CN104399377A - 一种含氟均相阴离子交换膜及其制备方法 - Google Patents

一种含氟均相阴离子交换膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种含氟均相阴离子交换膜及其制备方法。本发明利用电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合反应首先引入含氟侧链，并将含氟侧链的接枝聚合物所制得的膜在碱性功能化试剂浸泡，获得阴离子交换膜。本发明提供的制备方法从操作角度来说具有简便、迅速和安全等优点；从性能角度来说，制得的阴离子交换膜具有结构可控、离子交换容量高、电导率高、稳定性好等特点，可以满足不同应用领域的需要。

Description

一种含氟均相阴离子交换膜及其制备方法
技术领域
本发明属于膜技术领域，更具体地说，涉及一种含氟均相阴离子交换膜及其制备方法。
背景技术
目前，阴离子交换膜广泛用于扩散渗析、电渗析、碱性燃料电池、污水中有用金属的回收、电泳废水处理和电化学传感器等领域，从而阴离子交换膜的制备方法及性能一直受到理论界和工业界的关注。目前制备的阴离子交换膜，通常存在电导率低下，化学稳定性差的问题。
阴离子交换方法已经得到广泛的报道，例如，荷兰《膜科学与技术杂志》(Journal ofMembrane Science,2006,285,317-322)报道了杂萘联苯聚醚砜酮阴离子交换膜的制备方法，首先用盐酸和氯化锌与杂萘联苯聚醚酚酮反应，使其带上氯甲基基团。将聚合物溶解成膜后，在三甲胺的水溶液中浸泡10h，得到阴离子交换膜。上述方法所获得的阴离子交换膜，其离子基团分散在聚合物骨架上，没有聚集形成离子簇的动力，因此电导率较低。
例如，荷兰《电源杂志》(Journal of Power Sources,2011,196,4483-4490)报道了一种采用制备接枝型阴离子交换膜的方法，在聚氯乙烯(PVC)粉末上采用等离子辐照的方法接枝上对氯甲基苯乙烯，然后将其溶解成膜。最后将所述基膜在三甲胺水溶液中浸泡48h，得到阴离子交换膜。上述方法通过制备接枝型聚合物促进离子基团聚集，但该方法的接枝效率不高，可能得到一些没有接枝的均聚物。此外，该接枝方法的设备复杂，接枝可控性差，难以对接枝聚合物的微观结构进行控制。
例如，荷兰《电化学快讯》(Electrochemistry Communications,2006,8,839-843)报道了一种含氟阴离子交换膜的制备方法，该法首先选取厚度适宜的聚四氟乙烯膜，在膜上采用电子辐射的方法接枝上对氯甲基苯乙烯，然后将其浸于三甲胺水溶液中4h，得到阴离子交换膜。尽管含氟主体的膜具有优异的机械性能和化学稳定性，但由于接枝在成膜后进行，其功能基团仅分布在膜表面，膜主体的离子传导受到阻碍，因此膜的电导率较低。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术存在的上述制备阴离子交换膜电导率低、稳定性差等问题，本发明进行了深入的研究，结果发现可以通过制备含氟侧链的聚合物来制备阴离子交换膜，克服上述的技术问题。因此，本发明的目的在于提供一种均相阴离子交换膜及其制备方法，该方法制备的均相阴离子交换膜的电导率较高，化学稳定性较好。
本发明的下述技术方案是用于达到上述的发明目的的：
具有如下结构式的含氟均相阴离子交换膜，
该含氟均相阴离子交换膜由下述方法制备而得：在催化剂的作用下，将反应原料溴甲基化聚(1,4－二甲基2,6－苯撑氧)和含氟单体对氟苯乙烯或烯丙基五氟苯进行电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合，得到含氟侧链的接枝聚合物；将含氟侧链的接枝聚合物溶解于第一溶剂中，得到铸膜液，将所述铸膜液涂铸成膜；将膜浸泡于碱性功能化试剂的水溶液中，得到阴离子交换膜，所述碱性功能化试剂为三甲胺、三乙胺、三丙胺、三甲基磷、胍基化合物、N-甲基咪唑、苯并咪唑或噻唑。
本发明同时提供了上述含氟均相阴离子交换膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
在催化剂的作用下，将反应原料溴甲基化聚(1，4－二甲基2，6－苯撑氧)和含氟单体对氟苯乙烯或烯丙基五氟苯进行电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合，得到含氟侧链的接枝聚合物；
将含氟侧链的接枝聚合物溶解于第一溶剂中，得到铸膜液，将所述铸膜液涂铸成膜；
