JPH0629376B2 - ポリカチオンポリマ−の溶液 - Google Patents
ポリカチオンポリマ−の溶液Info
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- JPH0629376B2 JPH0629376B2 JP363286A JP363286A JPH0629376B2 JP H0629376 B2 JPH0629376 B2 JP H0629376B2 JP 363286 A JP363286 A JP 363286A JP 363286 A JP363286 A JP 363286A JP H0629376 B2 JPH0629376 B2 JP H0629376B2
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- polymer
- integer
- alkyl group
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は交換基として第四級アンモニウム塩を含み、主
鎖がペルフルオロカーボン重合体からなるポリカチオン
ポリマーの溶液に関し、該ポリマーの被膜の形成を要す
る分野に使用される。
鎖がペルフルオロカーボン重合体からなるポリカチオン
ポリマーの溶液に関し、該ポリマーの被膜の形成を要す
る分野に使用される。
（従来の技術） 一般にフルオロカーボン重合体は溶剤に対する耐性が優
れていることから、従来よりこれらを含む溶液はほとん
ど知られていない。例えば、ポリテトラフルオロエチレ
ン，テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体及びテトラフルオロエチレン／ペルフルオロ
（アルキルビニルエーテル）共重合体はほとんどの溶剤
に対して不溶性である。一方、ペルフルオロカーボン重
合体においては特定の官能基を有するものについて特定
の溶媒に溶解する例が報告されている。例えば、スルホ
ニル基を含有するフルオロカーボン重合体はリン酸ヘキ
サメチルトリアミド，１，３−ジメチル−２−イミダゾ
リジノン、若しくはジメチルスルホキシドにそれぞれ１
８０℃，２００℃，１９０℃において溶解することが報
告されている。（特開昭５７−１８２３４５，同５７−
１８２３４６，Journal Physical Ohemistry，８７，３
６４２，１９８３）ポリカチオンポリマーの分子構造は
スルホニル基を含有するフルオロカーボン重合体に類似
している。しかしながら、スルホニル基と比較すると第
四級アンモニウム塩基の耐熱性は低く、８０℃以上の温
度では分解する。従って、第四級アンモニウム塩を含み
主鎖がペルフルオロカーボン重合体からなるポリカチオ
ンポリマーを溶解するためにはスルホニル基を含有する
フルオロカーボン重合体を溶解するような溶媒を用いる
ことができるであろうことが推察されるが、その溶解条
件は適当でない。このように、ポリカチオンポリマーが
分解することなく安定な状態で溶解しうる適当な溶媒は
まだ見い出されていない。
れていることから、従来よりこれらを含む溶液はほとん
ど知られていない。例えば、ポリテトラフルオロエチレ
ン，テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体及びテトラフルオロエチレン／ペルフルオロ
（アルキルビニルエーテル）共重合体はほとんどの溶剤
に対して不溶性である。一方、ペルフルオロカーボン重
合体においては特定の官能基を有するものについて特定
の溶媒に溶解する例が報告されている。例えば、スルホ
ニル基を含有するフルオロカーボン重合体はリン酸ヘキ
サメチルトリアミド，１，３−ジメチル−２−イミダゾ
リジノン、若しくはジメチルスルホキシドにそれぞれ１
８０℃，２００℃，１９０℃において溶解することが報
告されている。（特開昭５７−１８２３４５，同５７−
１８２３４６，Journal Physical Ohemistry，８７，３
６４２，１９８３）ポリカチオンポリマーの分子構造は
スルホニル基を含有するフルオロカーボン重合体に類似
している。しかしながら、スルホニル基と比較すると第
四級アンモニウム塩基の耐熱性は低く、８０℃以上の温
度では分解する。従って、第四級アンモニウム塩を含み
主鎖がペルフルオロカーボン重合体からなるポリカチオ
ンポリマーを溶解するためにはスルホニル基を含有する
フルオロカーボン重合体を溶解するような溶媒を用いる
ことができるであろうことが推察されるが、その溶解条
件は適当でない。このように、ポリカチオンポリマーが
分解することなく安定な状態で溶解しうる適当な溶媒は
まだ見い出されていない。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は前述のように溶解が著しく困難とされてきた、
交換基として第四級アンモニウム塩を含み主鎖がペルフ
ルオロカーボン重合体からなるポリカチオンポリマーの
溶液を提供することにある。
交換基として第四級アンモニウム塩を含み主鎖がペルフ
ルオロカーボン重合体からなるポリカチオンポリマーの
溶液を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明は交換基として第四級アンモニウム塩を含
み主鎖がペルフルオロカーボン重合体からなるポリカチ
オンポリマーをメタノールあるいはエタノールの少なく
とも１種、イソプロパノールおよび水との三元溶媒に溶
解してなることを特徴とする交換基として第四級アンモ
ニウム塩を含み主鎖がペルフルオロカーボン重合体から
なるポリカチオンポリマーの溶液を提供するものであ
る。
み主鎖がペルフルオロカーボン重合体からなるポリカチ
