JP2002146014A - Ion-conductive polyazole containing phosphonic acid group - Google Patents

Ion-conductive polyazole containing phosphonic acid group

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JP2002146014A
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phosphonic acid
acid
polyazole
film
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JP2000348323A
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Junko Nakao
淳子 中尾
Yoshimitsu Sakaguchi
佳充 坂口
Kota Kitamura
幸太 北村
Satoshi Takase
敏 高瀬
Shiro Hamamoto
史朗 濱本
Hiroshi Tachimori
寛 舘盛
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a polymer material capable of giving a polymer electrolyte which has not only good processability and good durable stability but also excellent ionic conductivity by introducing sulfonic acid groups or phosphonic acid groups into a polyazole-based polymer having excellent heat resistance, excellent mechanical characteristics or the like. SOLUTION: This polyazole compound containing phosphonic acid groups is characterized by having a 3 wt.% loss temperature of >=400 deg.C based on the weight of a sample reaching 200 deg.C on the measurement of TGA, having a solubility of >=5 wt.% in NMP, having an average mol.wt. of 1,000 to 1,000,000, and when plural repeating units are contained, they are mainly randomly and/or alternately binding to each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性、力学特性
などにおいてきわめて優れた特性を示すポリアゾール系
ポリマーの特性を損なうことなく、高分子電解質膜等と
して利用できるイオン性基含有ポリマーとなるホスホン
酸含有ポリアゾール化合物に関するものである。
[0001] The present invention relates to a phosphonic polymer which is an ionic group-containing polymer which can be used as a polymer electrolyte membrane without impairing the properties of a polyazole-based polymer exhibiting extremely excellent properties such as heat resistance and mechanical properties. The present invention relates to an acid-containing polyazole compound.

【0002】[0002]

【従来の技術】液体電解質のかわりに高分子固体電解質
をイオン伝導体として用いる電気化学的装置の例とし
て、水電解槽や燃料電池を上げることができる。これら
に用いられる高分子膜は、カチオン交換膜としてプロト
ン導電率とともに化学的、熱的、電気化学的および力学
的に十分安定なものでなくてはならない。このため、長
期にわたり使用できるものとしては、主に米デュポン社
製の「ナフィオン(登録商標)」を代表例とするパーフ
ルオロカーボンスルホン酸膜が使用されてきた。しかし
ながら、100℃を越える条件で運転しようとすると、
膜の含水率が急激に落ちるほか、膜の軟化も顕著とな
る。このため、将来が期待されるメタノールを燃料とす
る燃料電池においては、膜内のメタノール透過による性
能低下がおこり、十分な性能を発揮することはできな
い。また、現在主に検討されている水素を燃料として8
0℃付近で運転する燃料電池においても、膜のコストが
高すぎることが燃料電池技術の確立の障害として指摘さ
れている。
2. Description of the Related Art As an example of an electrochemical device using a polymer solid electrolyte as an ion conductor instead of a liquid electrolyte, a water electrolysis tank or a fuel cell can be used. The polymer membrane used for these must be chemically, thermally, electrochemically and mechanically sufficiently stable as well as proton conductivity as a cation exchange membrane. For this reason, a perfluorocarbon sulfonic acid membrane typically represented by "Nafion (registered trademark)" manufactured by DuPont U.S.A. has been used as a material that can be used for a long time. However, if you try to operate under conditions over 100 ° C,
The water content of the film sharply drops, and the softening of the film becomes remarkable. For this reason, in a fuel cell that uses methanol as a fuel, which is expected in the future, performance is reduced due to permeation of methanol in the membrane, and sufficient performance cannot be exhibited. In addition, hydrogen, which is currently being studied, is used as fuel.
It has been pointed out that, even in a fuel cell operated at around 0 ° C., the cost of the membrane is too high as an obstacle to the establishment of fuel cell technology.

【0003】このような欠点を克服するため、芳香族環
含有ポリマーにスルホン酸基を導入した高分子電解質膜
が種々検討されている。例えば、ポリアリールエーテル
スルホンをスルホン化したもの(Journal of Membrane
Science, 83, 211(1993))、ポリエーテルエーテルケト
ンをスルホン化したもの(特開平6−93114)、スル
ホン化ポリスチレン等である。しかしながら、ポリマー
を原料として芳香環上に導入されたスルホン酸基は酸ま
たは熱により脱スルホン酸反応が起こりやすく、燃料電
池用電解質膜として使用するには耐久性が十分であると
は言えない。
In order to overcome such disadvantages, various studies have been made on polymer electrolyte membranes in which a sulfonic acid group is introduced into an aromatic ring-containing polymer. For example, sulfonated polyarylether sulfone (Journal of Membrane
Science, 83 , 211 (1993)), sulfonated polyetheretherketone (JP-A-6-93114), sulfonated polystyrene and the like. However, a sulfonic acid group introduced on an aromatic ring using a polymer as a raw material is liable to undergo a desulfonate reaction due to an acid or heat, and cannot be said to have sufficient durability for use as an electrolyte membrane for a fuel cell.

【0004】スルホン酸を含有したポリベンズイミダゾ
ールについては、UnoらのJ. Polym.Sci., Polym. Che
m., 15, 1309(1977)における3,3‘−ジアミノベンジ
ジンと3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸または
4,6−ジカルボキシ−1,3−ベンゼンジスルホン酸
から合成するものが、USP−5312895では1,
2,4,5−ベンゼンテトラミンと2,5−ジカルボキ
シベンゼンスルホン酸を主成分として合成するものが報
告されている。後者の報告で述べられているポリマー
は、ジメチルスルホキシドへの溶解性が示されている
が、前者の報告で述べられているポリマーはジメチルス
ルホキシドには部分的には溶解するものの、N−メチル
ピロリドン(NMP)には溶解しない。このように、ス
ルホン酸を含有したポリマーであっても、その溶解性は
ポリマーごとに異なっており、明確な傾向はとらえられ
ていなかった。また、これらの報告では、電解質膜用途
などスルホン酸基が持つ電気化学的特性について顧みら
れることはなかった。
[0004] Polybenzimidazole containing sulfonic acid is described in Uno et al., J. Polym. Sci., Polym.
m., 15 , 1309 (1977), which is synthesized from 3,3'-diaminobenzidine and 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid or 4,6-dicarboxy-1,3-benzenedisulfonic acid is disclosed in USP- 531895 is 1,
A compound synthesized using 2,4,5-benzenetetramine and 2,5-dicarboxybenzenesulfonic acid as main components has been reported. The polymer described in the latter report has been shown to be soluble in dimethylsulfoxide, whereas the polymer described in the former report is partially soluble in dimethylsulfoxide, but N-methylpyrrolidone Does not dissolve in (NMP). As described above, even in the case of the polymer containing sulfonic acid, the solubility differs for each polymer, and no clear tendency has been recognized. Further, in these reports, no consideration was given to the electrochemical characteristics of the sulfonic acid group, such as for use in an electrolyte membrane.

