Long-lived intermediates in radiation-induced reactions of alicyclic polyimides films

脂環式ポリイミド膜の放射線反応における長寿命中間体の解析

Park, J.*; 榎本 一之; 山下 俊*; 高木 康行*; 戸高 勝則*; 前川 康成

Park, J.*; Enomoto, Kazuyuki; Yamashita, Takashi*; Takagi, Yasuyuki*; Todaka, Katsunori*; Maekawa, Yasunari

カプトンなどの全芳香族ポリイミド膜に匹敵する優れた膜特性を示す脂環式ポリイミド膜(A-PI膜)を用い、放射線グラフト重合法による燃料電池用電解質膜の合成に成功した。得られた電解質膜はナフィオンより高いイオン伝導度と機械・熱的安定性を示したため、A-PI膜はグラフト型電解質膜の高分子基材膜としての応用が可能であることが確かめられた。さらに、照射A-PI膜の紫外・可視光分光(UV-VIS)スペクトルより、可視光領域に吸収を持つ長寿命中間体の存在が確認できた。この中間体のUV-VISスペクトルの減衰と電子スピン共鳴によるラジカルの減衰の比較から、600, 420nmに吸収極大を持つ中間体が放射線グラフト重合を引き起こすアルキルラジカルであることから、A-PI膜の放射線グラフト重合における開始部位が確定できた。

Alicyclic Polyimide (A-PI) films were utilized as a substrate of radiation-induced polymerization to prepare PEM for fuel cells. We successfully prepared the A-PI- PEM by radiation-induced grafting of styrene into A-PI films and subsequent sulfonation. The obtained A-PI-PEM has higher ion conductivity and mechanical and thermal properties, compared with conventional PEM (Nafion). Furthermore, the long-lived intermediates in irradiated A-PI films were observed in the UV-VIS spectra. In comparison with the decay profile of ESR spectra of irradiated A-PI films, the initiation radicals (600, 420 nm) and radical anion (720 nm) can be characterized in terms of the graft polymerization mechanism of A-PI films.