Preparation of fluorinated polymer electrolyte membranes by radiation-induced graft polymerization of perfluorovinylethers containing a sulfonic acid precursor

スルホン酸前駆体を有する過フッ化ビニルエーテルのグラフト重合によるフッ素化した高分子電解質膜の調製

長谷川 伸; 前川 康成

Hasegawa, Shin; Maekawa, Yasunari

家庭用や自動車用燃料電池膜に適用できる高耐久性フッ素系電解質グラフト鎖の合成を目的に、電解質基前駆体を有するフッ素モノマーの高分子基材への放射線グラフト重合を検討した。ポリテトラフルオロエチレンポリエチレン共重合体(ETFE)膜への全フッ素系前駆体モノマーperfluoro(4-methyl-3, 6-dioxaoct-7-ene) sulfonylfluorideの同時照射によるグラフト重合において、グラフト率が照射線量の増加に伴って増加し、1320kGy(50C)でグラフト率24%の電解質前駆体膜を得ることができた。この前駆体膜の加水分解処理により調製した電解質膜は、イオン交換容量0.39mmol/g,膜厚方向の導電率0.03S/cmを示した。このように、全フッ素系前駆体モノマーの放射線グラフト重合に初めて成功することで、高耐久性フッ素系電解質グラフト鎖が合成できることを明らかとした。

To develop application in a fuel cell, a chemical stability is one of the most important parameter. For chemical resistance, fluorinated polymers having repeating unit -CF-CF- like poly (tetrafluoroethylene) have excellent performance. A radiation grafting technique allows us to introduce ion conducing regions directly into polymer films. However, there have been no reports for successful preparation of grafted chains using fluorinated monomers. In this paper, we report the first successful preparation of the PEM having fluorinated grafted chains by radiation-induced graft polymerization.