JP2002367627A - Sulfonated polyimide polymer electrolyte film and manufacturing method of the same - Google Patents

Sulfonated polyimide polymer electrolyte film and manufacturing method of the same

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JP2002367627A
JP2002367627A JP2001168573A JP2001168573A JP2002367627A JP 2002367627 A JP2002367627 A JP 2002367627A JP 2001168573 A JP2001168573 A JP 2001168573A JP 2001168573 A JP2001168573 A JP 2001168573A JP 2002367627 A JP2002367627 A JP 2002367627A
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JP
Japan
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polymer electrolyte
electrolyte membrane
sulfonated polyimide
sulfonic acid
diamine compound
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JP2001168573A
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Japanese (ja)
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Aiko Matsuda
愛子 松田
Akira Mizoguchi
晃 溝口
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer electrolyte film made of sulfonated polyimide with excellent film forming property, large ion-exchange capacity, excellent mechanical strength, and to provide a manufacturing method of the same, and to provide a solid polymer fuel cell having the above polymer electrolyte film as a solid polymer electrolyte film. SOLUTION: The sulfonated polyimide polymer film is formed by turning polyamide acid obtained by the reaction of diamine compound having 1,4,5,8- naphthalenetetracarboxylicdianhydride and at least one sulfonate group, and diamine compound without sulfonate group, into polyimide film which has an ion-exchange capacity of not less than 1.30 meq/g, a tensile shear strength of not less than 25 MPa, and a tensile elongation at break of not less than 3%.

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、スルホン化ポリイ
ミド高分子電解質膜とその製造方法に関し、さらに詳し
くは、成膜性に優れ、イオン交換基容量が大きく、機械
的強度に優れたスルホン化ポリイミド高分子電解質膜と
その製造方法に関する。また、本発明は、スルホン化ポ
リイミド高分子電解質膜を固体高分子電解質膜として含
有する固体高分子型燃料電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane and a method for producing the same, and more particularly, to a sulfonated polyimide having excellent film forming properties, a large ion exchange group capacity, and excellent mechanical strength. The present invention relates to a polymer electrolyte membrane and a method for producing the same. The present invention also relates to a polymer electrolyte fuel cell containing a sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane as a solid polymer electrolyte membrane.

【0002】[0002]

【従来の技術】発電効率が高く、クリーンなエネルギー
を供給できることから、燃料電池発電が注目されてい
る。燃料電池は、水の電気分解の逆動作に基づく動作原
理により電気エネルギーを得る装置である。燃料電池で
は、一般に、天然ガス、メタノール、石炭などの燃料を
改質して得られる水素と、空気中の酸素とを送り込む込
むことによって、水が生成するとともに、直流電力が得
られる。
2. Description of the Related Art Fuel cell power generation has attracted attention because of its high power generation efficiency and supply of clean energy. A fuel cell is a device that obtains electric energy based on an operation principle based on a reverse operation of electrolysis of water. In a fuel cell, in general, hydrogen is obtained by reforming a fuel such as natural gas, methanol, or coal, and oxygen in the air is supplied to generate water and obtain DC power.

【0003】燃料電池は、使用される電解質の種類によ
って、リン酸型、溶融炭酸塩型、固体酸化物型、固体高
分子型などに分類される。これらの中でも、イオン交換
膜(固体高分子電解質膜)を電解質として使用する固体
高分子型燃料電池は、本質的に固体だけからなるセルで
あるため、電解質の散逸や保持の問題がないこと、10
0℃以下の低温で作動すること、起動時間が極めて短い
こと、高エネルギー密度化や小型軽量化が可能であるこ
と、などの長所を有している。
[0003] Fuel cells are classified into phosphoric acid type, molten carbonate type, solid oxide type, solid polymer type and the like, depending on the type of electrolyte used. Among them, a polymer electrolyte fuel cell using an ion exchange membrane (solid polymer electrolyte membrane) as an electrolyte is a cell consisting essentially of a solid, so that there is no problem of electrolyte dissipation and retention, 10
It has the advantages of operating at a low temperature of 0 ° C. or lower, having a very short start-up time, being capable of achieving high energy density, and being compact and lightweight.

【0004】そのため、固体高分子型燃料電池は、家庭
用やビル用の分散型電源、自動車用電源、宇宙船用電
源、可搬型電源などとして開発が進められている。近年
では、地球温暖化などの環境問題や自動車排ガス対策の
観点から、固体高分子型燃料電池は、自動車搭載用の燃
料電池として期待を集めている。
Therefore, polymer electrolyte fuel cells are being developed as distributed power supplies for homes and buildings, automobile power supplies, spacecraft power supplies, portable power supplies, and the like. 2. Description of the Related Art In recent years, polymer electrolyte fuel cells have attracted much attention as fuel cells for vehicles, from the viewpoints of environmental problems such as global warming and measures against automobile exhaust gas.

【0005】図3に断面図を示すように、固体高分子型
燃料電池は、イオン交換膜(固体高分子電解質膜)31
の両面にガス拡散電極層32,33を接合した全固体型
構造を有している。カソード(酸化剤極)32とアノー
ド(燃料極)33は、外部回路35(負荷34)によっ
て接続されている。
As shown in the sectional view of FIG. 3, the polymer electrolyte fuel cell has an ion exchange membrane (solid polymer electrolyte membrane) 31.
Has an all-solid-type structure in which gas diffusion electrode layers 32 and 33 are joined to both surfaces. The cathode (oxidant electrode) 32 and anode (fuel electrode) 33 are connected by an external circuit 35 (load 34).

【0006】カソード32側に酸素または空気を、アノ
ード33側に水素を供給すると、アノード33側では、
水素が酸化されてプロトンと電子を生成する。プロトン
は、水分子を伴ってイオン交換膜31中を移動し、対極
のアノード32で、外部回路35(負荷34)から供給
された電子とともに、酸素の還元に使われて水を生成す
る。
When oxygen or air is supplied to the cathode 32 and hydrogen is supplied to the anode 33,
Hydrogen is oxidized to produce protons and electrons. Protons move in the ion exchange membrane 31 with water molecules, and are used at the anode 32 of the counter electrode together with the electrons supplied from the external circuit 35 (load 34) to reduce oxygen and generate water.

【0007】固体高分子型燃料電池は、図2に示すよう
なイオン交換膜−電極接合体からなる単セルを多数積層
したスタックの形で使用される。具体的には、イオン交
換膜−電極接合体の両側に、極室分離やガス供給流路の
機能を持つ導電性セパレータを密着させて積層する。
[0007] The polymer electrolyte fuel cell is used in the form of a stack in which a number of single cells each composed of an ion exchange membrane-electrode assembly are stacked as shown in FIG. Specifically, on both sides of the ion-exchange membrane-electrode assembly, a conductive separator having a function of separating an electrode chamber and a gas supply flow path is adhered and laminated.

【0008】固体高分子型燃料電池は、前述のような長
所を有しているものの、イオン交換膜などの電池構成材
料が高価であること、イオン交換膜が含水状態で良好な
伝導性を持つために、イオン交換膜の水分管理が必要で
あることなどの短所を有している。
[0008] Although the polymer electrolyte fuel cell has the above-mentioned advantages, the material of the battery such as an ion exchange membrane is expensive, and the ion exchange membrane has good conductivity in a hydrated state. For this reason, it has disadvantages such as the need to control the water content of the ion exchange membrane.

【0009】イオン交換膜を構成するポリマーは、一般
に、高いイオン伝導度を有し、薄くて機械的強度に優れ
たフィルムを形成できる特性を有していることが要求さ
れている。イオン交換膜は、湿潤状態だけではなく、乾
燥状態においても、高いイオン伝導性を保持し、優れた
熱安定性、酸化及び還元に対する耐性、機械的強度など
を有することが求められる。
[0009] The polymer constituting the ion exchange membrane is generally required to have high ionic conductivity and properties to form a thin film having excellent mechanical strength. The ion exchange membrane is required to retain high ionic conductivity not only in a wet state but also in a dry state, and to have excellent thermal stability, resistance to oxidation and reduction, mechanical strength, and the like.

【0010】従来、固体高分子型燃料電池の固体高分子
電解質膜としては、デュポン社のナフィオン(Nafi
on;登録商標)に代表されるスルホン酸基を持つフッ
素樹脂系イオン交換膜が用いられている。このフッ素樹
脂系イオン交換膜は、製造工程が複雑なために、コスト
の低減が困難である。それに加えて、フッ素樹脂系イオ
ン交換膜は、架橋構造を持たない線状高分子からなるた
め、イオン交換基濃度を高くすると溶液化すること、ま
わりの水分濃度によって膨潤・収縮しやすいこと、膜厚
を小さくすると、含水率が大きくなって機械的強度や耐
クリープ性が低下すること、などの問題があった。
Conventionally, a solid polymer electrolyte membrane of a polymer electrolyte fuel cell has been manufactured by DuPont's Nafion.
on; registered trademark) is used. This fluororesin-based ion-exchange membrane is difficult to reduce in cost because the manufacturing process is complicated. In addition, fluororesin-based ion-exchange membranes are made of linear polymers that do not have a cross-linking structure, so they can be made into solution when the ion-exchange group concentration is high, and they can easily swell and shrink due to the surrounding water concentration. If the thickness is reduced, there is a problem that the water content increases and the mechanical strength and creep resistance decrease.

【0011】最近、フッ素樹脂系イオン交換膜に代え
て、スルホン化ポリイミド膜を固体高分子型燃料電池の
イオン交換膜として使用することが提案されている(特
表2000−510511号公報)。しかし、本発明者
らの追試結果によれば、該公報に開示されている重合条
件では、成膜性に優れたスルホン化ポリイミド前駆体
(即ち、ポリアミド酸)を得ることができないことが判
明した。
Recently, it has been proposed to use a sulfonated polyimide membrane instead of a fluororesin-based ion exchange membrane as an ion exchange membrane for a polymer electrolyte fuel cell (Japanese Patent Publication No. 2000-510511). However, according to the results of the additional tests by the present inventors, it was found that under the polymerization conditions disclosed in the publication, it was not possible to obtain a sulfonated polyimide precursor (ie, polyamic acid) having excellent film-forming properties. .

【0012】例えば、該公報の実施例4には、フェノー
ルとパラ−クロロフェノールとの混合溶媒中に、4,
4′−ジアミノ−(1,1′−ビフェニル)−2,2′
−ジスルホン酸、1,4,5,8−ナフタレンテトラカ
ルボン酸二無水物、及び4,4′−オキシ−ベンゼンア
ミン〔これは、オキシビス(4,4′−ベンゼンアミ
ン)であると解される〕を一度に添加し、150℃で5
時間加熱して重合させたことが記載されている。
[0012] For example, in Example 4 of the publication, a mixed solvent of phenol and para-chlorophenol contains
4'-diamino- (1,1'-biphenyl) -2,2 '
Disulfonic acid, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride and 4,4'-oxy-benzeneamine, which is understood to be oxybis (4,4'-benzeneamine) ] At a time and add
It is described that polymerization was carried out by heating for an hour.

【0013】ところが、この重合方法では、充分に高重
合度のポリアミド酸を合成することができず、得られた
ポリアミド酸を用いて満足な膜を得ることができなかっ
た。その理由としては、該公報に重合条件の詳細に関す
る充分な開示がないことが考えられるが、それだけでは
なく、重合触媒、モノマーの投入順序、反応温度、反応
時間などの重合条件の制御が不充分であることが判明し
た。
However, in this polymerization method, a polyamic acid having a sufficiently high degree of polymerization could not be synthesized, and a satisfactory film could not be obtained using the obtained polyamic acid. The reason may be that the publication does not sufficiently disclose the details of the polymerization conditions, but that is not the only reason.Poor control of the polymerization conditions such as the polymerization catalyst, the monomer charging order, the reaction temperature, and the reaction time is insufficient. Turned out to be.

