JP2003064181A - 新規スルホン化芳香族ポリイミド - Google Patents

新規スルホン化芳香族ポリイミド

Info

Publication number
JP2003064181A
JP2003064181A JP2001254724A JP2001254724A JP2003064181A JP 2003064181 A JP2003064181 A JP 2003064181A JP 2001254724 A JP2001254724 A JP 2001254724A JP 2001254724 A JP2001254724 A JP 2001254724A JP 2003064181 A JP2003064181 A JP 2003064181A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bis
acid
film
polyimide
chemical formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001254724A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3717157B2 (ja
Inventor
Kenichi Okamoto
健一 岡本
Hidetoshi Kita
英敏 喜多
Kenka Bo
建華 房
Tetsuharu Hirano
徹治 平野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaguchi Technology Licensing Organization Ltd
Ube Corp
Original Assignee
Yamaguchi Technology Licensing Organization Ltd
Ube Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaguchi Technology Licensing Organization Ltd, Ube Industries Ltd filed Critical Yamaguchi Technology Licensing Organization Ltd
Priority to JP2001254724A priority Critical patent/JP3717157B2/ja
Publication of JP2003064181A publication Critical patent/JP2003064181A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3717157B2 publication Critical patent/JP3717157B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐水性の高い新規なスルホン化芳香族ポリイ
ミドを提供すること。 【解決手段】 ジアミン成分として下記化学式(4)ま
たは(5)で示される構造からなるスルホン酸基含有芳
香族ジアミンを用いて合成されるスルホン化芳香族ポリ
イミド。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,イオン交換樹脂な
どに用いることのできるスルホン酸基を有する新規なス
ルホン化芳香族ポリイミドに関する。
【0002】
【従来の技術】スルホン酸基を有するスルホン化芳香族
ポリイミドは、吸水率が高い特徴を有し、また、特開平
10−168188号公報、特開平8−333451号
公報、特開平8−333452号公報、特開平8−33
3453号公報、特表2000−510511号公報な
どに記載されているように燃料電池用高分子電解質膜と
して有用であることが知られている。
【0003】しかし、これらのスルホン化ポリイミド
は、電子吸引性のスルホン酸基のため、イミド結合が加
水分解しやすく、プロトン型のフィルムの耐水性は非常
に劣る。このため、非スルホン化ジアミン成分を多量に
含む共重合体化することにより、加水分解しやすいイミ
ド結合の含量を減らすと共に吸水性を低下させて、耐水
性をある程度保持する必要があった。しかし、このよう
な共重合ポリイミドフィルムは、スルホン酸基含量の低
下のため、イオン交換容量やプロトン伝導性などのスル
ホン化ポリイミドの特性を著しく低下させ、好ましくな
い。このような問題が改良された耐加水分解性に優れた
スルホン化芳香族ポリイミドが求められていた。
【0004】フルオレン環を有するスルホン化ポリイミ
ドが、特開平5−192552号公報に気体分離膜として開示
されている。しかし、フルオレン環にスルホン酸基が導
入された具体的な化合物の開示はなく、さらに、上記の
問題点に関してはなんら記載されていない。また、特開
平6−87957号公報には、スルホン酸基を有し、ま
た、主鎖中にアミド結合を有するコポリイミドが開示さ
れている。しかし、上記の問題点ついてはなんら記載さ
れていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような問題点のない、耐水性の高い新規なスルホン化
芳香族ポリイミドを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、下記化学式(4)
で示される構造からなる芳香族ジアミンを原料として合
成されるスルホン化芳香族ポリイミド、あるいは、下記
化学式(5)の構造で示されるスルホン化芳香族ジアミ
ンを原料として合成されるスルホン化芳香族ポリイミド