将膜浸泡于碱性功能化试剂的水溶液中，得到阴离子交换膜，所述碱性功能化试剂为三甲胺、三乙胺、三丙胺、三甲基磷、胍基化合物、N-甲基咪唑、苯并咪唑或噻唑。
根据所述的制备方法，所述的催化剂由第一催化剂、第二催化剂和第三催化剂组成，其中第一催化剂为抗坏血酸或铜粉，第二催化剂为氯化铜或溴化铜，第三催化剂为五甲基二乙烯三胺或2，2’-联吡啶；其中第二催化剂和第一催化剂的摩尔比为1：(3-20)，第二催化剂和第三催化剂的比例为1：(1-1.5)。
根据所述的制备方法，其中所述反应原料和第二催化剂的摩尔比为1：(0.5％-3％)；所述反应原料和含氟单体重量比为1:(0.1-1.5)。
根据所述的制备方法，其中所述电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合的反应温度为90-130℃，反应时间为12-48h。
根据所述的制备方法，其中所述溶解含氟侧链接枝聚合物的第一溶剂为二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、氯仿或二甲基乙酰胺。
根据所述的制备方法，其中所述碱性功能化试剂的水溶液浓度为0.3-2mmol/L。
根据所述的制备方法，其中所述浸泡于碱性功能化试剂的温度是20-80℃，时间为2-48h。优选温度30-60℃，时间4-10h。
根据所述的制备方法，所述电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合反应后还进一步包括：将电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合后的反应液置于去离子水、氯化钠溶液、甲醇或乙醇中，清洗用于去除未完全反应的碱性功能化单体等物质，得到纯净的氟侧链接枝聚合物。
与现有技术相比，本发明的优益性在于：
本发明利用电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合的方法，制备含氟侧链型聚合物。并对聚合物主链进行碱性功能化，制备主链亲水、侧链疏水的阴离子交换膜。高电负性的含氟侧链可以促进接枝聚合物发生相分离，有利于亲水部分的聚集，形成贯穿的离子通道，因此制备得到的阴离子交换膜具有较高的电导率。
其次，本发明制备含氟侧链接枝聚合物来制备阴离子交换膜，由于氟原子的引入，可以提高的膜的柔韧性、热稳定性和机械强度。
再次，由于主链的碱性功能化会导致主链的电子密度的改变，从而致使主链在碱性条件下的降解，而侧链的引入有助于平衡主链的电子密度，提高膜的耐碱性。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明的一种含氟阴离子交换膜的制备方法，包括以下步骤：
催化剂的作用下，将反应原料和含氟单体进行电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合，得到含氟侧链的接枝聚合物，所述反应原料为溴甲基化聚(1,4－二甲基2,6－苯撑氧)，所述含氟单体为对氟苯乙烯或烯丙基五氟苯；
将所述含氟侧链的接枝聚合物溶解于溶剂中，得到铸膜液，将所述铸膜液涂铸成膜；
将所获得的膜浸泡于碱性功能化试剂的水溶液中，得到阴离子交换膜，所述碱性功能化试剂为三甲胺、三乙胺、三丙胺、三甲基磷、胍基化合物、N-甲基咪唑、苯并咪唑或噻唑。
在上述制备过程中，本发明首先利用电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)方法合成含氟侧链的接枝型聚合物，并以此聚合物获取铸膜液浇铸成膜。将所获得的膜在碱性功能化试剂浸泡获取主链亲水、侧链疏水的阴离子交换膜。
本发明主要包括含氟侧链接枝聚合物的制备、成膜步骤和碱性功能化步骤。在催化剂的作用下，将反应原料和含氟单体进行电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合，得到含氟侧链的接枝聚合物，所述反应原料为溴甲基化聚(1,4－二甲基2,6－苯撑氧)。反应原料主要有三方面的作用：第一方面，由于溴甲基的存在，可以作为电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合反应的大分子引发剂；第二方面，剩余的溴甲基可以与碱性功能化作用，使聚合物荷正电；第三方面，碱性功能化的溴化聚苯醚作为亲水的主链存在。所述含氟单体为对氟苯乙烯或烯丙基五氟苯，该单体含有双键可以进行电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合反应。
