光グラフト重合を利用したフッ素系高分子電解質膜の開発

Development of fluorinated polymer electrolyte membranes using photografting methods

浅野 雅春; Chen, J.; 前川 康成; 吉田 勝

Asano, Masaharu; Chen, J.; Maekawa, Yasunari; Yoshida, Masaru

ポリテトラフルオロエチレンに代表されるフッ素系高分子の場合、紫外線によってフッ素原子が引き抜かれ、グラフト重合の開始に必要な炭素ラジカルを形成するだけのエネルギーを持たないため、光グラフト重合は不可能とされていた。上述の課題を解決するため種々の検討を重ねたところ、水と溶媒の混合系に疎水性のビニルモノマーを懸濁させ、得られたモノマー溶液中にフィルムを浸漬した状態で紫外線を照射したところ、光グラフト重合が起こることが明らかになった。このグラフト膜をスルホン化した電解質膜の膜厚方向のプロトン伝導度を測定したところ、低グラフト率にもかかわらずナフィオンを凌駕するプロトン伝導性能を発現したことから、効率的にグラフト鎖が膜を貫通したことが確認できた。この結果は、膜内に分布しているスルホン酸基中の硫黄元素のX線マイクロアナライザーによる観察からも示唆された。これらの結果を線グラフト法との比較で検討し、総説としてまとめた。

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