JP2006299082A - Aromatic sulfonic acid derivative bearing nitrile group, sulfonated polymer, polymeric solid electrolyte and proton-conductive film - Google Patents
Aromatic sulfonic acid derivative bearing nitrile group, sulfonated polymer, polymeric solid electrolyte and proton-conductive film Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006299082A JP2006299082A JP2005122517A JP2005122517A JP2006299082A JP 2006299082 A JP2006299082 A JP 2006299082A JP 2005122517 A JP2005122517 A JP 2005122517A JP 2005122517 A JP2005122517 A JP 2005122517A JP 2006299082 A JP2006299082 A JP 2006299082A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- sulfonic acid
- polymer
- sulfonated polymer
- sulfonated
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Polyethers (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ニトリル基を有する芳香族スルホン酸誘導体、該化合物から導かれる構成単位を有するスルホン化ポリマー、該スルホン化ポリマーを含む固体高分子電解質およびプロトン伝導膜に関する。 The present invention relates to an aromatic sulfonic acid derivative having a nitrile group, a sulfonated polymer having a structural unit derived from the compound, a solid polymer electrolyte containing the sulfonated polymer, and a proton conducting membrane.
固体高分子電解質の重要な用途として、これをプロトンの伝導体として利用する燃料電池が挙げられる。燃料電池に用いられる高分子電解質膜(プロトン伝導膜)としては、従来、スルホン酸基を有するパーフルオロ炭化水素系高分子が用いられてきた。しかし、この系統の材料は80℃付近に軟化点を有することから、100℃を越える高温では使用することができなかった。 An important application of a solid polymer electrolyte is a fuel cell that uses this as a proton conductor. As a polymer electrolyte membrane (proton conductive membrane) used in a fuel cell, a perfluorohydrocarbon polymer having a sulfonic acid group has been conventionally used. However, since this family of materials has a softening point near 80 ° C., it cannot be used at high temperatures exceeding 100 ° C.
そのため、高温でも使用できる固体高分子電解質として、芳香族系の高分子にスルホン酸基を導入した材料が検討されている(たとえば、特許文献1参照)。これらの材料は、高い軟化温度を有するが、ポリマー骨格へのスルホン酸基の導入により、強度や伸び(靭性)が損なわれるなど、機械的特性の低下が起きることが問題である。また、プロトン伝導性を上げるために、スルホン酸基の濃度を高くすると、吸水により大きな寸法変化を起こしたり、強度が著しく低下するなどの問題もある。
本発明の課題は、スルホン酸基の導入量を増加しても、優れた耐熱水性および機械的特性を有するスルホン化ポリマー、該ポリマーを得るためのモノマー、該スルホン化ポリマーからなり、プロトン伝導度が高く、発電性能に優れた固体高分子電解質およびプロトン伝導膜を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a sulfonated polymer having excellent hot water resistance and mechanical properties, a monomer for obtaining the polymer, and a sulfonated polymer even when the amount of sulfonic acid groups introduced is increased. The object of the present invention is to provide a solid polymer electrolyte and a proton conductive membrane that are high in power generation performance.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った。その結果、以下のニトリル基を有する芳香族スルホン酸誘導体、該化合物から導かれる構成単位を有するスルホン化ポリマー、該ポリマーを含む固体高分子電解質およびプロトン伝導膜を提供することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, the following problems are solved by providing an aromatic sulfonic acid derivative having the following nitrile group, a sulfonated polymer having a structural unit derived from the compound, a solid polymer electrolyte containing the polymer, and a proton conducting membrane. The present inventors have found that this can be done and have completed the present invention.
すなわち、本発明に係る芳香族スルホン酸誘導体は、下記一般式(A)で表されることを特徴とする。 That is, the aromatic sulfonic acid derivative according to the present invention is represented by the following general formula (A).
式(A)中、Xはハロゲン原子、−OSO2CH3または−OSO2CF3を示し、Yは−CO−または−SO2−を示し、Zは−O−、−S−または直接結合を示し、Rは水素原
子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子または炭素数1〜20の炭化水素基を示し
、ArはSO3R基を有するフェニル基またはナフチル基を示し、kは1〜4の整数を示
し、mおよびnはそれぞれ0〜4の整数を示す。
In formula (A), X represents a halogen atom, —OSO 2 CH 3 or —OSO 2 CF 3 , Y represents —CO— or —SO 2 —, Z represents —O—, —S— or a direct bond R represents a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, Ar represents a phenyl group or a naphthyl group having a SO 3 R group, k represents 1 to 4 represents an integer, and m and n each represent an integer of 0 to 4.
本発明に係るスルホン化ポリマーは、下記一般式(A’)で表される構成単位を有することを特徴とする。 The sulfonated polymer according to the present invention has a constitutional unit represented by the following general formula (A ′).
式(A’)中、Yは−CO−または−SO2−を示し、Zは−O−、−S−または直接
結合を示し、Ar’はSO3H基を有するフェニル基またはナフチル基を示し、kは1〜
4の整数を示し、mおよびnはそれぞれ0〜4の整数を示す。
In formula (A ′), Y represents —CO— or —SO 2 —, Z represents —O—, —S— or a direct bond, and Ar ′ represents a phenyl group or naphthyl group having an SO 3 H group. K is 1 to
4 represents an integer, and m and n each represent an integer of 0 to 4.
本発明に係る固体高分子電解質およびプロトン伝導膜は、上記本発明のスルホン化ポリマーを含むことを特徴とする。 The solid polymer electrolyte and the proton conducting membrane according to the present invention are characterized by including the sulfonated polymer of the present invention.
本発明によれば、ニトリル基を有する芳香族スルホン酸誘導体、該化合物から誘導され、側鎖にスルホン酸基を有し、主鎖にニトリル基を有する構成単位を含むスルホン化ポリマー、さらに該ポリマーからなる固体高分子電解質およびプロトン伝導膜を提供することができる。 According to the present invention, an aromatic sulfonic acid derivative having a nitrile group, a sulfonated polymer derived from the compound, comprising a structural unit having a sulfonic acid group in the side chain and a nitrile group in the main chain, and the polymer A solid polymer electrolyte and a proton conductive membrane can be provided.
すなわち、本発明の芳香族スルホン酸誘導体をモノマーとして使用することにより得られるスルホン化ポリマーは、側鎖にスルホン酸基を有し、かつ、主鎖にニトリル基を有する構造を特徴とする。これによって、スルホン酸基を高濃度で導入しても、耐熱水性や機械的特性を損なうことなく、プロトン伝導性の優れた固体高分子電解質およびプロトン伝導膜を得ることができる。 That is, the sulfonated polymer obtained by using the aromatic sulfonic acid derivative of the present invention as a monomer is characterized by a structure having a sulfonic acid group in the side chain and a nitrile group in the main chain. As a result, even when sulfonic acid groups are introduced at a high concentration, a solid polymer electrolyte and a proton conductive membrane having excellent proton conductivity can be obtained without impairing hot water resistance and mechanical properties.
以下、本発明に係る芳香族スルホン酸誘導体、該化合物から誘導される構成単位を有するスルホン化ポリマー、該ポリマーを含む固体高分子電解質およびプロトン伝導膜について詳細に説明する。 Hereinafter, an aromatic sulfonic acid derivative according to the present invention, a sulfonated polymer having a structural unit derived from the compound, a solid polymer electrolyte containing the polymer, and a proton conductive membrane will be described in detail.
<芳香族スルホン酸誘導体>
本発明の芳香族スルホン酸誘導体は、下記一般式(A)で表される。
<Aromatic sulfonic acid derivative>
The aromatic sulfonic acid derivative of the present invention is represented by the following general formula (A).