【0005】一方、ホスホン酸含有の芳香族ポリマーに
ついても、高分子電解質の視点から着目したものはあま
りみられない。たとえば、USP5,498,784号
において4,4‘−(2,2,2−トリフルオロ−1−
(トリフルオロメチル)エチリデン)ビス(2−アミノ
フェノール)からなるポリベンズオキサゾールにおい
て、ジカルボン酸成分の5%〜50%を3,5−ジカル
ボキシフェニルホスホン酸とするポリマーが報告されて
いる。このポリマーは溶解性が良いこととと複合材料と
しての可能性が着目されているが、電池用途の高分子電
解質としては考慮されることはなかった。実際、このポ
リマーはアルコール溶解性が特徴であり、メタノールを
燃料とする燃料電池用の電解質膜と使用することに適さ
ないことは明白である。また、イオン伝導性も低い値し
か示さない。他に、特開平11−286545号では、
3,5−ジカルボキシフェニルホスホン酸を始めとする
含リンポリアミド共重合体が報告されているが、これも
その耐熱性に着目した性質しか調べられていない。この
ポリマーは燃料電池として使用される酸性化条件では、
加水分解が起こり電解質膜として使用することはできな
い。
[0005] On the other hand, there have been few studies on aromatic polymers containing phosphonic acid from the viewpoint of a polymer electrolyte. For example, US Pat. No. 5,498,784 describes 4,4 ′-(2,2,2-trifluoro-1-).
Among polybenzoxazoles composed of (trifluoromethyl) ethylidene) bis (2-aminophenol), a polymer in which 5% to 50% of a dicarboxylic acid component is 3,5-dicarboxyphenylphosphonic acid has been reported. This polymer has attracted attention for its good solubility and its potential as a composite material, but has not been considered as a polymer electrolyte for battery applications. In fact, it is clear that this polymer is characterized by its alcohol solubility and is not suitable for use with electrolyte membranes for methanol fueled fuel cells. In addition, the ionic conductivity shows only a low value. In addition, in JP-A-11-286545,
Phosphorus-containing polyamide copolymers such as 3,5-dicarboxyphenylphosphonic acid have been reported, but only properties that focus on their heat resistance have been investigated. Under the acidifying conditions used for fuel cells,
Hydrolysis occurs and cannot be used as an electrolyte membrane.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
まで高分子電解質として検討されてきたスルホン酸基に
かわり、より耐熱性が高いことが期待されるホスホン酸
基を耐熱性、機械特性など優れた性質を持つポリアゾー
ル系ポリマーにNMPへの溶解性を引き出す形で導入す
ることにより、加工性、イオン伝導性だけでなく耐久安
定性にも優れた高分子電解質となりうる高分子材料を得
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to replace the sulfonic acid group, which has been studied as a polymer electrolyte, with a phosphonic acid group which is expected to have higher heat resistance. By introducing a polyazole-based polymer with excellent properties such as its solubility in NMP, it is possible to obtain a polymer material that can be a polymer electrolyte that is excellent not only in processability and ionic conductivity but also in durability stability. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ホスホン酸基
を含有しながら一定レベル以上のイオン伝導性を有する
とともに、NMPへの溶解性を示す特定のポリアゾール
類において、優れた加工性、耐久性を示す高分子電解質
を得るに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have a certain level of ion conductivity while containing a phosphonic acid group, For specific polyazoles exhibiting solubility, a polymer electrolyte exhibiting excellent processability and durability has been obtained.

【0008】すなわち本発明は、TGA測定における2
00℃昇温時点の試料重量を基準にしたときの3%重量
減少温度が400℃以上であり、NMPへの溶解度が5
wt%以上であり、平均分子量が1,000から1,0
00,000の間にあり、繰り返し単位が複数の場合主
としてランダムおよび/または交互的に結合しているこ
とを特徴とするホスホン酸含有ポリアゾールである。本
発明の成形物とは、高分子化合物の成形方法と同様に処
理して得られるものである、即ち重合溶液又は単離した
ポリマーから押し出し、紡糸、圧延、キャストなどの任
意の方法で繊維やフィルムに成形したものである。本発
明はこれらの化合物を主成分とすることを特徴とする成
形物であり、繊維、フィルム、シート状物などに加工す
ることができ、特に膜にすることにより、特に効果的な
性能が発揮される。
That is, the present invention relates to a method for measuring TGA
The 3% weight loss temperature based on the sample weight at the time of the temperature rise of 00 ° C. is 400 ° C. or more, and the solubility in NMP is 5%.
wt% or more, and has an average molecular weight of 1,000 to 1.0.
A phosphonic acid-containing polyazole, which is characterized in that it is located between 00000 and 000, and is mainly and randomly and / or alternately bonded in a plurality of repeating units. The molded product of the present invention is obtained by treating the polymer compound in the same manner as in the method of molding a polymer compound, that is, extruding from a polymerization solution or an isolated polymer, spinning, rolling, casting, or any other method. It is formed into a film. The present invention is a molded product characterized by containing these compounds as main components, and can be processed into fibers, films, sheet-like materials, etc., and particularly effective is exhibited by forming a film. Is done.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。本発明でいうホスホン酸含有ポリアゾール化合物と
はホスホン酸基を含有する芳香族系のポリオキサゾール
類、ポリチアゾール類、ポリイミダゾール類およびそれ
らが混在する組成物や共重合体をさす。一般的には下記
式のような繰り返し単位構造で示すことができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail. The phosphonic acid-containing polyazole compound referred to in the present invention refers to aromatic polyoxazoles, polythiazoles, polyimidazoles containing phosphonic acid groups, and compositions and copolymers in which they are mixed. Generally, it can be represented by a repeating unit structure as shown in the following formula.

