溶液共混制膜。
用含侧基和醚键的聚苯并咪唑溶于有机试剂制膜的过程是：将含侧基和醚键的聚苯并咪唑以1∶10的固液比溶解在有机试剂中，在60℃搅拌条件下使聚合物溶解成粘稠的溶液，将粘稠的溶液倾倒在玻璃板上，并在80℃下烘12小时，120℃下烘12小时，冷却至室温得到可溶性醚键的聚苯并咪唑薄膜材料；所述的有机试剂，是指常用的溶解聚合物的试剂，可以是二甲基亚砜（DMSO）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）或者N-甲基吡咯烷酮（NMP），具体依据聚合物的溶解性而定。
所述的含侧基和醚键的聚苯并咪唑与磺化聚醚醚酮通过溶液共混制得磺化聚醚醚酮/聚苯并咪唑共混质子传导膜的过程是：将磺化聚醚醚酮、含侧基和醚键的聚苯并咪唑及有机溶剂于60℃搅拌5小时后再超声30分钟，用200目的尼龙网筛过滤，得到透明的滤液；所述有机溶剂优选二甲基亚砜（DMSO），N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）或N-甲基吡咯烷酮（NMP）；将所述滤液倾倒在洁净的玻璃板上，分别于80℃和120℃各干燥12小时，得到平整透明均一的磺化聚醚醚酮/聚苯并咪唑共混燃料电池质子传导膜；其中磺化聚醚醚酮、含侧基和醚键的聚苯并咪唑的质量比为95～80∶5～20；磺化聚醚醚酮、含侧基和醚键的聚苯并咪唑的总质量与有机溶剂的质量比为1∶10。
磺化聚醚醚酮可以按照现有技术（Baijun liu et al.,Aromatic poly(etherketone)s with pendant sulfonic acid phenyl groups prepared by a mild sulfonationmethod for proton exchange membranes.Macromolecules2007,40(6),1934-1944）制得。
本发明提供的含有侧基和醚键的聚苯并咪唑在常用有机溶剂中都具有较好的溶解性，便于制备高性能的薄膜材料，更可以作为燃料电池质子交换膜材料。由于醚键及侧基的引入，极大地增加了聚合物的溶解性以及与磺化聚醚醚酮的共溶性，其自身优异的热性能和力学性能可以在基本保持共混膜的质子传导率的同时，对膜材料的尺寸及氧化稳定性和甲醇渗透性能有较好的改善。
附图说明
图1实施例1中4,4’-（1，4-苯氧基-2-苯基）二苯甲酸的核磁共振谱图。
图2实施例1中4,4’-（1，4-苯氧基-2-苯基）二苯甲酸的DSC谱图。
图3实施例3中4,4’-[1,4-苯氧基-2-（3-羧基）-苯基]二苯甲酸单体的差示扫描谱图。
图4实施例4中4,4’-[1,4-苯氧基-2-（2-甲基）-苯基]二苯甲酸的核磁共振谱图。
图5实施例4中4,4’-[1,4-苯氧基-2-（2-甲基）-苯基]二苯甲酸的差示热量谱图。
图6实施例6中含苯侧基和醚键的聚苯并咪唑的红外谱图。
图7实施例6中含苯侧基和醚键的聚苯并咪唑的核磁共振谱图。
图8实施例6中含苯侧基和醚键的聚苯并咪唑的热失重曲线。
图9实施例8中含间甲基苯侧基和醚键的聚苯并咪唑的核磁谱图。
图10实施例8中含间甲基苯基侧基和醚键的聚苯并咪唑的热失重曲线。
图11实施例10中含苯侧基和醚键的聚苯并咪唑与苯侧基磺化聚醚醚酮共混膜的热失重曲线。
图12实施例10中含苯侧基和醚键的聚苯并咪唑与苯侧基磺化聚醚醚酮共混膜的红外谱图。
具体实施方式
实施例1
将3.7242g（0.02mol）2-苯基对苯二酚用DMF和甲苯质量比为4:1的混合溶液55mL（DMF和甲苯的摩尔数分别为0.547196和0.108530）溶解，并加入5.66579g（0.041mol）无水碳酸钾，于150℃回流3小时，加入4.96511g（0.041mol）对氟苯甲腈，于160℃反应6小时后用丙酮重结晶得到含有苯侧基和醚键的二苯甲腈单体6.99156g，其熔点为141℃，产率为90%；