式(A)中、Xはハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、−OSO2CH3また
は−OSO2CF3を示す。これらの中では、フッ素原子および塩素原子が好ましい。Yは−CO−または−SO2−を示し、−SO2−であることが好ましい。Zは−O−、−S−または直接結合を示す。ArはSO3R基を有するフェニル基またはナフチル基を示し、
SO3R基は、1個でも、2個以上有していてもよい。kは1〜4の整数、mおよびnは
、それぞれ0〜4の整数を示す。Rは、水素原子;リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属原子;マグネシウム、カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属原子;または炭素数1〜20の炭化水素基を示す。
Wherein (A), X is a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine), - indicating the OSO 2 CH 3 or -OSO 2 CF 3. In these, a fluorine atom and a chlorine atom are preferable. Y represents —CO— or —SO 2 —, and is preferably —SO 2 —. Z represents —O—, —S— or a direct bond. Ar represents a phenyl group having a SO 3 R group or a naphthyl group,
One or more SO 3 R groups may be present. k represents an integer of 1 to 4, and m and n each represents an integer of 0 to 4. R represents a hydrogen atom; an alkali metal atom such as lithium, sodium or potassium; an alkaline earth metal atom such as magnesium, calcium or barium; or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
炭素数1〜20の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、s−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、シクロペンチルメチル基、アダマンチル基、シクロヘキシルメチル基、アダマンチルメチル基、テトラヒドロフルフリル基、2−メチルブチル基、3,3−ジメチル−2,4−ジオキソランメチル基、ビシクロ[2.2.2]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチルメチル基などの直鎖状炭化水素基、分岐状炭化水素基および脂環式炭化水素基などが挙げられる。これらの中では、ネオペンチル基、テトラヒドロフルフリル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、アダマンチルメチル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基が好ましく、特にネオペンチル基が好ましい。 Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, s-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, and cyclopentyl. Group, hexyl group, cyclohexyl group, heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, cyclopentylmethyl group, adamantyl group, cyclohexylmethyl group, adamantylmethyl group, tetrahydrofurfuryl group, 2-methylbutyl group, 3,3-dimethyl- Linear hydrocarbon groups such as 2,4-dioxolane methyl group, bicyclo [2.2.2] heptyl group, bicyclo [2.2.1] heptylmethyl group, branched hydrocarbon groups and alicyclic hydrocarbons Group and the like. Among these, a neopentyl group, a tetrahydrofurfuryl group, a cyclopentylmethyl group, a cyclohexylmethyl group, an adamantylmethyl group, and a bicyclo [2.2.1] heptyl group are preferable, and a neopentyl group is particularly preferable.
上記式(A)で表される芳香族スルホン酸誘導体(以下「化合物(A)」ともいう)としては、たとえば、以下のような化合物が挙げられる。 Examples of the aromatic sulfonic acid derivative represented by the above formula (A) (hereinafter also referred to as “compound (A)”) include the following compounds.
上記化合物において、塩素原子やフッ素原子の位置が異なる他の異性体も例として挙げることができる。また、塩素原子やフッ素原子が他のハロゲン原子に置き換わったものも例としてあげることができる。さらに、スルホン酸基の結合の位置が異なる異性体も例として挙げることができる。上記化合物(A)は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the above compound, other isomers having different positions of chlorine atom or fluorine atom can be exemplified. In addition, examples in which a chlorine atom or a fluorine atom is replaced with another halogen atom can be given. Furthermore, isomers having different bonding positions of sulfonic acid groups can also be mentioned as examples. The said compound (A) may be used independently or may be used in combination of 2 or more type.
上記化合物(A)は、たとえば、次のような反応によって合成することができる。
まず、ジハロゲン化ベンゾニトリルをスルホン化し、次にスルホン酸クロリドに変換する。
The compound (A) can be synthesized, for example, by the following reaction.
First, the dihalogenated benzonitrile is sulfonated and then converted to sulfonic acid chloride.
ジハロゲン化ベンゾニトリルとしては、たとえば、2,6−ジクロロベンゾニトリル、2,6−ジフルオロベンゾニトリル、2,5−ジクロロベンゾニトリル、2,5−ジフルオロベンゾニトリル、2,4−ジクロロベンゾニトリル、2,4−ジフルオロベンゾニトリルなどが挙げられる。 Examples of the dihalogenated benzonitrile include 2,6-dichlorobenzonitrile, 2,6-difluorobenzonitrile, 2,5-dichlorobenzonitrile, 2,5-difluorobenzonitrile, 2,4-dichlorobenzonitrile, 2 , 4-difluorobenzonitrile and the like.
スルホン化には、濃硫酸、クロロスルホン酸、発煙硫酸、無水硫酸などのスルホン化剤を用いることができ、これらの中では発煙硫酸が好ましい。スルホン化の反応温度は50〜200℃が好ましい。得られたスルホン化物を得られたスルホン化物を、塩化ホスホリル、五塩化リン、クロロスルホン酸、塩化チオニルなどで処理することにより、スルホン酸クロリドに変換することができる。 For the sulfonation, a sulfonating agent such as concentrated sulfuric acid, chlorosulfonic acid, fuming sulfuric acid, and anhydrous sulfuric acid can be used. Among these, fuming sulfuric acid is preferable. The reaction temperature for sulfonation is preferably 50 to 200 ° C. The obtained sulfonated product can be converted to sulfonic acid chloride by treating the resulting sulfonated product with phosphoryl chloride, phosphorus pentachloride, chlorosulfonic acid, thionyl chloride or the like.
次に、得られたスルホン酸クロリドと、下記一般式(1)で表される化合物とをフリーデルクラフツ反応させる。 Next, Friedel-Crafts reaction is performed between the obtained sulfonic acid chloride and a compound represented by the following general formula (1).
式(1)中、Zは−O−、−S−または直接結合を示し、wは0〜8の整数を示し、Ar”はフェニル基またはナフチル基を示す。
上記式(1)で表される化合物としては、たとえば、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ジフェニルエーテル、ジフェニルスルフィド、1,4−ジフェノキシベンゼン、1,3−ジフェノキシベンゼン、p−ターフェニル、m−ターフェニル、o−ターフェニル、p−クォーターフェニルなどが挙げられる。
In formula (1), Z represents —O—, —S— or a direct bond, w represents an integer of 0 to 8, and Ar ″ represents a phenyl group or a naphthyl group.
Examples of the compound represented by the above formula (1) include benzene, naphthalene, biphenyl, diphenyl ether, diphenyl sulfide, 1,4-diphenoxybenzene, 1,3-diphenoxybenzene, p-terphenyl, m-ter. Phenyl, o-terphenyl, p-quarterphenyl and the like can be mentioned.
上記反応の際に用いることができるフリーデルクラフツ触媒としては、一般的に用いられている触媒であれば特に限定されず、たとえば、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩化スズ、塩化チタン、塩化亜鉛などが挙げられる。また、これらの化合物において、塩素原子が、フッ素原子、臭素原子、ヨウ素原子に置き換わったものも用いることができる。これらの中では、塩化アルミニウムが好ましい。 The Friedel-Crafts catalyst that can be used in the above reaction is not particularly limited as long as it is a commonly used catalyst, and examples thereof include aluminum chloride, iron chloride, tin chloride, titanium chloride, and zinc chloride. Can be mentioned. In these compounds, those in which a chlorine atom is replaced by a fluorine atom, a bromine atom or an iodine atom can also be used. Of these, aluminum chloride is preferred.
上記反応は、無溶媒で行うこともでき、溶媒を用いて行うこともできる。用いることができる溶媒としては、たとえば、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素、ニトロベンゼンなどが挙げられる。また、上記反応は、通常、−20℃〜200℃の範囲で行われる。 The above reaction can be carried out without solvent or can be carried out using a solvent. Examples of the solvent that can be used include halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, and chlorobenzene, and nitrobenzene. Moreover, the said reaction is normally performed in the range of -20 degreeC-200 degreeC.
次に、上記反応で得られた化合物を、スルホン化剤を用いてスルホン化する。スルホン化剤としては、硫酸、クロロスルホン酸、発煙硫酸、無水硫酸などが挙げられ、発煙硫酸が好ましい。スルホン化剤の種類、反応温度および反応時間などを制御して、目的の芳香環にスルホン酸基が導入されるように反応を行う。また、反応温度は50℃〜200℃の範囲が好ましい。 Next, the compound obtained by the above reaction is sulfonated using a sulfonating agent. Examples of the sulfonating agent include sulfuric acid, chlorosulfonic acid, fuming sulfuric acid, anhydrous sulfuric acid and the like, and fuming sulfuric acid is preferable. The reaction is performed so that the sulfonic acid group is introduced into the target aromatic ring by controlling the kind of sulfonating agent, reaction temperature, reaction time, and the like. The reaction temperature is preferably in the range of 50 ° C to 200 ° C.
上記工程で得られたスルホン化物を、スルホン酸エステルに誘導する場合には、下記のような反応により合成することができる。
まず、得られたスルホン化物をスルホン酸クロリドに変換する。この反応には、塩化チオニル、塩化ホスホリル、五塩化リン、三塩化リンなどを用いることができる。なお、スルホン化剤としてクロロスルホン酸を用いた場合には、酸クロリドの形で単離できるため
、この工程は省略してもよい。
When the sulfonated product obtained in the above step is derived into a sulfonate ester, it can be synthesized by the following reaction.
