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口頭

表面からのグラフト鎖導入技術を利用した燃料電池用電解質膜の作製

吉田 勝; Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成; 木村 祥亮*; 黒田 真一*; 久保田 仁*

no journal, , 

イオンビームにより形成される潜在飛跡領域と基材表面層に選択的にグラフト鎖を導入することを目的に、光グラフト(UV法)と$$gamma$$線グラフト($$gamma$$法)を利用することで、寸法変化を抑制した高プロトン伝導性電解質膜の作製を目指した。ETFE膜にXeイオンを照射後、ラジカルをクエンチした膜にUV法と$$gamma$$法によりスチレンをグラフトした。このグラフト膜をスルホン化することにより電解質膜を得た。膜厚方向が同程度のプロトン伝導度を持つ電解質膜の含水率はUV法に比べ$$gamma$$法の含水率は約1/2にまで抑制された。$$gamma$$法における電解質膜の含水抑制は、重合溶媒の選択によりグラフト鎖が膜の表面層に選択的に導入されたためであり、スルホン酸基の断面におけるX線プロファイルからも明らかとなった。一方、UV法の場合、グラフト鎖は基材全体に導入されるため高い含水率を示したと考えられる。

口頭

高密度ポリエチレン基材に基づく固体高分子型燃料電池膜の研究; UV法と$$gamma$$法の比較

木村 祥亮*; 黒田 真一*; 久保田 仁*; 浅野 雅春; Chen, J.; 前川 康成; 吉田 勝

no journal, , 

電子線照射により架橋を導入した架橋高密度ポリエチレン(cHDPE)に、基材表面にのみラジカル生成が可能な光グラフト(UV法)と基材内部にまでラジカル生成が可能な$$gamma$$線グラフト($$gamma$$法)を利用してグラフト鎖を導入、次いでスルホン化により電解質膜を作製した。電解質膜の耐久性を80$$^{circ}$$Cの熱水中で評価したところ、UV法では$$gamma$$法に比べ約10倍スルホン酸基保持グラフト鎖が化学的に安定であることがわかった。$$gamma$$法では、基材自身の分子鎖切断が優先的に起こり、主鎖の低分子化とともに基材表面のみならず内部へも生成することから、その場所を起点に短いグラフト鎖が分布するため、スルホン酸基保持グラフト鎖の分解が加速されたと推察した。一方、UV法では、スルホン酸基保持グラフト鎖が基材の表面から内部に伸長する過程において、より高分子化が可能であり、結果的に基材内部で複雑な絡み合いなどを形成するため、脱離し難い構造になったと考えた。

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