JP3411562B2 - Electrode structure and polymer electrolyte fuel cell comprising the same - Google Patents

Electrode structure and polymer electrolyte fuel cell comprising the same

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信広 斉藤
幸平 後藤
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    • Y02E60/50Fuel cells

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高分子電解質膜を
備える電極構造体及び該電極構造体を備える固体高分子
型燃料電池に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode structure having a polymer electrolyte membrane and a polymer electrolyte fuel cell having the electrode structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】石油資源が枯渇化する一方、化石燃料の
消費による地球温暖化等の環境問題が深刻化しており、
二酸化炭素の発生を伴わないクリーンな電動機用電力源
として燃料電池が注目され、広範に開発されていると共
に、一部では実用化され始めている。前記燃料電池を自
動車等に搭載する場合には、高電圧と大電流とが得やす
いことから、高分子電解質膜を用いる固体高分子型燃料
電池が好適に用いられる。
2. Description of the Related Art While petroleum resources are depleted, environmental problems such as global warming due to consumption of fossil fuels are becoming more serious.
Fuel cells have attracted attention as a clean electric power source for electric motors that does not generate carbon dioxide, have been extensively developed, and have been partially put into practical use. When the fuel cell is mounted on an automobile or the like, a solid polymer fuel cell using a polymer electrolyte membrane is preferably used because a high voltage and a large current are easily obtained.

【0003】前記固体高分子型燃料電池は、一対の電極
の間にイオン透過可能な高分子電解質膜を挟持させた構
成の電極構造体を備え、前記高分子電解質膜としてパー
フルオロアルキレン系高分子化合物等をスルホン化して
プロトン伝導性を付与したものが用いられている。前記
パーフルオロアルキレンスルホン酸ポリマーは、前記プ
ロトン伝導性と、フッ素樹脂としての耐薬品性とを併せ
備えており、例えば、デュポン社製ナフィオン(商品
名)が広く利用されている。
The solid polymer electrolyte fuel cell comprises an electrode structure having a structure in which an ion-permeable polymer electrolyte membrane is sandwiched between a pair of electrodes, and a perfluoroalkylene polymer is used as the polymer electrolyte membrane. Those obtained by imparting proton conductivity by sulfonation of a compound or the like are used. The perfluoroalkylene sulfonic acid polymer has both the proton conductivity and the chemical resistance as a fluororesin, and for example, Nafion (trade name) manufactured by DuPont is widely used.

【0004】前記構成の電極構造体は、従来、一対の電
極の間に前記高分子電解質膜を配置した状態で、前記電
極及び高分子電解質膜を、該高分子電解質膜を構成する
樹脂の軟化点以上の温度でホットプレスすることにより
製造されている。
In the electrode structure having the above-mentioned structure, conventionally, the electrode and the polymer electrolyte membrane are softened by a resin forming the polymer electrolyte membrane in a state where the polymer electrolyte membrane is arranged between a pair of electrodes. It is manufactured by hot pressing at a temperature above the point.

【0005】しかしながら、前記パーフルオロアルキレ
ンスルホン酸ポリマーを用いた電極構造体は高価である
ことから、安価に製造することができる電極構造体が求
められている。併せて、電極構造体には、燃料電池の高
出力化の要求に応じて、高温下での運転に耐えるような
高い耐熱性を有することも求められている。安価に製造
することができるポリマーを用いた電極構造体は種々提
案されているが、高温下にさらされても高い発電性能を
有する電極構造体は得られていない。
However, since the electrode structure using the perfluoroalkylene sulfonic acid polymer is expensive, there is a demand for an electrode structure which can be manufactured at low cost. At the same time, the electrode structure is also required to have high heat resistance to withstand operation at high temperatures in response to the demand for higher output of the fuel cell. Although various electrode structures using a polymer that can be manufactured at low cost have been proposed, no electrode structure having high power generation performance has been obtained even when exposed to high temperatures.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、安価に製造
することができ、耐熱性の高い固体高分子型燃料電池用
電極構造体及び優れた発電性能を備える固体高分子型燃
料電池を提供することを目的とする。
The present invention provides an electrode structure for a polymer electrolyte fuel cell which can be manufactured at low cost and has high heat resistance, and a polymer electrolyte fuel cell having excellent power generation performance. The purpose is to do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の電極構造体は、一対の電極と両電極に挟
持された電解質膜とからなり、両電極と該電解質膜とが
一体的に結合された電極構造体において、前記電解質膜
は、主鎖に電子吸引性基を有する芳香族化合物単位と、
主鎖に電子吸引性基を有さない芳香族化合物単位とから
なるポリアリーレン系重合体のスルホン化物からなる高
分子電解質膜であり、該高分子電解質膜の一方の面に、
0.5mg/cm2の白金触媒を含む電極を設け、該高
分子電解質膜を該電極と反対側の面でpH1の硫酸水溶
液に接触させると共に、該電極に窒素ガスを流通した状
態で、該硫酸水溶液と該電極との間に印加する電圧を−
0.1〜0.7Vまで連続的に変化させたときに、プロ
トンの吸着側のピーク面積を該電極構造体の面積で除し
た値で表される単位面積当たりの電荷量が0.09〜
0.18C/cm2の範囲となるように、該ポリアリー
レン系重合体をスルホン化したものであることを特徴と
する。
In order to achieve the above object, the electrode structure of the present invention comprises a pair of electrodes and an electrolyte membrane sandwiched between the electrodes, and both electrodes and the electrolyte membrane are integrated. In the electrode structure bonded together, the electrolyte membrane is an aromatic compound unit having an electron-withdrawing group in the main chain,
A polymer electrolyte membrane composed of a sulfonated product of a polyarylene polymer composed of an aromatic compound unit having no electron-withdrawing group in the main chain, and on one surface of the polymer electrolyte membrane,
An electrode containing 0.5 mg / cm 2 of a platinum catalyst was provided, the polymer electrolyte membrane was brought into contact with a sulfuric acid aqueous solution having a pH of 1 on the surface opposite to the electrode, and nitrogen gas was passed through the electrode. The voltage applied between the sulfuric acid aqueous solution and the electrode is-
When continuously changed from 0.1 to 0.7 V, the amount of charge per unit area represented by the value obtained by dividing the peak area on the adsorption side of protons by the area of the electrode structure is 0.09 to
It is characterized in that the polyarylene polymer is sulfonated so as to have a range of 0.18 C / cm 2 .

【0008】本発明の電極構造体に用いる高分子電解質
膜は、前記両芳香族化合物単位からなる前記ポリアリー
レン系重合体をスルホン化することにより得られる。前
記スルホン化は、前記条件下に測定される単位面積当た
りの電荷量(以下、「Q値」と略記することがある)を
0.09〜0.18C/cm2の範囲となるように、前
記ポリアリーレン系重合体の構造と、該ポリアリーレン
系重合体の構造から規定される該ポリアリーレン系重合
体に導入されるスルホン酸の量とを調整することによ
り、高温においても高分子構造が分解することのないス
ルホン化物が得られる。前記高分子電解質膜は、電極構
造体としたときのQ値が0.09C/cm 2未満となる
ような前記ポリアリーレン系重合体からのスルホン化物
では、該ポリアリーレン系重合体に導入されるスルホン
酸基の量が少なく、所望の発電性能が得られない。ま
た、前記高分子電解質膜は、電極構造体としたときのQ
値が0.18C/cm2を超えるような前記ポリアリー
レン系重合体からのスルホン化物では、該ポリアリーレ
ン系重合体に導入されるスルホン酸基の量が多くなるに
従って水溶性となる傾向があり、或いは水溶性とならな
いまでもスルホン酸基が熱分解しやすくなるため、熱分
解温度が低下するという問題がある。すなわち、製造過
程または運転中において高温にさらされた場合に高分子
構造の一部が熱分解し易くピンホール等の欠陥を生じる
ために、所望の発電性能を得ることができない。
Polymer electrolyte used in the electrode structure of the present invention
The membrane is composed of the polyarylic unit composed of the both aromatic compound units.
It is obtained by sulfonating a ren-based polymer. Previous
The sulfonation is equivalent to the unit area measured under the above conditions.
The amount of electric charge (hereinafter sometimes abbreviated as “Q value”)
0.09-0.18C / cm2To be in the range of
Structure of polyarylene polymer and the polyarylene
The polyarylene-based polymerization defined by the structure of the polymer
By adjusting the amount of sulfonic acid introduced into the body
The polymer structure does not decompose even at high temperatures.
Rufone is obtained. The polymer electrolyte membrane has an electrode structure.
Q value is 0.09C / cm 2Less than
Sulfonated products from the above polyarylene polymers
Then, the sulfone introduced into the polyarylene polymer
The amount of acid groups is too small to obtain the desired power generation performance. Well
Further, the polymer electrolyte membrane has a Q
Value is 0.18C / cm2The polyary that exceeds
In the case of a sulfonated product from a ren-based polymer,
The amount of sulfonic acid groups introduced into the polymer
Therefore, it tends to be water soluble, or it must not be.
Even now, the sulfonic acid group is prone to thermal decomposition,
There is a problem that the solution temperature decreases. That is, manufacturing
Polymer when exposed to high temperatures during normal or operational
Part of the structure is easily pyrolyzed, causing defects such as pinholes
Therefore, the desired power generation performance cannot be obtained.

【0009】前記ポリアリーレン系重合体において、主
鎖に電子吸引性基を有する芳香族化合物単位はスルホン
化を受けることがなく、主鎖に電子吸引性基を有さない
芳香族化合物単位のみがスルホン化を受ける。そこで、
前記両芳香族化合物単位のモル比を前記範囲で調整する
ことにより、該ポリアリーレン系重合体に導入可能とな
るスルホン酸基の量自体を制御して、該ポリアリーレン
系重合体を前記範囲のQ値を容易に達成できるものとす
ることができる。
In the polyarylene polymer, the aromatic compound unit having an electron-withdrawing group in the main chain is not subjected to sulfonation, and only the aromatic compound unit having no electron-withdrawing group in the main chain is used. Undergoes sulfonation. Therefore,
By adjusting the molar ratio of the both aromatic compound units in the above range, the amount itself of the sulfonic acid group that can be introduced into the polyarylene polymer is controlled, and the polyarylene polymer in the above range. The Q value can be easily achieved.

【0010】前記ポリアリーレン系重合体は、前記両芳
香族化合物単位のモル比を前記範囲で調整することによ
り、その後のスルホン化で、前記電極構造体が前記範囲
のQ値を備えるものとすることができる。また、前記両
芳香族化合物単位のモル比を前記範囲で調整して得られ
た前記ポリアリーレン系重合体に対するスルホン化条件
を調整することによっても、前記電極構造体が前記範囲
のQ値を備えるものとすることができる。
In the polyarylene polymer, by adjusting the molar ratio of the both aromatic compound units in the above range, the electrode structure has a Q value in the above range in the subsequent sulfonation. be able to. Also, the electrode structure has a Q value in the above range by adjusting the sulfonation conditions for the polyarylene polymer obtained by adjusting the molar ratio of both aromatic compound units in the above range. Can be one.

【0011】前記ポリアリーレン系重合体は、主鎖に電
子吸引性基を有する芳香族化合物単位が70モル%を超
え、主鎖に電子吸引性基を有さない芳香族化合物単位が
30モル%未満であるときには、導入可能となるスルホ
ン酸基の量が少なく、電極構造体のQ値を0.09C/
cm2以上とすることができない。また、前記ポリアリ
ーレン系重合体は、主鎖に電子吸引性基を有する芳香族
化合物単位が5モル%未満で、主鎖に電子吸引性基を有
さない芳香族化合物単位が95モル%を超えるときに
は、導入可能となるスルホン酸基の量が過剰となり、電
極構造体のQ値を0.18C/cm2以下とすることが
難しい。
In the polyarylene polymer, the aromatic compound unit having an electron-withdrawing group in the main chain exceeds 70 mol% and the aromatic compound unit having no electron-withdrawing group in the main chain is 30 mol%. When the amount is less than the above, the amount of sulfonic acid groups that can be introduced is small, and the Q value of the electrode structure is 0.09C /
It cannot be more than cm 2 . In the polyarylene polymer, the aromatic compound unit having an electron-withdrawing group in the main chain is less than 5 mol% and the aromatic compound unit having no electron-withdrawing group in the main chain is 95 mol%. When it exceeds, the amount of sulfonic acid groups that can be introduced becomes excessive, and it is difficult to set the Q value of the electrode structure to 0.18 C / cm 2 or less.

【0012】本発明の電極構造体は、前記ポリアリーレ
ン系重合体が前記のように適切にスルホン化されてなる
高分子電解質膜と、電極とを一体化させているため、優
れた発電性能を得ることができる。
Since the electrode structure of the present invention integrates the electrode with the polymer electrolyte membrane in which the polyarylene polymer is appropriately sulfonated as described above, it has excellent power generation performance. Obtainable.

【0013】前記主鎖に電子吸引性基を有する芳香族化
合物単位に用いる前記電子吸引性基としては、−CO
−、−CONH−、−(CF2p−(pは1〜10の整
数である)、−C(CF32−、−COO−、−SO
−、−SO2−からなる群から選ばれた少なくとも1種
の2価の電子吸引性基を挙げることができる。
The electron withdrawing group used in the aromatic compound unit having an electron withdrawing group in the main chain is --CO.
-, - CONH -, - ( CF 2) p - (p is an integer of 1 to 10), - C (CF 3) 2 -, - COO -, - SO
At least one divalent electron-withdrawing group selected from the group consisting of — and —SO 2 — can be mentioned.

【0014】前記高分子電解質膜を構成するポリアリー
レン系重合体のスルホン化物としては、例えば、次式
(1)に示すベンゾフェノン−4,4’−ジイル構造の
芳香族化合物単位7〜35モル%と、次式(2)に示す
4’−フェノキシ−ベンゾフェノン−2,5−ジイル構
造の芳香族化合物単位65〜93モル%とからなるポリ
アリーレン系重合体のスルホン化物を挙げることができ
る。
The sulfonated polyarylene polymer constituting the polymer electrolyte membrane is, for example, 7 to 35 mol% of an aromatic compound unit having a benzophenone-4,4'-diyl structure represented by the following formula (1). And a sulfonated product of a polyarylene-based polymer composed of 65 to 93 mol% of an aromatic compound unit having a 4'-phenoxy-benzophenone-2,5-diyl structure represented by the following formula (2).

【0015】[0015]

【化1】 [Chemical 1]

【0016】[0016]

【化2】 [Chemical 2]

【0017】尚、前記ベンゾフェノン−4,4’−ジイ
ル構造の芳香族化合物単位は、2つのベンゼン環を電子
吸引性基である−CO−基で結合し、かつ4,4’−位
で芳香族単位の重合反応に関与することにより、主鎖に
電子吸引性基を有する構成となる。また、前記4’−フ
ェノキシ−ベンゾフェノン−2,5−ジイル構造の芳香
族化合物単位は、ベンゾフェノン残基の2,5−位で芳
香族単位の重合反応に関与して主鎖を構成することによ
り、主鎖に電子吸引性基を有さない構成となる。
In the aromatic compound unit having the benzophenone-4,4'-diyl structure, two benzene rings are bonded by an -CO- group which is an electron-withdrawing group, and the aromatic group is at the 4,4'-position. By being involved in the polymerization reaction of the group unit, the main chain has an electron-withdrawing group. In addition, the aromatic compound unit having the 4′-phenoxy-benzophenone-2,5-diyl structure is involved in the polymerization reaction of the aromatic unit at the 2,5-position of the benzophenone residue to form the main chain. The main chain does not have an electron-withdrawing group.