First, the obtained sulfonated product is converted into sulfonic acid chloride. In this reaction, thionyl chloride, phosphoryl chloride, phosphorus pentachloride, phosphorus trichloride, or the like can be used. When chlorosulfonic acid is used as the sulfonating agent, this step can be omitted because it can be isolated in the form of acid chloride.
最後に、得られたスルホン酸クロリドと各種アルコールとを、エステル化反応させることにより本発明の芳香族スルホン酸誘導体が得られる。アルコールとしては、t−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ブチルアルコール、n−ペンチルアルコール、ネオペンチルアルコール、シクロペンチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、シクロヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、シクロペンチルメチルアルコール、アダマンチルアルコール、シクロヘキシルメチルアルコール、アダマンチルメチルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、2−メチルブチルアルコール、3,3−ジメチル−2,4−ジオキソランメチルアルコール、ビシクロ[2.2.1]ヘプチルアルコール、ビシクロ[2.2.1]ヘプチルメチルアルコールなどが挙げられる。これらの中では、ネオペンチルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、シクロペンチルメチルアルコール、シクロヘキシルメチルアルコール、アダマンチルメチルアルコール、ビシクロ[2.2.1]ヘプチルメチルアルコールが好ましく、特にネオペンチルアルコールが好ましい。 Finally, the aromatic sulfonic acid derivative of the present invention is obtained by esterifying the obtained sulfonic acid chloride and various alcohols. Examples of the alcohol include t-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-butyl alcohol, n-pentyl alcohol, neopentyl alcohol, cyclopentyl alcohol, n-hexyl alcohol, cyclohexyl alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol, 2- Ethylhexyl alcohol, cyclopentylmethyl alcohol, adamantyl alcohol, cyclohexylmethyl alcohol, adamantylmethyl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol, 2-methylbutyl alcohol, 3,3-dimethyl-2,4-dioxolane methyl alcohol, bicyclo [2.2.1 ] Heptyl alcohol, bicyclo [2.2.1] heptyl methyl alcohol, etc. are mentioned. Among these, neopentyl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol, cyclopentylmethyl alcohol, cyclohexylmethyl alcohol, adamantylmethyl alcohol, and bicyclo [2.2.1] heptylmethyl alcohol are preferable, and neopentyl alcohol is particularly preferable.
エステル化反応には、たとえば、ピリジン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリオクチルアミンなどの塩基性化合物を共存させることが好ましい。
<スルホン化ポリマー>
本発明に係るスルホン化ポリマーは、下記一般式(A’)で表される構成単位(以下「構成単位(A’)」ともいう)を有する。固体高分子電解質がこの重合体を含むことにより、プロトン伝導性が得られる。
In the esterification reaction, it is preferable that a basic compound such as pyridine, triethylamine, tripropylamine, or trioctylamine coexists.
<Sulfonated polymer>
The sulfonated polymer according to the present invention has a structural unit represented by the following general formula (A ′) (hereinafter also referred to as “structural unit (A ′)”). When the solid polymer electrolyte contains this polymer, proton conductivity is obtained.
式(A’)中、Y、Z、k、mおよびnは、上記式(A)中のY、Z、k、mおよびnと同義であり、Ar’はSO3H基を有するフェニル基またはナフチル基を示す。
本発明のスルホン化ポリマーは、上記化合物(A)を単量体の一成分として重合して得られる構造の重合体であればよく、具体的には、ポリフェニレン、ポリアリーレン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホンなどが挙げられる。
In formula (A ′), Y, Z, k, m and n have the same meanings as Y, Z, k, m and n in formula (A), and Ar ′ is a phenyl group having a SO 3 H group. Or a naphthyl group is shown.
The sulfonated polymer of the present invention may be a polymer having a structure obtained by polymerizing the above compound (A) as one component of a monomer, specifically, polyphenylene, polyarylene, polyether, polyether. Examples include ketones and polyether sulfones.
本発明のスルホン化ポリマーは、上記構成単位(A’)のみを繰り返し単位とする単独重合体であってもよく、上記化合物(A)と共重合可能な化合物とを共重合させた共重合体であってもよい。さらに、共重合体の場合、ランダム共重合体でもブロック共重合体でもよい。本発明のスルホン化ポリマーを固体高分子電解質として使用する場合には、熱水耐性および機械的特性を考慮すると、共重合体であることが好ましい。 The sulfonated polymer of the present invention may be a homopolymer having only the structural unit (A ′) as a repeating unit, and a copolymer obtained by copolymerizing the compound (A) and a copolymerizable compound. It may be. Furthermore, in the case of a copolymer, a random copolymer or a block copolymer may be used. When the sulfonated polymer of the present invention is used as a solid polymer electrolyte, it is preferably a copolymer in consideration of hot water resistance and mechanical properties.
本発明のスルホン化ポリマーは、主に下記の2通りの方法で合成することができる。
第1の方法は、上記化合物(A)を、たとえば特開2004−137444号公報に記載の方法でカップリング重合させる方法である。このとき、化合物(A)中の置換基Xとしては、フッ素以外のハロゲン原子であることが好ましく、置換基Rとしては、炭素数1〜20の炭化水素基であることが好ましく、炭素数4〜20であることがより好ましい。この重合においては、化合物(A)の置換基Xが脱離してフェニレン結合が形成される。
すなわち、ポリフェニレンまたはポリアリーレンが得られる。次に、R基をHに変換する。つまり、得られたスルホン酸エステル基を有するポリアリーレンを脱エステル化して、スルホン酸エステル基をスルホン酸基に変換することにより、本発明のスルホン化ポリマーを合成することができる。
The sulfonated polymer of the present invention can be synthesized mainly by the following two methods.
The first method is a method in which the compound (A) is subjected to coupling polymerization by a method described in, for example, JP-A No. 2004-137444. At this time, the substituent X in the compound (A) is preferably a halogen atom other than fluorine, and the substituent R is preferably a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and has 4 carbon atoms. More preferably, it is ~ 20. In this polymerization, the substituent X of the compound (A) is eliminated and a phenylene bond is formed.
That is, polyphenylene or polyarylene is obtained. Next, the R group is converted to H. That is, the sulfonated polymer of the present invention can be synthesized by deesterifying the resulting polyarylene having a sulfonate group and converting the sulfonate group to a sulfonate group.
この方法において、上記化合物(A)と共重合可能な化合物としては、フッ素以外のハロゲン原子を2個以上有する芳香族系化合物が挙げられる。なお、ハロゲン原子は、隣接する電子吸引性基で活性化されていることが好ましい。具体的には、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、2,4’−ジクロロベンゾフェノン、2,2’−ジクロロベンゾフェノン、2,5−ジクロロベンゾフェノン、2,4−ジクロロベンゾフェノン、2,6−ジクロロベンゾフェノンなどが挙げられる。 In this method, examples of the compound copolymerizable with the compound (A) include aromatic compounds having two or more halogen atoms other than fluorine. In addition, it is preferable that the halogen atom is activated by the adjacent electron withdrawing group. Specifically, 4,4′-dichlorobenzophenone, 2,4′-dichlorobenzophenone, 2,2′-dichlorobenzophenone, 2,5-dichlorobenzophenone, 2,4-dichlorobenzophenone, 2,6-dichlorobenzophenone, etc. Is mentioned.
重合は、触媒の存在下に行われるが、この際使用される触媒は、遷移金属化合物を含む触媒系であり、この触媒系としては、(1)遷移金属塩および配位子となる化合物、または、配位子が配位された遷移金属錯体、および(2)還元剤を必須成分とし、さらに、重合速度を上げるために、塩を添加してもよい。 The polymerization is carried out in the presence of a catalyst, and the catalyst used in this case is a catalyst system containing a transition metal compound. As this catalyst system, (1) a compound that becomes a transition metal salt and a ligand, Alternatively, a transition metal complex coordinated with a ligand and (2) a reducing agent may be essential components, and a salt may be added to increase the polymerization rate.
これらの触媒成分の具体的な例、各成分の使用割合、反応溶媒、濃度、温度、時間等の重合条件としては、特開2001−342241号公報に記載の条件を挙げることができる。 Specific examples of these catalyst components, the use ratio of each component, the polymerization conditions such as the reaction solvent, concentration, temperature, time, and the like can include the conditions described in JP-A-2001-342241.
