JP2009263673A - Oligomer and polymer containing sulfinate group, and their production method - Google Patents

Oligomer and polymer containing sulfinate group, and their production method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a membrane in which a functional group impossible to be introduced with a past method is introduced into high molecular sulfinate by sulfinate alkylation. <P>SOLUTION: A modified polymer, a polymer blend, a polymer (blend) membrane, or a polymer formed product is provided by S-alkylating with a sulfinate group including a sulfinate group SO<SB>2</SB>M, a polymer blend containing the sulfinate group, a polymer (blend) membrane, or a polymer formed product containing the other sulfinate group as in a chemical formula 1 and Fig.1 (wherein M=monovalence, divalence, trivalence metallic ion, ammonium ion NR<SB>4</SB><SP>+</SP>(R=H, alkyl, aryl, imidazole ion, pyrazole ion, or pyridinium ion)). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

文献から、低分子のスルフィナートがS-アルキル化もしくはO-アルキル化される事が知られている1。メチルスルフォンを形成する、スルフィナートのヨウ化メチルとのアルキル化が記述されている。スルフィナート基を含むポリマーがジハロゲンアルカン(Dihalogenalkanen)もしくはオリゴハロアルカン(Oligohalgenalkanen)とスルフィナート-S-アルキル化により共有結合架橋される事が知られている2,3。さらに、スルフィナート基を芳香族求核置換反応によってアルキル化する事が可能な事も知られている4。続けて、スルフィナート化の電子吸引基を含むオレフィン類へのマイケル−タイプ−付加が可能である事も知られている5From the literature, 1 that the low-molecular sulfinate is S- alkylated or O- alkylation is known. The alkylation of sulfinates with methyl iodide to form methylsulfone has been described. It is known that polymers containing sulfinate groups are covalently crosslinked with dihalogenalkanen or oligohaloalkanes by sulfinate-S-alkylation 2,3 . It is also known that sulfinate groups can be alkylated by aromatic nucleophilic substitution reactions 4 . Subsequently, Michael to olefins containing electron withdrawing groups sulfinate of - Type - added is also known that it is possible 5.

我々の知る限りでは、本発明の官能基(得に陰イオン交換基、陽イオン交換基、およびこれらの、架橋反応なしの非イオン性の前駆物質)をハロゲン化合物、もしくはスルトン、またはその他の、スルフィナート基と反応する求電子基(例えば電子吸引基を含むオレフィン類)とのスルフィナートアルキル化により本発明の調製方法を用いて高分子性スルフィナートへ導入する事はこれまで文献に記載されていない。   To the best of our knowledge, the functional groups of the present invention (especially anion exchange groups, cation exchange groups, and their non-ionic precursors without cross-linking reaction) can be halogenated, or sultone, or other, The introduction to polymeric sulfinates using the preparation method of the present invention by sulfinate alkylation with electrophilic groups that react with sulfinate groups (eg olefins containing electron withdrawing groups) has been described in the literature. Absent.

T. Okuyama, Sulfinate ions as nucleophiles, in “The Chemistry of Sulphinic Acids, Esters and their Derivatives (Ed. S. Patai), John Wiley and Sons, 1990, S. 639-664T. Okuyama, Sulfinate ions as nucleophiles, in “The Chemistry of Sulphinic Acids, Esters and their Derivatives (Ed. S. Patai), John Wiley and Sons, 1990, S. 639-664 J. Kerres, W. Zhang, W. Cui, J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem. 36, 1441-1448 (1998)J. Kerres, W. Zhang, W. Cui, J. Polym. Sci .: Part A: Polym. Chem. 36, 1441-1448 (1998) Jochen Kerres, Wei Cui, Martin Junginger, J. Memb. Sci. 139, 227-241 (1998)Jochen Kerres, Wei Cui, Martin Junginger, J. Memb. Sci. 139, 227-241 (1998) A. Ulman, E. Urankar, J. Org. Chem. 54, 4691-4692 (1989)A. Ulman, E. Urankar, J. Org. Chem. 54, 4691-4692 (1989) S. Oae, N. Kunieda, in Organic Chemistry of Sulfur (Ed. S. Oae), Plenum, New York, 1977, S. 625-637S. Oae, N. Kunieda, in Organic Chemistry of Sulfur (Ed. S. Oae), Plenum, New York, 1977, S. 625-637 Kerres et al., J. Polym. Sci., Part A°: Polym. Chem., 39, 2874-2888 (2001)Kerres et al., J. Polym. Sci., Part A °: Polym. Chem., 39, 2874-2888 (2001)

スルフィナートポリマーがスルフィナート-S-アルキル化により多様に変異する事が驚くべきことに発見された。この反応により、他の方法では導入できない官能基をもポリマーに導入する事が可能である。発見された新たな反応の一部が図1に示されている。
第1のグループは、図2に例として示されているように、スルトンと高分子性スルフィナートに該当する。根本的にスルトンの選択に制限はない。いかなるスルトンの使用が可能である。ただし、4環、5環のスルトンは環応力が高いため、多環スルトン(6環とそれ以上)より反応性が高い。最も高い反応性は、図2に示すペルフルオロ化スルトンの様なペルフルオロ化小環式スルトン。ラクタム、ラクトン、スルタムそしてこれら構成要素からなる複合化合物は、スルフィナートと反応する事が出来る。
It has been surprisingly found that sulfinate polymers are variably mutated by sulfinate-S-alkylation. By this reaction, functional groups that cannot be introduced by other methods can be introduced into the polymer. Some of the new reactions discovered are shown in FIG.
The first group corresponds to sultone and polymeric sulfinates, as shown by way of example in FIG. There are no fundamental restrictions on the choice of sultone. Any sultone can be used. However, 4-ring and 5-ring sultone has higher ring stress and is therefore more reactive than polycyclic sultone (6 rings and higher). The highest reactivity is perfluorinated microcyclic sultone, such as the perfluorinated sultone shown in FIG. Lactams, lactones, sultams and complex compounds composed of these components can react with sulfinates.

第2の反応グループは、図3が例を示す様に、驚くべき事に可能である高分子性スルフィナートのハロゲンアリール-、ハロゲンアルキル-、ハロゲンベンジル-アンモニウム塩とこれらのホスホニウム塩とのアルキル化。   The second reaction group is a surprisingly possible alkylation of halogenaryl-, halogenalkyl-, halogenbenzyl-ammonium salts of polymeric sulfinates with these phosphonium salts, as FIG. 3 shows by example. .

ここで、根本的に、アンモニウム塩とホスホニウム塩の選択に制限はないが、高分子スルフィナートが溶解する有機溶媒(N,N-ジメチルホルムアミド DMF、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド DMAc、N,N-メチルピロリジノン NMP、ジメチルスルホキシド DMSO、またはスルホレン等の双極−非プロトン性溶媒)に溶解しやすいアンモニウム基/ホスホニウム基に長鎖アルキル基(プロピル基以上)またはフェニル基を含むアンモニウム塩とホスホニウム塩が優先される。スルフィナートポリマー溶液のアンモニウム塩/ホスホニウム塩との適合性のさらなる改良に、このポリマー溶液にスルフィナート基の陽イオンを錯化する18-クラウン-6、15-クラウン-5もしくは12-クラウン-4等のクラウンエーテルを添加する事が出来る。ハロゲンアルキル化合物、またはベンジル化合物のハロゲン脱離基ではスルフィナート基のアルキル化の反応性の順序は次の様に確認された:
I>>Br>Cl>>F。
ハロゲンアリール化合物のハロゲン脱離基ではスルフィナート基のアルキル化の反応性の順序は次の様に確認された:
F>>Cl>Br>I。
Here, there is basically no limitation on the selection of ammonium salt and phosphonium salt, but organic solvents (N, N-dimethylformamide DMF, N-methylformamide, N, N-dimethylacetamide DMAc, in which polymer sulfinate is dissolved) N, N-methylpyrrolidinone NMP, dimethyl sulfoxide DMSO, or ammonium salt containing a long chain alkyl group (propyl group or more) or phenyl group in an ammonium group / phosphonium group that is easy to dissolve in a dipolar-aprotic solvent such as sulfolene) Preference is given to phosphonium salts. To further improve the compatibility of the sulfinate polymer solution with ammonium / phosphonium salts, 18-crown-6, 15-crown-5 or 12-crown-4 complexing the sulfinate group cation to this polymer solution Etc. can be added. The order of reactivity of alkylation of sulfinate groups in the halogen leaving groups of halogen alkyl compounds or benzyl compounds was confirmed as follows:
I >>Br> Cl >> F.
For the halogen leaving groups of halogenaryl compounds, the order of reactivity of alkylation of sulfinate groups was confirmed as follows:
F >>Cl>Br> I.

高分子スルフィナートと反応する、さらなるハロゲン化合物は幾つかを図4に挙げているように、驚く事にハロゲン化第一、第二、第三脂肪族アミン、芳香族アミン、および/もしくはベンジルアミンとハロゲンベンジルアミンとこれらのハロゲン化水素である。
この際、アミノ基は、アミン保護基(Aminschutzgruppe)に因って保護されていても良い。さらに驚く事に、本発明の方法を用いて図4aと図4bに挙げられているように、イミダゾール基を取り組む事も可能である。図4aにはフッ素化アリールイミダゾールの誘導体と高分子スルフィナートの反応が、図4bにはハロゲンアルキルイミダゾールと高分子スルフィナートとの反応が示されている。
Some of the further halogen compounds that react with the polymeric sulfinate are surprisingly halogenated primary, secondary, tertiary aliphatic amines, aromatic amines, and / or benzylamines, as listed in FIG. Halogen benzylamine and their hydrogen halides.
In this case, the amino group may be protected by an amine protecting group (Aminschutzgruppe). Even more surprising, it is possible to work with imidazole groups using the method of the present invention, as listed in FIGS. 4a and 4b. FIG. 4a shows the reaction of a fluorinated arylimidazole derivative with a polymeric sulfinate, and FIG. 4b shows the reaction of a halogen alkylimidazole with a polymeric sulfinate.

第4の反応グループは、図5aに一部を挙げている様に、驚くべきことに可能である、スルフィナートとハロゲンアルキルスルフォナートもしくはハロゲンアリールスルフォナート、もしくはハロゲンベンジルスルフォナート、もしくはこれらのホスホン酸塩、カルボン酸塩、ボロネート、もしくはこれらの非イオン性の前駆物質とのS-アルキル化に関する。
その際、高分子スルフィナートの溶解に使用される有機溶媒に溶解し易い事と、スルフィナート基と不都合な相互作用を起こさない事から(例:イオン対の形成)、スルフォナート、ホスホン酸塩、そしてカルボン酸塩の非イオン性前駆物質(酸ハロゲン化物、酸エステル、酸アミド、酸イミド、酸無水物)が優先される。
場合に因っては、塩基の陽イオンを錯化させるために、高分子スルフィナート溶液とハロゲンアリールカルボン酸塩、ハロゲンアルキルカルボン酸塩、ハロゲンベンジルカルボン酸塩、もしくはハロゲンアリールホスホン酸塩、ハロゲンアルキルホスホン酸塩、ハロゲンベンジルホスホン酸塩、もしくはハロゲンアリールスルフォナート、ハロゲンアルキルスルフォナート、ハロゲンベンジルスルフォナート、もしくはハロゲンアリールボロネート、ハロゲンアルキルボロネート、ハロゲンベンジルボロネートにクラウンエーテルを組み入れる事が出来る。
The fourth reaction group is surprisingly possible, as listed in part in FIG. 5a, sulfinates and halogen alkyl sulfonates or halogen aryl sulfonates, or halogen benzyl sulfonates, or these. Relates to S-alkylation of phosphonates, carboxylates, boronates, or their nonionic precursors.
At that time, it is easy to dissolve in the organic solvent used for dissolving the polymer sulfinate, and it does not cause an unfavorable interaction with the sulfinate group (eg, ion pair formation), so that sulfonate, phosphonate, and carvone Preference is given to nonionic precursors of acid salts (acid halides, acid esters, acid amides, acid imides, acid anhydrides).
In some cases, a polymer sulfinate solution and a halogen aryl carboxylate, halogen alkyl carboxylate, halogen benzyl carboxylate, or halogen aryl phosphonate, halogen alkyl are used to complex the base cation. Incorporating a crown ether into a phosphonate, halogen benzyl phosphonate, or halogen aryl sulfonate, halogen alkyl sulfonate, halogen benzyl sulfonate, halogen aryl boronate, halogen alkyl boronate, halogen benzyl boronate I can do it.

既に述べた様に、芳香族ハロゲン化物の内の芳香族フッ素化合物がS-アルキル化上スルフィナートと最も良く反応する。驚くべき事に、カルシウム化合物の反応化合物への添加、および/もしくは、形成されたポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、もしくは本発明のカルシウム化合物の水溶液との反応物からなるその他の形成体の後処理が、スルフィナート-S-アルキル化反応を促進する事が確認された。S-アルキル化の際に遊離するフッ化物陰イオンが、極度に難溶なカルシウムフロライドの形成を伴いながら、反応平衡から離脱すると推測する。
2 Ar-F + 2 MO2S-R´ + Ca2+ → 2 Ar-S(O)2-R´ +CaF2
S-アルキル化反応が有機溶液で行われる場合、次の例の様な、有機溶液に溶性のカルシウム化合物が好まれる:
・カルシウムアセチルアセトナート(ビス-(2,4-ペンタンジオナト)-カルシウム)=Calciumacetylacetonat (Bis-(2,4-pentandionato)-calcium)
・カルシウム−ビス−(6,6,7,7,8,8,8-ヘプタフルオロ-2,2-ジメチル-3,5-オクタンジオナト)=Calcium-bis-(6,6,7,7,8,8,8-heptafluor-2,2-dimethyl-3,5-octandionat)
・カルシウム-1,1,1,5,5,5-ヘキサフルオロアセチルアセトナート=Calcium-1,1,1,5,5,5-hexafluoracetylacetonat
・カルシウムメチラート=Calciummethylat
・シュウ酸カルシウム=Calciumoxalat
・グルコン酸-D-カルシウム=Calcium-D-gluconat
・カルシウム-(2,2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオナト)=Calcium-(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionat)
・カルシウムトリフラート(=トリフルオロメタンスルフォン酸カルシウム塩)=Calciumtriflat (Trifluormethansulfonsaure Calciumsalz)
As already mentioned, aromatic fluorine compounds of aromatic halides react best with sulfinates on S-alkylation. Surprisingly, the addition of calcium compounds to the reaction compounds and / or other formed bodies consisting of formed polymers, polymer blends, polymer (blend) films, or reactants with aqueous solutions of calcium compounds of the present invention. It was confirmed that the post-treatment promoted the sulfinate-S-alkylation reaction. It is presumed that the fluoride anion liberated during S-alkylation leaves the reaction equilibrium with the formation of extremely insoluble calcium fluoride.
2 Ar-F + 2 MO 2 SR´ + Ca 2+ → 2 Ar-S (O) 2 -R´ + CaF 2
When the S-alkylation reaction is performed in an organic solution, calcium compounds that are soluble in the organic solution are preferred, as in the following example:
・ Calcium acetylacetonate (Bis- (2,4-pentandionato) -calcium)
Calcium-bis- (6,6,7,7,8,8,8-heptafluoro-2,2-dimethyl-3,5-octandionato) = Calcium-bis- (6,6,7,7 , 8,8,8-heptafluor-2,2-dimethyl-3,5-octandionat)
・ Calcium-1,1,1,5,5,5-hexafluoroacetylacetonate = Calcium-1,1,1,5,5,5-hexafluoracetylacetonat
・ Calcium methylat
・ Calcium oxalate = Calciumoxalat
・ Calcium-D-gluconat
・ Calcium- (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionat) = Calcium- (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionat)
・ Calcium triflate (= Calcium trifluoromethanesulfonate) = Calciumtriflat (Trifluormethansulfonsaure Calciumsalz)

ただし、反応化合物内のカルシウムイオン濃度とフッ化物イオン濃度は、最小限でもカルシウムフロライドを沈殿させるので、幾数の反応においては、反応化合物に、使用する有機溶媒に難溶性のカルシウム塩を加えるだけで十分である。そこで、反応化合物にカルシウム鉱物塩を加える事が可能である:
カルシウムハロゲン化物、硫酸カルシウム、カルシウム硫酸水素、リン酸カルシウム、そしてリン酸カルシウム水素、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、そしてその他のカルシウム塩。
However, the calcium ion concentration and fluoride ion concentration in the reaction compound precipitate calcium fluoride at a minimum, so in some reactions, a calcium salt that is sparingly soluble in the organic solvent used is added to the reaction compound. Just enough. There, it is possible to add a calcium mineral salt to the reaction compound:
Calcium halides, calcium sulfate, calcium hydrogen sulfate, calcium phosphate, and calcium hydrogen phosphate, calcium oxide, calcium hydroxide, and other calcium salts.

