JP6366494B2 - Sulfone group-containing polyphenylene ether resin - Google Patents

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Description

本発明は、固体高分子電解質膜として有用なスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂に関するものである。   The present invention relates to a sulfone group-containing polyphenylene ether resin useful as a solid polymer electrolyte membrane.

固体高分子電解質型燃料電池は、プロトン交換膜の両面に電極を接合し、プロトン交換膜−電極構造のアノード側に水素、カソード側に酸素または空気を供給して、電極両端に生じる電位差より発電される。   A solid polymer electrolyte fuel cell has electrodes connected to both sides of a proton exchange membrane, supplies hydrogen to the anode side of the proton exchange membrane-electrode structure, supplies oxygen or air to the cathode side, and generates power from the potential difference generated at both ends of the electrode. Is done.

このとき、プロトン交換膜に用いられる固体高分子電解質としては、プロトン導電率とともに電気化学的および力学的に十分安定なものでなくてはならないため、長期にわたり使用できるものとして、主に米デュポン社製の「ナフィオン(登録商標)」を代表例とする非常に高価なパーフルオロカーボンスルホン酸膜が採用されてきた。   At this time, the solid polymer electrolyte used for the proton exchange membrane must be sufficiently stable electrochemically and mechanically with the proton conductivity, so that it can be used for a long time. A very expensive perfluorocarbon sulfonic acid membrane, typically “Nafion (registered trademark)” manufactured by the Company, has been adopted.

また、プロトン交換膜は、ガス透過率を低くすることによりガスバリア隔壁としての役割も果たす必要がある。プロトン交換膜のガス透過率が高いと、アノード側水素のカソード側へのリーク及びカソード側酸素のアノード側へのリーク、すなわち、クロスリークが発生する。クロスリークが発生すると、いわゆるケミカルショートの状態となって良好な電圧が取り出せなくなる。また、アノード側水素とカソード側酸素とが反応して過酸化水素が発生し、プロトン交換膜を化学劣化させるという問題もある。   In addition, the proton exchange membrane must also serve as a gas barrier partition by lowering the gas permeability. When the gas permeability of the proton exchange membrane is high, leakage of anode-side hydrogen to the cathode and leakage of cathode-side oxygen to the anode, that is, cross-leakage occurs. When a cross leak occurs, a so-called chemical short circuit occurs and a good voltage cannot be taken out. There is also a problem that the hydrogen on the anode side reacts with the oxygen on the cathode side to generate hydrogen peroxide, which causes chemical degradation of the proton exchange membrane.

このような欠点を克服するものとして、比較的ガスバリア性の高い非フッ素系芳香族環含有ポリマーにスルホン基を導入したプロトン交換膜の検討が行われている。例えば、ポリアリールエーテルスルホン樹脂をスルホン化したもの(例えば、特許文献1参照)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂をスルホン化したもの(例えば、特許文献2参照)、ポリフェニレンエーテル樹脂をスルホン化したもの(例えば、非特許文献1参照)等が例示される。中でも、汎用エンプラとして用いられるポリフェニレンエーテル樹脂であるポリ(2,6−ジメチル−1,4フェニレンエーテル)を基材とするプロトン交換膜は、その変性容易性、経済性が優れる事から最も期待される材料の一つである。   In order to overcome such drawbacks, a proton exchange membrane in which a sulfone group is introduced into a non-fluorinated aromatic ring-containing polymer having a relatively high gas barrier property has been studied. For example, a sulfonated polyaryl ether sulfone resin (for example, see Patent Document 1), a sulfonated polyether ether ketone resin (for example, see Patent Document 2), a sulfonated polyphenylene ether resin (for example, And non-patent document 1). Among them, a proton exchange membrane based on poly (2,6-dimethyl-1,4 phenylene ether), which is a polyphenylene ether resin used as a general-purpose engineering plastic, is most expected due to its excellent denatureability and economy. One of the materials.

特開2005−133146号公報JP 2005-133146 A 特開平6−93114号公報JP-A-6-93114 米国特許出願公開第2002/0091225号明細書(第1〜2頁)US Patent Application Publication No. 2002/0091225 (pages 1-2)

Journal of Applied Polymer Science,Vol.29(1984)p.4017−4027Journal of Applied Polymer Science, Vol. 29 (1984) p. 4017-4027

しかしながら、これらの非フッ素系芳香族環含有ポリマーのスルホン化反応により芳香環上に導入されたスルホン基は一般に熱により脱離しやすい傾向にある。   However, the sulfone group introduced onto the aromatic ring by the sulfonation reaction of these non-fluorinated aromatic ring-containing polymers generally tends to be easily removed by heat.

そこで、本発明は、熱によるスルホン基の脱離を抑制することによって、耐久性に優れるスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the sulfone group containing polyphenylene ether resin excellent in durability by suppressing the detachment | leave of the sulfone group by a heat | fever.

熱によるスルホン基の脱離が抑制されたポリマーとして、電子吸引性芳香環上にスルホン基を導入したモノマーを用いて重合することによって得られる、熱的に安定性の高いスルホン化ポリアリールエーテルスルホン系化合物が報告されている(例えば、特許文献3参照)。しかしながら、モノマーの反応性が低いために、ポリマーを得るのに要する重合反応時間が長くなり、ポリマーの経済性に問題があった。   Thermally stable sulfonated polyarylethersulfone obtained by polymerization using a monomer having a sulfone group introduced on an electron-withdrawing aromatic ring as a polymer in which elimination of the sulfone group due to heat is suppressed System compounds have been reported (see, for example, Patent Document 3). However, since the reactivity of the monomer is low, the polymerization reaction time required to obtain the polymer becomes long, and there is a problem in the economics of the polymer.

