Influence of grafting solvents on the properties of polymer electrolyte membranes prepared by -ray preirradiation method

放射線グラフト重合を利用した燃料電池用電解質膜の作製; 重合溶媒の影響

木村 祥亮; 浅野 雅春; Chen, J.; 前川 康成; 片貝 良一*; 吉田 勝

Kimura, Yosuke; Asano, Masaharu; Chen, J.; Maekawa, Yasunari; Katakai, Ryoichi*; Yoshida, Masaru

エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)膜に線を前照射し、次いでトルエン,イソプロパノール(iPrOH),テトラヒドロフラン(THF),テトラクロロエタン(TCE)からなる有機溶媒の存在下でスチレン(St)/ジビニルベンゼン(DVB)モノマーを後グラフト重合して得られたグラフト膜をスルホン化することで燃料電池用高分子電解質膜を作製し、電解質膜のプロトン伝導性,耐久性などに及ぼす溶媒効果について調べた。50%グラフト率で比較した場合、iPrOHで作製した電解質膜のスルホン酸基は膜表面部位に分布していたが、トルエン,THF,TCEで作製すると膜全体にスルホン酸基が均一に分布し、伝導性に違いが生じた。また、重合溶媒にTCEを用いるとほかの溶媒に比べて耐久性が著しく向上することがわかった。

We prepared polymer electrolyte membranes (PEMs) by post-polymerization of styrene (St) with divinylbenzene (DVB) into poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) (ETFE) films in the presence of toluene, isopropyl alcohol (iPrOH), tetrahydrofuran (THF), and tetrachloroethane (TCE) after pre--irradiation followed by a sulfonation. In the case of iPrOH, the grafting yield showed a marked increase compared with those of other solvents. On the other hand, it was found that the durability time of a PEM prepared in the presence of tetrachloroethane was 2 times higher than that in the presence of toluene.