たとえば、遷移金属塩としては、塩化ニッケル、臭化ニッケルなどが好適に使用され、配位子としては、トリフェニルホスフィン、2,2’−ビピリジンなどが挙げられる。還元剤としては、鉄、亜鉛、マンガンなどが好ましい。塩としては、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、臭化カリウム、臭化テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テトラエチルアンモニウムが好ましい。重合に用いる溶媒としては、たとえば、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドンなどが挙げられる。 For example, as the transition metal salt, nickel chloride, nickel bromide and the like are preferably used, and as the ligand, triphenylphosphine, 2,2'-bipyridine and the like can be mentioned. As the reducing agent, iron, zinc, manganese and the like are preferable. As the salt, sodium bromide, sodium iodide, potassium bromide, tetraethylammonium bromide, and tetraethylammonium iodide are preferable. Examples of the solvent used for polymerization include tetrahydrofuran, dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, and the like.
本発明のスルホン化ポリマーは、この前駆体のスルホン酸エステル基を有する重合体を、特開2004−137444号公報に記載の方法で脱エステル化して得ることができる。脱エステル化は臭化リチウム、ヨウ化リチウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウムなどの塩を用いて、上記の溶媒中で行うことが好ましい。 The sulfonated polymer of the present invention can be obtained by deesterifying a polymer having a sulfonate group of this precursor by the method described in JP-A No. 2004-137444. Deesterification is preferably carried out in the above-mentioned solvent using a salt such as lithium bromide, lithium iodide, sodium bromide or sodium iodide.
本発明のスルホン化ポリマーの第2の合成方法としては、たとえば、上記化合物(A)と、フェノール性水酸基を有する各種の化合物とを求核置換反応により重合させる方法が挙げられる。このとき化合物(A)中のXは、フッ素原子または塩素原子であることが好ましく、Rは、水素原子またはアルカリ金属原子であることが好ましい。この重合においては、化合物(A)中の置換基Xと、フェノール性水酸基を有する化合物の該水酸基中の水素原子とが脱離し、エーテル結合が形成される。すなわち、この方法では、ポリアリーレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホンなどのエーテル結合を有する重合体が得られる。 Examples of the second synthesis method of the sulfonated polymer of the present invention include a method of polymerizing the compound (A) and various compounds having a phenolic hydroxyl group by a nucleophilic substitution reaction. At this time, X in the compound (A) is preferably a fluorine atom or a chlorine atom, and R is preferably a hydrogen atom or an alkali metal atom. In this polymerization, the substituent X in the compound (A) and the hydrogen atom in the hydroxyl group of the compound having a phenolic hydroxyl group are eliminated, and an ether bond is formed. That is, in this method, a polymer having an ether bond such as polyarylene ether, polyether ketone, or polyether sulfone can be obtained.
上記フェノール性水酸基を有する化合物として、たとえば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、レゾルシノール、ヒドロキノン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノンなどが挙げられる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種類以上を用いてもよい。 Examples of the compound having a phenolic hydroxyl group include 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoro. Examples include propane, 4,4′-dihydroxybiphenyl, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, resorcinol, hydroquinone, 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfone, 4,4′-dihydroxybenzophenone, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
また、他の成分として、スルホン酸基を有しないジハロゲン化物を共重合させることもできる。このようなジハロゲン化物としては、たとえば、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、2,4’−ジクロロベンゾフェノン、2,2’−ジクロロベンゾフェノン、2,5−ジクロロベンゾフェノン、2,4−ジクロロベンゾフェノン、2,6−ジクロロベンゾフェノン、4,4’−ジクロロジフェニルスルホン、2,4’−ジクロロジフェニルスルホン、2,2’−ジクロロジフェニルスルホン、2,5−ジクロロジフェニルスルホン、2,4−ジクロロジフェニルスルホン、2,6−ジクロロジフェニルスルホン、2,6−ジクロロベンゾニトリル、2,5−ジクロロベンゾニトリル、2,4−ジクロロベンゾニトリルなどが挙げられる。また、これらの化合物の塩素原子をフッ素原子に置き換えた化合物も例として挙げることができる。 Further, as other components, a dihalide having no sulfonic acid group can be copolymerized. Examples of such a dihalide include 4,4′-dichlorobenzophenone, 2,4′-dichlorobenzophenone, 2,2′-dichlorobenzophenone, 2,5-dichlorobenzophenone, 2,4-dichlorobenzophenone, 2, 6-dichlorobenzophenone, 4,4′-dichlorodiphenyl sulfone, 2,4′-dichlorodiphenyl sulfone, 2,2′-dichlorodiphenyl sulfone, 2,5-dichlorodiphenyl sulfone, 2,4-dichlorodiphenyl sulfone, 2, Examples include 6-dichlorodiphenyl sulfone, 2,6-dichlorobenzonitrile, 2,5-dichlorobenzonitrile, and 2,4-dichlorobenzonitrile. Moreover, the compound which substituted the chlorine atom of these compounds by the fluorine atom can also be mentioned as an example.
上記重合は、アルカリ炭酸金属塩、アルカリ金属、アルカリ水素金属、水酸化アルカリ金属の存在化で行うことが好ましい。具体的には、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水リチウム、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを挙げることができる。 The polymerization is preferably carried out in the presence of an alkali metal carbonate, alkali metal, alkali hydrogen metal, or alkali metal hydroxide. Specifically, potassium carbonate, lithium carbonate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, lithium carbonated water, lithium hydride, sodium hydride, potassium hydride, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide Can be mentioned.
上記重合に用いる溶媒としては、極性溶媒が好ましく、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドンなどを挙げることができる。また、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの水と共沸する溶媒を共存させてもよい。 The solvent used for the polymerization is preferably a polar solvent, and examples thereof include dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and N-methylpyrrolidone. Moreover, you may coexist the solvent azeotropically with water, such as benzene, toluene, and xylene.
いずれの合成方法の場合にも、得られた重合体を固体高分子電解質として使用する際には、酸で処理し、スルホン酸基を各種の金属塩の状態からフリーの状態に変換しておくことが好ましい。 In any of the synthesis methods, when the obtained polymer is used as a solid polymer electrolyte, it is treated with an acid to convert sulfonic acid groups from various metal salt states to free states. It is preferable.
上記のような方法により製造されるスルホン化ポリマーのイオン交換容量は、通常、0.3〜5meq/g、好ましくは0.5〜4meq/g、さらに好ましくは0.8〜3.5meq/gである。イオン交換容量が上記範囲よりも低いと、プロトン伝導度が低く、発電性能が低くなる傾向にあり、上記範囲を超えると、耐水性が大幅に低下することがある。 The ion exchange capacity of the sulfonated polymer produced by the method as described above is usually 0.3 to 5 meq / g, preferably 0.5 to 4 meq / g, more preferably 0.8 to 3.5 meq / g. It is. If the ion exchange capacity is lower than the above range, the proton conductivity tends to be low and the power generation performance tends to be low, and if it exceeds the above range, the water resistance may be significantly reduced.
本発明のスルホン化ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算で、1万〜100万、好ましくは2万〜50万、より好ましくは3万〜30万である。 The weight average molecular weight (Mw) of the sulfonated polymer of the present invention is 10,000 to 1,000,000, preferably 20,000 to 500,000, more preferably 30,000 to 300,000 in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC). It is.
<固体高分子電解質>
本発明の固体高分子電解質は、上記スルホン化ポリマーからなり、プロトン伝導性を損なわない範囲で、フェノール性水酸基含有化合物、アミン系化合物、有機リン化合物、有機イオウ化合物などの酸化防止剤などを含んでもよい。
<Solid polymer electrolyte>
The solid polymer electrolyte of the present invention comprises the above sulfonated polymer and contains an antioxidant such as a phenolic hydroxyl group-containing compound, an amine compound, an organic phosphorus compound, and an organic sulfur compound as long as the proton conductivity is not impaired. But you can.
上記固体高分子電解質は、使用用途に応じて、粒状、繊維状、膜状など種々の形状で用いることができる。たとえば、燃料電池や水電解装置などの電気化学デバイスに用いる場合には、その形状を膜状(プロトン伝導膜)とすることが望ましい。 The solid polymer electrolyte can be used in various shapes such as a granular shape, a fibrous shape, and a membrane shape depending on the intended use. For example, when it is used for an electrochemical device such as a fuel cell or a water electrolysis apparatus, the shape is preferably a membrane (proton conductive membrane).
<プロトン伝導膜>
本発明のプロトン伝導膜は、上記スルホン化ポリマーを含む固体高分子電解質を用いて調製される。また、プロトン伝導膜を調製する際に、固体高分子電解質以外に、硫酸やリン酸などの無機酸、カルボン酸などの有機酸、適量の水などを併用してもよい。
<Proton conducting membrane>
The proton conducting membrane of the present invention is prepared using a solid polymer electrolyte containing the sulfonated polymer. In preparing the proton conducting membrane, in addition to the solid polymer electrolyte, an inorganic acid such as sulfuric acid or phosphoric acid, an organic acid such as carboxylic acid, an appropriate amount of water, or the like may be used in combination.
