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放射線グラフト重合法による耐熱性芳香族高分子からなる電解質膜の合成とその高次構造

Preparation of polymer electrolyte membranes by radiation induced-graft polymerizaition of thermally stable aromatic polymers

佐藤 賢; 高橋 周一; 長谷川 伸; 前川 康成; 成田 正*

Sato, Ken; Takahashi, Shuichi; Hasegawa, Shin; Maekawa, Yasunari; Narita, Tadashi*

耐熱性や機械的特性に優れたスーパーエンジニアプラスチックの中で、特に燃料電池作動下で存在する熱水への耐性が見込めるポリエーテルエーテルケトン(PEEK)膜に着目し、放射線によるグラフト重合とスルホン化による電解質膜を作製した。その結果、ポリスチレンをグラフトしたPEEK(PEEK-g-Sty)膜はスルホン化によって高いイオン交換容量とプロトン伝導度を示すものの、同時に寸法収縮と過剰な吸水性を示すことがわかった。本研究では燃料電池用電解質膜へのPEEKの応用を目的として、グラフト重合及びスルホン化過程におけるPEEKのモルフォロジー変化を熱量測定やX線測定により詳細に検討した。

A polymer such as PES, PSU and PEEK is called "super engineering plastic" owing to highly industrial performance. We tried to apply these membranes to the radiation-graft electrilyte membrane. Above all, PEEK membrane which was grafted with polystyrene, i.e., PEEK-g-Sty, shows the promising ion exchange capacity (IEC) and proton conductivity through the sulfonation. However, the performance of sulfonated PEEK-g-Sty often be compromised by the size distortion and shrinkage caused by excess wetting of the polymer at the same time. Thus, the structural changes of PEEK membranes caused by graft polymerization and sulfonation were further investigated.

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