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ポリフェニレンエーテル樹脂を部分的に酸化させることによって、芳香環上に導入したスルホン基の脱離が抑制され、プロトン伝導性に優れ、ガス透過性が小さく、熱処理後も電気化学的に安定なスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を見出すに至った。   As a result of intensive research, the present inventors have partially oxidized the polyphenylene ether resin, thereby suppressing the elimination of the sulfone group introduced onto the aromatic ring, excellent proton conductivity, and low gas permeability. As a result, the inventors have found an electrochemically stable sulfone group-containing polyphenylene ether resin even after heat treatment.

すなわち、本発明は以下の通りである。   That is, the present invention is as follows.

[1]酸素原子含有量が30質量%以上40質量%以下であり、イオン交換容量が0.5ミリ当量/g以上3.5ミリ当量/g以下である、スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂。 [1] A sulfone group-containing polyphenylene ether resin having an oxygen atom content of 30 to 40% by mass and an ion exchange capacity of 0.5 to 3.5 meq / g.

[2]一般式(1)および一般式(2)で示される構成成分を含む、[1]に記載のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂。

Figure 0006366494
・・・(1)
(式中、R11、R12、R13は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜4の炭化水素基、ヒドロキシメチル基、ホルミル基、カルボキシ基、ヒドロキシアルキル基、ホルミルアルキル基、カルボキシアルキル基のいずれかである。);
Figure 0006366494
・・・(2)
(式中、R21、R22、R23は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜4の炭化水素基、ヒドロキシメチル基、ホルミル基、カルボキシ基、ヒドロキシアルキル基、ホルミルアルキル基、カルボキシアルキル基のいずれかであり、Xは、H、Li、Na、Kのいずれかである。) [2] The sulfone group-containing polyphenylene ether resin according to [1], including the components represented by the general formula (1) and the general formula (2).
Figure 0006366494
... (1)
(Wherein R 11 , R 12 and R 13 are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxymethyl group, a formyl group, a carboxy group, a hydroxyalkyl group, a formylalkyl group, a carboxy group, Any of alkyl groups));
Figure 0006366494
... (2)
(Wherein R 21 , R 22 and R 23 are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxymethyl group, a formyl group, a carboxy group, a hydroxyalkyl group, a formylalkyl group, a carboxy group, Any one of alkyl groups, and X is any one of H, Li, Na, and K.)

[3]前記一般式(1)および一般式(2)で示される構成成分に対する、前記一般式(2)で示される構成成分の割合であるスルホン化率が20モル%以上である、[1]又は[2]に記載のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂。 [3] The sulfonation rate, which is the ratio of the constituent component represented by the general formula (2) to the constituent components represented by the general formula (1) and the general formula (2), is 20 mol% or more. ] Or the sulfone group-containing polyphenylene ether resin according to [2].

[4]170℃で20分間アニール処理した後のイオン交換容量が0.5ミリ当量/g以上3.5ミリ当量/g以下である、[1]乃至[3]のいずれかに記載のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂。 [4] The sulfone according to any one of [1] to [3], wherein the ion exchange capacity after annealing at 170 ° C. for 20 minutes is 0.5 meq / g or more and 3.5 meq / g or less. Group-containing polyphenylene ether resin.

本発明によれば、芳香環上に導入したスルホン基の脱離が抑制され、プロトン伝導性に優れ、ガス透過性が小さく、熱処理後も電気化学的に安定なスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を提供できる。   According to the present invention, there is provided a sulfo group-containing polyphenylene ether resin that suppresses elimination of a sulfone group introduced onto an aromatic ring, has excellent proton conductivity, has low gas permeability, and is electrochemically stable even after heat treatment. it can.

本発明は、酸化により酸素原子含有量を特定の範囲としたスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を調製して、スルホン基の脱離が抑制され、ガスバリア性、加工性、電気化学的安定性、イオン伝導性に優れた、特に燃料電池用電解質膜として有用な高分子材料を提供するものである。   In the present invention, a sulfone group-containing polyphenylene ether resin having an oxygen atom content within a specific range is prepared by oxidation, and the elimination of the sulfone group is suppressed, and gas barrier properties, processability, electrochemical stability, ion conduction are suppressed. The present invention provides a polymer material that is excellent in properties, particularly useful as an electrolyte membrane for fuel cells.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」ともいう)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。   Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter also referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.

(スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂)
本実施形態のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂としては、特に制限はないが、一般式(1)

Figure 0006366494
・・・(1)
(式中、R11、R12、R13は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜4の炭化水素基、ヒドロキシメチル基、ホルミル基、カルボキシ基、ヒドロキシアルキル基、ホルミルアルキル基、カルボキシアルキル基のいずれかである。)
、および一般式(2)
Figure 0006366494
・・・(2)
(式中、R21、R22、R23は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜4の炭化水素基、ヒドロキシメチル基、ホルミル基、カルボキシ基、ヒドロキシアルキル基、ホルミルアルキル基、カルボキシアルキル基のいずれかであり、Xは、H、Li、Na、Kのいずれかである。)
で示される構成成分を含むものが好ましい。 (Sulfone group-containing polyphenylene ether resin)
Although there is no restriction | limiting in particular as a sulfone group containing polyphenylene ether resin of this embodiment, General formula (1)
Figure 0006366494
... (1)
(Wherein R 11 , R 12 and R 13 are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxymethyl group, a formyl group, a carboxy group, a hydroxyalkyl group, a formylalkyl group, a carboxy group, Any of alkyl groups.)
And general formula (2)
Figure 0006366494
... (2)
(Wherein R 21 , R 22 and R 23 are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxymethyl group, a formyl group, a carboxy group, a hydroxyalkyl group, a formylalkyl group, a carboxy group, Any one of alkyl groups, and X is any one of H, Li, Na, and K.)
What contains the structural component shown by these is preferable.