が、吸水時の耐久性に優れていることを見い出し本発明
に到達した。
【0007】
【化4】
【0008】
【化5】
【0009】すなわち本発明は、下記化学式(1)で示
される構造単位を有することを特徴とするスルホン化芳
香族ポリイミド、および下記化学式(2)で示される構
造単位を有することを特徴とするスルホン化芳香族ポリ
イミドを提供するものである。
【0010】
【化6】
【0011】
【化7】
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明のスルホン化芳香族
ポリイミドについて詳述する。
【0013】本発明で用いられる前述の化学式(4)お
よび(5)で示される構造からなる芳香族ジアミンは、
その構造に応じて合成方法を適用できる。化学式(4)
で示される構造からなる芳香族ジアミンは、原料ジアミ
ンを硫酸塩としたのち、細田、「理論製造 染料化
学」、技報社発行、東京、1957年などに記載の方法
でスルホン化することによって合成することができる。
この時、用いられる原料ジアミンは、芳香環がO 、C
H2 、C(CH3)2 、C(CF3)2 、S を挟んで結合しているも
のであり、具体的には、3,4’−オキシジアニリン、
4,4’−オキシジアニリン、3,3’−ジアミノジフ
ェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、
4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジメ
チル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’
−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、
3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミ
ノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラエチ
ル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ビ
ス(3−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2
−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス
(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,
4’−ジアミノジフェニルスルフィドなどを挙げること
ができる。
【0014】前述の化学式(5)中のAr5 が下記化学式
(51)の構造、すなわち、アミノ基に結合していない
芳香環が電子吸引基と結合していないスルホン酸基含有
芳香族ジアミンの場合、および前述の化学式(5)中の
Ar5 が下記化学式(52)の構造であるスルホン酸基含
有芳香族ジアミンの場合、例えば、原料ジアミンを濃
硫酸または発煙硫酸中で、細田、「理論製造 染料化
学」、技報社発行、東京、1957年などに記載の方法
でスルホン化する方法、二価フェノールを濃硫酸また
は発煙硫酸中で、細田、「理論製造 染料化学」、技報
社発行、東京、1957年などに記載の方法でスルホン
化後、特開平9−241225号公報などに記載の方法
でニトロ基を有する芳香族ハライドと反応させてジニト
ロ化合物を合成し、その後、該ジニトロ化合物のニトロ
基を還元することによってジアミン化合物とする方法、
などによって合成することができる。
【0015】
【化8】
【0016】前述のの方法において原料として用いら
れるジアミンとしては、アミノ基の結合していない芳香
環が電子吸引基と結合していないものであり、例えば、
1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,
4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’
−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−
ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパ
ン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]ヘキサフルオロプロパン、α,α’−ビス(4−
アミノフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、
1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ナフタレンなど
を挙げることができる。
【0017】前述のの方法において原料として用いる
ことのできる二価フェノールとしては、芳香環が電子吸
引基と結合していないものであり、例えば、ハイドロキ
ノン、レゾルシノール、4,4' −ビフェノール、2,
2' −ビフェノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)
エーテル、ビス(2−ヒドロキシフェニル)エーテル、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒド
ロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(4−ヒド
ロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−ヒド
ロキシフェノキシ)ベンゼン、ビス(2−ヒドロキシ−