【0014】Macromol. Symp. 106, 345-351 (1996)に
は、フェノール中で、安息香酸とトリエチルアミンの存
在下、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物と2,2′−ジスルホン酸ベンジジン〔即ち、
4,4′−ジアミノ−(1,1′−ビフェニル)−2,
2′−ジスルホン酸〕とを180℃で重縮合させ、水溶
性のスルホン化ポリナフトイレンイミド(PNIS)を
合成したことが記載されている。
Macromol. Symp. 106, 345-351 (1996) states that 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride and 2,2 'in phenol in the presence of benzoic acid and triethylamine. -Benzidine disulfonate (i.e.
4,4'-diamino- (1,1'-biphenyl) -2,
2′-disulfonic acid] at 180 ° C. to synthesize water-soluble sulfonated polynaphthyl imide (PNIS).

【0015】しかし、この文献に開示されているスルホ
ン化ポリマーは、水溶性であるため、固体高分子電解質
膜としては不適当なものである。該文献には、各成分の
使用量や重合時間などの詳細が記載されていない。ま
た、該文献は、水に不溶化したポリイミド骨格を有する
スルホン化ポリマーの製造方法を教示していない。
However, the sulfonated polymer disclosed in this document is water-soluble and thus is unsuitable as a solid polymer electrolyte membrane. The document does not describe details such as the amount of each component used and the polymerization time. Also, the document does not teach a method for producing a sulfonated polymer having a polyimide skeleton insoluble in water.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、成膜
性に優れ、イオン交換基容量が大きく、機械的強度に優
れたスルホン化ポリイミドからなり、固体高分子型燃料
電池のイオン交換膜として好適な高分子電解質膜とその
製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ion-exchange membrane for a polymer electrolyte fuel cell comprising a sulfonated polyimide having excellent film-forming properties, a large ion exchange group capacity and excellent mechanical strength. To provide a polymer electrolyte membrane and a method for producing the same.

【0017】また、本発明の課題は、このような優れた
特性を有するスルホン化ポリイミド高分子電解質膜を固
体高分子電解質膜として含有する固体高分子型燃料電池
を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a polymer electrolyte fuel cell containing a sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane having such excellent characteristics as a polymer electrolyte membrane.

【0018】本発明者らは、前記課題を達成するために
鋭意研究した結果、1,4,5,8−ナフタレンテトラ
カルボン酸二無水物と少なくとも1つのスルホン酸基を
持つジアミン化合物とスルホン酸基を持たないジアミン
化合物とを反応させてポリアミド酸を合成し、次いで、
該ポリアミド酸を成膜した後、イミド化するスルホン化
ポリイミド高分子電解質膜の製造方法において、該ポリ
アミド酸を特定の2段階工程で重縮合させる方法に想到
した。
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and have found that 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, a diamine compound having at least one sulfonic acid group, and a sulfonic acid A polyamic acid is synthesized by reacting with a diamine compound having no group,
In a method for producing a sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane to be imidized after forming the polyamic acid, a method for polycondensing the polyamic acid in a specific two-step process has been conceived.

【0019】本発明の製造方法により得られたポリアミ
ド酸は、成膜性に優れている。本発明の製造方法により
得られたスルホン化ポリイミド膜は、イオン交換基容量
が大きく、適度の体積抵抗率と吸水率を示し、乾燥条件
下ではもとより、湿潤条件下でも、引張破断応力に優
れ、適度の破断伸びを示す。したがって、このスルホン
化ポリイミド膜は、固体高分子型燃料電池の固体高分子
電解質膜として好適である。本発明は、これらの知見に
基づいて完成するに至ったものである。
The polyamic acid obtained by the production method of the present invention has excellent film-forming properties. The sulfonated polyimide membrane obtained by the production method of the present invention has a large ion exchange group capacity, exhibits an appropriate volume resistivity and water absorption, and is excellent not only under dry conditions but also under wet conditions, and has excellent tensile breaking stress, It shows moderate elongation at break. Therefore, this sulfonated polyimide membrane is suitable as a polymer electrolyte membrane for a polymer electrolyte fuel cell. The present invention has been completed based on these findings.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記式
(I)
According to the present invention, the following formula is provided.
(I)

【0021】[0021]

【化3】 Embedded image

【0022】で表わされる構造単位(I)と、下記式(II)And a structural unit (I) represented by the following formula (II):

【0023】[0023]

【化4】 Embedded image

【0024】で表わされる構造単位(II) (式中、Ar1及びAr2は、互いに同一または異なって
いてもよい二価の有機基であり、Ar1は、少なくとも
1つのスルホン酸基によって更に置換されている。)と
を有するスルホン化ポリイミドから形成され、イオン交
換基容量が1.30meq/g以上、引張破断応力が2
5MPa以上、かつ、引張破断伸びが3%以上であるス
ルホン化ポリイミド高分子電解質膜が提供される。
In the formula, Ar 1 and Ar 2 are divalent organic groups which may be the same or different from each other, and Ar 1 is further substituted by at least one sulfonic acid group. Is substituted with a sulfonated polyimide having an ion exchange group capacity of 1.30 meq / g or more and a tensile rupture stress of 2
A sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane having 5 MPa or more and a tensile elongation at break of 3% or more is provided.

【0025】また、本発明によれば、1,4,5,8−
ナフタレンテトラカルボン酸二無水物と少なくとも1つ
のスルホン酸基を持つジアミン化合物(A1)とスルホン酸
基を持たないジアミン化合物(A2)とを反応させてポリ
アミド酸を合成し、次いで、該ポリアミド酸を成膜した
後、イミド化するスルホン化ポリイミド高分子電解質膜
の製造方法において、該ポリアミド酸を下記の工程: (1)フェノールとp−クロロフェノールとの混合溶媒
中、トリエチルアミン及び安息香酸の存在下、1,4,
5,8−テトラカルボン酸二無水物と少なくとも1つの
スルホン酸基を持つジアミン化合物(A1)とを150℃以
上の温度で反応させる工程、並びに(2)反応混合物の
温度を100℃以下に低下させた後、スルホン酸基を持
たないジアミン化合物(A2)を投入し、次いで、100℃
以下の温度で反応を継続する工程により合成することを
特徴とするスルホン化ポリイミド高分子電解質膜の製造
方法が提供される。
According to the present invention, 1,4,5,8-
A polyamic acid is synthesized by reacting naphthalenetetracarboxylic dianhydride with a diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group and a diamine compound (A2) having no sulfonic acid group, and then synthesizing the polyamic acid. In the method for producing a sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane which is imidized after film formation, the polyamic acid is subjected to the following steps: (1) in a mixed solvent of phenol and p-chlorophenol in the presence of triethylamine and benzoic acid , 1,4,
Reacting 5,8-tetracarboxylic dianhydride with a diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group at a temperature of 150 ° C. or higher, and (2) lowering the temperature of the reaction mixture to 100 ° C. or lower After that, a diamine compound having no sulfonic acid group (A2) was charged, and then 100 ° C.
There is provided a method for producing a sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane, characterized in that the synthesis is performed by a step of continuing the reaction at the following temperature.

【0026】さらに、本発明によれば、前記製造方法に
より得られたスルホン化ポリイミド高分子電解質膜が提
供される。
Further, according to the present invention, there is provided a sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane obtained by the above production method.

【0027】さらにまた、本発明によれば、スルホン化
ポリイミド高分子電解質膜を固体高分子電解質膜として
含有する固体高分子型燃料電池が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a polymer electrolyte fuel cell containing a sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane as a solid polymer electrolyte membrane.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】本発明では、ポリアミド酸(ポリ
イミド前駆体)及びポリイミドを構成するテトラカルボ
ン酸成分として、1,4,5,8−ナフタレンテトラカ
ルボン酸二無水物を使用する。ジアミン成分としては、
少なくとも1つのスルホン酸基を持つジアミン化合物(A
1)とスルホン酸基を持たないジアミン化合物(A2)とを
併用する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride is used as a polycarboxylic acid (polyimide precursor) and a tetracarboxylic acid component constituting polyimide. As the diamine component,
Diamine compound having at least one sulfonic acid group (A
1) and a diamine compound having no sulfonic acid group (A2) are used in combination.

【0029】少なくとも1つのスルホン酸基を持つジア
ミン化合物(A1)としては、化学式NH2Ar1(SO
3H)NH2で表わされる化合物を挙げることができる。
この化学式中、Ar1は、二価の有機基であり、6〜1
0個の炭素原子を持つ少なくとも1つの(置換)芳香族
環、5〜10個の原子を持ち、S、N、Oなどのヘテロ
原子を含む芳香性の(置換)複素環、及びこれらの混合
環などの構造を有するジアミン化合物が好ましい。ま
た、このジアミン化合物(A1)は、少なくとも1個のスル
ホン酸基を持つが、2個のスルホン酸基を持つジアミン
化合物であることが好ましい。
The diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group has a chemical formula of NH 2 Ar 1 (SO
And 3 H) a compound represented by NH 2 .
In this chemical formula, Ar 1 is a divalent organic group,
At least one (substituted) aromatic ring having 0 carbon atoms, an aromatic (substituted) heterocyclic ring having 5 to 10 atoms and containing hetero atoms such as S, N, O, and the like; Diamine compounds having a structure such as a ring are preferred. The diamine compound (A1) has at least one sulfonic acid group, but is preferably a diamine compound having two sulfonic acid groups.

【0030】少なくとも1つのスルホン酸基を持つジア
ミン化合物(A1)の好ましい具体例としては、2,2′−
ジスルホン酸ベンジジン〔即ち、4,4′−ジアミノ−
(1,1′−ビフェニル)−2,2′−ジスルホン
酸〕、1,4−ジアミノベンゼン−3−スルホン酸、
1,3−ジアミノベンゼン−4−スルホン酸、4,4′
−ジアミノ−5,5′−ジメチル−(1,1′−ビフェ
ニル)−2,2′−ジスルホン酸などが挙げられる。こ
れらの中でも、2,2′−ジスルホン酸ベンジジンが好
ましい。
Preferred specific examples of the diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group include 2,2'-
Benzidine disulfonic acid [ie, 4,4'-diamino-
(1,1'-biphenyl) -2,2'-disulfonic acid], 1,4-diaminobenzene-3-sulfonic acid,
1,3-diaminobenzene-4-sulfonic acid, 4,4 '
-Diamino-5,5'-dimethyl- (1,1'-biphenyl) -2,2'-disulfonic acid. Among these, benzidine 2,2'-disulfonate is preferred.

【0031】スルホン酸基を持たないジアミン化合物
(A2)としては、化学式NH2Ar2NH2で表わされる化
合物を挙げることができる。この化学式中、Ar2は、
二価の有機基であり、6〜10個の炭素原子を持つ少な
くとも1つの(置換)芳香族環、5〜10個の原子を持
ち、S、N、Oなどのヘテロ原子を含む芳香性の(置
換)複素環、及びこれらの混合環などの構造を有するジ
アミン化合物が好ましい。置換芳香族環及び置換複素環
は、置換基としてスルホン酸基を持たないものである。
The diamine compound (A2) having no sulfonic acid group includes a compound represented by the chemical formula NH 2 Ar 2 NH 2 . In this chemical formula, Ar 2 is
A divalent organic group having at least one (substituted) aromatic ring having 6 to 10 carbon atoms, having 5 to 10 atoms, and aromatic atoms including hetero atoms such as S, N, and O; Diamine compounds having a structure such as a (substituted) heterocycle and a mixed ring thereof are preferred. The substituted aromatic ring and the substituted heterocyclic ring have no sulfonic acid group as a substituent.

