JP2004149786A - Proton conductor composition and proton conductive membrane - Google Patents
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Abstract
【課題】スルホン酸基を有するポリアリーレンの酸濃度を上げることなく、プロトン伝導度に優れ、しかも耐水性や靭性にも優れたプロトン伝導体組成物およびそれからなるプロトン伝導膜を提供すること。
【解決手段】プロトン伝導体組成物は、ヘテロポリ酸とスルホン酸基を有するポリアリーレンとからなる。
【選択図】 なし
An object of the present invention is to provide a proton conductor composition excellent in proton conductivity, water resistance and toughness without increasing the acid concentration of polyarylene having a sulfonic acid group, and a proton conductive membrane comprising the same.
The proton conductor composition comprises a heteropolyacid and a polyarylene having a sulfonic acid group.
[Selection diagram] None
Description
本発明は、プロトン伝導性を改良したプロトン伝導体組成物およびそれからなるプロトン伝導膜に関する。 The present invention relates to a proton conductor composition having improved proton conductivity and a proton conductive membrane comprising the same.
電解質は、通常、(水)溶液で用いられることが多い。しかし、近年、これを固体系に置き替えていく傾向が高まってきている。その第1の理由としては、例えば、上記の電気・電子材料に応用する場合のプロセッシングの容易さであり、第2の理由としては、軽薄短小・省電力化への移行である。 The electrolyte is often used in a (water) solution. However, in recent years, the tendency to replace this with a solid system has been increasing. The first reason is, for example, the easiness of processing when applied to the above-mentioned electric and electronic materials, and the second reason is the shift to light, thin, short and power saving.
従来、プロトン伝導性材料としては、無機物からなるもの、有機物からなるものの両方が知られている。無機物の例としては、例えば水和化合物であるリン酸ウラニルが挙げられるが、これら無機化合物は界面での接触が十分でなく、伝導層を基板あるいは電極上に形成するには問題が多い。
一方、有機化合物の例としては、いわゆる陽イオン交換樹脂に属するポリマー、例えばポリスチレンスルホン酸などのビニル系ポリマーのスルホン化物、ナフィオン(商標、デュポン社製)を代表とするパーフルオロアルキルスルホン酸ポリマー、パーフルオロアルキルカルボン酸ポリマーや、ポリベンズイミダゾールやポリエーテルエーテルケトンなどの耐熱性高分子にスルホン酸基やリン酸基を導入したポリマーなどの有機系ポリマーが挙げられる(非特許文献1〜3参照)。
Conventionally, both proton conductive materials and inorganic materials are known. Examples of the inorganic substance include uranyl phosphate, which is a hydrated compound. However, these inorganic compounds have insufficient contact at the interface, and there are many problems in forming a conductive layer on a substrate or an electrode.
On the other hand, examples of the organic compound include a polymer belonging to a so-called cation exchange resin, for example, a sulfonated product of a vinyl polymer such as polystyrene sulfonic acid, a perfluoroalkylsulfonic acid polymer represented by Nafion (trademark, manufactured by DuPont), Organic polymers such as a perfluoroalkyl carboxylic acid polymer and a polymer having a sulfonic acid group or a phosphoric acid group introduced into a heat-resistant polymer such as polybenzimidazole or polyetheretherketone (see Non-Patent Documents 1 to 3). ).
これら有機系ポリマーは、通常、フィルム状で電解質として用いられるが、溶媒に可溶性であること、または熱可塑性であることを利用して、電極上に伝導膜を接合加工できるという利点がある。しかしながら、これら有機系ポリマーの多くは、プロトン伝導性がまだ十分でないことに加え、耐久性や高温(100℃以上)でプロトン伝導性が低下してしまうこと、スルホン化により脆化し、機械的強度が低下すること、湿度条件下の依存性が大きいことなどの問題、あるいは電極との密着性が十分満足のいくものとはいえなかったり、含水ポリマー構造に起因する稼働中の過度の膨潤による強度の低下や形状の崩壊に至ったりするという問題がある。したがって、これらの有機ポリマーは、上記の電気・電子材料などに応用するには種々問題がある。 These organic polymers are usually used as an electrolyte in the form of a film, but have the advantage that a conductive film can be bonded and processed on an electrode by utilizing their solubility in a solvent or their thermoplasticity. However, many of these organic polymers not only have insufficient proton conductivity, but also have low durability, low proton conductivity at high temperatures (100 ° C. or higher), embrittlement due to sulfonation, and mechanical strength. Problems such as a decrease in humidity, a large dependence on humidity conditions, or insufficient adhesion to the electrode, or strength due to excessive swelling during operation due to the water-containing polymer structure There is a problem that the shape is reduced or the shape is collapsed. Therefore, these organic polymers have various problems when applied to the above electric / electronic materials.
また、スルホン化された剛直ポリフェニレンからなる固体高分子電解質が提案されている(特許文献1参照)。このポリマーは、フェニレン連鎖からなる芳香族化合物を重合して得られるポリマー(同文献カラム9記載の構造)を主成分とし、これをスルホン化剤と反応させてスルホン酸基を導入している。しかしながら、スルホン酸基の導入量の増加によって、プロトン伝導度が向上するものの、同時に得られるスルホン化ポリマーの機械的性質、例えば破断伸び、耐折り曲げ性等の靭性や耐熱水性は著しく損なわれる。 Further, a solid polymer electrolyte comprising a sulfonated rigid polyphenylene has been proposed (see Patent Document 1). This polymer has, as a main component, a polymer obtained by polymerizing an aromatic compound having a phenylene chain (the structure described in column 9 of the same document), and is reacted with a sulfonating agent to introduce a sulfonic acid group. However, although the proton conductivity is improved by increasing the introduction amount of the sulfonic acid group, the mechanical properties of the obtained sulfonated polymer, such as toughness such as elongation at break and bending resistance, and hot water resistance are significantly impaired.
本発明者は、プロトン伝導膜の酸濃度を上げることなく、プロトン伝導度を上げるためにプロトン伝導性を示す固体酸との複合化を検討した。その結果、ヘテロポリ酸と、スルホン酸基を有するポリアリーレンとを複合化すると、耐水性や靭性の低下を招くことなく、プロトン伝導性を改良することができることを見出して本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の課題は、スルホン酸基を有するポリアリーレンの酸濃度を上げることなく、プロトン伝導度に優れ、しかも耐水性や靭性にも優れたプロトン伝導体組成物およびそれからなるプロトン伝導膜を提供することにある。 That is, an object of the present invention is to provide a proton conductor composition having excellent proton conductivity and excellent water resistance and toughness and a proton conductive membrane comprising the same without increasing the acid concentration of polyarylene having a sulfonic acid group. To provide.
本発明によれば下記プロトン伝導体組成物およびプロトン伝導膜が提供されて、本発明の上記目的が達成される。
(1) ヘテロポリ酸とスルホン酸基を有するポリアリーレンとからなることを特徴とするプロトン伝導体組成物。
(2) 上記ヘテロポリ酸が、プロトン伝導能を有するヘテロポリ酸であることを特徴とする(1)に記載のプロトン伝導体組成物。
(3) スルホン酸基を有するポリアリーレン100重量部に対して、ヘテロポリ酸を1〜50重量部の割合で含有することを特徴とする(1)または(2)に記載のプロトン伝導体組成物。
(4) (1)ないし(3)のいずれかに記載のプロトン伝導体組成物からなることを特徴とするプロトン伝導膜。
According to the present invention, the following proton conductor composition and proton conductive membrane are provided, and the above object of the present invention is achieved.
(1) A proton conductor composition comprising a heteropolyacid and a polyarylene having a sulfonic acid group.
(2) The proton conductor composition according to (1), wherein the heteropolyacid is a heteropolyacid having proton conductivity.
(3) The proton conductor composition according to (1) or (2), wherein the heteropolyacid is contained in a proportion of 1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyarylene having a sulfonic acid group. .
(4) A proton conductive membrane comprising the proton conductor composition according to any one of (1) to (3).
本発明によると、スルホン酸基を有するポリアリーレンの酸濃度を上げることなく、プロトン伝導度の高いプロトン伝導体組成物、例えばプロトン伝導膜が得られる。また、本発明に係るプロトン伝導膜は、水に対する耐性に優れ、靭性に優れる。 According to the present invention, a proton conductor composition having high proton conductivity, for example, a proton conductive membrane can be obtained without increasing the acid concentration of polyarylene having a sulfonic acid group. Further, the proton conductive membrane according to the present invention has excellent resistance to water and excellent toughness.
以下、本発明に係るプロトン伝導体脂組成物およびプロトン伝導膜について具体的に説明する。
本発明に係るプロトン伝導体組成物は、ヘテロポリ酸とスルホン酸基を有するポリアリーレンとからなる。
Hereinafter, the proton conductor fat composition and the proton conductive membrane according to the present invention will be specifically described.
The proton conductor composition according to the present invention comprises a heteropolyacid and a polyarylene having a sulfonic acid group.