5−メチルフェニル)メタン、1,5−ジヒドロキシナ
フタレン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド
などを挙げることができる。また、ニトロ基を有する芳
香族ハライドとしては、2−クロロニトロベンゼン、3
−クロロニトロベンゼン、4−クロロニトロベンゼン、
2−フルオロニトロベンゼン、3−フルオロニトロベン
ゼン、4−フルオロニトロベンゼン、5−フロロ−2−
ニトロトルエンなどを挙げることができる。
【0018】前述の化学式(5)中のAr5 が下記化学式
(53)の構造、すなわち、アミノ基の結合していない
芳香環が電子吸引基と結合している芳香族ジアミンの場
合、例えば、二価フェノールを発煙硫酸中で、細田、
「理論製造 染料化学」、技報社発行、東京、195
7年などに記載の方法でスルホン化後、特開平9−24
1225号公報などに記載の方法でニトロ基を有する芳
香族ハライドと反応させてジニトロ化合物を合成し、そ
の後、該ジニトロ化合物のニトロ基を還元することによ
ってジアミン化合物とする方法などによって合成するこ
とができる。
【0019】
【化9】
【0020】前述のの方法において原料として用いる
ことのできる二価フェノールとしては、芳香環が電子吸
引基と結合しているものであり、例えば、ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)ケトンなどを挙げることができ、ニトロ基を有
する芳香族ハライドとしては、前述と同様のものを挙げ
ることができる。
【0021】本発明の前述の化学式(5)のAr5 が下記
化学式(54)または下記化学式(55)の構造、すな
わち、アミノ基の結合していないフルオレン環骨格を有
するスルホン酸基含有芳香族ジアミンの場合、例えば、
原料ジアミンを濃硫酸中で硫酸塩とし、その後、細
田、「理論製造 染料化学」、技報社発行、東京、19
57年などに記載の方法で発煙硫酸を用いてスルホン化
することにより合成することができる。この時、用いら
れる原料ジアミンとして、9,9−ビス(4−アミノフ
ェニル)フルオレン、9,9−ビス[4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル]フルオレンを挙げることができ
る。
【0022】
【化10】
【0023】本発明で用いられる芳香族ジアミンのアル
カリ金属塩は、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸
水素塩およびハロゲンとの塩と反応させることにより容
易に合成でき、該反応はスルホン化芳香族ジアミンの合
成中、合成後、あるいは後述するポリイミドの合成後の
いずれで行っても良い。アルカリ金属としては、リチウ
ム、カリウム、ナトリウムなどを挙げることができる。
【0024】本発明のスルホン化芳香族ポリイミドの合
成に用いられる芳香族テトラカルボン酸成分としては、
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、
2,3’,3,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、
3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン
酸、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカ
ルボン酸、ビス( 3,4−ジカルボキシフェニル) メタ
ン、2,2−ビス( 3,4−ジカルボキシフェニル) プ
ロパン、ピロメリット酸、1,4,5,8−ナフタレン
テトラカルボン酸、3,4,9,10−ペリレンテトラ
カルボン酸、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリ
デン)ジフタル酸、m−(ターフェニル)3,4,
3”,4”−テトラカルボン酸またはそれらの酸二無水
物やエステル化物を挙げることができる。
【0025】本発明のスルホン化芳香族ポリイミドの合
成は特に限定されなく、特開平6−87957号公報、
特開平10−168188号公報、特開平8−3334
51号公報、特開平8−333452号公報、特開平8
−333453号公報、特表2000−510511号
公報などに記載の公知の方法で合成することができる。
【0026】本発明のスルホン化芳香族ポリイミドは、
下記化学式(3)で示される構造単位を含有しても良
い。化学式(3)の構造の原料として用いられる芳香族
ジアミンは、スルホン酸基を有していないものであり、
具体的には、前述のスルホン酸基含有芳香族ジアミンの
合成に用いられる原料ジアミンを挙げることができる。
また、化学式(3)の構造の原料として用いられる芳香
族テトラカルボン酸成分は、前述の芳香族テトラカルボ
ン酸またはそれらの酸二無水物やエステル化物を挙げる
ことができる。
【0027】
【化11】
【0028】このとき、化学式(1)または(2)で示
される構造単位は、1〜100重量%、好ましくは2〜
100重量%含まれる。スルホン酸基含有成分が1重量
%より少ないと、スルホン化ポリイミドの特徴が発現し
難くなり好ましくない。化学式(3)の構造を含有する
スルホン化芳香族ポリイミド共重合体の合成は、特開平
6−87957号公報、特表2000−510511号
公報などに記載の公知の方法で合成することができ、そ
の構造はランダム共重合体および/またはブロック共重
合体である。
【0029】以下、実施例により本発明を具体的に説明
する。尚、実施例に示した測定値は以下の方法で測定し
た。 <H-NMR >溶媒として重水素化ジメチルスルホキシドを
