JP4748410B2 - 架橋構造を導入した高耐久性燃料電池用高分子電解質膜の製造方法 - Google Patents
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Description
高分子フィルムに放射線を照射し、種々のモノマーを同時にグラフト重合させる多元共グラフト重合を行い、得られたグラフト鎖にスルホン酸基を導入することに関して研究を進めた結果、基材として高分子フィルムを用い、これに1官能性と多官能性モノマーを電離性放射線によって多元共グラフトし、その際、グラフトを膜中心部まで進行させ、その後、導入されたグラフト鎖を含む高分子フイルム基材を放射線によって架橋させた後、スルホン酸基を導入することを特徴とする高分子電解質膜の製造法を発明するにいたった。放射線照射のタイミングであるが、スルホン酸基を導入したグラフト鎖を含む高分子フイルム基材に放射線を照射し、架橋構造を付与する製造方法も本発明の対象となす。本発明の高分子電解質膜は、高分子フィルムへのモノマーのグラフト率が6〜120%、イオン交換容量が0.3〜4.0meq/gであることを特徴とする。また、本発明の高分子電解質膜は、イオン交換容量などの各特性を適切で広い範囲内に制御できること、電気伝導性が高いこと、膜の寸法安定性が高いこと、特にグラフト鎖もしくはスルホン酸基を導入して得られたグラフト鎖を含む高分子フイルム基材に架橋構造を付与できたことから耐酸化性にきわめて優れた特徴を有する。
上記の特徴を有する本発明のイオン交換膜は、特に燃料電池膜への使用に適している。また、安価で耐久性のある電解膜やイオン交換膜として有用である。
本発明の製造方法において、高分子フィルム基材にグラフト重合するモノマーは、A群の1官能性ビニルモノマー、B群の多官能性ビニルモノマー、C群のスルホニルビニルモノマーを使用することができる。
(1)A群:
スチレン、メチルスチレン類(α−メチルスチレン、ビニルトルエンなど)、エチルスチレン類、ジメチルスチレン類、トリメチルスチレン類、ペンタメチルスチレン類、ジエチルスチレン類、イソプロピルスチレン類、ブチルスチレン類(3-tert-ブチルスチレン、4-tert-ブチルスチレンなど)などのアルキルスチレン、クロロスチレン類、ジクロロスチレン類、トリクロロスチレン類、ブロモスチレン類(2-ブロモスチレン、3-ブロモスチレン、4-ブロモスチレンなど)、フルオロスチレン類(2-フルオロスチレン、3-フルオロスチレン、4-フルオロスチレン)などのハロゲン化スチレン、メトキシスチレン類、メトキシメチルスチレン類、ジメトキシスチレン類、エトキシスチレン類、ビニルフェニルアリルエーテル類などのアルコキシスチレン、ヒドロキシスチレン類、メトキシヒドロキシスチレン類、アセトキシスチレン類、ビニルベンジルアルキルエーテル類などのヒドロキシスチレン誘導体、ビニル安息香酸類、ホルミルスチレン類などのカルボキシスチレン誘導体、ニトロスチレン類などのニトロスチレン、アミノスチレン類、ジメチルアミノスチレン類などのアミノスチレン誘導体、ビニルベンジルスルホン酸類、スチレンスルホニルフルオリド類などのイオンを含むスチレン誘導体からなる群から選択されるモノマー。
(2)B群:
ビス(ビニルフェニル)エタン、ジビニルベンゼン、2,4,6-トリアリロキシ-1,3,5-トリアジン(トリアリルシアヌレート)、トリアリル-1,2,4-ベンゼントリカルボキシレート(トリアリルトリメリテート)、ジアリルエーテル、トリアリル-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリワン、2,3-ジフェニルブタジエン、1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、1,4-ジビニルオクタフルオロブタン、ビス(ビニルフェニル)メタン、ジビニルアセチレン、ジビニルスルフィド、ジビニルスルフォン、ジビニルエーテル、ジビニルスルホキシド、イソプレン、1,5-ヘキサジエン、ブタジエン、1,4-ジビニル-2,3,5,6-テトラクロルベンゼンからなる群から選択される架橋剤。
(3)C群:
スルホニルビニルモノマーである、CF2=CF(SO2X1)(式中、X1はハロゲン基で-F又は-Clである)、CH2=CF(SO2X1)(式中、X1はハロゲン基で-F又は-Clである)、CF2=CF(O(CF2)1〜4SO2X1)(式中、X1はハロゲン基で-F又は-Clである)、CF2=CF(OCH2(CF2)1〜4SO2X1)(式中、X1はハロゲン基で-F又は-Clである)、CF2=CF(SO2R1)(式中、R1はアルキル基で-CH3、-C2H5、または-C(CH3)3である)、CH2=CF(SO2R1)(式中、R1はアルキル基で-CH3、-C2H5、または-C(CH3)3である)、CF2=CF(OCH2(CF2)1〜4SO2X1)(式中、R1はアルキル基で-CH3、-C2H5、または-C(CH3)3である)からなる群から選択されるモノマー。
グラフト率(実施例の式(1)参照)は、同時照射法では放射線の線量が多いほど、若しくは、放射線の線量率が低く照射時間が長いほどグラフト率が高く、後グラフト重合法では、線量が多いほど、グラフト温度が高いほど、若しくは、グラフト時間が長いほどグラフト率は高くなる。
高分子フィルム基材は、本発明の一態様で使用するポリフッ化ビニリデン(PVDF)のほかに、高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネイト、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、又はポリスルホンフィルム基材を用いることができる。また、ポリイミド系の高分子フィルムであるポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール、又はポリエーテルエーテルイミドフィルム基材も使用することができる。さらに、フッ素系の高分子であるエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−六フッ化プロピレン共重合体、又はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体フィルム基材を用いてもよい。
本発明者らは、これらの高分子フィルム基材に、予め架橋したフィルム基材を用いることにより、得られるイオン交換膜の耐熱性が向上する、膜の膨潤が少ない、架橋構造の導入によりモノマーのグラフト率が向上する、照射による膜強度の低下を抑制できる等の利点がすでに明らかにされている。この特徴を利用して、例えば、グラフトモノマーとしてスチレンを用いた場合、未架橋のポリテトラフルオロエチレンに比較し、架橋ポリテトラフルオロエチレンはグラフト率を著しく増加させることができ、このため未架橋ポリテトラフルオロエチレンの2〜10倍のスルホン酸基を架橋ポリテトラフルオロエチレンに導入できることを本発明者らはすでに見出した(特開2001‐348439号公報:特願2000-170450)。架橋構造を有するテトラフルオロエチレン・六フッ化プロピレン共重合体やテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体の製造方法は、Radiation Physics Chemistry, 42, 139-142(1993)に掲載されている。
(1)グラフト率(%)
フィルム基材を主鎖部、フッ素モノマーやこれらと炭化水素系モノマー等とのグラフト重合した部分をグラフト鎖部とすると、主鎖部に対するグラフト鎖部の重量比は、次式のグラフト率(Xdg [重量%])として表される。
Xdg = 100(W2 - W1)/W1
W1:グラフト前の乾燥状態の重量(g)
W2:グラフト後の乾燥状態の重量(g)
(2)イオン交換容量(meq/g)
膜のイオン交換容量(Ion Exchange Capacity, IEC)は次式で表される。
IEC = [n(酸基)obs] / Wd
[n(酸基)obs]:イオン交換膜の酸基量(mM)
Wd:イオン交換機の乾燥重量(g)
[n(酸基)obs]の測定は、正確を期すため、膜を再度1M硫酸溶液中に50℃で4時間浸漬し、完全に酸型(H型)とした。その後、3MのNaCl水溶液中50℃、4時間浸漬して-SO3Na型とし、置換されたプロトン(H+)を0.2MのNaOHで中和滴定し酸基濃度を求めた。
室温で水中に保存しておいたH型のイオン交換膜を水中から取り出し軽くふき取った後(約1分後)の膜の重量をWs(g)とし、その後、この膜を60℃にて16時間、真空乾燥した時の膜の重量Wd(g)を乾燥重量とすると、Ws、Wdから次式により含水率が求められる。