前述の一般式(1)および一般式(2)中におけるヒドロキシアルキル基は、水酸基と直鎖状、分枝状、または環状の炭素数2〜4のアルキレン基とで構成される基を指し、例えば、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等が挙げられる。
ホルミルアルキル基は、ホルミル基と炭素数1〜3のアルキレン基とで構成される基を指し、例えば、ホルミルメチル基、ホルミルエチル基等が挙げられる。
カルボキシアルキル基は、カルボキシル基と炭素数1〜3のアルキレン基とで構成される基を指し、例えば、カルボキシメチル基、カルボキシエチル基等が挙げられる。
The hydroxyalkyl group in the general formula (1) and the general formula (2) refers to a group composed of a hydroxyl group and a linear, branched, or cyclic alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, For example, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, etc. are mentioned.
The formylalkyl group refers to a group composed of a formyl group and an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and examples thereof include a formylmethyl group and a formylethyl group.
A carboxyalkyl group refers to a group composed of a carboxyl group and an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and examples thereof include a carboxymethyl group and a carboxyethyl group.

本実施形態のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂の酸素原子含有量は、熱によるスルホン基の脱離を抑制して、耐久性を高める観点から、30質量%以上であり、33質量%以上であることが好ましく、また、ポリフェニレンエーテル樹脂の架橋反応を抑制して、後述のポリフェニレンエーテル樹脂のスルホン化反応によりスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を得る場合の反応効率を高める観点、及び、スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂の製膜加工性を高める観点から、40質量%以下であり、35質量%以下であることが好ましい。
ポリフェニレンエーテル樹脂は、その構造中に酸素原子を含有する。例えば、ポリ(2,6−ジメチル−1,4フェニレンエーテル)の場合、酸素原子含有量は、約13質量%である。この樹脂を、後述の方法により酸化処理し、また、後述の方法によりスルホン化処理することによって、酸素原子含有量を、30質量%以上とすることができる。
なお、樹脂の酸素原子含有量は、特に断りのない限り、樹脂を室温(例えば、30℃)で24時間乾燥させた後における値を指す。
The oxygen atom content of the sulfone group-containing polyphenylene ether resin of the present embodiment is 30% by mass or more and 33% by mass or more from the viewpoint of suppressing the elimination of the sulfone group due to heat and improving durability. In addition, it is preferable to suppress the crosslinking reaction of the polyphenylene ether resin and increase the reaction efficiency when obtaining the sulfo group-containing polyphenylene ether resin by the sulfonation reaction of the polyphenylene ether resin described later, and the sulfo group-containing polyphenylene ether resin. From the viewpoint of improving the film forming processability, it is 40% by mass or less, and preferably 35% by mass or less.
The polyphenylene ether resin contains an oxygen atom in its structure. For example, in the case of poly (2,6-dimethyl-1,4 phenylene ether), the oxygen atom content is about 13% by mass. This resin can be oxidized by the method described later, and can be sulfonated by the method described later, so that the oxygen atom content can be 30% by mass or more.
The oxygen atom content of the resin indicates a value after the resin is dried at room temperature (for example, 30 ° C.) for 24 hours unless otherwise specified.

またなお、本実施形態のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂の酸素原子含有量は、炭素・水素・窒素同時定量装置を用いて、測定することができる。すなわち、所定量のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を乾燥させた後、燃焼温度1050℃において、分解ガス中の二酸化炭素および水を吸着・還元することにより定量して、スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂中の酸素原子含有量を求めることができる。炭素・水素・窒素同時定量装置としては、例えば、ヤナコテクニカルサイエンス(株)社製のCHNコーダーMT−6等が挙げられる。   In addition, the oxygen atom content of the sulfone group-containing polyphenylene ether resin of the present embodiment can be measured using a carbon / hydrogen / nitrogen simultaneous determination apparatus. That is, after a predetermined amount of the sulfone group-containing polyphenylene ether resin is dried, it is quantified by adsorbing and reducing carbon dioxide and water in the cracked gas at a combustion temperature of 1050 ° C. The oxygen atom content can be determined. Examples of the carbon / hydrogen / nitrogen simultaneous determination device include CHN coder MT-6 manufactured by Yanaco Technical Science Co., Ltd.

本実施形態のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂のイオン交換容量は、下記の理由により、3.5ミリ当量/g以下であり、2.8ミリ当量/g以下であることが好ましく、2.5ミリ当量/g以下であることが更に好ましい。すなわち、イオン交換容量をこの範囲とすることによって、スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を固体高分子電解質膜として用いた際に、燃料電池運転中に生じる高温高加湿下での膨潤が低減されやすくなる。固体高分子電解質膜の膨潤が低減されることによって、固体高分子電解質膜の強度が低下したり、しわが発生して電極から剥離したりする等の問題、更には、ガス遮断性が低下する問題を、改善することができる。
また、上記イオン交換容量は、膨潤が低減された固体高分子電解質膜を備えた燃料電池の発電能力を良好にする観点から、0.5ミリ当量/g以上であり、0.65ミリ当量/g以上であることが好ましく、1.3ミリ当量/g以上であることが更に好ましい。
なお、樹脂のイオン交換容量は、特に断りのない限り、樹脂を室温(例えば、30℃)で24時間乾燥させた後における値を指す。
The ion exchange capacity of the sulfone group-containing polyphenylene ether resin of the present embodiment is 3.5 meq / g or less, preferably 2.8 meq / g or less, for the following reasons, More preferably, it is equal to or less than equivalent / g. That is, by setting the ion exchange capacity within this range, when the sulfone group-containing polyphenylene ether resin is used as a solid polymer electrolyte membrane, swelling under high temperature and high humidity that occurs during operation of the fuel cell is easily reduced. By reducing the swelling of the solid polymer electrolyte membrane, the strength of the solid polymer electrolyte membrane is lowered, wrinkles are generated and the electrode is peeled off from the electrode, and the gas barrier property is lowered. The problem can be improved.
The ion exchange capacity is 0.5 meq / g or more and 0.65 meq / g from the viewpoint of improving the power generation capability of the fuel cell including the solid polymer electrolyte membrane with reduced swelling. g or more, more preferably 1.3 meq / g or more.
The ion exchange capacity of the resin indicates a value after the resin is dried at room temperature (for example, 30 ° C.) for 24 hours unless otherwise specified.