用いて、日本電子 JEOL EX-270で測定した。
【0030】<耐水性>スルホン化ポリイミドのフィル
ム(プロトン型、厚み10〜20μm))を所定温度の
水に所定時間浸漬した後、ピンセットでフィルムを取り
出し、180 度折り曲げた時に破断しないものを○、破断
したもの、あるいは、取り出し時に破断したものを×と
して評価した。
【0031】<吸水性>スルホン酸型フィルムを、乾燥
し、乾燥重量W0を測定した後、所定温度の水に所定時間
浸漬した。フィルムを水から取り出し、手早く表面に付
着した水をろ紙で拭き取り、重量W を測定し、次式で吸
水率Sを求めた。 S=〔(W−W0 )/W0 〕×100
【0032】<溶液粘度ηsp/c>試料を0.5 重量%とな
るように、特に記載がない場合はジメチルスルホキシド
に溶解し、オストワルド粘度計を用いて35℃で測定し
た。溶液粘度ηsp/cは、次式により計算した。 ηsp/c=〔(t−t0 )/t0 〕×(1/c) ここで、t は溶液の流出時間、t0は溶媒の流出時間、c
は溶液濃度である。
【0033】(実施例1) (1)4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェ
ニル−3,3’−ジスルホン酸の合成 4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル1
1.0gを0℃で濃硫酸(95%)20mlに溶かし、こ
れに4.2mlの発煙硫酸(SO3 60%)を滴下した。
反応液を0℃で30分、続いて50℃で2時間撹拌した
後、反応液を冷却し100gの氷水に投入し、白色固体
を得た。これを濾別し、水酸化ナトリウム水溶液に溶解
させ、溶液を濾過した後、塩酸で酸性にし再沈殿させて
精製し、水洗後真空乾燥し、14.7gの生成物を得た
(収率93%)。この生成物を少量のトリエチルアミン
を加えた重水素化ジメチルスルホキシドに溶かし、生成
物のトリエチルアミン塩のH-NMR を測定した。1.13〜1.
18ppm と3.02〜3.09ppm にトリエチルアミンのアルキル
基のHに基づくシグナルが、6.63〜6.67ppm(d)、6.74〜
6.77ppm(d)、6.81〜6.85ppm(d)、7.48〜7.50ppm(d)、8.
04ppm(s)にベンゼン環のHに基づくシグナルが、そして
4.99ppm(br) にアミノ基のHに基づくシグナルが観測さ
れ、その帰属とその積分強度比から、生成物は、下式の
構造を有する4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)
ビフェニル−3,3’−ジスルホン酸であることが確認
された。
【0034】
【化12】
【0035】(2)スルホン化ポリイミドの合成 5.28g(10.0mmol) の4,4’−ビス(4−アミノフェノ
キシ)ビフェニル−3,3’−ジスルホン酸と3.5ml の
トリエチルアミンを、40mlのm−クレゾールに添加し、
ジアミンが完全に溶解した後、2.68g(10.0mmol) の1,
4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸無水物および
1.55g の安息香酸を添加し、80℃で4時間、180 ℃で20
時間加熱撹拌した。室温まで冷却後、溶液を多量のアセ
トンに投入し、析出した固体を濾過、乾燥した。得られ
た生成物は、溶液粘度ηsp/c(溶媒;m−クレゾール)
が10であり、また、m−クレゾールに溶解し、ガラス
板上に流涎し、120 ℃で10時間、乾燥することによっ
て、柔軟なスルホン酸トリエチルアミン塩型フィルムを
得ることができた。これを60℃のメタノールに1時間浸
漬し、次いで1N-HCl水溶液に5時間浸漬し、プロトン交
換した後、水洗し、150 ℃で10時間真空乾燥した。この
フィルムのIR吸収およびH −NMR スペクトルを測定
し、トリエチルアミンのアルキル基のシグナルが完全に
消滅していることを確認し、完全にプロトン交換されて
いることを確認した。得られたフィルムの耐水性評価結
果および吸水性(吸水率)を下記表1に示す。
【0036】(実施例2) (1)4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ジフェ
ニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸の合成 25gの4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンを
20mlの95%硫酸に溶解した溶液に、20mlの発煙硫
酸(SO3 ,60%)を滴下した。55℃で3時間撹拌後、冷
却し、氷水に投入した。食塩を飽和まで添加後、析出し
た固体を濾別、乾燥した。得られた固体22.7g、100ml
のジメチルスルホキシド、12mlの水に溶解した4gのNa
OHおよび150ml のトルエンを冷却管付きDean−Stark ト
ラップおよび窒素導入管の付いたフラスコに入れ、トル
エンとの共沸により水を除去しながら4時間、沸騰下で
撹拌した。室温まで冷却後、4−フルオロニトロベンゼ
ン14.82 gを添加し、180 ℃で3日間加熱した。室温ま
で冷却後、濾過し、濾液を減圧乾燥した。得られた固体
をアセトンで洗浄、乾燥した。得られた固体20.9g、10
0ml のエタノール、100ml の水および2gのPd/カーボ
ン(10重量%)を500ml のフラスコに仕込み、窒素気流
下、95℃で撹拌しながら、30mlの抱水ヒドラジンを滴下
した。そのまま24時間撹拌した後、室温まで冷却、濾過