所述反应原料和氟化单体的重量比为1:(0.1-1.5)，更优选为1：(0.3-1)，通过调整反应原料和氟化单体的重量比，或者调整催化剂用量、反应条件等方式可以获得不同结构和形态的含氟侧链接枝聚合物。
上述电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合需要在催化剂作用下进行。本发明采用的催化剂包括第一催化剂、第二催化剂和第三催化剂。所述第一催化剂为抗坏血酸或铜粉，所述第二催化剂为氯化铜或溴化铜，所述第三催化剂为五甲基二乙烯三胺或2，2’-联吡啶。第二催化剂的使用是为了保证第一催化剂中的二价铜被还原成一价铜，第二催化剂和第一催化剂的比例对反应的速率和可控性有着重要的影响。第二催化剂和第一催化剂比例过高，会导致反应过快，反应的可控性差；比例过低，会导致反应不能顺利进行。所述第二催化剂和第一催化剂的摩尔比为1：(3-20)，更优选为1：(5-10)。
所述电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合优选在氮气或氩气气氛下进行，由于氧气的存在将导致反应不能顺利进行。但相比于原子转移自由基聚合，因为初始体系为二价铜，并且含有大量的还原剂，因此对于氧气的去除不是很苛刻。为了保证具有适度的聚合速率，该聚合反应的反应温度一般不低于90℃，优选为90-130℃，更优选为100-120℃；反应时间优选为12-48h，更优选为15-24h。该聚合反应优选在第二溶剂中进行，该第二溶剂可以保证溴甲基化聚(1,4－二甲基2,6－苯撑氧)和氟化单体的溶解即可，优选为N-甲基吡咯烷酮。
所述电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合反应后还优选包括析出沉淀的步骤，具体为：将电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合反应后的反应液置于去离子水、饱和氯化钠溶液、甲醇或乙醇中，得到含氟侧链接枝聚合物。另外，本发明还优选包括对该接枝聚合物的清洗步骤用于去除未完全反应的碱性功能化单体等物质，保证了制备的接枝聚合物的纯净度。
本发明还包括成膜步骤，通过将接枝聚合物溶解于第一溶剂中得到铸膜液，该第一溶剂优选为二甲基亚砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、氯仿(CH3Cl)或二甲基乙酰胺(DMAc)。在采用二甲基亚砜为第一溶剂时，该步骤具体为：将所述含氟侧链接枝聚合物溶解于二甲基亚砜中，所述接枝聚合物与二甲基亚砜的重量比为1：(15-20)，在40～60℃下充分溶解后静置脱泡，得到铸膜液。另外，所述将铸膜液涂铸成膜的过程具体为：将铸膜液涂覆于玻璃板上或者聚四氟乙烯板表面，然后在40-80℃下烘干，得到阴离子交换膜。
最后，该发明还包括将含氟侧链接枝聚合物碱性功能化的过程。所述碱性功能化试剂为三甲胺、三乙胺、三丙胺、三甲基磷、胍基化合物、N-甲基咪唑、苯并咪唑或噻唑，该碱性功能化试剂与溴甲基化聚(1,4－二甲基2,6－苯撑氧)上的苄溴甲基反应，从而得到阴离子交换膜。本发明中使用含溴甲基的聚合物功能化得到阴离子交换膜，与传统的使用氯甲基聚合物功能化制备阴离子交换膜过程相比，可以有效避免引入氯甲基高毒、繁琐的过程。
在碱性功能化过程中，碱性功能化试剂是以水溶液形式存在。碱性功能化试剂的浓度会影响碱性功能化的进行。过高的浓度会破坏聚合物的主链；过低的浓度会导致反应效率太低。因此，所述碱性功能化试剂的水溶液浓度优选为0.3-2mol/L，更优选为0.5-1.5mol/L。
在碱性功能化的制备过程中，反应温度和反应时间会影响功能化程度。为了得到合适的功能化程度的阴离子交换膜，碱性功能化温度优选为20-80℃，更优选为30-60℃，碱性功能化时间优选为2-48h，更优选为4-10h。另外，本发明还优选包括洗净步骤，具体为：将碱性功能化的膜用去离子水浸泡、清洗。
上述方法制备的含氟侧链接枝阴离子交换膜的结构式如下：