【0032】スルホン酸基を持たないジアミン化合物
(A2)としては、例えば、2,2′−ジ(p−アミノフ
ェニル)−6,6′−ビベンゾオキサゾール、2,2′
−ジ(p−アミノフェニル)−5,5′−ビベンゾオキ
サゾール、m−フェニレンジアミン、1−イソプロピル
−2,4−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミ
ン、4,4′−ジアミノジフェニルプロパン、3,3′
−ジアミノジフェニルプロパン、4,4′−ジアミノジ
フェニルエタン、3,3′−ジアミノジフェニルエタ
ン、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、3,3′−
ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェ
ニルスルフィド、3,3′−ジアミノジフェニルスルフ
ィド、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、3,
3′−ジアミノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミ
ノジフェニルエーテル、3,3′−ジアミノジフェニル
エーテル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベン
ゼン、ベンジジン、4,4″−ジアミノ−p−テルフェ
ニル、3,3″−ジアミノ−p−テルフェニル、ビス
(p−アミノシクロヘキシル)メテン、ビス(p−β−
アミノ−t−ブチルフェニル)エーテル、ビス(p−β
−メチル−δ−アミノペンチル)ベンゼン、p−ビス
(2−メチル−4−アミノペンチル)ベンゼン、p−ビ
ス(1,1−ジメチル−5−アミノペンチル)ベンゼ
ン、1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノナ
フタレン、2,4−ビス(β−アミノ−t−ブチル)ト
ルエン、2,4−ジアミノトルエン、m−キシレン−
2,5−ジアミン、p−キシレン−2,5−ジアミン、
m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、
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〕−ベンゼンアミンなどの
芳香族ジアミン類;2,6−ジアミノピリジン、2,5
−ジアミノピリジン、2,5−ジアミノ−1,3,4−
オキサジアゾールなどの複素環ジアミン類を挙げること
ができる。これらの中でも、4,4′−ジアミノジフェ
ニルエーテルが好ましい。
Examples of the diamine compound (A2) having no sulfonic acid group include 2,2'-di (p-aminophenyl) -6,6'-bibenzoxazole and 2,2 '
-Di (p-aminophenyl) -5,5'-bibenzoxazole, m-phenylenediamine, 1-isopropyl-2,4-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 3, 3 '
-Diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenylethane, 3,3'-diaminodiphenylethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-
Diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, 3,3'-diaminodiphenylsulfide, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,
3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, benzidine, 4,4 "-diamino-p-terphenyl, 3,3 ″ -diamino-p-terphenyl, bis (p-aminocyclohexyl) methene, bis (p-β-
Amino-t-butylphenyl) ether, bis (p-β
-Methyl-δ-aminopentyl) benzene, p-bis (2-methyl-4-aminopentyl) benzene, p-bis (1,1-dimethyl-5-aminopentyl) benzene, 1,5-diaminonaphthalene, , 6-Diaminonaphthalene, 2,4-bis (β-amino-t-butyl) toluene, 2,4-diaminotoluene, m-xylene-
2,5-diamine, p-xylene-2,5-diamine,
m-xylylenediamine, p-xylylenediamine,
Aromatic diamines such as 4,4 '-[2,2,2-trifluoro- (1-trifluoromethyl) -ethylidene] -benzenamine; 2,6-diaminopyridine, 2,5
-Diaminopyridine, 2,5-diamino-1,3,4-
Heterocyclic diamines such as oxadiazole can be mentioned. Among these, 4,4'-diaminodiphenyl ether is preferable.

【0033】テトラカルボン酸成分である1,4,5,
8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物とジアミン成
分とは、一般に、ほぼ等モルの割合で用いられる。ポリ
マーの両末端をアミンとする場合には、ジアミン成分が
若干過剰となるモル比で用いてもよい。一方、ポリマー
の両末端をカルボン酸無水物基とする場合には、1,
4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物が若
干過剰となるモル比で用いてもよい。また、連鎖制限剤
として、無水フタル酸、ナフタレン−1,8−ジカルボ
ン酸無水物などを少量使用することにより、ポリマー末
端を形成させてもよい。
The tetracarboxylic acid components 1, 4, 5,
8-Naphthalenetetracarboxylic dianhydride and the diamine component are generally used in approximately equimolar proportions. When both ends of the polymer are amines, they may be used in a molar ratio in which the diamine component is slightly excessive. On the other hand, when both ends of the polymer are carboxylic anhydride groups,
The 4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride may be used in a molar ratio that slightly increases. Further, a polymer terminal may be formed by using a small amount of phthalic anhydride, naphthalene-1,8-dicarboxylic anhydride, or the like as a chain limiter.

【0034】ジアミン成分中、少なくとも1つのスルホ
ン酸基を持つジアミン化合物(A1)とスルホン酸基を持た
ないジアミン化合物(A2)とは、モル比(A1:A2)で、
5:95〜95:5の割合で使用することが好ましい。
このモル比(A1:A2)は、より好ましくは15:85〜8
5:15、さらに好ましくは20:80〜80:20、
特に好ましくは25:75〜75:25である。
In the diamine component, the diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group and the diamine compound (A2) having no sulfonic acid group have a molar ratio (A1: A2),
It is preferable to use it at a ratio of 5:95 to 95: 5.
The molar ratio (A1: A2) is more preferably from 15:85 to 8
5:15, more preferably 20:80 to 80:20,
Particularly preferably, the ratio is from 25:75 to 75:25.

【0035】少なくとも1つのスルホン酸基を持つジア
ミン化合物(A1)のモル比が小さすぎると、充分に高いイ
オン交換基容量を有する高分子電解質膜を得ることが困
難になる。少なくとも1つのスルホン酸基を持つジアミ
ン化合物(A1)のモル比が大きすぎると、高分子電解質膜
の機械的強度が低下し、特に湿潤状態での引張破断応力
が低下する。多くの場合、前記モル比(A1:A2)を30:
70〜70:30の範囲内とすることにより、良好な結
果を得ることができる。
If the molar ratio of the diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group is too small, it becomes difficult to obtain a polymer electrolyte membrane having a sufficiently high ion exchange group capacity. If the molar ratio of the diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group is too large, the mechanical strength of the polymer electrolyte membrane will decrease, and particularly, the tensile rupture stress in a wet state will decrease. In many cases, the molar ratio (A1: A2) is 30:
Good results can be obtained by setting the ratio in the range of 70 to 70:30.

【0036】本発明では、ポリアミド酸を下記の工程
(1)及び(2)により合成する。(1)フェノールと
p−クロロフェノールとの混合溶媒中、トリエチルアミ
ン及び安息香酸の存在下、1,4,5,8−テトラカル
ボン酸二無水物と少なくとも1つのスルホン酸基を持つ
ジアミン化合物(A1)とを150℃以上の温度で反応させ
る第1工程。
In the present invention, a polyamic acid is synthesized by the following steps (1) and (2). (1) Diamine compound having at least one sulfonic acid group with 1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride in the presence of triethylamine and benzoic acid in a mixed solvent of phenol and p-chlorophenol (A1 A) at a temperature of 150 ° C. or higher.

【0037】(2)第1工程で得られた反応混合物の温
度を100℃以下に低下させた後、スルホン酸基を持た
ないジアミン化合物(A2)を投入し、次いで、100℃以
下の温度で反応を継続する第2工程。
(2) After lowering the temperature of the reaction mixture obtained in the first step to 100 ° C. or less, a diamine compound (A2) having no sulfonic acid group is added, and then the mixture is heated at a temperature of 100 ° C. or less. Second step of continuing the reaction.

【0038】混合溶媒中のフェノールとp−クロロフェ
ノールとの重量比は、好ましくは10:90〜90:1
0、より好ましくは20:80〜80:20、特に好ま
しくは30:70〜70:30である。多くの場合、フ
ェノール40〜70重量%とp−クロロフェノール30
〜60重量%の割合で用いることにより、良好な結果を
得ることができる。この混合溶媒を用いることにより、
他の条件と相まって、重縮合反応を円滑に実施すること
ができる。
The weight ratio of phenol to p-chlorophenol in the mixed solvent is preferably from 10:90 to 90: 1.
0, more preferably 20:80 to 80:20, particularly preferably 30:70 to 70:30. In most cases, 40-70% by weight of phenol and 30 of p-chlorophenol
Good results can be obtained by using at a ratio of 6060% by weight. By using this mixed solvent,
In combination with other conditions, the polycondensation reaction can be smoothly performed.

【0039】本発明では、第1工程において、反応系に
トリエチルアミンを存在させる。具体的には、前記混合
溶媒中にトリエチルアミンを添加する。トリエチルアミ
ンは、少なくとも1つのスルホン酸基を持つジアミン化
合物(A1)の溶解補助剤として作用するものと解される。
トリエチルアミンは、少なくとも1つのスルホン酸基を
持つジアミン化合物(A1)1モルに対して、好ましくは
0.5〜3モル、より好ましくは1〜2.5モルの割合
で用いられる。トリエチルアミンを使用することによ
り、他の条件と相まって、重縮合反応を円滑に実施する
ことができる。
In the present invention, in the first step, triethylamine is present in the reaction system. Specifically, triethylamine is added to the mixed solvent. Triethylamine is understood to act as a solubilizer for the diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group.
Triethylamine is used in a proportion of preferably 0.5 to 3 mol, more preferably 1 to 2.5 mol, per 1 mol of the diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group. By using triethylamine, the polycondensation reaction can be smoothly performed in combination with other conditions.

【0040】本発明では、第1工程において、反応系に
安息香酸を存在させる。具体的には、前記混合溶媒中に
安息香酸を添加する。安息香酸は、重合触媒として作用
する。安息香酸は、少なくとも1つのスルホン酸基を持
つジアミン化合物(A1)1モルに対して、好ましくは0.
1〜1.5モル、より好ましくは0.3〜1モルの割合
で使用する。重合触媒として安息香酸を使用することに
より、高分子量で成膜性に優れたポリアミド酸を得るこ
とができる。
In the present invention, in the first step, benzoic acid is present in the reaction system. Specifically, benzoic acid is added to the mixed solvent. Benzoic acid acts as a polymerization catalyst. Benzoic acid is preferably used in an amount of 0.1 mol per mol of the diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group.
It is used in a proportion of 1 to 1.5 mol, more preferably 0.3 to 1 mol. By using benzoic acid as a polymerization catalyst, a polyamic acid having a high molecular weight and excellent film-forming properties can be obtained.

【0041】本発明では、全モノマー成分を一度に反応
させるのではなく、フェノールとp−クロロフェノール
との混合溶媒中、トリエチルアミン及び安息香酸の存在
下、先ず、1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物
と少なくとも1つのスルホン酸基を持つジアミン化合物
(A1)とを150℃以上の温度で反応させる。第1工程で
の反応温度は、好ましくは150〜190℃、より好ま
しくは160〜185℃である。反応時間は、好ましく
は1〜24時間、より好ましくは2〜12時間、特に好
ましくは3〜10時間である。
In the present invention, instead of reacting all the monomer components at once, first, in a mixed solvent of phenol and p-chlorophenol, in the presence of triethylamine and benzoic acid, first, 1,4,5,8-tetraethyl Diamine compounds having carboxylic dianhydride and at least one sulfonic acid group
(A1) is reacted at a temperature of 150 ° C. or higher. The reaction temperature in the first step is preferably from 150 to 190C, more preferably from 160 to 185C. The reaction time is preferably 1 to 24 hours, more preferably 2 to 12 hours, particularly preferably 3 to 10 hours.