し、ろ液を5N 塩酸水溶液に滴下した。析出した固体を
水洗、乾燥し生成物を得た(全収率70%)。この生成
物を少量のトリエチルアミンを加えた重水素化ジメチル
スルホキシドに溶かし、生成物のトリエチルアミン塩の
H-NMR を測定した。1.00〜1.18ppm と2.70〜2.82ppm に
トリエチルアミンのアルキル基のHに基づくシグナル
が、6.59〜6.62ppm(d)、6.73〜6.76ppm(d)、7.72〜7.75
ppm(d)、8.20ppm(s)にベンゼン環のHに基づくシグナル
が観測され、その帰属とその積分強度比から、生成物
は、下式の構造を有する4,4’−ビス(4−アミノフ
ェノキシ)ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン
酸であることが確認された。
【0037】
【化13】
【0038】(2)スルホン化ポリイミドの合成 5.92g(10.0mmol) の4,4’−ビス(4−アミノフェノ
キシ)ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸と
1.06g(5.0mmol)の3,3’−ジメチルベンジンと3.5ml
のトリエチルアミンを、50mlのm−クレゾールに添加
し、ジアミンが完全に溶解した後、4.02g(15.0mmol) の
1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸無水物お
よび2.60g の安息香酸を添加し、80℃で4時間、180 ℃
で20時間加熱撹拌した。室温まで冷却後、溶液を多量の
アセトンに投入し、析出した固体を濾過、乾燥した。得
られた生成物を実施例1と同様にキャストし、プロトン
交換を行い、柔軟なフィルムを得ることができた。得ら
れたフィルムの耐水性評価結果および吸水性(吸水率)
を下記表1に示す。
【0039】(実施例3) (1)9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン
−2,7−ジスルホン酸の合成 17.4gの9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレ
ンを20mlの95% 硫酸に溶解した溶液を0 ℃まで冷却し、
10mlの発煙硫酸(SO3 ,60%)を滴下した。60℃で2時
間撹拌後、室温まで冷却、氷水に投入して析出した固体
を濾別した。これをNaOH水溶液に溶解させ、溶液を濾過
した後、塩酸水溶液を加え酸性にし再沈殿させて精製
し、濾別、水洗、乾燥し、生成物を得た(収率85
%)。この生成物は、H-NMR スペクトル(溶媒;重水素
化ジメチルスルホキシド)で、6.41〜6.44ppm(d)、6.69
〜6.72ppm(d)、7.53〜7.60ppm(m)、7.79〜7.82ppm(d)に
芳香環のHに基づくシグナルが観察され、また、芳香環
の反応性から、下式の構造を有する9,9−ビス(4−
アミノフェニル)フルオレン−2,7−ジスルホン酸で
あると同定した。
【0040】
【化14】
【0041】(2)スルホン化ポリイミドの合成 10.16g(20.0mmol)の9,9−ビス(4−アミノフェニ
ル)フルオレン−2,7−ジスルホン酸と6.8gのトリエ
チルアミンと5.36g(20.0mmol) の1,4,5,8−ナフ
タレンテトラカルボン酸と3.5gの安息香酸を、70mlのm
−クレゾールに添加し、80℃で4時間撹拌した。室温ま
で冷却し7時間撹拌後、溶液を多量のアセトンに投入
し、析出した固体を濾過、乾燥した。得られた生成物
は、溶液粘度ηsp/cが4.8 であり、また、ジメチルスル
ホキシドに溶解し、ガラス板上に流涎し、80℃で10時
間、150 ℃で15時間、真空乾燥することによって、柔軟
なスルホン酸トリエチルアミン塩型フィルムを得ること
ができた。このフィルムを実施例1と同様にプロトン交
換処理し、スルホン酸のフィルムを得た。
【0042】(実施例4) (1)4,4’−オキシジアニリン−2,2’−ジスル
ホン酸の合成 20g の4,4’−オキシジアニリンを17mlの95% 硫酸に
溶解後、溶液を0℃まで冷却し、35mlの発煙硫酸(S
O3 ,60%)を滴下した。80℃で1時間撹拌後、室温ま
で冷却し、氷水に投入して析出した固体を濾別した。Na
OH水溶液に溶解させた後、塩酸水溶液を加え、析出した
固体を、濾別、水洗、乾燥し、生成物を得た。得られた
生成物は、H −NMR から、下式の構造を有する4,4’
−オキシジアニリン−2,2’−ジスルホン酸であるこ
とが確認された。
【0043】
【化15】
【0044】(2)スルホン化ポリイミドの合成 7.21g の4,4’−オキシジアニリン−2,2’−ジス
ルホン酸と5.36g の1,4,5,8−ナフタレンテトラ
カルボン酸と4.4gのトリエチルアミンを50mlのジメチル
スルホキシドに添加し、室温で7 時間撹拌した。100ml
のm−キシレンを添加し、環流下、生成した水分をm−
キシレンと共に除去しながら10時間加熱した。室温まで
冷却後、溶液を多量のアセトンに投入し、析出した固体
を濾過、乾燥した。得られた生成物は、溶液粘度ηsp/c
が12であり、また、ジメチルスルホキシドに溶解し、
ガラス板上に流涎し、80℃で10時間、150 ℃で15時間真
空乾燥することによって、柔軟なスルホン酸トリエチル
アミン塩型フィルムを得ることができた。このフィルム
を実施例1と同様にプロトン交換処理し、スルホン酸の
フィルムを得た。
【0045】(実施例5)実施例3で合成した9,9−
ビス(4−アミノフェニル)フルオレン−2,7−ジス
ルホン酸を8.13g 、4,4’−オキシジアニリンを0.80