またなお、イオン交換容量は、常法により求めることができる。   In addition, the ion exchange capacity can be determined by a conventional method.

本実施形態のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂のスルホン化率は、特に制限はないが、樹脂を固体高分子電解質膜として備えた燃料電池の発電効率を高める観点から、20モル%以上であることが好ましく、35%モル以上であることが更に好ましく、50モル%以上であることが特に好ましく、また、固体高分子電解質膜の膨潤を低減させる観点から、80モル%以下であることが好ましく、75モル%以下であることが更に好ましい。
なお、樹脂のスルホン化率は、特に断りのない限り、樹脂を室温(例えば、30℃)で24時間乾燥させた後における値を指す。
The sulfonation rate of the sulfone group-containing polyphenylene ether resin of the present embodiment is not particularly limited, but is 20 mol% or more from the viewpoint of increasing the power generation efficiency of a fuel cell provided with the resin as a solid polymer electrolyte membrane. Preferably, it is more preferably 35% by mole or more, particularly preferably 50% by mole or more, and from the viewpoint of reducing swelling of the solid polymer electrolyte membrane, it is preferably 80% by mole or less, and 75 More preferably, it is at most mol%.
In addition, unless otherwise indicated, the sulfonation rate of resin refers to the value after drying resin for 24 hours at room temperature (for example, 30 degreeC).

またなお、スルホン化率は、ベースとなるポリフェニレンエーテル樹脂の構成成分(モノマー単位)全体に対する、スルホン基が導入されている構成成分の割合(モルによる割合)を指す。例えば、スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂が、前述の一般式(1)および一般式(2)で示される構成成分を含む場合には、スルホン化率は、一般式(1)および一般式(2)で示される構成成分に対する、前記一般式(2)で示される構成成分の割合を指す。また、例えば、スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂が、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)を部分的酸化・スルホン化することによって調製された場合には、未置換の2,6−ジメチルフェニレンオキサイドユニットのモル数をQ、スルホン基で置換された2,6−ジメチルフェニレンオキサイドユニットのモル数をPとしたとき、P/(P+Q)×100(モル%)で表される値を指す。   In addition, the sulfonation rate refers to the ratio (ratio by mole) of the component into which the sulfone group is introduced with respect to the entire component (monomer unit) of the base polyphenylene ether resin. For example, when the sulfone group-containing polyphenylene ether resin contains the components represented by the general formula (1) and the general formula (2), the sulfonation rate is expressed by the general formula (1) and the general formula (2). The ratio of the structural component represented by the general formula (2) to the structural component represented by In addition, for example, when the sulfone group-containing polyphenylene ether resin is prepared by partially oxidizing and sulfonating poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether), an unsubstituted 2,6 -The value represented by P / (P + Q) x 100 (mol%), where Q is the number of moles of dimethylphenylene oxide units and P is the number of moles of 2,6-dimethylphenylene oxide units substituted with a sulfone group. Point to.

本実施形態のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂では、高温条件下であっても熱によるスルホン基の脱離が生じにくいという効果が得られる。そして、上記効果により、高温条件下においた後における本実施形態の樹脂のイオン交換容量は、高温条件下においた後における従来の樹脂のイオン交換容量と比較して大きくなる。
例えば、170℃で20分間熱処理した後における本実施形態のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂のイオン交換容量の値は、
好適には0.5ミリ当量/g以上であり、更に好適には1.3ミリ当量/g以上であり、また、好適には3.5ミリ当量/g以下であり、更に好適には2.5ミリ当量/g以下であり、特に好適には1.8ミリ当量/g以下である。
In the sulfone group-containing polyphenylene ether resin of the present embodiment, an effect is obtained that the release of the sulfone group due to heat hardly occurs even under a high temperature condition. And by the said effect, the ion exchange capacity of the resin of this embodiment after having put on high temperature conditions becomes large compared with the ion exchange capacity of the conventional resin after having put on high temperature conditions.
For example, the value of the ion exchange capacity of the sulfone group-containing polyphenylene ether resin of the present embodiment after heat treatment at 170 ° C. for 20 minutes is:
Preferably it is 0.5 meq / g or more, more preferably 1.3 meq / g or more, preferably 3.5 meq / g or less, more preferably 2 meq / g or more. 0.5 meq / g or less, particularly preferably 1.8 meq / g or less.

本実施形態のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂のイオン交換容量は、ポリフェニレンエーテル樹脂をスルホン化する際の、反応溶液濃度やスルホン化剤であるクロロスルホン酸の滴下量を選択することによって、上記数値範囲内に入るよう適宜調整することができる。ここで、樹脂に導入されたスルホン基の量が多いほど、樹脂のイオン交換容量は高くなる。   The ion exchange capacity of the sulfone group-containing polyphenylene ether resin of the present embodiment is determined by selecting the reaction solution concentration and the dropping amount of chlorosulfonic acid as a sulfonating agent when sulfonating the polyphenylene ether resin. It can adjust suitably so that it may enter. Here, the greater the amount of sulfone groups introduced into the resin, the higher the ion exchange capacity of the resin.

本実施形態のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂は、例えば、初めに、ポリフェニレンエーテル樹脂を部分的に酸化し、次いで、この部分的に酸化された樹脂にスルホン基を導入することによって、調製することができる。
なお、スルホン基を予め導入したスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を酸素雰囲気下で熱処理する方法もあるが、この場合、熱によるスルホン基の脱離が生じやすいため、上記の通り、酸素雰囲気下でポリフェニレンエーテル樹脂を予め熱処理した後にスルホン基を導入する方法が好ましい。
The sulfone group-containing polyphenylene ether resin of the present embodiment can be prepared, for example, by first partially oxidizing the polyphenylene ether resin and then introducing a sulfone group into the partially oxidized resin. it can.
There is also a method of heat-treating a sulfone group-containing polyphenylene ether resin into which a sulfone group has been introduced in advance in an oxygen atmosphere. In this case, since the sulfone group is likely to be removed by heat, as described above, the polyphenylene in an oxygen atmosphere. A method of introducing a sulfone group after heat-treating the ether resin in advance is preferable.

本実施形態のポリフェニレンエーテル樹脂としては、特に制限はないが、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)とポリ(2,3,6−トリメチル−1,4−フェニレンエーテル)とのブロック共重合体やこれらの混合物、2,6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールとのランダム共重合体、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)とポリ(2,6−ジフェニル−1,4−フェニレンエーテル)とのブロック共重合体やこれらの混合物、2,6−ジメチルフェノールと2,6−ジフェニルフェノールとのランダム共重合体が好ましい。   The polyphenylene ether resin of the present embodiment is not particularly limited, but poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether), poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) and poly (2, 2,3,6-trimethyl-1,4-phenylene ether) and mixtures thereof, random copolymers of 2,6-dimethylphenol and 2,3,6-trimethylphenol, poly ( 2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) and poly (2,6-diphenyl-1,4-phenylene ether) block copolymers and mixtures thereof, 2,6-dimethylphenol and 2,6 -Random copolymers with diphenylphenol are preferred.

上記ポリフェニレンエーテル樹脂の極限粘度としては、スルホン基を導入したときの溶媒からの単離性、および耐熱性を高める観点から、0.25dL/g以上であることが好ましく、0.30dL/g以上であることが更に好ましく、また、スルホン酸基導入時の溶液粘度が高くなり過ぎることを防ぎ、撹拌・送液等のハンドリング性を高める観点から、1.45dL/g以下であることが好ましく、0.70dL/g以下であることが更に好ましい。
なお、極限粘度は、下記のようにして求められる。すなわち、ポリフェニレンエーテル樹脂0.5gをクロロホルムに溶解し、100mL以上(濃度0.5g/dL以下)となる異なる濃度の2種以上の溶液を得る。そして、25℃においてウベローデ型の粘度計を用いて、異なる濃度の溶液毎の比粘度を測定し、比粘度と濃度との関係から、濃度が0であるときの粘度を導出し、この粘度を極限粘度とする。
The intrinsic viscosity of the polyphenylene ether resin is preferably 0.25 dL / g or more, and preferably 0.30 dL / g or more from the viewpoint of enhancing the isolation from the solvent when the sulfone group is introduced and the heat resistance. It is more preferable that the viscosity of the solution at the time of introduction of the sulfonic acid group is not too high, and from the viewpoint of improving handling properties such as stirring and liquid feeding, it is preferably 1.45 dL / g or less, More preferably, it is 0.70 dL / g or less.
In addition, an intrinsic viscosity is calculated | required as follows. That is, 0.5 g of polyphenylene ether resin is dissolved in chloroform to obtain two or more kinds of solutions having different concentrations of 100 mL or more (concentration of 0.5 g / dL or less). Then, using a Ubbelohde viscometer at 25 ° C., the specific viscosities of solutions having different concentrations are measured, and the viscosity when the concentration is 0 is derived from the relationship between the specific viscosity and the concentration. Intrinsic viscosity.

本実施形態に用いるポリフェニレンエーテル樹脂の部分的酸化方法としては、樹脂の酸素原子含有量を30質量%以上40質量%以下に制御できる限り、特に制限はないが、例えば、ポリフェニレンエーテル樹脂の粉体、および/または、それを溶融混練機等を用いて溶融混練することによってペレタイズしたもの(以下、「ペレット」ともいう)を、酸素雰囲気下でオーブン等を用いて熱処理することによって酸化させる方法が挙げられる。また、ポリフェニレンエーテル樹脂の粉体、および/または、そのペレットを、酸化雰囲気下(具体的には、酸素を含む気体が共存する条件下)で溶融混練等の熱処理をさせることによって酸化させる方法も挙げられる。
部分的酸化の反応条件としては、例えば、溶融混練機を用いた場合には、空気下、熱処理温度:340℃〜380℃、熱処理時間:0.2分間〜3分間、とすることができ、また、例えば、オーブンを用いた場合には、空気下、熱処理温度:120℃〜180℃、熱処理時間:20分間〜200時間、とすることができる。
The partial oxidation method of the polyphenylene ether resin used in the present embodiment is not particularly limited as long as the oxygen atom content of the resin can be controlled to 30% by mass or more and 40% by mass or less. For example, the polyphenylene ether resin powder And / or a method of oxidizing a material pelletized by melt kneading using a melt kneader or the like (hereinafter also referred to as “pellet”) by heat treatment using an oven or the like in an oxygen atmosphere. Can be mentioned. There is also a method in which polyphenylene ether resin powder and / or pellets thereof are oxidized by subjecting them to a heat treatment such as melt-kneading in an oxidizing atmosphere (specifically, in the presence of a gas containing oxygen). Can be mentioned.
As reaction conditions for partial oxidation, for example, when a melt kneader is used, the heat treatment temperature can be set to 340 ° C. to 380 ° C., and the heat treatment time can be set to 0.2 minutes to 3 minutes in the air. For example, when an oven is used, the heat treatment temperature can be set to 120 ° C. to 180 ° C. and the heat treatment time can be set to 20 minutes to 200 hours in the air.

本実施形態に用いる部分的に酸化されたポリフェニレンエーテル樹脂にスルホン基を導入する方法としては、特に制限はないが、例えば、非特許文献1に記載の方法を用いることができる。すなわち、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)をクロロホルムに溶解し、この溶液にクロロスルホン酸を滴下して、室温で反応させることによって、スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を得ることができる。スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂は、スルホン化反応の進行と共に(スルホン化率が高まると共に)、クロロホルム不溶となり、不定形の固体として析出する。
スルホン化の反応条件としては、反応溶液中の樹脂の濃度:約60g/L、反応溶液中のクロロスルホン酸の濃度:約28g/L、クロロスルホン酸の滴下量:約7g/分、とすることができる。
Although there is no restriction | limiting in particular as a method of introduce | transducing a sulfone group into the partially oxidized polyphenylene ether resin used for this embodiment, For example, the method of a nonpatent literature 1 can be used. That is, poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) is dissolved in chloroform, chlorosulfonic acid is dropped into this solution and reacted at room temperature to obtain a sulfone group-containing polyphenylene ether resin. Can do. The sulfone group-containing polyphenylene ether resin becomes insoluble in chloroform and precipitates as an amorphous solid as the sulfonation reaction proceeds (as the sulfonation rate increases).
The reaction conditions for sulfonation are: resin concentration in the reaction solution: about 60 g / L, chlorosulfonic acid concentration in the reaction solution: about 28 g / L, and dropping amount of chlorosulfonic acid: about 7 g / min. be able to.

上記の固体として得られたスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂の処理方法としては、特に制限はされないが、例えば、樹脂を、メタノール、エタノール、プロパノール、ジメチルスルホキシド等の溶媒に溶解させ、その後、この溶液をトレイ上にキャスト・乾燥して、膜状の固体とする方法等が挙げられる。   The method for treating the sulfone group-containing polyphenylene ether resin obtained as a solid is not particularly limited. For example, the resin is dissolved in a solvent such as methanol, ethanol, propanol, dimethyl sulfoxide, and then the solution is used. Examples include a method of casting and drying on a tray to form a film-like solid.

本実施形態のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂は、単独の固体高分子電解質膜として、または従来のパーフルオロカーボンスルホン酸膜との複合膜として、固体高分子型燃料電池、レドックスフロー電池等に好適に用いることができる。   The sulfone group-containing polyphenylene ether resin of the present embodiment is suitably used for a solid polymer fuel cell, a redox flow battery or the like as a single solid polymer electrolyte membrane or a composite membrane with a conventional perfluorocarbon sulfonic acid membrane. be able to.

以下、実施例を挙げて本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and embodiment of this invention is described, this invention is not limited to these Examples.

実施例及び比較例のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂の原材料として、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)(S201A、旭化成ケミカルズ株式会社製)(極限粘度:0.47dL/g)を用いた。   Poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) (S201A, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) (Intrinsic viscosity: 0.47 dL / g) as a raw material for the sulfone group-containing polyphenylene ether resins of Examples and Comparative Examples Was used.

実施例及び比較例における各種物性の測定方法及び評価方法(1)〜(3)を以下に示す。   Measurement methods and evaluation methods (1) to (3) of various physical properties in Examples and Comparative Examples are shown below.

(1)スルホン化率
スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を、1H−NMR装置(ECA−500、JEOL株式会社製)を用いて、溶媒:DMSO−d6、周波数:500MHz、緩和時間:5sec、積算回数:64回、室温の条件下で、NMR測定した。そして、δ 6.0ppm付近のピークをスルホン化された2,6−ジメチルフェニレンオキサイドユニットの3位又は5位のプロトン(X)、δ 6.4ppm付近のピークを未置換の2,6−ジメチルフェニレンオキサイドユニット3位及び5位のプロトン(Y)と同定し、そのピークの面積比(積分値の比)からスルホン化率=ピーク(X)の面積/(ピーク(X)の面積+ピーク(Y)の面積/2)×100(モル%)を求めた。
また、部分的に酸化されたスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂の場合も同様とした。
(1) Sulfonation rate Using a 1 H-NMR apparatus (ECA-500, manufactured by JEOL Co., Ltd.), the solvent: DMSO-d 6 , frequency: 500 MHz, relaxation time: 5 sec, integration of sulfone group-containing polyphenylene ether resin Number of times: NMR measurement was performed 64 times at room temperature. The peak near δ 6.0 ppm is the proton (X) at the 3- or 5-position of the sulfonated 2,6-dimethylphenylene oxide unit, and the peak near δ 6.4 ppm is the unsubstituted 2,6-dimethyl. It is identified as protons (Y) at the 3rd and 5th positions of the phenylene oxide unit, and from the area ratio (ratio of integral values) of the peak, sulfonation rate = area of peak (X) / (area of peak (X) + peak ( The area of Y) / 2) × 100 (mol%) was determined.
The same applies to a partially oxidized sulfone group-containing polyphenylene ether resin.

(2)酸素原子含有量
スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を、90℃で1時間乾燥させ、その後この樹脂を約2mg秤量した。秤量した樹脂について、炭素・水素・窒素同時測定装置(CHNコーダーMT−6、ヤナコテクニカルサイエンス(株)製)を用いて、燃焼温度1050℃にて発生する分解ガス中の二酸化炭素(CO2)および水(H2O)の濃度を定量し、スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂の酸素原子含有量(質量%)を求めた。
(2) Oxygen atom content The sulfone group-containing polyphenylene ether resin was dried at 90 ° C for 1 hour, and then about 2 mg of this resin was weighed. Carbon dioxide (CO 2 ) in cracked gas generated at a combustion temperature of 1050 ° C. using a carbon / hydrogen / nitrogen simultaneous measurement device (CHN coder MT-6, manufactured by Yanaco Technical Science) for the weighed resin. and then determining the concentration of water (H 2 O), were determined oxygen content of the sulfonic group-containing polyphenylene ether resin (mass%).