【0010】[0010]

【化1】 (但し、一般式1において、Rはアゾール環を形成でき
る4価の芳香族基を示し、XはO、S、またはNHを表
す。R‘は二価の芳香族基、脂肪族基または脂環族基を
示し、R’のすべてまたは一部にホスホン酸基を有して
いる。R、R‘はいずれも単環であっても、複数の芳香
環の結合体、あるいは縮合環であってもよく、ホスホン
酸以外の安定な置換基を有していても良い。また、R、
R’の芳香環中にN,S,O等が存在するヘテロ環構造
を有していてもかまわない)
Embedded image (In the general formula 1, R represents a tetravalent aromatic group capable of forming an azole ring, X represents O, S, or NH. R ′ represents a divalent aromatic group, an aliphatic group, or an aliphatic group. R ′ represents a cyclic group, and has a phosphonic acid group in all or a part of R′.R and R ′ each may be a single ring, a combination of a plurality of aromatic rings, or a condensed ring. And may have a stable substituent other than phosphonic acid.
R 'may have a heterocyclic structure in which N, S, O, etc. are present in the aromatic ring.

【0011】また、一般式1とともに下記式で示すよう
な繰り返し単位を含んでいても良い。
Further, it may contain a repeating unit represented by the following formula together with the general formula 1.

【化2】 (ここでXはO、S、またはNHを表し、R“はアゾー
ル環を形成できる三価の芳香族基を示す。)
Embedded image (Where X represents O, S, or NH, and R "represents a trivalent aromatic group capable of forming an azole ring.)

【0012】上記一般式1で示す本発明のホスホン酸含
有ポリアゾール化合物を合成する経路は特には限定され
ないが、通常は式中Rで示すアゾール環を形成できる4
価の芳香族基単位を形成する芳香族ジアミンジオール、
芳香族ジアミンジチオール、芳香族テトラミンおよびそ
れらの誘導体から選ばれる化合物と、R‘で示す二価基
を形成するジカルボン酸およびその誘導体から選ばれる
化合物の反応により合成することができる。その際、使
用するジカルボン酸の中にホスホン酸を含有するジカル
ボン酸を使用することで、得られるポリアゾール中にホ
スホン酸基を導入することができる。
The route for synthesizing the phosphonic acid-containing polyazole compound of the present invention represented by the above-mentioned general formula 1 is not particularly limited, but usually, it can form an azole ring represented by R in the formula.
An aromatic diamine diol forming a divalent aromatic group unit,
It can be synthesized by reacting a compound selected from aromatic diamine dithiol, aromatic tetramine and derivatives thereof with a compound selected from dicarboxylic acid forming a divalent group represented by R ′ and derivatives thereof. At that time, phosphonic acid groups can be introduced into the resulting polyazole by using a dicarboxylic acid containing phosphonic acid among the dicarboxylic acids used.

【0013】芳香族ジアミンジオール、芳香族ジアミン
ジチオール、芳香族テトラミンの具体例としては、2,
5−ジヒドロキシパラフェニレンジアミン、4,6−ジ
ヒドロキシメタフェニレンジアミン、2,5−ジアミノ
−1,4−ベンゼンジチオール、4,6−ジアミノ−
1,3−ベンゼンジチオール、2,5−ジアミノ−3,
6−ジメチル−1,4−ベンゼンジチオール、1,2,
4,6−テトラアミノベンゼン、3,3‘−ジヒドロキ
シベンジジン、3,3’−ジアミノ−4,4‘−ジフェ
ニルベンゼンジオール、3,3‘−ジジメルカプトベン
ジジン、3,3’−ジアミノ−4,4‘−ジフェニルベ
ンゼンジチオール、3,3‘−ジアミノベンジジン、ビ
ス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)エーテル、
ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)エーテ
ル、ビス(4−アミノ−3−メルカプトフェニル)エー
テル、ビス(3−アミノ−4−メルカプトフェニルフェ
ニル)エーテル、3,3’,4,4‘−テトラアミノジ
フェニルエーテル、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシ
フェニル)スルホン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキ
シフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−メルカ
プトフェニル)スルホン、ビス(3−アミノ−4−メル
カプトフェニルフェニル)スルホン、3,3’,4,4
‘−テトラアミノジフェニルスルホン、2,2−ビス
(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
プロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−メルカプト
フェニル)プロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−
メルカプトフェニルフェニル)プロパン、2,2−ビス
(3,4−ジアミノフェニル)プロパン、2,2−ビス
(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキ
シフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス
(4−アミノ−3−メルカプトフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−メルカプ
トフェニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2
−ビス(3,4−ジアミノフェニル)ヘキサフルオロプ
ロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェノキ
シ)ベンゼン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェ
ノキシ)ベンゼン、ビス(4−アミノ−3−メルカプト
フェノキシ)ベンゼン、ビス(3−アミノ−4−メルカ
プトフェノキシ)ベンゼン、ビス(3,4,−ジアミノ
フェノキシ)ベンゼン等が挙げられるがこれらに限定さ
れることはない。また、これらの化合物を同時に複数使
用することもできる。これらの芳香族ジアミンジオー
ル、芳香族ジアミンジチオールは、必要に応じて塩酸、
硫酸、リン酸などの酸との塩でもあってもよく、塩化す
ず(II)や亜リン酸化合物など公知の酸化防止剤を含ん
でいてもよい。
Specific examples of the aromatic diamine diol, aromatic diamine dithiol and aromatic tetramine include 2,2.
5-dihydroxyparaphenylenediamine, 4,6-dihydroxymetaphenylenediamine, 2,5-diamino-1,4-benzenedithiol, 4,6-diamino-
1,3-benzenedithiol, 2,5-diamino-3,
6-dimethyl-1,4-benzenedithiol, 1,2,2
4,6-tetraaminobenzene, 3,3′-dihydroxybenzidine, 3,3′-diamino-4,4′-diphenylbenzenediol, 3,3′-dimercaptobenzidine, 3,3′-diamino-4, 4′-diphenylbenzenedithiol, 3,3′-diaminobenzidine, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) ether,
Bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) ether, bis (4-amino-3-mercaptophenyl) ether, bis (3-amino-4-mercaptophenylphenyl) ether, 3,3 ′, 4,4′- Tetraaminodiphenyl ether, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-mercaptophenyl) sulfone, bis (3-amino-4) -Mercaptophenylphenyl) sulfone, 3,3 ', 4,4
'-Tetraaminodiphenyl sulfone, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane,
2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
Propane, 2,2-bis (4-amino-3-mercaptophenyl) propane, 2,2-bis (3-amino-4-
Mercaptophenylphenyl) propane, 2,2-bis (3,4-diaminophenyl) propane, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino- 4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4-amino-3-mercaptophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino-4-mercaptophenylphenyl) hexafluoropropane, 2
-Bis (3,4-diaminophenyl) hexafluoropropane, bis (4-amino-3-hydroxyphenoxy) benzene, bis (3-amino-4-hydroxyphenoxy) benzene, bis (4-amino-3-mercaptophenoxy) ) Benzene, bis (3-amino-4-mercaptophenoxy) benzene, bis (3,4, -diaminophenoxy) benzene and the like, but are not limited thereto. Further, a plurality of these compounds can be used at the same time. These aromatic diamine diol, aromatic diamine dithiol, if necessary, hydrochloric acid,
It may be a salt with an acid such as sulfuric acid or phosphoric acid, and may contain a known antioxidant such as tin (II) chloride or a phosphorous acid compound.