g 用いた以外は実施例3と同様にポリイミドを合成し、
柔軟なスルホン酸トリエチルアミン塩型フィルムを得
た。このフィルムを実施例1と同様にプロトン交換処理
し、スルホン酸のフィルムを得た。得られたフィルムの
耐水性評価結果および吸水性(吸水率)を下記表1に示
す。
【0046】(実施例6)実施例4で合成した4,4’
−オキシジアニリン−2,2’−ジスルホン酸を5.77g
、4,4’−オキシジアニリンを0.80g 用いた以外は
実施例5と同様にポリイミドを合成し、柔軟なスルホン
酸トリエチルアミン塩型フィルムを得た。このフィルム
を実施例1と同様にプロトン交換処理し、スルホン酸の
フィルムを得た。得られたフィルムの耐水性評価結果お
よび吸水性(吸水率)を下記表1に示す。
【0047】(実施例7)実施例1で合成した4,4’
−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル−3,3’
−ジスルホン酸を8.45g 、9,9−ビス(4−アミノフ
ェニル)フルオレンを1.39g 用いた以外は実施例5と同
様にポリイミドを合成し、柔軟なスルホン酸トリエチル
アミン塩型フィルムを得た。このフィルムを実施例1と
同様にプロトン交換処理し、スルホン酸のフィルムを得
た。得られたフィルムの耐水性評価結果および吸水性
(吸水率)を下記表1に示す。
【0048】(比較例1)2,2’−ベンジジンジスル
ホン酸を6.89 g用いた以外は実施例3と同様にポリイミ
ドを合成し、柔軟なフィルムを得た。このフィルムを実
施例1と同様にプロトン交換処理した。得られたフィル
ムの耐水性評価結果を試みたが、水洗中にフィルムの形
状を保持できず、耐水性の評価をすることができなかっ
た。
【0049】(比較例2)2,2’−ベンジジンジスル
ホン酸を5.51g 、9,9−ビス(4−アミノフェニル)
フルオレンを1.39g 用いた以外は実施例5と同様にポリ
イミドを合成し、柔軟なフィルムを得た。このフィルム
を実施例1と同様にプロトン交換処理した。得られたフ
ィルムの耐水性評価結果を下記表1に示す。
【0050】(比較例3)4,4’−ジアミノ−3,
3’−ジメチル−2,2’−ビフェニルジスルホン酸を
6.70g および9,9−ビス(4−アミノフェニル)フル
オレンを0.70g 用いた以外は実施例5と同様にポリイミ
ドを合成し、柔軟なフィルムを得た。このフィルムを実
施例1と同様にプロトン交換処理した。得られたフィル
ムの耐水性評価結果および吸水性(吸水率)を下記表1
に示す。
【0051】(比較例4)4,4’−ジアミノ−3,
3’−ジメチル−2,2’−ビフェニルジスルホン酸を
3.72g および9,9−ビス(4−アミノフェニル)フル
オレンを3.48g 用いた以外は実施例5と同様にポリイミ
ドを合成し、柔軟なフィルムを得た。このフィルムを実
施例1と同様にプロトン交換処理した。得られたフィル
ムの耐水性評価結果および吸水性(吸水率)を下記表1
に示す。
【0052】
【表1】
【0053】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明により、イ
オン交換膜などとして有用な耐水性の高いスルホン化芳
香族ポリイミドを提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 喜多 英敏 山口県宇部市常盤台2丁目16−1 山口大 学工学部内 (72)発明者 房 建華 山口県宇部市常盤台2丁目16−1 山口大 学工学部内 (72)発明者 平野 徹治 山口県宇部市大字小串1978−96 宇部興産 株式会社宇部研究所内 Fターム(参考) 4J043 PA02 PA04 PA08 PC016 PC186 QB15 QB31 RA05 RA34 SA06 SA82 SB01 SB03 TA14 TA22 TA33 UA122 UA131 UA141 UA151 UA161 UA211 UA222 UA241 UA261 UA262 UB011 UB012 UB021 UB022 UB051 UB121 UB122 UB151 UB152 UB281 UB301 WA07 XA14 YA06 ZA04 ZB14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記化学式(1)で示される構造単位を
    有することを特徴とするスルホン化芳香族ポリイミド。 【化1】
  2. 【請求項2】 下記化学式(2)で示される構造単位を
    有することを特徴とするスルホン化芳香族ポリイミド。 【化2】
  3. 【請求項3】 請求項1の化学式(1)で示される構造
    単位と下記化学式(3)で示される構造単位とからな
    り、上記化学式(1)で示される構造単位が、1〜10
    0重量%であることを特徴とするスルホン化芳香族ポリ
    イミド。 【化3】
  4. 【請求項4】 請求項2の化学式(2)で示される構造
    単位と請求項3の化学式(3)で示される構造単位とか
    らなり、上記化学式(2)で示される構造単位が、1〜
    100重量%であることを特徴とするスルホン化芳香族
    ポリイミド。
JP2001254724A 2001-08-24 2001-08-24 新規スルホン化芳香族ポリイミド Expired - Fee Related JP3717157B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001254724A JP3717157B2 (ja) 2001-08-24 2001-08-24 新規スルホン化芳香族ポリイミド