S-アルキル化反応を完了させ、もう一方では反応の際に遊離する非常に毒性の高いフッ化物イオンをカルシウムイオンをもってCaF2として沈殿させ無害にするために、スルフィナートとアリールフッ素化合物のS-アルキル化の反応生成物をカルシウム塩の水溶液をもって後処理する事も有意義であり、これは工業生産上のプロセスにおいて重要である。 S-alkylation of sulfinates and aryl fluorine compounds to complete the S-alkylation reaction and, on the other hand, precipitate the highly toxic fluoride ions liberated during the reaction as CaF 2 with calcium ions, making them harmless It is also meaningful to post-treat the reaction product of the conversion with an aqueous solution of calcium salt, which is important in industrial production processes.

反応生成物が有機溶液に無溶性なため、ジフッ素化芳香族スルフォン酸クロダイドとそれ以上のフッ素化芳香族スルフォン酸クロライドと高分子スルフィナートの反応の際に、同時に架橋反応が生じる事が驚くことに確認された。図5bに高分子Li-スルフィナートとペンタフルオロベンゼンスルホクロリド(Pentafluorbenzolsulfochlorid)の前提とする反応経過を挙げる。共有結合で架橋されたアイオノマー膜は、驚くべき低いイオン抵抗を驚くべき低い水膨潤性にて示す(実用例参照)。   As the reaction product is insoluble in organic solution, it is surprising that a cross-linking reaction occurs simultaneously in the reaction of difluorinated aromatic sulfonic acid chloride, higher fluorinated aromatic sulfonic acid chloride and polymer sulfinate. Was confirmed. FIG. 5b shows the reaction course premised on the polymer Li-sulfinate and Pentafluorbenzolsulfochlorid. Covalently crosslinked ionomer membranes exhibit surprisingly low ionic resistance with surprisingly low water swellability (see practical examples).

下記の混合物が高分子スルフィナートやオリゴマースルフィナートとの反応にて、得に高い化学安定性と、高温度でも低い膨潤性の架橋アイオノマー膜に成る事が思いがけなく確認された。
・低高分子のジフッ素化とそれ以上のフッ素化芳香族スルフォン酸ハロゲン化物、カルボン酸ハロゲン化物、またはホスホン酸ハロゲン化物、または相当する酸のその他の非イオン性前駆物質(エステル、アミド、イミド)
・過フッ素ジフェニルスルホン、過フッ素ベンゾフェノン、過フッ素トリフェニルホスフィンオキシド、過フッ素ジフェニル、過フッ素ジフェニルエーテル、そしてその他の過フッ素化芳香族混合物等(図5c)、低分子の過フッ素化芳香族化合物
It was unexpectedly confirmed that the following mixture formed a cross-linked ionomer membrane having a high chemical stability and a low swelling property even at a high temperature by the reaction with a polymer sulfinate or an oligomeric sulfinate.
· Low molecular difluorination and higher fluorinated aromatic sulfonic acid halides, carboxylic acid halides, or phosphonic acid halides, or other nonionic precursors of the corresponding acids (esters, amides, imides) )
· Perfluorinated diphenyl sulfone, perfluorinated benzophenone, perfluorinated triphenylphosphine oxide, perfluorinated diphenyl, perfluorinated diphenyl ether, and other perfluorinated aromatic mixtures (Fig. 5c), such as low-molecular perfluorinated aromatic compounds

また驚くことに、高分子スルフィナートもしくはオリゴマースルフィナートと下記の低分子との混合物も、特に有利な性質を持つ共有結合の架橋アイオノマー膜に成る事が確認された:
・芳香族カルボン酸、ホスホン酸やスフホン酸のたはこれらの非イオン性前駆物質(酸ハロゲン化物、酸アミド、酸イミド、酸エステル)の低分子の過フッ素前駆物質もしくは部分フッ素過前駆物質
・ジハロゲンアルカン Hal(CH2)xHal (x=1-20, Hal=I, Br, Cl)
Surprisingly, it has also been found that mixtures of polymeric or oligomeric sulfinates with the following small molecules also form covalently crosslinked ionomer membranes with particularly advantageous properties:
・ Low molecular perfluorinated precursors or partially fluorinated precursors of aromatic carboxylic acids, phosphonic acids, sulphonic acids or non-ionic precursors (acid halides, acid amides, acid imides, acid esters) Dihalogenalkane Hal (CH 2 ) x Hal (x = 1-20, Hal = I, Br, Cl)

さらに、思いがけなく、高分子スルフィナートとS-アルキル化反応する第5のグループは、図6に一部例が挙げられている、ヘタリールハロゲン化合物(Hetarylhalogenverbindungen)である。
本発明の反応に因り、スルフィナート基を含むポリマーに反応性色素を結合させられる事が特に思いがけなく確認された。図7にスルフィナート基とS-アルキル化反応する反応性色素の例を一部挙げる。ヘタ芳香族ハロゲン化合物(het(aromatische Halogenverbindungen))のS-アルキル反応に対する親和力の順序は、F>Cl>Br>Iである。この時、反応基はハロゲン基に限らず、仮装もしくは非仮装のビニルスルフォン基もしくはその他の不飽和オレフィン基も示す事が出来る。電子吸引基(例 スルフォン基、スルフォナート基、スルフォンアミド基、スルフォンイミド基、ニトロ基、ハロゲン基、ニトロソ基、カルボニル基、カルボキシル基)を含むオレフィンが優先される。
Furthermore, unexpectedly, a fifth group that undergoes an S-alkylation reaction with a polymeric sulfinate is a hetarylhalogenverbindungen, some examples of which are given in FIG.
It has been unexpectedly confirmed that a reactive dye can be bound to a polymer containing a sulfinate group due to the reaction of the present invention. FIG. 7 shows some examples of reactive dyes that undergo S-alkylation reaction with sulfinate groups. The order of affinity of the heteroaromatic halogen compounds (het (aromatische Halogenverbindungen)) for the S-alkyl reaction is F>Cl>Br> I. At this time, the reactive group is not limited to a halogen group, but can also indicate a temporary or non-fancy vinyl sulfone group or other unsaturated olefin group. Preference is given to olefins containing electron withdrawing groups (eg sulphone groups, sulphonate groups, sulphonamide groups, sulphonimide groups, nitro groups, halogen groups, nitroso groups, carbonyl groups, carboxyl groups).

図8に本発明に従って反応する反応性色素の例を示す。この様な反応性色素を使用して着色したポリマーの適応領域の一つは非線形光学である。これらのポリマーの利点は、本発明のアルキル化反応に因り、色素が永続的にポリマーに結合する事である。
さらなる驚くべき発見は、本発明の方法に因り、ポリマーに通常は導入できない官能基を組み込み事が出来る事である。これに因り、メタル化反応を通して、伝導性を示すメタル化可能なポリマーに官能基を組み入れる事が出来る(図9)(Kerres et al., J. Polym. Sci., Part A°: Polym. Chem., 39, 2874-2888 (2001)参照)。
これまでは、これらの官能基をメタル化反応不可なポリマーに組み入れることは不可能であった。メタル化反応不可なポリマーのグループの一つは、カルボニル基に有機金属化合物(例n-ブチルリチウム)が付加されてしまうため、ポリエーテルケトンである。本発明の方法に因り、導電性を持つグループのポリエーテルケトンへの組み入れの道が開かれる。これにはスルホクロリド基を含むポリエーテルケトンのスルホクロリド基を、例えば亜硫酸ナトリウムを用いてスルフィナート基に還元させる。このスルフィナート基をこの後、導電性官能基を含み、ハロゲンを含む化合物を用いてアルキル化させる事が出来る(図10)。
FIG. 8 shows an example of a reactive dye that reacts according to the present invention. One of the applicable areas of polymers colored using such reactive dyes is nonlinear optics. The advantage of these polymers is that the dye is permanently attached to the polymer due to the alkylation reaction of the present invention.
A further surprising discovery is that the method of the present invention allows the incorporation of functional groups that cannot normally be introduced into the polymer. This allows functional groups to be incorporated into conductive metallizable polymers through metalation reactions (Figure 9) (Kerres et al., J. Polym. Sci., Part A °: Polym. Chem). ., 39, 2874-2888 (2001)).
To date, it has not been possible to incorporate these functional groups into polymers that cannot be metallated. One group of polymers that cannot be metallated is polyetherketone because an organometallic compound (eg, n-butyllithium) is added to the carbonyl group. The method of the present invention opens the way for incorporation of conductive groups into polyether ketones. For this purpose, the sulfochloride group of the polyetherketone containing a sulfochloride group is reduced to a sulfinate group using, for example, sodium sulfite. This sulfinate group can then be alkylated with a compound containing a conductive functional group and containing a halogen (FIG. 10).

さらなる驚くべき発見は、アルキル基を含むポリマーが低分子もしくは高分子スルフィナートとS-アルキル化にて反応する事である。本発明のアルキル化基の例は、次の通りである(Hal=F, Cl, Br, I):
・ハロゲンアルキル基 Hal-Al(Al=脂肪族基) Halogenalkylgruppen
・ハロゲンアリール基Hal-Ar Halogenarylgruppen
・ハロゲンベンジル基Hal-CH2-Ar Halogenbenzylgruppen
アルキル基を含む本発明のポリマーの例は特にハロゲンメチル化ポリマーである(例クロルメチル化ポリスチロール、ブロムエチル化ポリスルフォン)。
A further surprising finding is that polymers containing alkyl groups react with small or high molecular sulfinates in S-alkylation. Examples of alkylating groups according to the invention are as follows (Hal = F, Cl, Br, I):
・ Halogen alkyl group Hal-Al (Al = aliphatic group) Halogenalkylgruppen
Halogen aryl group Hal-Ar Halogenarylgruppen
Halogen benzyl group Hal-CH 2 -Ar Halogenbenzylgruppen
Examples of polymers of the invention containing alkyl groups are in particular halogenmethylated polymers (eg chloromethylated polystyrol, bromoethylated polysulfone).

さらなる驚くべき発見は、薄い膜(メンブラン)やその他の形成物も本発明のスルフィナート-S-アルキル化に因りスルフィナート基ポリマーから表面的もしくは大部分的(バルク)に変形が出来る事である:膜がアルキル化剤を含む適切な溶媒にて膨潤すると、膜もしくは形成物の全てのスルフィナート基のアルキル化が可能である;非膨潤状態では膜、もしくは形成物の表面のみがアルキル化で変形される(これには多孔性膜の内側の表面も含める)。   A further surprising discovery is that thin membranes (membranes) and other formations can also be deformed from the sulfinate-based polymers on the surface or in bulk (bulk) due to the sulfinate-S-alkylation of the present invention: membranes When swelled in a suitable solvent containing an alkylating agent, it is possible to alkylate all sulfinate groups of the membrane or formation; in the unswelled state only the surface of the membrane or formation is deformed by alkylation (This includes the inner surface of the porous membrane).

さらに驚くべき事にこの反対のケースも可能である:アルキル化基を含む膜もしくは他の形成物は適切な、低分子もしくは高分子スルフィナート化合物を含む有機溶媒により膨潤する。表面的もしくは大部分(バルク)のアルキル化が可能である。   Surprisingly, the opposite case is also possible: membranes or other formations containing alkylating groups are swollen by suitable organic solvents containing low or high molecular weight sulfinate compounds. Superficial or bulk (bulk) alkylation is possible.

さらに驚く事に、一度の処理にて、次の反応混合物を作る事で、場合により共有結合で架橋される薄い膜(メンブラン)や他の形成物をポリマーからスルフィナート-S-アルキル化を用いて一度の処理で作成する事が出来る:
1)スルフィナート基ポリマーを適切な溶媒にて溶解させる。次にこの溶媒にアルキル化剤もしくは異なるアルキル化剤の混合物を付加する。この時、アルキル化剤は2つもしくはそれ以上のアルキル化基を有する事が出来る(架橋剤)。この時、アルキル化剤はさらにその他の官能基、例えば陽イオン交換基やそれらの非イオン性前駆物質、または陰イオン交換基やそれらの非イオン性前駆物質を有する事が出来る。
2)アルキル化基を含むポリマー(例 ハロゲンメチル化ポリマー)を適切な溶媒にて溶解させる。次にこの溶媒に、1つもしくは複数のスルフィナート基を含む低分子もしくは高分子化合物を加える。この時、スルフィナートは、さらにその他の官能基、例えば陽イオン交換基やそれらの非イオン性前駆物質、または陰イオン交換基やそれらの非イオン性前駆物質を有することが出来る。
Even more surprising, by forming the next reaction mixture in a single process, thin films (membranes) and other formations that are optionally covalently crosslinked can be converted from polymers using sulfinate-S-alkylation. Can be created in a single process:
1) The sulfinate group polymer is dissolved in a suitable solvent. The alkylating agent or a mixture of different alkylating agents is then added to the solvent. At this time, the alkylating agent can have two or more alkylating groups (crosslinking agent). At this time, the alkylating agent may further have other functional groups such as a cation exchange group or a nonionic precursor thereof, or an anion exchange group or a nonionic precursor thereof.
2) A polymer containing an alkylated group (eg, halogen methylated polymer) is dissolved in a suitable solvent. Next, a low or high molecular weight compound containing one or more sulfinate groups is added to the solvent. At this time, the sulfinate may further have other functional groups such as a cation exchange group and a nonionic precursor thereof, or an anion exchange group and a nonionic precursor thereof.

