光グラフト重合によるフッ素ポリマー電解質膜の開発

浅野 雅春; Chen, J.; 前川 康成; 吉田 勝

no journal, , 

光グラフト重合は、水/アセトン/スチレンからなるモノマー溶液中に厚さ50mのPTFEを浸漬し、高圧水銀ランプ(400W)を用いて、窒素ガス雰囲気下、60Cで行った。また、ETFE, PVDFについても、同一条件で光グラフト重合を行った。電解質膜の作製は、得られたスチレングラフトフィルムを0.2Mクロロスルホン酸溶液中、60Cでスルホン化した後、60Cの熱水中で、24時間加水分解することにより行った。得られた電解質膜のIECに対するプロトン伝導性では、ベースの基材高分子によって、顕著な差が生じた。膜厚方向のプロトン伝導度()が0.06S/cmの値を持つ電解質膜のIECの結果から、同じを持つ電解質膜でも、基材高分子によりIECに差異を生じ、PTFE, PVDF, ETFEの順にそれぞれ0.45, 0.85, 1.05mmol/gになることがわかった。この原因は明らかでないが、高分子基材の持つ結晶性もその要因の一つと考えられる。その結晶性は上記の順に、それぞれ64, 48, 32%であった。すなわち、グラフト反応場は非晶領域であり、高い結晶性を持つ高分子基材ほど狭い非晶領域に導電性基が高密度で存在するため、低いIECにもかかわらず同じを発現すると推察した。