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001254724A JP3717157B2 (ja) 2001-08-24 2001-08-24 新規スルホン化芳香族ポリイミド

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003064181A true JP2003064181A (ja) 2003-03-05
JP3717157B2 JP3717157B2 (ja) 2005-11-16

Family

ID=19082842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001254724A Expired - Fee Related JP3717157B2 (ja) 2001-08-24 2001-08-24 新規スルホン化芳香族ポリイミド

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3717157B2 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005082726A (ja) * 2003-09-09 2005-03-31 Yamaguchi Technology Licensing Organization Ltd 架橋スルホン化ポリイミド、その製造法及び用途
JP2006265496A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Yamaguchi Univ スルホン化芳香族ポリイミド及び該ポリイミドよりなる電解質膜
JP2006265497A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Yamaguchi Univ スルホン化芳香族カルボニルポリイミド及び該ポリイミドよりなる電解質膜
CN1301282C (zh) * 2004-02-17 2007-02-21 三星Sdi株式会社 侧链末端包含磺酸基的聚酰亚胺及采用它的聚合物电解液和燃料电池
JP2007045848A (ja) * 2005-08-05 2007-02-22 Asahi Kasei Corp イオン交換樹脂用電解質およびその製造方法
WO2009051101A1 (ja) 2007-10-15 2009-04-23 Tokuyama Corporation 燃料電池用隔膜
EP2355218A1 (en) 2005-03-04 2011-08-10 Ube Industries, Ltd. Novel polymer electrolyte, polymer electrolyte composition, electrolyte membrane, and production method and use thereof
WO2014136697A1 (ja) 2013-03-07 2014-09-12 富士フイルム株式会社 高分子機能性膜、その製造方法、高分子機能性膜を具備したイオン交換膜およびプロトン伝導膜、およびイオン交換装置
CN105771676A (zh) * 2016-01-26 2016-07-20 南京理工大学 一种高通量抗污染性磺化聚酰胺复合纳滤膜及其制备方法
WO2023067835A1 (ja) * 2021-10-21 2023-04-27 日東電工株式会社 ガス分離膜