(ヘテロポリ酸)
本発明においてヘテロポリ酸は、リン、ケイ素、ヒ素、ゲルマニウムおよびホウ素から選ばれる原子と、タングステン、モリブデンおよびバナジウムから選ばれる1種または2種以上の原子とを含む化合物であり、具体的には例えば下記式で表される化合物を挙げることができる。
HaMxM'yO40・nH2O
式中、MはP、Si、As、GeおよびB、好ましくはPおよびSiから選ばれる原子を示す。
M'はW、MoおよびVから選ばれる1種または2種以上の原子を示す。
aはxおよびyにより定まる数値である。
xは0〜12の整数、yは0〜12の整数であり、x+y=13である。
nは正の整数である。
(Heteropoly acid)
In the present invention, the heteropolyacid is a compound containing an atom selected from phosphorus, silicon, arsenic, germanium, and boron, and one or two or more atoms selected from tungsten, molybdenum, and vanadium. The compound represented by the following formula can be mentioned.
H a M x M 'y O 40 · nH 2 O
In the formula, M represents an atom selected from P, Si, As, Ge and B, preferably P and Si.
M ′ represents one or more atoms selected from W, Mo and V.
a is a numerical value determined by x and y.
x is an integer of 0 to 12, y is an integer of 0 to 12, and x + y = 13.
n is a positive integer.
ヘテロポリ酸の具体例としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンモリブドタングステン酸、リンモリブドバナジン酸、リンモリブドタングストバナジン酸、ケイタングテン酸、ケイモリブデン酸、ケイモリブドタングステン酸、ヒ素モリブデン酸およびこれらの水和物を挙げることができる。 Specific examples of the heteropolyacid include phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphomolybdotungstic acid, phosphomolybdovanadic acid, phosphomolybdenum tungstovanadic acid, catetantenic acid, silicomolybdic acid, silicate molybdenum tungstate, arsenic molybdenum Acids and hydrates thereof can be mentioned.
本発明で用いられるヘテロポリ酸としては、特にプロトン伝導能を有するヘテロポリ酸が好ましい。プロトン伝導能を有するヘテロポリ酸とは、室温で10-1〜10-3S/cm
程度の高いプロトン伝導性を示す化合物であり、このようなプロトン伝導能を有するヘテロポリ酸としては、例えば12−タングストリン酸・29水和物(H3PW12O40・29
H2O)や12−モリブトリン酸・29水和物(H3PMo12O40・29H2O)、12−
タングストケイ酸・n水和物(H4SiW12O40・nH2O)などが挙げられる。
As the heteropolyacid used in the present invention, a heteropolyacid having proton conductivity is particularly preferable. The term "heteropolyacid having proton conductivity" refers to 10 -1 to 10 -3 S / cm at room temperature.
Is a compound that shows a high degree of proton conductivity, as the heteropolyacid having such a proton-conducting ability, for example, 12-tungstophosphoric acid, 29-hydrate (H 3 PW 12 O 40 · 29
H 2 O) and 12-Moributorin acid 29-hydrate (H 3 PMo 12 O 40 · 29H 2 O), 12-
Tungstosilicic acid · n hydrate (H 4 SiW 12 O 40 .nH 2 O) and the like.
(スルホン酸基を有するポリアリーレン)
本発明で用いられるスルホン酸基を有するポリアリーレンとしては、下記一般式(A)で表されるモノマー(A)と、下記一般式(B−1)〜(B−4)から選ばれる少なくとも1種のモノマー(B)とを反応させて得られる重合体をスルホン化したもの、またはモノマー(A)と、モノマー(B)のうちスルホン酸基またはアルキルスルホン酸基を有する化合物とを反応させて得られるものが用いられる。
(Polyarylene having sulfonic acid group)
The polyarylene having a sulfonic acid group used in the present invention includes a monomer (A) represented by the following general formula (A) and at least one selected from the following general formulas (B-1) to (B-4). By reacting a polymer obtained by reacting a kind of monomer (B) with a sulfonate, or reacting a monomer (A) with a compound having a sulfonic acid group or an alkylsulfonic acid group in the monomer (B) What is obtained is used.
式(A)中、R〜R'は互いに同一でも異なっていてもよく、フッ素原子を除くハロゲ
ン原子または−OSO2Z(ここで、Zはアルキル基、フッ素置換アルキル基またはアリ
ール基を示す。)で表される基を示す。
Zが示すアルキル基としてはメチル基、エチル基などが挙げられ、フッ素置換アルキル基としてはトリフルオロメチル基などが挙げられ、アリール基としてはフェニル基、p−トリル基などが挙げられる。
In the formula (A), R to R ′ may be the same or different from each other, and are a halogen atom excluding a fluorine atom or —OSO 2 Z (here, Z represents an alkyl group, a fluorine-substituted alkyl group, or an aryl group). ).
Examples of the alkyl group represented by Z include a methyl group and an ethyl group, examples of the fluorine-substituted alkyl group include a trifluoromethyl group, and examples of the aryl group include a phenyl group and a p-tolyl group.
R1〜R8は互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、フッ素原子、アルキル基、フッ素置換アルキル基、アリル基およびアリール基からなる群より選ばれた少なくとも1種の原子または基を示す。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル基、ヘキシル基などが挙げられ、メチル基、エチル基などが好ましい。
R 1 to R 8 may be the same or different and represent at least one atom or group selected from the group consisting of a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, a fluorine-substituted alkyl group, an allyl group and an aryl group. .
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an amyl group, and a hexyl group, and a methyl group and an ethyl group are preferable.
フッ素置換アルキル基としては、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基などが挙げられ、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基などが好ましい。
アリル基としては、プロペニル基などが挙げられ、
アリール基としては、フェニル基、ペンタフルオロフェニル基などが挙げられる。
Examples of the fluorine-substituted alkyl group include a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluoropentyl group, a perfluorohexyl group and the like, and a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group Are preferred.
Examples of the allyl group include a propenyl group,
Examples of the aryl group include a phenyl group and a pentafluorophenyl group.
Xは2価の電子吸引性基を示し、電子吸引性基としては、例えば−CO−、−CONH−、−(CF2)p−(ここで、pは1〜10の整数である)、−C(CF3)2−、−COO−、−SO−、−SO2−などが挙げられる。
なお、電子吸引性基とは、ハメット(Hammett)置換基常数がフェニル基のm位の場合、
0.06以上、p位の場合、0.01以上の値となる基をいう。
X is a divalent electron-withdrawing group, the electron withdrawing group, e.g. -CO -, - CONH -, - (CF 2) p - ( wherein, p is an integer of 1 to 10), —C (CF 3 ) 2 —, —COO—, —SO—, —SO 2 — and the like.
Note that the electron-withdrawing group means that when the Hammett substituent constant is m-position of the phenyl group,
0.06 or more, in the case of the p-position, a group having a value of 0.01 or more.
Yは2価の電子供与性基を示し、電子供与性基としては、例えば−O−、−S−、−CH=CH−、−C≡C−および下記式 Y represents a divalent electron donating group, and examples of the electron donating group include —O—, —S—, —CH = CH—, —C≡C— and
で表される基などが挙げられる。
nは0または正の整数であり、上限は通常100、好ましくは80である。
上記一般式(A)で表されるモノマーとして具体的には、例えば4,4'−ジクロロベンゾフェノン、4,4'−ジクロロベンズアニリド、ビス(クロロフェニル)ジフルオロメタン、2,2−ビス(4−クロロフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4−クロロ安息香酸−
4−クロロフェニル、ビス(4−クロロフェニル)スルホキシド、ビス(4−クロロフェニル)スルホン、これらの化合物において塩素原子が臭素原子またはヨウ素原子に置き換わった化合物、さらにこれらの化合物において4位に置換したハロゲン原子が3位に置換した化合物などが挙げられる。
And the like.
n is 0 or a positive integer, and the upper limit is usually 100, preferably 80.
Specific examples of the monomer represented by the general formula (A) include, for example, 4,4'-dichlorobenzophenone, 4,4'-dichlorobenzanilide, bis (chlorophenyl) difluoromethane, and 2,2-bis (4- Chlorophenyl) hexafluoropropane, 4-chlorobenzoic acid
4-chlorophenyl, bis (4-chlorophenyl) sulfoxide, bis (4-chlorophenyl) sulfone, a compound in which a chlorine atom is replaced by a bromine or iodine atom in these compounds, and a halogen atom substituted in the 4-position in these compounds is And a compound substituted at the 3-position.