本発明のプロトン伝導膜は、上記スルホン化ポリマーを溶媒に溶解した後、基体上に流
延してフィルム状に成形するキャスティング法などにより製造することができる。
上記スルホン化ポリマーを溶解する溶媒としては、たとえば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチル尿素、ジメチルイミダゾリジノンなどの非プロトン系極性溶剤が挙げられ、特に溶解性および溶液粘度の観点から、N−メチル−2−ピロリドン(以下「NMP」ともいう。)が好ましい。非プロトン系極性溶剤は1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The proton conducting membrane of the present invention can be produced by, for example, a casting method in which the sulfonated polymer is dissolved in a solvent and then cast on a substrate to form a film.
Examples of the solvent for dissolving the sulfonated polymer include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, dimethylurea, and dimethylimidazolidinone. Among these, N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter also referred to as “NMP”) is preferable from the viewpoints of solubility and solution viscosity. The aprotic polar solvent may be used alone or in combination of two or more.
また、上記溶媒として、上記非プロトン系極性溶剤とアルコールとの混合物も用いることができる。アルコールとしては、たとえば、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコールなどが挙げられる。 In addition, as the solvent, a mixture of the aprotic polar solvent and alcohol can also be used. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, propyl alcohol, iso-propyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol and the like.
上記溶媒として、非プロトン系極性溶剤とアルコールとの混合物を用いる場合には、非プロトン系極性溶剤が95〜25重量%、好ましくは90〜25重量%、アルコールが5〜75重量%、好ましくは10〜75重量%(ただし、合計を100重量%とする)の割合で用いられる。 When a mixture of an aprotic polar solvent and an alcohol is used as the solvent, the aprotic polar solvent is 95 to 25% by weight, preferably 90 to 25% by weight, and the alcohol is 5 to 75% by weight, preferably It is used at a ratio of 10 to 75% by weight (however, the total is 100% by weight).
本発明のスルホン化ポリマーを溶解させた溶液のポリマー濃度は、重合体の分子量にもよるが、通常、5〜40重量%、好ましくは7〜25重量%である。ポリマー濃度が上記範囲よりも低いと、厚膜化し難く、また、ピンホールが生成しやすい傾向にある。一方、上記範囲を超えると、溶液粘度が高すぎてフィルム化し難く、また、表面平滑性に欠けることがある。 The polymer concentration of the solution in which the sulfonated polymer of the present invention is dissolved is usually 5 to 40% by weight, preferably 7 to 25% by weight, although it depends on the molecular weight of the polymer. If the polymer concentration is lower than the above range, it is difficult to increase the film thickness, and pinholes tend to be easily generated. On the other hand, when the above range is exceeded, the solution viscosity is too high to be formed into a film, and surface smoothness may be lacking.
なお、溶液粘度は、上記スルホン化ポリマーの分子量やポリマー濃度にもよるが、通常、2,000〜100,000mPa・s、好ましくは3,000〜50,000mPa・sである。溶液粘度が上記範囲よりも低いと、成膜中の溶液の滞留性が悪く、基体から流れてしまうことがあり、上記範囲を超えると、粘度が高過ぎてダイからの押し出しができず、流延法によるフィルム化が困難になる傾向にある。 The solution viscosity is usually 2,000 to 100,000 mPa · s, preferably 3,000 to 50,000 mPa · s, although it depends on the molecular weight and polymer concentration of the sulfonated polymer. If the solution viscosity is lower than the above range, the retention of the solution during film formation is poor and may flow from the substrate. If it exceeds the above range, the viscosity is too high to be extruded from the die, and It tends to be difficult to form a film by the rolling method.
上記のようにして成膜した後、得られた未乾燥フィルムを水に浸漬することにより、未乾燥フィルム中の有機溶剤を水と置換することができ、得られるプロトン伝導膜中の残留溶媒量を低減することができる。なお、成膜後、未乾燥フィルムを水に浸漬する前に、未乾燥フィルムを予備乾燥してもよい。予備乾燥は、未乾燥フィルムを通常50〜150℃の温度で、0.1〜10時間保持することにより行われる。 After film formation as described above, the organic solvent in the undried film can be replaced with water by immersing the obtained undried film in water, and the amount of residual solvent in the resulting proton conducting membrane Can be reduced. In addition, after film formation, before immersing an undried film in water, you may predry an undried film. The preliminary drying is performed by holding the undried film at a temperature of usually 50 to 150 ° C. for 0.1 to 10 hours.
未乾燥フィルムを水に浸漬する際は、バッチ方式でも連続方法でもよい。未乾燥フィルムを水に浸漬する際の水の温度は、好ましくは5〜80℃の範囲である。通常、置換速度と取り扱いやすさから10〜60℃の温度範囲が好都合である。浸漬時間は、初期の残存溶媒量や接触比、処理温度にもよるが、通常10分〜240時間、好ましくは30分〜100時間の範囲である。 When the undried film is immersed in water, a batch method or a continuous method may be used. The temperature of water when the undried film is immersed in water is preferably in the range of 5 to 80 ° C. Usually, a temperature range of 10 to 60 ° C. is convenient because of the replacement speed and ease of handling. The immersion time is usually in the range of 10 minutes to 240 hours, preferably 30 minutes to 100 hours, although depending on the initial residual solvent amount, contact ratio, and treatment temperature.
上記のように未乾燥フィルムを水に浸漬した後乾燥すると、残存溶媒量が低減されたプロトン伝導膜が得られるが、このようにして得られるプロトン伝導膜中の残存溶媒量は、通常5重量%以下である。 When the undried film is immersed in water and dried as described above, a proton conductive membrane with a reduced amount of residual solvent is obtained. The amount of residual solvent in the proton conductive membrane thus obtained is usually 5 wt. % Or less.
上記のようにして未乾燥フィルムを水に浸漬した後、フィルムを30〜100℃、好ましくは50〜80℃で、10〜180分、好ましくは15〜60分乾燥し、次いで、50〜150℃で、好ましくは500mmHg〜0.1mmHgの減圧下、0.5〜24時間、真空乾燥することにより、プロトン伝導膜を得ることができる。 After immersing the undried film in water as described above, the film is dried at 30-100 ° C, preferably 50-80 ° C, for 10-180 minutes, preferably 15-60 minutes, and then 50-150 ° C. Thus, preferably, a proton conductive membrane can be obtained by vacuum drying under reduced pressure of 500 mmHg to 0.1 mmHg for 0.5 to 24 hours.
上記の方法により得られる本発明のプロトン伝導膜は、その乾燥膜厚が、通常10〜100μm、好ましくは20〜80μmである。
本発明のプロトン伝導膜は、たとえば、一次電池用電解質、二次電池用電解質、燃料電池用高分子固体電解質、表示素子、各種センサー、信号伝達媒体、固体コンデンサー、イオン交換膜などに用いられるプロトン伝導性の固体高分子電解質膜として好適に用いることができる。
The proton conductive membrane of the present invention obtained by the above method has a dry film thickness of usually 10 to 100 μm, preferably 20 to 80 μm.
The proton conductive membrane of the present invention is, for example, a proton used in an electrolyte for primary batteries, an electrolyte for secondary batteries, a polymer solid electrolyte for fuel cells, a display element, various sensors, a signal transmission medium, a solid capacitor, an ion exchange membrane, and the like. It can be suitably used as a conductive solid polymer electrolyte membrane.
[実施例]
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例における各種の測定項目は、下記のようにして求めた。
[Example]
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. The various measurement items in the examples were determined as follows.
(分子量)
重合体の重量平均分子量(Mw)は、臭化リチウムと燐酸を添加したN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を溶離液として用い、GPCによってポリスチレン換算の分子量を求めた。
(Molecular weight)
The weight average molecular weight (Mw) of the polymer was determined by GPC using polystyrene as a molecular weight using N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to which lithium bromide and phosphoric acid were added as an eluent.
(イオン交換容量)
得られたスルホン化ポリマーの水洗水がpH4〜6になるまで洗浄して、フリーの残存している酸を除去して十分に水洗し、乾燥した後、所定量を秤量し、THF/水の混合溶剤に溶解し、フェノールフタレインを指示薬とし、NaOHの標準液にて滴定し、中和点からイオン交換容量を求めた。
(Ion exchange capacity)
The obtained sulfonated polymer is washed with water until the pH becomes 4 to 6, the free remaining acid is removed and washed thoroughly with water, and after drying, a predetermined amount is weighed, and THF / water After dissolving in a mixed solvent, phenolphthalein was used as an indicator and titrated with a standard solution of NaOH, and the ion exchange capacity was determined from the neutralization point.