【0042】次に、第2工程において、第1工程で得ら
れた反応混合物の温度を100℃以下に低下させた後、
スルホン酸基を持たないジアミン化合物(A2)を投入し、
次いで、100℃以下の温度で反応を継続する。反応温
度は、好ましくは55〜100℃、より好ましくは60
〜90℃である。反応時間は、好ましくは5〜72時
間、より好ましくは8〜30時間、特に好ましくは10
〜25時間である。第2工程において、反応温度を前記
範囲内で段階的に低下させて反応を継続してもよい。
Next, in the second step, after lowering the temperature of the reaction mixture obtained in the first step to 100 ° C. or less,
Diamine compound having no sulfonic acid group (A2) is charged,
Next, the reaction is continued at a temperature of 100 ° C. or lower. The reaction temperature is preferably 55-100 ° C, more preferably 60 ° C.
9090 ° C. The reaction time is preferably 5 to 72 hours, more preferably 8 to 30 hours, particularly preferably 10 to 72 hours.
~ 25 hours. In the second step, the reaction may be continued by lowering the reaction temperature stepwise within the above range.

【0043】このような特定の2段階での重合法によ
り、成膜性に優れたポリアミド酸を得ることができ、製
膜後、イミド化した場合に、高分子電解質膜としての各
種物性が良好なスルホン化ポリイミド膜を得ることがで
きる。
By such a specific two-stage polymerization method, a polyamic acid having excellent film-forming properties can be obtained, and when imidized after film formation, various properties as a polymer electrolyte membrane are good. A highly sulfonated polyimide membrane can be obtained.

【0044】反応終了後、生成ポリアミド酸の非溶媒
(例えば、メタノール、エタノールなど)中に反応混合
物を流し込んで生成ポリアミド酸を沈殿させる。必要に
応じて、メタノール洗浄を行なう。沈殿物を濾過し、乾
燥してポリアミド酸を回収する。
After completion of the reaction, the reaction mixture is poured into a non-solvent (for example, methanol, ethanol or the like) of the produced polyamic acid to precipitate the produced polyamic acid. If necessary, perform methanol washing. The precipitate is filtered and dried to recover the polyamic acid.

【0045】ポリアミド酸は、溶媒(例えば、m−クレ
ゾール)中に溶解させ、得られた溶液をガラス板などの
支持体上に流延し、乾燥することにより製膜することが
できる。得られたフィルムは、通常、加熱してポリアミ
ド酸を脱水閉環することにより、ポリイミド化する。所
望により、化学閉環法を採用してもよい。このようにし
て得られたスルホン化ポリイミド膜は、必要に応じて、
塩酸溶液で処理し、イオン交換水で充分に洗浄する。
Polyamic acid can be formed into a film by dissolving in a solvent (for example, m-cresol), casting the resulting solution on a support such as a glass plate, and drying. The resulting film is usually polyimideated by heating to dehydrate and ring-close the polyamic acid. If desired, a chemical ring closure method may be employed. The sulfonated polyimide membrane thus obtained is, if necessary,
Treat with hydrochloric acid solution and wash thoroughly with deionized water.

【0046】本発明のスルホン化ポリイミド高分子電解
質膜は、下記式(I)
The sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane of the present invention has the following formula (I)

【0047】[0047]

【化5】 Embedded image

【0048】で表わされる構造単位(I)と、下記式(II)And a structural unit (I) represented by the following formula (II):

【0049】[0049]

【化6】 Embedded image

【0050】で表わされる構造単位(II) (式中、Ar1及びAr2は、互いに同一または異なって
いてもよい二価の有機基であり、Ar1は、少なくとも
1つのスルホン酸基によって更に置換されている。)と
を有するスルホン化ポリイミドから形成された膜であ
る。このスルホン化ポリイミドは、下記式(III)で表わ
すことができる。
Wherein Ar 1 and Ar 2 are divalent organic groups which may be the same or different from each other, and Ar 1 is further substituted by at least one sulfonic acid group. Substituted).) Is a membrane formed from a sulfonated polyimide having the formula: This sulfonated polyimide can be represented by the following formula (III).

【0051】[0051]

【化7】 Embedded image

【0052】式中、Ar1及びAr2は、互いに同一また
は異なっていてもよい二価の有機基であり、Ar1は、
少なくとも1つのスルホン酸基によって更に置換されて
いる。mは、1以上の整数であり、好ましくは1〜5,
000、より好ましくは4〜300である。nは、1以
上の整数であり、好ましくは1〜5,000、より好ま
しくは4〜300である。構造単位(I)としては、下記
式(Ia)
In the formula, Ar 1 and Ar 2 are divalent organic groups which may be the same or different from each other, and Ar 1 is
It is further substituted by at least one sulfonic acid group. m is an integer of 1 or more, preferably 1 to 5,
000, more preferably 4 to 300. n is an integer of 1 or more, preferably 1 to 5,000, and more preferably 4 to 300. As the structural unit (I), the following formula (Ia)

【0053】[0053]

【化8】 Embedded image

【0054】で表わされる構造単位が好ましい。構造単
位(II)としては、下記式(IIa)
The structural unit represented by the following is preferred. As the structural unit (II), the following formula (IIa)

【0055】[0055]

【化9】 Embedded image

【0056】で表わされる構造単位が好ましい。したが
って、スルホン化ポリイミドとしては、下記式(IIIa)
The structural unit represented by the following is preferred. Therefore, as a sulfonated polyimide, the following formula (IIIa)

【0057】[0057]

【化10】 Embedded image

【0058】で表わされる化学構造を有するスルホン化
ポリイミドが好ましい。
A sulfonated polyimide having a chemical structure represented by the following formula is preferred.

【0059】本発明のスルホン化ポリイミド高分子電解
質膜は、イオン交換基容量が通常1.30meq/g以
上、好ましくは1.50meq/g以上、より好ましく
は1.80meq/g以上である。本発明のスルホン化
ポリイミド高分子電解質膜は、重合条件を調整すること
により、必要に応じて、イオン交換基容量を2.00m
eq/g以上、より好ましくは2.30meq/g以
上、さらには2.50meq/g以上にまで高めること
が可能である。イオン交換基容量の上限は、3.3me
q/g程度である。
The sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane of the present invention has an ion exchange group capacity of usually 1.30 meq / g or more, preferably 1.50 meq / g or more, more preferably 1.80 meq / g or more. The sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane of the present invention has an ion exchange group capacity of 2.00 m if necessary by adjusting the polymerization conditions.
It can be increased to eq / g or more, more preferably to 2.30 meq / g or more, and further to 2.50 meq / g or more. The upper limit of the ion exchange group capacity is 3.3 me
It is about q / g.

【0060】本発明のスルホン化ポリイミド高分子電解
質膜は、乾燥状態での引張破断応力が通常25MPa以
上、好ましくは25〜150MPa、より好ましくは3
0〜100MPaであり、機械的強度に優れている。本
発明のスルホン化ポリイミド高分子電解質膜は、吸水時
の引張破断応力が通常5〜100MPa、好ましくは6
〜60MPa、より好ましくは10〜50MPaであ
り、湿潤状態での機械的強度が良好である。
The sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane of the present invention has a tensile rupture stress in a dry state of usually 25 MPa or more, preferably 25 to 150 MPa, more preferably 3 MPa.
0 to 100 MPa, and excellent in mechanical strength. The sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane of the present invention has a tensile rupture stress upon absorption of water of usually 5 to 100 MPa, preferably 6 to 100 MPa.
6060 MPa, more preferably 105050 MPa, and the mechanical strength in a wet state is good.

【0061】本発明のスルホン化ポリイミド高分子電解
質膜は、乾燥時の引張破断伸びが通常3%以上、好まし
くは3〜25%、より好ましくは5〜20%であり、可
撓性が良好である。本発明のスルホン化ポリイミド高分
子電解質膜は、吸水時の引張破断伸びが乾燥時の破断伸
びと殆んど同じ水準であり、湿潤状態での可撓性が良好
である。
The sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane of the present invention has a tensile elongation at break of 3% or more, preferably 3 to 25%, more preferably 5 to 20% when dried, and has good flexibility. is there. The sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane of the present invention has almost the same tensile elongation at break when absorbing water as the elongation at break when dry, and has good wet state flexibility.

【0062】本発明のスルホン化ポリイミド高分子電解
質膜は、10mm長さ白金電極、電極間距離10mm、
交流1.0V−10kHzで測定した体積抵抗率が通常
2〜35Ωcm、好ましくは3〜30Ωcm、より好ま
しくは5〜25Ωcmである。本発明のスルホン化ポリ
イミド高分子電解質膜は、吸水率が通常5〜100%、
好ましくは10〜80%、より好ましくは15〜70%
である。
The sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane of the present invention has a platinum electrode having a length of 10 mm, a distance between the electrodes of 10 mm,
The volume resistivity measured at an alternating current of 1.0 V to 10 kHz is usually 2 to 35 Ωcm, preferably 3 to 30 Ωcm, more preferably 5 to 25 Ωcm. The sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane of the present invention has a water absorption of usually 5 to 100%,
Preferably 10-80%, more preferably 15-70%
It is.

【0063】また、本発明のスルホン化ポリイミド高分
子電解質膜は、水に対して不溶であり、湿潤状態におい
て、高いイオン伝導性を保持し、汎用のスルホン酸基を
持つフッ素樹脂系イオン交換膜(パーフルオロ系高分子
電解質膜)よりも優れた熱安定性、酸化及び還元に対す
る耐性、機械的強度などを有している。したがって、本
発明のスルホン化ポリイミド高分子電解質膜は、固体高
分子型燃料電池のイオン交換膜として好適である。
Further, the sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane of the present invention is insoluble in water, maintains high ion conductivity in a wet state, and is a fluorine resin ion exchange membrane having a general sulfonic acid group. It has better thermal stability, resistance to oxidation and reduction, mechanical strength and the like than (perfluoropolymer electrolyte membrane). Therefore, the sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane of the present invention is suitable as an ion exchange membrane for a polymer electrolyte fuel cell.

【0064】[0064]

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明に
ついてより具体的に説明する。
The present invention will be described more specifically below with reference to examples and comparative examples.

【0065】[実施例1] 1.反応器 容積300mlのガラス製フラスコからなる反応器に、
撹拌装置、窒素ガス注入口、温度プローブ、及び冷却管
を装着した。反応器の加熱は、温度調節機能を有するオ
イルバスを用いて行なった。
[Example 1] 1. Reactor In a reactor consisting of a glass flask with a volume of 300 ml,
A stirrer, a nitrogen gas inlet, a temperature probe, and a cooling tube were attached. The heating of the reactor was performed using an oil bath having a temperature control function.

【0066】2.反応媒体の調製 反応器内に、溶媒としてフェノール70gとp−クロロ
フェノール50gを投入し、撹拌しながらオイルバスに
て反応器を加熱して、溶媒の温度を60℃に上げた。次
に、反応器内に、溶解助剤としてトリエチルアミン2.
226g(0.022mol)と、重合触媒として安息
香酸0.671g(0.0055mol)とを投入し、
30分間撹拌した。
2. Preparation of Reaction Medium 70 g of phenol and 50 g of p-chlorophenol were charged into a reactor as a solvent, and the reactor was heated in an oil bath with stirring to raise the temperature of the solvent to 60 ° C. Next, in the reactor, triethylamine as a dissolution aid was added.
226 g (0.022 mol) and 0.671 g (0.0055 mol) of benzoic acid as a polymerization catalyst were charged,
Stir for 30 minutes.