含水率= 100(Ws - Wd) / Wd
(4)電気伝導度(Ω-1 cm-1)
高分子電解質膜の電気伝導性は、交流法による測定(新実験化学講座19、高分子化学〈II〉、p. 992、丸善)で、通常の膜抵抗測定セルとヒュ−レットパッカード製のLCRメー
タ、E-4925Aを使用して膜抵抗(Rm)の測定を行った。1M硫酸水溶液をセルに満たして膜の有無による白金電極間(距離5 mm)の抵抗を測定し、膜の電気伝導度(比伝導度)は次式を用いて算出した。
κ= 1/Rm・d / S
κ:膜の電気伝導度(Ω-1 cm-1)
d:電解質膜の厚さ(cm)
S:電解質膜の通電面積(cm2)
電気伝導度測定値の比較のために、直流法でMark W. Verbrugge, Robert F. Hill等(J. Electrochem. Soc., 137(1990)3770-3777)と類似のセル及びポテンショスタット、関数発生器を用いて測定した。交流法と直流法の測定値には良い相関性が見られた。下記の表1の値は交流法による測定値である。
60℃の水溶液中で飽和膨潤させた電解質膜の重量を基準とし、次いで60℃の3%過酸化水素溶液に浸漬し、電解質膜の重量が減少し始めた時の時間(導電性基脱離時間)を耐酸化性の尺度とする。
スルホン酸型膜の室温における湿潤状態(水)の膜の一辺の長さをL0とし、膜を所定の条件にてメタノール溶液に浸漬した後、室温におけるメタノール溶液湿潤状態での膜の同じ片の長さをLMとすると
[数5]
長さの膨潤度= 100(LM / L0)
ポリフッ化ビニリデンフィルム基材(以下PVDFと略す)を2 cm x 2 cmに切断しコック付きのガラス製セパラブル容器(内径3 cmφx15 cm高さ)に入れて脱気の後、ガラス容器内をアルゴンガスで置換した。この状態で、PVDFフイルムに60Co線源からのγ線を室温で線量30 kGy(線量率10 kGy/h)照射した。引き続いて、このガラス容器中に予め脱気しておいた60 wt%(体積百分率)トルエン希釈の、40 wt%モノマー(ビニルトルエン/t-ブチルスチレン/ビスビニルフェニルエタン)溶液10 mlをいれ、フイルムを浸漬した。アルゴンガスで置換した後、ガラス容器を密閉し、50℃にして5時間反応させた。得られたグラフト重合膜をトルエンで洗浄し乾燥した。グラフト率は、35%であった。
実施例1で用いたビニルトルエン/t-ブチルスチレン/ビスビニルフェニルエタンのモノマーに、さらにモノマーとしてジビニルベンゼンを加え、同様の条件でグラフト重合させたところ、グラフト率は37%であった。得られたグラフト重合膜のγ線架橋とスルホン化は実施例1)に示した条件で行った。その結果を表1に示す。
PVDFフィルム基材を2 cm x 2 cmに切断しコック付きのガラス製セパラブル容器(内径3 cmφx15 cm高さ)に入れて脱気の後、ガラス容器内をアルゴンガスで置換した。この状態で、PVDFフイルムに60Co線源からのγ線を室温で線量30 kGy(線量率10 kGy/h)照射した。引き続いて、このガラス容器中に予め脱気しておいた60 vol%(体積百分率)トルエン希釈の、モノマー(ビニルトルエン/t-ブチルスチレン/ビスビニルフェニルエタン/ジビニルベンゼン)溶液10 mlをいれ、フイルムを浸漬した。アルゴンガスで置換した後、ガラス容器を密閉し、50℃にして5時間反応させた。得られたグラフト重合膜をトルエンで洗浄し乾燥した。グラフト率は、37%であった。グラフト重合膜をスルホン化するため、1,2-ジクロロエタンで希釈した0.2Mクロロスルホン酸に浸漬し、80℃で6時間反応させた後、水洗により加水分解を行った。
実施例2)において、高分子フイルム基材として、PVDFの代わりにエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(以下ETFEと略す)を用いた。グラフと率は、60%であった。グラフトした分子鎖を含むETFE基材の架橋は、60℃の温度で、線量100 kGy(線量率10 kGy/h)照射することで行った。その結果を表1に示す。