反応化合物は、次の段階にて、土台の上で薄くのばされる(ガラスプレート、金属プレート、プラスチックプレート、布地、フリース)。その後、温度を上げそして/もしくは低圧をかけ、溶媒を蒸発させる。溶媒が蒸発している間にアルキル化反応が起る。
膜を共有結合で架橋させるには、反応化合物1)に、2つもしくはそれ以上のアルキル化基を含む高分子または低分子化合物を加えなければならない。本発明に沿って使用出来る高分子架橋剤の例の一つはハロメチル化ポリマー(halomethyliertes Polymer)である(クロルメチル化ポリスチロール、ブロームエチル化ポリスルホン)。低分子架橋剤の例を図11に挙げる。この際、架橋剤はスルフィナート基と反応する官能基に並んで、さらなる官能基、例えば塩基性や酸性官能基(図11)やこれらの前駆物質を示す。
The reactive compound is thinned on the foundation in the next step (glass plate, metal plate, plastic plate, fabric, fleece). The temperature is then raised and / or low pressure is applied to evaporate the solvent. An alkylation reaction takes place while the solvent evaporates.
In order to cross-link the membrane covalently, a high-molecular or low-molecular compound containing two or more alkylating groups must be added to the reactive compound 1). One example of a polymeric crosslinking agent that can be used in accordance with the present invention is a halomethylated polymer (chloromethylated polystyrol, bromethylated polysulfone). Examples of low molecular crosslinkers are given in FIG. In this case, the cross-linking agent is arranged alongside the functional group that reacts with the sulfinate group, and further functional groups such as basic and acidic functional groups (FIG. 11) and their precursors.

スルフィナートポリマーのアルキル化剤との反応Reaction of sulfinate polymers with alkylating agents スルトンと用いたスルフィナートアルキル化による高分子スルフィナートの変化Changes in polymeric sulfinates by sulfinate alkylation with sultone. 高分子スルフィナートとハロゲンアルキル-アンモニウム塩とハロゲンアルキル-ホスホニウム塩のアルキル化Alkylation of polymeric sulfinates, halogenalkyl-ammonium salts and halogenalkyl-phosphonium salts 高分子スルフィナートとハロゲンアルキルアミンそしてハロゲンアルキルハロゲン化水素Polymer sulfinates, halogen alkyl amines and halogen alkyl hydrogen halides 芳香族フッ素化アリールイミダゾールの誘導体と高分子スルフィナートの反応Reactions of aromatic fluorinated arylimidazole derivatives with polymeric sulfinates. ハロゲンアルキルイミダゾールと高分子スルフィナートとの反応Reaction of halogenalkylimidazoles with polymeric sulfinates. ハロゲンアルキルスルフォナートもしくはハロゲンアリールスルフォナート、もしくはハロゲンベンジルスルフォナート、もしくはこれらのホスホン酸塩、カルボン酸塩、ボロネート、もしくはこれらの非イオン性の前駆物質のスルフィナートのS-アルキル化剤S-alkylating agents for sulfinates of halogen alkyl sulfonates or halogen aryl sulfonates, or halogen benzyl sulfonates, or their phosphonates, carboxylates, boronates, or nonionic precursors thereof 高分子Li-スルフィナートとペンタフッ素ベンゼンスルホクロリドの前提とする反応経過Reaction process based on polymer Li-sulfinate and pentafluorobenzenesulfochloride 過フッ素化芳香族架橋剤Perfluorinated aromatic crosslinking agent 高分子スルフィナートのスルフィナート基と ハロゲンヘタリール化合物のアルキル化Alkylation of sulfinate groups of polymer sulfinates and halogen hetaryl compounds スルフィナート基と反応が可能な色素物の反応性基Reactive groups of pigments capable of reacting with sulfinate groups スルフィナート基を含むポリマーと反応する反応性色素の例Examples of reactive dyes that react with polymers containing sulfinate groups Polysulfon Udel(登録商標)に伝導性基の組み入れるIncorporating conductive groups into Polysulfon Udel® スルフィナート化ポリエーテルケトンに伝導性官能基を組み入れるIncorporating conductive functional groups into sulfinate polyetherketone 本発明の架橋剤の例Examples of cross-linking agents of the present invention

1. ポリスルホン-リチウムスルフィナート(Polysulfon-Lithiumsulfinat)と(3-ブロムプロピル)トリメチル臭化アンモニウム (3-Brompropyl)trimethzlammoniumbromid)の反応
ジメチルスルホキシドDMSO中5重量%のPSU-リチウムスルフィナート溶解10g(構造単位の繰り返し毎に1スルフィナート基)と、DMSO中5重量%の(3-ブロムプロピル)トリメチル臭化アンモニウム10,179gを攪拌しながら混合させる。この混合物を密封したガラスビンに48時間温度80度で乾燥棚に保管する。その後、溶液をガラス皿に注ぎ、溶液を蒸発させる。その後、ガラス皿内の薄い膜をはがし、次の様に処理する:
10%の水溶NaOH中、室温で24時間
水中、60℃で24時間
1. Reaction of Polysulfon-Lithiumsulfinat with (3-Brompropyl) trimethzlammoniumbromid 10g of 5% by weight PSU-lithium sulfinate dissolved in dimethylsulfoxide DMSO (structural unit 1 sulfinate group) and 10,179 g of 5 wt% (3-bromopropyl) trimethylammonium bromide in DMSO are mixed with stirring. This mixture is stored in a dry glass rack in a sealed glass bottle at a temperature of 80 degrees for 48 hours. The solution is then poured into a glass dish and the solution is evaporated. Then peel off the thin film in the glass dish and treat as follows:
24 hours at room temperature in 10% aqueous NaOH, 24 hours at 60 ° C. in water

2. ポリスルホン−リチウムスルフィナート(Polysulfon-Lithiumsulfinat)と(3-ブロムプロピル)トリフェニル臭化ホスホニウム (3-Brompropyl)triphenylphosphoniumbromid)の反応
ジメチルスルホキシドDMSO中5重量%のPSU−リチウムスルフィナート溶液10g(構造単位の繰り返し毎に1スルフィナート基)と、DMSO中5重量%の(3-ブロムプロピル)トリフェニル臭化ホスホニウム18,104gを攪拌しながら混合させる。この混合物を密封したガラスビンに48時間温度80度で乾燥棚に保管する。その後、溶液をガラス皿に注ぎ、溶液を蒸発させる。その後、ガラス皿内の薄い膜をはがし、次の様に処理する:
10%の水溶NaOH中、室温で24時間
水中、60℃で24時間
2. Reaction of Polysulfon-Lithiumsulfinat with (3-Brompropyl) triphenylphosphoniumbromid 10 g of 5% by weight PSU-lithium sulfinate solution in dimethylsulfoxide DMSO (structure) 1 sulfinate group per unit repeat) and 18,104 g of 5 wt% (3-bromopropyl) triphenylphosphonium bromide in DMSO are mixed with stirring. This mixture is stored in a dry glass rack in a sealed glass bottle at a temperature of 80 degrees for 48 hours. The solution is then poured into a glass dish and the solution is evaporated. Then peel off the thin film in the glass dish and treat as follows:
24 hours at room temperature in 10% aqueous NaOH, 24 hours at 60 ° C. in water

3. ポリスルホン−リチウムスルフィナート(Polysulfon-Lithiumsulfinat)と2−クロルメチルベンズイミダゾール (2-Chlormethylbenzimidazol)の反応
N-メチルピロリジノン中10重量%のPSU−リチウムスルフィナート溶液5g(構造単位の繰り返し毎に1スルフィナート基)と、DMSO中5重量%の2-クロルメチルベンズイミダゾール0,325gを攪拌しながら混合させる。この混合物を密封したガラスビンに48時間温度80度で乾燥棚に保管する。ここで透明な溶液ができる。その後、溶液をガラス皿に注ぎ、溶液を蒸発させる。その後、ガラス皿内の薄い膜をはがし、次の様に処理する:
10%の水溶NaOH中、室温で24時間
水中、60℃で24時間
3. Reaction of Polysulfon-Lithiumsulfinat with 2-Chlormethylbenzimidazole
5 g of a 10 wt% PSU-lithium sulfinate solution in N-methylpyrrolidinone (one sulfinate group per repeating structural unit) and 0,325 g of 5 wt% 2-chloromethylbenzimidazole in DMSO are mixed with stirring. . This mixture is stored in a dry glass rack in a sealed glass bottle at a temperature of 80 degrees for 48 hours. A clear solution is formed here. The solution is then poured into a glass dish and the solution is evaporated. Then peel off the thin film in the glass dish and treat as follows:
24 hours at room temperature in 10% aqueous NaOH, 24 hours at 60 ° C. in water

4. ポリスルホン−リチウムスルフィナートとCibacron(登録商標) Brilliantgelb C. I. 18972の反応
ジメチルスルホキシドDMSO中5重量%のPSU−リチウムスルフィナート溶液10g(構造単位の繰り返し毎に1スルフィナート基)と、1,7gのCibacron(登録商標) Brilliantgelb C. I. 18972を攪拌しながら混合させる。この混合物を密封したガラスビンに48時間温度80度で乾燥棚に保管する。その後、溶液をガラス皿に注ぎ、溶液を蒸発させる。その後、ガラス皿内の薄い膜をはがし、次の様に処理する:
7%の水溶HCl中、90℃で24時間
水中、60℃で24時間
4). Reaction of polysulfone-lithium sulfinate with Cibacron® Brilliantgelb CI 18972 10 g of a 5 wt% PSU-lithium sulfinate solution in dimethyl sulfoxide DMSO (1 sulfinate group per repeat of structural unit), 1,7 g Cibacron® Brilliantgelb CI 18972 is mixed with stirring. This mixture is stored in a sealed glass bottle for 48 hours at a temperature of 80 ° C. on a drying shelf. The solution is then poured into a glass dish and the solution is evaporated. Then peel off the thin film in the glass dish and treat as follows:
24 hours at 90 ° C in 7% aqueous HCl 24 hours at 60 ° C in water

5. ポリスルホン−リチウムスルフィナートとCibacron(登録商標) Brilliantrot C. I. 18105の反応
ジメチルスルホキシドDMSO中5重量%のPSU−リチウムスルフィナート溶液10g(構造単位の繰り返し毎に1スルフィナート基)と、3,88gのCibacron(登録商標) Brilliantrot C. I. 18105を攪拌しながら混合させる。この混合物を密封したガラスビンに48時間温度80度で乾燥棚に保管する。その後、溶液をガラス皿に注ぎ、溶媒を蒸発させる。その後、ガラス皿内の薄い膜をはがし、次の様に処理する:
7%の水溶HCl中、90℃で24時間
水中、60℃で24時間
5. Reaction of polysulfone-lithium sulfinate with Cibacron® Brilliantrot CI 18105 10 g of a 5 wt% PSU-lithium sulfinate solution in dimethyl sulfoxide DMSO (one sulfinate group per repeat of structural units), 3,88 g Cibacron® Brilliantrot CI 18105 is mixed with stirring. This mixture is stored in a sealed glass bottle for 48 hours at a temperature of 80 ° C. on a drying shelf. The solution is then poured into a glass dish and the solvent is evaporated. Then peel off the thin film in the glass dish and treat as follows:
24 hours at 90 ° C in 7% aqueous HCl 24 hours at 60 ° C in water

6. 共有結合架橋陰イオン交換膜と第4アンモニウム塩
N-メチルピロリジノン(NMP)中15重量%のPSU(SO2Li)2溶液(PSU−構造単位の繰り返し毎に2スルフィナート基)11gと0,51gの(3-ブロムプロピル)トリメチル臭化アンモニウムを塩物が溶解するまで軽く暖め、攪拌しながら混合させる。その後、溶液に1,4,ジヨードブタン(架橋剤)を0,38ml、そしてNMPを5g足す。
反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、真空乾燥棚内で140−150度で、始めは700mbarで、その後は<10mbarで蒸発させる。膜が作成される間、アルキル化反応が起る。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
1NのNaOH中、室温−90℃で48時間
水中、室温−60℃で48時間
6). Covalently crosslinked anion exchange membrane and quaternary ammonium salt
11 g of 15% by weight PSU (SO 2 Li) 2 solution in N-methylpyrrolidinone (NMP) (2 sulfinate groups per repeat of PSU-structural units) and 0.51 g of (3-bromopropyl) trimethylammonium bromide Lightly warm until the salt dissolves and mix with stirring. Thereafter, 0,38 ml of 1,4, diiodobutane (crosslinking agent) and 5 g of NMP are added to the solution.
The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated in a vacuum drying cabinet at 140-150 degrees, initially at 700 mbar and then <10 mbar. While the membrane is made, an alkylation reaction takes place. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
48 hours at room temperature −90 ° C. in 1N NaOH 48 hours at room temperature −60 ° C. in water

7. 共有結合架橋陰イオン交換膜と第4ホスホニウム塩
N-メチルピロリジノン(NMP)中15重量%のPSU(SO2Li)2溶液(PSU−構造単位の繰り返し毎に2スルフィナート基)9,94gと1,026gの(3-ブロムプロピル)トリフェニル臭化ホスホニウムを低分子の塩物が溶解するまで軽く暖め、攪拌しながら混合させる。その後、溶液に1,4,ジヨードブタン(架橋剤)を0,34ml、そしてNMPを5g足す。
反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、真空乾燥棚内で140−150度で、始めは700mbarで、その後は<10mbarで蒸発させる。膜が作成される間、アルキル化反応が起る。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
1NのNaOH中、室温−90℃で48時間
水中、室温−60℃で48時間
7). Covalently crosslinked anion exchange membrane and quaternary phosphonium salt
994 g of PSU (SO 2 Li) 2 solution in 15% by weight in N-methylpyrrolidinone (NMP) (2 sulfinate groups per repeat of structural unit) and 1,026 g of (3-bromopropyl) triphenyl bromide Lightly warm the phosphonium until the low molecular weight salt is dissolved and mix with stirring. Thereafter, 0,34 ml of 1,4, diiodobutane (crosslinking agent) and 5 g of NMP are added to the solution.
The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated in a vacuum drying cabinet at 140-150 degrees, initially at 700 mbar and then <10 mbar. While the membrane is made, an alkylation reaction takes place. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
48 hours at room temperature −90 ° C. in 1N NaOH 48 hours at room temperature −60 ° C. in water

8. (2−ブロムエチル)スルフォン酸Na塩((2-Bromethyl)sulfonsaeure Na salz)とPSU−スルフィナートから成る共有結合架橋陽イオン交換膜
N-メチルピロリジノン(NMP)中15重量%のPSU(SO2Li)2溶液(PSU−構造単位の繰り返し毎に2スルフィナート基)6,67gと0,38gの(2-ブロムエチル)スルフォン酸Na塩を低分子の塩物が溶解するまで軽く暖め、攪拌しながら混合させる。その後、溶液に1,4,ジヨードブタン(架橋剤)を0,05ml、そしてNMPを8g足す。
反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、真空乾燥棚内で140−150度で、始めは700mbarで、その後は<10mbarで蒸発させる。膜が作成される間、アルキル化反応が起る。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−60度で48時間
8). Covalently crosslinked cation exchange membrane comprising (2-bromoethyl) sulfonic acid Na salt ((2-Bromethyl) sulfonsaeure Na salz) and PSU-sulfinate
15 wt% PSU (SO 2 Li) 2 solution in N-methylpyrrolidinone (NMP) (PSU—2 sulfinate groups per repeating structural unit) 6,67 g and 0,38 g (2-bromoethyl) sulfonic acid Na salt Lightly warm until the low molecular weight salt is dissolved and mix with stirring. Thereafter, 0,05 ml of 1,4, diiodobutane (crosslinking agent) and 8 g of NMP are added to the solution.
The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated in a vacuum drying cabinet at 140-150 degrees, initially at 700 mbar and then <10 mbar. While the membrane is made, an alkylation reaction takes place. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
48 hours at room temperature-90 ° C. in 10% HCl 48 hours at 60 ° C. in water