综述所述，本发明提供的制备方法有多方面的特点：首先本发明合成主链亲水、侧链疏水的接枝聚合物结构，特别是高电负性的含氟侧链的存在，有利于发生相分离，促进离子基团的聚集，形成贯穿的离子通道，提高氢氧根传导率。第二，本发明中含氟侧链的引入可以大幅度提高膜的机械性能、热稳定性以及抗污染能力。第三，本发明中侧链的引入可以有助于平衡碱性功能化后的主链的电荷密度，减小膜主链在碱性环境中的降解，提高膜的碱性稳定性。第四，由于含氟侧链是高度憎水的，它的引入可以提高膜的耐溶胀性能，保证制备的阴离子交换膜在湿态下有好的机械强度。第五，本发明采用电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)的聚合方法，可以有效的控制接枝密度、接枝长度，从而可以实现从接枝聚合物的结构上调控聚合物的性能。因此，本发明提供的制备方法从操作角度来说具有简便、迅速和安全等优点；从性能角度来说，制得的阴离子交换膜具有结构可控、离子交换容量高、电导率高、稳定性好等特点，可以满足不同应用领域的需要。
相应的，本发明还提供了一种由上述制备方法制备的均相阴离子交换膜。该均相阴离子交换膜具有结构可控、离子交换容量高、电导率高等特点，并且具有良好的化学稳定性。
为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合更具体的实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例2
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：在100mL的三口烧瓶中依次加入溴甲基化聚(1,4－二甲基2,6－苯撑氧)(BPPO)1g，0.5g对氟苯乙烯，加入40mLN-甲基吡咯烷酮作为溶剂，在室温下向三口烧瓶通入氮气，待聚合物完全溶解后，继续通氮气0.5h，得到原料液；向50mL封管中加入0.0886g抗坏血酸(AsAc),0.0160g2,2'-联吡啶(bpy)，0.0112g溴化铜(CuBr2)和上述原料液，将封管进行液氮抽真空-抽滤-解冻的步骤，在抽真空条件下用酒精灯封管；将上述原料液放入110℃的油浴锅中反应24h，反应结束后，将反应液倒入去离子水中析出聚合物，再用水洗涤3次除去未反应的含氟单体，在60℃真空干燥，得到含氟侧链的接枝聚合物；
2、成膜步骤：将0.4g上述制备的含氟侧链接枝聚合物溶解于10mL二甲基亚砜(DMSO)溶剂中，在60℃下磁力搅拌溶解，至该接枝聚合物完全溶解，得到铸膜液；将铸膜液脱泡，然后将脱泡后的铸膜液用玻璃棒直接涂敷于洁净的玻璃板上，在60℃下烘干成膜；
3、碱性功能化步骤：将上述膜浸泡与1mol/L的三甲胺水溶液中，在30℃下浸泡24h，在用去离子水洗涤三次。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为28.5％(每克干膜中的所含水重量的克数表示)，离子交换容量为0.95mmol/g干膜(每克干膜所含离子交换基团的毫摩尔当量数表示)，室温下OH-电导率为2.5×10-2S/cm。
实施例3
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：采用同实施例2相同的制备过程，加入0.0443g抗坏血酸(AsAc),0.0080g2,2'-联吡啶(bpy)，0.0056g溴化铜(CuBr2)。
2、成膜步骤：采用同实施例2相同的制备过程。
3、碱性功能化步骤：采用与实施例2相同的制备过程。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为10.0％，离子交换容量为1.16mmol/g干膜，室温下OH-电导率为3.2×10-2S/cm。
实施例4
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：采用同实施例1相同的制备过程，加入0.2g对氟苯乙烯，加入0.0443g抗坏血酸(AsAc),0.0080g2,2'-联吡啶(bpy)，0.0056g溴化铜(CuBr2)。
2、成膜步骤：采用同实施例2相同的制备过程。
3、碱性功能化步骤：采用与实施例2相同的制备过程。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为20.3％，离子交换容量为1.45mmol/g干膜，室温下OH-电导率为5.2×10-2S/cm。
实施例5
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：采用同实施例2相同的制备过程，加入1g对氟苯乙烯。
2、成膜步骤：采用同实施例2相同的制备过程。
3、碱性功能化步骤：采用与实施例2相同的制备过程。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为12.3％，离子交换容量为0.76mmol/g干膜，室温下OH-电导率为5.2×10-2S/cm。