また上記一般式(A)で表されるモノマーとして具体的には、例えば4,4'−ビス(4−クロロベンゾイル)ジフェニルエーテル、4,4'−ビス(4−クロロベンゾイルアミノ)ジフェニルエーテル、4,4'−ビス(4−クロロフェニルスルホニル)ジフェニルエーテル、4,4'−ビス(4−クロロフェニル)ジフェニルエーテルジカルボキシレート、4,4'−ビス〔(4−クロロフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル〕
ジフェニルエーテル、4,4'−ビス〔(4−クロロフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘ
キサフルオロプロピル〕ジフェニルエーテル、4,4'−ビス〔(4−クロロフェニル)テトラフルオロエチル〕ジフェニルエーテル、これらの化合物において塩素原子が臭素原子またはヨウ素原子に置き換わった化合物、さらにこれらの化合物において4位に置換したハロゲン原子が3位に置換した化合物、さらにこれらの化合物においてジフェニルエーテルの4位に置換した基の少なくとも1つが3位に置換した化合物などが挙げられる。
Specific examples of the monomer represented by the general formula (A) include, for example, 4,4′-bis (4-chlorobenzoyl) diphenyl ether, 4,4′-bis (4-chlorobenzoylamino) diphenyl ether, 4′-bis (4-chlorophenylsulfonyl) diphenyl ether, 4,4′-bis (4-chlorophenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 4,4′-bis [(4-chlorophenyl) -1,1,1,3,3 , 3-hexafluoropropyl]
Diphenyl ether, 4,4'-bis [(4-chlorophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(4-chlorophenyl) tetrafluoroethyl] diphenyl ether A compound in which a chlorine atom is replaced by a bromine atom or an iodine atom in these compounds, a compound in which a halogen atom substituted in the 4-position is substituted in the 3-position in these compounds, and a compound in which a diphenyl ether is substituted in the 4-position in these compounds. Examples include a compound in which at least one of the groups is substituted at the 3-position.
さらに上記一般式(A)で表されるモノマーとしては、2,2−ビス[4−{4−(4
−クロロベンゾイル)フェノキシ}フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプ
ロパン、ビス[4−{4−(4−クロロベンゾイル)フェノキシ}フェニル]スルホン、および下記式で表される化合物が挙げられる。
Further, as the monomer represented by the general formula (A), 2,2-bis [4- {4- (4
-Chlorobenzoyl) phenoxydiphenyl] -1,1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, bis [4- {4- (4-chlorobenzoyl) phenoxy} phenyl] sulfone, and represented by the following formula: Compounds.
上記一般式(A)で表されるモノマーは、例えば以下に示す方法で合成することができる。
まず電子吸引性基で連結されたビスフェノールを対応するビスフェノールのアルカリ金属塩とするために、N−メチル−2−ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、スルホラン、ジフェニルスルホン、ジメチルスルホキサイドなどの誘電率の高い極性溶媒中でリチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、水素化アルカリ金属、水酸化アルカリ金属、アルカリ金属炭酸塩などを加える。
The monomer represented by the general formula (A) can be synthesized, for example, by the following method.
First, in order to convert bisphenol linked by an electron-withdrawing group into the corresponding alkali metal salt of bisphenol, a dielectric material such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, sulfolane, diphenylsulfone, and dimethylsulfoxide is used. An alkali metal such as lithium, sodium and potassium, an alkali metal hydride, an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate and the like are added in a highly polar solvent.
通常、アルカリ金属はフェノールの水酸基に対し、過剰気味で反応させ、通常、1.1〜2倍当量を使用する。好ましくは、1.2〜1.5倍当量の使用である。この際、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、クロロベンゼン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アニソール、フェネトールなどの水と共沸する溶媒を共存させて、電子吸引性基で活性化されたフッ素、塩素等のハロゲン原子で置換された芳香
族ジハライド化合物、例えば、4,4'−ジフルオロベンゾフェノン、4,4'−ジクロロベンゾフェノン、4,4'−クロロフルオロベンゾフェノン、ビス(4−クロロフェニル)スルホン、ビス(4−フルオロフェニル)スルホン、4−フルオロフェニル−4'−クロロ
フェニルスルホン、ビス(3−ニトロ−4−クロロフェニル)スルホン、2,6−ジクロ
ロベンゾニトリル、2,6−ジフルオロベンゾニトリル、ヘキサフルオロベンゼン、デカ
フルオロビフェニル、2,5−ジフルオロベンゾフェノン、1,3−ビス(4−クロロベンゾイル)ベンゼンなどを反応させる。反応性から言えば、フッ素化合物が好ましいが、次の芳香族カップリング反応を考慮した場合、末端が塩素原子となるように芳香族求核置換反応を組み立てる必要がある。活性芳香族ジハライドはビスフェノールに対し、2〜4倍モル、好ましくは2.2〜2.8倍モルの使用である。芳香族求核置換反応の前に予め、ビスフェノールのアルカリ金属塩としていてもよい。反応温度は60℃〜300℃で、好ましくは80℃〜250℃の範囲である。反応時間は15分〜100時間、好ましくは1時間〜24時間の範囲である。最も好ましい方法としては、下記式で示される活性芳香族ジハライドとして反応性の異なるハロゲン原子を一個づつ有するクロロフルオロ体を用いることであり、フッ素原子が優先してフェノキシドと求核置換反応が起きるので、目的の活性化された末端クロロ体を得るのに好都合である。
Usually, the alkali metal is reacted with the hydroxyl group of phenol in an excessive amount, and usually, 1.1 to 2 equivalents are used. Preferably, 1.2 to 1.5 equivalents are used. At this time, a solvent azeotropic with water such as benzene, toluene, xylene, hexane, cyclohexane, octane, chlorobenzene, dioxane, tetrahydrofuran, anisole, and phenetole coexist to form fluorine, chlorine, and the like activated by the electron-withdrawing group. Aromatic dihalide compounds substituted with a halogen atom such as 4,4'-difluorobenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, 4,4'-chlorofluorobenzophenone, bis (4-chlorophenyl) sulfone, bis (4 -Fluorophenyl) sulfone, 4-fluorophenyl-4'-chlorophenyl sulfone, bis (3-nitro-4-chlorophenyl) sulfone, 2,6-dichlorobenzonitrile, 2,6-difluorobenzonitrile, hexafluorobenzene, deca Fluorobiphenyl, , 5-difluorobenzophenone, 1,3-bis (4-chlorobenzoyl) reacting benzene. In terms of reactivity, a fluorine compound is preferable, but in consideration of the following aromatic coupling reaction, it is necessary to assemble an aromatic nucleophilic substitution reaction so that the terminal is a chlorine atom. The active aromatic dihalide is used in an amount of 2 to 4 times, preferably 2.2 to 2.8 times, the mole of bisphenol. Before the aromatic nucleophilic substitution reaction, an alkali metal salt of bisphenol may be used in advance. The reaction temperature is between 60C and 300C, preferably between 80C and 250C. Reaction times range from 15 minutes to 100 hours, preferably from 1 hour to 24 hours. The most preferable method is to use a chlorofluoro compound having one halogen atom having different reactivity one by one as an active aromatic dihalide represented by the following formula, since a fluorine atom preferentially causes a nucleophilic substitution reaction with phenoxide. It is convenient for obtaining the desired activated terminal chloro form.
(式中、Xは一般式(A)に関して定義した通りである。)
または特開平2−159号公報に記載のように求核置換反応と親電子置換反応を組み合わせ、目的の電子吸引性基、電子供与性基からなる屈曲性化合物の合成方法がある。
具体的には電子吸引性基で活性化された芳香族ビスハライド、例えば、ビス(4−クロロフェニル)スルホンをフェノールとで求核置換反応させてビスフェノキシ置換体とする。次いで、この置換体を例えば、4−クロロ安息香酸クロリドとのフリーデルクラフト反応から目的の化合物を得る。ここで用いる電子吸引性基で活性化された芳香族ビスハライドは上記で例示した化合物が適用できる。フェノール化合物は置換されていてもよいが、耐熱性や屈曲性の観点から、無置換化合物が好ましい。なお、フェノールの置換反応にはアルカリ金属塩とするのが、好ましく、使用可能なアルカリ金属化合物は上記に例示した化合物を使用できる。使用量はフェノール1モルに対し、1.2〜2倍モルである。反応に際し、上述した極性溶媒や水との共沸溶媒を用いることができる。ビスフェノキシ化合物を塩化アルミニウム、3フッ化ホウ素、塩化亜鉛などのルイス酸のフリーデルクラフト反応の活性化剤存在下に、アシル化剤として、クロロ安息香酸クロライドを反応させる。クロロ安息香酸クロライドはビスフェノキシ化合物に対し、2〜4倍モル、好ましくは2.2〜3倍モルの使用である。フリーデルクラフト活性化剤は、アシル化剤のクロロ安息香酸などの活性ハライド化合物1モルに対し、1.1〜2倍当量使用する。反応時間は15分〜10時間の範囲で、反応温度は−20℃から80℃の範囲である。使用溶媒は、フリーデルクラフト反応に不活性な、クロロベンゼンやニトロベンゼンなどを用いることができる。
(In the formula, X is as defined for the general formula (A).)
Alternatively, there is a method for synthesizing a flexible compound comprising a target electron-withdrawing group and an electron-donating group by combining a nucleophilic substitution reaction and an electrophilic substitution reaction as described in JP-A-2-159.