将所述含有苯侧基和醚键的二苯甲腈单体6.99156g（0.018mol）溶解在140mL乙醇和水的质量比为1∶1（0.017148∶0.055556）的溶液中，并加入44.8g（0.8mol）氢氧化钾，进行水解（可以升温至体系回流，并维持回流状态24小时），水解完全后，用盐酸调节溶液的pH值为1。后用1,4-二氧六环重结晶，得到白色固体粉末的二酸单体——4,4’-（1,4-苯氧基-2-苯基）二苯甲酸单体（Ph-COOH）6.4475g，其熔点为264℃，产率为84%；4,4’-（1,4-苯氧基-2-苯基）二苯甲酸单体的结构式如下：
Figure BDA0000378007400000061
图1为4,4’-（1,4-苯氧基-2-苯基）二苯甲酸单体的核磁共振波谱图。1HNMR(d6-DMSO)，δ：12.85～12.74(s,2H)，8.02～7.95(d,2.4H)，7.90～7.83(d,2.4H)，7.52～7.45(d,2.4H)，7.40～7.26(m,4.4H)，7.26～7.23(s,0.93H)，7.23～7.20(d,0.95H)，7.20～7.14(d,2.42H)，6.99～6.92(d,2.48H)。由图1可以看出，δ12.8处出现较强的羧基的振动峰，说明在水解过程中氰基已经充分水解为羧基，由此确定了二酸单体的结构。
由图2可知，4,4’-（1,4-苯氧基-2-苯基）二苯甲酸熔点为264℃，并且熔程较小，可以确定二酸单体纯度达到聚合要求。
实施例2
以6.20g（0.045mol）对氯苯甲腈代替对氟苯甲腈，重复实施例1，同样可以得到4,4’-（1,4-苯氧基-2-苯基）二苯甲酸单体，其熔点为264℃，产率为81%。
实施例3
称取5.1654g（0.02mol）4-甲酸乙酯苯基对苯二酚用DMF和甲苯质量比为4:1的混合溶液55mL（DMF和甲苯的摩尔数分别为0.547196和0.108530）溶解，并加入5.66579g（0.041mol）无水碳酸钾，于150℃回流3小时，加入4.96511g（0.041mol）对氟苯甲腈，于160℃反应6小时后用丙酮重结晶得到含有侧基和醚键的4,4’-[1,4-苯氧基-2-（3-甲酸乙酯基）-苯基]二苯甲腈单体8.28g，其熔点为141℃，产率为90%；
将所述含有侧基和醚键的4,4’-[1,4-苯氧基-2-（3-甲酸乙酯基）-苯基]二苯甲腈单体8.28g（0.018mol）溶解在140mL乙醇和水的质量比为1∶1（0.017148∶0.055556）的溶液中，并加入22.4g（0.4mol）氢氧化钾进行水解（可以升温至体系回流，并维持回流状态24小时），水解完全后，用盐酸调节溶液的pH值为1后用1,4-二氧六环重结晶，得到4,4’-[1,4-苯氧基-2-（3-羧基）-苯基]二苯甲酸单体7.62g，其熔点为261℃，产率为90%；其结构式如下：
Figure BDA0000378007400000071
由图3可知，4,4’-[1,4-苯氧基-2-（3-羧基）-苯基]二苯甲酸熔点为261℃，并且熔程较小，可以确定二酸单体纯度达到聚合要求。
实施例4
将4.0046g（0.02mol）2-（3-甲基苯基）1,4-苯二酚用DMF和甲苯质量比为4:1的混合溶液55mL（DMF和甲苯的摩尔数分别为0.547196和0.108530）溶解，并加入5.66579g（0.041mol）无水碳酸钾，于150℃回流3小时，加入4.96511g（0.041mol）对氟苯甲腈，于160℃反应6小时后用丙酮重结晶得到含有侧基和醚键的4,4’-[1,4-苯氧基-2-（2-甲基）-苯基]二苯甲腈单体7.244g，其熔点为141℃，产率为90%；