【0014】ホスホン酸含有ジカルボン酸の具体例とし
ては、例えば、2,5−ジカルボキシフェニルホスホン
酸、3,5−ジカルボキシフェニルホスホン酸、2,5
−ビスホスホノテレフタル酸、などのホスホン酸含有ジ
カルボン酸及びこれらの誘導体を挙げることができる
が、これらに限定されることはない。ホスホン酸含有ジ
カルボン酸はそれら単独だけでなく、ホスホン酸を含有
しないジカルボン酸とともに共重合の形で導入すること
ができる。ホスホン酸含有ジカルボン酸とともに使用で
きるジカルボン酸例としては、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジ
カルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ビフェ
ニルジカルボン酸、ターフェニルジカルボン酸、2,2
−ビス(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロ
パン等ポリエステル原料として報告されている一般的な
ジカルボン酸を使用することができ、ここで例示したも
のに限定されるものではない。ホスホン酸含有ジカルボ
ン酸とともにホスホン酸を含有しないジカルボン酸を使
用する場合、ホスホン酸の効果を明確にするために、ホ
スホン酸含有ジカルボン酸は全ジカルボン酸中の20モ
ル%以上であることが好ましいが、際だった効果を引き
出すために50モル%以上であることがさらに好まし
い。ホスホン酸基を含有するジカルボン酸の純度は特に
制限されるものではないが、97%以上が好ましく、9
8%以上がより好ましい。ホスホン酸基を含有するジカ
ルボン酸を原料として重合されたポリアゾールは、ホス
ホン酸基を含有しないジカルボン酸を用いた場合に比べ
て、重合度が低くなる傾向が見られるため、ホスホン酸
基を含有するジカルボン酸はできるだけ純度が高いもの
を用いることが好ましい。
Specific examples of phosphonic acid-containing dicarboxylic acids include, for example, 2,5-dicarboxyphenylphosphonic acid, 3,5-dicarboxyphenylphosphonic acid, 2,5
Examples include, but are not limited to, phosphonic acid-containing dicarboxylic acids such as -bisphosphonoterephthalic acid, and derivatives thereof. The phosphonic acid-containing dicarboxylic acids can be introduced in the form of a copolymer together with the dicarboxylic acid containing no phosphonic acid, in addition to those alone. Examples of dicarboxylic acids that can be used with the phosphonic acid-containing dicarboxylic acids include terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, diphenyl sulfone dicarboxylic acid, biphenyl dicarboxylic acid, terphenyl dicarboxylic acid, 2,2
General dicarboxylic acids reported as polyester raw materials such as -bis (4-carboxyphenyl) hexafluoropropane can be used, and are not limited to those exemplified here. When a phosphonic acid-free dicarboxylic acid is used together with a phosphonic acid-containing dicarboxylic acid, the phosphonic acid-containing dicarboxylic acid is preferably at least 20 mol% of all dicarboxylic acids in order to clarify the effect of the phosphonic acid. In order to bring out a remarkable effect, the content is more preferably at least 50 mol%. The purity of the dicarboxylic acid containing a phosphonic acid group is not particularly limited, but is preferably 97% or more, and 9% or more.
8% or more is more preferable. Polyazole polymerized from a dicarboxylic acid containing a phosphonic acid group as a raw material contains a phosphonic acid group because the degree of polymerization tends to be lower than when a dicarboxylic acid containing no phosphonic acid group is used. It is preferable to use a dicarboxylic acid having as high a purity as possible.

【0015】上記一般式2で示すポリアゾール単位を導
入する経路は特には限定されないが、通常は式中Rで示
すアゾール環を形成できる三価の芳香族基単位を形成す
るオルト位にアミノ基を2個持つ芳香族カルボン酸、オ
ルト位の関係でアミノ基とヒドロキシル基を持つ芳香族
カルボン酸、オルト位の関係でアミノ基とメルカプト基
を持つ芳香族カルボン酸およびそれらの誘導体から選ば
れる化合物の重合により得ることができる。
The route for introducing the polyazole unit represented by the above general formula 2 is not particularly limited, but usually, an amino group is added at the ortho position to form a trivalent aromatic group unit capable of forming an azole ring represented by R in the formula. Compounds selected from aromatic carboxylic acids having two, aromatic carboxylic acids having an amino group and a hydroxyl group in an ortho position, aromatic carboxylic acids having an amino group and a mercapto group in an ortho position, and derivatives thereof. It can be obtained by polymerization.

【0016】これらのホスホン酸含有ポリアゾールを合
成する手法は、特には限定されないが、J.F.Wolfe, Enc
yclopedia of Polymer Science and Engineering, 2nd
Ed.,Vol.11, P.601(1988)に記載されるようなポリリン
酸を溶媒とする脱水、環化重合により合成することがで
きる。また、ポリリン酸のかわりにメタンスルホン酸/
五酸化リン混合溶媒系もちいた同様の機構による重合を
適用することもできる。他に、適当な有機溶媒中や混合
モノマー融体の反応でポリアミド構造などの前駆体ポリ
マーとしておき、その後の適当な熱処理などによる環化
反応で目的のポリアゾール構造に変換する方法なども使
用することができる。熱安定性の高いポリマーを合成す
るには、一般によく使用されるポリリン酸を用いた重合
が好ましい。しかしながら、従来報告されているような
長時間をかけた重合では、ホスホン酸含有モノマーを含
む系では、得られたポリマーの熱安定性が低下してしま
う恐れがある。このため、本発明では、重合時間は個々
のモノマーの組み合わせにより最適な時間があるので一
概には規定できないが、重合時間を効果的に短くするこ
とが好ましい。このことにより、ホスホン酸基量が多い
ポリマーも熱安定性の高い状態で得ることができる。こ
れらのホスホン酸基含有ポリアゾール化合物の分子量は
特に限定されるものではないが、1,000〜1,00
0,000であることが好ましい。低すぎると、良好な
成形物を得ることが困難になる。また、繰り返し単位が
複数の場合主としてランダムおよび/または交互的に結
合していることで、高分子電解質膜として安定した性能
を示す特徴を持つ。
The method for synthesizing these phosphonic acid-containing polyazoles is not particularly limited, but is described in JFWolfe, Enc.
yclopedia of Polymer Science and Engineering, 2nd
Ed., Vol. 11, P. 601 (1988) can be synthesized by dehydration and cyclopolymerization using polyphosphoric acid as a solvent. Also, instead of polyphosphoric acid, methanesulfonic acid /
Polymerization by a similar mechanism using a phosphorus pentoxide mixed solvent system can also be applied. Alternatively, use a method in which a precursor polymer such as a polyamide structure is prepared in a suitable organic solvent or in a reaction of a mixed monomer melt, and then converted to a target polyazole structure by a cyclization reaction by appropriate heat treatment or the like. Can be. In order to synthesize a polymer having high thermal stability, polymerization using polyphosphoric acid, which is generally used, is preferred. However, in the polymerization conducted for a long time as conventionally reported, in a system containing a phosphonic acid-containing monomer, the thermal stability of the obtained polymer may be reduced. For this reason, in the present invention, the polymerization time cannot be specified unconditionally because there is an optimum time depending on the combination of individual monomers, but it is preferable to effectively shorten the polymerization time. As a result, a polymer having a large amount of phosphonic acid groups can be obtained with high thermal stability. The molecular weight of these phosphonic acid group-containing polyazole compounds is not particularly limited, but may be from 1,000 to 1,000.
Preferably it is 000. If it is too low, it is difficult to obtain a good molded product. In addition, when there are a plurality of repeating units, they are mainly randomly and / or alternately bonded, and thus have a characteristic of exhibiting stable performance as a polymer electrolyte membrane.