(3)イオン交換容量
スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂0.02gを、25℃の飽和NaCl水溶液30mLに浸漬し、攪拌しながら30分間放置した。次いで、その飽和NaCl水溶液中のプロトンを、フェノールフタレインを指示薬として用いながら、0.01N水酸化ナトリウム水溶液で中和滴定した。中和後に、イオン交換基の対イオンがナトリウムイオンとなっているスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を、ろ過により得た。得られた樹脂を、純水ですすぎ、更に、160℃で真空乾燥した後の絶乾重量を秤量した。
中和に要した水酸化ナトリウムの物質量をM(mmol)、イオン交換基の対イオンがナトリウムイオンとなっているスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂の質量をW(mg)として、式:EW=(W/M)−22により、当量質量EW(g/当量)を求めた。更に、得られたEW値の逆数をとって1000倍することによって、イオン交換容量(ミリ当量/g)を算出した。
(3) Ion exchange capacity 0.02 g of a sulfone group-containing polyphenylene ether resin was immersed in 30 mL of a saturated NaCl aqueous solution at 25 ° C. and left for 30 minutes with stirring. Subsequently, the protons in the saturated NaCl aqueous solution were neutralized and titrated with 0.01N sodium hydroxide aqueous solution using phenolphthalein as an indicator. After neutralization, a sulfone group-containing polyphenylene ether resin in which the counter ion of the ion exchange group was a sodium ion was obtained by filtration. The obtained resin was rinsed with pure water, and then the dry weight after vacuum drying at 160 ° C. was weighed.
Assuming that the amount of sodium hydroxide required for neutralization is M (mmol) and the mass of the sulfone group-containing polyphenylene ether resin in which the counter ion of the ion exchange group is a sodium ion is W (mg), the formula: EW = ( Equivalent mass EW (g / equivalent) was determined by (W / M) -22. Furthermore, the ion exchange capacity (milli equivalent / g) was calculated by taking the reciprocal of the obtained EW value and multiplying it by 1000.

以下、各実施例及び各比較例について詳述する。   Hereinafter, each example and each comparative example will be described in detail.

(実施例1)
ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)約1kgを、同方向回転二軸押出機(ZSK−25、コぺリオン社製)(スクリュー径:25mm、L/D=42、真空ベント付)を用いて溶融混練し、ストランドカット法により直径約3mm、長さ約3mmの円筒状ペレットを得た。なお、溶融混練条件としては、原料供給ホッパーに窒素を導入、ホッパー内の酸素濃度:1〜5体積%、バレル温度:320℃、スクリュー回転数:250rpm、ベント真空度:700mmHg、吐出量:12kg/時、とした。
Example 1
About 1 kg of poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) is rotated in the same direction with a twin-screw extruder (ZSK-25, manufactured by Coperion) (screw diameter: 25 mm, L / D = 42, vacuum) The mixture was melt-kneaded with a vent) and a cylindrical pellet having a diameter of about 3 mm and a length of about 3 mm was obtained by a strand cutting method. As melt kneading conditions, nitrogen was introduced into the raw material supply hopper, oxygen concentration in the hopper: 1 to 5% by volume, barrel temperature: 320 ° C., screw rotation speed: 250 rpm, vent vacuum: 700 mmHg, discharge amount: 12 kg / Hour.

得られたペレットを、オーブンにて空気下、150℃で20時間酸化処理した。   The obtained pellets were oxidized in an oven at 150 ° C. for 20 hours in air.

酸化処理したペレット30.0gをクロロホルム450mLに溶解させ、これにクロロスルホン酸14.1gを20分かけて滴下し、室温で30分撹拌して反応させた。反応の進行とともに析出したスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂から上澄みを取り除き、クロロホルム300mLを用い3回洗浄した。得られたスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を300mLのメタノールに溶解した。ステンレス製トレイにポリテトラフルオロエチレンシートを敷き、ポリテトラフルオロエチレンシート上にキャスト法により塗布し、室温で12時間風乾し、厚さ約4μmのフィルム状のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を得た。   Oxidized pellets (30.0 g) were dissolved in chloroform (450 mL), and chlorosulfonic acid (14.1 g) was added dropwise thereto over 20 minutes, and the mixture was reacted at room temperature for 30 minutes. The supernatant was removed from the sulfone group-containing polyphenylene ether resin deposited with the progress of the reaction, and the mixture was washed 3 times with 300 mL of chloroform. The obtained sulfone group-containing polyphenylene ether resin was dissolved in 300 mL of methanol. A polytetrafluoroethylene sheet was laid on a stainless steel tray, applied onto the polytetrafluoroethylene sheet by a cast method, and air-dried at room temperature for 12 hours to obtain a sulfone group-containing polyphenylene ether resin having a thickness of about 4 μm.

フィルム状のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を、ハサミで約5mm四方程度に切断し、3Lポリタンクに移し、600mLの蒸留水を加え洗浄した。この洗浄操作での洗浄分離水のpHが5以上になるまで同様の洗浄操作を5回繰り返した。
洗浄したフィルム状スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を室温で24時間風乾させた後、前述の方法(1)〜(3)により、スルホン化率、酸素原子含有量、イオン交換容量を測定した。
また、洗浄したフィルム状スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂をオーブンにて170℃で20分間熱処理(アニール処理)した後、前述の方法(3)により、イオン交換容量を測定した。
The film-like sulfone group-containing polyphenylene ether resin was cut into about 5 mm squares with scissors, transferred to a 3 L plastic tank, and washed with 600 mL of distilled water. The same washing operation was repeated 5 times until the pH of the washing separated water in this washing operation became 5 or more.
The washed film-like sulfone group-containing polyphenylene ether resin was air-dried at room temperature for 24 hours, and then the sulfonation rate, oxygen atom content, and ion exchange capacity were measured by the aforementioned methods (1) to (3).
Further, the washed film-like sulfone group-containing polyphenylene ether resin was heat-treated in an oven at 170 ° C. for 20 minutes (annealing treatment), and then the ion exchange capacity was measured by the above-mentioned method (3).

(実施例2)
ポリ(2,6−ジメチル−1,4フェニレンエーテル)を溶融混練して得たペレットをオーブンにて空気下、150℃で100時間酸化処理した以外は、実施例1と同様に、スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を得て、評価を行った。
(Example 2)
Similar to Example 1 except that pellets obtained by melt-kneading poly (2,6-dimethyl-1,4 phenylene ether) were oxidized in an oven at 150 ° C. for 100 hours in an oven, and containing sulfone groups A polyphenylene ether resin was obtained and evaluated.