9. (2-クロロエタン)塩化スルホン酸((2-Chlorethan)sulfonsaeurechlorid)とPSU−スルフィナートから成る共有結合架橋陽イオン交換膜
N-メチルピロリジノン(NMP)中15重量%のPSU(SO2Li)2溶液(PSU−構造単位の繰り返し毎に2スルフィナート基)6,67gと((2-クロロエタン)塩化スルホン酸(2-Chlorethan)sulfonsaeurechlorid)0,545gを低分子のスルホクロリドが溶解するまで軽く暖め、攪拌しながら混合させる。その後、溶液に1,4,ジヨードブタン(架橋剤)を0,05mlそしてNMPを8g足す。
反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、真空乾燥棚内で140−150度で、始めは700mbarで、その後は<10mbarで蒸発させる。膜が作成される間、アルキル化反応が起る。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する。これに因りスルホクロリドがスルホン酸に加水分解する:
10%のHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−60℃で48時間
9. Covalently crosslinked cation exchange membrane composed of (2-chloroethane) chlorosulfonic acid ((2-Chlorethan) sulfonsaeurechlorid) and PSU-sulfinate
A solution of 15 wt% PSU (SO 2 Li) 2 in N-methylpyrrolidinone (NMP) (PSU-two sulfinate groups per repeating structural unit) and 6,67 g and ((2-chloroethane) chlorinated sulfonic acid (2-Chlorethan ) Sulfosaeurechlorid) 0,545g is lightly warmed until low molecular weight sulfochloride is dissolved and mixed with stirring. Then, add 0,05 ml 1,4, diiodobutane (crosslinking agent) and 8 g NMP to the solution.
The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated in a vacuum drying cabinet at 140-150 degrees, initially at 700 mbar and then <10 mbar. While the membrane is made, an alkylation reaction takes place. Thereafter, the membrane is peeled off in water and post-treated as follows. This causes sulfochloride to hydrolyze to sulfonic acid:
48 hours at room temperature -90 ° C in 10% HCl 48 hours at room temperature-60 ° C in water

10. (2−ブロムエタン)ホスホン酸ジエチルエステル((2-Bromethan)phosphonsaeurediethylester)とPSU−スルフィナートから成る共有結合架橋陽イオン交換膜
N-メチルピロリジノン(NMP)中15重量%のPSU(SO2Li)2溶液(PSU−構造単位の繰り返し毎に2スルフィナート基)6,67gと0,819gの(2-ブロムエタン)ホスホン酸ジエチルエステル((2-Bromethan)phosphonsaeurediethylester)を低分子のエステルが溶解するまで軽く暖め、攪拌しながら混合させる。その後、溶液に1,4,ジヨードブタン(架橋剤)を0,05ml、そしてNMPを8g足す。
反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、真空乾燥棚内で140−150度で、始めは700mbarで、その後は<10mbarで蒸発させる。膜が作成される間、アルキル化反応が起る。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する。これに因りホスホン酸エステルがホスホン酸に加水分解する:
10%のNaOH中、室温−90度で48時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−60℃で48時間
10. Covalently crosslinked cation exchange membrane comprising (2-bromoethane) phosphonic acid diethyl ester ((2-Bromethan) phosphonsaeurediethylester) and PSU-sulfinate
15% by weight PSU (SO 2 Li) 2 solution in N-methylpyrrolidinone (NMP) (PSU—2 sulfinate groups per repeating structural unit) 6,67 g and 0,819 g (2-bromoethane) phosphonic acid diethyl ester ( Lightly warm (2-Bromethan) phosphonsaeurediethylester) until the low molecular weight ester is dissolved and mix with stirring. Thereafter, 0,05 ml of 1,4, diiodobutane (crosslinking agent) and 8 g of NMP are added to the solution.
The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated in a vacuum drying cabinet at 140-150 degrees, initially at 700 mbar and then <10 mbar. While the membrane is made, an alkylation reaction takes place. Thereafter, the membrane is peeled off in water and post-treated as follows. This causes the phosphonate to hydrolyze to phosphonic acid:
48% in 10% NaOH at room temperature -90 ° C 48 hours in 1N HCl at room temperature -90 ° C 48 hours in water at room temperature -60 ° C

11. 4-フルオロベンゼンスルホクロリド(4-Fluorbenzolsulfochlorid)とカルシウムトリフルオロメタンスルフォナート (Calciumtrifluormethansulfonat)のアイオノマー膜
RadelR(SO2Li)2を3g、NMP 17gに溶解する。次に溶液に1,184gのカルシウム3フルオロメタンスルフォナート(Calciumtriflat)、その後3,32gの4-フルオロベンゼンスルホクロリドを加える。溶液が透明になるまで攪拌する。芳香族求核置換反応の開始は粘度性の上昇により確認できる。反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する。
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で24時間
水中、室温−90℃で48時間
11. Ionomer membranes of 4-Fluorbenzolsulfochlorid and Calciumtrifluormethansulfonat
RadelR (SO 2 Li) 2 is dissolved in 3 g and NMP 17 g. Next, 1,184 g of calcium 3 fluoromethanesulfonate (Calciumtriflat) is added to the solution, followed by 3,32 g of 4-fluorobenzenesulfochloride. Stir until the solution is clear. The start of the aromatic nucleophilic substitution reaction can be confirmed by an increase in viscosity. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. Thereafter, the membrane is peeled off in water and post-treated as follows.
24 hours in 10% CaCl 2 at room temperature -90 ° C 24 hours in 1N HCl at room temperature -90 ° C 48 hours in water at room temperature -90 ° C

12. ペンタフルオロベンゼン塩化スルフォン酸(Pentafluorbenzolsufonsauerechlorid)のアイオノマーブレンド膜(Membran 1296)
次のポリマーをNMP中15%重量に溶解する:
2,258 g PSU(SO2Li)2
0,828 g Radel R(SO2Li)1
1,805 g sPEKCl (IEC=3,49 meq SO3H/g 加水分解後)
1,335 g sPEEKCl (IEC=1,8 meq SO3H/g 加水分解後)
その後、ポリマー溶液に1,843gペンタフルオロベンゼン塩化スルフォン酸を加える。均質化するまで攪拌する。 その後0,75gの ビス(4-フルオロフェニル)スルホン)(Bis(4-fluorphenyl)sulfon)を加え、溶解させる。反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
10%のNaOH中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
この時、後処理段階を省略する事も、又は順序を変更する事も出来る。
ペンタフルオロベンゼン塩化スルフォン酸の代わりに、ジフルオロベンゼン塩化スルフォン酸、トリフルオロベンゼン塩化スルフォン酸、テトラフルオロベンゼン塩化スルフォン酸等、他のフッ化フルオロベンゼン塩化スルフォン酸(fluorierte Fluorbenzolsulfonsaeurechloride)やフルオロ塩化ベンゾイル(Fluorbenzoylchloride)を等モル量、もしくは過剰に加える事が出来る。さらに、ビス(3-ニトロ-4-フルオロフェニル)スルホン(Bis(3-nitro-4-fluorophenyl)sulfon)、ビス(4-フロロフェニル)フェニルホスフィンオキサイド( Bis(4-fluorophenyl)phenylphosphinoxid)、又は相応した架橋剤とスルホハロゲン化基ビス(3-クロロスルホ-4-フルオロフェニル)スルホン(Bis(3-chlorsulfo-4-fluorphenyl)sulfon等、他の架橋剤を加える事も出来る。さらに、ジハロアルカンやハロゲン化ベンジルを加える事も出来る。
特性結果:
IEC (meq SO3H/g): 1,52
Rsp H+, 0,5N HCl (Ω*cm): 13,33
SW 25℃ (%): 108,6
SW 90℃ (%): 190
12 Pentafluorbenzolsufonsauerechlorid ionomer blend membrane (Membran 1296)
Dissolve the following polymer to 15% weight in NMP:
2,258 g PSU (SO 2 Li) 2
0,828 g Radel R (SO 2 Li) 1
1,805 g sPEKCl (IEC = 3,49 meq SO 3 H / g after hydrolysis)
1,335 g sPEEKCl (IEC = 1,8 meq SO 3 H / g after hydrolysis)
Thereafter, 1,843 g pentafluorobenzene chlorosulfonic acid is added to the polymer solution. Stir until homogenized. Thereafter, 0,75 g of bis (4-fluorophenyl) sulfone) (Bis (4-fluorphenyl) sulfon) is added and dissolved. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
24 hours at 10% CaCl 2 at room temperature-90 ° C. 24 hours at 10% NaOH at room temperature-90 ° C. 48 hours at room temperature-90 ° C. in 1N HCl 48 hours at room temperature-90 ° C. in water The post-processing steps can be omitted or the order can be changed.
Instead of pentafluorobenzene chlorosulfonic acid, difluorobenzene chlorosulfonic acid, trifluorobenzene chlorosulfonic acid, tetrafluorobenzene chlorosulfonic acid, etc. ) Can be added in equimolar amounts or in excess. Further, bis (3-nitro-4-fluorophenyl) sulfone (Bis (3-nitro-4-fluorophenyl) sulfon), bis (4-fluorophenyl) phenylphosphinoxid), or correspondingly Other cross-linking agents such as bis (3-chlorosulfo-4-fluorophenyl) sulfone (Bis (3-chlorosulfo-4-fluorphenyl) sulfon) and dihaloalkanes and halogens can be added. Benzyl chloride can also be added.
Characteristic results:
IEC (meq SO 3 H / g): 1,52
R sp H + , 0,5N HCl (Ω * cm): 13,33
SW 25 ℃ (%): 108,6
SW 90 ℃ (%): 190

13. 異なるフッ化ベンゼン塩化スルホン酸(fluorierte Benzolsulfonsaeurechloride)のアイオノマー膜
高分子スルフィナートをNMPに溶解する(表1参照)。これにフッ化ベンゼン塩化スルホン酸、又は塩化フルオロベンゼンを加える(表1参照)。均質化するまで攪拌する。 反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
10%のNaOH中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
この時、後処理段階を省略する事も、又は順序を変更する事も出来る。
13. Different fluorinated benzolsulfonsaeurechloride ionomer membranes Polymer sulfinates are dissolved in NMP (see Table 1). To this is added fluorinated benzene chlorosulfonic acid or chlorofluorobenzene (see Table 1). Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
24 hours at 10% CaCl 2 at room temperature-90 ° C. 24 hours at 10% NaOH at room temperature-90 ° C. 48 hours at room temperature-90 ° C. in 1N HCl 48 hours at room temperature-90 ° C. in water The post-processing steps can be omitted or the order can be changed.

Figure 2009263673
b. Polysulfon Udel (製作者BP Amoco)
c. Polyphenylsulfon Radel R (製作者 BP Amoco)
d. Poly(etheretherketon) (製作者 Victrex)
Figure 2009263673
b. Polysulfon Udel (by BP Amoco)
c. Polyphenylsulfon Radel R (by BP Amoco)
d. Poly (etheretherketon) (author Victrex)

14. 異なるペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸(fluorierte Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid)と付け加え架橋剤のアイオノマー膜
高分子スルフィナートを3g、NMPに溶解する(表2参照)。これにペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸を1,95g加える(表2参照)。さらに芳香族架橋剤を加える。均質化するまで攪拌する。反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
10%のNaOH中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
この時、後処理段階を省略する事も、又は順序を変更する事も出来る。
14 Add different fluorierte Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid and ionomer membrane of crosslinker 3g of polymer sulfinate is dissolved in NMP (see Table 2). To this is added 1,95 g of pentafluorobenzene chlorosulfonic acid (see Table 2). Add aromatic crosslinker. Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
24 hours at 10% CaCl 2 at room temperature-90 ° C. 24 hours at 10% NaOH at room temperature-90 ° C. 48 hours at room temperature-90 ° C. in 1N HCl 48 hours at room temperature-90 ° C. in water The post-processing steps can be omitted or the order can be changed.

Figure 2009263673
b. Polysulfon Udel (製造者 BP Amoco)
Figure 2009263673
b. Polysulfon Udel (Manufacturer BP Amoco)

驚くことに、反応混合物に、さらにカルシウム塩をスルフィナート基に対し等モル量付加すると、反応がさらに加速する事が確認された。これは求核置換反応の際に生成されるフッ化物イオンが、フッ化カルシウムの沈殿により、反応平衡から遠ざかる事に因ると推測する。フッ化カルシウムが生成された場合、これらは膜マトリックスに残り、結果として膜の熱抵抗と機械抵抗を向上させる。例13と例14の反応において使用可能なカルシウム塩は、NMPとその他の双極−非プロトン性溶媒に溶性なカルシウムトリフラート(Calciumtriflat)である。   Surprisingly, it was confirmed that when the calcium salt was added to the reaction mixture in an equimolar amount with respect to the sulfinate group, the reaction was further accelerated. This is presumed to be due to the fact that the fluoride ions produced during the nucleophilic substitution reaction move away from the reaction equilibrium due to the precipitation of calcium fluoride. When calcium fluoride is produced, they remain in the membrane matrix, resulting in an increase in the thermal and mechanical resistance of the membrane. The calcium salt that can be used in the reactions of Examples 13 and 14 is calcium triflat which is soluble in NMP and other dipolar-aprotic solvents.

15. ペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸(Petanfluorbenzolsulfonsaeurechlorid)のアイオノマー膜(Membran 1289)
PSU(SO2Li)2を3g NMPに溶解する。これにペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸を2,5g加える。均質化するまで攪拌する。 反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
特性結果:
IEC (meq SO3H/g): 0,89
Rsp H+, 0,5N HCl (Ω*cm): 38,05
SW 25℃ (%): 24,6
SW 90℃ (%): 32,6
15. Ionomer membrane of pentafluorobenzene chlorinated sulfonic acid (Petanfluorbenzolsulfonsaeurechlorid) (Membran 1289)
Dissolve PSU (SO 2 Li) 2 in 3 g NMP. To this is added 2,5 g of pentafluorobenzene chlorosulfonic acid. Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
In 10% CaCl 2 at room temperature -90 ° C for 24 hours In 1N HCl at room temperature -90 ° C for 48 hours In water at room temperature -90 ° C for 48 hours Characteristic results:
IEC (meq SO 3 H / g): 0,89
R sp H + , 0,5N HCl (Ω * cm): 38,05
SW 25 ℃ (%): 24,6
SW 90 ℃ (%): 32,6

16. 2,6-ジフルオロベンゼン塩化スルホン酸(2,6-Difluorbenzolsufonsaeurechlorid)のアイオノマー膜(Membran 1297)
PSU(SO2Li)2を3g NMPに溶解する。これに2,6-ジフルオロベンゼン塩化スルホン酸を3,06g加える。均質化するまで攪拌する。反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
特性結果:
IEC (meq SO3H/g): 0,29
Rsp H+, 0,5N HCl (Ω*cm): 67,8
SW 25℃ (%): 13,8
SW 90℃ (%): 25,5
16. 2,6-Difluorobenzolsufonsaeurechlorid ionomer membrane (Membran 1297)
Dissolve PSU (SO 2 Li) 2 in 3 g NMP. To this, 3,06 g of 2,6-difluorobenzene chlorosulfonic acid is added. Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
In 10% CaCl 2 at room temperature -90 ° C for 24 hours In 1N HCl at room temperature -90 ° C for 48 hours In water at room temperature -90 ° C for 48 hours Characteristic results:
IEC (meq SO 3 H / g): 0,29
R sp H + , 0,5N HCl (Ω * cm): 67,8
SW 25 ℃ (%): 13,8
SW 90 ℃ (%): 25,5

17. 2,3,4-トリフルオロベンゼン塩化スルホン酸(2,3,4-Trifluorbenzolsulfonsaeurechlorid)のアイオノマー膜(Membran 1289)
PSU(SO2Li)2を3g NMPに溶解する。これに2,3,4-フルオロベンゼン塩化スルホン酸を3,32g加える。均質化するまで攪拌する。 反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
特性結果:
IEC (meq SO3H/g): 0,10
Rsp H+, 0,5N HCl (Ω*cm): 21,8
SW 25℃ (%): 14,8
SW 90℃ (%): 45,6
17. Ionomer membrane of 2,3,4-Trifluorbenzolsulfonsaeurechlorid (Membran 1289)
Dissolve PSU (SO 2 Li) 2 in 3 g NMP. To this, 3,32 g of 2,3,4-fluorobenzene chlorosulfonic acid is added. Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
In 10% CaCl 2 at room temperature -90 ° C for 24 hours In 1N HCl at room temperature -90 ° C for 48 hours In water at room temperature -90 ° C for 48 hours Characteristic results:
IEC (meq SO 3 H / g): 0,10
R sp H + , 0,5N HCl (Ω * cm): 21,8
SW 25 ℃ (%): 14,8
SW 90 ℃ (%): 45,6

18. ペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸(Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid)のアイオノマー膜(Membran 1299)
PSU(SO2Li)2を3g NMPに溶解する。これにペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸を1,92g加える。均質化するまで攪拌する。 反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
特性結果:
IEC (meq SO3H/g): 0,99
Rsp H+, 0,5N HCl (Ω*cm): 26,1
SW 25℃ (%): 14,8
SW 90℃ (%): 44
18. Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid ionomer membrane (Membran 1299)
Dissolve PSU (SO 2 Li) 2 in 3 g NMP. To this is added 1,92 g of pentafluorobenzene chlorosulfonic acid. Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
In 10% CaCl 2 at room temperature -90 ° C for 24 hours In 1N HCl at room temperature -90 ° C for 48 hours In water at room temperature -90 ° C for 48 hours Characteristic results:
IEC (meq SO 3 H / g): 0,99
R sp H + , 0,5N HCl (Ω * cm): 26,1
SW 25 ℃ (%): 14,8
SW 90 ℃ (%): 44

19. フペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸 (Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid)のアイオノマー膜(Membran 1300)
PSU(SO2Li)2を3g NMPに溶解する。これにペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸を1,92g加え、次にカルシウムトリフッ化スルフォナートを1,184g加える。均質化するまで攪拌する。反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
特性結果:
IEC (meq SO3H/g): 1.01
Rsp H+, 0,5N HCl (Ω*cm): 12,2
SW 25℃ (%): 27
SW 90℃ (%): 69,6
19. Ionomer membrane of pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid (Membran 1300)
Dissolve PSU (SO 2 Li) 2 in 3 g NMP. To this is added 1,92 g of pentafluorobenzene chlorosulfonic acid, followed by 1,184 g of calcium trifluorosulfonate. Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
In 10% CaCl 2 at room temperature -90 ° C for 24 hours In 1N HCl at room temperature -90 ° C for 48 hours In water at room temperature -90 ° C for 48 hours Characteristic results:
IEC (meq SO 3 H / g): 1.01
R sp H + , 0,5N HCl (Ω * cm): 12,2
SW 25 ℃ (%): 27
SW 90 ℃ (%): 69,6

20. ペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸(Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid)のアイオノマー膜(Membran 1301)
PSU(SO2Li)2を3g NMPに溶解する。これにペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸を3,84g加える。均質化するまで攪拌する。反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
特性結果:
IEC (meq SO3H/g): 1.25
Rsp H+, 0,5N HCl (Ω*cm): 8,3
SW 25℃ (%): 41,4
SW 90℃ (%): 136
20. Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid ionomer membrane (Membran 1301)
Dissolve PSU (SO 2 Li) 2 in 3 g NMP. To this, 3,84 g of pentafluorobenzene chlorosulfonic acid is added. Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
In 10% CaCl 2 at room temperature -90 ° C for 24 hours In 1N HCl at room temperature -90 ° C for 48 hours In water at room temperature -90 ° C for 48 hours Characteristic results:
IEC (meq SO 3 H / g): 1.25
R sp H + , 0,5N HCl (Ω * cm): 8,3
SW 25 ℃ (%): 41,4
SW 90 ℃ (%): 136

21. ペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸(Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid)のアイオノマー膜(Membran 1302)
PSU(SO2Li)2を2,693g NMPに溶解する。これにペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸を3,45g加え、次にビス(3−ニトロー4−フルオロフェニル)スルフォン(Bis(3-nitro-4-fluorphenyl)sulfon)を0,5g加える。均質化するまで攪拌する。 反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
特性結果:
IEC (meq SO3H/g): 1.16
Rsp H+, 0,5N HCl (Ω*cm): 7,5
SW 25℃ (%): 30,8
SW 90℃ (%): 207,8
21. Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid ionomer membrane (Membran 1302)
PSU (SO 2 Li) 2 is dissolved in 2,693 g NMP. To this, 3,45 g of pentafluorobenzene chlorosulfonic acid is added, and then 0.5 g of bis (3-nitro-4-fluorophenyl) sulfon is added. Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
In 10% CaCl 2 at room temperature -90 ° C for 24 hours In 1 N HCl at room temperature -90 ° C for 48 hours In water at room temperature -90 ° C for 48 hours Characteristic results:
IEC (meq SO 3 H / g): 1.16
R sp H + , 0,5N HCl (Ω * cm): 7,5
SW 25 ℃ (%): 30,8
SW 90 ℃ (%): 207,8

22. ペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸(Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid)のアイオノマー膜(Membran 1307)
RadelR(SO2Li)1を2,822g NMPに溶解する。これにペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸を1,79g加える。均質化するまで攪拌する。 反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
特性結果:
IEC (meq SO3H/g):
Rsp H+, 0,5N HCl (Ω*cm): 36,8
SW 25℃ (%):
SW 90℃ (%):
22. Pentafluorobenzolsulfonsaeurechlorid ionomer membrane (Membran 1307)
RadelR (SO 2 Li) 1 is dissolved in 2,822 g NMP. To this, 1,79 g of pentafluorobenzene chlorosulfonic acid is added. Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
In 10% CaCl 2 at room temperature -90 ° C for 24 hours In 1N HCl at room temperature -90 ° C for 48 hours In water at room temperature -90 ° C for 48 hours Characteristic results:
IEC (meq SO 3 H / g):
R sp H + , 0,5N HCl (Ω * cm): 36,8
SW 25 ℃ (%):
SW 90 ℃ (%):

23. ペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸(Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid)のアイオノマー膜(Membran 1309)
RadelR(SO2Li)2 を3g NMPに溶解する。これにペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸を2ml加える。均質化するまで攪拌する。反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
特性結果:
IEC (meq SO3H/g):
Rsp H+, 0,5N HCl (Ω*cm):
SW 25℃ (%):
SW 90℃ (%):
23. Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid ionomer membrane (Membran 1309)
RadelR (SO 2 Li) 2 is dissolved in 3 g NMP. To this is added 2 ml of pentafluorobenzene chlorosulfonic acid. Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
In 10% CaCl 2 at room temperature -90 ° C for 24 hours In 1N HCl at room temperature -90 ° C for 48 hours In water at room temperature -90 ° C for 48 hours Characteristic results:
IEC (meq SO 3 H / g):
R sp H + , 0,5N HCl (Ω * cm):
SW 25 ℃ (%):
SW 90 ℃ (%):

24. ペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸(Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid)のアイオノマー膜(Membran 1310)
PEEK(SO2Li)0,5(SO3Li)0,5を3g NMPに溶解する。これにペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸を0,5ml加える。均質化するまで攪拌する。反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
特性結果:
IEC (meq SO3H/g):
Rsp H+, 0,5N HCl (Ω*cm):
SW 25℃ (%):
SW 90℃ (%):
24. Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid ionomer membrane (Membran 1310)
PEEK (SO 2 Li) 0,5 (SO 3 Li) 0,5 is dissolved in 3 g NMP. To this is added 0.5 ml of pentafluorobenzene chlorosulfonic acid. Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
In 10% CaCl 2 at room temperature -90 ° C for 24 hours In 1N HCl at room temperature -90 ° C for 48 hours In water at room temperature -90 ° C for 48 hours Characteristic results:
IEC (meq SO 3 H / g):
R sp H + , 0,5N HCl (Ω * cm):
SW 25 ℃ (%):
SW 90 ℃ (%):

25. ペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸(Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid)のアイオノマー膜(Membran 1312)
RadelR(SO2Li)2を4g NMPに溶解する。これにペンタフルオロベンゼン塩化スルホン酸を2,2ml加え、次にデカフルオロベンゾフェノンを1,337gを加える。均質化するまで攪拌する。反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
特性結果
IEC (meq SO3H/g):
Rsp H+, 0,5N HCl (Ω*cm):
SW 25℃ (%):
SW 90℃ (%):
25. Pentafluorbenzolsulfonsaeurechlorid ionomer membrane (Membran 1312)
RadelR (SO 2 Li) 2 is dissolved in 4 g NMP. To this is added 2,2 ml of pentafluorobenzene chlorosulfonic acid, followed by 1,337 g of decafluorobenzophenone. Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
10% CaCl 2 at room temperature -90 ° C for 24 hours 1N HCl in room temperature at -90 ° C for 48 hours Water in room temperature at -90 ° C for 48 hours
IEC (meq SO 3 H / g):
R sp H + , 0,5N HCl (Ω * cm):
SW 25 ℃ (%):
SW 90 ℃ (%):

26.デカフルオロベンゾフェノン(Decafluorbenzophenon)のアイオノマー膜(Membran 1313)
PEEK(SO2Li)0,5(SO3Li)0,5を4,486g NMPに溶解する。これにデカフルオロベンゾフェノンを0,235g加える。均質化するまで攪拌する。反応混合物をガラスプレートに薄くのばし、130−140度で、700mbarから1mbarで蒸発させる。その後、水中で膜をはがし、次の様に後処理する:
10%のCaCl中、室温−90℃で24時間
1NのHCl中、室温−90℃で48時間
水中、室温−90℃で48時間
特性結果:
IEC (meq SO3H/g):
Rsp H+, 0,5N HCl (Ω*cm):
SW 25℃ (%):
SW 90℃ (%):
26. Decafluorobenzophenon ionomer membrane (Membran 1313)
PEEK (SO 2 Li) 0,5 (SO 3 Li) 0,5 is dissolved in 4,486 g NMP. To this is added 0,235 g of decafluorobenzophenone. Stir until homogenized. The reaction mixture is thinned onto a glass plate and evaporated at 130-140 degrees, 700 mbar to 1 mbar. The film is then peeled off in water and post-treated as follows:
In 10% CaCl 2 at room temperature -90 ° C for 24 hours In 1N HCl at room temperature -90 ° C for 48 hours In water at room temperature -90 ° C for 48 hours Characteristic results:
IEC (meq SO 3 H / g):
R sp H + , 0,5N HCl (Ω * cm):
SW 25 ℃ (%):
SW 90 ℃ (%):

Claims (31)

少なくともスルフィナート基SO2Mを含むポリマー、もしくは少なくともスルフィナート基SO2Mを含むポリマーブレンド、もしくは少なくともスルフィナート基SO2Mを含むポリマー(ブレンド)膜、もしくはその他の少なくともスルフィナート基SO2Mを含むポリマー形成物が(M=1価−, 2価−もしくは3価金属陽イオンもしくはアンモニウムイオンNR4 +(R=Hおよび/もしくは アルキルおよび/もしくはアリールもしくはイミダゾールイオンもしくはピラゾールイオンもしくはピリジニウムイオン))、スルフィナート基とS−アルキル化する事を特徴とする変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物であって、
この時ALKは、S−アルキル化しながら、スルフィナート基と置換もしくは付加反応をする、任意選択的なアルキル化剤もしくは異なるアルキル化剤の混合物でありえる(オレフィン類の場合電子吸引基)変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
Figure 2009263673

この時、アルキル化剤は、アルキル化基を1つもしくは2つ、もしくは2つ以上示す。
Polymer formation containing polymer, or polymer blend comprising at least sulfinate groups SO 2 M, or polymers (blends) film containing at least sulfinate groups SO 2 M, or other at least sulfinate groups SO 2 M containing at least sulfinate groups SO 2 M (M = monovalent-, divalent- or trivalent metal cation or ammonium ion NR 4 + (R = H and / or alkyl and / or aryl or imidazole ion or pyrazole ion or pyridinium ion)), a sulfinate group A modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer former characterized by S-alkylation with
At this time, ALK can be an optional alkylating agent or a mixture of different alkylating agents (electron-withdrawing group in the case of olefins) modified polymer, polymer that undergoes substitution or addition reaction with sulfinate groups while S-alkylating. Blend, polymer (blend) film, or polymer former.
Figure 2009263673