【0017】本発明のホスホン酸基含有ポリアゾール化
合物は、重合溶液又は単離したポリマーから押し出し、
紡糸、圧延、キャストなど任意の方法で繊維やフィルム
に成形することができる。中でもNMPに溶解した溶液
から成形することが好ましい。NMP以外にも溶解する
溶媒としては、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N
−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−
メチル−2−ピロリドン、ヘキサメチルホスホンアミド
など非プロトン極性溶媒や、ポリリン酸、メタンスルホ
ン酸、硫酸、トリフルオロ酢酸などの強酸から適切なも
のを選ぶことができるがこれらに限定されるものではな
い。これらの溶媒は、可能な範囲で複数を混合して使用
してもよい。また、溶解性を向上させる手段として、臭
化リチウム、塩化リチウム、塩化アルミニウムなどのル
イス酸を有機溶媒に添加したものを溶媒としてもよい。
溶液中のポリマー濃度は0.1〜30重量%の範囲であ
ることが好ましい。低すぎると成形性が悪化し、高すぎ
ると加工性が悪化する。
The phosphonic acid group-containing polyazole compound of the present invention is extruded from a polymerization solution or an isolated polymer.
Fibers and films can be formed by any method such as spinning, rolling and casting. Among them, molding from a solution dissolved in NMP is preferred. Solvents that dissolve other than NMP include N, N-dimethylacetamide, N, N
-Dimethylformamide, dimethylsulfoxide, N-
Suitable ones can be selected from aprotic polar solvents such as methyl-2-pyrrolidone and hexamethylphosphonamide, and strong acids such as polyphosphoric acid, methanesulfonic acid, sulfuric acid, and trifluoroacetic acid, but are not limited thereto. These solvents may be used as a mixture of two or more as much as possible. As a means for improving solubility, a solvent obtained by adding a Lewis acid such as lithium bromide, lithium chloride or aluminum chloride to an organic solvent may be used.
The concentration of the polymer in the solution is preferably in the range of 0.1 to 30% by weight. If it is too low, moldability deteriorates, and if it is too high, processability deteriorates.

【0018】溶液から成形体を得る方法は公知の方法を
用いることができる。例えば加熱、減圧乾燥、ポリマー
を溶解する溶媒と混和できるポリマー非溶媒への浸漬な
どによって、溶媒を除去しスルホン酸基含有ポリアゾー
ル化合物の成形体を得ることができる。溶媒が有機溶媒
の場合は、加熱又は減圧乾燥で溶媒を留去させることが
好ましい。溶媒が強酸の場合には、水、メタノール、ア
セトンなどに浸漬することが好ましい。この際、必要に
応じて他のポリマーと複合された形で繊維やフィルムに
成型することもできる。溶解性挙動が類似するポリベン
ザゾール系ポリマーと組み合わせると、良好な成形をす
るのに都合がよい。
A known method can be used to obtain a molded article from the solution. For example, by heating, drying under reduced pressure, or dipping in a polymer non-solvent that is miscible with a solvent that dissolves the polymer, the solvent can be removed to obtain a molded article of a sulfonic acid group-containing polyazole compound. When the solvent is an organic solvent, the solvent is preferably distilled off by heating or drying under reduced pressure. When the solvent is a strong acid, it is preferable to immerse in water, methanol, acetone or the like. At this time, if necessary, it can be formed into a fiber or a film in a form of a composite with another polymer. When combined with a polybenzazole-based polymer having a similar solubility behavior, it is convenient for good molding.