实施例6
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：采用同实施例1相同的制备过程，加入0.3g对氟苯乙烯，0.0443g抗坏血酸(AsAc),0.0080g2,2'-联吡啶(bpy)，0.0056g溴化铜(CuBr2)。
2、成膜步骤：采用同实施例2相同的制备过程。
3、碱性功能化步骤：采用与实施例2相同的制备过程。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为29.4％，离子交换容量为1.56mmol/g干膜，室温下OH-电导率为3.8×10-2S/cm。
实施例7
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：采用同实施例2相同的制备过程，反应温度为120℃。
2、成膜步骤：采用同实施例2相同的制备过程。
3、碱性功能化步骤：采用与实施例2相同的制备过程。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为21.4％，离子交换容量为0.76mmol/g干膜，室温下OH-电导率为1.8×10-2S/cm。
实施例8
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：采用同实施例2相同的制备过程，反应时间为12h。
2、成膜步骤：采用同实施例2相同的制备过程。
3、碱性功能化步骤：采用与实施例2相同的制备过程。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为32.5％，离子交换容量为1.23mmol/g干膜，室温下OH-电导率为2.9×10-2S/cm。
实施例9
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：采用同实施例2相同的制备过程，含氟单体为烯丙基五氟苯。
2、成膜步骤：采用同实施例2相同的制备过程。
3、碱性功能化步骤：采用与实施例2相同的制备过程。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为24.5％，离子交换容量为0.89mmol/g干膜，室温下OH-电导率为2.3×10-2S/cm。
实施例10
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：采用同实施例2相同的制备过程。
2、成膜步骤：采用同实施例2相同的制备过程。
3、碱性功能化步骤：三甲胺溶液的浓度为0.5mol/L。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为14.2％，离子交换容量为0.56mmol/g干膜，室温下OH-电导率为1.2×10-2S/cm。
实施例11
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：采用同实施例2相同的制备过程。
2、成膜步骤：采用同实施例2相同的制备过程。
3、碱性功能化步骤：浸泡三甲胺溶液的时间为36h。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为29.2％，离子交换容量为1.03mmol/g干膜，室温下OH-电导率为2.9×10-2S/cm。
实施例12
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：采用同实施例2相同的制备过程。
2、成膜步骤：采用同实施例2相同的制备过程。
3、碱性功能化步骤：浸泡三甲胺溶液的浓度为1.5mol/L。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为31.2％，离子交换容量为1.15mmol/g干膜，室温下OH-电导率为2.7×10-2S/cm。
实施例13
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：采用同实施例2相同的制备过程。
2、成膜步骤：采用同实施例2相同的制备过程。
3、碱性功能化步骤：碱性功能化试剂改为三丙胺。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为23.2％，离子交换容量为0.87mmol/g干膜，室温下OH-电导率为2.5×10-2S/cm。
实施例14