【0067】3.第1重合工程 上記の反応器内に2,2′−ジスルホン酸ベンジジン
〔即ち、4,4′−ジアミノ−(1,1′−ビフェニ
ル)−2,2′−ジスルホン酸〕3.788g(0.0
11mol)を投入し、30分間撹拌した。その後、反
応器内に1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸
二無水物4.290g(0.016mol)を投入し、
撹拌しながら反応器内の混合物を180℃まで加熱し、
そして180℃で4時間撹拌した。
3. First polymerization step 3.788 g of benzidine 2,2'-disulfonic acid [that is, 4,4'-diamino- (1,1'-biphenyl) -2,2'-disulfonic acid] was placed in the above reactor. .0
11 mol) and stirred for 30 minutes. Thereafter, 4.290 g (0.016 mol) of 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride was charged into the reactor,
Heating the mixture in the reactor to 180 ° C. while stirring;
And it stirred at 180 degreeC for 4 hours.

【0068】4.第2重合工程 上記反応器内の混合物の温度を80℃にまで下げ、80
℃になった時点で、4,4′−ジアミノジフェニルエー
テル〔即ち、オキシビス(4,4′−ベンゼンアミ
ン)〕1.001g(0.005mol)を反応器内に
投入し、そして80℃で2.5時間撹拌した。その後、
反応器内の混合物の温度を60℃にまで下げ、そして6
0℃で18時間撹拌した。
4. Second polymerization step The temperature of the mixture in the reactor was reduced to 80 ° C.
At that time, 1.001 g (0.005 mol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether [i.e. oxybis (4,4'-benzeneamine)] was charged into the reactor, and at 80 [deg.] C. Stir for 5 hours. afterwards,
The temperature of the mixture in the reactor was reduced to 60 ° C. and
Stirred at 0 ° C. for 18 hours.

【0069】5.後処理工程 反応器内の反応混合物を、1リットルのメタノールを含
有する容積3リットルのビーカー内に、メタノールを撹
拌しながら流し込んで、重合反応を終了させた。30分
間撹拌後、沈殿した繊維状の固体(ポリマー)を吸引濾
過して単離した。さらに、繊維状の固体を、メタノール
500mlを注いだ容積3リットルのビーカー内に、メ
タノールを撹拌しながら投入し、30分間撹拌した。そ
の後、吸引濾過して精製した繊維状の固体を単離した。
このメタノールを用いた精製処理をもう一度繰り返し
た。単離した繊維状の固体を120℃で6時間真空乾燥
した。このようにして、ポリアミド酸(即ち、ポリイミ
ド前駆体)を回収した。
5. Post-treatment step The polymerization reaction was terminated by pouring the reaction mixture in the reactor into a 3 liter beaker containing 1 liter of methanol while stirring the methanol. After stirring for 30 minutes, the precipitated fibrous solid (polymer) was isolated by suction filtration. Further, the fibrous solid was put into a 3 liter beaker into which 500 ml of methanol was poured while stirring methanol, and stirred for 30 minutes. Thereafter, a fibrous solid purified by suction filtration was isolated.
This purification treatment using methanol was repeated once. The isolated fibrous solid was vacuum dried at 120 ° C. for 6 hours. Thus, the polyamic acid (that is, the polyimide precursor) was recovered.

【0070】6.製膜工程 上記で得られたポリアミド酸を乳鉢で擦り潰した。一
方、上記と同様の反応器内にm−クレゾール92.5g
投入し、撹拌しながら60℃に加熱した。この反応器内
に、乳鉢で擦り潰したポリアミド酸7.5gを3回に分
けて30分間隔で投入し、溶解させた。得られたポリマ
ー溶液(濃度7.5重量%)を、ドクターナイフ500
μm厚でガラス板上に流延した。ガラス板上に形成され
た被膜を恒温槽にて昇温速度10℃/分で加熱し、そし
て120℃で1時間、200℃で10分間、及び250
℃で10分間の加熱条件で硬化させて、ポリアミド酸を
イミド化(脱水閉環)させた。
6. Film-forming step The polyamic acid obtained above was crushed in a mortar. On the other hand, 92.5 g of m-cresol was placed in the same reactor as above.
It was charged and heated to 60 ° C. with stirring. Into this reactor, 7.5 g of polyamic acid crushed in a mortar was charged in three portions at intervals of 30 minutes and dissolved. The obtained polymer solution (concentration: 7.5% by weight) was placed in a doctor knife 500.
It was cast on a glass plate with a thickness of μm. The coating formed on the glass plate was heated in a thermostat at a rate of 10 ° C./min.
The polyamide acid was imidized (dehydration ring closure) by curing under heating conditions at 10 ° C. for 10 minutes.

【0071】加熱硬化終了後、ガラス板上には、透明で
茶褐色の被膜(ポリイミド膜)が生成していた。この被
膜をガラス板から剥離した。剥離したポリイミド膜を、
1規定塩酸100mlを注いだ1リットルのビーカー内
に投入し、そしてビーカーに蓋をして、ウォーターバス
で60℃で18時間加熱した。その後、塩酸溶液からポ
リイミド膜を取り出して、イオン交換水で充分洗浄し
た。このようにして、スルホン化ポリイミド高分子電解
質膜(厚さ約20μm)を得た。
After the completion of the heat curing, a transparent brown-colored film (polyimide film) was formed on the glass plate. This coating was peeled from the glass plate. Removed polyimide film,
The mixture was poured into a 1-liter beaker into which 100 ml of 1N hydrochloric acid had been poured, and the beaker was capped and heated in a water bath at 60 ° C. for 18 hours. Thereafter, the polyimide film was taken out from the hydrochloric acid solution and sufficiently washed with ion-exchanged water. Thus, a sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane (about 20 μm in thickness) was obtained.

【0072】7.高分子電解質膜の特性 上記で得られたスルホン化ポリイミド高分子電解質膜
は、イオン交換基容量が2.89meq/g、体積抵抗
率(10mm長さ白金電極、電極間距離10mm、交流
1.0V−10kHzで測定)が6.1Ωcm、吸水率
が62%であった。また、このスルホン化ポリイミド高
分子電解質膜の引張特性は、引張破断応力が39MPa
で、引張破断伸びが8%であり、吸水時の引張破断応力
が15MPaで、引張破断伸びが7%であった。
7. Characteristics of Polymer Electrolyte Membrane The sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane obtained above has an ion exchange group capacity of 2.89 meq / g, a volume resistivity (a platinum electrode having a length of 10 mm, a distance between the electrodes of 10 mm, and an AC of 1.0 V). (Measured at -10 kHz) was 6.1 Ωcm, and the water absorption was 62%. The sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane has a tensile strength of 39 MPa.
The tensile elongation at break was 8%, the tensile elongation at break when absorbing water was 15 MPa, and the elongation at break was 7%.

【0073】図1に、上記で得られたスルホン化ポリイ
ミド高分子電解質膜(11)と、市販のパーフルオロ系
高分子電解質膜(12)の動的粘弾性(機械的弾性率)
と温度との関係を示す。この測定結果から、本発明のス
ルホン化ポリイミド高分子電解質膜は、市販のパーフル
オロ系高分子電解質膜よりも高温での機械的硬度が良好
であることが分かる。
FIG. 1 shows the dynamic viscoelasticity (mechanical elastic modulus) of the sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane (11) obtained above and a commercially available perfluoro-based polymer electrolyte membrane (12).
The relationship between temperature and temperature is shown. From this measurement result, it is understood that the sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane of the present invention has better mechanical hardness at a high temperature than a commercially available perfluoro-based polymer electrolyte membrane.

【0074】図2に、上記で得られたスルホン化ポリイ
ミド高分子電解質膜(21)と、市販のパーフルオロ系
高分子電解質膜(22)のプロトン伝導度と温度との関
係を示す。この測定結果から、本発明のスルホン化ポリ
イミド高分子電解質膜は、市販のパーフルオロ系高分子
電解質膜よりも高温でのプロトン伝導度が良好であるこ
とが分かる。測定条件は、次のとおりである。
FIG. 2 shows the relationship between the proton conductivity and the temperature of the sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane (21) obtained above and a commercially available perfluoro-based polymer electrolyte membrane (22). From these measurement results, it is understood that the sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane of the present invention has better proton conductivity at a higher temperature than a commercially available perfluoro-based polymer electrolyte membrane. The measurement conditions are as follows.

【0075】雰囲気:各温度の相対湿度100%、 電極:長さ10mm、白金電極2本で電極間距離10m
m、 電源:交流10kHz−1V 以上の測定条件で得られた体積抵抗率(R)から、下式
によりプロトン伝導度を算出した。 プロトン伝導度(S/cm)=1/R(Ωcm)
Atmosphere: 100% relative humidity at each temperature Electrodes: 10 mm long, 2 platinum electrodes and 10 m distance between electrodes
m, power source: AC 10 kHz-1 V The proton conductivity was calculated from the volume resistivity (R) obtained under the above measurement conditions by the following formula. Proton conductivity (S / cm) = 1 / R (Ωcm)

【0076】[実施例2]溶解助剤、重合触媒、及び各
モノマーの量を下記のとおりに変更したこと以外は、実
施例1と同様に操作して、スルホン化ポリイミド高分子
電解質膜を作製した。
Example 2 A sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amounts of the dissolution aid, the polymerization catalyst, and each monomer were changed as follows. did.

【0077】トリエチルアミン1.619g(0.01
6mol)、安息香酸0.488g(0.0040mo
l)、2,2′−ジスルホン酸ベンジジン2.755g
(0.008mol)、1,4,5,8−ナフタレンテ
トラカルボン酸二無水物4.290g(0.016mo
l)、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル1.60
2g(0.008mol)。
1.619 g of triethylamine (0.01
6mol), 0.488 g of benzoic acid (0.0040 mo)
l), 2.755 g of benzidine 2,2'-disulfonate
(0.008 mol), 4.290 g of 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (0.016 mol
l), 4,4'-diaminodiphenyl ether 1.60
2 g (0.008 mol).

【0078】このようにして得られたスルホン化ポリイ
ミド高分子電解質膜は、イオン交換基容量が2.48m
eq/g、体積抵抗率(10mm長さ白金電極、電極間
距離10mm、交流1.0V−10kHzで測定)が1
1.0Ωcm、吸水率が38%であった。また、このス
ルホン化ポリイミド高分子電解質膜の引張特性は、引張
破断応力が61MPaで、引張破断伸びが7%であり、
吸水時の引張破断応力が25MPaで、引張破断伸びが
8%であった。
The sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane thus obtained had an ion exchange group capacity of 2.48 m.
eq / g, volume resistivity (measured at 10 mm length platinum electrode, distance between electrodes 10 mm, AC 1.0 V-10 kHz)
1.0 Ωcm and the water absorption was 38%. The tensile properties of the sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane are as follows: tensile stress at break is 61 MPa, tensile elongation at break is 7%,
The tensile rupture stress during water absorption was 25 MPa, and the tensile rupture elongation was 8%.

【0079】[実施例3]溶解助剤、重合触媒、及び各
モノマーの量を下記のとおりに変更したこと以外は、実
施例1と同様に操作して、スルホン化ポリイミド高分子
電解質膜を作製した。
Example 3 A sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amounts of the dissolution aid, the polymerization catalyst, and each monomer were changed as follows. did.