Specifically, an aromatic bishalide activated by an electron-withdrawing group, for example, bis (4-chlorophenyl) sulfone is subjected to a nucleophilic substitution reaction with phenol to obtain a bisphenoxy-substituted product. Then, the desired compound is obtained from this substituted product by a Friedel-Crafts reaction with, for example, 4-chlorobenzoic acid chloride. The compounds exemplified above can be applied to the aromatic bishalide activated by the electron-withdrawing group used here. The phenol compound may be substituted, but an unsubstituted compound is preferred from the viewpoint of heat resistance and flexibility. It is preferable to use an alkali metal salt for the phenol substitution reaction. As the usable alkali metal compound, the compounds exemplified above can be used. The amount used is 1.2 to 2 moles per 1 mole of phenol. At the time of the reaction, the above-mentioned polar solvent or the azeotropic solvent with water can be used. The bisphenoxy compound is reacted with chlorobenzoic acid chloride as an acylating agent in the presence of an activator for a Friedel-Crafts reaction of a Lewis acid such as aluminum chloride, boron trifluoride, zinc chloride or the like. Chlorobenzoic acid chloride is used in an amount of 2 to 4 times, preferably 2.2 to 3 times the mole of the bisphenoxy compound. The Friedel-Crafts activator is used in an amount of 1.1 to 2 equivalents per mol of an active halide compound such as chlorobenzoic acid as an acylating agent. The reaction time ranges from 15 minutes to 10 hours, and the reaction temperature ranges from -20C to 80C. As a solvent to be used, chlorobenzene, nitrobenzene, or the like, which is inert to the Friedel-Crafts reaction, can be used.
また、一般式(A)において、nが2以上であるモノマー(A)は、例えば、一般式(A)において電子供与性基Yであるエーテル性酸素の供給源となるビスフェノールと、電子吸引性基Xである、>C=O、−SO2−、および/または>C(CF3)2とを組み合
わした、具体的には2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホンなどのビスフェノールのアルカリ金属塩と過剰の4,4
−ジクロロベンゾフェノン、ビス(4−クロロフェニル)スルホンなどの活性芳香族ハロゲン化合物との置換反応をN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド
、スルホランなどの極性溶媒存在下で前記単量体の合成手法に順次重合して得られる。
Further, in the general formula (A), the monomer (A) in which n is 2 or more is, for example, bisphenol which is a supply source of etheric oxygen which is the electron donating group Y in the general formula (A); is a group X,> C = O, -SO 2 -, and / or> C (CF 3) was Kumiawashi and 2, specifically 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -1,1, Alkali metal salts of bisphenols such as 1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) ketone, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) sulfone and excess 4,4
-Substitution reaction with an active aromatic halogen compound such as dichlorobenzophenone and bis (4-chlorophenyl) sulfone in the presence of a polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide and sulfolane Are obtained by sequentially polymerizing according to the synthesis method.
このようなモノマー(A)の例示としては、下記式で表される化合物などを挙げることができる。 Examples of such a monomer (A) include a compound represented by the following formula.
上記において、nは2以上、好ましくは2〜100、さらに好ましくは10〜30である。
次に一般式(B−1)〜(B−4)で表されるモノマーについて説明する。
In the above, n is 2 or more, preferably 2 to 100, and more preferably 10 to 30.
Next, the monomers represented by formulas (B-1) to (B-4) will be described.
式中、RおよびR'は互いに同一でも異なっていてもよく、上記一般式(A)中のRお
よびR'と同様の基を示す。
R9〜R15は互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、フッ素原子、アルキル基、
スルホン酸基およびアルキルスルホン酸基からなる群より選ばれた少なくとも1種の原子または基を示す。
In the formula, R and R ′ may be the same or different from each other, and represent the same groups as R and R ′ in the general formula (A).
R 9 to R 15 may be the same or different from each other, and include a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group,
It represents at least one atom or group selected from the group consisting of a sulfonic acid group and an alkylsulfonic acid group.
R9〜R15が示すアルキル基およびアルキルスルホン酸基が含有するアルキル基として
は、上記一般式(A)中のR1〜R8が示すアルキル基と同様のものが挙げられる。
mは0、1または2を示す。
Xは上記一般式(A)でXとして示したものと同様の群から選ばれた2価の電子吸引性基を示す。
Examples of the alkyl group represented by R 9 to R 15 and the alkyl group contained in the alkylsulfonic acid group include those similar to the alkyl groups represented by R 1 to R 8 in formula (A).
m represents 0, 1 or 2.
X represents a divalent electron-withdrawing group selected from the same group as that represented as X in the general formula (A).
Yは上記一般式(A)でYとして示したものと同様の群から選ばれた2価の電子供与性基を示す。
Wはフェニル基、ナフチル基および下記式(C−1)〜(C−3)で表される基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を示す。
Y represents a divalent electron-donating group selected from the same group as that represented as Y in the general formula (A).
W represents at least one group selected from the group consisting of a phenyl group, a naphthyl group and groups represented by the following formulas (C-1) to (C-3).
式中、Aは電子供与性基または単結合を示す。電子供与性基としては、上記一般式(A)でYとして示したものと同様の群から選ばれた2価の電子供与性基が挙げられる。
R16およびR17は水素原子、アルキル基およびアリール基からなる群より選ばれる原子または基を示す。R16およびR17が示す、アルキル基およびアリール基としては、上記一般式(A)中のR1〜R8が示すアルキル基およびアリール基と同様のものが挙げられる。
In the formula, A represents an electron donating group or a single bond. Examples of the electron donating group include divalent electron donating groups selected from the same groups as those represented by Y in the above general formula (A).
R 16 and R 17 each represent an atom or a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group and an aryl group. As the alkyl group and the aryl group represented by R 16 and R 17 , those similar to the alkyl group and the aryl group represented by R 1 to R 8 in the general formula (A) can be mentioned.
R18〜R26は互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、フッ素原子およびアルキル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子または基を示す。R18〜R26が示すアルキル基としては、上記一般式(A)中のR1〜R8が示すアルキル基と同様のものが挙げられる。
qは0または1を示す。
R 18 to R 26 may be the same or different and represent at least one atom or group selected from the group consisting of a hydrogen atom, a fluorine atom and an alkyl group. Examples of the alkyl group represented by R 18 to R 26 include the same alkyl groups represented by R 1 to R 8 in formula (A).
q represents 0 or 1.
上記一般式(B−1)で表されるモノマーとしては、下記式で表される化合物が挙げられる。 Examples of the monomer represented by the general formula (B-1) include a compound represented by the following formula.
より具体的には、一般式(B−1)で表される化合物としては、下記式で表される化合物が挙げられる。 More specifically, the compound represented by the general formula (B-1) includes a compound represented by the following formula.
また、上記のような化合物において、塩素原子を臭素原子またはヨウ素原子に置き換えた化合物も例示することができる。 In addition, compounds in which a chlorine atom is replaced with a bromine atom or an iodine atom in the above compounds can also be exemplified.
式(B−2)〜(B−4)中、RおよびR'は互いに同一でも異なっていてもよく、上
記一般式(A)中のRおよびR'と同様の基を示す。
R27〜R34は互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、フッ素原子、アルキル基、フッ素置換アルキル基、アリール基、スルホン酸基、アルキルスルホン酸基または下記一
般式(D)で表される基を示す。
In the formulas (B-2) to (B-4), R and R ′ may be the same or different from each other, and represent the same groups as R and R ′ in the general formula (A).
R 27 to R 34 may be the same or different and are each represented by a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, a fluorine-substituted alkyl group, an aryl group, a sulfonic acid group, an alkylsulfonic acid group, or the following general formula (D). Group.
式(D)中、R35〜R43は互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、フッ素置換アルキル基、スルホン酸基またはアルキルスルホン酸基を示す。
R27〜R34、R35〜R43が示すアルキル基、フッ素置換アルキル基としては、R1〜R8が示すアルキル基、フッ素置換アルキル基と同様の基が挙げられる。またR27〜R34が示すアリール基としては、R1〜R8が示すアリール基と同様の基が挙げられる。R27〜R34、R35〜R43が示すアルキルスルホン酸基が含有するアルキル基としては、R1〜R8が示すアルキル基と同様の基が挙げられる。
In the formula (D), R 35 to R 43 may be the same or different and represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a fluorine-substituted alkyl group, a sulfonic acid group or an alkylsulfonic acid group.
R 27 ~R 34, R 35 ~R 43 is an alkyl group represented as the fluorine-substituted alkyl group, the alkyl group represented by R 1 to R 8, include the same groups as fluorine-substituted alkyl group. The aryl groups represented by R 27 to R 34 include the same groups as the aryl groups represented by R 1 to R 8 . Examples of the alkyl group contained in the alkylsulfonic acid group represented by R 27 to R 34 and R 35 to R 43 include the same groups as the alkyl group represented by R 1 to R 8 .
Xは上記一般式(A)でXとして示したものと同様の群から選ばれた2価の電子吸引性基を示す。 X represents a divalent electron-withdrawing group selected from the same group as that represented as X in the general formula (A).
Yは上記一般式(A)でYとして示したものと同様の群から選ばれた2価の電子供与性基を示す。 Y represents a divalent electron-donating group selected from the same group as that represented as Y in the general formula (A).