【0019】本発明のホスホン酸基含有ポリアゾール化
合物を主成分とする膜を成形する好ましい方法は、溶液
からのキャストである。キャストした溶液から前記のよ
うに溶媒を除去してホスホン酸基含有ポリアゾール化合
物の膜を得ることができる。溶媒の除去は、乾燥するこ
とが膜の均一性からは好ましい。また、ポリマーや溶媒
の分解や変質をさけるため、減圧下でできるだけ低い温
度で乾燥することが好ましい。キャストする基板には、
ガラス板やテフロン(登録商標)板などを用いることが
できる。溶液の粘度が高い場合には、基板や溶液を加熱
して高温でキャストすると溶液の粘度が低下して容易に
キャストすることができる。キャストする際の溶液の厚
みは特に制限されないが、10〜1000μmであるこ
とが好ましい。薄すぎると膜としての形態を保てなくな
り、厚すぎると不均一な膜ができやすくなる。より好ま
しくは100〜500μmである。溶液のキャスト厚を
制御する方法は公知の方法を用いることができる。例え
ば、アプリケーター、ドクターブレードなどを用いて一
定の厚みにしたり、ガラスシャーレなどを用いてキャス
ト面積を一定にして溶液の量や濃度で厚みを制御するこ
とができる。キャストした溶液は、溶媒の除去速度を調
整することでより均一な膜を得ることができる。例え
ば、加熱する場合には最初の段階では低温にして蒸発速
度を下げたりすることができる。また、水などの非溶媒
に浸漬する場合には、溶液を空気中や不活性ガス中に適
当な時間放置しておくなどしてポリマーの凝固速度を調
整することができる。本発明の膜は目的に応じて任意の
膜厚にすることができるが、イオン伝導性の面からはで
きるだけ薄いことが好ましい。具体的には200μm以
下であることが好ましく、50μm以下であることがさ
らに好ましく、20μm以下であることが最も好まし
い。
A preferred method for forming a film containing the phosphonic acid group-containing polyazole compound of the present invention as a main component is casting from a solution. By removing the solvent from the cast solution as described above, a film of a phosphonic acid group-containing polyazole compound can be obtained. Drying of the solvent is preferred from the viewpoint of film uniformity. Further, in order to avoid decomposition and deterioration of the polymer and the solvent, it is preferable to dry under reduced pressure at a temperature as low as possible. On the board to be cast,
A glass plate, a Teflon (registered trademark) plate, or the like can be used. When the viscosity of the solution is high, if the substrate or the solution is heated and cast at a high temperature, the viscosity of the solution is reduced and the solution can be easily cast. The thickness of the solution at the time of casting is not particularly limited, but is preferably from 10 to 1000 μm. If the thickness is too small, the film form cannot be maintained, and if the thickness is too large, a non-uniform film tends to be formed. More preferably, it is 100 to 500 μm. A known method can be used for controlling the cast thickness of the solution. For example, the thickness can be controlled to a constant thickness using an applicator, a doctor blade, or the like, or the thickness and the amount of the solution can be controlled with a constant casting area using a glass petri dish. A more uniform film can be obtained from the cast solution by adjusting the removal rate of the solvent. For example, when heating, it is possible to lower the evaporation rate at the initial stage by lowering the temperature. When immersed in a non-solvent such as water, the coagulation rate of the polymer can be adjusted by leaving the solution in air or an inert gas for an appropriate time. The membrane of the present invention can have any thickness depending on the purpose, but is preferably as thin as possible from the viewpoint of ion conductivity. Specifically, it is preferably 200 μm or less, more preferably 50 μm or less, and most preferably 20 μm or less.

【0020】本発明のホスホン酸基含有ポリアゾールポ
リマーはイオン伝導性に優れているため、フィルム、膜
状にして燃料電池などのイオン交換膜として使用するの
に適している。さらに、本発明のポリマー構造を主成分
にすることにより、本発明のイオン交換膜と電極との接
合体を作製するときのバインダー樹脂として利用するこ
ともできる。
The phosphonic acid group-containing polyazole polymer of the present invention has excellent ion conductivity, and is therefore suitable for use as an ion exchange membrane for a fuel cell or the like in the form of a film or film. Furthermore, by using the polymer structure of the present invention as a main component, it can also be used as a binder resin for producing a joined body of the ion exchange membrane and the electrode of the present invention.

【0021】本発明のホスホン酸含有ポリアゾールポリ
マー化合物は、測定の具体的方法は後に述べるがTGA
測定における200℃昇温時点の試料重量を基準にした
ときの3%重量減少温度が400℃以上であることを特
徴としているが、好ましくは同条件で測定した3%重量
減少温度が420℃以上である。さらに好ましくは同条
件で測定した3%重量減少温度が450℃以上である。
仮に、これまで述べてきたようなホスホン酸基を含むポ
リアゾール構造に含まれるものであっても、TGA測定
における200℃昇温時点の試料重量を基準にしたとき
の3%重量減少温度が400℃未満しか示さないもので
は、高温時における耐久安定性が本発明のポリマーに比
べて劣るので本発明の目的を達成することはできない。
The phosphonic acid-containing polyazole polymer compound of the present invention can be measured by TGA
Although the 3% weight loss temperature based on the sample weight at the time of 200 ° C. temperature rise in the measurement is 400 ° C. or more, preferably the 3% weight loss temperature measured under the same conditions is 420 ° C. or more. It is. More preferably, the 3% weight loss temperature measured under the same conditions is 450 ° C. or higher.
Even if it is contained in the polyazole structure containing a phosphonic acid group as described above, the 3% weight loss temperature based on the sample weight at the time of 200 ° C. temperature rise in TGA measurement is 400 ° C. If the value is less than the above, the object of the present invention cannot be achieved because the durability stability at a high temperature is inferior to that of the polymer of the present invention.

【0022】本発明のホスホン基酸含有ポリアゾールポ
リマーはNMPに5wt%以上で溶解することも特徴と
している。ポリアゾール系ポリマーは一般に溶解性が低
く、強酸性溶媒にしか溶解しない場合も多い。高分子電
解質膜を作る場合、強酸性溶液からの湿式法で膜を作る
と、膜構造が不均一になりやすく、安定した性能を維持
する膜を作ることが難しい。一方、本発明のようにNM
Pを始めとする有機溶媒に可溶性のポリマーは、乾式法
で製膜することができ、均質で、長期にわたり安定した
膜性能を示す高分子電解質膜が作れる。このため、上で
述べてきたようなホスホン酸基を含むポリアゾール構造
に含まれるものであっても、NMPに5wt%以上で溶
解しないものでは、本発明の目的を達成することはでき
ない。
The phosphonic acid-containing polyazole polymer of the present invention is also characterized in that it is soluble in NMP at 5 wt% or more. Polyazole-based polymers generally have low solubility and are often soluble only in strongly acidic solvents. In the case of forming a polymer electrolyte membrane, if the membrane is formed by a wet method from a strongly acidic solution, the membrane structure tends to be non-uniform, and it is difficult to form a membrane that maintains stable performance. On the other hand, as in the present invention, NM
A polymer soluble in an organic solvent such as P can be formed into a film by a dry method, and a uniform polymer electrolyte membrane exhibiting stable membrane performance over a long period of time can be produced. For this reason, even if it is contained in the polyazole structure containing a phosphonic acid group as described above, if it does not dissolve in NMP at 5 wt% or more, the object of the present invention cannot be achieved.

【0023】また、本発明による膜は、機械的特性に優
れている。膜厚の薄い状態でも膜の取り扱いで破断など
の心配がないものである。
Further, the film according to the present invention has excellent mechanical properties. Even when the film thickness is small, there is no fear of breakage in handling the film.