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：采用同实施例2相同的制备过程。
2、成膜步骤：采用同实施例2相同的制备过程。
3、碱性功能化步骤：碱性功能化试剂改为胍基化合物。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为31.5％，离子交换容量为0.86mmol/g干膜，室温下OH-电导率为3.3×10-2S/cm。
实施例15
1、含氟侧链接枝聚合物的制备：采用同实施例2相同的制备过程。
2、成膜步骤：采用同实施例2相同的制备过程。
3、碱性功能化步骤：碱性功能化试剂改为胍基化合物。
经测定，本实施例制备的均相阴离子交换膜的含水率为31.5％，离子交换容量为0.86mmol/g干膜，室温下OH-电导率为3.3×10-2S/cm。

Claims (10)

1.如下结构式所示的含氟均相阴离子交换膜，
2.如权利要求1所述的一种含氟均相阴离子交换膜，其特征在于该含氟均相阴离子交换膜由下述方法制备而得：在催化剂的作用下，将反应原料溴甲基化聚(1,4－二甲基2,6－苯撑氧)和含氟单体对氟苯乙烯或烯丙基五氟苯进行电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合，得到含氟侧链的接枝聚合物；将含氟侧链的接枝聚合物溶解于第一溶剂中，得到铸膜液，将所述铸膜液涂铸成膜；将膜浸泡于碱性功能化试剂的水溶液中，得到阴离子交换膜，所述碱性功能化试剂为三甲胺、三乙胺、三丙胺、三甲基磷、胍基化合物、N-甲基咪唑、苯并咪唑或噻唑。
3.权利要求1所述的一种含氟均相阴离子交换膜的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
在催化剂的作用下，将反应原料溴甲基化聚(1,4－二甲基2,6－苯撑氧)和含氟单体对氟苯乙烯或烯丙基五氟苯进行电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合，得到含氟侧链的接枝聚合物；
将含氟侧链的接枝聚合物溶解于第一溶剂中，得到铸膜液，将所述铸膜液涂铸成膜；
将膜浸泡于碱性功能化试剂的水溶液中，得到阴离子交换膜，所述碱性功能化试剂为三甲胺、三乙胺、三丙胺、三甲基磷、胍基化合物、N-甲基咪唑、苯并咪唑或噻唑。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂由第一催化剂、第二催化剂和第三催化剂组成，其中第一催化剂为抗坏血酸或铜粉，第二催化剂为氯化铜或溴化铜，第三催化剂为五甲基二乙烯三胺或2，2’-联吡啶；其中第二催化剂和第一催化剂的摩尔比为1：(3-20)，第二催化剂与第三催化剂的比例为1：(1-1.5)。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述反应原料和第二催化剂的摩尔比为1：(0.5％-3％)；所述反应原料和含氟单体的重量比为1:(0.1-1.5)。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合的反应温度为90-130℃，反应时间为12-48h。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶解含氟侧链接枝聚合物的第一溶剂为二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、氯仿或二甲基乙酰胺。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碱性功能化试剂的水溶液浓度为0.3-2mmol/L。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述浸泡于碱性功能化试剂的温度是20-80℃，时间为2-48h，进一步选择温度30-60℃，时间4-10h。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合反应后还进一步包括：将电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合后的反应液置于去离子水、氯化钠溶液、甲醇或乙醇中，清洗用于去除未完全反应的碱性功能化单体等物质，得到纯净的含氟侧链接枝聚合物。
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