上記一般式(B−2)で表されるモノマーとして具体的には、例えばp−ジクロロベンゼン、p−ジメチルスルフォニロキシベンゼン、2,5−ジクロロトルエン、2,5−ジメチルスルフォニロキシベンゼン、2,5−ジクロロ−p−キシレン、2,5−ジクロロベンゾトリフルオライド、1,4−ジクロロ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン、およびこれらの化合物において塩素原子を臭素原子またはヨウ素原子に置き換えた化合物などが挙げられる。 Specific examples of the monomer represented by the general formula (B-2) include, for example, p-dichlorobenzene, p-dimethylsulfonyloxybenzene, 2,5-dichlorotoluene, 2,5-dimethylsulfonyloxybenzene, 2,5-dichloro-p-xylene, 2,5-dichlorobenzotrifluoride, 1,4-dichloro-2,3,5,6-tetrafluorobenzene and, in these compounds, a chlorine atom is replaced by a bromine atom or an iodine atom And the like.
上記一般式(B−3)で表されるモノマーとして具体的には、例えば4,4'−ジメチルスルフォニロキシビフェニル、4,4'−ジメチルスルフォニロキシ−3,3'−ジプロペニルビフェニル、4,4'−ジブロモビフェニル、4,4'−ジヨードビフェニル、4,4'−ジメチルスルフォニロキシ−3,3'−ジメチルビフェニル、4,4'−ジメチルスルフォニロキシ−3,3'−ジフルオロビフェニル、4,4'−ジメチルスルフォニロキシ−3,3'5,
5'−テトラフルオロビフェニル、4,4'−ジブロモオクタフルオロビフェニル、4,4'
−ジメチルスルフォニロキシオクタフルオロビフェニルなどが挙げられる。
Specific examples of the monomer represented by the general formula (B-3) include, for example, 4,4′-dimethylsulfonyloxybiphenyl, 4,4′-dimethylsulfonyloxy-3,3′-dipropenylbiphenyl, 4,4'-dibromobiphenyl, 4,4'-diiodobiphenyl, 4,4'-dimethylsulfonyloxy-3,3'-dimethylbiphenyl, 4,4'-dimethylsulfonyloxy-3,3'- Difluorobiphenyl, 4,4'-dimethylsulfonyloxy-3,3'5,
5′-tetrafluorobiphenyl, 4,4′-dibromooctafluorobiphenyl, 4,4 ′
-Dimethylsulfonyloxyoctafluorobiphenyl and the like.
上記一般式(B−4)で表されるモノマーとして具体的には、例えばm−ジクロロベンゼン、m−ジメチルスルフォニロキシベンゼン、2,4−ジクロロトルエン、3,5−ジクロロトルエン、2,6−ジクロロトルエン、3,5−ジメチルスルフォニロキシトルエン、2,6−ジメチルスルフォニロキシトルエン、2,4−ジクロロベンゾトリフルオライド、3,5−ジクロロベンゾトリフルオライド、1,3−ジブロモ−2,4,5,6−テトラフル
オロベンゼン、およびこれらの化合物において塩素原子を臭素原子またはヨウ素原子に置き換えた化合物などが挙げられる。
Specific examples of the monomer represented by the general formula (B-4) include, for example, m-dichlorobenzene, m-dimethylsulfonyloxybenzene, 2,4-dichlorotoluene, 3,5-dichlorotoluene, 2,6 -Dichlorotoluene, 3,5-dimethylsulfonyloxytoluene, 2,6-dimethylsulfonyloxytoluene, 2,4-dichlorobenzotrifluoride, 3,5-dichlorobenzotrifluoride, 1,3-dibromo-2, Examples thereof include 4,5,6-tetrafluorobenzene, and compounds in which a chlorine atom is replaced with a bromine atom or an iodine atom in these compounds.
ポリアリーレンは上記モノマーを触媒の存在下に反応させることにより得られるが、使用される触媒は、遷移金属化合物を含む触媒系であり、この触媒系としては、(1)遷移金
属塩および配位子となる化合物(以下、「配位子成分」という。)、または配位子が配位された遷移金属錯体(銅塩を含む)、ならびに(2)還元剤を必須成分とし、さらに、重合
速度を上げるために、「塩」を添加してもよい。
Polyarylene is obtained by reacting the above monomer in the presence of a catalyst.The catalyst used is a catalyst system containing a transition metal compound, and the catalyst system includes (1) a transition metal salt and a coordination A ligand compound (hereinafter, referred to as a “ligand component”) or a transition metal complex (including a copper salt) to which the ligand is coordinated, and (2) a reducing agent as essential components, and "Salts" may be added to increase speed.
ここで、遷移金属塩としては、塩化ニッケル、臭化ニッケル、ヨウ化ニッケル、ニッケルアセチルアセトナートなどのニッケル化合物;塩化パラジウム、臭化パラジウム、ヨウ化パラジウムなどのパラジウム化合物;塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄などの鉄化合物;塩化コバルト、臭化コバルト、ヨウ化コバルトなどのコバルト化合物などが挙げられる。これらのうち特に、塩化ニッケル、臭化ニッケルなどが好ましい。 Here, as the transition metal salt, nickel compounds such as nickel chloride, nickel bromide, nickel iodide, and nickel acetylacetonate; palladium compounds such as palladium chloride, palladium bromide, and palladium iodide; iron chloride, iron bromide And iron compounds such as iron iodide; and cobalt compounds such as cobalt chloride, cobalt bromide and cobalt iodide. Of these, nickel chloride and nickel bromide are particularly preferred.
また、配位子成分としては、トリフェニルホスフィン、2,2'−ビピリジン、1,5−
シクロオクタジエン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパンなどが挙げられる
。これらのうち、トリフェニルホスフィン、2,2'−ビピリジンが好ましい。上記配位子成分である化合物は、1種単独で、あるいは2種以上を併用することができる。
Further, as the ligand component, triphenylphosphine, 2,2′-bipyridine, 1,5-
Cyclooctadiene, 1,3-bis (diphenylphosphino) propane, and the like. Of these, triphenylphosphine and 2,2′-bipyridine are preferred. The compounds as the ligand components can be used alone or in combination of two or more.
さらに、配位子が配位された遷移金属錯体としては、例えば、塩化ニッケルビス(トリフェニルホスフィン)、臭化ニッケルビス(トリフェニルホスフィン)、ヨウ化ニッケルビス(トリフェニルホスフィン)、硝酸ニッケルビス(トリフェニルホスフィン)、塩化ニッケル(2,2'−ビピリジン)、臭化ニッケル(2,2'−ビピリジン)、ヨウ化ニッケル(2,2'−ビピリジン)、硝酸ニッケル(2,2'−ビピリジン)、ビス(1,5−シク
ロオクタジエン)ニッケル、テトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケル、テトラキス(トリフェニルホスファイト)ニッケル、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムなどが挙げられる。これらのうち、塩化ニッケルビス(トリフェニルホスフィン)、塩化ニッケル(2,2'−ビピリジン)が好ましい。
Further, as the transition metal complex to which the ligand is coordinated, for example, nickel bis (triphenylphosphine) chloride, nickel bis (triphenylphosphine) bromide, nickel bis (triphenylphosphine) iodide, nickel bis (nitrate) nitrate (Triphenylphosphine), nickel chloride (2,2'-bipyridine), nickel bromide (2,2'-bipyridine), nickel iodide (2,2'-bipyridine), nickel nitrate (2,2'-bipyridine) ), Bis (1,5-cyclooctadiene) nickel, tetrakis (triphenylphosphine) nickel, tetrakis (triphenylphosphite) nickel, tetrakis (triphenylphosphine) palladium and the like. Of these, nickel chloride bis (triphenylphosphine) and nickel chloride (2,2′-bipyridine) are preferred.
上記触媒系に使用することができる還元剤としては、例えば、鉄、亜鉛、マンガン、アルミニウム、マグネシウム、ナトリウム、カルシウムなどが挙げられる。これらのうち、亜鉛、マグネシウム、マンガンが好ましい。これらの還元剤は、有機酸などの酸に接触させることにより、より活性化して用いることができる。 Examples of the reducing agent that can be used in the above catalyst system include iron, zinc, manganese, aluminum, magnesium, sodium, and calcium. Of these, zinc, magnesium and manganese are preferred. These reducing agents can be used more activated by contact with an acid such as an organic acid.
また、上記触媒系において使用することのできる「塩」としては、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、硫酸ナトリウムなどのナトリウム化合物、フッ化カリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、硫酸カリウムなどのカリウム化合物;フッ化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テトラエチルアンモニウム、硫酸テトラエチルアンモニウムなどのアンモニウム化合物などが挙げられる。これらのうち、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、臭化カリウム、臭化テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テトラエチルアンモニウムが好ましい。 Examples of the "salt" that can be used in the above catalyst system include sodium compounds such as sodium fluoride, sodium chloride, sodium bromide, sodium iodide, and sodium sulfate, potassium fluoride, potassium chloride, potassium bromide, Potassium compounds such as potassium iodide and potassium sulfate; and ammonium compounds such as tetraethylammonium fluoride, tetraethylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, tetraethylammonium iodide, and tetraethylammonium sulfate. Of these, sodium bromide, sodium iodide, potassium bromide, tetraethylammonium bromide, and tetraethylammonium iodide are preferred.
