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グラフト型PEEK電解質膜の開発; PEEK基材のモルフォロジーと放射線グラフト重合性の関係

Development of grafted type poly(ether ether ketone) electrolyte membranes; Morphology of PEEK substrate and radiation-induced graft polymerization

長谷川 伸; Chen, J.; 越川 博; 岩瀬 裕希*; 小泉 智; 大沼 正人*; 前川 康成

Hasegawa, Shin; Chen, J.; Koshikawa, Hiroshi; Iwase, Hiroki*; Koizumi, Satoshi; Onuma, Masato*; Maekawa, Yasunari

放射線グラフト重合による高分子基材への機能性付与は、基材膜自身の物性を阻害することなく、新たな機能を付加できる有用な方法である。今回、燃料電池用高分子電解質膜の開発を目的に、高温での機械特性及び耐久性に優れた芳香族系炭化水素であるポリエーテルエーテルケトン(PEEK)へイオン伝導性を有するスチレン誘導体の放射線グラフト重合を検討した。グラフト重合の進行は、PEEKの結晶化度とラメラ構造に影響することを見いだした。また、PEEKグラフト電解質膜を用いた燃料電池評価試験では、電解質膜の膜厚を10$$mu$$m以下に調製した試料において、ナフィオン膜を上回る燃料電池特性が得られることを見いだしたので、その詳細を報告する。

Radiation grafting of ethyl styrylsulfonate (EtSS) onto poly(ether ether ketone) (PEEK) film with various crystallinity was performed. The crystallinity in the range of 10 - 30% has strong influence on the grafting degrees. The PEEK film with crystallinity of 11 - 25% showed any dose effect on grafting degrees with 60%. By SAXS analysis, it was found that grafting process strongly depended on lamellar structure into PEEK membrane. The obtained PEEK-based polymer electrolyte membranes with about 12 $$mu$$m thickness showed higher power density than that of Nafion in fuel cell test.

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