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長谷川 伸; 越川 博; Chen, J.; 前川 康成
no journal, ,
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、基材膜自身の膜物性を阻害することなく、新たな機能を発現できる有用な方法である。これまでに、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)について、低結晶化度の基材を用いた放射線グラフト重合により、ナフィオン112と比較して導電性が1.5倍、膜強度が2.3倍向上した燃料電池用高分子電解質膜が作製できることを報告してきた。今回、グラフト率を制御することで、イオン交換容量が1.2
2.8(mmol/g)のPEEK電解質膜を調製し、水が蒸発する高温作動を想定した低加湿状態(80
C, 30%RH)におけるプロトン伝導度と機械強度や寸法安定性が望まれるフラッディングを模擬した加湿状態(80C, 100%RH)での機械特性を測定することで、その実用性能を評価した。
Zhao, Y.; 小泉 智; 陸川 政弘*; 吉田 実留*
no journal, ,
We investigate the morphologies of a newly designed hydrocarbonate polymer electrolyte membrane (PEM), and commercial PEM Nafion. Two scattering maximums were observed for both materials at low q and high q regions for wet membranes, where q is a magnitude of scattering vector. The low q maximum is attributed to the formation of microdomain upon either swelling or crystallites, whereas the high q maximum is due to the formation of ionic clusters. The mesoscale and microscale structures could be elucidated by the contrast variation neutron scattering technique.
吉村 公男; 越川 博; 八巻 徹也; 三瓶 文寛*; 猪谷 秀幸*; 朝澤 浩一郎*; 山口 進*; 田中 裕久*; 前川 康成
no journal, ,
液体燃料を蓄電媒体とする白金フリー燃料電池自動車に適用できるアニオン伝導電解質膜の実用化では、アニオン膜の低アルカリ耐性が最も大きな問題になっている。本研究では、イオン伝導率と含水率のバランスに優れたイオン交換基として選定した水酸化イミダゾリウム塩を、低アルカリ耐性の原因となるベンジル構造を介さずに直接基材膜にグラフトしたアニオン膜を作製し、アルカリ耐性の向上を試みた。放射線グラフト重合により、ETFE膜にビニルイミダゾールグラフト鎖又は、ビニルイミダゾール-スチレン共重合グラフト鎖を導入した後、Nアルキル化反応、水酸化カリウムによるイオン交換反応で水酸化イミダゾリウムをグラフト鎖に含む単重合及び共重合アニオン膜を得た。1M水酸化カリウム中80Cの導電率の減少速度からアルカリ耐性を評価した結果、ベンジル型のアニオン膜が浸漬3時間で導電率が消失したことに対し、単重合アニオン膜では150時間維持されていた。さらに共重合アニオン膜では、浸漬250時間後も10mS/cmの導電率を維持しており、高いアルカリ耐性を有することを実証できた。
能田 洋平; 山口 大輔; 橋本 竹治; 社本 真一; 小泉 智; 冨永 哲雄*; 曽根 卓男*; 湯浅 毅*
no journal, ,
動的核スピン偏極によるコントラスト変調を用いた中性子小角散乱法を用いたシリカ充填SBRゴムの構造解析成果について報告する。タイヤの低燃費性能と強いかかわりがあるシリカ微粒子の分散状態を高精度で評価することに成功した。
山口 大輔; 能田 洋平; 小泉 智; 長谷川 良雄*; 菱沼 行男*; 鈴木 将*; 児玉 弘人*; 大沼 正人*; 大場 洋次郎*; 湯浅 毅*; et al.
no journal, ,
近年の材料は、高付加価値や高耐久性への要求に応えるため、さまざまな成分の複合体となっている。また、これらの複合材料においてその性能を左右するものが、添加物の分散状態であることが少なくない。このため、材料中のナノレベルの構造及び分散状態を調べる目的で小角散乱や電子顕微鏡等の解析手法が広く用いられている。しかしながら、構成成分が多く構造が複雑である場合には、複数の解析手法を併用しなければ、必要な構造情報を得ることも困難である。本発表では、単純な2成分系ではない試料に対して散乱法により解析を行う場合に、各成分に対して散乱コントラストが異なる中性子小角散乱(SANS)とX線小角散乱(SAXS)を併用することで引き出せる構造情報について、(1)窒素ドープを行った酸化チタン多孔体と、(2)シリカ微粒子又はカーボンブラック微粒子が充填されたゴム材料の2例を用いて考察する。2例ともに、SANSとSAXSの散乱プロファイルを比較することで、微量成分((1)の場合は窒素、(2)の場合は加硫促進剤である酸化亜鉛)の分布状態に関する情報が得られた。