将所述含有侧基和醚键的4,4’-[1,4-苯氧基-2-（2-甲基）-苯基]二苯甲腈单体7.244g（0.018mol）溶解在140mL乙醇和水的质量比为1∶1（0.017148∶0.055556）的溶液中，并加入11.2g（0.2mol）氢氧化钾进行水解，水解完全后，用盐酸调节溶液的pH值为4后用1,4-二氧六环重结晶，得到二酸单体——4,4’-[1,4-苯氧基-2-（2-甲基）-苯基]二苯甲酸单体（CH3-2COOH）7.1351g，其熔点为278℃，产率为90%；4,4’-（1,4-苯氧基-2-苯基）二苯甲酸单体的结构式如下：
图4为4,4’-（1,4-苯氧基-2-苯基）二苯甲酸单体的核磁共振波谱图。1HNMR(d6-DMSO)，δ：8.12～7.69(m,4H)，7.48～7.25(m,4.04H)，7.25～7.23(m,0.94H)，7.23～7.18(m,1.17H)，7.18～7.13(d,1.74H)，7.13～7.05(m,0.75H)，7.05～6.88(d,1.73H)，2.34～2.20(s,2.74H)。
图5为4,4’-（1,4-苯氧基-2-苯基）二苯甲酸单体的DSC谱图。由图5可知，4,4’-[1,4-苯氧基-2-（2-甲基）-苯基]二苯甲酸熔点为278℃，并且熔程较小，可以确定二酸单体纯度达到聚合要求。
实施例5
以6.20g（0.045mol）对氯苯甲腈代替对氟苯甲腈，重复实施例4，同样可以得到CH3-2COOH单体7.135g，其熔点为278℃，产率为89%。
实施例6
在氮气保护下，将2.1321g（0.005mol）实施例1制备的Ph-COOH和1.0730g（0.005mol）3,3’-二氨基联苯胺单体溶解于8mL由11.335g（0.080mol）五氧化二磷和1.14262g（0.01189mol）甲烷磺酸配成的溶液中，加入到配有搅拌装置和干燥管的三口瓶中，于110℃持续1.5～2小时，使单体完全溶解并排除体系中多余的氧气，后再于140℃反应3～4小时，得到黏稠溶液；将所述黏稠溶液倒入冰水中得到细丝状棕色聚合物；所述细丝状棕色聚合物经粉碎、洗涤后在质量分数为10%的碳酸氢钠溶液中浸泡48小时，用去离子水洗涤至中性后先于80℃真空干燥24小时，再于120℃真空干燥12小时，得到深棕色含苯侧基和醚键的聚苯并咪唑，其结构式如下：
Figure BDA0000378007400000082
其中，n=3～500。
图7为含苯侧基和醚键的聚苯并咪唑的核磁共振波谱。1H NMR，δ：8.40～8.04(m,4H)，7.91～7.72(s,2.04H)，7.71～7.58(s,2.03H)，7.58～7.22(m,10.62H)，7.21～6.94(m,3.83H)。可见，本发明成功合成了含苯侧基和醚键的聚苯并咪唑。
图8为含苯侧基和醚键的聚苯并咪唑的热失重谱图，可见5%热失重温度为497℃，说明含苯侧基和醚键的聚苯并咪唑具有良好的热稳定性。
实施例7
将实施例6中的Ph-COOH和3,3’-二氨基联苯胺单体及溶剂的投料量扩大10倍，各组分投料比不变。重复实施例6，同样可以得到含侧基和醚键的聚苯并咪唑，5%热失重温度为498℃。
实施例8
