放射線グラフト重合を利用した電解質膜の作製; 照射雰囲気の影響

Preparation of radiation-grafted polymer electrolyte membranes; Effect of pre-irradiation atmosphere

Septiani, U.; Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成; 久保田 仁*; 吉田 勝

Septiani, U.; Chen, J.; Asano, Masaharu; Maekawa, Yasunari; Kubota, Hitoshi*; Yoshida, Masaru

電解質膜の開発において、耐久性の向上は重要な課題になっている。本発表では、ETFE膜にスチレンモノマーを放射線グラフトした後、スルホン化して得た電解質膜の耐久性に及ぼす照射雰囲気の影響について検討した結果を報告する。10kGy照射したETFE膜(50m)にアルゴンガスをバブリングしたスチレンモノマー(40vol%)とトルエン(60vol%)の混合溶液を充填して50Cでグラフト重合を行った。この前照射の場合、アルゴン雰囲気中及び酸素雰囲気中で行った。前照射・後グラフト重合法によるETFE膜へのスチレンをグラフト重合後、スルホン化して得た電解質膜の耐酸化性を検討した。耐酸化性試験には、1.0mmol/gのイオン交換容量をもつ電解質膜を用いた。耐酸化性は60C、3%過酸化水素水溶液中に電解質膜を浸漬した後の重量変化から評価した。その結果、アルゴン雰囲気下で照射して得た電解質膜の耐久性は、酸素雰囲気下で照射して得た電解質膜に比べて、2倍高いことがわかった。酸素雰囲気下で照射して得た電解質膜の耐久性が低い理由として、主鎖とグラフト鎖の間にあるエーテル結合に起因していると推察した。

Both the effect of pre-irradiation atmosphere, argon and air, on the radiation grafting of styrene into poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) (ETFE) films and the durability of the relevant ETFE-based polymer electrolyte membranes (PEM) were investigated. It was found that the ETFE-based PEM prepared under air showed a very low durability compared with that under argon. This is due to the introduced unstable ether bond between the grafted chain and backbone film.