(プロトン伝導度)
まず、短冊状の試料膜(40mm×5mm)の表面に、白金線(φ=0.5mm)を5mm間隔に5本押し当て、恒温恒湿装置((株)ヤマト科学製「JW241」)中に試料を保持し、白金線間の交流インピーダンス測定により交流抵抗を求めた。測定は、抵抗測定装置として(株)NF回路設計ブロック製のケミカルインピーダンス測定システムを用いて、85℃、相対湿度90%の環境下、交流10kHzの条件で、線間距離を5〜20mmに変化させて行った。次いで、線間距離と抵抗の勾配から、膜の比抵抗Rを下記式に従って算出し、比抵抗Rの逆数からプロトン伝導度を算出した。
比抵抗R(Ω・cm)=0.5(cm)×膜厚(cm)×抵抗線間勾配(Ω/cm)
(含水率)
厚さ50μmのプロトン伝導膜を、プレッシャークッカー中で120℃の熱水に24時間浸漬し、浸漬前のフィルムの重量に対する取り出し直後の重量の割合(含水率)を求めた。
(Proton conductivity)
First, five platinum wires (φ = 0.5 mm) were pressed at 5 mm intervals on the surface of a strip-shaped sample film (40 mm × 5 mm), and in a constant temperature and humidity apparatus (“JW241” manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) A sample was held on the substrate, and AC resistance was obtained by measuring AC impedance between platinum wires. The measurement is performed using a chemical impedance measurement system manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd. as a resistance measurement device, and the line-to-line distance is changed to 5 to 20 mm under the condition of AC 10 kHz in an environment of 85 ° C. and relative humidity 90%. I went. Next, the specific resistance R of the membrane was calculated according to the following formula from the distance between the lines and the resistance gradient, and the proton conductivity was calculated from the reciprocal of the specific resistance R.
Specific resistance R (Ω · cm) = 0.5 (cm) × film thickness (cm) × resistance-to-resistance gradient (Ω / cm)
(Moisture content)
A proton conductive membrane having a thickness of 50 μm was immersed in hot water at 120 ° C. for 24 hours in a pressure cooker, and the ratio of the weight immediately after removal (water content) to the weight of the film before immersion was determined.
〔合成例〕3,5−ジクロロ−4−シアノベンゼンスルホン酸クロリドの合成
攪拌機を取り付けた100mLの三口フラスコに、2,6−ジクロロベンゾニトリル10g(58mmol)をはかりとり、0℃に冷却した後、濃硫酸10mLを加え、30分間攪拌した。次いで、60%発煙硫酸10mLを加え、110℃で6時間攪拌した。200mLの氷水に反応液を注いで、食塩を加えて反応物を塩析させた。再度200mLの水に溶解し、10%水酸化ナトリウム水溶液で中和し、食塩で塩析させ、これを乾燥することによりスルホン化物を得た。
[Synthesis Example] Synthesis of 3,5-dichloro-4-cyanobenzenesulfonic acid chloride After weighing 10 g (58 mmol) of 2,6-dichlorobenzonitrile into a 100 mL three-necked flask equipped with a stirrer and cooling to 0 ° C. 10 mL of concentrated sulfuric acid was added and stirred for 30 minutes. Next, 10 mL of 60% fuming sulfuric acid was added, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 6 hours. The reaction solution was poured into 200 mL of ice water, and salt was added to salt out the reaction product. It was again dissolved in 200 mL of water, neutralized with a 10% aqueous sodium hydroxide solution, salted out with sodium chloride, and dried to obtain a sulfonated product.
次に、攪拌機を取り付けた100mLの三口フラスコに、得られたスルホン化物10.0g(36mmol)およびクロロスルホン酸20mLをはかりとり、145℃で5時間反応させた。反応液を300mLの氷水に注ぎ、沈殿を回収、洗浄、乾燥して、3,5−ジクロロ−4−シアノベンゼンスルホン酸クロリドを得た。 Next, 10.0 g (36 mmol) of the obtained sulfonated product and 20 mL of chlorosulfonic acid were weighed into a 100 mL three-necked flask equipped with a stirrer and reacted at 145 ° C. for 5 hours. The reaction solution was poured into 300 mL of ice water, and the precipitate was collected, washed and dried to obtain 3,5-dichloro-4-cyanobenzenesulfonic acid chloride.
〔実施例1〕スルホン化物の合成(1)
冷却管および攪拌機を取り付けた200mLの三口フラスコに、ビフェニル4.0g(26mmol)、塩化アルミニウム2.9g(22mmol)、3,5−ジクロロ−4−シアノベンゼンスルホン酸クロリド5.4g(20mmol)および1,2−ジクロロエタン100mLをはかりとった。加熱還流させ、12時間攪拌した後、塩酸を含む過剰の氷水に反応液を注ぎ、有機層を濃縮、乾燥して目的物を得た。
[Example 1] Synthesis of sulfonated product (1)
In a 200 mL three-necked flask equipped with a condenser and a stirrer, 4.0 g (26 mmol) of biphenyl, 2.9 g (22 mmol) of aluminum chloride, 5.4 g (20 mmol) of 3,5-dichloro-4-cyanobenzenesulfonic acid chloride and 100 mL of 1,2-dichloroethane was weighed. After heating to reflux and stirring for 12 hours, the reaction solution was poured into excess ice water containing hydrochloric acid, and the organic layer was concentrated and dried to obtain the desired product.
次に、攪拌機を取り付けた100mLの三口フラスコに、生成物5.0g(13mmol)をとり、氷浴で冷却した。これに濃硫酸5mLを加えて溶解させた後、60%発煙硫酸を加え、90℃で6時間反応させた。反応液を100gの氷に注いだ後、10%水酸化ナトリウムで中和した。沈殿をろ過、乾燥することにより、下記式で表されるスルホン化物を得た。 Next, 5.0 g (13 mmol) of the product was taken in a 100 mL three-necked flask equipped with a stirrer, and cooled in an ice bath. To this was added 5 mL of concentrated sulfuric acid and dissolved, and then 60% fuming sulfuric acid was added and reacted at 90 ° C. for 6 hours. The reaction solution was poured into 100 g of ice and then neutralized with 10% sodium hydroxide. The precipitate was filtered and dried to obtain a sulfonated product represented by the following formula.
〔実施例2〕スルホン化物の合成(2)
ビフェニル4.0gの代わりに、ジフェニルエーテル4.4gを用いたこと以外は、実施例1と同様に反応を行い、下記式で表されるスルホン化物を得た。
[Example 2] Synthesis of sulfonated product (2)
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that 4.4 g of diphenyl ether was used instead of 4.0 g of biphenyl, to obtain a sulfonated product represented by the following formula.
〔実施例3〕スルホン酸エステルの合成
攪拌機、温度計、冷却管および窒素導入管を取り付けた200mLの三口フラスコに、実施例2で得られたスルホン化物7.1gおよびスルホラン30gをはかりとり、氷浴で冷却した。ここに塩化ホスホリル15.3gを滴下した後、温度を80℃に上げ3時間攪拌した。反応液を氷水に注ぎ、酢酸エチルで抽出したた後、炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。溶媒を留去した後、酢酸エチル/n−ヘキサンで再結晶しスルホン酸クロリド6.0gを得た。
[Example 3] Synthesis of sulfonate ester 7.1 g of the sulfonated product obtained in Example 2 and 30 g of sulfolane were weighed into a 200 mL three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a condenser tube and a nitrogen inlet tube, and iced. Cooled in bath. After 15.3 g of phosphoryl chloride was added dropwise thereto, the temperature was raised to 80 ° C. and stirred for 3 hours. The reaction solution was poured into ice water, extracted with ethyl acetate, and then washed with an aqueous sodium bicarbonate solution. After the solvent was distilled off, recrystallization from ethyl acetate / n-hexane gave 6.0 g of sulfonic acid chloride.
攪拌機および窒素導入管を取り付けた200mLの三口フラスコに、スルホン酸クロリド6.0gおよびピリジン10gをはかりとり、ネオペンチルアルコール2.5gを加えた。室温で8時間攪拌後、トルエンで希釈し、塩酸水溶液で洗浄した。溶媒を留去し、酢酸エチル/n−ヘキサンで再結晶することにより、下記式で表されるスルホン酸エステル5.1gを得た。 In a 200 mL three-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, 6.0 g of sulfonic acid chloride and 10 g of pyridine were weighed, and 2.5 g of neopentyl alcohol was added. The mixture was stirred at room temperature for 8 hours, diluted with toluene, and washed with an aqueous hydrochloric acid solution. The solvent was distilled off, and recrystallization from ethyl acetate / n-hexane gave 5.1 g of a sulfonic acid ester represented by the following formula.