在氮气保护下，将实施例4或5制得的2.2022g（0.005mol）CH3-2COOH和1.0730g（0.005mol）3,3’-二氨基联苯胺单体溶解于8mL由11.335g（0.08mol）五氧化二磷和1.14262克（0.01189mol）甲烷磺酸配成的溶液中，加入到配有搅拌装置和干燥管的三口瓶中，于110℃持续2小时，使单体完全溶解并排除体系中多余的氧气，后再于140℃反应4小时，得到黏稠溶液；将所述黏稠溶液倒入冰水中得到细丝状棕色聚合物；所述细丝状聚合物经粉碎、洗涤后在质量分数为10%的碳酸氢钠溶液中浸泡48小时，用去离子水洗涤至中性后先于80℃真空干燥24小时，再于120℃真空干燥12小时，得到深棕色含间甲基苯基侧基和醚键的聚苯并咪唑，5%热失重温度为590.4℃。其结构式如下：
其中，n=3～500。
实施例9
将实施例8中的CH3-2COOH和3,3’-二氨基联苯胺单体及溶剂的投料量扩大10倍（单体为0.05 mol），各组分投料比不变。重复实施例8，同样可以得到含有侧基和醚键的聚苯并咪唑，5%热失重温度为590.4℃。
实施例10
（1）按照现有技术（Baijun liu et al., Aromatic poly(ether ketone)s with pendantsulfonic acid phenyl groups prepared by a mild sulfonation method for protonexchange membranes.Macromolecules2007,40(6),1934-1944）制得磺化聚醚醚酮；
（2）将所述0.95g磺化聚醚醚酮、0.05g实施例6～9制得的含侧基和醚键的聚苯并咪唑及10g的二甲基亚砜（DMSO）于60℃搅拌5小时后再超声30分钟，用200目的尼龙网筛过滤，得到透明的滤液；将所述滤液倾倒在洁净的玻璃板上，分别于80℃和120℃干燥12小时，然后于120℃真空干燥12小时，得到平整透明均一的磺化聚醚醚酮/聚苯并咪唑共混薄膜；
附图12给出了含苯侧基和醚键的聚苯并咪唑与苯侧基磺化聚醚醚酮共混膜的红外谱图。从图12中可以看出，在苯侧基磺化聚醚醚酮和含苯侧基和醚键的聚苯并咪唑与苯侧基磺化聚醚醚酮共混膜中的1009，1040，1165cm-1处为磺酸根的特征吸收峰，在含苯侧基和醚键的聚苯并咪唑中则不存在，证明了磺酸根的成功引入。1290和1609cm-1处为咪唑基的特征吸收峰，证明了苯并咪唑的成功合成。由于咪唑基与磺酸根有强烈的酸碱相互作用，所以1290cm-1处的峰偏移至1281cm-1处。
实施例11
将磺化聚醚醚酮的用量改为0.9g、含侧基和醚键的聚苯并咪唑的用量改为0.1g，重复实施例10。所得磺化聚醚醚酮/聚苯并咪唑共混薄膜的性能表征结果与实施例10相似。
实施例12
将磺化聚醚醚酮的用量改为0.85g、含侧基和醚键的聚苯并咪唑的用量改为0.15g，重复实施例10。所得磺化聚醚醚酮/聚苯并咪唑共混薄膜的性能表征结果与实施例10相似。
实施例13
将磺化聚醚醚酮的用量改为0.8g、含侧基和醚键的聚苯并咪唑的用量改为0.2g，重复实施例10。所得磺化聚醚醚酮/聚苯并咪唑共混薄膜的性能表征结果与实施例10相似。
实施例14
以N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）或N-甲基吡咯烷酮（NMP）代替二甲基亚砜（DMSO）重复实施例10～13中任一实施例。所得磺化聚醚醚酮/聚苯并咪唑共混薄膜的性能表征结果与实施例10相似。

Claims (8)

1.一种含侧基和醚键的聚苯并咪唑，其结构式如下：
其中，n=3～500；是以下任意一种或者多种：
Figure FDA0000378007390000013
2.一种权利要求1的含侧基和醚键的聚苯并咪唑的制备方法，由以下步骤组成：