【0024】[0024]

【実施例】以下本発明を実施例を用いて具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されることはな
い。なお、各種測定は次のように行った。 TGA測定:TGA測定は島津製作所製TGA−50を
用い、試料約5mgについてアルゴン雰囲気下で測定し
た。昇温は、10℃/分で100℃にした後30分10
0℃で保持して試料中の水分を除去した後、10℃/分
で600℃まで測定した。200℃昇温時点の試料重量
を基準にその3%が減量した時点の温度を3%重量減少
温度と定義する。 ポリマー対数粘度:溶媒として硫酸を用いてオストワル
ド粘度計を用いて測定した。0.5g/dlの硫酸溶液
について30℃で測定した。 IR測定:分光器にBiorad社FTS-40、顕微鏡にBiorad社UM
A-300Aを用いた顕微透過法により測定した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, various measurements were performed as follows. TGA measurement: TGA measurement was performed on about 5 mg of a sample under an argon atmosphere using TGA-50 manufactured by Shimadzu Corporation. The temperature was raised at 10 ° C / min to 100 ° C for 30 minutes 10 minutes.
After the sample was kept at 0 ° C. to remove moisture from the sample, the measurement was performed at 10 ° C./min up to 600 ° C. The temperature at which 3% of the weight of the sample was reduced based on the weight of the sample at the time of 200 ° C temperature rise was defined as a 3% weight loss temperature. Polymer logarithmic viscosity: measured using an Ostwald viscometer using sulfuric acid as a solvent. The measurement was performed at 30 ° C. on a 0.5 g / dl sulfuric acid solution. IR measurement: Biorad FTS-40 for spectrometer, Biorad UM for microscope
It was measured by a microscopic transmission method using A-300A.

【0025】実施例1 3,3’,4,4‘−テトラアミノジフェニルスルホン
(略号:TAS)1.830g(6.575x10-3mole)、3,5−ジ
カルボキシフェニルホスホン酸(略号:DCP、純度9
9%)1.084g(4.405x10-3mole)、テレフタル酸(略号:
TPA)0.359g(2.170x10-3mole)ポリリン酸(五酸化リ
ン含量75%)20.48g、五酸化リン16.41gを重合容器に
量り取る。窒素を流し、オイルバス上ゆっくり撹拌しな
がら100℃まで昇温 する。100℃で1時間保持し
た後、145℃に昇温 して1時間、220℃に昇温 し
て5時間重合した。重合終了後放冷し、水を加えて重合
物を取り出し、家庭用ミキサーを用いてpH試験紙中性に
なるまで水洗を繰り返した。得られたポリマーは80℃
で終夜減圧乾燥した。ポリマーの対数粘度は、1.13
を示した。得られたポリマー300mgとNMP3mlを
撹拌しながら、オイルバス上で170℃に加熱して溶解
させた。ホットプレート上で、ガラス板上に約225μ
m厚に流延し、NMPを蒸発させた。フィルムをガラス
板からはがし、80℃終夜減圧乾燥し、その後アセトン浸
漬することで溶媒を除いてフィルムを作製した。得られ
たフィルムのTGA測定を行うと3%重量減少温度は4
44℃であった。ポリマーのIRスペクトルを図1に示
す。
Example 1 1.83 g (6.575 × 10 −3 mole) of 3,3 ′, 4,4′-tetraaminodiphenyl sulfone (abbreviation: TAS), 3,5-dicarboxyphenylphosphonic acid (abbreviation: DCP, purity) 9
9%) 1.084g (4.405x10-3mole), terephthalic acid (abbreviation:
TPA) 0.359 g (2.170 × 10 −3 mole) of polyphosphoric acid (phosphorus pentoxide content: 75%) 20.48 g and phosphorus pentoxide 16.41 g are weighed into a polymerization vessel. Pour nitrogen and raise the temperature to 100 ° C while stirring slowly on an oil bath. After maintaining at 100 ° C. for 1 hour, the temperature was raised to 145 ° C. for 1 hour, and then to 220 ° C. for 5 hours. After completion of the polymerization, the mixture was left to cool, water was added to take out the polymer, and washing with water was repeated using a household mixer until the pH test paper became neutral. The obtained polymer is 80 ° C
And dried under reduced pressure overnight. The logarithmic viscosity of the polymer is 1.13
showed that. While stirring 300 mg of the obtained polymer and 3 ml of NMP, the mixture was heated to 170 ° C. on an oil bath to be dissolved. On a hot plate, about 225μ on a glass plate
m thickness and NMP was evaporated. The film was peeled off from the glass plate, dried under reduced pressure at 80 ° C. overnight, and then immersed in acetone to remove the solvent to prepare a film. The TGA measurement of the obtained film showed that the 3% weight loss temperature was 4%.
44 ° C. The IR spectrum of the polymer is shown in FIG.

【0026】実施例2 実施例1において、ジカルボン酸成分としてDCPとT
PAの混合比を34:66(モル比)に変えて、合計で
(6.575x10-3mole)になるようにして仕込む以外は、実施
例1と同様にして重合および各種測定を行った。ポリマ
ーの対数粘度は0.99、3%重量減少温度は425℃
であった。
Example 2 In Example 1, DCP and T were used as dicarboxylic acid components.
Change the mixing ratio of PA to 34:66 (molar ratio), and
(6.575 × 10 −3 mole), and polymerization and various measurements were performed in the same manner as in Example 1. Logarithmic viscosity of polymer is 0.99, 3% weight loss temperature is 425 ° C
Met.