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005082726A (ja) * 2003-09-09 2005-03-31 Yamaguchi Technology Licensing Organization Ltd 架橋スルホン化ポリイミド、その製造法及び用途
JP4554179B2 (ja) * 2003-09-09 2010-09-29 有限会社山口ティー・エル・オー 架橋スルホン化ポリイミドの製造法及び用途
CN1301282C (zh) * 2004-02-17 2007-02-21 三星Sdi株式会社 侧链末端包含磺酸基的聚酰亚胺及采用它的聚合物电解液和燃料电池
EP2355218A1 (en) 2005-03-04 2011-08-10 Ube Industries, Ltd. Novel polymer electrolyte, polymer electrolyte composition, electrolyte membrane, and production method and use thereof
EP2362473A1 (en) 2005-03-04 2011-08-31 Ube Industries, Ltd. Novel polymer electrolyte, polymer electrolyte composition, electrolyte membrane, and production method and use thereof
EP2362472A1 (en) 2005-03-04 2011-08-31 Ube Industries, Ltd. Novel polymer electrolyte, polymer electrolyte composition, electrolyte membrane, and production method and use thereof
US8710176B2 (en) 2005-03-04 2014-04-29 Ube Industries, Ltd. Method for producing a sulfonated polyarylether block copolymer
US9005843B2 (en) 2005-03-04 2015-04-14 Ube Industries, Ltd. Polymer electrolyte composition
JP2006265497A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Yamaguchi Univ スルホン化芳香族カルボニルポリイミド及び該ポリイミドよりなる電解質膜
JP2006265496A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Yamaguchi Univ スルホン化芳香族ポリイミド及び該ポリイミドよりなる電解質膜
JP2007045848A (ja) * 2005-08-05 2007-02-22 Asahi Kasei Corp イオン交換樹脂用電解質およびその製造方法
WO2009051101A1 (ja) 2007-10-15 2009-04-23 Tokuyama Corporation 燃料電池用隔膜
WO2014136697A1 (ja) 2013-03-07 2014-09-12 富士フイルム株式会社 高分子機能性膜、その製造方法、高分子機能性膜を具備したイオン交換膜およびプロトン伝導膜、およびイオン交換装置
CN105771676A (zh) * 2016-01-26 2016-07-20 南京理工大学 一种高通量抗污染性磺化聚酰胺复合纳滤膜及其制备方法
WO2023067835A1 (ja) * 2021-10-21 2023-04-27 日東電工株式会社 ガス分離膜

Also Published As

Publication number Publication date
JP3717157B2 (ja) 2005-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Synthesis and properties of novel side-chain-sulfonated polyimides from bis [4-(4-aminophenoxy)-2-(3-sulfobenzoyl)] phenyl sulfone
Hu et al. Synthesis and properties of novel sulfonated polyimides bearing sulfophenyl pendant groups for polymer electrolyte fuel cell application
JP6483873B2 (ja) ポリベンゾイミダゾールの製造方法
Sun et al. Synthesis and characterization of sulfonated polyimides bearing sulfonated aromatic pendant group for DMFC applications
Wang et al. Sulfonated aromatic polyamides containing nitrile groups as proton exchange fuel cell membranes
Guo et al. Synthesis and properties of novel sulfonated polyimides from 2, 2′‐bis (4‐aminophenoxy) biphenyl‐5, 5′‐disulfonic acid
KR100625504B1 (ko) 신규한 폴리이미드 조성물 및 이에 사용되는 신규한 산이무수물
JP2003064181A (ja) 新規スルホン化芳香族ポリイミド
CN101735116A (zh) 磺化芳香二胺及磺化聚酰亚胺树脂与它们的制备方法
JP3910026B2 (ja) 新規燃料電池用高分子電解質膜
Zhang et al. Ionomers based on multisulfonated perylene dianhydride: Synthesis and properties of water resistant sulfonated polyimides
Ryu et al. Synthesis and characterization of sulfonated mutiphenyl conjugated polyimide for PEMFC
JP4029931B2 (ja) アルコキシスルホン化芳香族ポリイミドを含有する電解質膜
JP4554179B2 (ja) 架橋スルホン化ポリイミドの製造法及び用途
Li et al. Synthesis and characterization of novel sulfonated polyimides from 1, 4-bis (4-aminophenoxy)-naphthyl-2, 7-disulfonic acid
JP2006152009A (ja) スルホン化芳香族ポリイミド及び該ポリイミドよりなる電解質膜
Guo et al. New fluorinated xanthene-containing polybenzoxazoles with low dielectric constants
Yin et al. Structure-property relationship of polyimides derived from sulfonated diamine isomers
JP2007302717A (ja) スルホン化芳香族ポリイミド、電解質膜及び燃料電池用固体電解質、並びに燃料電池
Rusanov et al. Sulfonated polynaphthylimides as proton-conducting membranes for fuel cells
WO2012132441A1 (ja) ポリイミド、ポリイミド系高分子電解質膜、膜-電極接合体および固体高分子型燃料電池
Chen et al. Synthesis and characterization of novel sulfonated polyimides derived from naphthalenic dianhydride
JP3984806B2 (ja) 新規芳香族ジアミン化合物およびその製造方法
JP3690415B1 (ja) 湿度センサー
Zhang et al. Synthesis and characterization of sulfonated polyimides containing trifluoromethyl groups as proton exchange membranes

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040623

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050425

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050524

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050708

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050816

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050829

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3717157

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090909

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100909

Year of fee payment: 5

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110909

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120909

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130909

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees