JP6367635B2 - 陰イオン交換膜材料及び陰イオン交換膜 - Google Patents
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Description
ここで、前記第四級化により前記フェニル基に「発明を実施するための形態」中にその化学構造式を列挙する第四級基の少なくとも一つが結合されてよい。
また、前記第四級化により前記フェニル基に結合される第四級基は第四級アンモニウムであってよい。
また、前記ビニル末端ジフェニルシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体中のジフェニルシロキサンのモル比が6mol%より大きくてよい。
また、前記架橋剤は構造≡Si−Rを含む高分子であって、前記Rは−H、−OH及び−CH2CH2CH2NH2から選択されてよい。
また、前記架橋剤はポリ(ジメチルシロキサン−共−メチルヒドロシロキサン)(poly(dimethylsiloxane-co-methylhydrosiloxane)であってよい。
本発明の他の側面によれば、上記何れかのポリジメチルシロキサン系共重合体を用いた陰イオン交換膜が与えられる。
本発明の更に他の側面によれば、前記記載の陰イオン交換膜を使用した陰イオン交換膜燃料電池が与えられる。
ビニル末端ジフェニルシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体(DPh-DM copolymer、DPh−DM共重合体)1g及び架橋剤であるポリ(ジメチルシロキサン−共−メチルヒドロシロキサン)0.2gをヘキサン20mlに溶解し、常温で1時間撹拌した。なお、本実験で使用したビニル末端DPh−DM共重合体として、DPh部
a)クロロメチル化(Chloromethylation)
上で得られた架橋化したPDMS系共重合体の膜を20mlのヘキサンに投入した。これに35℃の窒素雰囲気中でクロロメチルメチルエーテル(chloromethyl methylether)0.2mol及び塩化亜鉛(ZnCl2)0.05molを投入して二日間撹拌した。撹拌後、膜をメタノールで3回洗浄して未反応物を除去した。このようにして合成したクロロメチル−PDMS系共重合体のFT−IR特性の測定結果を図1に「+CMR」として示す。
b)第四級化(Quaternization)
クロロメチル化後の膜を35wt%のトリメチルアミン(trimethylamine)溶液へ常温で二日間浸漬した。これをメタノールで3回洗浄して未反応物を除去した。このようにして合成した第四級化PDMS系共重合体のFT−IR特性の測定結果を図1に「+QA」として示す。
c)アルカリ化(Alkalinization)
第四級化後の膜を1MのKOH水溶液に常温で二日間浸漬した。その後、メタノールで3回洗浄して残存したKOH水溶液を除去することにより、陰イオン交換膜を完成した。完成した膜中の第四級化PDMS系共重合体中の一つのDPh−DMの両端における架橋剤との結合の態様を表す化学構造式を以下に示す。この化学構造式中、右上部と左下部が架橋剤のポリ(ジメチルシロキサン−共−メチルヒドロシロキサン)である。
実施例1:DPh部が15〜17mol%
実施例2:DPh部が4〜6mol%
IECの測定結果を以下の表に示す。
Claims (8)
- 架橋剤によりビニル末端ジフェニルシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体が架橋されているとともに、前記共重合体中のフェニル基の少なくとも一部に以下に示す第四級基の少なくとも一つが結合されている、ポリジメチルシロキサン系共重合体。
- 前記第四級基は以下に示す基である、請求項1に記載のポリジメチルシロキサン系共重合体。
- 架橋剤によりビニル末端ジフェニルシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体が架橋されているとともに、前記共重合体中のフェニル基の少なくとも一部に第四級アンモニウムが結合されている、ポリジメチルシロキサン系共重合体。
- 前記ビニル末端ジフェニルシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体中のジフェニルシロキサンのモル比が6mol%より大きい、請求項1から3の何れかに記載のポリジメチルシロキサン系共重合体。
- 前記架橋剤は構造≡Si−Rを含む高分子であって、前記Rは−H、−OH及び−CH2CH2CH2NH2から選択される、請求項1から4の何れかに記載のポリジメチルシロキサン系共重合体。
- 前記架橋剤はポリ(ジメチルシロキサン−共−メチルヒドロシロキサン)である、請求項5に記載のポリジメチルシロキサン系共重合体。
- 請求項1から6の何れかに記載のポリジメチルシロキサン系共重合体を用いた陰イオン交換膜。
- 請求項7に記載の陰イオン交換膜を使用した陰イオン交換膜燃料電池。
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