At this time, the alkylating agent represents one, two, or two or more alkylating groups.
Mがアルカリ金属陽イオン(Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+)、もしくはCu+やAg+等、他の一価陽イオンであり、結果、ポリマー繰り返しユニット毎に0.1から8アルキル化基またはスルフィナート基があり、アルキル化剤もしくはアルキル化剤の混合物が1つまたは2つのアルキル化可能な基を有する事で特徴づけられている、請求項1に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。 M is an alkali metal cation (Li + , Na + , K + , Rb + , Cs + ) or other monovalent cation such as Cu + or Ag + , resulting in 0.1 per polymer repeat unit. The modified polymer according to claim 1, characterized in that there are 1 to 8 alkylating groups or sulfinate groups, wherein the alkylating agent or mixture of alkylating agents has one or two alkylatable groups, Polymer blend, polymer (blend) film, or polymer former. アルキル化剤として
・高分子、または低分子ハロゲン化合物(Hal)n−Alまたは(Hal)n−Arまたは(Hal−CH2n−Arまたは(Hal−Ar)n−Al, n=1から1000の整数
または
・スルトン
または
・エポキシ基を含む高分子化合物または低分子化合物
または
・アルコキシ基を含む高分子化合物または低分子化合物
または
・トシル基を含む高分子化合物または低分子化合物
または
・その他の求核脱離基
または
・電子吸引基を含む高分子化合物または低分子化合物を有するオレフィン基
を含む有機化合物を使用出来る、請求項1に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
(R=アルキル、アリール、ヘタリール(Hetaryl)、任意選択的な有機基、M=アルカリイオンまたはアルカリ土類イオンまたは任意な1価もしくは2価金属イオン、もしくはアンモニウム陽イオン、Polymer=任意的なポリマー主鎖、Hal=F, Cl, Br, I、x=2−20、X=電子吸引基、n=主ポリマーの繰り返しユニット数(WE)):
Figure 2009263673
As an alkylating agent ・ From a polymer or a low-molecular halogen compound (Hal) n -Al or (Hal) n -Ar or (Hal-CH 2 ) n -Ar or (Hal-Ar) n -Al, n = 1 Integer of 1000 or ・ Sultone or ・ High molecular compound or low molecular compound containing epoxy group or ・ High molecular compound or low molecular compound containing alkoxy group or ・ High molecular compound or low molecular compound containing tosyl group or other demand The modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer according to claim 1, wherein a high molecular compound containing a nuclear leaving group or an electron withdrawing group or an organic compound containing an olefin group having a low molecular compound can be used. Formation.
(R = alkyl, aryl, hetaryl, optional organic group, M = alkaline or alkaline earth ion or any monovalent or divalent metal ion, or ammonium cation, Polymer = optional polymer. Main chain, Hal = F, Cl, Br, I, x = 2-20, X = electron withdrawing group, n = number of repeating units of main polymer (WE)):
Figure 2009263673
スルトンとして4環式、5環式、6環式または7環式スルトンが好ましい事を特徴とし、ベンズスルトン(Benzsultone)を使用する事も出来る、請求項3に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
Figure 2009263673

1=H及び/又はHal、Cn2n-1、CnHal2n-1
n=1−30、Hal=F, Cl, Br, I
A modified polymer, polymer blend, polymer (4) characterized in that a tetracyclic, pentacyclic, hexacyclic or heptacyclic sultone is preferred as the sultone, and benzsultone can also be used. Blend) film, or polymer former.
Figure 2009263673

R 1 = H and / or Hal, C n H 2n-1 , C n Hal 2n-1
n = 1-30, Hal = F, Cl, Br, I
スルトンとして4環式、5環式(ベンズ)スルトンが好ましい事を特徴とする、請求項3又は請求項4に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。   The modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer-formation product according to claim 3 or 4, characterized in that tetracyclic and pentacyclic (benz) sultone are preferred as sultone. ハロゲンを含む化合物として1つもしくは複数の陰イオン交換基を含む化合物が好ましい事を特徴とする、請求項3に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
Figure 2009263673

m=1−30、
1=H及び/又はCn2n-1、及び/又はアリール、ヘタリール、フェニル、n=1−30、
A=Hal(F, Cl, Br, I), OH, 任意の陰イオン、
Ar=任意のアリーレン基
The modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer-formation product according to claim 3, characterized in that a compound containing one or more anion exchange groups is preferred as the halogen-containing compound.
Figure 2009263673

m = 1-30,
R 1 = H and / or C n H 2n-1 and / or aryl, hetaryl, phenyl, n = 1-30,
A = Hal (F, Cl, Br, I), OH, any anion,
Ar = any arylene group
mが1〜10、R1=Cn2n-1、n=1〜12および/もしくはフェニルおよびHal Cl, BrまたはIで、Ar=1,4−フェニルである事を特徴とする、請求項6に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。 m is 1-10, R 1 = C n H 2n-1 , n = 1-12 and / or phenyl and Hal Cl, Br or I, Ar = 1,4-phenyl, Item 7. The modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer formed product of Item 6. ハロゲン化合物としてベンジル化合物が使用される事を特徴とする、請求項3に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
(R=任意な有機基)
Figure 2009263673
The modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer-formed product according to claim 3, wherein a benzyl compound is used as the halogen compound.
(R = any organic group)
Figure 2009263673
ベンジル化合物として次の化合物が好ましい事を特徴とする、請求項8に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
Figure 2009263673
The modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer-formation product according to claim 8, characterized in that the following compounds are preferred as benzyl compounds.
Figure 2009263673
ハロゲン化合物としてハロゲンアミン(halogenamin)が使用される事を特徴とする、請求項3に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
Figure 2009263673

m=1−30、
1=H及び/又はCn2n-1、及び/又はアリール、ヘタリール、フェニル、n=1−30、
Ar=任意のアリーレン基
4. The modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer formed product according to claim 3, wherein halogenamine is used as the halogen compound.
Figure 2009263673

m = 1-30,
R 1 = H and / or C n H 2n-1 and / or aryl, hetaryl, phenyl, n = 1-30,
Ar = any arylene group
ハロゲン化合物として陽イオン交換基もしくはそれらの非イオン性前駆物質を含む化合物が使用される事を特徴とする、請求項3に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
Figure 2009263673

m=1−30、
Hal=F, Cl, Br, I、
Ar=任意のアリーレン基、
X=OM(M=Hもしくは任意の陽イオン)、Hal, OR1, N(R12,
1=H及び/又はCn2n-1、及び/又はアリール、ヘタリール、フェニル、n=1−30、NHR2(R2=Cn2n+1そしてn=1−30)
The modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer formed product according to claim 3, wherein a compound containing a cation exchange group or a nonionic precursor thereof is used as the halogen compound. .
Figure 2009263673

m = 1-30,
Hal = F, Cl, Br, I,
Ar = any arylene group,
X = OM (M = H or any cation), Hal, OR 1 , N (R 1 ) 2 ,
R 1 = H and / or C n H 2n-1 and / or aryl, hetaryl, phenyl, n = 1-30, NHR 2 (R 2 = C n F 2n + 1 and n = 1-30)
ハロゲン化合物として次の化合物が好ましい事を特徴とする、請求項11に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
Figure 2009263673
The modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer-formation product according to claim 11, characterized in that the following compound is preferred as the halogen compound.
Figure 2009263673
ハロゲン化合物としてアリールハロゲン化合物、もしくはヘタリールハロゲン化合物(Hetarylhalogenverbindungen)が使用される事を特徴とする、請求項3に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。   The modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer-formation product according to claim 3, wherein an aryl halogen compound or a hetaryl halogen compound (Hetarylhalogenverbindungen) is used as the halogen compound. 次の基礎構造を含むハロゲン化合物が好ましい事を特徴とする、請求項13に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
Figure 2009263673
14. The modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film or polymer formed product according to claim 13, characterized in that halogen compounds containing the following basic structure are preferred.
Figure 2009263673
ハロゲン化合物として次の反応基を含む反応性色素が好ましい事を特徴とする、請求項3又は請求項13に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
反応基:ジクロロトリアジン、ジフルオロピリミジン、モノフルオロトリアジン、ジクロロキノキサリン、モノクロロトリアジン、トリクロロピリミジン、モノニコチン酸トリアジン、ビニルスルホンやこれの硫酸エステル等のマイケル−アクセプター:
Figure 2009263673
14. The modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer-formation product according to claim 3 or 13, wherein a reactive dye containing the following reactive group is preferred as the halogen compound.
Reactive groups: Michael-acceptors such as dichlorotriazine, difluoropyrimidine, monofluorotriazine, dichloroquinoxaline, monochlorotriazine, trichloropyrimidine, trinicotinic acid triazine, vinyl sulfone and sulfate thereof.
Figure 2009263673
反応性色素が次の発色団を含められる事を特徴とする、請求項14に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
・連結構成要素としてアゾとアリールピラゾール−5−オン
・連結構成要素としてアゾとI酸
・連結構成要素としてアゾとH酸
・連結構成要素としてアゾ−銅錯体とH酸
・銅錯体−ホルマザン
・フタロシアニン
・アントラキノン
・トリフェンジオクサンジン(Triphendioxazin)
・ジスアゾ
・連結構成要素としてアゾ−銅錯体と1−アリール−ピラゾール−5−オン
15. A modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer former according to claim 14, characterized in that the reactive dye comprises the following chromophores.
・ Azo and arylpyrazol-5-one as linking component ・ Azo and I acid as linking component ・ Azo and H acid as linking component ・ Azo-copper complex and H acid ・ copper complex -formazan ・ phthalocyanine as linking component・ Anthraquinone ・ Triphendioxazin
・ Disazo ・ Azo-copper complex and 1-aryl-pyrazol-5-one as linking components
変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜の基礎ポリマーとして好ましい事を特徴とする、請求項1から請求項16のいずれかに記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
・ポリエチレン、ポリプロピリン、ポリイゾブチレン、ポリノルボルネン、ポリメチルペンテン、ポリイゾプレン、ポリ(1,4−ブタジエン)、ポリ(1,2−ブタジエン)等のポリオレフィン
・ポリスチロール、ポリ(メチルスチロール)、ポリ(a,b,b−トリフルオロスチロール)、ポリ(ペンタフルオロスチロール)等のスチロール(コ)ポリマー
・Nafion(登録商標)もしくはNafion(登録商標)のSO2Hal−前駆物質もしくはSO2M−前駆物質(Hal=F, Cl, Br, I), Dow(登録商標)-Membrane, GoreSelect(登録商標)-Membran等の過フッ化アイオノマー
・スルホン化PVDFおよび/またはSO2Hal−前駆物質、Halはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素を意味する。
・(ヘタ)アリール主鎖ポリマー:
・ポリエーテルケトンPEK Victrex(登録商標)、ポリエーテルエーテルケトンPEEK Victrex(登録商標)、ポリエーテルエーテルケトンケトン PEEKK、ポリエーテルケトンエーテル−ケトンケトンPEKEKK Ultrapek(登録商標)、ポリエーテルエーテルケトンケトンPEEKK、ポリエーテルケトンケトンPEKK等のポリエーテルケトン類
・ポリスルホンUdel(登録商標)、ポリフェニルスルホンRadel R(登録商標)、ポリエーテルエーテルスルホンRadel A(登録商標)、ポリエーテルスルホンPES Victrex(登録商標)、ポリエーテルスルホンUltrason(登録商標)等のポリエーテルスルホン類
・PBI Celazol(登録商標)およびその他の、ベンズイミダゾール構成要素を含むオリゴマーおよびポリマー等のポリ(ベンズ)イミダゾール類。(ベンズ)イミダゾール基は主鎖もしくはポリマー側鎖に含まれて良い。
・例えばポリ(2,6−ジメチルオキシフェニレン)、ポリ(2,6−ジフェニルオキシフェにレン)等のポリフェニレンエーテル類
・ポリフェニレンサルファイドおよびコポリマー
・側鎖に、場合によってはベンゾイル−、ナフトイル−、もしくはo−フェニルオキシ−1,4−ベンゾイル基、m−フェニルオキシ−1,4−ベンゾイル基もしくはp-フェニルオキシ−1,4−ベンゾイル基に因り、変形しているポリ(1,4−フェニレン)もしくはポリ(1,3−フェニレン)
・ポリ(ベンズオキサゾール)とコポリマー
・ポリ(ベンズチアゾール)とコポリマー
・ポリ(フタラジノン)とコポリマー
・ポリアニリンとコポリマー
17. Modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film or polymer formation according to any of claims 1 to 16, characterized in that it is preferred as a base polymer for a modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film object.
・ Polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, polynorbornene, polymethylpentene, polyisoprene, poly (1,4-butadiene), poly (1,2-butadiene), and the like, poly (methylstyrene), poly (a , B, b-trifluorostyrol), poly (pentafluorostyrol) and other styrol (co) polymers, Nafion® or Nafion® SO 2 Hal-precursor or SO 2 M-precursor ( Hal = F, Cl, Br, I), Dow®-Membrane, GoreSelect®-Membran and other perfluorinated ionomer sulfonated PVDF and / or SO 2 Hal-precursors, Hal is fluorine, Means chlorine, bromine and iodine.
・ (Heta) aryl main chain polymer:
Polyether ketone PEK Victrex (registered trademark), polyether ether ketone PEEK Victrex (registered trademark), polyether ether ketone ketone PEEKK, polyether ketone ether-ketone ketone PEKEKK Ultrapek (registered trademark), polyether ether ketone ketone PEEKK, poly Polyether ketones such as ether ketone ketone PEKK ・ Polysulfone Udel (registered trademark), polyphenylsulfone Radel R (registered trademark), polyether ether sulfone Radel A (registered trademark), polyether sulfone PES Victrex (registered trademark), poly Polyethersulfones such as ethersulfone Ultrason® Poly (benz) imidazoles such as PBI Celazol® and other oligomers and polymers containing benzimidazole components. (Benz) imidazole groups may be included in the main chain or polymer side chain.
Polyphenylene ethers such as poly (2,6-dimethyloxyphenylene), poly (2,6-diphenyloxyphene), etc.polyphenylene sulfide and copolymers side chain, optionally benzoyl-, naphthoyl-, or Poly (1,4-phenylene) deformed due to o-phenyloxy-1,4-benzoyl group, m-phenyloxy-1,4-benzoyl group or p-phenyloxy-1,4-benzoyl group Or poly (1,3-phenylene)
・ Poly (benzoxazole) and copolymer ・ Poly (benzthiazole) and copolymer ・ Poly (phthalazinone) and copolymer ・ Polyaniline and copolymer
基礎ポリマーとして次の構成要素から成り立つ事が出来る(ヘタ)アリール主鎖ポリマーが好ましい事を特徴とする、請求項17に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
(R=構成要素基, BrG=構成要素間の架橋基(n=ポリマー繰り返しユニット数(WE)(−(R−BrG)n−):
Figure 2009263673

1=Cn2n-1もしくはアリール、n=1−30、
2=C(Cn2n-12もしくはC(Cn2n-12、n=1−30、
m=0もしくは1
X=N
Y=O, S, NH
18. A modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film or polymer former according to claim 17, characterized in that a (het) aryl main chain polymer which can consist of the following constituents is preferred as the base polymer.
(R = constituent group, BrG = crosslinking group between constituent elements (n = number of polymer repeating units (WE) (-(R-BrG) n- )):
Figure 2009263673