(実施例3)
ポリ(2,6−ジメチル−1,4フェニレンエーテル)を溶融混練して得たペレットをオーブンにて空気下、150℃で200時間酸化処理した以外は、実施例1と同様に、スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を得て、評価を行った。該酸化処理したペレットは、スルホン化反応時に、一部クロロホルム不溶(約20質量%)となり、可溶分を用いてスルホン化反応以降の操作を行った。
(Example 3)
Similar to Example 1 except that pellets obtained by melt-kneading poly (2,6-dimethyl-1,4 phenylene ether) were oxidized in an oven at 150 ° C. for 200 hours in an oven, and containing sulfone groups A polyphenylene ether resin was obtained and evaluated. The oxidized pellets were partially insoluble in chloroform (about 20% by mass) during the sulfonation reaction, and operations after the sulfonation reaction were performed using soluble components.

(比較例1)
同方向回転二軸押出機のホッパー内の酸素濃度を1体積%未満に制御し、ポリ(2,6−ジメチル−1,4フェニレンエーテル)を溶融混練してペレットを得て、その後、オーブンでの酸化処理を行わなかった以外は、実施例1と同様に、スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を得て、評価を行った。
(Comparative Example 1)
The oxygen concentration in the hopper of the co-rotating twin screw extruder is controlled to be less than 1% by volume, and poly (2,6-dimethyl-1,4 phenylene ether) is melt-kneaded to obtain pellets. Except that the oxidation treatment was not performed, a sulfone group-containing polyphenylene ether resin was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1.

(比較例2)
ポリ(2,6−ジメチル−1,4フェニレンエーテル)を溶融混練して得たペレットを、オーブンにて空気下、150℃で500時間酸化処理した。得られた酸化処理したペレット30.0gは、クロロホルム450mLに溶解させようとしたが、溶解せず、スルホン基含有ポリフェニレンエーテルは得られなかった。
(Comparative Example 2)
Pellets obtained by melt-kneading poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) were oxidized in an oven at 150 ° C. for 500 hours in air. Although 30.0 g of the obtained pellets subjected to oxidation treatment were intended to be dissolved in 450 mL of chloroform, the pellets did not dissolve and sulfone group-containing polyphenylene ether was not obtained.

Figure 0006366494
Figure 0006366494

表1に示すように、酸素原子含有量が30質量%以上40質量%以下である実施例1、2および3のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂は、比較例1と比較して、170℃で20分間熱処理した後も高いイオン交換容量を示す。   As shown in Table 1, the sulfone group-containing polyphenylene ether resins of Examples 1, 2, and 3 having an oxygen atom content of 30% by mass or more and 40% by mass or less are 20% at 170 ° C. as compared with Comparative Example 1. A high ion exchange capacity is exhibited even after heat treatment for a minute.

本発明によれば、芳香環上に導入したスルホン基の脱離が抑制され、プロトン伝導性に優れ、ガス透過性が小さく、熱処理後も電気化学的に安定なスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂を提供できる。
本発明のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂は、単独の固体高分子電解質膜として、または従来のパーフルオロカーボンスルホン酸膜との複合膜とし、高い耐久性と発電効率を兼ね備え、固体高分子型燃料電池、レドックスフロー電池等に好適に利用可能である。
According to the present invention, there is provided a sulfo group-containing polyphenylene ether resin that suppresses elimination of a sulfone group introduced onto an aromatic ring, has excellent proton conductivity, has low gas permeability, and is electrochemically stable even after heat treatment. it can.
The sulfone group-containing polyphenylene ether resin of the present invention has a high durability and power generation efficiency as a single solid polymer electrolyte membrane or a composite membrane with a conventional perfluorocarbon sulfonic acid membrane. It can be suitably used for a redox flow battery or the like.

Claims (4)

酸素原子含有量が30質量%以上40質量%以下であり、イオン交換容量が0.5ミリ当量/g以上3.5ミリ当量/g以下である、スルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂。   A sulfone group-containing polyphenylene ether resin having an oxygen atom content of 30 to 40% by mass and an ion exchange capacity of 0.5 to 3.5 meq / g. 一般式(1)および一般式(2)で示される構成成分を含む、請求項1に記載のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂。
Figure 0006366494
・・・(1)
(式中、R11、R12、R13は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜4の炭化水素基、ヒドロキシメチル基、ホルミル基、カルボキシ基、ヒドロキシアルキル基、ホルミルアルキル基、カルボキシアルキル基のいずれかである。);
Figure 0006366494
・・・(2)
(式中、R21、R22、R23は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜4の炭化水素基、ヒドロキシメチル基、ホルミル基、カルボキシ基、ヒドロキシアルキル基、ホルミルアルキル基、カルボキシアルキル基のいずれかであり、Xは、H、Li、Na、Kのいずれかである。)
The sulfone group containing polyphenylene ether resin of Claim 1 containing the structural component shown by General formula (1) and General formula (2).
Figure 0006366494
... (1)
(Wherein R 11 , R 12 and R 13 are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxymethyl group, a formyl group, a carboxy group, a hydroxyalkyl group, a formylalkyl group, a carboxy group, Any of alkyl groups));
Figure 0006366494
... (2)
(Wherein R 21 , R 22 and R 23 are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxymethyl group, a formyl group, a carboxy group, a hydroxyalkyl group, a formylalkyl group, a carboxy group, Any one of alkyl groups, and X is any one of H, Li, Na, and K.)
前記一般式(1)および一般式(2)で示される構成成分に対する、前記一般式(2)で示される構成成分の割合であるスルホン化率が20モル%以上である、請求項1又は2に記載のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂。   The sulfonation rate which is the ratio of the structural component represented by the general formula (2) to the structural component represented by the general formula (1) and the general formula (2) is 20 mol% or more. The sulfone group-containing polyphenylene ether resin described in 1. 170℃で20分間アニール処理した後のイオン交換容量が0.5ミリ当量/g以上3.5ミリ当量/g以下である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のスルホン基含有ポリフェニレンエーテル樹脂。   4. The sulfone group-containing polyphenylene according to claim 1, wherein the ion exchange capacity after annealing at 170 ° C. for 20 minutes is 0.5 meq / g or more and 3.5 meq / g or less. Ether resin.
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