Track structure effect on the ion-track grafting of vinylbenzyl chloride into poly(ethylene--tetrafluoroethylene) films

エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体膜への塩化ビニルベンジルのイオン飛跡グラフト重合における飛跡構造の効果

Nuryanthi, N.*; 八巻 徹也; 佐伯 誠一; 喜多村 茜; 越川 博; 吉村 公男; 澤田 真一; 寺井 隆幸*

Nuryanthi, N.*; Yamaki, Tetsuya; Saiki, Seiichi; Kitamura, Akane; Koshikawa, Hiroshi; Yoshimura, Kimio; Sawada, Shinichi; Terai, Takayuki*

燃料電池用アニオン交換膜の開発においては、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)膜へ重イオンビームを照射した後、潜在飛跡の一つひとつに塩化ビニルベンジル(VBC)をグラフト重合するというイオン飛跡グラフト重合法を利用している。本研究では、飛跡構造の制御による膜性能の向上を目標として、種々のイオンを照射したETFE膜における飛跡内ラジカルの挙動とVBCグラフト率との相関を調べた。560MeV Xe, 330MeV Arを同線量だけ照射したときのグラフト率は、LETの低いArイオンの方が高かった。この結果から、グラフト率の制御因子として、LETだけでなく飛跡内動径方向の線量分布も考慮する必要があることが明らかになった。

This study deals with the ion-track grafting of vinylbenzyl chloride (VBC) into poly(ethylene--tetrafluoroethylene) (ETFE) film irradiated with 560 MeV Xe and 330 MeV Ar for the application to anion exchange membrane fuel cells (AEMFC). The accelerated ions with different masses and energies enabled us to clarify the effect of the LET and radial dose distribution in the track on the ETFE film. The lower-LET Ar ion gave the higher degree of VBC grafting than the higher-LET Xe ion although its radial dose distribution showed smaller track size. This study gave an insight of the importance to study the track structure in relation with the final membrane properties of the AEMFC.