【0080】トリエチルアミン1.012g(0.01
0mol)、安息香酸0.305g(0.0025mo
l)、2,2′−ジスルホン酸ベンジジン1.783g
(0.005mol)、1,4,5,8−ナフタレンテ
トラカルボン酸二無水物4.290g(0.016mo
l)、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル2.13
6g(0.011mol)。
1.012 g of triethylamine (0.01
0 mol), 0.305 g of benzoic acid (0.0025 mol)
l), 1.783 g of benzidine 2,2'-disulfonate
(0.005 mol), 4.290 g of 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (0.016 mol
l), 4,4'-diaminodiphenyl ether 2.13
6 g (0.011 mol).

【0081】このようにして得られたスルホン化ポリイ
ミド高分子電解質膜は、イオン交換基容量が1.58m
eq/g、体積抵抗率(10mm長さ白金電極、電極間
距離10mm、交流1.0V−10kHzで測定)が2
4.0Ωcm、吸水率が21%であった。また、このス
ルホン化ポリイミド高分子電解質膜の引張特性は、引張
破断応力が70MPaで、引張破断伸びが16%であ
り、吸水時の引張破断応力が48MPaで、引張破断伸
びが11%であった。
The sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane thus obtained has an ion exchange group capacity of 1.58 m.
eq / g, volume resistivity (measured at 10 mm length platinum electrode, distance between electrodes 10 mm, AC 1.0 V-10 kHz)
It was 4.0 Ωcm and the water absorption was 21%. The tensile properties of this sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane were such that the tensile rupture stress was 70 MPa, the tensile rupture elongation was 16%, the tensile rupture stress upon water absorption was 48 MPa, and the tensile rupture elongation was 11%. .

【0082】[0082]

【表1】 [Table 1]

【0083】[比較例1] 1.反応器 容積500mlのガラス製フラスコからなる反応器に、
撹拌装置、窒素ガス注入口、温度プローブ、及び冷却管
を装着した。反応器の加熱は、温度調節機能を有するオ
イルバスを用いて行なった。
[Comparative Example 1] Reactor Into a reactor consisting of a 500 ml glass flask,
A stirrer, a nitrogen gas inlet, a temperature probe, and a cooling tube were attached. The heating of the reactor was performed using an oil bath having a temperature control function.

【0084】2.反応媒体の調製 反応器内に、溶媒としてフェノール210gとp−クロ
ロフェノール140gを投入した。
2. Preparation of reaction medium In a reactor, 210 g of phenol and 140 g of p-chlorophenol were charged as solvents.

【0085】3.重合工程 反応器内に、2,2′−ジスルホン酸ベンジジン〔即
ち、4,4′−ジアミノ−(1,1′−ビフェニル)−
2,2′−ジスルホン酸〕5g(0.015mol)、
1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物
12.97g(0.048mol)及び4,4′−ジア
ミノジフェニルエーテル〔即ち、オキシビス(4,4′
−ベンゼンアミン)〕6.7g(0.034mol)を
一度に投入した。反応器内の混合物を撹拌しながら、オ
イルバスで150℃まで加熱し、そして150℃で5時
間撹拌した。その後、反応混合物を60℃まで冷却し
た。
3. Polymerization Step In a reactor, benzidine 2,2'-disulfonic acid [ie, 4,4'-diamino- (1,1'-biphenyl)-
2,2'-disulfonic acid] 5 g (0.015 mol),
12.97 g (0.048 mol) of 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether [that is, oxybis (4,4 '
6.7 g (0.034 mol) were added all at once. The mixture in the reactor was heated to 150 ° C. with stirring in an oil bath and stirred at 150 ° C. for 5 hours. Thereafter, the reaction mixture was cooled to 60 ° C.

【0086】4.後処理工程 反応器内の反応混合物を、2リットルのメタノール中
に、メタノールを撹拌しながら流し込んだ。30分間撹
拌後、沈殿した固体(ポリマー)を濾過して単離した。
単離した固体を、再度2リットルのメタノール中にメタ
ノールを撹拌しながら流し込み、30分間撹拌後、沈殿
した固体を濾過して単離した。単離した固体を120℃
で6時間真空乾燥した。このようにして、ポリアミド酸
(即ち、ポリイミド前駆体)を回収した。
[0086] 4. Post-treatment step The reaction mixture in the reactor was poured into 2 liters of methanol while stirring the methanol. After stirring for 30 minutes, the precipitated solid (polymer) was isolated by filtration.
The isolated solid was again poured into 2 liters of methanol while stirring, and after stirring for 30 minutes, the precipitated solid was isolated by filtration. 120 ° C.
For 6 hours under vacuum. Thus, the polyamic acid (that is, the polyimide precursor) was recovered.

【0087】5.製膜工程 上記と同様の反応器4つに、それぞれm−クレゾール5
5.5g、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)5
5.5g、ジメチルスルホキシド(DMSO)55.5
g、及びN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)5
5.5gを投入し、60℃に加熱した。各反応器毎に、
ポリアミド酸4.5gを3回に分けて30分間隔で投入
し、撹拌した。この段階で、ポリアミド酸は、DMSO
及びDMAcに対しては溶解せず、NMPには一部溶解
し、m−クレゾールには全量溶解した。
5. Film-forming process In the same four reactors as above, m-cresol 5 was added.
5.5 g, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 5
5.5 g, dimethyl sulfoxide (DMSO) 55.5
g, and N, N-dimethylacetamide (DMAc) 5
5.5 g was charged and heated to 60 ° C. For each reactor,
4.5 g of polyamic acid was added at 30 minute intervals in three portions and stirred. At this stage, the polyamic acid is DMSO
Insoluble in Nc and DMAc, partially dissolved in NMP, and completely dissolved in m-cresol.

【0088】上記で調製したNMP溶液(ポリアミド酸
の溶解部分)及びm−クレゾール溶液を、それぞれドク
ターナイフ500μm厚でガラス板状に流延した。ガラ
ス板上に形成された被膜を、恒温槽にて昇温速度10℃
/分で加熱し、そして120℃で1時間、200℃で1
0分間、及び250℃で10分間の加熱条件で硬化させ
て、ポリアミド酸をイミド化させた。しかし、硬化物
は、いずれも赤茶色の粉状態となっており、満足な膜を
得ることができなかった。
The above-prepared NMP solution (polyamide acid dissolving portion) and m-cresol solution were each cast on a glass plate with a doctor knife thickness of 500 μm. The film formed on the glass plate is heated at a rate of 10 ° C.
/ Min, and 1 hour at 120 ° C., 1 hour at 200 ° C.
The polyamide acid was imidized by curing under heating conditions of 0 minutes and 250 ° C. for 10 minutes. However, all of the cured products were in a red-brown powder state, and a satisfactory film could not be obtained.

【0089】[比較例2] 1.反応器 容積500mlのガラス製フラスコからなる反応器に、
撹拌装置、窒素ガス注入口、温度プローブ、及び冷却管
を装着した。反応器の加熱は、温度調節機能を有するオ
イルバスを用いて行なった。
[Comparative Example 2] Reactor Into a reactor consisting of a 500 ml glass flask,
A stirrer, a nitrogen gas inlet, a temperature probe, and a cooling tube were attached. The heating of the reactor was performed using an oil bath having a temperature control function.

【0090】2.反応媒体の調製 反応器内に、溶媒としてフェノール128gを投入し、
撹拌しながらオイルバスにて反応器を加熱して、溶媒の
温度を60℃に上げた。この反応器内に、溶解助剤とし
てトリエチルアミン1.619g(0.016mol)
と、重合触媒として安息香酸1.953g(0.016
0mol)とを投入し、30分間撹拌した。
2. Preparation of reaction medium In a reactor, 128 g of phenol was charged as a solvent,
The reactor was heated in an oil bath with stirring to raise the temperature of the solvent to 60 ° C. In this reactor, 1.619 g (0.016 mol) of triethylamine was used as a dissolution aid.
And 1.953 g (0.016 g) of benzoic acid as a polymerization catalyst
0 mol) and stirred for 30 minutes.

【0091】3.重合工程 上記反応器内に、2,2′−ジスルホン酸ベンジジン
5.510g(0.016mol)、1,4,5,8−
ナフタレンテトラカルボン酸二無水物12.872g
(0.048mol)、及び4,4′−ジアミノジフェ
ニルエーテル6.408g(0.032mol)を一度
に投入した。反応器内の混合物を撹拌しながら、180
℃まで加熱しよう昇温した。しかし、110℃付近の温
度で撹拌棒が回らなくなるほど混合物が固まってしまっ
た。
3. Polymerization Step In the above reactor, 5.510 g (0.016 mol) of benzidine 2,2′-disulfonate, 1,4,5,8-
12.872 g of naphthalenetetracarboxylic dianhydride
(0.048 mol) and 6.408 g (0.032 mol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether were added at one time. While stirring the mixture in the reactor, 180
The temperature was raised to about ℃. However, at around 110 ° C., the mixture was solidified so that the stirring bar could not be turned.

【0092】4.後処理工程 そこで、前記段階で反応混合物を、2リットルのメタノ
ール中に、メタノールを撹拌しながら投入した。30分
間撹拌ご、沈殿した粉状の固体(ポリマー)を濾過して
単離した。濾過した固体をさらに2リットルのメタノー
ル中に撹拌しながら投入し、全量投入後30分間撹拌し
た。その後、固体を濾過して単離した。単離した固体を
120℃で6時間で真空乾燥した。このようにして、ポ
リアミド酸(即ち、ポリイミド前駆体)を回収した。
[0092] 4. Post-treatment step Then, the reaction mixture in the above-mentioned step was introduced into 2 liters of methanol while stirring the methanol. After stirring for 30 minutes, the precipitated powdery solid (polymer) was isolated by filtration. The filtered solid was further poured into 2 liters of methanol with stirring, and stirred for 30 minutes after the entire amount was charged. Thereafter, the solid was isolated by filtration. The isolated solid was vacuum dried at 120 ° C. for 6 hours. Thus, the polyamic acid (that is, the polyimide precursor) was recovered.

【0093】5.製膜工程 前記と同様の反応器に、m−クレゾール55.5gを投
入し、60℃に加熱した。反応器内にポリアミド酸4.
5gを3回に分けて30分間隔で投入し、撹拌した。ポ
リアミド酸は、m−クレゾールに溶解した。得られた溶
液をドクターナイフ500μm厚でガラス板上に流延し
た。ガラス板上の被膜を恒温槽にて昇温速度10℃/分
で加熱し、そして120℃で1時間、200℃で10分
間、及び250℃で10分間の加熱条件で加熱して、ポ
リアミド酸をイミド化した。その結果、硬化物の一部に
茶褐色の膜部分もあったが、大半が赤茶色の粉であっ
た。したがって、満足すべき膜を得ることができなかっ
た。
[0093] 5. Film forming step Into the same reactor as above, 55.5 g of m-cresol was charged and heated to 60 ° C. 3. Polyamic acid in the reactor
5 g was divided into three portions and charged at intervals of 30 minutes, followed by stirring. The polyamic acid was dissolved in m-cresol. The resulting solution was cast on a glass plate with a doctor knife thickness of 500 μm. The coating on the glass plate is heated in a thermostat at a heating rate of 10 ° C./min, and heated at 120 ° C. for 1 hour, 200 ° C. for 10 minutes, and 250 ° C. for 10 minutes to obtain polyamide acid. Was imidized. As a result, although a part of the cured product had a brownish brown film portion, the majority was a reddish brown powder. Therefore, a satisfactory film could not be obtained.

【0094】[比較例3] 1.反応器 容積500mlのガラス製フラスコからなる反応器に、
撹拌装置、窒素ガス注入口、温度プローブ、及び冷却管
を装着した。反応器の加熱は、温度調節機能を有するオ
イルバスを用いて行なった。
[Comparative Example 3] Reactor Into a reactor consisting of a 500 ml glass flask,
A stirrer, a nitrogen gas inlet, a temperature probe, and a cooling tube were attached. The heating of the reactor was performed using an oil bath having a temperature control function.