〔実施例4〕スルホン化ポリマーの合成(1)
攪拌機、温度計、Dean-stark管、窒素導入管および冷却管を取り付けた500mLの三口フラスコに、実施例1で合成したスルホン化物26.0g(44.0mmol)、2,6−ジクロロベンゾニトリル3.2g(18.8mmol)、4,4’−ジヒドロキシビフェニル11.7g(62.8mmol)および炭酸カリウム11.3g(81.6mmol)をはかりとった。乾燥窒素置換した後、スルホラン100mLおよびトルエン50mLを加え、130℃で加熱攪拌した。反応によって生成する水は、Dean-stark管にトラップした。3時間後、水の生成がほとんど認められなくなったところで、トルエンをDean-stark管から系外に除去した。その後、反応温度を195℃に上げ、12時間攪拌を続けた。反応液を放冷後、トルエン100mLを加えて希釈した。不溶の塩をろ過し、ろ液をメタノール2Lに注いで生成物を沈殿させた。沈殿した生成物を1N塩酸、純水の順に洗浄した後、乾燥して目的のポリマー69gを得た。このポリマーの重量平均分子量は113,000、イオン交換容量は1.9meq/gであった。得られた重合体は下記式で表されるスルホン化ポリマーであると推定される。
[Example 4] Synthesis of sulfonated polymer (1)
In a 500 mL three-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, Dean-stark tube, nitrogen introducing tube and condenser tube, 26.0 g (44.0 mmol) of the sulfonated product synthesized in Example 1 and 2,6-dichlorobenzonitrile 3 0.2 g (18.8 mmol), 4,4′-dihydroxybiphenyl 11.7 g (62.8 mmol) and potassium carbonate 11.3 g (81.6 mmol) were weighed. After substituting with dry nitrogen, 100 mL of sulfolane and 50 mL of toluene were added, and the mixture was heated and stirred at 130 ° C. Water produced by the reaction was trapped in a Dean-stark tube. After 3 hours, when almost no water was observed, toluene was removed from the Dean-stark tube out of the system. Thereafter, the reaction temperature was raised to 195 ° C. and stirring was continued for 12 hours. The reaction solution was allowed to cool, and diluted with 100 mL of toluene. Insoluble salts were filtered, and the filtrate was poured into 2 L of methanol to precipitate the product. The precipitated product was washed with 1N hydrochloric acid and pure water in this order, and then dried to obtain 69 g of the target polymer. This polymer had a weight average molecular weight of 113,000 and an ion exchange capacity of 1.9 meq / g. The obtained polymer is presumed to be a sulfonated polymer represented by the following formula.
〔実施例5〕スルホン化ポリマーの合成(2)
実施例1で合成したスルホン酸誘導体の仕込み量を33.5g(56.5mmol)に変更し、2,6−ジクロロベンゾニトリルの仕込み量を1.1g(6.3mmol)に変更し、4,4’−ジヒドロキシビフェニルの代わりに9,9’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン22.0g(62.8mmol)を用いたこと以外は、実施例4と同様に反応を行い、スルホン化ポリマー96gを得た。得られた重合体の重量平均分子量は127,000、イオン交換容量は1.9meq/gであった。得られた重合体は下記式で表されるスルホン化ポリマーであると推定される。
[Example 5] Synthesis of sulfonated polymer (2)
The amount of the sulfonic acid derivative synthesized in Example 1 was changed to 33.5 g (56.5 mmol), the amount of 2,6-dichlorobenzonitrile was changed to 1.1 g (6.3 mmol), The reaction was conducted in the same manner as in Example 4 except that 92.0 '(62.8 mmol) of 9,9'-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene was used instead of 4'-dihydroxybiphenyl, and 96 g of sulfonated polymer was obtained. Got. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 127,000, and the ion exchange capacity was 1.9 meq / g. The obtained polymer is presumed to be a sulfonated polymer represented by the following formula.
〔実施例6〕スルホン化ポリマーの合成(3)
実施例1で合成したスルホン化物の代わりに実施例2で合成したスルホン化物28.5g(40.2mmol)を用い、4,4’−ジヒドロキシビフェニルの代わりに2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン21.1g(62.8mmol)を用い、2,6−ジクロロベンゾニトリルの仕込み量を3.9g(22.6mmol)に変更したこと以外は、実施例4と同様に反応を行い、スルホン化ポリマー91gを得た。得られた重合体の重量平均分子量は116,000、イオン交換容量は1.8meq/gであった。得られた重合体は下記式で表されるスルホン化ポリマーであると推定される。
[Example 6] Synthesis of sulfonated polymer (3)
Instead of the sulfonated product synthesized in Example 1, 28.5 g (40.2 mmol) of the sulfonated product synthesized in Example 2 was used, and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) was substituted for 4,4′-dihydroxybiphenyl. ) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane (21.1 g, 62.8 mmol) was used, and the amount of 2,6-dichlorobenzonitrile charged was changed to 3.9 g (22.6 mmol). Except for this, the reaction was carried out in the same manner as in Example 4 to obtain 91 g of a sulfonated polymer. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 116,000, and the ion exchange capacity was 1.8 meq / g. The obtained polymer is presumed to be a sulfonated polymer represented by the following formula.
〔実施例7〕スルホン化ポリマーの合成(4)
実施例2で合成したスルホン化物の仕込み量を22.3g(31.4mmol)に変更し、2,6−ジクロロベンゾニトリルの仕込み量を5.4g(31.4mmol)に変更し、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンの代わりにレゾルシノール6.9g(62.8mmol)を用いたこと以外は、実施例6と同様に反応を行い、スルホン化ポリマー50gを得た。得られた重合体の重量平均分子量は107,000、イオン交換容量は1.9meq/gであった。得られた重合体は下記式で表されるスルホン化ポリマーであると推定される。
[Example 7] Synthesis of sulfonated polymer (4)
The amount of sulfonated product synthesized in Example 2 was changed to 22.3 g (31.4 mmol), the amount of 2,6-dichlorobenzonitrile was changed to 5.4 g (31.4 mmol), and 2,2 Reaction similar to Example 6 except that 6.9 g (62.8 mmol) of resorcinol was used instead of bis (4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane To obtain 50 g of a sulfonated polymer. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 107,000, and the ion exchange capacity was 1.9 meq / g. The obtained polymer is presumed to be a sulfonated polymer represented by the following formula.
〔実施例8〕スルホン化ポリマーの合成(5)
攪拌機、窒素導入管および温度計を取り付けた200mLの3口フラスコに、実施例3で得られたスルホン酸エステル7.7g(9mmol)、2,5−ジクロロベンゾフェノン10.3g(41mmol)、ビス(トリフェニルホスフィン)ニッケルジクロリド0.98g(2.0mmol)、ヨウ化ナトリウム0.23g(2.0mmol)、トリフェニルホスフィン5.2g(20mmol)および亜鉛7.8g(120mmol)をはかりとり、乾燥窒素置換した。ここにN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)45mLを加え、反応温度を80℃に保ちながら3時間攪拌した後、DMAc40mLを加えて希釈し、不溶物をろ過した。
[Example 8] Synthesis of sulfonated polymer (5)
In a 200 mL three-necked flask equipped with a stirrer, a nitrogen inlet tube and a thermometer, 7.7 g (9 mmol) of the sulfonate ester obtained in Example 3, 10.3 g (41 mmol) of 2,5-dichlorobenzophenone, bis ( Weigh 0.98 g (2.0 mmol) of triphenylphosphine) nickel dichloride, 0.23 g (2.0 mmol) of sodium iodide, 5.2 g (20 mmol) of triphenylphosphine and 7.8 g (120 mmol) of zinc, and dry nitrogen. Replaced. 45 mL of N, N-dimethylacetamide (DMAc) was added thereto, and the mixture was stirred for 3 hours while maintaining the reaction temperature at 80 ° C., diluted with 40 mL of DMAc, and insoluble matter was filtered off.