（1）将含有侧基的双酚化合物用有机溶剂溶解并加入无水碳酸钾，于150℃回流1～3小时，加入对卤苯甲腈，于160℃反应3～24小时后用丙酮重结晶得到含有侧基和醚键的二腈单体；其中含侧基的双酚化合物、无水碳酸钾，对卤苯甲腈及有机溶剂的摩尔比为1∶2～2.5∶2～2.5∶32～33；所述的有机溶剂，是N,N-二甲基甲酰胺，二甲基亚砜，N,N-二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮和丙酮中的一种或多种；
（2）将所述含有侧基和醚键的二腈单体溶解于乙醇-水混合溶剂中，并加入氢氧化钾进行水解，水解完全后，用盐酸调节溶液的pH值为1～6后，用1,4-二氧六环重结晶，得到含有侧基和醚键的二酸单体；其中含有侧基和醚键的二腈单体、氢氧化钾、乙醇和水的摩尔比为1∶5～50∶0.9～1∶3～3.1；
（3）在氮气保护下，将所述含有侧基和醚键的二酸单体和3,3’-二氨基联苯胺单体溶解于五氧化二磷-甲烷磺酸溶液中，于80～120℃持续1～3小时后，再于130～180℃反应3～4小时，得到黏稠溶液；将所述黏稠溶液倒入冰水中得到细丝状聚合物；所述细丝状聚合物经粉碎、洗涤后在质量分数为10%的碳酸氢钠溶液中浸泡48小时，用去离子水洗涤至中性后先于80℃真空干燥24小时，再于120℃真空干燥12小时，得到含有侧基和醚键的聚苯并咪唑；含有侧基和醚键的二酸单体、3,3’-二氨基联苯胺单体、五氧化二磷和甲烷磺酸的摩尔比为1∶1∶16∶2.3～2.4。
3.根据权利要求2所述的含侧基和醚键的聚苯并咪唑的制备方法，其特征是，所述的对卤苯甲腈，是对氟苯甲腈或对氯苯甲腈。
4.根据权利要求2或3所述的含侧基和醚键的聚苯并咪唑的制备方法，其特征是，所述的含有侧基的双酚化合物，结构式为：
Figure FDA0000378007390000021
其中
Figure FDA0000378007390000022
是以下任意一种或者多种：
Figure FDA0000378007390000023
5.一种权利要求1的含侧基和醚键的聚苯并咪唑的应用，用于制备燃料电池质子传导膜。
6.根据权利要求5所述的含侧基和醚键的聚苯并咪唑的应用，其特征是，所述的制备燃料电池质子传导膜，是用含侧基和醚键的聚苯并咪唑溶于有机试剂制膜；或者是用含侧基和醚键的聚苯并咪唑与磺化聚醚醚酮通过溶液共混制膜。
7.根据权利要求6所述的含侧基和醚键的聚苯并咪唑的应用，其特征是，所述的用含侧基和醚键的聚苯并咪唑溶于有机试剂制膜，过程如下：将含侧基和醚键的聚苯并咪唑以1∶10的固液比溶解在有机试剂中，在60℃搅拌条件下使聚合物溶解成粘稠的溶液，将粘稠的溶液倾倒在玻璃板上，并在80℃下烘12小时，120℃下烘12小时，冷却至室温得到可溶性醚键的聚苯并咪唑薄膜材料；所述的有机试剂，是二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮。
8.根据权利要求6所述的含侧基和醚键的聚苯并咪唑的应用，其特征是，所述的用含侧基和醚键的聚苯并咪唑与磺化聚醚醚酮通过溶液共混制膜，方法如下：将磺化聚醚醚酮、含侧基和醚键的聚苯并咪唑及有机溶剂于60℃搅拌5小时后再超声30分钟，用200目的尼龙网筛过滤，得到透明的滤液；所述的有机溶剂为二甲基亚砜，N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮；将所述滤液倾倒在玻璃板上，分别于80℃和120℃各干燥12小时，得到磺化聚醚醚酮/聚苯并咪唑共混燃料电池质子传导膜；其中磺化聚醚醚酮、含侧基和醚键的聚苯并咪唑的质量比为95～80∶5～20；磺化聚醚醚酮、含侧基和醚键的聚苯并咪唑的总质量与有机溶剂的质量比为1∶10。
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