【0018】前記ポリアリーレン系重合体のスルホン化
物は、前記高分子電解質膜として用いられたときに、前
記電極構造体としたときに前記範囲のQ値を得るため
に、1.5〜3.0meq/gのイオン交換容量を有す
ることが好ましい。
The sulfonated polyarylene polymer is used in the range of 1.5 to 3 in order to obtain the Q value in the above range when used as the polymer electrolyte membrane when it is used as the electrode structure. It preferably has an ion exchange capacity of 0 meq / g.

【0019】また、前記高分子電解質膜を構成するポリ
アリーレン系重合体のスルホン化物は、主鎖に電子吸引
性基を有する芳香族化合物が、該芳香族化合物間を少な
くとも1つ以上のエーテル結合で結合した芳香族化合物
単位3〜40モル%と、電子吸引性を有さない芳香族化
合物単位60〜97モル%とからなるポリアリーレン系
重合体のスルホン化物であってもよく、このようなスル
ホン化物として、例えば、次式(3)で示されるビス
(ベンゾイル)ジフェニルエーテル−4,4’−ジイル
構造の芳香族化合物単位3〜40モル%と、前式(2)
で示される4’−フェノキシ−ベンゾフェノン−2,5
−ジイル構造の芳香族化合物単位60〜97モル%とか
らなるポリアリーレン系重合体のスルホン化物を挙げる
ことができる。
Further, in the sulfonated product of the polyarylene polymer which constitutes the polymer electrolyte membrane, an aromatic compound having an electron-withdrawing group in the main chain has at least one ether bond between the aromatic compounds. A sulfonated product of a polyarylene-based polymer composed of 3 to 40 mol% of the aromatic compound unit bonded by (1) and 60 to 97 mol% of the aromatic compound unit having no electron-withdrawing property may be used. As the sulfonated compound, for example, 3 to 40 mol% of an aromatic compound unit having a bis (benzoyl) diphenyl ether-4,4′-diyl structure represented by the following formula (3) and the above formula (2)
4'-phenoxy-benzophenone-2,5 represented by
An example is a sulfonated product of a polyarylene polymer composed of 60 to 97 mol% of an aromatic compound unit having a diyl structure.

【0020】[0020]

【化3】 [Chemical 3]

【0021】尚、前記ビス(ベンゾイル)ジフェニルエ
ーテル−4,4’−ジイル構造の芳香族単位は、前記式
(3)に示すように、電子吸引性を有する2つのベンゾ
フェノン間をエーテル結合で結合した構成を備えてい
る。
In the aromatic unit having the bis (benzoyl) diphenylether-4,4'-diyl structure, as shown in the above formula (3), two benzophenones having an electron-withdrawing property are linked by an ether bond. It has a configuration.

【0022】前記ポリアリーレン系重合体のスルホン化
物は、前記高分子電解質膜として用いられたときに、前
記電極構造体としたときに前記範囲のQ値を得るため
に、1.5〜3.0meq/gのイオン交換容量を有す
ることが好ましい。
The sulfonated polyarylene polymer is used in the range of 1.5 to 3 in order to obtain a Q value in the above range when used as the polymer electrolyte membrane when it is used as the electrode structure. It preferably has an ion exchange capacity of 0 meq / g.

【0023】本発明の固体高分子型燃料電池は、前記構
成の電極構造体を備えることを特徴とする。固体高分子
型燃料電池は、前述のように0.09〜0.18C/c
2の範囲のQ値を備える電極構造体を用いることによ
り、優れた発電性能を得ることができる
The polymer electrolyte fuel cell of the present invention is characterized by including the electrode structure having the above-mentioned structure. As described above, the polymer electrolyte fuel cell has 0.09 to 0.18 C / c.
Excellent power generation performance can be obtained by using an electrode structure having a Q value in the range of m 2.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】次に、添付の図面を参照しながら
本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図
1は本実施形態の固体高分子型燃料電池に用いる電極構
造体の構成を示す説明的断面図であり、図2は図1示の
電極構造体における単位面積当たりの電荷量を測定する
装置の説明図、図3は図2の装置による電極の単位面積
当たりの電荷量の測定例を示すグラフである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory sectional view showing the structure of an electrode structure used in the polymer electrolyte fuel cell of the present embodiment, and FIG. 2 is a device for measuring the amount of charge per unit area in the electrode structure shown in FIG. And FIG. 3 is a graph showing an example of measurement of the charge amount per unit area of the electrode by the device of FIG.

【0025】本実施形態の高分子電解質膜を用いる固体
高分子型燃料電池は、図1に示す構成の電極構造体を備
えている。前記電極構造体は、酸素極1と燃料極2との
間に高分子電解質膜3が挟持されており、酸素極1と燃
料極2とは、いずれも拡散層4と、拡散層4上に形成さ
れた触媒層5とを備え、触媒層5側で高分子電解質膜3
に接している。また、拡散層4はカーボンペーパー6
と、下地層7とからなる。
The polymer electrolyte fuel cell using the polymer electrolyte membrane of this embodiment has an electrode structure having the structure shown in FIG. In the electrode structure, a polymer electrolyte membrane 3 is sandwiched between an oxygen electrode 1 and a fuel electrode 2, and both the oxygen electrode 1 and the fuel electrode 2 are on a diffusion layer 4 and on the diffusion layer 4. The formed catalyst layer 5 and the polymer electrolyte membrane 3 on the catalyst layer 5 side.
Touches. The diffusion layer 4 is made of carbon paper 6
And the underlayer 7.

【0026】前記電極構造体において、下地層7は、例
えば所定の重量比で混合したカーボンブラックとポリテ
トラフルオロエチレン(PTFE)とをエチレングリコ
ール等の有機溶媒に均一に分散したスラリーを、カーボ
ンペーパー6の片面に塗布、乾燥することにより形成さ
れる。尚、カーボンペーパー6は、酸素極1では空気等
の酸素含有気体が流通される酸素通路1aを、燃料極2
では水素等の燃料ガスが流通される燃料通路2aを、下
地層7側に備えている。また、触媒層5は、例えばカー
ボンブラックに所定の重量比で白金を担持させた触媒粒
子をイオン伝導性バインダーと均一に混合した触媒ペー
ストを、下地層7上に塗布、乾燥することにより形成さ
れる。
In the electrode structure, as the underlayer 7, for example, carbon black mixed with a predetermined weight ratio and polytetrafluoroethylene (PTFE) are evenly dispersed in an organic solvent such as ethylene glycol to prepare a carbon paper. It is formed by applying on one side of No. 6 and drying. In the carbon paper 6, the oxygen electrode 1 has an oxygen passage 1a through which an oxygen-containing gas such as air flows, and
Then, a fuel passage 2a through which a fuel gas such as hydrogen flows is provided on the underlayer 7 side. Further, the catalyst layer 5 is formed, for example, by applying a catalyst paste obtained by uniformly mixing catalyst particles in which carbon black is supported with platinum at a predetermined weight ratio with an ion conductive binder onto the underlayer 7 and drying. It

【0027】そして、高分子電解質膜3を、酸素極1、
燃料極2の触媒層5に挟持させた状態でホットプレスす
ることにより、前記電極構造体が形成される。
The polymer electrolyte membrane 3 is attached to the oxygen electrode 1,
The electrode structure is formed by hot pressing while sandwiched between the catalyst layers 5 of the fuel electrode 2.

【0028】次に、前記電極構造体における高分子電解
質膜3の構成について説明する。
Next, the structure of the polymer electrolyte membrane 3 in the electrode structure will be described.

【0029】本実施形態の電極構造体における高分子電
解質膜3は、主鎖に電子吸引性基を有する芳香族化合物
単位(以下、「単位A」と略記する)と、主鎖に電子吸
引性基を有さない芳香族化合物単位(以下、「単位B」
と略記する)とからなるポリアリーレン系重合体スルホ
ン化物が用いられる。
The polymer electrolyte membrane 3 in the electrode structure of this embodiment has an aromatic compound unit (hereinafter abbreviated as “unit A”) having an electron-withdrawing group in the main chain and an electron-withdrawing property in the main chain. Aromatic compound unit having no group (hereinafter referred to as "unit B")
Abbreviated)) is used.

【0030】ここで、前記ポリアリーレン系重合体スル
ホン化物を構成する単位Aとしては、例えば、下記一般
式(4)で表わされる芳香族単位を挙げることができ
る。
Here, examples of the unit A constituting the sulfonated polyarylene polymer include aromatic units represented by the following general formula (4).

【0031】[0031]

【化4】 [Chemical 4]

【0032】一般式(4)中の−X−として、例えば、
−CO−、−CONH−、−(CF 2p−、−C(CF
32−、−COO−、−SO−および−SO2−からな
る群から選ばれた少なくとも1種の2価の電子吸引性基
を挙げることができる。ここで、−(CF2p−基のp
は、1〜10の整数、好ましくは2〜8の整数である。
尚、電子吸引性基とは、ハメット(Hammett)置
換基常数がフェニル基のm位の場合、0.06以上、p
位の場合、0.01以上の値となる基をいう。
As -X- in the general formula (4), for example,
-CO-, -CONH-,-(CF 2)p-, -C (CF
3)2-, -COO-, -SO- and -SO2− Karana
At least one divalent electron-withdrawing group selected from the group
Can be mentioned. Where-(CF2)p-Group p
Is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 2 to 8.
The electron-withdrawing group is a Hammett device.
When the substituent constant is m-position of the phenyl group, 0.06 or more, p
In the case of the position, it means a group having a value of 0.01 or more.

【0033】一般式(4)中のR1〜R8は水素原子、ハ
ロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリ
ール基、スルホン酸基、アリル基のいずれかである。ハ
ロゲン原子としてはフッ素原子等を挙げることができ、
アルキル基としては、メチル基、エチル基等を挙げるこ
とができ、ハロゲン化アルキル基としては、トリフルオ
ロメチル基、ペンタフルオロエチル基を挙げることがで
き、アリル基としては、プロペニル基を挙げることがで
きる。また、アリール基としてはフェニル基、ペンタフ
ルオロフェニル基などを挙げることができる。
R 1 to R 8 in the general formula (4) are any of a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group, a sulfonic acid group and an allyl group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom,
Examples of the alkyl group include a methyl group and an ethyl group, examples of the halogenated alkyl group include a trifluoromethyl group and a pentafluoroethyl group, and examples of the allyl group include a propenyl group. it can. Further, examples of the aryl group include a phenyl group and a pentafluorophenyl group.

【0034】また、単位Aは、単位Aを含む様々な結合
態様をとってもよく、例えば、−単位A−O−単位A
−、−単位A−O−単位A−O−単位A−のように、複
数の単位Aを少なくとも1つのエーテル結合で結合する
ようにしてもよい。エーテル結合を導入することによ
り、得られるポリマーの屈曲性を向上させることができ
る。
Further, the unit A may have various bonding modes including the unit A, for example, -unit A-O-unit A.
A plurality of units A may be bonded to each other through at least one ether bond, such as-,-unit A-O-unit A-O-unit A-. By introducing an ether bond, the flexibility of the obtained polymer can be improved.

【0035】次に、前記ポリアリーレン系重合体スルホ
ン化物を構成する単位Bとしては、例えば、下記一般式
(5)〜(7)で表わされる芳香族単位の少なくとも1
種を挙げることができる。
The unit B constituting the sulfonated polyarylene polymer is, for example, at least one of aromatic units represented by the following general formulas (5) to (7).
You can list the seeds.

【0036】[0036]

【化5】 [Chemical 5]

【0037】[0037]

【化6】 [Chemical 6]

【0038】[0038]

【化7】 [Chemical 7]

【0039】ここで、R9〜R16は同一または異なり、
水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アル
キル基、アリール基またはポリアリーレン生成の重合反
応を阻害しない官能基を含む1価の有機基である。
Here, R 9 to R 16 are the same or different,
It is a monovalent organic group containing a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group or a functional group that does not inhibit the polymerization reaction for forming polyarylene.

【0040】ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素
原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができ、ア
ルキル基としては、メチル基、エチル基等を挙げること
ができ、ハロゲン化アルキル基としては、トリフルオロ
メチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピ
ル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基
等を挙げることができ、アリル基としては、プロペニル
基などが、アリール基としてはフェニル基、ペンタフル
オロフェニル基等を挙げることができ、アリール基とし
ては、フェニル基、ペンタフルオロフェニル基等を挙げ
ることができる。
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, examples of the alkyl group include a methyl group and ethyl group, and examples of the halogenated alkyl group include: Examples thereof include a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluoropentyl group, and the like. An allyl group includes a propenyl group, and an aryl group includes a phenyl group and pentafluoro group. Examples thereof include a phenyl group, and examples of the aryl group include a phenyl group and a pentafluorophenyl group.

【0041】また、ポリアリーレン生成の重合反応を阻
害しない官能基を含む1価の有機基としては、例えば、
アリールオキシ、アリールオキソ、アリールチオカルボ
ニル、アリールオキシカルボニル、アリールチオ、アリ
ールスルホン等を挙げることができる。前記有機基は、
2つ以上の官能基を含む1価の有機基であってもよく、
例えば、アリールオキシアリールオキソ、アリールオキ
シアリールスルホン、アリールチオアリールオキソ等を
挙げることができる。さらに、前記有機基は、アリール
基を、アルキル基、アルキルアリール基、アリールアル
キル基等に代えることもできる。
Examples of the monovalent organic group containing a functional group which does not inhibit the polymerization reaction for forming polyarylene include, for example,
Examples thereof include aryloxy, aryloxo, arylthiocarbonyl, aryloxycarbonyl, arylthio, arylsulfone and the like. The organic group is
It may be a monovalent organic group containing two or more functional groups,
For example, aryloxyaryloxo, aryloxyarylsulfone, arylthioaryloxo and the like can be mentioned. Furthermore, in the organic group, the aryl group can be replaced with an alkyl group, an alkylaryl group, an arylalkyl group, or the like.

【0042】前記ポリアリーレン系重合体のスルホン化
物において、単位Aの量は5〜70モル%、好ましくは
7〜60モル%、単位Bの量は30〜95モル%、好ま
しくは40〜93モル%である。単位Aの量が70モル
%を超え、単位Bの量が30モル%未満であると、前記
ポリアリーレン系重合体に導入されるスルホン酸基の量
が少なく、このようなスルホン化物からなる高分子電解
質膜を用いた電極構造体のQ値は0.09C/cm2
上となることができない。また、単位Aの量が5モル%
未満で、単位Bの量が95モル%を超えると、前記ポリ
アリーレン系重合体に導入されるスルホン酸基の量が過
剰になり、このようなスルホン化物からなる高分子電解
質膜を用いた電極構造体のQ値は0.18C/cm2
下となることができない。
In the sulfonated polyarylene polymer, the amount of the unit A is 5 to 70 mol%, preferably 7 to 60 mol%, and the amount of the unit B is 30 to 95 mol%, preferably 40 to 93 mol%. %. When the amount of the unit A is more than 70 mol% and the amount of the unit B is less than 30 mol%, the amount of the sulfonic acid group introduced into the polyarylene polymer is small and the amount of the sulfonated product is high. The Q value of the electrode structure using the molecular electrolyte membrane cannot be 0.09 C / cm 2 or more. Further, the amount of the unit A is 5 mol%
If the amount of the unit B exceeds 95 mol%, the amount of sulfonic acid groups introduced into the polyarylene polymer becomes excessive, and an electrode using a polymer electrolyte membrane made of such a sulfonated compound is obtained. The Q value of the structure cannot be 0.18 C / cm 2 or less.

【0043】前記ポリアリーレン系重合体スルホン化物
は、前記一般式(4)で表わされる繰り返し構造単位
(単位A)に対応するモノマー(以下、「モノマーA」
と略記する)と、前記一般式(5)〜(7)の群から選
ばれた少なくとも1種の繰り返し構造単位(単位B)に
対応するモノマー(以下、「モノマーB」と略記する)
とを、遷移金属化合物を含む触媒系の存在下に、溶媒中
で共重合し、次いでスルホン化剤を用いてスルホン化す
ることにより合成することができる。
The sulfonated polyarylene polymer is a monomer (hereinafter, referred to as "monomer A") corresponding to the repeating structural unit (unit A) represented by the general formula (4).
And a monomer corresponding to at least one repeating structural unit (unit B) selected from the group of the general formulas (5) to (7) (hereinafter abbreviated as “monomer B”).
And can be synthesized by copolymerizing in the presence of a catalyst system containing a transition metal compound in a solvent and then sulfonation using a sulfonating agent.

【0044】前記モノマーAとしては、下記一般式
(4)’で表わされる芳香族化合物を挙げることができ
る。
Examples of the monomer A include aromatic compounds represented by the following general formula (4) '.

【0045】[0045]

【化8】 [Chemical 8]

【0046】ここで、一般式(4)’中の、XおよびR
1〜R8は前記一般式(4)と同一である。また、R〜
R’は同一または異なり、フッ素原子を除くハロゲン原
子、または−OSO2Z−で表わされる基である。Z
は、アルキル基、ハロゲン化アルキル基もしくはアリー
ル基を示す。
Here, X and R in the general formula (4) '
1 to R 8 are the same as in the general formula (4). Also, R ~
R 'are the same or different, is a halogen atom or a group represented by -OSO 2 Z-, excluding a fluorine atom. Z
Represents an alkyl group, a halogenated alkyl group or an aryl group.

【0047】ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原
子、ヨウ素原子等を挙げることができ、アルキル基とし
ては、メチル基、エチル基等を挙げることができ、ハロ
ゲン化アルキル基としては、トリフルオロメチル基等を
挙げることができ、アリール基としては、フェニル基、
p−トリル基等を挙げることができる。
Examples of the halogen atom include chlorine atom, bromine atom and iodine atom, examples of the alkyl group include methyl group and ethyl group, and examples of the halogenated alkyl group include trifluoromethyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group,
Examples thereof include p-tolyl group and the like.

【0048】一般式(4)’で表わされるモノマーAの
具体例としては、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、
2,4’−ジクロロベンゾフェノン、3,3’−ジクロ
ロベンゾフェノン、4,4’−ジブロモベンゾフェノ
ン、2,4’−ジブロモベンゾフェノン、3,3’−ジ
ブロモベンゾフェノン、3,3’−ジクロロベンゾフェ
ノン、4,4’−ジヨードベンゾフェノン、2,4’−
ジヨードベンゾフェノン、3,3’−ジヨードベンゾフ
ェノン、ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキ
シフェニル)ケトン、ビス(3−トリフルオロメチルス
ルフォニロキシフェニル)ケトン、4,4’−ジクロロ
ベンズアニリド、3,3’−ジクロロベンズアニリド、
3,4’−ジクロロベンズアニリド、4,4’−ジブロ
モベンズアニリド、3,3’−ジブロモベンズアニリ
ド、3,4’−ジブロモベンズアニリド、4,4’−ジ
ヨードベンズアニリド、3,3’−ジヨードベンズアニ
リド、3,4’−ジヨードベンズアニリド、ビス(クロ
ロフェニル)ジフルオロメタン、ビス(クロロフェニ
ル)テトラフルオロエタン、ビス(クロロフェニル)ヘ
キサフルオロプロパン、ビス(クロロフェニル)オクタ
フルオロブタン、ビス(クロロフェニル)デカフルオロ
ペンタン、ビス(クロロフェニル)ドデカフルオロヘキ
サン、ビス(クロロフェニル)テトラデカフルオロヘプ
タン、ビス(クロロフェニル)ヘキサデカフルオロオク
タン、ビス(クロロフェニル)オクタデカフルオロノナ
ン、ビス(クロロフェニル)エイコサフルオロデカン、
ビス(ブロモフェニル)ジフルオロメタン、ビス(ブロ
モフェニル)テトラフルオロエタン、ビス(ブロモフェ
ニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(ブロモフェニ
ル)オクタフルオロブタン、ビス(ブロモフェニル)デ
カフルオロペンタン、ビス(ブロモフェニル)ドデカフ
ルオロヘキサン、ビス(ブロモフェニル)テトラデカフ
ルオロヘプタン、ビス(ブロモフェニル)ヘキサデカフ
ルオロオクタン、ビス(ブロモフェニル)オクタデカフ
ルオロノナン、ビス(ブロモフェニル)エイコサフルオ
ロデカン、ビス(ヨードフェニル)ジフルオロメタン、
ビス(ヨードフェニル)テトラフルオロエタン、ビス
(ヨードフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(ヨ
ードフェニル)オクタフルオロブタン、ビス(ヨードフ
ェニル)デカフルオロペンタン、ビス(ヨードフェニ
ル)ドデカフルオロヘキサン、ビス(ヨードフェニル)
テトラデカフルオロヘプタン、ビス(ヨードフェニル)
ヘキサデカフルオロオクタン、ビス(ヨードフェニル)
オクタデカフルオロノナン、ビス(ヨードフェニル)エ
イコサフルオロデカン、2,2−ビス(4−クロロフェ
ニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−ク
ロロフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス
(4−ブロモフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,
2−ビス(3−ブロモフェニル)ヘキサフルオロプロパ
ン、2,2−ビス(4−ヨードフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン、2,2−ビス(3−ヨードフェニル)ヘキ
サフルオロプロパン、ビス(4−トリフルオロメチルス
ルフォニロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビ
ス(3−トリフルオロメチルスルフォニロキシフェニ
ル)ヘキサフルオロプロパン、4−クロロ安息香酸−4
−クロロフェニル、4−クロロ安息香酸−3−クロロフ
ェニル、3−クロロ安息香酸−3−クロロフェニル、3
−クロロ安息香酸−4−クロロフェニル、4−ブロモ安
息香酸−4−ブロモフェニル、4−ブロモ安息香酸−3
−ブロモフェニル、3−ブロモ安息香酸−3−ブロモフ
ェニル、3−ブロモ安息香酸−4−ブロモフェニル、ビ
ス(4−クロロフェニル)スルホキシド、ビス(3−ク
ロロフェニル)スルホキシド、ビス(4−ブロモフェニ
ル)スルホキシド、ビス(3−ブロモフェニル)スルホ
キシド、ビス(4−ヨードフェニル)スルホキシド、ビ
ス(3−ヨードフェニル)スルホキシド、ビス(4−ト
リフルオロメチルスルフォニロキシフェニル)スルホキ
シド、ビス(3−トリフルオロメチルスルフォニロキシ
フェニル)スルホキシド、ビス(4−クロロフェニル)
スルホン、ビス(3−クロロフェニル)スルホン、ビス
(4−ブロモフェニル)スルホン、ビス(3−ブロモフ
ェニル)スルホン、ビス(4−ヨードフェニル)スルホ
ン、ビス(3−ヨードフェニル)スルホン、ビス(4−
トリフルオロメチルスルフォニロキシフェニル)スルホ
ン、ビス(3−トリフルオロメチルスルフォニロキシフ
ェニル)スルホン等を挙げることができる。
Specific examples of the monomer A represented by the general formula (4) 'include 4,4'-dichlorobenzophenone,
2,4'-dichlorobenzophenone, 3,3'-dichlorobenzophenone, 4,4'-dibromobenzophenone, 2,4'-dibromobenzophenone, 3,3'-dibromobenzophenone, 3,3'-dichlorobenzophenone, 4, 4'-diiodobenzophenone, 2,4'-
Diiodobenzophenone, 3,3′-diiodobenzophenone, bis (4-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) ketone, bis (3-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) ketone, 4,4′-dichlorobenzanilide, 3,3'-dichlorobenzanilide,
3,4'-dichlorobenzanilide, 4,4'-dibromobenzanilide, 3,3'-dibromobenzanilide, 3,4'-dibromobenzanilide, 4,4'-diiodobenzanilide, 3,3 ' -Diiodobenzanilide, 3,4'-diiodobenzanilide, bis (chlorophenyl) difluoromethane, bis (chlorophenyl) tetrafluoroethane, bis (chlorophenyl) hexafluoropropane, bis (chlorophenyl) octafluorobutane, bis (chlorophenyl) ) Decafluoropentane, bis (chlorophenyl) dodecafluorohexane, bis (chlorophenyl) tetradecafluoroheptane, bis (chlorophenyl) hexadecafluorooctane, bis (chlorophenyl) octadecafluorononane, bis (chlorophenyl) ei Cosafluorodecane,
Bis (bromophenyl) difluoromethane, bis (bromophenyl) tetrafluoroethane, bis (bromophenyl) hexafluoropropane, bis (bromophenyl) octafluorobutane, bis (bromophenyl) decafluoropentane, bis (bromophenyl) dodeca Fluorohexane, bis (bromophenyl) tetradecafluoroheptane, bis (bromophenyl) hexadecafluorooctane, bis (bromophenyl) octadecafluorononane, bis (bromophenyl) eicosafluorodecane, bis (iodophenyl) difluoromethane ,
Bis (iodophenyl) tetrafluoroethane, bis (iodophenyl) hexafluoropropane, bis (iodophenyl) octafluorobutane, bis (iodophenyl) decafluoropentane, bis (iodophenyl) dodecafluorohexane, bis (iodophenyl)
Tetradecafluoroheptane, bis (iodophenyl)
Hexadecafluorooctane, bis (iodophenyl)
Octadecafluorononane, bis (iodophenyl) eicosafluorodecane, 2,2-bis (4-chlorophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-chlorophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4 -Bromophenyl) hexafluoropropane, 2,
2-bis (3-bromophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4-iodophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-iodophenyl) hexafluoropropane, bis (4-trifluoromethyl) Sulfonyloxyphenyl) hexafluoropropane, bis (3-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) hexafluoropropane, 4-chlorobenzoic acid-4
-Chlorophenyl, 4-chlorobenzoic acid-3-chlorophenyl, 3-chlorobenzoic acid-3-chlorophenyl, 3
-Chlorobenzoic acid-4-chlorophenyl, 4-bromobenzoic acid-4-bromophenyl, 4-bromobenzoic acid-3
-Bromophenyl, 3-bromobenzoic acid-3-bromophenyl, 3-bromobenzoic acid-4-bromophenyl, bis (4-chlorophenyl) sulfoxide, bis (3-chlorophenyl) sulfoxide, bis (4-bromophenyl) sulfoxide , Bis (3-bromophenyl) sulfoxide, bis (4-iodophenyl) sulfoxide, bis (3-iodophenyl) sulfoxide, bis (4-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) sulfoxide, bis (3-trifluoromethylsulfate Phenyloxyphenyl) sulfoxide, bis (4-chlorophenyl)
Sulfone, bis (3-chlorophenyl) sulfone, bis (4-bromophenyl) sulfone, bis (3-bromophenyl) sulfone, bis (4-iodophenyl) sulfone, bis (3-iodophenyl) sulfone, bis (4-
Examples thereof include trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) sulfone and bis (3-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) sulfone.

【0049】また、−単位A−O−単位A−の構造をつ
くる場合のモノマーAの具体例としては、4,4’−ビ
ス(4−クロロベンゾイル)ジフェニルエーテル、4,
4’−ビス(3−クロロベンゾイル)ジフェニルエーテ
ル、4,4’−ビス(4−ブロモベンゾイル)ジフェニ
ルエーテル、4,4’−ビス(3−ブロモベンゾイル)
ジフェニルエーテル、4,4’−ビス(4−ヨードベン
ゾイル)ジフェニルエーテル、4,4’−ビス(3−ヨ
ードベンゾイル)ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシフェニル)
ジフェニルエーテル、4,4’−ビス(3−トリフルオ
ロメチルスルフォニロキシフェニル)ジフェニルエーテ
ル、4,4’−ビス(4−メチルスルフォニロキシフェ
ニル)ジフェニルエーテル、4,4’−ビス(3−メチ
ルスルフォニロキシフェニル)ジフェニルエーテル、
4,4’−ビス(4−クロロベンゾイルアミノ)ジフェ
ニルエーテル、3,4’−ビス(4−クロロベンゾイル
アミノ)ジフェニルエーテル、4,4’−ビス(3−ク
ロロベンゾイルアミノ)ジフェニルエーテル、3,4’
−ビス(3−クロロベンゾイルアミノ)ジフェニルエー
テル、4,4’−ビス(4−ブロモベンゾイルアミノ)
ジフェニルエーテル、3,4’−ビス(4−ブロモベン
ゾイルアミノ)ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
(3−ブロモベンゾイルアミノ)ジフェニルエーテル、
3,4’−ビス(3−ブロモベンゾイルアミノ)ジフェ
ニルエーテル、4,4’−ビス(4−ヨードベンゾイル
アミノ)ジフェニルエーテル、3,4’−ビス(4−ヨ
ードベンゾイルアミノ)ジフェニルエーテル、4,4’
−ビス(3−ヨードベンゾイルアミノ)ジフェニルエー
テル、3,4’−ビス(3−ヨードベンゾイルアミノ)
ジフェニルエーテル、4,4’−ビス(4−トリフルオ
ロメチルスルフォニロキシフェニル)ジフェニルエーテ
ル、3,4’−ビス(4−トリフルオロメチルスルフォ
ニロキシフェニル)ジフェニルエーテル、4,4’−ビ
ス(3−トリフルオロメチルスルフォニロキシフェニ
ル)ジフェニルエーテル、3,4’−ビス(3−トリフ
ルオロメチルスルフォニロキシフェニル)ジフェニルエ
ーテル、4,4’−ビス(4−メチルスルフォニロキシ
フェニル)ジフェニルエーテル、3,4’−ビス(4−
メチルスルフォニロキシフェニル)ジフェニルエーテ
ル、4,4’−ビス(3−メチルスルフォニロキシフェ
ニル)ジフェニルエーテル、3,4’−ビス(3−メチ
ルスルフォニロキシフェニル)ジフェニルエーテル、
4,4’−ビス(4−クロロフェニルスルホニル)ジフ
ェニルエーテル、3,4’−ビス(4−クロロフェニル
スルホニル)ジフェニルエーテル、4,4’−ビス(3
−クロロフェニルスルホニル)ジフェニルエーテル、
3,4’−ビス(3−クロロフェニルスルホニル)ジフ
ェニルエーテル、4,4’−ビス(4−ブロモフェニル
スルホニル)ジフェニルエーテル、3,4’−ビス(4
−ブロモフェニルスルホニル)ジフェニルエーテル、
4,4’−ビス(3−ブロモフェニルスルホニル)ジフ
ェニルエーテル、3,4’−ビス(3−ブロモフェニル
スルホニル)ジフェニルエーテル、4,4’−ビス(4
−ヨードフェニルスルホニル)ジフェニルエーテル、
3,4’−ビス(4−ヨードフェニルスルホニル)ジフ
ェニルエーテル、4,4’−ビス(3−ヨードフェニル
スルホニル)ジフェニルエーテル、3,4’−ビス(3
−ヨードフェニルスルホニル)ジフェニルエーテル、
4,4’−ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニロ
キシフェニルスルホニル)ジフェニルエーテル、3,
4’−ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ
フェニルスルホニル)ジフェニルエーテル、4,4’−
ビス(3−トリフルオロメチルスルフォニロキシフェニ
ルスルホニル)ジフェニルエーテル、3,4’−ビス
(3−トリフルオロメチルスルフォニロキシフェニルス
ルホニル)ジフェニルエーテル、4,4’−ビス(4−
メチルスルフォニロキシフェニルスルホニル)ジフェニ
ルエーテル、3,4’−ビス(4−メチルスルフォニロ
キシフェニルスルホニル)ジフェニルエーテル、4,
4’−ビス(3−メチルスルフォニロキシフェニルスル
ホニル)ジフェニルエーテル、3,4’−ビス(3−メ
チルスルフォニロキシフェニルスルホニル)ジフェニル
エーテル、4,4’−ビス(4−クロロフェニル)ジフ
ェニルエーテルジカルボキシレート、3,4’−ビス
(4−クロロフェニル)ジフェニルエーテルジカルボキ
シレート、4,4’−ビス(3−クロロフェニル)ジフ
ェニルエーテルジカルボキシレート、3,4’−ビス
(3−クロロフェニル)ジフェニルエーテルジカルボキ
シレート、4,4’−ビス(4−ブロモフェニル)ジフ
ェニルエーテルジカルボキシレート、3,4’−ビス
(4−ブロモフェニル)ジフェニルエーテルジカルボキ
シレート、4,4’−ビス(3−ブロモフェニル)ジフ
ェニルエーテルジカルボキシレート、3,4’−ビス
(3−ブロモフェニル)ジフェニルエーテルジカルボキ
シレート、4,4’−ビス(4−ヨードフェニル)ジフ
ェニルエーテルジカルボキシレート、3,4’−ビス
(4−ヨードフェニル)ジフェニルエーテルジカルボキ
シレート、4,4’−ビス(3−ヨードフェニル)ジフ
ェニルエーテルジカルボキシレート、3,4’−ビス
(3−ヨードフェニル)ジフェニルエーテルジカルボキ
シレート、4,4’−ビス(4−トリフルオロメチルス
ルフォニロキシフェニル)ジフェニルエーテルジカルボ
キシレート、3,4’−ビス(4−トリフルオロメチル
スルフォニロキシフェニル)ジフェニルエーテルジカル
ボキシレート、4,4’−ビス(3−トリフルオロメチ
ルスルフォニロキシフェニル)ジフェニルエーテルジカ
ルボキシレート、3,4’−ビス(3−トリフルオロメ
チルスルフォニロキシフェニル)ジフェニルエーテルジ
カルボキシレート、4,4’−ビス(4−オロメチルス
ルフォニロキシフェニル)ジフェニルエーテルジカルボ
キシレート、3,4’−ビス(4−オロメチルスルフォ
ニロキシフェニル)ジフェニルエーテルジカルボキシレ
ート、4,4’−ビス(3−メチルスルフォニロキシフ
ェニル)ジフェニルエーテルジカルボキシレート、3,
4’−ビス(3−メチルスルフォニロキシフェニル)ジ
フェニルエーテルジカルボキシレート、4,4’−ビス
[(4−クロロフェニル)−1,1,1,3,3,3−
ヘキサフルオロプロピル]ジフェニルエーテル、3,
4’−ビス[(4−クロロフェニル)−1,1,1,
3,3,3−ヘキサフルオロプロピル]ジフェニルエー
テル、4,4’−ビス[(3−クロロフェニル)−1,
1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル]ジフェ
ニルエーテル、3,4’−ビス[(3−クロロフェニ
ル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピ
ル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[(4−ブロモ
フェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ
プロピル]ジフェニルエーテル、3,4’−ビス[(4−
ブロモフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフ
ルオロプロピル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
[(3−ブロモフェニル)−1,1,1,3,3,3−
ヘキサフルオロプロピル]ジフェニルエーテル、3,
4’−ビス[(3−ブロモフェニル)−1,1,1,
3,3,3−ヘキサフルオロプロピル]ジフェニルエー
テル、4,4’−ビス[(4−ヨードフェニル)−1,
1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル]ジフェ
ニルエーテル、3,4’−ビス[(4−ヨードフェニ
ル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピ
ル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[(3−ヨード
フェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ
プロピル]ジフェニルエーテル、3,4’−ビス[(3−
ヨードフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフ
ルオロプロピル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
[(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシフェニ
ル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピ
ル]ジフェニルエーテル、3,4’−ビス[(4−トリフ
ルオロメチルスルフォニロキシフェニル)−1,1,
1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル]ジフェニル
エーテル、4,4’−ビス[(3−トリフルオロメチル
スルフォニロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3
−ヘキサフルオロプロピル]ジフェニルエーテル、3,
4’−ビス[(3−トリフルオロメチルスルフォニロキ
シフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオ
ロプロピル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[(4
−メチルスルフォニロキシフェニル)−1,1,1,
3,3,3−ヘキサフルオロプロピル]ジフェニルエー
テル、3,4’−ビス[(4−メチルスルフォニロキシ
フェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ
プロピル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[(3−
メチルスルフォニロキシフェニル)−1,1,1,3,
3,3−ヘキサフルオロプロピル]ジフェニルエーテ
ル、3,4’−ビス[(3−メチルスルフォニロキシフ
ェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプ
ロピル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[(4−
クロロフェニル)テトラフルオロエチル]ジフェニルエ
ーテル、4,4’−ビス[(3−クロロフェニル)テト
ラフルオロエチル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビ
ス[(4−クロロフェニル)ヘキサフルオロプロピル]
ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[(3−クロロフ
ェニル)ヘキサフルオロプロピル]ジフェニルエーテ
ル、4,4’−ビス[(4−クロロフェニル)オクタフ
ルオロブチル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
[(3−クロロフェニル)オクタフルオロブチル]ジフ
ェニルエーテル、4,4’−ビス[(4−クロロフェニ
ル)デカフルオロペンチル]ジフェニルエーテル、4,
4’−ビス[(3−クロロフェニル)デカフルオロペン
チル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[(4−ブ
チルフェニル)テトラフルオロエチル]ジフェニルエー
テル、4,4’−ビス[(3−ブチルフェニル)テトラ
フルオロエチル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
[(4−ブチルフェニル)ヘキサフルオロプロピル]ジ
フェニルエーテル、4,4’−ビス[(3−ブチルフェ
ニル)ヘキサフルオロプロピル]ジフェニルエーテル、
4,4’−ビス[(4−ブチルフェニル)オクタフルオ
ロブチル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[(3
−ブチルフェニル)オクタフルオロブチル]ジフェニル
エーテル、4,4’−ビス[(4−ブチルフェニル)デ
カフルオロペンチル]ジフェニルエーテル、4,4’−
ビス[(3−ブチルフェニル)デカフルオロペンチル]
ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[(4−ヨードフ
ェニル)テトラフルオロエチル]ジフェニルエーテル、
4,4’−ビス[(3−ヨードフェニル)テトラフルオ
ロエチル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[(4
−ヨードフェニル)ヘキサフルオロプロピル]ジフェニ
ルエーテル、4,4’−ビス[(3−ヨードフェニル)
ヘキサフルオロプロピル]ジフェニルエーテル、4,
4’−ビス[(4−ヨードフェニル)オクタフルオロブ
チル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[(3−ヨ
ードフェニル)オクタフルオロブチル]ジフェニルエー
テル、4,4’−ビス[(4−ヨードフェニル)デカフ
ルオロペンチル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
[(3−ヨードフェニル)デカフルオロペンチル]ジフ
ェニルエーテル、4,4’−ビス[(4−トリフルオロ
メチルスルフォニロキシフェニル)テトラフルオロエチ
ル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[(3−トリ
フルオロメチルスルフォニロキシフェニル)テトラフル
オロエチル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
[(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシフェニ
ル)ヘキサフルオロプロピル]ジフェニルエーテル、
4,4’−ビス[(3−トリフルオロメチルスルフォニ
ロキシフェニル)ヘキサフルオロプロピル]ジフェニル
エーテル、4,4’−ビス[(4−トリフルオロメチル
スルフォニロキシフェニル)オクタフルオロブチル]ジ
フェニルエーテル、4,4’−ビス[(3−トリフルオ
ロメチルスルフォニロキシフェニル)オクタフルオロブ
チル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[(4−ト
リフルオロメチルスルフォニロキシフェニル)デカフル
オロペンチル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
[(3−トリフルオロメチルスルフォニロキシフェニ
ル)デカフルオロペンチル]ジフェニルエーテル、4,
4’−ビス[(4−メチルスルフォニロキシフェニル)
テトラフルオロエチル]ジフェニルエーテル、4,4’
−ビス[(3−メチルスルフォニロキシフェニル)テト
ラフルオロエチル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビ
ス[(4−メチルスルフォニロキシフェニル)ヘキサフ
ルオロプロピル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
[(3−メチルスルフォニロキシフェニル)ヘキサフル
オロプロピル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
[(4−メチルスルフォニロキシフェニル)オクタフル
オロブチル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
[(3−メチルスルフォニロキシフェニル)オクタフル
オロブチル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
[(4−メチルスルフォニロキシフェニル)デカフルオ
ロペンチル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス
[(3−メチルスルフォニロキシフェニル)デカフルオ
ロペンチル]ジフェニルエーテル等を挙げることができ
る。
Further, as a specific example of the monomer A in the case of forming the structure of -unit A-O-unit A-, 4,4'-bis (4-chlorobenzoyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (4-chlorobenzoyl) diphenyl ether,
4'-bis (3-chlorobenzoyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (4-bromobenzoyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (3-bromobenzoyl)
Diphenyl ether, 4,4'-bis (4-iodobenzoyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (3-iodobenzoyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (4-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl)
Diphenyl ether, 4,4'-bis (3-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (4-methylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (3-methylsulfonyl) Roxyphenyl) diphenyl ether,
4,4′-bis (4-chlorobenzoylamino) diphenyl ether, 3,4′-bis (4-chlorobenzoylamino) diphenyl ether, 4,4′-bis (3-chlorobenzoylamino) diphenyl ether, 3,4 ′
-Bis (3-chlorobenzoylamino) diphenyl ether, 4,4'-bis (4-bromobenzoylamino)
Diphenyl ether, 3,4′-bis (4-bromobenzoylamino) diphenyl ether, 4,4′-bis (3-bromobenzoylamino) diphenyl ether,
3,4'-bis (3-bromobenzoylamino) diphenyl ether, 4,4'-bis (4-iodobenzoylamino) diphenyl ether, 3,4'-bis (4-iodobenzoylamino) diphenyl ether, 4,4 '
-Bis (3-iodobenzoylamino) diphenyl ether, 3,4'-bis (3-iodobenzoylamino)
Diphenyl ether, 4,4'-bis (4-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether, 3,4'-bis (4-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (3-tri Fluoromethylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether, 3,4′-bis (3-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether, 4,4′-bis (4-methylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether, 3,4′- Bis (4-
Methylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether, 4,4′-bis (3-methylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether, 3,4′-bis (3-methylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether,
4,4'-bis (4-chlorophenylsulfonyl) diphenyl ether, 3,4'-bis (4-chlorophenylsulfonyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (3
-Chlorophenylsulfonyl) diphenyl ether,
3,4'-bis (3-chlorophenylsulfonyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (4-bromophenylsulfonyl) diphenyl ether, 3,4'-bis (4
-Bromophenylsulfonyl) diphenyl ether,
4,4'-bis (3-bromophenylsulfonyl) diphenyl ether, 3,4'-bis (3-bromophenylsulfonyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (4
-Iodophenylsulfonyl) diphenyl ether,
3,4'-bis (4-iodophenylsulfonyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (3-iodophenylsulfonyl) diphenyl ether, 3,4'-bis (3
-Iodophenylsulfonyl) diphenyl ether,
4,4'-bis (4-trifluoromethylsulfonyloxyphenylsulfonyl) diphenyl ether, 3,
4'-bis (4-trifluoromethylsulfonyloxyphenylsulfonyl) diphenyl ether, 4,4'-
Bis (3-trifluoromethylsulfonyloxyphenylsulfonyl) diphenyl ether, 3,4'-bis (3-trifluoromethylsulfonyloxyphenylsulfonyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (4-
Methylsulfonyloxyphenylsulfonyl) diphenyl ether, 3,4′-bis (4-methylsulfonyloxyphenylsulfonyl) diphenyl ether, 4,
4'-bis (3-methylsulfonyloxyphenylsulfonyl) diphenyl ether, 3,4'-bis (3-methylsulfonyloxyphenylsulfonyl) diphenyl ether, 4,4'-bis (4-chlorophenyl) diphenylether dicarboxylate, 3,4'-bis (4-chlorophenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 4,4'-bis (3-chlorophenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 3,4'-bis (3-chlorophenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 4, 4'-bis (4-bromophenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 3,4'-bis (4-bromophenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 4,4'-bis (3-bromophenyl) diphenyl ether dicarboxylate, , 4'-bis (3-bromophenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 4,4'-bis (4-iodophenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 3,4'-bis (4-iodophenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 4,4'-bis (3-iodophenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 3,4'-bis (3-iodophenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 4,4'-bis (4-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) ) Diphenyl ether dicarboxylate, 3,4'-bis (4-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 4,4'-bis (3-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether dicarboxylate, Three , 4'-bis (3-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 4,4'-bis (4-oromethylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 3,4'-bis (4 -Oromethylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 4,4'-bis (3-methylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 3,
4'-bis (3-methylsulfonyloxyphenyl) diphenyl ether dicarboxylate, 4,4'-bis
[(4-chlorophenyl) -1,1,1,3,3,3-
Hexafluoropropyl] diphenyl ether, 3,
4'-bis [(4-chlorophenyl) -1,1,1,
3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(3-chlorophenyl) -1,
1,1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 3,4′-bis [(3-chlorophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4 '-Bis [(4-bromophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 3,4'-bis [(4-
Bromophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4′-bis
[(3-Bromophenyl) -1,1,1,3,3,3-
Hexafluoropropyl] diphenyl ether, 3,
4'-bis [(3-bromophenyl) -1,1,1,
3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(4-iodophenyl) -1,
1,1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 3,4′-bis [(4-iodophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4, 4'-bis [(3-iodophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 3,4'-bis [(3-
Iodophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4′-bis
[(4-Trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 3,4′-bis [(4-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl)- 1, 1,
1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [(3-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) -1,1,1,3,3,3
-Hexafluoropropyl] diphenyl ether, 3,
4'-bis [(3-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(4
-Methylsulfonyloxyphenyl) -1,1,1,
3,3,3-Hexafluoropropyl] diphenyl ether, 3,4'-bis [(4-methylsulfonyloxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4 '-Bis [(3-
Methylsulfonyloxyphenyl) -1,1,1,3
3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 3,4'-bis [(3-methylsulfonyloxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4'- Bis [(4-
Chlorophenyl) tetrafluoroethyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [(3-chlorophenyl) tetrafluoroethyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [(4-chlorophenyl) hexafluoropropyl]
Diphenyl ether, 4,4'-bis [(3-chlorophenyl) hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(4-chlorophenyl) octafluorobutyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(3-chlorophenyl) Octafluorobutyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [(4-chlorophenyl) decafluoropentyl] diphenyl ether, 4,
4'-bis [(3-chlorophenyl) decafluoropentyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(4-butylphenyl) tetrafluoroethyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(3-butylphenyl) tetrafluoro Ethyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [(4-butylphenyl) hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [(3-butylphenyl) hexafluoropropyl] diphenyl ether,
4,4'-bis [(4-butylphenyl) octafluorobutyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(3
-Butylphenyl) octafluorobutyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(4-butylphenyl) decafluoropentyl] diphenyl ether, 4,4'-
Bis [(3-butylphenyl) decafluoropentyl]
Diphenyl ether, 4,4′-bis [(4-iodophenyl) tetrafluoroethyl] diphenyl ether,
4,4'-bis [(3-iodophenyl) tetrafluoroethyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(4
-Iodophenyl) hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(3-iodophenyl)
Hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,
4'-bis [(4-iodophenyl) octafluorobutyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(3-iodophenyl) octafluorobutyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(4-iodophenyl) deca Fluoropentyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(3-iodophenyl) decafluoropentyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(4-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) tetrafluoroethyl] diphenyl ether, 4, 4'-bis [(3-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) tetrafluoroethyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(4-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) hexafluoropropyl] diphenyl ether,
4,4′-bis [(3-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [(4-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) octafluorobutyl] diphenyl ether, 4, 4'-bis [(3-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) octafluorobutyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(4-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) decafluoropentyl] diphenyl ether, 4,4 ' -Bis [(3-trifluoromethylsulfonyloxyphenyl) decafluoropentyl] diphenyl ether, 4,
4'-bis [(4-methylsulfonyloxyphenyl)
Tetrafluoroethyl] diphenyl ether, 4,4 '
-Bis [(3-methylsulfonyloxyphenyl) tetrafluoroethyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(4-methylsulfonyloxyphenyl) hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [(3- Methylsulfonyloxyphenyl) hexafluoropropyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [(4-methylsulfonyloxyphenyl) octafluorobutyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [(3-methylsulfonyloxyphenyl) Octafluorobutyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [(4-methylsulfonyloxyphenyl) decafluoropentyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [(3-methylsulfonyloxyphenyl) decafluoropentyl] diphenyl ether, etc. To name It is possible.

【0050】前記モノマーBとしては、下記一般式
(5)’〜(7)’で表わされる芳香族化合物を挙げる
ことができる。
Examples of the monomer B include aromatic compounds represented by the following general formulas (5) 'to (7)'.

【0051】[0051]

【化9】 [Chemical 9]

【0052】[0052]

【化10】 [Chemical 10]

【0053】[0053]

【化11】 [Chemical 11]

【0054】ここで、一般式(5)’〜(7)’中のX
およびR9〜R16は前記一般式(5)〜(7)と同一で
あり、R〜R’は一般式(4)’と同一である。
Here, X in the general formulas (5) 'to (7)'
And R 9 to R 16 are the same as in the general formulas (5) to (7), and R to R ′ are the same as in the general formula (4) ′.

【0055】一般式(5)’で表わされるモノマーBの
具体例としては、m−ジクロロベンゼン、m−ジブロモ
ベンゼン、m−ジヨードベンゼン、m−ジメチルスルフ
ォニロキシベンゼン、2,4−ジクロロトルエン、2,
4−ジブロモトルエン、2,4−ジヨードトルエン、
3,5−ジクロロトルエン、3,5−ジブロモトルエ
ン、3,5−ジヨードトルエン、2,6−ジクロロトル
エン、2,6−ジブロモトルエン、2,6−ジヨードト
ルエン、3,5−ジメチルスルフォニロキシトルエン、
2,6−ジメチルスルフォニロキシトルエン、2,4−
ジクロロベンゾトリフルオライド、2,4−ジブロモベ
ンゾトリフルオライド、2,4−ジヨードベンゾトリフ
ルオライド、3,5−ジクロロベンゾトリフルオライ
ド、3,5−ジブロモベンゾトリフルオライド、3,5
−ジヨードベンゾトリフルオライド、1,3−ジブロモ
−2,4,5,6−テトラフルオロベンゼン等を挙げる
ことができる。
Specific examples of the monomer B represented by the general formula (5) 'include m-dichlorobenzene, m-dibromobenzene, m-diiodobenzene, m-dimethylsulfonyloxybenzene and 2,4-dichlorotoluene. , 2,
4-dibromotoluene, 2,4-diiodotoluene,
3,5-dichlorotoluene, 3,5-dibromotoluene, 3,5-diiodotoluene, 2,6-dichlorotoluene, 2,6-dibromotoluene, 2,6-diiodotoluene, 3,5-dimethylsulfur Phenyloxytoluene,
2,6-dimethylsulfonyloxytoluene, 2,4-
Dichlorobenzotrifluoride, 2,4-dibromobenzotrifluoride, 2,4-diiodobenzotrifluoride, 3,5-dichlorobenzotrifluoride, 3,5-dibromobenzotrifluoride, 3,5
-Diiodobenzotrifluoride, 1,3-dibromo-2,4,5,6-tetrafluorobenzene and the like can be mentioned.

【0056】また、一般式(6)’で表わされるモノマ
ーBの具体例としては、4’−フェノキシ−2,4−ジ
クロロベンゾフェノン、2,5−ジクロロ−4’−フェ
ノキシベンゾフェノン、p−ジクロロベンゼン、p−ジ
ブロモベンゼン、p−ジヨードベンゼン、p−ジメチル
スルフォニロキシベンゼン、2,5−ジクロロトルエ
ン、2,5−ジブロモトルエン、2,5−ジヨードトル
エン、2,5−ジメチルスルフォニロキシベンゼン、
2,5−ジクロロ−p−キシレン、2,5−ジブロモ−
p−キシレン、2,5−ジヨード−p−キシレン、2,
5−ジクロロベンゾトリフルオライド、2,5−ジブロ
モベンゾトリフルオライド、2,5−ジヨードベンゾト
リフルオライド、1,4−ジクロロ−2,3,5,6−
テトラフルオロベンゼン、1,4−ジブロモ−2,3,
5,6−テトラフルオロベンゼン、1,4−ジヨード−
2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン等を挙げるこ
とができる。
Specific examples of the monomer B represented by the general formula (6) 'include 4'-phenoxy-2,4-dichlorobenzophenone, 2,5-dichloro-4'-phenoxybenzophenone and p-dichlorobenzene. , P-dibromobenzene, p-diiodobenzene, p-dimethylsulfonyloxybenzene, 2,5-dichlorotoluene, 2,5-dibromotoluene, 2,5-diiodotoluene, 2,5-dimethylsulfonyloxy benzene,
2,5-dichloro-p-xylene, 2,5-dibromo-
p-xylene, 2,5-diiodo-p-xylene, 2,
5-dichlorobenzotrifluoride, 2,5-dibromobenzotrifluoride, 2,5-diiodobenzotrifluoride, 1,4-dichloro-2,3,5,6-
Tetrafluorobenzene, 1,4-dibromo-2,3
5,6-Tetrafluorobenzene, 1,4-diiodo-
2,3,5,6-tetrafluorobenzene etc. can be mentioned.

【0057】また、一般式(7)’で表わされるモノマ
ーBの具体例としては、4,4’−ジブロモビフェニ
ル、4,4’−ジヨードビフェニル、4,4’−ジメチ
ルスルフォニロキシビフェニル、4,4’−ジメチルス
ルフォニロキシ−3,3’−ジプロペニルビフェニル、
4,4’−ジメチルスルフォニロキシ−3,3’−ジメ
チルビフェニル、4,4’−ジメチルスルフォニロキシ
−3,3’−ジフルオロビフェニル、4,4’−ジメチ
ルスルフォニロキシ−3,3’,5,5’−テトラフル
オロビフェニル、4,4’−ジブロモオクタフルオロビ
フェニル等を挙げることができる。
Specific examples of the monomer B represented by the general formula (7) 'include 4,4'-dibromobiphenyl, 4,4'-diiodobiphenyl, 4,4'-dimethylsulfonoxybiphenyl, 4,4'-dimethylsulfonyloxy-3,3'-dipropenylbiphenyl,
4,4'-Dimethylsulfonyloxy-3,3'-dimethylbiphenyl, 4,4'-dimethylsulfonyloxy-3,3'-difluorobiphenyl, 4,4'-dimethylsulfonyloxy-3,3 ' , 5,5'-tetrafluorobiphenyl, 4,4'-dibromooctafluorobiphenyl and the like can be mentioned.

【0058】以上の一般式(5)’〜(7)’で表わさ
れるモノマーBのうち、前記溶媒に対する溶解性に優
れ、高分子量化が可能であることから、4’−フェノキ
シ−2,5−ジクロロベンゾフェノン、4’−フェノキ
シ−2,4−ジクロロベンゾフェノン、4’−フェノキ
シフェニル−2,5−ジクロロベンゾエート、4’−フ
ェノキシフェニル−2,4−ジクロロベンゾエートなど
のジクロロ安息香酸誘導体が好ましく、特に一般式
(4)’で表わされるモノマーAと共重合したときに耐
クリープ性等の機械的強度に優れた高分子電解質が得ら
れることから4’−フェノキシ−2,5−ジクロロベン
ゾフェノンが最も好ましい。
Among the monomers B represented by the above general formulas (5) ′ to (7) ′, 4′-phenoxy-2,5 is excellent because it has excellent solubility in the solvent and can have a high molecular weight. -Dichlorobenzophenone, 4'-phenoxy-2,4-dichlorobenzophenone, 4'-phenoxyphenyl-2,5-dichlorobenzoate, 4'-phenoxyphenyl-2,4-dichlorobenzoate and other dichlorobenzoic acid derivatives are preferable, In particular, 4'-phenoxy-2,5-dichlorobenzophenone is most preferred because a polymer electrolyte having excellent mechanical strength such as creep resistance is obtained when it is copolymerized with the monomer A represented by the general formula (4) '. preferable.

【0059】前記一般式(4)’で表わされるモノマー
Aの少なくとも1種と、前記一般式(5)’〜(7)’
で表わされる芳香族化合物の群から選ばれた少なくとも
1種のモノマーBとの共重合比は、前記単位Aと単位B
との割合と同様である。すなわち、モノマーAの使用量
は、5〜60モル%、好ましくは7〜50モル%、モノ
マーBの使用量は、40〜95重量%、好ましくは50
〜93重量%である。但し、単位Aをエーテル結合で結
合する場合、−単位A−O−単位A−の割合は、3〜4
0モル%、好ましくは5〜35モル%である。
At least one kind of the monomer A represented by the general formula (4) 'and the general formulas (5)' to (7) '
The copolymerization ratio with at least one monomer B selected from the group of aromatic compounds represented by
And the same as the ratio. That is, the amount of the monomer A used is 5 to 60 mol%, preferably 7 to 50 mol%, and the amount of the monomer B used is 40 to 95 wt%, preferably 50.
~ 93% by weight. However, when the unit A is bonded by an ether bond, the ratio of the unit A-O-the unit A- is 3 to 4.
It is 0 mol%, preferably 5-35 mol%.

【0060】また、モノマーBとして一般式(5)’で
表わされるものを用いる場合には、その割合は、モノマ
ーA,Bの総計に対し、好ましくは50モル%以下、さ
らに好ましくは30モル%以下の範囲とすることによ
り、モノマーA,Bの全体が前記溶媒に対する溶解性に
優れたものとなり、高分子量化が可能となる。
When the monomer B represented by the general formula (5) 'is used, the proportion thereof is preferably 50 mol% or less, more preferably 30 mol% based on the total amount of the monomers A and B. When the content is within the following range, the monomers A and B as a whole have excellent solubility in the solvent, and a high molecular weight is possible.

【0061】また、モノマーBとして一般式(6)’で
表わされるものを用いる場合には、その割合は、モノマ
ーA,Bの総計に対し、好ましくは10モル%以上、さ
らに好ましくは20モル%以上の範囲とすることによ
り、モノマーA,Bの全体が前記溶媒に対する溶解性に
優れたものとなり、高分子量化が可能となる。
When the monomer B represented by the general formula (6) 'is used, the proportion thereof is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% with respect to the total amount of the monomers A and B. Within the above range, the monomers A and B as a whole have excellent solubility in the solvent, and a high molecular weight is possible.

【0062】また、モノマーBとして一般式(7)’で
表わされるものを用いる場合には、その割合は、モノマ
ーA,Bの総計に対し、好ましくは50モル%以下、さ
らに好ましくは30モル%以下の範囲とすることによ
り、モノマーA,Bの全体が前記溶媒に対する溶解性に
優れたものとなり、高分子量化が可能となる。
When the monomer B represented by the general formula (7) 'is used, the proportion thereof is preferably 50 mol% or less, more preferably 30 mol%, based on the total amount of the monomers A and B. When the content is within the following range, the monomers A and B as a whole have excellent solubility in the solvent, and a high molecular weight is possible.

【0063】前記モノマーA,Bの共重合によりポリア
リーレン系重合体を製造する際に使用される触媒は、遷
移金属塩を含む触媒系であり、遷移金属塩と、配位子
と、還元剤とを必須成分とする。前記触媒系は、前記遷
移金属化合物と、配位子とに代えて、予め配位子が配位
された遷移金属またはその塩を用いてもよく、さらに重
合速度を上げるために、所定の「塩」を添加してもよ
い。
The catalyst used in producing the polyarylene polymer by copolymerization of the monomers A and B is a catalyst system containing a transition metal salt, a transition metal salt, a ligand and a reducing agent. And are essential ingredients. The catalyst system may use, in place of the transition metal compound and the ligand, a transition metal or a salt thereof in which a ligand is coordinated in advance, and in order to further increase the polymerization rate, a predetermined ""Salt" may be added.