ETFEフィルム基材を2 cm x 2 cmに切断しコック付きのガラス製セパラブル容器(内径3 cmφx15 cm高さ) に入れて、さらに、モノマー(1,2,2-トリフルオロエチレンスルホニルフルオライド(CF2=CF-SO2F)、2-フルオロスチレン、ブタジエン)溶液10 mlをフィルムが浸るまで入れ、凍結脱気を繰り返してモノマー液体やETFEフィルム中の空気を除いた。最後に、ガラス容器内をアルゴンガスで置換して密封した。この状態でETFEフィルムに、γ線(線量率10 kGy/h)を100 kGy、室温で照射した。照射後、さらに60℃にして24時間反応させ、トルエン、ついでアセトンで洗浄し、フィルムを乾燥した。グラフト率は50%であった。
実施例1〜実施例5、比較例1、及び比較例2〜比較例3において、膜のアルコールによる膨潤度を測定した。本実施例により得られた膜、及びナフィオン112を3Mの硫酸溶液に浸漬し、スルホン酸基をH型とした。そして、室温水に浸漬し、湿潤状態で寸法を測定した。次に膜をメタノール濃度80 vol%(体積%)水溶液に浸けて60℃、3時間保持し、その後、室温まで一夜放冷した後、膜の寸法変化を測定した。その結果を表1に示す。本実施例で得られた膜は、ナフィオン膜に比べメタノールによる膜の膨潤がほとんど認められないので、直接メタノール型燃料電池の膜材料としてきわめて有効である。表1より本発明の有効性が実証された。
下記の表1に示したナフィオン112(デュポン社製)について測定されたイオン交換容量電気伝導度、含水率、耐酸化性、及び長さの膨潤度の結果を表1の比較例1に示す。
実施例1において、アルゴンガス雰囲気下、60℃の温度で、線量100 kGy(線量率10 kGy/h)照射することで、予めPVDFフィルムフイルム基材に架橋構造を付与した。さらに、この架橋PVDFフイルムをコック付きのガラス製セパラブル容器(内径3 cmφ,、高さ15 cm)に入れて脱気後アルゴンガスで置換した。この状態でPVDFフィルムに、γ線(線量率 10 kGy/h)を30 KGy、室温で再照射した。次いで、アルゴンガスのバブリングによって酸素を除きアルゴンガス置換したスチレンモノマーをPVDFフィルムの入ったガラス容器に、膜が浸漬されるまで導入し、60℃の温度で6時間反応させた。その後、グラフト共重合膜をトルエン、続いてアセトンで洗浄し、乾燥した。グラフト率は45%であった。このグラフト重合膜を0.2Mクロルスルホン酸(1,2-ジクロロエタン溶媒)に浸漬し60℃、24時間スルホン化反応を行った。その後、この膜を水洗いしてスルホン酸基とした。
実施例4において、アルゴンガス雰囲気下、60℃の温度で、線量100 kGy(線量率10 kGy/h)照射することで、予めETFEフィルムフイルム基材に架橋構造を付与した。さらに、架橋ETFEフイルムをコック付きのガラス製セパラブル容器(内径3 cmφ,、高さ15 cm)に入れて脱気後アルゴンガスで置換した。この状態でPVDFフィルムに、γ線(線量率 10 kGy/h)を30 KGy、室温で再照射した。次いで、アルゴンガスのバブリングによって酸素を除きアルゴンガス置換したモノマー(4種類)をETFEフィルムの入ったガラス容器に、膜が浸漬されるまで導入し、50℃の温度で6時間反応させた。その後、グラフト共重合膜をトルエン、続いてアセトンで洗浄し、乾燥した。グラフト率は40%であった。このグラフト重合膜を0.2Mクロルスルホン酸(1,2-ジクロロエタン溶媒)に浸漬し80℃で6時間スルホン化反応を行った。その後、この膜を水洗いしてスルホン酸基とした。
Claims (5)
- 高分子フイルム基材に、モノマーとして、下記A群の1官能性ビニルモノマーを1種類以上と下記B群の多官能性ビニルモノマーを1種類以上の範囲で組み合わせ、それを多元共グラフト重合させ、グラフトした分子鎖を含むフイルム基材を放射線で架橋し、次いでグラフトした分子鎖や分子鎖中の芳香環にスルホン酸基を導入して得られる燃料電池用高分子電解質膜の製造方法であって、
上記A群の1官能性ビニルモノマーが、スチレン、メチルスチレン類(α−メチルスチレン、ビニルトルエン)、エチルスチレン類、ジメチルスチレン類、トリメチルスチレン類、ペンタメチルスチレン類、ジエチルスチレン類、イソプロピルスチレン類、ブチルスチレン類(3-tert-ブチルスチレン、4-tert-ブチルスチレン)から選択されるアルキルスチレン;
クロロスチレン類、ジクロロスチレン類、トリクロロスチレン類、ブロモスチレン類(2-ブロモスチレン、3-ブロモスチレン、4-ブロモスチレン)、フルオロスチレン類(2-フルオロスチレン、3-フルオロスチレン、4-フルオロスチレン)から選択されるハロゲン化スチレン;