【0095】2.反応媒体の調製 反応器内に、溶媒としてフェノール128gを投入し、
撹拌しながらオイルバスにて反応器を加熱して、溶媒の
温度を60℃に上げた。この反応器内に、溶解助剤とし
てトリエチルアミン1.619g(0.016mol)
と、重合触媒として安息香酸1.953g(0.016
0mol)とを投入し、30分間撹拌した。
2. Preparation of reaction medium In a reactor, 128 g of phenol was charged as a solvent,
The reactor was heated in an oil bath with stirring to raise the temperature of the solvent to 60 ° C. In this reactor, 1.619 g (0.016 mol) of triethylamine was used as a dissolution aid.
And 1.953 g (0.016 g) of benzoic acid as a polymerization catalyst
0 mol) and stirred for 30 minutes.

【0096】3.第一重合工程 上記の反応器内に2,2′−ジスルホン酸ベンジジン
5.510g(0.016mol)を投入し、30分間
撹拌した。その後、反応器内に1,4,5,8−ナフタ
レンテトラカルボン酸二無水物12.872g(0.0
48mol)を投入し、撹拌しながら反応器内の混合物
を180℃にまで加熱し、そして180℃で4時間撹拌
した。
3. First polymerization step 5.510 g (0.016 mol) of 2,2'-disulfonic acid benzidine was charged into the above reactor, and the mixture was stirred for 30 minutes. Thereafter, 12.872 g (0.02 g) of 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride was placed in the reactor.
(48 mol), and the mixture in the reactor was heated to 180 ° C. while stirring, and stirred at 180 ° C. for 4 hours.

【0097】4.第2重合工程 上記反応器内の混合物の温度を80℃にまで下げ、80
℃になった時点で、4,4′−ジアミノジフェニルエー
テル6.408g(0.032mol)を反応器内に投
入し、そして80℃で2.5時間撹拌した。その後、反
応器内の混合物の温度を60℃にまで下げ、そして60
℃で18時間撹拌した。
4. Second polymerization step The temperature of the mixture in the reactor was reduced to 80 ° C.
When the temperature reached ° C, 6.408 g (0.032 mol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether was charged into the reactor and stirred at 80 ° C for 2.5 hours. Thereafter, the temperature of the mixture in the reactor is reduced to 60 ° C. and
Stirred at C for 18 hours.

【0098】5.後処理工程 反応器内の反応混合物を、2リットルのメタノール中
に、メタノールを撹拌しながら流し込んだ。30分間撹
拌後、沈殿した粉状の固体(ポリマー)を濾過して単離
した。単離した固体を、再度2リットルのメタノール中
にメタノールを撹拌しながら流し込み、30分間撹拌
後、沈殿した固体を濾過して単離した。単離した固体を
120℃で6時間真空乾燥した。このようにして、ポリ
アミド酸(即ち、ポリイミド前駆体)を回収した。
5. Post-treatment step The reaction mixture in the reactor was poured into 2 liters of methanol while stirring the methanol. After stirring for 30 minutes, the precipitated powdery solid (polymer) was isolated by filtration. The isolated solid was again poured into 2 liters of methanol while stirring, and after stirring for 30 minutes, the precipitated solid was isolated by filtration. The isolated solid was vacuum dried at 120 ° C. for 6 hours. Thus, the polyamic acid (that is, the polyimide precursor) was recovered.

【0099】6.製膜工程 前記と同様の反応器に、m−クレゾール55.5gを投
入し、60℃に加熱した。反応器内にポリアミド酸4.
5gを3回に分けて30分間隔で投入し、撹拌した。ポ
リアミド酸は、m−クレゾールに溶解した。得られた溶
液をドクターナイフ500μm厚でガラス板上に流延し
た。ガラス板上の被膜を恒温槽にて昇温速度10℃/分
で加熱し、そして120℃で1時間、200℃で10分
間、及び250℃で10分間の加熱条件で加熱して、ポ
リアミド酸をイミド化した。その結果、硬化物の80%
程度が半透明茶褐色の膜となったが、残りの20%程は
粉状であった。したがって、満足できる膜を得ることが
できなかった。
6. Film-forming step Into the same reactor as above, 55.5 g of m-cresol was charged and heated to 60 ° C. 3. Polyamic acid in the reactor
5 g was divided into three portions and charged at intervals of 30 minutes, followed by stirring. The polyamic acid was dissolved in m-cresol. The resulting solution was cast on a glass plate with a doctor knife thickness of 500 μm. The coating on the glass plate is heated in a thermostat at a heating rate of 10 ° C./min, and heated at 120 ° C. for 1 hour, 200 ° C. for 10 minutes, and 250 ° C. for 10 minutes to obtain polyamide acid. Was imidized. As a result, 80% of the cured product
The degree was a translucent brownish film, but the remaining 20% was powdery. Therefore, a satisfactory film could not be obtained.

【0100】[比較例4] 1.反応器 容積500mlのガラス製フラスコからなる反応器に、
撹拌装置、窒素ガス注入口、温度プローブ、及び冷却管
を装着した。反応器の加熱は、温度調節機能を有するオ
イルバスを用いて行なった。
[Comparative Example 4] Reactor Into a reactor consisting of a 500 ml glass flask,
A stirrer, a nitrogen gas inlet, a temperature probe, and a cooling tube were attached. The heating of the reactor was performed using an oil bath having a temperature control function.

【0101】2.反応媒体の調製 反応器内に、溶媒としてフェノール128gを投入し、
撹拌しながらオイルバスにて反応器を加熱して、溶媒の
温度を60℃に上げた。この反応器内に、溶解助剤とし
てトリエチルアミン1.619g(0.016mol)
と、重合触媒として安息香酸0.976g(0.008
0mol)とを投入し、30分間撹拌した。
2. Preparation of reaction medium In a reactor, 128 g of phenol was charged as a solvent,
The reactor was heated in an oil bath with stirring to raise the temperature of the solvent to 60 ° C. In this reactor, 1.619 g (0.016 mol) of triethylamine was used as a dissolution aid.
And 0.976 g (0.008 g) of benzoic acid as a polymerization catalyst
0 mol) and stirred for 30 minutes.

【0102】3.第一重合工程 上記の反応器内に2,2′−ジスルホン酸ベンジジン
5.510g(0.016mol)を投入し、30分間
撹拌した。その後、反応器内に1,4,5,8−ナフタ
レンテトラカルボン酸二無水物12.872g(0.0
48mol)を投入し、撹拌しながら反応器内の混合物
を180℃にまで加熱し、そして180℃で4時間撹拌
した。
3. First polymerization step 5.510 g (0.016 mol) of 2,2'-disulfonic acid benzidine was charged into the above reactor, and the mixture was stirred for 30 minutes. Thereafter, 12.872 g (0.02 g) of 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride was placed in the reactor.
(48 mol), and the mixture in the reactor was heated to 180 ° C. while stirring, and stirred at 180 ° C. for 4 hours.

【0103】4.第2重合工程 上記反応器内の混合物の温度を80℃にまで下げ、80
℃になった時点で、4,4′−ジアミノジフェニルエー
テル6.408g(0.032mol)を反応器内に投
入し、そして80℃で2.5時間撹拌した。その後、反
応器内の混合物の温度を60℃にまで下げ、そして60
℃で18時間撹拌した。
4. Second polymerization step The temperature of the mixture in the reactor was reduced to 80 ° C.
When the temperature reached ° C, 6.408 g (0.032 mol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether was charged into the reactor, and the mixture was stirred at 80 ° C for 2.5 hours. Thereafter, the temperature of the mixture in the reactor is reduced to 60 ° C. and
Stirred at C for 18 hours.

【0104】5.後処理工程 前記と同様の反応器に、m−クレゾール55.5gを投
入し、60℃に加熱した。反応器内にポリアミド酸4.
5gを3回に分けて30分間隔で投入し、撹拌した。ポ
リアミド酸は、m−クレゾールに溶解した。得られた溶
液をドクターナイフ500μm厚でガラス板上に流延し
た。ガラス板上の被膜を恒温槽にて昇温速度10℃/分
で加熱し、そして120℃で1時間、200℃で10分
間、及び250℃で10分間の加熱条件で加熱して、ポ
リアミド酸をイミド化した。その結果、硬化物の殆んど
が半透明茶褐色の膜となったが、非常に脆く、ガラス板
より膜を剥ぎ取る際に、粉々に砕けた。
5. Post-treatment step Into the same reactor as above, 55.5 g of m-cresol was charged and heated to 60 ° C. 3. Polyamic acid in the reactor
5 g was divided into three portions and charged at intervals of 30 minutes, followed by stirring. The polyamic acid was dissolved in m-cresol. The resulting solution was cast on a glass plate with a doctor knife thickness of 500 μm. The coating on the glass plate is heated in a thermostat at a heating rate of 10 ° C./min, and heated at 120 ° C. for 1 hour, 200 ° C. for 10 minutes, and 250 ° C. for 10 minutes to obtain polyamic acid. Was imidized. As a result, most of the cured product became a translucent brown-colored film, but it was very brittle and was broken into pieces when the film was peeled off from the glass plate.

【0105】[0105]

【発明の効果】本発明によれば、成膜性に優れ、イオン
交換基容量が大きく、機械的強度に優れたスルホン化ポ
リイミドからなり、固体高分子型燃料電池のイオン交換
膜として好適な高分子電解質膜とその製造方法が提供さ
れる。また、本発明によれば、このような優れた特性を
有するスルホン化ポリイミド高分子電解質膜を固体高分
子電解質膜として含有する固体高分子型燃料電池が提供
される。
According to the present invention, a sulfonated polyimide having excellent film-forming properties, large ion exchange group capacity and excellent mechanical strength is suitable for use as an ion exchange membrane for a polymer electrolyte fuel cell. A molecular electrolyte membrane and a method for manufacturing the same are provided. Further, according to the present invention, there is provided a polymer electrolyte fuel cell containing a sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane having such excellent properties as a solid polymer electrolyte membrane.

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

【図1】実施例1で得られたスルホン化ポリイミド高分
子電解質膜(11)及び市販のパーフルオロ系高分子電
解質膜(12)の動的粘弾性(機械的弾性率)と温度と
の関係を示すグラフである。
FIG. 1 shows a relationship between dynamic viscoelasticity (mechanical elastic modulus) and temperature of a sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane (11) obtained in Example 1 and a commercially available perfluoropolymer electrolyte membrane (12). FIG.

【図2】実施例1で得られたスルホン化ポリイミド高分
子電解質膜(21)及び市販のパーフルオロ系高分子電
解質膜(22)のプロトン伝導度と温度との関係を示す
グラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the proton conductivity and temperature of the sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane (21) obtained in Example 1 and a commercially available perfluoro-based polymer electrolyte membrane (22).