得られたろ液を、攪拌機、温度計および窒素導入管を取り付けた300mLの三口フラスコに入れ、115℃に加熱攪拌し、臭化リチウム2.6g(33mmol)を加えた。7時間攪拌後、アセトン500mLに注いで生成物を沈殿させた。次いで、1N塩酸、純水の順に洗浄後、乾燥して目的のスルホン化ポリマー13.5gを得た。得られた重合体の重量平均分子量は108,000、イオン交換容量は1.9meq/gであった。得られた重合体は下記式で表されるスルホン化ポリマーであると推定される。 The obtained filtrate was put into a 300 mL three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, heated and stirred at 115 ° C., and 2.6 g (33 mmol) of lithium bromide was added. After stirring for 7 hours, the product was precipitated by pouring into 500 mL of acetone. Next, 1N hydrochloric acid and pure water were washed in this order and dried to obtain 13.5 g of the desired sulfonated polymer. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 108,000, and the ion exchange capacity was 1.9 meq / g. The obtained polymer is presumed to be a sulfonated polymer represented by the following formula.
〔比較例1〕ポリエーテルエーテルケトンスルホン化物。
ポリエーテルエーテルケトン25gを濃硫酸250mLに加え、60℃で24時間攪拌した。反応液を水に注ぎ、沈殿したスルホン化物を中性になるまで純水で洗浄した後、乾燥してスルホン化ポリマー28gを得た。このポリマーのイオン交換容量は1.8meq/gであった。
[Comparative Example 1] Polyetheretherketone sulfonated product.
25 g of polyetheretherketone was added to 250 mL of concentrated sulfuric acid and stirred at 60 ° C. for 24 hours. The reaction solution was poured into water, and the precipitated sulfonated product was washed with pure water until neutral, and then dried to obtain 28 g of a sulfonated polymer. The ion exchange capacity of this polymer was 1.8 meq / g.
〔プロトン伝導膜の作製〕
実施例4〜8および比較例1の各スルホン化ポリマーをNMPに溶解し、キャスト法により膜厚50μmのプロトン伝導膜を作製した。各プロトン伝導膜のプロトン伝導度および含水率を測定した。結果を表1に示す。
[Production of proton conducting membrane]
Each sulfonated polymer of Examples 4 to 8 and Comparative Example 1 was dissolved in NMP, and a proton conductive membrane having a thickness of 50 μm was produced by a casting method. The proton conductivity and water content of each proton conducting membrane were measured. The results are shown in Table 1.
表1に示すように、本発明のスルホン化ポリマー(実施例4〜8)からなるプロトン伝導膜は、イオン交換容量を高くしても、熱水中での含水率を低減でき、高いプロトン伝導度を発現する。 As shown in Table 1, the proton conducting membrane made of the sulfonated polymer of the present invention (Examples 4 to 8) can reduce the water content in hot water even when the ion exchange capacity is increased, and has high proton conductivity. Express degree.
Claims (4)
Yは−CO−または−SO2−を示し、Zは−O−、−S−または直接結合を示し、
Rは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子または炭素数1〜20の炭化水素基を示し、
ArはSO3R基を有するフェニル基またはナフチル基を示し、
kは1〜4の整数を示し、mおよびnはそれぞれ0〜4の整数を示す。] An aromatic sulfonic acid derivative represented by the following general formula (A).
Y represents —CO— or —SO 2 —, Z represents —O—, —S— or a direct bond,
R represents a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms;
Ar represents a phenyl group having a SO 3 R group or a naphthyl group,
k represents an integer of 1 to 4, and m and n each represents an integer of 0 to 4. ]
Zは−O−、−S−または直接結合を示し、
Ar’はSO3H基を有するフェニル基またはナフチル基を示し、
kは1〜4の整数を示し、mおよびnはそれぞれ0〜4の整数を示す。] A sulfonated polymer having a structural unit represented by the following general formula (A ′).
Z represents —O—, —S— or a direct bond;
Ar ′ represents a phenyl group or naphthyl group having a SO 3 H group,
k represents an integer of 1 to 4, and m and n each represents an integer of 0 to 4. ]
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005122517A JP2006299082A (en) | 2005-04-20 | 2005-04-20 | Aromatic sulfonic acid derivative bearing nitrile group, sulfonated polymer, polymeric solid electrolyte and proton-conductive film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005122517A JP2006299082A (en) | 2005-04-20 | 2005-04-20 | Aromatic sulfonic acid derivative bearing nitrile group, sulfonated polymer, polymeric solid electrolyte and proton-conductive film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006299082A true JP2006299082A (en) | 2006-11-02 |
Family
ID=37467765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005122517A Pending JP2006299082A (en) | 2005-04-20 | 2005-04-20 | Aromatic sulfonic acid derivative bearing nitrile group, sulfonated polymer, polymeric solid electrolyte and proton-conductive film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006299082A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008247857A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Jsr Corp | Aromatic sulfonic acid ester and sulfonated polyarylene polymer |
WO2011155528A1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Jsr株式会社 | Aromatic copolymer having sulfonic acid groups, and uses thereof |
-
2005
- 2005-04-20 JP JP2005122517A patent/JP2006299082A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008247857A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Jsr Corp | Aromatic sulfonic acid ester and sulfonated polyarylene polymer |
WO2011155528A1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Jsr株式会社 | Aromatic copolymer having sulfonic acid groups, and uses thereof |
JPWO2011155528A1 (en) * | 2010-06-11 | 2013-08-01 | Jsr株式会社 | Aromatic copolymer having sulfonic acid group and use thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100962980B1 (en) | Novel Aromatic Sulfonic Ester Derivatives, Polyarylene, Polyarylene Having Sulfonic Acid Group and Process for Preparing the Same, and Polymer Solid Electrolyte and Proton-Conductive Membrane | |
JP3956661B2 (en) | Halogenated aromatic compound, polymer of the compound, and proton conducting membrane comprising the polymer | |
JP5472267B2 (en) | Nitrogen-containing aromatic compound, method for producing the same, polymer, and proton conducting membrane | |
KR101338588B1 (en) | Aromatic compound and sulfonated polyarylene polymer | |
JP4428181B2 (en) | Sulfonated polymers and solid polymer electrolytes with nitrile-type hydrophobic blocks | |
KR20020077169A (en) | Monomer having Electrowithdrawing Group and Electrodonating Group, Copolymer thereof, and Proton-Conductive Membrane | |
JP2004346163A (en) | New aromatic sulfonic acid ester derivative, polyarylene, sulfo-containing polyarylene and method for producing the same, and solid polyelectrolyte and proton conductive membrane | |
JP4269777B2 (en) | Novel aromatic sulfonic acid ester derivative, polyarylene, polyarylene having sulfonic acid group, production method thereof, solid polymer electrolyte and proton conducting membrane | |
JP2006299080A (en) | Polysulfonated aromatic compound, sulfonated polymer, polymeric solid electrolyte and proton-conductive film | |
JPWO2008143179A1 (en) | Novel aromatic compound and polyarylene copolymer having a nitrogen-containing heterocycle containing a sulfonic acid group in the side chain | |
JP3939244B2 (en) | Novel aromatic sulfonic acid ester derivative, polyarylene, polyarylene having sulfonic acid group, method for producing the same, polymer solid electrolyte and proton conducting membrane | |
WO2005056650A1 (en) | Proton conducting membrane | |
JP4505573B2 (en) | Aromatic sulfonic acid derivatives, sulfonated polymers, solid polymer electrolytes and proton conducting membranes | |
KR20090005215A (en) | Aromatic compound having fluorene skeleton and polyarylene having sulfonic acid group | |
WO2011046234A1 (en) | Polyarylene copolymer and uses thereof | |
JP3852108B2 (en) | Polyarylene polymer and proton conducting membrane | |
JP2006298794A (en) | Aromatic sulfonic acid derivative, sulfonated polymer, solid polyelectrolyte, and proton-conductive film | |
JP5692226B2 (en) | Polyarylene block copolymer having sulfonic acid group and use thereof | |
JP2006299082A (en) | Aromatic sulfonic acid derivative bearing nitrile group, sulfonated polymer, polymeric solid electrolyte and proton-conductive film | |
JP4997852B2 (en) | Sulfonated polyarylene polymer | |
JP2006299081A (en) | Polynuclear aromatic sulfonic acid derivative, sulfonated polymer, polymeric solid electrolyte and proton-conductive film | |
WO2011049211A1 (en) | Polyarylene copolymer having, in side chain thereof, aromatic ring containing phosphonate group | |
JP5262227B2 (en) | Aromatic compound, branched polyarylene copolymer and solid polymer electrolyte membrane using the same | |
JP2006176682A (en) | Compound having alkyl group side chain and sulfonated polymer | |
JP2005112985A (en) | Sulfonated polymer having hydrophobic block and solid polyelectrolyte |