メトキシスチレン類、メトキシメチルスチレン類、ジメトキシスチレン類、エトキシスチレン類、ビニルフェニルアリルエーテル類、ヒドロキシスチレン類、メトキシヒドロキシスチレン類、アセトキシスチレン類、ビニルベンジルアルキルエーテル類から選択されるヒドロキシスチレン誘導体;
ビニル安息香酸類、ホルミルスチレン類から選択されるカルボキシスチレン誘導体;
ニトロスチレン類から選択されるニトロスチレン;
アミノスチレン類、ジメチルアミノスチレン類から選択されるアミノスチレン誘導体;
ビニルベンジルスルホン酸類、スチレンスルホニルフルオリド類から選択されるイオンを含むスチレン誘導体からなる群から選択されるモノマーであり、
上記B群の多官能性モノマーが、ビス(ビニルフェニル)エタン、ジビニルベンゼン、2,4,6-トリアリロキシ-1,3,5-トリアジン(トリアリルシアヌレート)、トリアリル-1,2,4-ベンゼントリカルボキシレート(トリアリルトリメリテート)、ジアリルエーテル、トリアリル-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリワン、2,3-ジフェニルブタジエン、1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、1,4-ジビニルオクタフルオロブタン、ビス(ビニルフェニル)メタン、ジビニルアセチレン、ジビニルスルフィド、ジビニルスルフォン、ジビニルエーテル、ジビニルスルホキシド、イソプレン、1,5-ヘキサジエン、ブタジエン、1,4-ジビニル-2,3,5,6-テトラクロルベンゼンからなる群から選択される架橋剤である、上記製造方法。 - 高分子フイルム基材に、モノマーとして、A群の1官能性ビニルモノマーを1種類以上とB群の多官能性ビニルモノマーを1種類以上の範囲で組み合わせ、それを多元共グラフト重合させ、グラフトした分子鎖や分子鎖中の芳香環にスルホン酸基を導入後、スルホン酸基保持グラフト鎖を含むフイルム基材を放射線で架橋して得られる燃料電池用高分子電解質膜の製造方法であって、
上記A群の1官能性ビニルモノマーが、スチレン、メチルスチレン類(α−メチルスチレン、ビニルトルエン)、エチルスチレン類、ジメチルスチレン類、トリメチルスチレン類、ペンタメチルスチレン類、ジエチルスチレン類、イソプロピルスチレン類、ブチルスチレン類(3-tert-ブチルスチレン、4-tert-ブチルスチレン)から選択されるアルキルスチレン;
クロロスチレン類、ジクロロスチレン類、トリクロロスチレン類、ブロモスチレン類(2-ブロモスチレン、3-ブロモスチレン、4-ブロモスチレン)、フルオロスチレン類(2-フルオロスチレン、3-フルオロスチレン、4-フルオロスチレン)から選択されるハロゲン化スチレン;
メトキシスチレン類、メトキシメチルスチレン類、ジメトキシスチレン類、エトキシスチレン類、ビニルフェニルアリルエーテル類、ヒドロキシスチレン類、メトキシヒドロキシスチレン類、アセトキシスチレン類、ビニルベンジルアルキルエーテル類から選択されるヒドロキシスチレン誘導体;
ビニル安息香酸類、ホルミルスチレン類から選択されるカルボキシスチレン誘導体;
ニトロスチレン類から選択されるニトロスチレン;
アミノスチレン類、ジメチルアミノスチレン類から選択されるアミノスチレン誘導体;
ビニルベンジルスルホン酸類、スチレンスルホニルフルオリド類から選択されるイオンを含むスチレン誘導体からなる群から選択されるモノマーであり、
上記B群の多官能性モノマーが、ビス(ビニルフェニル)エタン、ジビニルベンゼン、2,4,6-トリアリロキシ-1,3,5-トリアジン(トリアリルシアヌレート)、トリアリル-1,2,4-ベンゼントリカルボキシレート(トリアリルトリメリテート)、ジアリルエーテル、トリアリル-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリワン、2,3-ジフェニルブタジエン、1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、1,4-ジビニルオクタフルオロブタン、ビス(ビニルフェニル)メタン、ジビニルアセチレン、ジビニルスルフィド、ジビニルスルフォン、ジビニルエーテル、ジビニルスルホキシド、イソプレン、1,5-ヘキサジエン、ブタジエン、1,4-ジビニル-2,3,5,6-テトラクロルベンゼンからなる群から選択される架橋剤である、上記製造方法。 - 高分子フイルム基材に、モノマーとして、下記C群のスルホニルビニルモノマーを1種類以上と下記A群の1官能性ビニルモノマーを1種類以上と下記B群の多官能性ビニルモノマーを1種類以上の範囲で組み合わせ、それを多元共グラフト重合させ、グラフトした分子鎖や分子鎖中の芳香環にスルホン酸基を導入後、スルホン酸基保持グラフト鎖を含むフイルム基材を放射線で架橋して得られる燃料電池用高分子電解質膜の製造方法であって、