【図3】固体高分子型燃料電池の基本構造を示す断面図
である。
FIG. 3 is a sectional view showing a basic structure of a polymer electrolyte fuel cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11:実施例1で得られたスルホン化ポリイミド高分子
電解質膜 12:市販のパーフルオロ系高分子電解質膜 21:実施例1で得られたスルホン化ポリイミド高分子
電解質膜 22:市販のパーフルオロ系高分子電解質膜 31:イオン交換膜(固体高分子電解質膜) 32:ガス拡散電極層(カソード) 33:ガス拡散電極(アノード) 34:負荷 35:外部回路
11: Sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane obtained in Example 1 12: Commercially available perfluoropolymer electrolyte membrane 21: Sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane obtained in Example 1 22: Commercially available perfluoropolymer electrolyte membrane Polymer electrolyte membrane 31: Ion exchange membrane (solid polymer electrolyte membrane) 32: Gas diffusion electrode layer (cathode) 33: Gas diffusion electrode (anode) 34: Load 35: External circuit

───────────────────────────────────────────────────── 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 79:08 C08L 79:08 Z Fターム(参考) 4F071 AA60X AF10 AF12 AF14 AF36 AH12 AH15 FA05 FA09 FB03 FB07 FC01 FD02 4J043 PA04 PA08 PC185 PC186 QB15 QB26 QB31 QB61 RA34 RA39 SA05 SA06 SA36 SA54 SA82 SB02 TA14 TA22 TB01 UA121 UA261 UA262 UA361 UA531 UB121 UB281 UB301 VA011 XA13 XA17 YA05 YA06 ZA31 ZA41 ZB11 ZB13 ZB14 ZB47 5H026 AA02 AA06 BB01 BB10 CX04 CX05 EE18 HH00 HH05 HH08──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // C08L 79:08 C08L 79:08 Z F term (Reference) 4F071 AA60X AF10 AF12 AF14 AF36 AH12 AH15 FA05 FA09 FB03 FB07 FC01 FD02 4J043 PA04 PA08 PC185 PC186 QB15 QB26 QB31 QB61 RA34 RA39 SA05 SA06 SA36 SA54 SA82 SB02 TA14 TA22 TB01 UA121 UA261 UA262 UA361 UA531 UB121 UB281 UB301 VA011 XA13 XA17 YA05 Z13B01 ZA13B01 ZA13B01 ZA13B01 ZA13B12 ZA11B12 HH00 HH05 HH08

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記式(I) 【化1】 で表わされる構造単位(I)と、下記式(II) 【化2】 で表わされる構造単位(II) (式中、Ar1及びAr2は、互いに同一または異なって
いてもよい二価の有機基であり、Ar1は、少なくとも
1つのスルホン酸基によって更に置換されている。)と
を有するスルホン化ポリイミドから形成され、イオン交
換基容量が1.30meq/g以上、引張破断応力が2
5MPa以上、かつ、引張破断伸びが3%以上であるス
ルホン化ポリイミド高分子電解質膜。
1. A compound represented by the following formula (I): And a structural unit (I) represented by the following formula (II): Wherein Ar 1 and Ar 2 are divalent organic groups which may be the same or different from each other, and Ar 1 is further substituted with at least one sulfonic acid group. Having a capacity of 1.30 meq / g or more and a tensile rupture stress of 2
A sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane having 5 MPa or more and a tensile elongation at break of 3% or more.
【請求項2】 1,4,5,8−ナフタレンテトラカル
ボン酸二無水物と少なくとも1つのスルホン酸基を持つ
ジアミン化合物(A1)とスルホン酸基を持たないジアミン
化合物(A2)とを反応させてポリアミド酸を合成し、次
いで、該ポリアミド酸を成膜した後、イミド化するスル
ホン化ポリイミド高分子電解質膜の製造方法において、
該ポリアミド酸を下記の工程: (1)フェノールとp−クロロフェノールとの混合溶媒
中、トリエチルアミン及び安息香酸の存在下、1,4,
5,8−テトラカルボン酸二無水物と少なくとも1つの
スルホン酸基を持つジアミン化合物(A1)とを150℃以
上の温度で反応させる工程、並びに(2)反応混合物の
温度を100℃以下に低下させた後、スルホン酸基を持
たないジアミン化合物(A2)を投入し、次いで、100℃
以下の温度で反応を継続する工程により合成することを
特徴とするスルホン化ポリイミド高分子電解質膜の製造
方法。
2. A reaction between 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, a diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group and a diamine compound (A2) having no sulfonic acid group. To synthesize a polyamic acid, then, after forming the polyamic acid, in a method for producing a sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane to be imidized,
The polyamic acid was subjected to the following steps: (1) 1,4,4 in a mixed solvent of phenol and p-chlorophenol in the presence of triethylamine and benzoic acid.
Reacting 5,8-tetracarboxylic dianhydride with a diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group at a temperature of 150 ° C. or higher, and (2) lowering the temperature of the reaction mixture to 100 ° C. or lower After that, a diamine compound having no sulfonic acid group (A2) was charged, and then 100 ° C.
A method for producing a sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane, which is synthesized by a step of continuing a reaction at the following temperature.
【請求項3】 工程(1)において、トリエチルアミン
及び安息香酸を、少なくとも1つのスルホン酸基を持つ
ジアミン化合物(A1)1モルに対して、それぞれ0.5〜
3モル及び0.1〜1.5モルの割合で存在させる請求
項2記載の製造方法。
3. In the step (1), triethylamine and benzoic acid are each added in an amount of 0.5 to 0.5 mol per 1 mol of the diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group.
3. The method according to claim 2, wherein 3 mol and 0.1 to 1.5 mol are present.
【請求項4】 工程(1)において、1,4,5,8−
テトラカルボン酸二無水物と少なくとも1つのスルホン
酸基を持つジアミン化合物(A1)とを150〜190℃で
反応させ、そして、工程(2)において、55〜100
℃で反応を継続する請求項2記載の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein in the step (1), 1,4,5,8-
The tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound (A1) having at least one sulfonic acid group are reacted at 150 to 190 ° C., and in the step (2), 55 to 100
3. The production method according to claim 2, wherein the reaction is continued at a temperature of ° C.
【請求項5】 少なくとも1つのスルホン酸基を持つジ
アミン化合物(A1)とスルホン酸基を持たないジアミン化
合物(A2)とを、モル比で、15:85〜85:15の
割合で使用する請求項2記載の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the diamine compound having at least one sulfonic acid group (A1) and the diamine compound having no sulfonic acid group (A2) are used in a molar ratio of 15:85 to 85:15. Item 3. The production method according to Item 2.
【請求項6】 請求項2乃至5のいずれか1項に記載の
製造方法により得られたスルホン化ポリイミド高分子電
解質膜。
6. A sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane obtained by the production method according to claim 2. Description:
【請求項7】 請求項1記載のスルホン化ポリイミド高
分子電解質膜を固体高分子電解質膜として含有する固体
高分子型燃料電池。
7. A polymer electrolyte fuel cell comprising the sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane according to claim 1 as a solid polymer electrolyte membrane.
【請求項8】 請求項6記載のスルホン化ポリイミド高
分子電解質膜を固体高分子電解質膜として含有する固体
高分子型燃料電池。
8. A polymer electrolyte fuel cell comprising the sulfonated polyimide polymer electrolyte membrane according to claim 6 as a solid polymer electrolyte membrane.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003033566A1 (en) * 2001-10-10 2003-04-24 Mitsui Chemicals,Inc. Crosslinkable aromatic resins having protonic acid groups, and ion-conductive polymer membranes, binders, and fuel cells made by using the same
WO2004078827A1 (en) * 2003-03-05 2004-09-16 Toray Industries, Inc. Aromatic polymer, film, electrolyte membrane and separator
JP2005023322A (en) * 2003-07-03 2005-01-27 Samsung Electronics Co Ltd Naphthalene tetracarboxylic acid diimide polymer, electrophotographic photosentitive body containing the same, electrophotographic cartridge, electrophotographic drum, and electrophotographic image-forming apparatus
JP2006049303A (en) * 2004-07-05 2006-02-16 Toray Ind Inc Polymer electrolyte membrane
KR100622722B1 (en) 2004-12-21 2006-09-19 현대자동차주식회사 Porous polymer electrolytes composition based on polyimide and manufacturing method of the same
JP2007165077A (en) * 2005-12-13 2007-06-28 Toyota Motor Corp Hydrocarbon system polymer electrolyte membrane for fuel cell
WO2014129366A1 (en) 2013-02-19 2014-08-28 富士フイルム株式会社 Near-infrared absorbing composition, near-infrared blocking filter, method for producing near-infrared blocking filter, camera module and method for manufacturing camera module
WO2014168221A1 (en) 2013-04-11 2014-10-16 富士フイルム株式会社 Near-infrared-ray-absorbing composition, near-infrared-ray cut filter using same, manufacturing method therefor, camera module, and manufacturing method therefor
WO2014199937A1 (en) 2013-06-12 2014-12-18 富士フイルム株式会社 Curable composition, cured film, near infrared cut filter, camera module and method for manufacturing camera module
WO2021043009A1 (en) * 2019-09-05 2021-03-11 上海交通大学 Crystalline sulfonated polyimide block copolymer proton exchange membrane, preparation method therefor, and use thereof
CN115710352A (en) * 2022-10-31 2023-02-24 浙江中科玖源新材料有限公司 Binder for lithium ion battery silicon cathode and lithium ion battery silicon cathode

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003033566A1 (en) * 2001-10-10 2003-04-24 Mitsui Chemicals,Inc. Crosslinkable aromatic resins having protonic acid groups, and ion-conductive polymer membranes, binders, and fuel cells made by using the same
US7868102B2 (en) 2003-03-05 2011-01-11 Toray Industries, Inc. Method for producing a film of an aromatic amide oxadiazole polymer containing an oxadiazole structure and the film so produced
JP4702051B2 (en) * 2003-03-05 2011-06-15 東レ株式会社 Aromatic polymers, films, electrolyte membranes and separators
JPWO2004078827A1 (en) * 2003-03-05 2006-06-08 東レ株式会社 Aromatic polymers, films, electrolyte membranes and separators
WO2004078827A1 (en) * 2003-03-05 2004-09-16 Toray Industries, Inc. Aromatic polymer, film, electrolyte membrane and separator
US7511112B2 (en) 2003-03-05 2009-03-31 Toray Industries, Inc. Aromatic polymer, film, electrolyte membrane and separator
JP2005023322A (en) * 2003-07-03 2005-01-27 Samsung Electronics Co Ltd Naphthalene tetracarboxylic acid diimide polymer, electrophotographic photosentitive body containing the same, electrophotographic cartridge, electrophotographic drum, and electrophotographic image-forming apparatus
JP2006049303A (en) * 2004-07-05 2006-02-16 Toray Ind Inc Polymer electrolyte membrane
KR100622722B1 (en) 2004-12-21 2006-09-19 현대자동차주식회사 Porous polymer electrolytes composition based on polyimide and manufacturing method of the same
JP2007165077A (en) * 2005-12-13 2007-06-28 Toyota Motor Corp Hydrocarbon system polymer electrolyte membrane for fuel cell
WO2014129366A1 (en) 2013-02-19 2014-08-28 富士フイルム株式会社 Near-infrared absorbing composition, near-infrared blocking filter, method for producing near-infrared blocking filter, camera module and method for manufacturing camera module
WO2014168221A1 (en) 2013-04-11 2014-10-16 富士フイルム株式会社 Near-infrared-ray-absorbing composition, near-infrared-ray cut filter using same, manufacturing method therefor, camera module, and manufacturing method therefor
WO2014199937A1 (en) 2013-06-12 2014-12-18 富士フイルム株式会社 Curable composition, cured film, near infrared cut filter, camera module and method for manufacturing camera module
WO2021043009A1 (en) * 2019-09-05 2021-03-11 上海交通大学 Crystalline sulfonated polyimide block copolymer proton exchange membrane, preparation method therefor, and use thereof
CN115710352A (en) * 2022-10-31 2023-02-24 浙江中科玖源新材料有限公司 Binder for lithium ion battery silicon cathode and lithium ion battery silicon cathode
CN115710352B (en) * 2022-10-31 2024-04-16 浙江中科玖源新材料有限公司 Binder for silicon negative electrode of lithium ion battery and silicon negative electrode of lithium ion battery

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