Positron annihilation lifetime study of graft-type fluorinated polymer electrolyte membranes

グラフト型フッ素系高分子電解質膜の陽電子消滅測定

澤田 真一; 河裾 厚男; 前川 雅樹; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*; 前川 康成

Sawada, Shinichi; Kawasuso, Atsuo; Maekawa, Masaki; Suzuki, Akihiro*; Terai, Takayuki*; Maekawa, Yasunari

架橋ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を基材とする放射線グラフト法により作製された高分子電解質膜に対し、陽電子消滅寿命(PAL)測定を行った。比較のため、基材の架橋PTFE膜及びグラフト膜もPAL測定を行った。架橋PTFE電解質膜は、半径0.280.30nmと0.440.45nmの異なる大きさの自由空孔を有することがわかった。大きな方の自由空孔はPTFE非結晶領域にあり、小さな自由空孔はPTFE結晶領域及びポリスチレンスルホン酸グラフト領域に存在すると考えられる。

Positron annihilation lifetime spectroscopy (PALS) measurements were performed on polymer electrolyte membranes (PEMs) synthesized by radiation-induced graft polymerization of styrene into crosslinked-polytetrafluoroethylene (cPTFE) films and subsequent sulfonation. The base cPTFE and polystyrene grafted films were also measured as references. The cPTFE based PEMs was found to have free-volume holes with different radius of 0.28-0.30 nm and 0.44-0.45 nm. The larger holes may be located in PTFE amorphous regions, while the smaller ones are considered to exist in both PTFE crystallites and poly(styrene sulfonic acid) grafts.