イオンビームグラフト重合によるナイロン-キシレンジアミン6電解質膜の作製

Preparation of polymer electrolyte membranes based on nylon -xylene diamine-6 by ion-beam-induced graft polymerization

鈴木 康之; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 吉田 勝

Suzuki, Yasuyuki; Yamaki, Tetsuya; Asano, Masaharu; Yoshida, Masaru

高分子電解質膜を作製するために、基材にナイロン-キシレンジアミン-6(NMXD6)膜を用い、ラジカルを局所的に生成できるイオンビームを利用した-スチレンスルホン酸ナトリウム(SSS)のグラフト重合を試みた。Kr, Xeを照射後、60CのSSS水溶液中で反応するとイオン種の違いによるグラフト率の変化はほとんどないが、フルエンスが高いほどグラフト率は上昇し、フルエンスの変化によりグラフト率を制御できることが可能となった。イオンビームグラフト重合で作製した電解質膜の膜厚方向におけるプロトン伝導率はNafionよりもわずかに低いものの、イオン交換容量を変化させることで、0.00210.054S/cmで制御できた。したがって、イオンの通過した円柱状の局所的領域を利用してグラフト重合することで、プロトン伝導性を有する電解質膜が得られることが明らかとなった。

We prepared polymer electrolyte membranes by the ion-beam-induced graft polymerization of sodium -styrenesulfonate (SSS) into nylon -xylene diamine-6 (NMXD6) films. The grafting yield was controlled by adjusting the grafting conditions such as reaction times, temperatures, ion species and fluences of the pre-irradiated ions. The membranes prepared at 50 and 60C exhibited homogeneous distribution of sulfonic acid groups across their transverse plane. The proton conductivity of the wet membranes at room temperature ranged from 0.0021 to 0.054 S/cm in the direction of thickness, depending on their ion exchange capacity.