各成分の使用割合は、遷移金属塩または遷移金属錯体が、上記モノマーの総計1モルに対し、通常、0.0001〜10モル、好ましくは0.01〜0.5モルである。0.0001モル未満では、重合反応が十分に進行しないことがあり、一方、10モルを超えると、分子量が低下することがある。
触媒系において、遷移金属塩および配位子成分を用いる場合、この配位子成分の使用割合は、遷移金属塩1モルに対し、通常、0.1〜100モル、好ましくは1〜10モルである。0.1モル未満では、触媒活性が不十分となることがあり、一方、100モルを超えると、分子量が低下することがある。
The usage ratio of each component is usually 0.0001 to 10 mol, preferably 0.01 to 0.5 mol, of the transition metal salt or the transition metal complex per 1 mol of the total of the above monomers. If the amount is less than 0.0001 mol, the polymerization reaction may not proceed sufficiently, while if it exceeds 10 mol, the molecular weight may decrease.
When a transition metal salt and a ligand component are used in the catalyst system, the usage ratio of the ligand component is usually 0.1 to 100 mol, preferably 1 to 10 mol, per 1 mol of the transition metal salt. is there. If the amount is less than 0.1 mol, the catalytic activity may be insufficient, while if it exceeds 100 mol, the molecular weight may decrease.
また、還元剤の使用割合は、上記モノマーの総計1モルに対し、通常、0.1〜100モル、好ましくは1〜10モルである。0.1モル未満では、重合が十分進行しないこと
があり、100モルを超えると、得られる重合体の精製が困難になることがある。
さらに、「塩」を使用する場合、その使用割合は、上記モノマーの総計1モルに対し、通常、0.001〜100モル、好ましくは0.01〜1モルである。0.001モル未満では、重合速度を上げる効果が不十分であることがあり、100モルを超えると、得られる重合体の精製が困難となることがある。
The reducing agent is used in an amount of usually 0.1 to 100 mol, preferably 1 to 10 mol, per 1 mol of the total amount of the monomers. If the amount is less than 0.1 mol, the polymerization may not proceed sufficiently. If the amount exceeds 100 mol, purification of the obtained polymer may be difficult.
Further, when a "salt" is used, the proportion thereof is usually 0.001 to 100 mol, preferably 0.01 to 1 mol, per 1 mol of the total of the above monomers. If the amount is less than 0.001 mol, the effect of increasing the polymerization rate may be insufficient. If the amount exceeds 100 mol, purification of the obtained polymer may be difficult.
使用することのできる重合溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、γ-ブチロラクトン、γ-ブチロラクタムなどが挙げられる。これらのうち、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンが好ましい。これらの重合溶媒は、十分に乾燥してから用いることが好ましい。 Examples of the polymerization solvent that can be used include, for example, tetrahydrofuran, cyclohexanone, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-butyrolactam, and the like. Can be Of these, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone are preferred. These polymerization solvents are preferably used after being sufficiently dried.
重合溶媒中における上記モノマーの総計の濃度は、通常、1〜90重量%、好ましくは5〜40重量%である。
また、重合する際の重合温度は、通常0〜200℃、好ましくは50〜120℃である。また、重合時間は、通常、0.5〜100時間、好ましくは1〜40時間である。
The total concentration of the above monomers in the polymerization solvent is usually 1 to 90% by weight, preferably 5 to 40% by weight.
Further, the polymerization temperature at the time of polymerization is usually 0 to 200 ° C, preferably 50 to 120 ° C. Further, the polymerization time is usually 0.5 to 100 hours, preferably 1 to 40 hours.
このようにして上記一般式(A)で表されるモノマー(A)と、上記一般式(B−1)〜(B−4)で表されるモノマーから選ばれる少なくとも1種のモノマー(B)を重合させることにより、ポリアリーレンを含む重合溶液が得られる。
次に、スルホン酸基を有しない上記ポリアリーレンに、スルホン化剤を用い、常法によりスルホン酸基導入することにより、本発明で用いられるスルホン酸基を有するポリアリーレンを得ることができる。
Thus, the monomer (A) represented by the general formula (A) and at least one monomer (B) selected from the monomers represented by the general formulas (B-1) to (B-4) Is polymerized to obtain a polymerization solution containing polyarylene.
Next, a polyarylene having a sulfonic acid group used in the present invention can be obtained by introducing a sulfonic acid group into the above-mentioned polyarylene having no sulfonic acid group by using a sulfonating agent in a conventional manner.
なお、上記一般式(B−1)〜(B−4)で表される化合物としてR9〜R15またはR27〜R34の少なくとも1つがスルホン酸基またはアルキルスルホン酸基であるような化合
物を使用してポリアリーレンを製造すればスルホン酸基を有するポリアリーレンが得られるため、このスルホン化工程は行わなくてもよい。
スルホン酸基を導入する方法としては、例えば、上記スルホン酸基を有しないポリアリーレンを、無水硫酸、発煙硫酸、クロルスルホン酸、硫酸、亜硫酸水素ナトリウムなどの公知のスルホン化剤を用いて、公知の条件でスルホン化することができる〔Polymer Preprints, Japan,Vol.42,No.3,p.730(1993);Polymer Preprints, Japan,Vol.42,No.3,p.736(1994);Polymer Preprints, Japan,Vol.42,No.7,pp.2490〜2492(1993)〕。
Compounds represented by the above general formulas (B-1) to (B-4) wherein at least one of R 9 to R 15 or R 27 to R 34 is a sulfonic acid group or an alkylsulfonic acid group. When a polyarylene is produced by using the above, a polyarylene having a sulfonic acid group can be obtained, so that this sulfonation step may not be performed.
As a method for introducing a sulfonic acid group, for example, a polyarylene having no sulfonic acid group can be obtained by using a known sulfonating agent such as sulfuric anhydride, fuming sulfuric acid, chlorosulfonic acid, sulfuric acid, and sodium hydrogen sulfite. (Polymer Preprints, Japan, Vol. 42, No. 3, p. 730 (1993); Polymer Preprints, Japan, Vol. 42, No. 3, p. 736 (1994); Polymer Preprints, Japan, Vol. 42, No. 7, pp. 2490-2492 (1993)].
すなわち、このスルホン化の反応条件としては、上記スルホン酸基を有しないポリアリーレンを、無溶剤下、あるいは溶剤存在下で、上記スルホン化剤と反応させる。溶剤としては、例えばn−ヘキサンなどの炭化水素溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶剤、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドのような非プロトン系極性溶剤のほか、テトラクロロエタン、ジクロロエタン、クロロホルム、塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素などが挙げられる。反応温度は特に制限はないが、通常、−50〜200℃、好ましくは−10〜100℃である。また、反応時間は、通常、0.5〜1,000時間、好ましくは1〜200時間である。 That is, as the reaction conditions for this sulfonation, the above-mentioned polyarylene having no sulfonic acid group is reacted with the above-mentioned sulfonating agent in the absence or presence of a solvent. Examples of the solvent include hydrocarbon solvents such as n-hexane, ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane, aprotic polar solvents such as dimethylacetamide, dimethylformamide, and dimethylsulfoxide, as well as tetrachloroethane, dichloroethane, chloroform, and chloride. And halogenated hydrocarbons such as methylene. The reaction temperature is not particularly limited, but is generally -50 to 200C, preferably -10 to 100C. The reaction time is usually 0.5 to 1,000 hours, preferably 1 to 200 hours.
このようにスルホン化して得られる、スルホン酸基を有するポリアリーレンの、スルホン酸基量および上記一般式(B−1)〜(B−4)で表される化合物としてR9〜R15ま
たはR27〜R43の少なくとも1つがスルホン酸基またはアルキルスルホン酸基であるような化合物を使用して得られたスルホン酸基を有するポリアリーレンのスルホン酸基量は、0.5〜3ミリグラム当量/g、好ましくは0.8〜2.8ミリグラム当量/gである。0.5ミリグラム当量/g未満では、プロトン伝導性が上がらず、一方3ミリグラム当量
/gを超えると、親水性が向上し、水溶性ポリマーとなってしまうか、また水溶性に至らずとも耐久性が低下する。
In the polyarylene having a sulfonic acid group obtained by sulfonation in this way, R 9 to R 15 or R 9 as a compound represented by the amount of the sulfonic acid group and the general formulas (B-1) to (B-4). 27 at least one amount of sulfonic acid group in the polyarylene having a sulfonic acid group was obtained using the compound such that a sulfonic acid group or an alkyl sulfonic acid group to R 43 is 0.5 to 3 meq / g, preferably 0.8 to 2.8 milligram equivalent / g. If it is less than 0.5 milligram equivalent / g, proton conductivity does not increase, while if it exceeds 3 milligram equivalent / g, hydrophilicity is improved and it becomes a water-soluble polymer, or it is durable even if it does not become water-soluble. Is reduced.