【0027】比較例1 3,3’ジヒドロキシベンジジン(略号:HAB)1.86
0g(8.602x10-3mole)、2,5−ジカルボキシベンゼンス
ルホン酸モノナトリウム(略号:STA)2.307g(8.602
x10-3mole)、ポリリン酸(五酸化リン含量75%)24.9
8g、五酸化リン20.02gを重合容器に量り取る。窒素を流
し、オイルバス上ゆっくり撹拌しながら98℃まで昇温
する。98℃で1時間保持した後、150℃に昇温 し
て1時間、200℃に昇温 して4.5時間重合した。
重合終了後放冷し、水を加えて重合物を取り出し、家庭
用ミキサーを用いてpH試験紙中性になるまで水洗を繰り
返した。得られたポリマーは80℃で終夜減圧乾燥し
た。ポリマーの対数粘度は、1.02を示した。合成し
たポリマー試料0.12gにメタンスルホン酸1.8gを加え
て、数時間マグネティックスターラーで撹拌して溶解
し、ポリ{(ベンゾ[1,2−d:5,4−d’]ビス
オキサゾール−2,6−ジイル)−1,4−フェニレ
ン}の1wt%メタンスルホン酸ドープ(固有粘度=24dl
/g)を3g加えて、さらに数時間撹拌し均一溶液とした。
ホットプレート上でガラス板上に約225m厚に流延
し、1時間室温で放置した後、水中にガラス板を浸し
た。水を時々交換し、数日水浸漬を続ける。フィルムを
取り出し、周りを固定して収縮を押さえながら風乾し
た。最後に減圧乾燥機により80℃終夜乾燥することでフ
ィルムを作製した。得られたフィルムのTGA測定を行
うと3%重量減少温度は396℃であった。
Comparative Example 1 3,3'-dihydroxybenzidine (abbreviation: HAB) 1.86
0g (8.602 × 10 -3 mole), 2.307 g (8.602) of monosodium 2,5-dicarboxybenzenesulfonate (abbreviation: STA)
x10-3 mole), polyphosphoric acid (phosphorus pentoxide content 75%) 24.9
8 g and 20.02 g of phosphorus pentoxide are weighed into a polymerization vessel. Pour nitrogen and raise the temperature to 98 ° C while stirring slowly on an oil bath. After holding at 98 ° C. for 1 hour, the temperature was raised to 150 ° C. for 1 hour, and then to 200 ° C. for 4.5 hours.
After completion of the polymerization, the mixture was left to cool, water was added to take out the polymer, and washing with water was repeated using a household mixer until the pH test paper became neutral. The obtained polymer was dried under reduced pressure at 80 ° C. overnight. The logarithmic viscosity of the polymer was 1.02. To 0.12 g of the synthesized polymer sample, 1.8 g of methanesulfonic acid was added and dissolved by stirring with a magnetic stirrer for several hours to obtain poly {(benzo [1,2-d: 5,4-d ′] bisoxazole-2, 6-diyl) -1,4-phenylene 1% by weight methanesulfonic acid dope (intrinsic viscosity = 24dl)
/ g) and further stirred for several hours to obtain a homogeneous solution.
The film was cast on a hot plate to a thickness of about 225 m on a glass plate, allowed to stand at room temperature for 1 hour, and then immersed in water. Change the water occasionally and continue immersion for several days. The film was taken out, air-dried while fixing the surroundings and suppressing shrinkage. Finally, the film was dried by drying at 80 ° C. overnight using a vacuum dryer. TGA measurement of the obtained film showed that the 3% weight loss temperature was 396 ° C.

【0028】比較例2 実施例1において、ジカルボン酸成分をDCP6.575x10
-3moleにして仕込む以外は、実施例1と同様にして重合
を行った。ポリマーの対数粘度は1.06であった。得
られたポリマー300mgとNMP3mlを撹拌しなが
ら、オイルバス上で170℃に加熱して溶解を試みた
が、溶解せず製膜できなかった。
Comparative Example 2 In Example 1, the dicarboxylic acid component was changed to DCP 6.575 × 10
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that -3 mole was charged. The logarithmic viscosity of the polymer was 1.06. While stirring 300 mg of the obtained polymer and 3 ml of NMP, it was heated to 170 ° C. on an oil bath to attempt dissolution, but the film could not be formed because it did not dissolve.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明のポリマーにより、耐熱性に優
れ、燃料電池などの高分子電解質としても際立った耐久
性を示す材料を提供することができる。
According to the polymer of the present invention, it is possible to provide a material which is excellent in heat resistance and has outstanding durability as a polymer electrolyte for fuel cells and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】TAS、DCP及びTPAから合成されたホス
ホン酸含有ポリベンズイミダゾールのIRスペクトル
FIG. 1. IR spectrum of phosphonic acid-containing polybenzimidazole synthesized from TAS, DCP and TPA

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 79:04 C08L 79:04 (72)発明者 高瀬 敏 滋賀県大津市堅田二丁目1番1号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 (72)発明者 濱本 史朗 滋賀県大津市堅田二丁目1番1号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 (72)発明者 舘盛 寛 滋賀県大津市堅田二丁目1番1号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 4F071 AA60 AA81 AA83 AF02 AF05 AF05Y AF13 AF37 AF45 AF45Y AH15 BA02 BB02 BC01 4J043 PA02 PA08 PA10 QB34 QB35 QB41 RA42 RA52 RA57 SA06 SA08 SA71 SA83 SB01 SB03 TA12 TA79 TB01 TB03 UA121 UA122 UA131 UA132 UA142 UB021 UB061 UB062 UB121 UB122 UB301 UB302 VA011 VA012 VA041 VA042 VA051 VA052 VA081 VA082 XA03 XA19 ZA12 ZA15 ZA17 ZA31 ZB14 5G301 CA30 CD01 CE01 CE10 5H026 AA06 CX04 EE18 HH00 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) C08L 79:04 C08L 79:04 (72) Inventor Satoshi Takase 2-1-1 Katada, Otsu-shi, Shiga Pref. Within the Research Institute (72) Inventor Shiro Hamamoto 2-1-1 Katata, Otsu City, Shiga Prefecture Toyobo Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Tatemori 2-1-1 Katata, Otsu City, Shiga Prefecture Toyobo Stocks F-term in the Corporate Research Laboratory (reference) 4F071 AA60 AA81 AA83 AF02 AF05 AF05Y AF13 AF37 AF45 AF45Y AH15 BA02 BB02 BC01 4J043 PA02 PA08 PA10 QB34 QB35 QB41 RA42 RA52 RA57 SA06 SA08 SA71 SA83 SB01 SB03 TA12 TA79 TB122 UA121 UA121 UB061 UB062 UB121 UB122 UB301 UB302 VA011 VA012 VA041 VA042 VA051 VA052 VA081 VA082 XA03 XA19 ZA12 ZA15 ZA17 ZA31 ZB14 5G301 CA30 CD01 CE01 CE10 5H026 AA06 CX04 EE18 HH00

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 TGA測定における200℃昇温時点の
試料重量を基準にしたときの3%重量減少温度が400
℃以上であり、NMPへの溶解度が5wt%以上であ
り、平均分子量が1,000から1,000,000の
間にあり、繰り返し単位が複数の場合主としてランダム
および/または交互的に結合していることを特徴とする
ホスホン酸含有ポリアゾール化合物。
1. A 3% weight loss temperature of 400 based on the weight of a sample at a temperature rise of 200 ° C. in TGA measurement.
° C or higher, the solubility in NMP is 5% by weight or more, the average molecular weight is between 1,000 and 1,000,000, and when there are a plurality of repeating units, they are mainly randomly and / or alternately bonded. A phosphonic acid-containing polyazole compound.
【請求項2】 ポリアゾール構造がポリイミダゾールで
あることを特徴とする請求項1記載の化合物。
2. The compound according to claim 1, wherein the polyazole structure is polyimidazole.
【請求項3】 請求項1乃至請求項2に記載の化合物を
主成分とすることを特徴とする成形物。
3. A molded article comprising the compound according to claim 1 as a main component.
【請求項4】 請求項1乃至請求項2に記載の化合物を
主成分とすることを特徴とする膜。
4. A film comprising the compound according to claim 1 as a main component.
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