【0064】ここで、前記遷移金属塩としては、塩化ニ
ッケル、臭化ニッケル、ヨウ化ニッケル、ニッケルアセ
チルアセトナート等のニッケル化合物、塩化パラジウ
ム、臭化パラジウム、ヨウ化パラジウム等のパラジウム
化合物、塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄等の鉄化合物、塩化
コバルト、臭化コバルト、ヨウ化コバルト等のコバルト
化合物等を挙げることができる。
Examples of the transition metal salt include nickel compounds such as nickel chloride, nickel bromide, nickel iodide and nickel acetylacetonate, palladium compounds such as palladium chloride, palladium bromide and palladium iodide, and iron chloride. Examples thereof include iron compounds such as iron bromide and iron iodide, and cobalt compounds such as cobalt chloride, cobalt bromide and cobalt iodide.

【0065】また、前記配位子としては、トリフェニル
ホスフィン、2,2’−ビピリジン、1,5−シクロオ
クタジエン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プ
ロパン等を挙げることができる。
Examples of the ligand include triphenylphosphine, 2,2'-bipyridine, 1,5-cyclooctadiene, 1,3-bis (diphenylphosphino) propane and the like.

【0066】また、前記還元剤としては、例えば、鉄、
亜鉛、マンガン、アルミニウム、マグネシウム、ナトリ
ウム、カルシウム等を挙げることができる。これらの還
元剤は、有機酸などの酸に接触させることにより、より
活性化して用いることができる。
Examples of the reducing agent include iron,
Examples thereof include zinc, manganese, aluminum, magnesium, sodium and calcium. These reducing agents can be further activated and used by bringing them into contact with an acid such as an organic acid.

【0067】また、予め配位子が配位された遷移金属ま
たはその塩としては、例えば、塩化ニッケルビス(トリ
フェニルホスフィン)、臭化ニッケルビス(トリフェニ
ルホスフィン)、ヨウ化ニッケルビス(トリフェニルホ
スフィン)、硝酸ニッケルビス(トリフェニルホスフィ
ン)、塩化ニッケル(2,2’ビピリジン)、臭化ニッ
ケル(2,2’ビピリジン)、ヨウ化ニッケル(2,
2’ビピリジン)、硝酸ニッケル(2,2’ビピリジ
ン)、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル、
テトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケル、テト
ラキス(トリフェニルホスファイト)ニッケル、テトラ
キス(トリフェニルホスフィン)パラジウム等を挙げる
ことができる。
Examples of the transition metal having a ligand coordinated in advance or a salt thereof include, for example, nickel chloride bis (triphenylphosphine), nickel bromide bis (triphenylphosphine), nickel iodide bis (triphenyl). Phosphine), nickel nitrate bis (triphenylphosphine), nickel chloride (2,2 ′ bipyridine), nickel bromide (2,2 ′ bipyridine), nickel iodide (2,
2'bipyridine), nickel nitrate (2,2 'bipyridine), bis (1,5-cyclooctadiene) nickel,
Examples thereof include tetrakis (triphenylphosphine) nickel, tetrakis (triphenylphosphite) nickel and tetrakis (triphenylphosphine) palladium.

【0068】また、重合速度を上げるために前記触媒系
に添加する塩としては、フッ化ナトリウム、塩化ナトリ
ウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、硫酸ナトリ
ウムなどのナトリウム化合物、フッ化カリウム、塩化カ
リウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、硫酸カリウム
などのカリウム化合物、フッ化テトラエチルアンモニウ
ム、塩化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラエチル
アンモニウム、ヨウ化テトラエチルアンモニウム、硫酸
テトラエチルアンモニウムなどのアンモニウム等を挙げ
ることができる。
The salts added to the catalyst system to increase the polymerization rate include sodium compounds such as sodium fluoride, sodium chloride, sodium bromide, sodium iodide and sodium sulfate, potassium fluoride, potassium chloride, Examples thereof include potassium compounds such as potassium bromide, potassium iodide and potassium sulfate, and ammonium such as tetraethylammonium fluoride, tetraethylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, tetraethylammonium iodide and tetraethylammonium sulfate.

【0069】前記触媒系における前記遷移金属塩、予め
配位子が配位された遷移金属またはその塩の量は、前記
一般式(4)’〜(7)’で表わされるモノマーA,B
の総計1モルに対し、通常は0.0001〜10モル、
好ましくは0.01〜0.5モルである。0.0001
モル未満では、重合反応が充分に進行せず、10モルを
超えると、得られたポリアリーレン系重合体の分子量が
十分に大きくならないことがある。
The amount of the transition metal salt, the transition metal to which a ligand is coordinated in advance or the salt thereof in the catalyst system is determined by the amounts of the monomers A and B represented by the general formulas (4) 'to (7)'.
In general, 0.0001 to 10 moles per 1 mole of
It is preferably 0.01 to 0.5 mol. 0.0001
If it is less than 10 mol, the polymerization reaction will not proceed sufficiently, and if it exceeds 10 mol, the molecular weight of the obtained polyarylene polymer may not be sufficiently large.

【0070】前記触媒系において、前記遷移金属または
その塩に対する前記配位子の量は、前記遷移金属または
その塩1モルに対し、通常は0.1〜100モル、好ま
しくは1〜10モルである。0.1モル未満では、触媒
活性が不充分となり、100モルを超えると、得られた
ポリアリーレン系重合体の分子量が十分に大きくならな
いことがある。
In the catalyst system, the amount of the ligand with respect to the transition metal or salt thereof is usually 0.1 to 100 mol, preferably 1 to 10 mol, based on 1 mol of the transition metal or salt thereof. is there. If it is less than 0.1 mol, the catalytic activity will be insufficient, and if it exceeds 100 mol, the molecular weight of the obtained polyarylene polymer may not be sufficiently high.

【0071】前記触媒系における還元剤の量は、前記一
般式(4)’〜(7)’で表わされるモノマーA,Bの
総計1モルに対し、通常は0.1〜100モル、好まし
くは1〜10モルである。0.1モル未満では、重合が
充分進行せず、100モルを超えると、得られたポリア
リーレン系重合体の精製が困難になることがある。
The amount of the reducing agent in the catalyst system is usually 0.1 to 100 moles, preferably 1 to 100 moles of the monomers A and B represented by the general formulas (4) 'to (7)'. It is 1 to 10 mol. If it is less than 0.1 mol, the polymerization will not proceed sufficiently, and if it exceeds 100 mol, purification of the obtained polyarylene polymer may be difficult.

【0072】前記触媒系に、重合速度を上げるための前
記塩を添加する場合、その添加量は、前記一般式
(4)’〜(7)’で表わされるモノマーA,Bの総計
1モルに対し、通常は0.001〜100モル、好まし
くは0.01〜1モルである。0.001モル未満で
は、重合速度を上げる効果が不充分であり、100モル
を超えると、得られたポリアリーレン系重合体の精製が
困難になることがある。
When the salt for increasing the polymerization rate is added to the catalyst system, the amount of the salt added is 1 mol in total of the monomers A and B represented by the general formulas (4) 'to (7)'. On the other hand, it is usually 0.001 to 100 mol, preferably 0.01 to 1 mol. If it is less than 0.001 mol, the effect of increasing the polymerization rate is insufficient, and if it exceeds 100 mol, purification of the obtained polyarylene polymer may be difficult.

【0073】重合溶媒としては、例えば、テトラヒドロ
フラン、シクロヘキサノン、ジメチルスルホキシド、
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセ
トアミド、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラ
クトン、γ−ブチロラクタム等を挙げることができる。
前記重合触媒は、充分に乾燥してから用いることが好ま
しい。重合触媒中における前記一般式(4)’〜
(7)’で表わされるモノマーA,Bの総計の濃度は、
通常、1〜90重量%、好ましくは5〜40重量%であ
る。重合温度は、通常は0〜200℃、好ましくは50
〜80℃であり、重合時間は、通常は0.5〜100時
間、好ましくは1〜40時間である。
As the polymerization solvent, for example, tetrahydrofuran, cyclohexanone, dimethyl sulfoxide,
Examples thereof include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone and γ-butyrolactam.
It is preferable to use the polymerization catalyst after drying it sufficiently. The above-mentioned general formula (4) ′ in the polymerization catalyst
The total concentration of the monomers A and B represented by (7) ′ is
Usually, it is 1 to 90% by weight, preferably 5 to 40% by weight. The polymerization temperature is usually 0 to 200 ° C., preferably 50.
To 80 ° C., and the polymerization time is usually 0.5 to 100 hours, preferably 1 to 40 hours.

【0074】前記ポリアリーレン系重合体の分子量は、
ポリスチレン換算重量平均分子量で、1,000〜1,
000,000、好ましくは1,500〜200,00
0である。
The molecular weight of the polyarylene polymer is
Polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 1,000 to 1,
, 000,000, preferably 1,500 to 200,000
It is 0.

【0075】前記ポリアリーレン系重合体の構造は、例
えば、赤外線吸収スペクトルの1230〜1250cm
-1のC−O−C吸収、1640〜1660cm-1のC=
O吸収等により、或いは核磁気共鳴スペクトル(1H−
NMR)の6.8〜8.0ppmの芳香族プロトンのピ
ークにより確認することができる。
The structure of the polyarylene polymer is, for example, 1230 to 1250 cm of infrared absorption spectrum.
-1 C-O-C absorption, 1640 to 1660 cm -1 C =
O absorption, etc., or nuclear magnetic resonance spectrum (1H-
This can be confirmed by the peak of the aromatic proton at 6.8 to 8.0 ppm of (NMR).

【0076】ここで、例えば、前記一般式(4)’で表
わされるモノマーAおよび一般式(6)’で表わされる
モノマーBを用いて、前記一般式(4)および一般式
(6)で表わされる繰り返し構造単位(但し、スルホン
酸基を有しない)からなる重合体を得る際の反応式は、
次式(8)で示すことができる。
Here, for example, using the monomer A represented by the general formula (4) ′ and the monomer B represented by the general formula (6) ′, the compounds represented by the general formula (4) and the general formula (6) are used. The reaction formula for obtaining a polymer composed of repeating structural units (however, having no sulfonic acid group) is
It can be expressed by the following equation (8).

【0077】[0077]

【化12】 [Chemical 12]

【0078】次に、前記ポリアリーレン系重合体は、無
溶剤下、あるいは溶剤存在下で、無水硫酸、発煙硫酸、
クロルスルホン酸、硫酸、亜硫酸水素ナトリウム等のス
ルホン化剤と、公知の条件で反応させることによりスル
ホン化物とすることができる。前記スルホン化に用いる
溶剤としては、例えば、n−ヘキサン等の炭化水素溶
剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶
剤、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジ
メチルスルホキシド等の非プロトン系極性溶媒のほか、
テトラクロロエタン、ジクロロエタン、クロロホルム、
塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素等を挙げることが
できる。
Next, the polyarylene polymer is treated with sulfuric acid anhydride, fuming sulfuric acid, in the absence of a solvent or in the presence of a solvent.
A sulfonated product can be obtained by reacting with a sulfonating agent such as chlorosulfonic acid, sulfuric acid, or sodium hydrogen sulfite under known conditions. Examples of the solvent used for the sulfonation include hydrocarbon solvents such as n-hexane, tetrahydrofuran, ether solvents such as dioxane, aprotic polar solvents such as dimethylacetamide, dimethylformamide and dimethylsulfoxide,
Tetrachloroethane, dichloroethane, chloroform,
Examples thereof include halogenated hydrocarbons such as methylene chloride.

【0079】前記スルホン化の反応温度は特に制限はな
いが、通常は−50〜200℃、好ましくは−10〜1
00℃である。また、前記スルホン化の反応時間は、通
常は0.5〜1000時間、好ましくは1〜200時間
である。
The reaction temperature for the sulfonation is not particularly limited, but is usually -50 to 200 ° C, preferably -10 to 1
It is 00 ° C. The reaction time for the sulfonation is usually 0.5 to 1000 hours, preferably 1 to 200 hours.

【0080】前記スルホン化により得られるポリアリー
レン系重合体スルホン化物中のスルホン酸基量は、重合
体を構成する単位Bの1ユニットに対して、通常0.0
5〜2個、好ましくは0.3〜1.5個である。0.0
5個未満では、得られたポリアリーレン系重合体スルホ
ン化物のプロトン伝導性が不十分なものとなり、2個を
超えると、親水性が向上して水溶性ポリマーとなってし
まうか、また水溶性に至らずとも熱水耐久性が低下す
る。
The amount of sulfonic acid group in the sulfonated polyarylene polymer obtained by the sulfonation is usually 0.0 with respect to 1 unit of the unit B constituting the polymer.
It is 5 to 2, preferably 0.3 to 1.5. 0.0
If the number is less than 5, the proton conductivity of the obtained polyarylene polymer sulfonate will be insufficient, and if the number is more than 2, the hydrophilicity will be improved to become a water-soluble polymer. Even if it does not reach, the hot water durability will decrease.

【0081】尚、前記ポリアリーレン系重合体のスルホ
ン化物としては、単位Aがベンゾフェノン−4,4’−
ジイル構造の芳香族化合物単位であって、単位Bが4’
−フェノキシ−ベンゾフェノン−2,5−ジイル構造の
芳香族化合物単位であるものが最も固体高分子型燃料電
池の高分子電解質膜に適している。この場合、単位Aの
割合が7〜35モル%、単位Bの割合が65〜93モル
%であることが好ましく、さらには単位Aの割合が8〜
30モル%、単位Bの割合が70〜92モル%であると
最適である。また、前記ポリアリーレン系重合体のスル
ホン化物は、1.5〜3.0meq/gのイオン交換容
量を有するものが好ましい。
In the sulfonated polyarylene polymer, the unit A is benzophenone-4,4'-.
An aromatic compound unit having a diyl structure, wherein the unit B is 4 '
A phenoxy-benzophenone-2,5-diyl-structured aromatic compound unit is most suitable for the polymer electrolyte membrane of a polymer electrolyte fuel cell. In this case, it is preferable that the proportion of the unit A is 7 to 35 mol%, the proportion of the unit B is 65 to 93 mol%, and the proportion of the unit A is 8 to
Optimally, the proportion of 30 mol% and the unit B is 70 to 92 mol%. Further, the sulfonated polyarylene polymer preferably has an ion exchange capacity of 1.5 to 3.0 meq / g.

【0082】前記ポリアリーレン系重合体スルホン化物
の構造は、赤外線吸収スペクトルの1030〜1045
cm-1、1160〜1190cm-1のS=O吸収、11
30〜1250cm-1のC−O−C吸収、1640〜1
660cm-1のC=O吸収等により、或いは核磁気共鳴
スペクトル(1H−NMR)の6.8〜8.0ppmの
芳香族プロトンのピークにより確認することができる。
The structure of the sulfonated polyarylene polymer is 1030 to 1045 in the infrared absorption spectrum.
cm -1, S = O absorption at 1160~1190cm -1, 11
C-O-C absorption at 30 to 1250 cm -1 , 1640 to 1
It can be confirmed by C═O absorption at 660 cm −1 or by the peak of aromatic proton at 6.8 to 8.0 ppm in the nuclear magnetic resonance spectrum (1H-NMR).