上記のスルホン酸基量は、モノマー(A)とモノマー(B)の使用割合、さらにモノマーの種類、組合せを変えることにより、容易に調整することができる。
また、このようにして得られるスルホン酸を有するポリアリーレンのスルホン化前の前駆体のポリマーの分子量は、ポリスチレン換算重量平均分子量で、1万〜100万、好ましくは2万〜80万である。
The amount of the sulfonic acid group can be easily adjusted by changing the use ratio of the monomer (A) and the monomer (B), and further changing the type and combination of the monomers.
The molecular weight of the precursor polymer before sulfonation of the sulfonic acid-containing polyarylene thus obtained is 10,000 to 1,000,000, preferably 20,000 to 800,000 in terms of polystyrene equivalent weight average molecular weight.
(組成物)
本発明に係るプロトン伝導体組成物は、上述したようなヘテロポリ酸と、スルホン酸を有するポリアリーレンとからなる。
本発明に係るプロトン伝導体組成物において、ヘテロポリ酸は、ヘテロポリ酸と、スルホン酸を有するポリアリーレン100重量部に対し、1〜50重量部、好ましくは1〜40重量部、より好ましくは1〜30重量部の割合で含有している。
(Composition)
The proton conductor composition according to the present invention comprises the above-described heteropolyacid and polyarylene having a sulfonic acid.
In the proton conductor composition according to the present invention, the heteropolyacid is 1 to 50 parts by weight, preferably 1 to 40 parts by weight, more preferably 1 to 50 parts by weight, based on the heteropolyacid and 100 parts by weight of the polyarylene having a sulfonic acid. It is contained in a proportion of 30 parts by weight.
ヘテロポリ酸の含有量が、スルホン酸を有するポリアリーレン100重量部に対し、1重量部未満または50重量部を超えるとプロトン伝導度の向上は見られない。1重量部未満では、プロトン伝導度を上げる保水性を向上させる量には達しないことがある。また、50重量部を超えると保水性は十分ではあるものの、添加量の増大に伴い複合膜全体占める非プロトン伝導成分の量が増えるため、プロトン伝導度は低下する傾向がある。 When the content of the heteropolyacid is less than 1 part by weight or more than 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyarylene having a sulfonic acid, no improvement in proton conductivity is observed. If the amount is less than 1 part by weight, the amount for improving the water retention to increase the proton conductivity may not be reached. If the amount exceeds 50 parts by weight, the water retention is sufficient, but the proton conductivity tends to decrease because the amount of the non-proton conductive component occupying the entire composite membrane increases as the amount added increases.
本発明に係るプロトン伝導体組成物は、上述したようなヘテロポリ酸と、スルホン酸を有するポリアリーレンとを従来公知の方法、例えばホモジナイザー、ディスパーサー、ペイントコンディショナー、ボールミルなどの高シェアのかかる混合機を用いて混合することにより製造することができる。この際には、溶剤を用いてもよい。 The proton conductor composition according to the present invention comprises a heteropolyacid as described above and a polyarylene having a sulfonic acid by a conventionally known method, for example, a high-share mixer such as a homogenizer, a disperser, a paint conditioner, and a ball mill. Can be produced by mixing with the use of In this case, a solvent may be used.
(プロトン伝導膜)
本発明に係るプロトン伝導膜は上記プロトン伝導体組成物からなる。
(Proton conductive membrane)
The proton conductive membrane according to the present invention comprises the above-described proton conductor composition.
なお本発明に係るプロトン伝導膜には、上記ヘテロポリ酸、スルホン酸基を有するポリアリーレン以外に、硫酸、リン酸などの無機酸、カルボン酸を含む有機酸、適量の水などが含まれていてもよい。 The proton conductive membrane according to the present invention contains, in addition to the heteropolyacid and the polyarylene having a sulfonic acid group, sulfuric acid, an inorganic acid such as phosphoric acid, an organic acid containing a carboxylic acid, an appropriate amount of water, and the like. Is also good.
本発明のプロトン伝導膜を製造するには、例えば上記プロトン伝導体組成物を溶剤に溶解したのち、キャスティングによりフィルム状に成形するキャスティング法や、溶融成形法などが挙げられる。 In order to produce the proton conductive membrane of the present invention, for example, a casting method in which the above-described proton conductor composition is dissolved in a solvent and then formed into a film by casting, a melt molding method, and the like are exemplified.
キャスティング法は具体的には、例えばプロトン伝導体組成物を溶剤に溶解して溶液とした後、キャスティングにより基体上に流延し、フィルム状に成形する。 Specifically, in the casting method, for example, after dissolving a proton conductor composition in a solvent to form a solution, the solution is cast on a substrate by casting to form a film.
上記基体としては、通常の溶液キャスティング法に用いられる基体であれば特に限定されず、例えばプラスチック製、金属製などの基体が用いられ、好ましくは、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムなどの熱可塑性樹脂からなる基体が用いられる。 The substrate is not particularly limited as long as it is a substrate used in a usual solution casting method. For example, a substrate made of plastic or metal is used, and a thermoplastic resin such as polyethylene terephthalate (PET) film is preferably used. A substrate consisting of
プロトン伝導膜を調製する際には、上記プロトン伝導体組成物以外に、硫酸、リン酸などの無機酸、カルボン酸を含む有機酸、適量の水などを併用してもよい。 In preparing the proton conductive membrane, an inorganic acid such as sulfuric acid or phosphoric acid, an organic acid containing a carboxylic acid, an appropriate amount of water, or the like may be used in addition to the above-described proton conductor composition.
プロトン伝導体組成物を溶解する溶媒としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン、
N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチル尿素などの非プロトン系極性溶剤が挙げられ、特に溶解性、溶液粘度の面から、N−メチル−2−ピロリドン(以下「NMP」ともいう。)が好ましい。非プロトン系極性溶剤は、1種単独であるいは2種以上を併用することができる。
As the solvent for dissolving the proton conductor composition, for example, N-methyl-2-pyrrolidone,
Non-protonic polar solvents such as N, N-dimethylformamide, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, dimethylurea, and the like. Particularly, in view of solubility and solution viscosity, N-methyl-2- Pyrrolidone (hereinafter also referred to as “NMP”) is preferred. The aprotic polar solvent can be used alone or in combination of two or more.
またプロトン伝導体組成物を溶解させる溶媒として上記非プロトン系極性溶剤とアルコールとの混合物も用いることができる。アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコールなどが挙げられ、特にメタノールが幅広い組成範囲で溶液粘度を下げる効果があり好ましい。アルコールは、1種単独であるいは2種以上を併用することができる。 In addition, a mixture of the aprotic polar solvent and an alcohol can be used as a solvent for dissolving the proton conductor composition. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, propyl alcohol, iso-propyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, and the like. In particular, methanol is preferred because it has an effect of lowering the solution viscosity in a wide composition range. Alcohols can be used alone or in combination of two or more.
溶媒として非プロトン系極性溶剤とアルコールとの混合物を用いる場合には、非プロトン系極性溶剤が95〜25重量%、好ましくは75〜25重量%、アルコールが5〜75重量%、好ましくは25〜75重量%(但し、合計は100重量%)からなる。アルコールの量が上記範囲内にあると、溶液粘度を下げる効果に優れる。 When a mixture of an aprotic polar solvent and an alcohol is used as the solvent, the aprotic polar solvent is 95 to 25% by weight, preferably 75 to 25% by weight, and the alcohol is 5 to 75% by weight, preferably 25 to 25% by weight. 75% by weight (however, the total is 100% by weight). When the amount of the alcohol is within the above range, the effect of lowering the solution viscosity is excellent.
プロトン伝導体組成物を溶解させた溶液のポリマー濃度は、スルホン酸基を有するポリアリーレンの分子量にもよるが、通常、5〜40重量%、好ましくは7〜25重量%である。5重量%未満では、厚膜化し難く、また、ピンホールが生成しやすい。一方、40重量%を超えると、溶液粘度が高すぎてフィルム化し難く、また、表面平滑性に欠けることがある。 The polymer concentration of the solution in which the proton conductor composition is dissolved depends on the molecular weight of the polyarylene having a sulfonic acid group, but is usually 5 to 40% by weight, preferably 7 to 25% by weight. If the content is less than 5% by weight, it is difficult to form a thick film, and pinholes are easily generated. On the other hand, if it exceeds 40% by weight, the solution viscosity is too high, making it difficult to form a film, and may lack surface smoothness.
なお、溶液粘度は、スルホン酸基を有するポリアリーレンの分子量や、ポリマー濃度にもよるが、通常、2,000〜100,000mPa・s、好ましくは3,000〜50,000mPa・sである。2,000mPa・s未満では、成膜中の溶液の滞留性が悪く、
基体から流れてしまうことがある。一方、100,000mPa・sを超えると、粘度が
高過ぎて、ダイからの押し出しができず、流延法によるフィルム化が困難となることがある。
The solution viscosity is usually from 2,000 to 100,000 mPa · s, preferably from 3,000 to 50,000 mPa · s, depending on the molecular weight of the polyarylene having a sulfonic acid group and the polymer concentration. If the viscosity is less than 2,000 mPa · s, the retention of the solution during film formation is poor,
It may flow from the substrate. On the other hand, when the viscosity exceeds 100,000 mPa · s, the viscosity is too high and extrusion from a die cannot be performed, and it may be difficult to form a film by a casting method.