R 1 = C n H 2n-1 or aryl, n = 1-30,
R 2 = C (C n H 2n-1 ) 2 or C (C n F 2n-1 ) 2 , n = 1-30,
m = 0 or 1
X = N
Y = O, S, NH
ポリマー基として次のタイプのアリール主鎖ポリマーが好ましい事を特徴とする、請求項18に記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
・PSU Udel(登録商標), PES Victrex(登録商標), PPhSU Radel R(登録商標), PEES Radel A(登録商標), Ultrason(登録商標)等のポリエーテルスルホン類
・ポリ−p−フェニレン、ポリ−m−フェニレンおよび、ポリ−p−stat−m−フェニレン等のポリフェニレン類
・ポリ(2,6−ジメチルフェニレンエーテル)およびポリ(2,6−ジフェニルフェニレンエーテル)等のポリフェニレンエーテル類
・ポリフェニレンサルファイド類
・ポリエーテルエーテルケトンPEEK、ポリエーテルケトンPEK、ポリエーテルエーテルケトンケトンPEEKK、ポリエーテルケトンケトンPEKK、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトンPEKEKK等のポリエーテルケトン類
19. A modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film or polymer former according to claim 18, characterized in that the following types of aryl main chain polymers are preferred as polymer groups.
-Polyethersulfones such as PSU Udel (registered trademark), PES Victrex (registered trademark), PPhSU Radel R (registered trademark), PEES Radel A (registered trademark), Ultrason (registered trademark)-Poly-p-phenylene, poly -M-phenylene and polyphenylenes such as poly-p-stat-m-phenylene, polyphenylene ethers such as poly (2,6-dimethylphenylene ether) and poly (2,6-diphenylphenylene ether), and polyphenylene sulfides・ Polyether ketones such as polyether ether ketone PEEK, polyether ketone PEK, polyether ether ketone ketone PEEKK, polyether ketone ketone PEKK, polyether ketone ether ketone ketone PEKEKK
ポリマーがさらに次の官能基を任意なところに有する事が出来る事を特徴とする、請求項17から請求項19のいずれかに記載の変性ポリマー、ポリマーブレンド、ポリマー(ブレンド)膜、またはポリマー形成物。
NO2, Hal, R2, N(R22, SO22, NO, SO2Hal, SO2N(R22, R9=Cn(Cn2n-12n-1, R9=Cn(Hal)2n-1, R9=Cn(Cn(Hal)2n-12n-1 (n=1−20), H, Hal (Hal=F, Cl, Br, I), R9, OR9 mit R9=Cn2n-1, R9=Cn(Cn2n-12n-1, R9=Cn(Hal)2n-1, R9=Cn(Cn(Hal)2n-12n-1 (n=1−20), フェニル、ナフチル、アントラセニル、アリール、ヘタリール(Hetaryl)、N(R32、N3、NO2、ONO、ニトロアルキル、ニトロアリール、COOR9
20. The modified polymer, polymer blend, polymer (blend) film, or polymer formation according to any one of claims 17 to 19, characterized in that the polymer can further have the following functional groups at any place: object.
NO 2 , Hal, R 2 , N (R 2 ) 2 , SO 2 R 2 , NO, SO 2 Hal, SO 2 N (R 2 ) 2 , R 9 = C n (C n H 2n-1 ) 2n- 1 , R 9 = C n (Hal) 2n-1 , R 9 = C n (C n (Hal) 2n-1 ) 2n-1 (n = 1-20), H, Hal (Hal = F, Cl, Br, I), R 9 , OR 9 mit R 9 = C n H 2n-1 , R 9 = C n (C n H 2n-1 ) 2n-1 , R 9 = C n (Hal) 2n-1 , R 9 = C n (C n (Hal) 2n-1 ) 2n-1 (n = 1-20), phenyl, naphthyl, anthracenyl, aryl, hetaryl, N (R 3 ) 2 , N 3 , NO 2 , ONO, nitroalkyl, nitroaryl, COOR 9 .
請求項1から請求項20のいずれかに記載の変性ポリマーの作成方法であって、
スルフィナート基を含むポリマーが、場合に因り他のポリマーと共にフラスコ内で、場合に因り保護ガスを使用し、および場合に因り溶解もしくは各アルキル化反応に適切な溶媒に懸濁させ、本発明の有機アルキル化剤、もしくはアルキル化剤の混合物、および場合によっては反応混合物中、易溶もしくは難溶なカルシウム化合物と0℃から200℃で場合によっては保護ガスを使用し攪拌させながら反応する事を特徴とし、この時、反応混合物を0℃から200℃間で反応が終了するまで攪拌し、反応混合物を次の様に浄化する、変性ポリマーの作成方法。
(a)非水溶性物
(1)(オプショナル)過剰量のアルキル化剤を破壊し、場合によっては反応に因り遊離したフッ化物イオンをCaF2として沈殿させるために、アルキル化剤のモル量に対し、反応混合物に2−10倍量の水、塩化カルシウム溶液、もしくはグルコン酸カルシウム溶液等のカルシウム塩水溶液、および/もしくはアルカリ水溶液(1−30%のNaOH、KOH、LiOH、Ca(OH)2、1−30%のアンモニア溶液もしくはアミン溶液)を攪拌しながら反応混合物に加える。
(2)(反応混合物もしくは変性ポリマーの体積に対し)2−20倍のアルコール中(メタノール、エタノール、i−プロパノール、n−プロパノール)、もしくは水中、もしくは鉱物塩水溶液中(NaCl、NaHCO3、Na2SO4、CaCl2等)、もしくは他の一般の沈殿剤(アセトン、メチルエチルケトン等)にて反応混合物を沈殿もしくは懸濁し、ろ過する。
(3)洗浄水からイオンがなくなるまで沈殿物の洗浄
(4)温度を上げ、場合に因り圧力を下げ乾燥
(5)(オプショナル)変性ポリマーを適切な溶媒にて再溶解し、上記の様に浄化する((2)以降)。
(b)水溶性物
(1)過剰量のアルキル化剤を破壊し、場合によっては反応に因り遊離したフッ化物イオンをCaF2として沈殿させるために、アルキル化剤のモル量に対し、反応混合物に2−10倍の水、塩化カルシウム溶液、もしくはグルコン酸カルシウム溶液等のカルシウム塩水溶液、および/もしくはアルカリ水溶液(1−30%のNaOH、KOH、LiOH、Ca(OH)2、1−30%のアンモニア溶液もしくはアミン溶液)を攪拌しながら加える。
(2)反応混合物を5−20倍量の水と交ぜ、全ての低分子物質が除去されるまで透析する。
(3)場合によってはありえる透析液の非水溶性の成分をろ過する。
(4)温度を上げ、場合に因り圧力を下げ乾燥。
A method for producing a modified polymer according to any one of claims 1 to 20,
A polymer containing a sulfinate group is optionally suspended in a flask together with other polymers, optionally using a protective gas, and optionally suspended in a solvent suitable for the dissolution or each alkylation reaction. It is characterized by reacting with an easily or slightly soluble calcium compound in an alkylating agent, or a mixture of alkylating agents, and in some cases in a reaction mixture, with stirring at 0 to 200 ° C. using a protective gas in some cases. At this time, the reaction mixture is stirred between 0 ° C. and 200 ° C. until the reaction is completed, and the reaction mixture is purified as follows.
(A) Water-insoluble matter (1) (Optional) In order to destroy excess alkylating agent and possibly precipitate fluoride ions released due to the reaction as CaF 2 , the molar amount of alkylating agent On the other hand, the reaction mixture contains 2-10 times the amount of water, calcium chloride solution, calcium salt aqueous solution such as calcium gluconate solution, and / or alkaline aqueous solution (1-30% NaOH, KOH, LiOH, Ca (OH) 2. 1-30% ammonia solution or amine solution) is added to the reaction mixture with stirring.
(2) 2-20 times in alcohol (methanol, ethanol, i-propanol, n-propanol) (in the reaction mixture or modified polymer volume), or in water or in an aqueous mineral salt solution (NaCl, NaHCO 3 , Na 2 SO 4 , CaCl 2, etc.) or other common precipitating agents (acetone, methyl ethyl ketone, etc.) are precipitated or suspended and filtered.
(3) Wash the precipitate until no ions are present in the wash water. (4) Raise the temperature and reduce the pressure depending on the case. (5) (Optional) Re-dissolve the modified polymer in a suitable solvent, as above. Purify (after (2)).
(B) Water-soluble substances (1) In order to destroy the excess amount of the alkylating agent and in some cases to precipitate fluoride ions liberated due to the reaction as CaF 2 , the reaction mixture relative to the molar amount of the alkylating agent 2-10 times water, calcium chloride solution, calcium salt aqueous solution such as calcium gluconate solution, and / or alkaline aqueous solution (1-30% NaOH, KOH, LiOH, Ca (OH) 2 , 1-30% Ammonia solution or amine solution) is added with stirring.
(2) Combine the reaction mixture with 5-20 volumes of water and dialyze until all low molecular weight material is removed.
(3) Filter the non-water soluble components of the dialysate that may be present.
(4) Increase the temperature, and depending on the case, reduce the pressure and dry.
請求項1から請求項20のいずれかに記載のポリマー(ブレンド)膜の作成方法であって、
スルフィナート基を含むポリマーが、場合に因り他のポリマーと共に反応容器内で、場合に因り保護ガスを使用し、および場合に因り溶解もしくは各アルキル化反応に適切な双極−非プロトン性溶媒もしくはプロトン性溶媒もしくはエーテル溶媒に懸濁させ、本発明の有機アルキル化剤、もしくはアルキル化剤の混合物、および場合によっては反応混合物中、易溶もしくは難溶なカルシウム化合物と場合によっては保護ガスを使用し攪拌しながら交ぜ、
0℃から200℃で反応混合物をアルキル化反応の開始後もしくは終了まで攪拌し、直後に反応混合物を薄い膜として下敷き上(ガラスプレート、金属プレート、布もしくはフリース)のばし、温度を上げ、場合によっては低圧力を取り除け、その後ポリマー(ブレンド)膜を次の様に後処理し、この時、後処理の回数および後処理段階の順序を変更する事が出来る、ポリマー(ブレンド)膜の作成方法。
(1)場合により温度0℃から90℃で1から48時間 1−50%のカルシウム塩水溶液
(2)0℃から90℃で1から48時間 1−50%の水性アルカリ
(3)0℃から100℃で1から48時間 1−20%の水性鉱酸
(4)0℃から100℃で1から48時間 水
A method for producing a polymer (blend) film according to any one of claims 1 to 20,
A polymer containing sulfinate groups, optionally in a reaction vessel with other polymers, optionally using a protective gas, and optionally a dipolar-aprotic solvent or protic suitable for each alkylation reaction Suspend in a solvent or ether solvent and stir using an organic alkylating agent of the present invention, or a mixture of alkylating agents, and, in some cases, a reaction mixture, using a readily soluble or slightly soluble calcium compound and optionally a protective gas. Mix together,
Stir the reaction mixture from 0 ° C. to 200 ° C. until the beginning or end of the alkylation reaction. Immediately afterwards, spread the reaction mixture as a thin film on the underlay (glass plate, metal plate, cloth or fleece), increase the temperature, optionally Is a method for producing a polymer (blend) film in which the low pressure is removed, and then the polymer (blend) film is post-treated as follows, and the number of post-treatments and the order of the post-treatment steps can be changed.
(1) 1 to 48 hours at a temperature of 0 ° C. to 90 ° C. 1-50% calcium salt aqueous solution (2) 1 to 48 hours at 0 ° C. to 90 ° C. 1-50% aqueous alkali (3) from 0 ° C. 1 to 48 hours at 100 ° C 1-20% aqueous mineral acid (4) 0 to 100 ° C for 1 to 48 hours water
請求項1から請求項20のいずれかに記載の表面的、もしくは大部分的(バルク)に変性したポリマー(ブレンド)膜もしくは他のポリマー形成物の作成方法であって、
スルフィナート基を含むポリマー膜、もしくはポリマー形成物が、反応容器内でアルキル化剤もしくは異なるアルキル化剤の混合物と、場合によっては保護ガスを使用し、場合によっては反応混合物中易溶もしくは難溶なカルシウム化合物を付加し、0℃から200℃で表面的にもしくは大部分的(バルク)にアルキル化反応の終了までアルキル化し、その後次の様に洗浄される事を特徴とする、ポリマー(ブレンド)膜もしくは他のポリマー形成物の作成方法。
(1)過剰量のアルキル化剤を破壊し、場合によっては反応に因り遊離したフッ化物イオンをCaF2として沈殿させるために、アルキル化剤のモル量に対し、反応混合物に2−10倍量の水、塩化カルシウム溶液、もしくはグルコン酸カルシウム溶液等のカルシウム塩水溶液、および/もしくはアルカリ水溶液(1−30%のNaOH、KOH、LiOH、Ca(OH)2、1−30%のアンモニア溶液もしくはアミン溶液)を攪拌しながらポリマー形成物に加える。
(2)(反応混合物もしくは変性ポリマーの体積に対し)2−20倍のアルコール中(メタノール、エタノール、i−プロパノール、n−プロパノール)、もしくは水中、もしくは鉱物塩水溶液中(NaCl、NaHCO3、Na2SO4、CaCl2、Ca(NO32等)、もしくは他の一般の有機沈殿剤(アセトン、メチルエチルケトン等)にてポリマー形成物を洗浄する。
(3)洗浄水からイオンがなくなるまで水で洗浄
(4)温度を上げ、場合に因り圧力を下げ乾燥。
A method of making a superficially or largely (bulk) modified polymer (blend) film or other polymer formation according to any of claims 1 to 20, comprising
The polymer film containing the sulfinate group, or the polymer-formation product, is used in the reaction vessel with an alkylating agent or a mixture of different alkylating agents and, in some cases, a protective gas, and in some cases is easily soluble or hardly soluble in the reaction mixture. Polymer (blend), characterized by adding calcium compound, alkylating superficially or mostly (bulk) from 0 ° C to 200 ° C until the end of the alkylation reaction and then washing as follows Method for making a film or other polymer formation.
(1) 2-10 times the amount of the alkylating agent relative to the molar amount of the alkylating agent in order to destroy the excess amount of the alkylating agent and in some cases to precipitate fluoride ions liberated due to the reaction as CaF 2. Water, calcium chloride solution, calcium salt aqueous solution such as calcium gluconate solution, and / or alkaline aqueous solution (1-30% NaOH, KOH, LiOH, Ca (OH) 2 , 1-30% ammonia solution or amine) Solution) is added to the polymer formation with stirring.
(2) 2-20 times in alcohol (methanol, ethanol, i-propanol, n-propanol) (in the reaction mixture or modified polymer volume), or in water or in an aqueous mineral salt solution (NaCl, NaHCO 3 , Na 2 SO 4 , CaCl 2 , Ca (NO 3 ) 2 ), or other common organic precipitating agents (acetone, methyl ethyl ketone, etc.).
(3) Wash with water until no ions are present in the wash water. (4) Increase the temperature and reduce the pressure depending on the case.
請求項1から請求項20のいずれかに記載の変性ポリマーの作成方法であって、
アルキル化基を含むポリマーが、場合に因り他のポリマーと共にフラスコ内で、場合に因り保護ガスを使用しおよび、場合に因り溶解もしくは各アルキル化反応に適切な溶媒に懸濁させ、本発明の低分子スルフィナートもしくは高分子スルフィナート、もしくは異なるスルフィナートの混合物、および場合によっては反応混合物中、易溶もしくは難溶なカルシウム化合物と0℃から200℃で場合によっては保護ガスを使用し攪拌させながら反応する事を特徴とし、この時、反応混合物を0℃から200℃間で反応が終了するまで攪拌し、反応混合物を次の様に浄化する、変性ポリマーの作成方法。
(a)非水溶性物
(1)(オプショナル)過剰量のアルキル化剤を破壊し、場合によっては反応に因り遊離したフッ化物イオンをCaF2として沈殿させるために、アルキル化剤のモル量に対し、反応混合物に2−10倍量の水、塩化カルシウム溶液、もしくはグルコン酸カルシウム溶液等のカルシウム塩水溶液、および/もしくはアルカリ水溶液(1−30%のNaOH、KOH、LiOH、Ca(OH)2、1−30%のアンモニア溶液もしくはアミン溶液)を攪拌しながら反応混合物に加える。
(2)(反応混合物もしくは変性ポリマーの体積に対し)2−20倍のアルコール中(メタノール、エタノール、i−プロパノール、n−プロパノール)、もしくは水中、もしくは鉱物塩水溶液中(NaCl、NaHCO3、Na2SO4、CaCl2、Ca(NO32等)、もしくは他の一般の沈殿剤(アセトン、メチルエチルケトン等)にて反応混合物を沈殿もしくは懸濁し、ろ過する。
(3)洗浄水からイオンがなくなるまで沈殿物の洗浄
(4)温度を上げ、場合に因り圧力を下げ乾燥
(5)(オプショナル)変性ポリマーを適切な溶媒にて再溶解し、上記の様に浄化する((2)以降)。