【0083】前記高分子電解質膜は、例えば、前記ポリ
アリーレン系重合体スルホン化物を有機溶媒に溶解して
均一溶液とした後、得られた均一溶液を平坦な型にキャ
ストし乾燥させることにより製造することができる。前
記有機溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセ
トアミド、N−メチルピロリドン等の非プロトン性極性
溶剤を挙げることができる。また、前記高分子電解質膜
は、前記キャスティング法のほか、溶融成形等によって
も製造することができる。
The polymer electrolyte membrane is produced, for example, by dissolving the sulfonated polyarylene polymer in an organic solvent to form a uniform solution, casting the resulting uniform solution in a flat mold and drying. can do. Examples of the organic solvent include dimethyl sulfoxide,
Aprotic polar solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone can be mentioned. In addition to the casting method, the polymer electrolyte membrane can be manufactured by melt molding or the like.

【0084】次に、実施例及び比較例を示すNext, examples and comparative examples will be shown.

【0085】[0085]

【実施例1〜4及び比較例1,2】まず、主鎖に電子吸
引性基を有する芳香族化合物単位に対応するモノマーA
としての4,4’−ジクロロベンゾフェノンと、主鎖に
電子吸引性基を有さない芳香族化合物単位に対応するモ
ノマーBとしての2,5−ジクロロ−4−フェノキシベ
ンゾフェノンとを、1:9のモル比で用意し、ヨウ化ナ
トリウム、ビストリフェニルホスフィンニッケルジクロ
ライド、トリフェニルホスフィン、亜鉛からなる触媒系
と共に、N−メチルピロリドンを溶媒として、還流管及
び三方コックを取り付け窒素置換した三口フラスコ中、
窒素雰囲気下に70℃のオイルバスで加熱して重合させ
た。前記触媒系において、各組成物の前記モノマーA,
Bの総計に対する割合は、ヨウ化ナトリウム13モル
%、ビストリフェニルホスフィンニッケルジクロライド
3モル%、トリフェニルホスフィン40モル%、亜鉛2
40モル%である。
Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 First, a monomer A corresponding to an aromatic compound unit having an electron-withdrawing group in the main chain.
And 4,5-dichloro-4-phenoxybenzophenone as a monomer B corresponding to the aromatic compound unit having no electron-withdrawing group in the main chain, Prepared in a molar ratio, sodium iodide, bistriphenylphosphine nickel dichloride, triphenylphosphine, along with a catalyst system consisting of zinc, using N- methylpyrrolidone as a solvent, a reflux pipe and a three-way cock in a three-necked flask nitrogen substituted,
Polymerization was carried out by heating in a 70 ° C. oil bath under a nitrogen atmosphere. In the catalyst system, the monomer A of each composition,
The ratio of B to the total is 13 mol% of sodium iodide, 3 mol% of bistriphenylphosphine nickel dichloride, 40 mol% of triphenylphosphine, and 2 mol of zinc.
It is 40 mol%.

【0086】反応開始から、20時間後、重合反応液を
N−メチルピロリドンで希釈した後、該重合反応液を
1:10塩酸/メタノール溶液に注ぎ、ポリマーを析出
させた。前記ポリマーを洗浄後、ろ過、真空乾燥して、
白色の粉末を得た。このポリマーの重量平均分子量は1
6万であった。
After 20 hours from the start of the reaction, the polymerization reaction solution was diluted with N-methylpyrrolidone, and then the polymerization reaction solution was poured into a 1:10 hydrochloric acid / methanol solution to precipitate a polymer. After washing the polymer, filtration and vacuum drying,
A white powder was obtained. The weight average molecular weight of this polymer is 1
It was 60,000.

【0087】前記重合反応で得られたポリマーに濃硫酸
を加え、室温で数時間〜数十時間攪拌しスルホン化反応
を行った。反応後、反応溶液を大量の純水中に注ぎ、ス
ルホン化ポリマーを析出させた。pH7になるまでポリ
マーの水洗浄を続け、ろ過後、スルホン化ポリマーを回
収し、90℃で真空乾燥することにより第1の高分子電
解質を得た。この高分子電解質は、赤外吸収スペクトル
及び核磁気共鳴スペクトルにより、次式(9)で示され
る(4’−フェノキシベンゾフェノン−2,5−ジイ
ル)(ベンゾフェノン−4,4’−ジイル)共重合体ス
ルホン化物であることが確認された。
Concentrated sulfuric acid was added to the polymer obtained by the above polymerization reaction, and the mixture was stirred at room temperature for several hours to several tens of hours to carry out a sulfonation reaction. After the reaction, the reaction solution was poured into a large amount of pure water to precipitate the sulfonated polymer. The polymer was continuously washed with water until the pH reached 7, and the sulfonated polymer was recovered after filtration and vacuum dried at 90 ° C. to obtain a first polymer electrolyte. This polyelectrolyte has a (4′-phenoxybenzophenone-2,5-diyl) (benzophenone-4,4′-diyl) copolymerization represented by the following formula (9) by infrared absorption spectrum and nuclear magnetic resonance spectrum. It was confirmed to be a combined sulfonate.

【0088】得られた(4’−フェノキシベンゾフェノ
ン−2,5−ジイル)(ベンゾフェノン−4,4’−ジ
イル)共重合体スルホン化物のイオン交換容量は、前記
スルホン化反応の反応時間により、1.5〜3.0me
q/gの範囲に分散していた。
The ion exchange capacity of the sulfonated (4'-phenoxybenzophenone-2,5-diyl) (benzophenone-4,4'-diyl) copolymer thus obtained depends on the reaction time of the sulfonation reaction, .5-3.0 me
It was dispersed in the range of q / g.

【0089】[0089]

【化13】 [Chemical 13]

【0090】次に、それぞれ異なるイオン交換容量を備
える複数の(4’−フェノキシベンゾフェノン−2,5
−ジイル)(ベンゾフェノン−4,4’−ジイル)共重
合体スルホン化物と、N−メチルピロリドンとを、9
2:2の重量比で均一に混合し、複数の(4’−フェノ
キシベンゾフェノン−2,5−ジイル)(ベンゾフェノ
ン−4,4’−ジイル)共重合体スルホン化物溶液を調
製した。次に、前記複数の溶液をそれぞれ平坦な型にキ
ャストし乾燥させるキャスト法により、複数の高分子電
解質膜3を作製した。前記高分子電解質膜3は、いずれ
も乾燥膜厚50μmであった。
Next, a plurality of (4'-phenoxybenzophenone-2,5) having different ion exchange capacities are provided.
-Diyl) (benzophenone-4,4'-diyl) copolymer sulfonate and N-methylpyrrolidone
The mixture was uniformly mixed in a weight ratio of 2: 2 to prepare a plurality of (4′-phenoxybenzophenone-2,5-diyl) (benzophenone-4,4′-diyl) copolymer sulfonated solutions. Next, a plurality of polymer electrolyte membranes 3 were produced by a casting method in which each of the plurality of solutions was cast into a flat mold and dried. Each of the polymer electrolyte membranes 3 had a dry film thickness of 50 μm.

【0091】次に、図1示のように、前記複数の高分子
電解質膜3を、それぞれ酸素極1及び燃料極2で挟持
し、80〜180℃、5MPa、1回当たり2分間の条
件で数回のホットプレスを行い、電極構造体を製造し
た。
Next, as shown in FIG. 1, the plurality of polymer electrolyte membranes 3 were sandwiched between an oxygen electrode 1 and a fuel electrode 2, respectively, and the conditions were 80 to 180 ° C., 5 MPa, and 2 minutes each time. The electrode structure was manufactured by performing hot pressing several times.

【0092】ここで、前記酸素極1及び燃料極2は次の
ようにして製造した。まず、カーボンブラック及びポリ
テトラフルオロエチレン(PTFE)粒子をカーボンブ
ラック:PTFE=4:6の重量比で混合し、エチレン
グリコールに均一に分散させてなるスラリーをカーボン
ペーパー6の片面に塗布し、乾燥させて下地層7を形成
し、カーボンペーパー6と下地層7とからなる拡散層4
を製造した。
Here, the oxygen electrode 1 and the fuel electrode 2 were manufactured as follows. First, carbon black and polytetrafluoroethylene (PTFE) particles are mixed at a weight ratio of carbon black: PTFE = 4: 6, and a slurry prepared by uniformly dispersing in ethylene glycol is applied to one side of carbon paper 6 and dried. To form the underlayer 7, and the diffusion layer 4 including the carbon paper 6 and the underlayer 7
Was manufactured.

【0093】次に、カーボンブラック(ファーネスブラ
ック)に白金粒子を1:1の重量比で担持させた触媒粒
子を、前記(4’−フェノキシベンゾフェノン−2,5
−ジイル)(ベンゾフェノン−4,4’−ジイル)共重
合体スルホン化物溶液(イオン交換容量2.2meq/
g)をイオン伝導性バインダーとして、触媒粒子:イオ
ン伝導性バインダー=8:5の重量比で均一に分散し、
触媒ペーストを作製した。尚、本実施例では、前記イオ
ン伝導性バインダーとして前記(4’−フェノキシベン
ゾフェノン−2,5−ジイル)(ベンゾフェノン−4,
4’−ジイル)共重合体スルホン化物溶液を使用した
が、市販のパーフルオロアルキレンスルホン酸系高分子
化合物(例えば、デュポン社製ナフィオン(商品名))
の溶液を用いてもよい。
Next, the catalyst particles obtained by supporting platinum particles on carbon black (furnace black) at a weight ratio of 1: 1 were added to the above-mentioned (4'-phenoxybenzophenone-2,5).
-Diyl) (benzophenone-4,4'-diyl) copolymer sulfonate solution (ion exchange capacity 2.2 meq /
g) as an ion conductive binder, and dispersed uniformly in a weight ratio of catalyst particles: ion conductive binder = 8: 5,
A catalyst paste was prepared. In addition, in the present example, the (4′-phenoxybenzophenone-2,5-diyl) (benzophenone-4,
A 4'-diyl) copolymer sulfonated solution was used, but a commercially available perfluoroalkylene sulfonic acid polymer compound (for example, Nafion (trade name) manufactured by DuPont)
You may use the solution of.

【0094】次に、拡散層4の下地層7上に、前記触媒
ペーストを白金量が0.5mg/cm2となるようにス
クリーン印刷し、60℃、10分間の乾燥及び120℃
の減圧乾燥を行って、空気極1、燃料極2とした。
Next, the catalyst paste was screen-printed on the underlayer 7 of the diffusion layer 4 so that the amount of platinum was 0.5 mg / cm 2 , dried at 60 ° C. for 10 minutes, and 120 ° C.
Was dried under reduced pressure to obtain an air electrode 1 and a fuel electrode 2.

【0095】次に、前記高分子電解質膜3を用いて製造
した複数の電極構造体について、次のようにして電極構
造体の面積当たりの電荷量(Q値)を測定した。
Next, with respect to a plurality of electrode structures manufactured by using the polymer electrolyte membrane 3, the charge amount (Q value) per area of the electrode structures was measured as follows.

【0096】Q値は、図2示の装置を用いて測定する。
図2示の装置は、高分子電解質膜3の片面のみに図1示
の酸素極1及び燃料極2と同一の構成の電極11を設け
たものを、水槽12の底部に配設し、水槽12に収容さ
れたpH1の硫酸水溶液13に、電極11の高分子電解
質膜3を接触させるようにしたものである。図2の装置
は、硫酸水溶液13中に浸漬された参照極14と対照極
15とを備え、参照極14、対照極15、電極11の拡
散層4はそれぞれポテンショスタッド16に接続されて
いる。また、電極11は、図1示の酸素極1の酸素通路
1aまたは燃料極2の燃料通路2aに対応してガス通路
11aを備えており、ガス通路11aに流通される窒素
ガスと接触自在に構成されている。
The Q value is measured using the apparatus shown in FIG.
In the apparatus shown in FIG. 2, the polymer electrolyte membrane 3 is provided with an electrode 11 having the same structure as the oxygen electrode 1 and the fuel electrode 2 shown in FIG. The polymer electrolyte membrane 3 of the electrode 11 is brought into contact with the sulfuric acid aqueous solution 13 of pH 1 housed in 12. The apparatus of FIG. 2 includes a reference electrode 14 and a reference electrode 15 immersed in a sulfuric acid aqueous solution 13, and the reference electrode 14, the reference electrode 15, and the diffusion layer 4 of the electrode 11 are connected to a potentio stud 16. Further, the electrode 11 is provided with a gas passage 11a corresponding to the oxygen passage 1a of the oxygen electrode 1 or the fuel passage 2a of the fuel electrode 2 shown in FIG. 1, so that the electrode 11 can come into contact with the nitrogen gas flowing through the gas passage 11a. It is configured.

【0097】図2の装置では、ポテンショスタッド16
により拡散層4と硫酸水溶液13間に電圧をかけると、
硫酸水溶液13中のプロトンが高分子電解質膜3を透過
して電極11に達し、電子の授受を行う。すなわち、プ
ロトンが触媒層7中の白金表面に接触することにより白
金からプロトンに電子が渡される。また、逆電圧をかけ
た場合は、吸着した水素原子から電子が白金に渡されプ
ロトンとして硫酸水溶液中に拡散する。尚、図2の装置
では、電極11中の触媒層7における白金量を0.5m
g/cm2としている。
In the apparatus of FIG. 2, the potentio stud 16
When a voltage is applied between the diffusion layer 4 and the sulfuric acid aqueous solution 13 by
Protons in the sulfuric acid aqueous solution 13 permeate the polymer electrolyte membrane 3 and reach the electrode 11 to exchange electrons. That is, when the protons come into contact with the platinum surface in the catalyst layer 7, electrons are transferred from the platinum to the protons. When a reverse voltage is applied, electrons are transferred from the adsorbed hydrogen atoms to platinum and diffuse as protons into the sulfuric acid aqueous solution. In the device of FIG. 2, the amount of platinum in the catalyst layer 7 in the electrode 11 is 0.5 m.
It is set to g / cm 2 .

【0098】そこで、電圧を−0.1Vから0.7Vま
で連続的に変化させたときのプロトンの吸着側のピーク
面積(図3に斜線部として示す)を電荷量とし、該電荷
量を電極11の面積で除することにより、Q値を求め
た。ここで、Q値は電極11の単位面積当たりの電荷量
(C/cm2)を示す。
Therefore, the peak area on the adsorption side of protons (shown as a shaded area in FIG. 3) when the voltage is continuously changed from −0.1 V to 0.7 V is used as the charge amount, and the charge amount is determined by the electrode. The Q value was obtained by dividing by the area of 11. Here, the Q value represents a charge amount (C / cm 2 ) per unit area of the electrode 11.