上記A群の1官能性モノマーが、スチレン、メチルスチレン類(α−メチルスチレン、ビニルトルエン)、エチルスチレン類、ジメチルスチレン類、トリメチルスチレン類、ペンタメチルスチレン類、ジエチルスチレン類、イソプロピルスチレン類、ブチルスチレン類(3-tert-ブチルスチレン、4-tert-ブチルスチレン)から選択されるアルキルスチレン;
クロロスチレン類、ジクロロスチレン類、トリクロロスチレン類、ブロモスチレン類(2-ブロモスチレン、3-ブロモスチレン、4-ブロモスチレン)、フルオロスチレン類(2-フルオロスチレン、3-フルオロスチレン、4-フルオロスチレン)から選択されるハロゲン化スチレン;
メトキシスチレン類、メトキシメチルスチレン類、ジメトキシスチレン類、エトキシスチレン類、ビニルフェニルアリルエーテル類、ヒドロキシスチレン類、メトキシヒドロキシスチレン類、アセトキシスチレン類、ビニルベンジルアルキルエーテル類から選択されるヒドロキシスチレン誘導体;
ビニル安息香酸類、ホルミルスチレン類から選択されるカルボキシスチレン誘導体;
ニトロスチレン類から選択されるニトロスチレン;
アミノスチレン類、ジメチルアミノスチレン類から選択されるアミノスチレン誘導体;
ビニルベンジルスルホン酸類、スチレンスルホニルフルオリド類から選択されるイオンを含むスチレン誘導体からなる群から選択されるモノマーであり、
上記B群の多官能性モノマーが、ビス(ビニルフェニル)エタン、ジビニルベンゼン、2,4,6-トリアリロキシ-1,3,5-トリアジン(トリアリルシアヌレート)、トリアリル-1,2,4-ベンゼントリカルボキシレート(トリアリルトリメリテート)、ジアリルエーテル、トリアリル-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリワン、2,3-ジフェニルブタジエン、1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、1,4-ジビニルオクタフルオロブタン、ビス(ビニルフェニル)メタン、ジビニルアセチレン、ジビニルスルフィド、ジビニルスルフォン、ジビニルエーテル、ジビニルスルホキシド、イソプレン、1,5-ヘキサジエン、ブタジエン、1,4-ジビニル-2,3,5,6-テトラクロルベンゼンからなる群から選択される架橋剤であり、
上記C群のスルホニルビニルモノマーが、スルホニルビニルモノマーである、CF2=CF(SO2X1)(式中、X1はハロゲン基で-F又は-Clである)、CH2=CF(SO2X1)(式中、X1はハロゲン基で-F又は-Clである)、CF2=CF(O(CF2)1〜4SO2X1)(式中、X1はハロゲン基で-F又は-Clである)、CF2=CF(OCH2(CF2)1〜4SO2X1)(式中、X1はハロゲン基で-F又は-Clである)、CF2=CF(SO2R1)(式中、R1はアルキル基で-CH3、- C2H5、または-C(CH3)3である)、CH2=CF(SO2R1) (式中、R1はアルキル基で-CH3、- C2H5、または-C(CH3)3である)、CF2=CF(OCH2(CF2)1〜4SO2X1) (式中、X 1 はアルキル基で-CH3、- C2H5、または-C(CH3)3である)からなる群から選択されるモノマーである、上記電解質膜の製造方法。 - 請求項1〜3のいずれかの製造方法において、高分子フイルム基材がオレフィン系高分子もしくはフッ素系高分子からなる、燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
- 上記の請求項1〜4のいずれかの製造方法において得られたグラフト重合体のグラフト率が6〜120%、イオン交換容量が0.3〜4.0 meq/gであることを特徴とする、燃料電池用高分子電解質膜の製造方法。
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