(b)水溶性物
(1)過剰量のアルキル化剤を破壊し、場合によっては反応に因り遊離したフッ化物イオンをCaF2として沈殿させるために、アルキル化剤のモル量に対し、反応混合物に2−10倍の水、塩化カルシウム溶液、もしくはグルコン酸カルシウム溶液等のカルシウム塩水溶液、および/もしくはアルカリ水溶液(1−30%のNaOH、KOH、LiOH、Ca(OH)2、1−30%のアンモニア溶液もしくはアミン溶液)を攪拌しながら加える。
(2)反応混合物を5−20倍量の水と交ぜ、全ての低分子物質が除去されるまで透析する。
(3)場合によってはありえる透析液の非水溶性の成分をろ過する。
(4)温度を上げ、場合に因り圧力を下げ乾燥。
A method for producing a modified polymer according to any one of claims 1 to 20,
The polymer containing the alkylating group is optionally in a flask together with other polymers, optionally using a protective gas, and optionally suspended or suspended in a solvent suitable for each alkylation reaction. In low-molecular or high-molecular sulfinates, or a mixture of different sulfinates, and in some cases, in a reaction mixture, react with an easily or slightly soluble calcium compound at 0 to 200 ° C. with stirring using a protective gas in some cases. A method for producing a modified polymer, characterized in that, at this time, the reaction mixture is stirred between 0 ° C. and 200 ° C. until the reaction is completed, and the reaction mixture is purified as follows.
(A) Water-insoluble matter (1) (Optional) In order to destroy excess alkylating agent and possibly precipitate fluoride ions released due to the reaction as CaF 2 , the molar amount of alkylating agent On the other hand, the reaction mixture contains 2-10 times the amount of water, calcium chloride solution, calcium salt aqueous solution such as calcium gluconate solution, and / or alkaline aqueous solution (1-30% NaOH, KOH, LiOH, Ca (OH) 2. 1-30% ammonia solution or amine solution) is added to the reaction mixture with stirring.
(2) 2-20 times in alcohol (methanol, ethanol, i-propanol, n-propanol) (in the reaction mixture or modified polymer volume), or in water or in an aqueous mineral salt solution (NaCl, NaHCO 3 , Na 2 SO 4 , CaCl 2 , Ca (NO 3 ) 2 etc.) or other general precipitating agents (acetone, methyl ethyl ketone, etc.) are precipitated or suspended and filtered.
(3) Wash the precipitate until no ions are present in the wash water. (4) Raise the temperature and reduce the pressure depending on the case. (5) (Optional) Re-dissolve the modified polymer in a suitable solvent, as above. Purify (after (2)).
(B) Water-soluble substances (1) In order to destroy the excess amount of the alkylating agent and in some cases to precipitate fluoride ions liberated due to the reaction as CaF 2 , the reaction mixture relative to the molar amount of the alkylating agent 2-10 times water, calcium chloride solution, calcium salt aqueous solution such as calcium gluconate solution, and / or alkaline aqueous solution (1-30% NaOH, KOH, LiOH, Ca (OH) 2 , 1-30% Ammonia solution or amine solution) is added with stirring.
(2) Combine the reaction mixture with 5-20 volumes of water and dialyze until all low molecular weight material is removed.
(3) Filter the non-water soluble components of the dialysate that may be present.
(4) Increase the temperature, and depending on the case, reduce the pressure and dry.
請求項1から請求項20のいずれかに記載のポリマー(ブレンド)膜の作成方法であって、
アルキル化基を含むポリマーが、場合に因り他のポリマーと共に反応容器内で、場合に因り保護ガスを使用しおよび、場合に因り溶解もしくは各アルキル化反応に適切な溶媒に懸濁させ、本発明の低分子スルフィナートもしくは高分子スルフィナート、もしくは異なるスルフィナートの混合物および場合によっては反応混合物中易溶もしくは難溶なカルシウム化合物と場合によっては保護ガスを使用し攪拌しながら交ぜ、
0℃から200℃で反応混合物をアルキル化反応の開始後もしくは終了まで攪拌し、直後に反応混合物を薄い膜として下敷き上(ガラスプレート、金属プレート、布もしくはフリース)のばし、温度を上げ、場合によっては低圧力を取り除け、その後ポリマー(ブレンド)膜を次の様に後処理し、この時、後処理の回数および後処理段階の順序を変更する事が出来る、ポリマー(ブレンド)膜の作成方法。
(1)場合により温度0℃から90℃で1から48時間 1−50%のカルシウム塩水溶液
(2)0℃から90℃で1から48時間 1−50%の水性アルカリ
(3)0℃から100℃で1から48時間 1−20%の水性鉱酸
(4)0℃から100℃で1から48時間 水
A method for producing a polymer (blend) film according to any one of claims 1 to 20,
A polymer containing an alkylating group is optionally combined with other polymers in a reaction vessel, optionally using a protective gas, and optionally dissolved or suspended in a solvent suitable for each alkylation reaction. A low-molecular sulfinate or a high-molecular sulfinate, or a mixture of different sulfinates and, in some cases, a slightly soluble or slightly soluble calcium compound in the reaction mixture, and optionally a protective gas and mixed with stirring.
Stir the reaction mixture from 0 ° C. to 200 ° C. until the beginning or end of the alkylation reaction. Immediately afterwards, spread the reaction mixture as a thin film on the underlay (glass plate, metal plate, cloth or fleece), increase the temperature, optionally Is a method for producing a polymer (blend) film in which the low pressure is removed, and then the polymer (blend) film is post-treated as follows, and the number of post-treatments and the order of the post-treatment steps can be changed.
(1) 1 to 48 hours at a temperature of 0 ° C. to 90 ° C. 1-50% calcium salt aqueous solution (2) 1 to 48 hours at 0 ° C. to 90 ° C. 1-50% aqueous alkali (3) from 0 ° C. 1 to 48 hours at 100 ° C 1-20% aqueous mineral acid (4) 0 to 100 ° C for 1 to 48 hours water
請求項1から請求項20のいずれかに記載の表面的、もしくは大部分的(バルク)に変性したポリマー(ブレンド)膜もしくは他のポリマー形成物の作成方法であって、
アルキル化基を含むポリマー膜、もしくはポリマー形成物が、反応容器内で場合によっては保護ガスを使用し、場合によっては反応混合物中易溶もしくは難溶なカルシウム化合物と、0℃から200℃で表面的にもしくは大部分的(バルク)にアルキル化反応の終了まで本発明の低分子スルフィナートもしくは高分子スルフィナートもしくは異なるスルフィナートの混合物でアルキル化し、その後次の様に洗浄される事を特徴とする、ポリマー(ブレンド)膜もしくは他のポリマー形成物の作成方法。
(1)過剰量のアルキル化剤を破壊し、場合によっては反応に因り遊離したフッ化物イオンをCaF2として沈殿させるために、アルキル化剤のモル量に対し、反応混合物に2−10倍量の水、塩化カルシウム溶液、もしくはグルコン酸カルシウム溶液等のカルシウム塩水溶液、および/もしくはアルカリ水溶液(1−30%のNaOH、KOH、LiOH、Ca(OH)2、1−30%のアンモニア溶液もしくはアミン溶液)を攪拌しながらポリマー形成物に加える。
(2)(反応混合物もしくは変性ポリマーの体積に対し)2−20倍のアルコール中(メタノール、エタノール、i−プロパノール、n−プロパノール)、もしくは水中、もしくは鉱物塩水溶液中(NaCl、NaHCO3、Na2SO4、CaCl2、Ca(NO32等)、もしくは他の一般の有機沈殿剤(アセトン、メチルエチルケトン等)にてポリマー形成物を洗浄する。
(3)洗浄水からイオンがなくなるまで水で洗浄。
(4)温度を上げ、場合に因り圧力を下げ乾燥。
A method of making a superficially or largely (bulk) modified polymer (blend) film or other polymer formation according to any of claims 1 to 20, comprising
A polymer film containing an alkylating group or a polymer-forming product may be used in the reaction vessel, possibly using a protective gas, and in some cases, a surface of the reaction mixture at 0 ° C. to 200 ° C. with a calcium compound that is easily or hardly soluble in the reaction mixture. A polymer characterized in that it is alkylated with the low molecular weight sulfinates of the present invention or polymeric sulfinates or mixtures of different sulfinates until the end of the alkylation reaction, in bulk or in bulk, and then washed as follows: (Blend) A method of making a film or other polymer formation.
(1) 2-10 times the amount of the alkylating agent relative to the molar amount of the alkylating agent in order to destroy the excess amount of the alkylating agent and in some cases to precipitate fluoride ions liberated due to the reaction as CaF 2. Water, calcium chloride solution, calcium salt aqueous solution such as calcium gluconate solution, and / or alkaline aqueous solution (1-30% NaOH, KOH, LiOH, Ca (OH) 2 , 1-30% ammonia solution or amine) Solution) is added to the polymer formation with stirring.
(2) 2-20 times in alcohol (methanol, ethanol, i-propanol, n-propanol) (in the reaction mixture or modified polymer volume), or in water or in an aqueous mineral salt solution (NaCl, NaHCO 3 , Na 2 SO 4 , CaCl 2 , Ca (NO 3 ) 2 ), or other common organic precipitating agents (acetone, methyl ethyl ketone, etc.).
(3) Wash with water until ions disappear from the wash water.
(4) Increase the temperature, and depending on the case, reduce the pressure and dry.
請求項21から請求項26のいずれかに記載の作成方法であって、
アルキル化反応の反応溶媒もしくは溶媒として、次の溶媒を純粋な形もしくは混合物として使用する事を特徴とする、作成方法。
・ジメチルスルホキシド、スルホレン、N−メチルピロリジノン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、アセトニトリル、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、もしくはこれらの溶媒同士の混合物等の双極−非プロトン性溶媒類
・ジエチルエーテル、テトラハイドロフラン、グリム、ジグリム、ジグリム、トリグリム、ジオキサン、もしくはこれら溶媒同士の混合物、等のエーテル溶媒
・メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、もしくはこれらの溶媒の混合物等のアルキルアルコール
・メチルエチルケトンやアセトン、もしくはこれらの溶媒の混合物等のケトン
・水もしくは上記の溶媒との混合物
・上記の溶媒の任意な混合物
A creation method according to any one of claims 21 to 26, wherein:
A production method characterized by using the following solvent as a pure solvent or a mixture as a reaction solvent or a solvent for an alkylation reaction.
Dimethyl sulfoxide, sulfolene, N-methylpyrrolidinone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methylformamide, N-methylacetamide, acetonitrile, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, or a mixture of these solvents Dipolar-aprotic solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, glyme, diglyme, diglyme, triglyme, dioxane, or a mixture of these solvents, etc. Ether solvents such as methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol Or alkyl alcohols such as a mixture of these solvents, methyl ethyl ketone and acetone, or ketones such as a mixture of these solvents, water or a mixture with the above solvents, and any mixtures of the above solvents
請求項21から請求項27のいずれかに記載の作成方法であって、
反応混合物中易溶もしくは難溶なカルシウム化合物として次のカルシウム化合物を好む事を特徴とする、作成方法。
・カルシウムアセチルアセトナート(ビス−(2,4−ペンタンジオナト)−カルシウム)=Calciumacetylacetonat (Bis-(2,4-pentandionato)-calcium)
・カルシウム−ビス−(6,6,7,7,8,8,8−ヘプタフルオロ−2,2−ジメチル−3,5−オクタンジオナト)=Calcium-bis-(6,6,7,7,8,8,8-heptafluor-2,2-dimethyl-3,5-octandionat)
・カルシウム−1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロアセチルアセトナート=Calcium-1,1,1,5,5,5-hexafluoracetylacetonat
・カルシウムメチラート=Calciummethylat
・シュウ酸カルシウム=Calciumoxalat
・グルコン酸−D−カルシウム=Calcium-D-gluconat
・カルシウム−(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナト)=Calcium-(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionat)
・カルシウムトリフラート(=トリフルオロメタンスルフォン酸カルシウム塩)=Calciumtriflat (Trifluormethansulfonsaure Calciumsalz)
A creation method according to any one of claims 21 to 27,
A production method characterized in that the following calcium compound is preferred as an easily soluble or hardly soluble calcium compound in the reaction mixture.
・ Calcium acetylacetonate (bis- (2,4-pentandionato) -calcium) = Calciumacetylacetonat (Bis- (2,4-pentandionato) -calcium)
Calcium-bis- (6,6,7,7,8,8,8-heptafluoro-2,2-dimethyl-3,5-octandionato) = Calcium-bis- (6,6,7,7 , 8,8,8-heptafluor-2,2-dimethyl-3,5-octandionat)
・ Calcium-1,1,1,5,5,5-hexafluoroacetylacetonate = Calcium-1,1,1,5,5,5-hexafluoracetylacetonat
・ Calcium methylat
・ Calcium oxalate = Calciumoxalat
・ Calcium-D-gluconat
・ Calcium- (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato) = Calcium- (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionat)
・ Calcium triflate (= Calcium trifluoromethanesulfonate) = Calciumtriflat (Trifluormethansulfonsaure Calciumsalz)
請求項1から請求項28のいずれかに記載の変性ポリマーの、膜プロセス、もしくは場合により膜燃料電池、膜電気分解で使用するための、膜への変形。   A modification of a modified polymer according to any of claims 1 to 28 into a membrane for use in a membrane process or optionally a membrane fuel cell, membrane electrolysis. 請求項1から請求項28のいずれかに記載の変性ポリマーの、膜燃料電池もしくは膜電気分解のためのプロトン伝導性な、場合によっては物理的に共有結合架橋されているブレンド膜のブレンド構成要素としての使用。   29. Blend component of a blended membrane of a modified polymer according to any of claims 1 to 28, which is proton-conductive, optionally physically covalently crosslinked, for membrane fuel cell or membrane electrolysis Use as. 請求項1から請求項28のいずれかに記載道り作成された変性ポリマー膜の、膜プロセス、膜分離プロセス、膜燃料電池もしくは膜電気分解での使用。   29. Use of a modified polymer membrane prepared according to any of claims 1 to 28 in a membrane process, a membrane separation process, a membrane fuel cell or membrane electrolysis.
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