【0099】次に、前記のようにして測定されたQ値
が、0.05C/cm2(比較例1)、0.09C/c
2(実施例1)、0.12C/cm2(実施例2)、
0.14C/cm2(実施例3)、0.18C/cm
2(実施例4)、0.20C/cm2(比較例2)である
6個の電極構造体について、次のようにして発電電位及
び不良率の測定を行い、性能を比較した。
Next, the Q values measured as described above were 0.05 C / cm 2 (Comparative Example 1) and 0.09 C / c.
m 2 (Example 1), 0.12 C / cm 2 (Example 2),
0.14 C / cm 2 (Example 3), 0.18 C / cm
2 (Example 4) and 0.20 C / cm 2 (Comparative Example 2), the six electrode structures were measured for the power generation potential and the defective rate as follows, and the performances were compared.

【0100】(1)発電電位の測定 前記各電極構造体を単セルとし、酸素極1に空気を流通
するとともに燃料極2に純水素を流通して発電を行い、
電流密度0.2A/cm2時のセル電位を測定した。発
電条件は両極とも、圧力100kPa、利用率50%、
相対湿度50%、及び温度85℃とした。
(1) Measurement of Electric Power Generation Potential Each of the electrode structures is a single cell, and air is circulated to the oxygen electrode 1 and pure hydrogen is circulated to the fuel electrode 2 to generate electric power.
The cell potential at a current density of 0.2 A / cm 2 was measured. Power generation conditions are 100 kPa for both poles, 50% utilization,
The relative humidity was 50% and the temperature was 85 ° C.

【0101】(2)不良率の測定 前記電極構造体を単セルとし、一方の電極にヘリウムガ
スを0.5kPaの圧力で導入すると、前記ポリアリー
レン重合体の高分子構造の一部が熱分解し、ピンホール
等の欠陥を生じている場合には、該欠陥を介してヘリウ
ムガスが他方の電極に漏出する。そこで、他方の電極に
漏出するヘリウムガスの量を測定し、0.1ミリリット
ル/cm2・分以上のものを不良とした。各電極構造体
100個について、前記不良の有無を検査し、次式によ
り不良率(%)を算出した。
(2) Measurement of defective rate When a single cell was used as the electrode structure and helium gas was introduced into one electrode at a pressure of 0.5 kPa, a part of the polymer structure of the polyarylene polymer was thermally decomposed. However, when a defect such as a pinhole is generated, the helium gas leaks to the other electrode through the defect. Therefore, the amount of helium gas leaking to the other electrode was measured, and those having a volume of 0.1 ml / cm 2 · min or more were determined to be defective. The presence or absence of the defect was inspected for 100 electrode structures, and the defect rate (%) was calculated by the following formula.

【0102】 不良率(%)=(不良個数/全数)×100 但し、前記不良率の測定においては、耐熱性を調べるた
めに、電極構造体を120℃の温度条件下で3時間保持
した後に測定を行った。
Defect rate (%) = (number of defectives / total number) × 100 However, in the measurement of the defective rate, after checking the heat resistance, the electrode structure was kept under a temperature condition of 120 ° C. for 3 hours. The measurement was performed.

【0103】表1に、各電極構造体の測定結果を示す。Table 1 shows the measurement results of each electrode structure.

【0104】[0104]

【表1】 [Table 1]

【0105】表1から、Q値が0.09〜0.18C/
cm2の範囲にある実施例1〜4の電極構造体は、Q値
が0.09C/cm2未満の比較例1に比較して、発電
電位が高いことが明らかである。また、Q値が0.18
C/cm2を超える比較例2の電極構造体は、見かけ上
は実施例1〜4の電極構造体より高い発電電位を備える
が、実施例1〜4の電極構造体に比較して不良率が著し
く高く、高分子電解質膜の高分子構造に熱分解が生じて
いることが明らかである。
From Table 1, the Q value is 0.09 to 0.18 C /
electrode structures of Examples 1 to 4 in the range of cm 2, as compared to Comparative Example 1 of the Q value is less than 0.09C / cm 2, it is clear that high power potential. Also, the Q value is 0.18
The electrode structure of Comparative Example 2 exceeding C / cm 2 apparently has a higher power generation potential than the electrode structures of Examples 1 to 4, but the defective rate is higher than that of the electrode structures of Examples 1 to 4. Is extremely high, and it is clear that thermal decomposition occurs in the polymer structure of the polymer electrolyte membrane.

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

【図1】本発明の固体高分子型燃料電池に用いる電極構
造体の一構成例を示す説明的断面図。
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing one structural example of an electrode structure used in a polymer electrolyte fuel cell of the present invention.

【図2】電極構造体の単位面積当たりの電荷量を測定す
る装置の構成を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of an apparatus for measuring a charge amount per unit area of an electrode structure.

【図3】図2の装置による電極の単位面積当たりの電荷
量の測定例を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing an example of measurement of the amount of charge per unit area of an electrode by the device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2…電極、 3…高分子電解質膜。 1, 2 ... Electrodes, 3 ... Polymer electrolyte membranes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相馬 浩 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 斉藤 信広 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 後藤 幸平 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェ イエスアール株式会社内 (72)発明者 真坂 房澄 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェ イエスアール株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−21943(JP,A) 特開2001−250567(JP,A) 特開 平11−67224(JP,A) 特表 平10−507574(JP,A) 特表2000−509187(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/00 - 8/24 H01B 1/06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Soma 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Nobuhiro Saito 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Stock Company Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Kohei Goto 2-11-24 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo JEars Co., Ltd. (72) Inventor Fusumi Masaka 2-11-24 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Je-Yes (56) Reference JP 10-21943 (JP, A) JP 2001-250567 (JP, A) JP 11-67224 (JP, A) Special table 10-507574 (JP, A) Special table 2000-509187 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 8/00-8/24 H01B 1/06

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一対の電極と両電極に挟持された電解質膜
とからなり、両電極と該電解質膜とが一体的に結合され
た電極構造体において、 前記電解質膜は、主鎖に電子吸引性基を有する芳香族化
合物単位と、主鎖に電子吸引性基を有さない芳香族化合
物単位とからなるポリアリーレン系重合体のスルホン化
物からなる高分子電解質膜であり、 該高分子電解質膜の一方の面に、0.5mg/cm2
白金触媒を含む電極を設け、該高分子電解質膜を該電極
と反対側の面でpH1の硫酸水溶液に接触させると共
に、該電極に窒素ガスを流通した状態で、該硫酸水溶液
と該電極との間に印加する電圧を−0.1〜0.7Vま
で連続的に変化させたときに、プロトンの吸着側のピー
ク面積を該電極構造体の面積で除した値で表される単位
面積当たりの電荷量が0.09〜0.18C/cm2
範囲となるように、該ポリアリーレン系重合体をスルホ
ン化したものであることを特徴とする電極構造体。
1. An electrode structure comprising a pair of electrodes and an electrolyte membrane sandwiched between the electrodes, wherein the electrodes and the electrolyte membrane are integrally bonded, wherein the electrolyte membrane has an electron-withdrawing main chain. A polymer electrolyte membrane comprising a sulfonated product of a polyarylene polymer comprising an aromatic compound unit having a polymerizable group and an aromatic compound unit having no electron-withdrawing group in the main chain. An electrode containing a platinum catalyst of 0.5 mg / cm 2 was provided on one surface of the one surface, the polymer electrolyte membrane was brought into contact with a sulfuric acid aqueous solution having a pH of 1 on the surface opposite to the electrode, and nitrogen gas was applied to the electrode. When the voltage applied between the aqueous solution of sulfuric acid and the electrode was continuously changed to −0.1 to 0.7 V in a flowing state, the peak area on the adsorption side of the proton was determined as the peak area of the electrode structure. Electricity per unit area expressed by the value divided by the area An electrode structure characterized in that the polyarylene polymer is sulfonated so that the load is in the range of 0.09 to 0.18 C / cm 2 .
【請求項2】前記電解質膜は、主鎖に電子吸引性基を有
する芳香族化合物単位5〜70モル%と、主鎖に電子吸
引性基を有さない芳香族化合物単位30〜95モル%と
からなるポリアリーレン系重合体のスルホン化物からな
ることを特徴とする請求項1記載の電極構造体。
2. The electrolyte membrane comprises aromatic compound units having an electron-withdrawing group in the main chain of 5 to 70 mol% and aromatic compound units having no electron-withdrawing group in the main chain of 30 to 95 mol%. The electrode structure according to claim 1, which is made of a sulfonated product of a polyarylene-based polymer consisting of
【請求項3】前記電子吸引性基は、−CO−、−CON
H−、−(CF2p−(pは1〜10の整数である)、
−C(CF32−、−COO−、−SO−、−SO2
からなる群から選ばれた少なくとも1種の2価の電子吸
引性基であることを特徴とする請求項1または請求項2
記載の電極構造体。
3. The electron withdrawing group is --CO-- or --CON.
H -, - (CF 2) p - (p is an integer of 1 to 10),
-C (CF 3) 2 -, - COO -, - SO -, - SO 2 -
3. At least one divalent electron-withdrawing group selected from the group consisting of:
The electrode structure described.
【請求項4】前記高分子電解質膜を構成するポリアリー
レン系重合体のスルホン化物は、置換基または主鎖の一
部にパーフルオロアルキレン構造を備えるものを除くス
ルホン化物であることを特徴とする請求項1乃至請求項
3のいずれか1項記載の電極構造体。
4. The sulfonated product of the polyarylene polymer constituting the polymer electrolyte membrane is a sulfonated product excluding those having a perfluoroalkylene structure in a part of a substituent or a main chain. The electrode structure according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】前記高分子電解質膜を構成するポリアリー
レン系重合体のスルホン化物は、ベンゾフェノン−4,
4’−ジイル構造の芳香族化合物単位7〜35モル%
と、4’−フェノキシ−ベンゾフェノン−2,5−ジイ
ル構造の芳香族化合物単位65〜93モル%とからなる
ポリアリーレン系重合体のスルホン化物であることを特
徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の電
極構造体。
5. The sulfonated product of the polyarylene polymer that constitutes the polymer electrolyte membrane is benzophenone-4,
Aromatic compound unit of 4'-diyl structure 7 to 35 mol%
5. A sulfonated product of a polyarylene polymer, which comprises 65 to 93 mol% of an aromatic compound unit having a 4'-phenoxy-benzophenone-2,5-diyl structure. The electrode structure according to claim 1.
【請求項6】前記ポリアリーレン系重合体のスルホン化
物は、1.5〜3.0meq/gのイオン交換容量を有
することを特徴とする請求項5記載の電極構造体。
6. The electrode structure according to claim 5, wherein the sulfonated product of the polyarylene polymer has an ion exchange capacity of 1.5 to 3.0 meq / g.
【請求項7】前記高分子電解質膜を構成するポリアリー
レン系重合体のスルホン化物は、主鎖に電子吸引性基を
有する芳香族化合物が、該芳香族化合物間を少なくとも
1つ以上のエーテル結合で結合した芳香族化合物単位3
〜60モル%と、電子吸引性を有さない芳香族化合物単
位40〜97モル%とからなるポリアリーレン系重合体
のスルホン化物であることを特徴とする請求項1乃至請
求項6のいずれか1項記載の電極構造体。
7. The sulfonated polyarylene polymer constituting the polymer electrolyte membrane comprises an aromatic compound having an electron-withdrawing group in the main chain, and at least one ether bond between the aromatic compounds. Aromatic compound unit 3 bound by
7. A sulfonated product of a polyarylene polymer, which comprises ˜60 mol% and an aromatic compound unit having no electron-withdrawing property of 40-97 mol%. The electrode structure according to item 1.
【請求項8】前記高分子電解質膜を構成するポリアリー
レン系重合体のスルホン化物は、ビス(ベンゾイル)ジ
フェニルエーテル−4,4’−ジイル構造の芳香族化合
物単位3〜40モル%と、4’−フェノキシ−ベンゾフ
ェノン−2,5−ジイル構造の芳香族化合物単位60〜
97モル%とからなるポリアリーレン系重合体のスルホ
ン化物であることを特徴とする請求項7記載の電極構造
体。
8. The sulfonated product of the polyarylene-based polymer constituting the polymer electrolyte membrane is a bis (benzoyl) diphenyl ether-4,4′-diyl structure aromatic compound unit 3 to 40 mol% and 4 ′. -Phenoxy-benzophenone-2,5-diyl structure aromatic compound unit 60-
8. The electrode structure according to claim 7, which is a sulfonated product of a polyarylene polymer composed of 97 mol%.
【請求項9】前記ポリアリーレン系重合体のスルホン化
物は、1.5〜3.0meq/gのイオン交換容量を有
することを特徴とする請求項8記載の電極構造体。
9. The electrode structure according to claim 8, wherein the sulfonated product of the polyarylene polymer has an ion exchange capacity of 1.5 to 3.0 meq / g.
【請求項10】一対の電極と両電極に挟持された電解質
膜とが一体的に結合された電極構造体を備える固体高分
子型燃料電池において、前記電解質膜は、主鎖に電子吸
引性基を有する芳香族化合物単位5〜70モル%と、主
鎖に電子吸引性基を有さない芳香族化合物単位30〜9
5モル%とからなるポリアリーレン系重合体のスルホン
化物からなる高分子電解質膜であり、該高分子電解質膜
の一方の面に、0.5mg/cm2の白金触媒を含む電
極を設け、該高分子電解質膜を該電極と反対側の面でp
H1の硫酸水溶液に接触させると共に、該電極に窒素ガ
スを流通した状態で、該硫酸水溶液と該電極との間に印
加する電圧を−0.1〜0.7Vまで連続的に変化させ
たときに、プロトンの吸着側のピーク面積を該電極構造
体の面積で除した値で表される単位面積当たりの電荷量
が0.09〜0.18C/cm2の範囲となるように、
該ポリアリーレン系重合体をスルホン化したものである
ことを特徴とする固体高分子型燃料電池。
10. A polymer electrolyte fuel cell comprising an electrode structure in which a pair of electrodes and an electrolyte membrane sandwiched by both electrodes are integrally bonded, wherein the electrolyte membrane has an electron-withdrawing group in its main chain. Aromatic compound units having 5 to 70 mol% and aromatic compound units having no electron-withdrawing group in the main chain 30 to 9
A polymer electrolyte membrane made of a sulfonated product of a polyarylene-based polymer composed of 5 mol%, wherein an electrode containing 0.5 mg / cm 2 of a platinum catalyst is provided on one surface of the polymer electrolyte membrane. Place the polymer electrolyte membrane on the surface opposite to the electrode.
When the voltage applied between the sulfuric acid aqueous solution and the electrode is continuously changed to −0.1 to 0.7 V while the nitrogen gas is passed through the electrode while being brought into contact with the H1 sulfuric acid aqueous solution. In order that the amount of charge per unit area represented by a value obtained by dividing the peak area on the adsorption side of protons by the area of the electrode structure is in the range of 0.09 to 0.18 C / cm 2 ,
A polymer electrolyte fuel cell, characterized in that the polyarylene polymer is sulfonated.
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