本発明のプロトン伝導膜は、例えば一次電池用電解質、二次電池用電解質、燃料電池用高分子固体電解質、表示素子、各種センサー、信号伝達媒体、固体コンデンサー、イオン交換膜などに利用可能なプロトン伝導性の伝導膜に利用可能である。 The proton conductive membrane of the present invention can be used as, for example, a proton available for an electrolyte for a primary battery, an electrolyte for a secondary battery, a polymer solid electrolyte for a fuel cell, a display element, various sensors, a signal transmission medium, a solid capacitor, an ion exchange membrane, and the like. It can be used for conductive conductive films.
本発明に係るプロトン伝導膜は、その膜厚が、通常10〜100μm、好ましくは20〜80μmである。 The proton conductive membrane according to the present invention has a thickness of usually 10 to 100 μm, preferably 20 to 80 μm.
[実施例]
以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[プロトン伝導度の測定]
交流抵抗は5mm幅の短冊状膜試料の表面に白金線(直径0.5mm)を押し当て、恒温恒湿装置中に試料を保持し、白金線間の交流インピーダンス測定から求めた。85℃、相対湿度40%、50%、70%、90%の環境下で交流10kHzにおけるインピーダンスを測定した。
[Example]
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
[Measurement of proton conductivity]
The AC resistance was determined by pressing a platinum wire (0.5 mm in diameter) against the surface of a 5 mm-wide strip-shaped film sample, holding the sample in a thermo-hygrostat, and measuring the AC impedance between the platinum wires. The impedance at an alternating current of 10 kHz was measured in an environment of 85 ° C. and a relative humidity of 40%, 50%, 70%, and 90%.
抵抗測定装置として(株)NF回路設計ブロック社製ケミカルインピーダンス測定システムを、恒温恒湿器には(株)ヤマト化学社製のJW241を使用した。白金線は5mm間隔に5本押し当てて極間距離を5〜20mmに変化させ交流抵抗を測定した。
極間距離と抵抗の勾配から下記式に従って膜の比抵抗を算出し、比抵抗の逆数から交流イ
ンピーダンスを算出した。
A chemical impedance measuring system manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd. was used as a resistance measuring device, and JW241 manufactured by Yamato Chemical Co., Ltd. was used as a thermo-hygrostat. Five platinum wires were pressed at 5 mm intervals to change the distance between the electrodes to 5 to 20 mm, and the AC resistance was measured.
The specific resistance of the film was calculated from the distance between the electrodes and the gradient of the resistance according to the following formula, and the AC impedance was calculated from the reciprocal of the specific resistance.
比抵抗R[Ω・cm]=0.5[cm]×膜厚[cm]×抵抗極間勾配[Ω/cm]
[引張強度特性]
スルホン化ポリマーを製膜し、3mm×65mm、厚さ50μmの短冊形のフィルム試験片を作製し、引張試験機を用いて、弾性率、破断強度、伸びを測定した。
Specific resistance R [Ω · cm] = 0.5 [cm] × film thickness [cm] × resistance gradient [Ω / cm]
[Tensile strength characteristics]
The sulfonated polymer was formed into a film, and a strip-shaped film test piece having a size of 3 mm × 65 mm and a thickness of 50 μm was prepared, and the elastic modulus, the breaking strength and the elongation were measured using a tensile tester.
[耐酸化性]
スルホン化ポリマーを製膜し、3mm×65mm、厚さ50μmの短冊形のフィルム試験片を作製し、Fe2+を20ppm含む45℃に保たれた3%過酸化水素水に20時間浸漬した後の重量変化を測定した。
重量保持率=(浸漬後の試験片重量/浸漬前の試験片重量)×100
[Oxidation resistance]
A sulfonated polymer was formed into a film, and a strip-shaped film test piece having a size of 3 mm × 65 mm and a thickness of 50 μm was prepared and immersed in a 3% hydrogen peroxide solution containing 20 ppm of Fe 2+ and maintained at 45 ° C. for 20 hours. Was measured for weight change.
Weight retention = (weight of test piece after immersion / weight of test piece before immersion) × 100
2,5−ジクロロ−4'−(4−フェノキシ)フェノキシベンゾフェノン(以下「2,5
−DCPPB」ともいう。):両末端クロロベンゾイル化〔4,4'−ジクロロベンゾフェノン・2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン〕縮合物(以下「oligo−BCPAF」ともいう。)(Mn=11,200、
Mw=27,500)=97:3(mol比)の組成比の共重合体(Mn=50,000、Mw=150,000)のスルホン化物(スルホン酸濃度(IEC)=2.10meq/
g)60gを、1000mlポリ瓶にとり、N−メチル−2−ピロリドン 340gを加
え溶解させた。これに12−タングストリン酸・n水和物 6g(10wt%複合化量)を加え、アルミナボール 900g入れペイントコンディショナーで20分混合し、均一
分散させた。この溶液を200メッシュの金網でろ過しアルミナボール取り除き、ヘテロポリ酸複合ポリマー溶液を得た。
2,5-dichloro-4 ′-(4-phenoxy) phenoxybenzophenone (hereinafter referred to as “2.5
-DCPPB ". ): Chlorobenzoylated at both ends [4,4′-dichlorobenzophenone.2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -1,1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane] condensate (hereinafter “oligo”) -BCPAF ") (Mn = 11,200,
Mw = 27,500) = 97: 3 (molar ratio) copolymer (Mn = 50,000, Mw = 150,000) sulfonate (sulfonic acid concentration (IEC) = 2.10 meq /
g) 60 g was placed in a 1000 ml plastic bottle, and 340 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added and dissolved. To this was added 6 g of 12-tungstophosphoric acid / n-hydrate (composite amount of 10 wt%), 900 g of alumina balls were added, mixed with a paint conditioner for 20 minutes, and uniformly dispersed. This solution was filtered through a 200-mesh wire net to remove alumina balls, thereby obtaining a heteropolyacid composite polymer solution.
この溶液をドクターブレードを用いて、ペットフィルム上にコーター塗布した。これを80℃で30分加熱し予備乾燥し膜を作製し、ペットフィルムより膜を剥がし取り、フィルムの外枠を固定しさらに150℃で1時間乾燥し、厚さ40μmのヘテロポリ酸複合プロトン伝導性スルホン化ポリマーの膜を作製した。
作製した複合膜のプロトン伝導度を測定し、結果を表1にまとめた。
This solution was coater-coated on a pet film using a doctor blade. This was heated at 80 ° C. for 30 minutes and pre-dried to prepare a membrane, the membrane was peeled off from the pet film, the outer frame of the film was fixed, and the membrane was dried at 150 ° C. for 1 hour. A membrane of a hydrophilic sulfonated polymer was prepared.
The proton conductivity of the produced composite membrane was measured, and the results are summarized in Table 1.
実施例1で用いたヘテロポリ酸の使用量を3g(5wt%複合化量)に代え、その他は実施例1と同様にフィルムを調製し、評価を行った。結果を表1にまとめた。 A film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the amount of the heteropolyacid used in Example 1 was changed to 3 g (composite amount of 5 wt%). The results are summarized in Table 1.
実施例1で用いたヘテロポリ酸の使用量を18g(30wt%複合化量)に代え、その他は実施例1と同様にフィルムを調製し、評価を行った。結果を表1にまとめた。 A film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the amount of the heteropolyacid used in Example 1 was changed to 18 g (composite amount of 30 wt%). The results are summarized in Table 1.
実施例1で用いたヘテロポリ酸の使用量を30g(50wt%複合化量)に代え、その他は実施例1と同様にフィルムを調製し、評価を行った。結果を表1にまとめた。 A film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the amount of the heteropolyacid used in Example 1 was changed to 30 g (composite amount of 50 wt%). The results are summarized in Table 1.
[比較例1]
2,5−DCPPB:oligo−BCPAF=97:3(mol比)の組成比の共重合体(Mn=50,000、Mw=150,000)のスルホン化物(スルホン酸濃度(IEC)=2.10meq/g)6.0gを、100mlポリ瓶にとり、NMP 34gを加え溶
解しポリマー溶液を得た。
このポリマー溶液から実施例1と同様にプロトン伝導性スルホン化ポリマーの膜を作製し
、プロトン伝導度を測定し、結果を表1にまとめた。
[Comparative Example 1]
Sulfonated product (Mn = 50,000, Mw = 150,000) of a copolymer having a composition ratio of 2,5-DCPPB: oligo-BCPAF = 97: 3 (molar ratio) (sulfonic acid concentration (IEC) = 2. 6.0 g of 10 meq / g) was placed in a 100 ml plastic bottle, and 34 g of NMP was added and dissolved to obtain a polymer solution.
A membrane of a proton-conductive sulfonated polymer was prepared from this polymer solution in the same manner as in Example 1, and the proton conductivity was measured. The results are shown in Table 1.
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