オンポリマーをメタノールあるいはエタノールの少なく
とも１種、イソプロパノールおよび水との三元溶媒に溶
解してなることを特徴とする交換基として第四級アンモ
ニウム塩を含み主鎖がペルフルオロカーボン重合体から
なるポリカチオンポリマーの溶液を提供するものであ
る。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で溶液とされる第四級アンモニウム塩を含み主鎖
がペルフルオロカーボン重合体からなるポリカチオンポ
リマーの例としては、下記の一般式１，２，３で表わさ
れる構造を有するポリマーを挙げることができる。
がペルフルオロカーボン重合体からなるポリカチオンポ
リマーの例としては、下記の一般式１，２，３で表わさ
れる構造を有するポリマーを挙げることができる。
式１ ただし、Ｘ＝ＦまたはCF3， ｌ＝０または１〜５の整数，ｍ＝０または１，ｎ＝１ま
たは２〜５の整数、ｐ／ｑ＝２〜１６、 R1，R2，R3＝低級アルキル基， z ＝ハロゲン陰イオン，BF4 ，SbCl6 ， または R4＝低級アルキル基，置換または無置換フェニル基また
は低級ペルフルオロアルキル基 式２： ただし、Ｘ，ｌ，ｍ，ｎ，ｐ，ｑおよびZ は式１と同
一 R5は水素原子または低級アルキル基Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８は
低級アルキル基、あるいはＲ５，Ｒ６が一体となってポ
リメチレン鎖 を形成してもよい。
たは２〜５の整数、ｐ／ｑ＝２〜１６、 R1，R2，R3＝低級アルキル基， z ＝ハロゲン陰イオン，BF4 ，SbCl6 ， または R4＝低級アルキル基，置換または無置換フェニル基また
は低級ペルフルオロアルキル基 式２： ただし、Ｘ，ｌ，ｍ，ｎ，ｐ，ｑおよびZ は式１と同
一 R5は水素原子または低級アルキル基Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８は
低級アルキル基、あるいはＲ５，Ｒ６が一体となってポ
リメチレン鎖 を形成してもよい。
ａは２〜４の整数、ｂは２〜３の整数 式３： ただし、R5は式２と同一 Ｒ９，Ｒ10，Ｒ11は低級アルキル基、あるいはＲ５，Ｒ
10が一体となってポリメチレン鎖 を形成してもよい。
10が一体となってポリメチレン鎖 を形成してもよい。
ａは２〜４の整数、ｂは２〜３の整数、Ｘ，ｌ，ｍ，
ｎ，ｐ，ｑおよびＺ は式１と同一。
ｎ，ｐ，ｑおよびＺ は式１と同一。
すでに述べたようにポリカチオンポリマーを溶解する溶
媒にはスルホニル基を含有するペルフルオロカーボン重
合体を溶解するジメチルスルホキシドやリン酸ヘキサメ
チルドリアミドなどの非プロトン性極性溶媒を用いるの
がよいと類推されるが、本発明において用いられる溶媒
は、メタノールもしくはエタノールの少なくとも１種、
イソプロパノール、および水とを特定を割合に従って混
合したブロトン性溶媒である。
媒にはスルホニル基を含有するペルフルオロカーボン重
合体を溶解するジメチルスルホキシドやリン酸ヘキサメ
チルドリアミドなどの非プロトン性極性溶媒を用いるの
がよいと類推されるが、本発明において用いられる溶媒
は、メタノールもしくはエタノールの少なくとも１種、
イソプロパノール、および水とを特定を割合に従って混
合したブロトン性溶媒である。
上記カチオンポリマーを溶解する該三元溶媒中のメタノ
ールあるいはエタノールの少なくとも１種の混合割合は
２０〜５０重量％、イソプロパノールの混合割合は３０
〜６０重量％および水の混合割合は１０〜４０重量％で
あって全体として１００重量％である。ポリカチオンポ
リマーの混合溶媒への溶解はポリマーの一定量を混合溶
媒の一定量に添加し、必要に応じて加熱，撹拌すること
によって行われる。溶解に際しての温度は高分子鎖中の
第四級アンモニウム塩基の保護、ポリマーの溶解性の点
から３０℃以上７０℃以下が好ましい。
ールあるいはエタノールの少なくとも１種の混合割合は
２０〜５０重量％、イソプロパノールの混合割合は３０
〜６０重量％および水の混合割合は１０〜４０重量％で
あって全体として１００重量％である。ポリカチオンポ
リマーの混合溶媒への溶解はポリマーの一定量を混合溶
媒の一定量に添加し、必要に応じて加熱，撹拌すること
によって行われる。溶解に際しての温度は高分子鎖中の
第四級アンモニウム塩基の保護、ポリマーの溶解性の点
から３０℃以上７０℃以下が好ましい。
（発明の効果） 以上のようにして得られる交換基として第四級アンモニ
ウム塩を含み、主鎖がペルフルオロカーボン重合体から
なるポリカチオンポリマーの上記のように調製した混合
溶媒溶液は種々の用途に利用できる。このポリカチオン
ポリマーが耐酸化性，耐塩素性，耐アルカリ性および耐
熱性に優れたアニオン交換膜として有用であることは周
知の事実である。この溶液を溶いれば、ポリカチオンポ
リマーをフィルム化する手段や操作が極めて簡素にな
り、任意の形状の膜及び任意の厚さの膜の製造が可能と
なる。その結果、任意の物体表面の形状にかかわらず、
この表面上に一様にポリカチオンポリマーの膜を任意の
厚さで被覆できる。
ウム塩を含み、主鎖がペルフルオロカーボン重合体から
なるポリカチオンポリマーの上記のように調製した混合
溶媒溶液は種々の用途に利用できる。このポリカチオン
ポリマーが耐酸化性，耐塩素性，耐アルカリ性および耐
熱性に優れたアニオン交換膜として有用であることは周
知の事実である。この溶液を溶いれば、ポリカチオンポ
リマーをフィルム化する手段や操作が極めて簡素にな
り、任意の形状の膜及び任意の厚さの膜の製造が可能と
なる。その結果、任意の物体表面の形状にかかわらず、
この表面上に一様にポリカチオンポリマーの膜を任意の
厚さで被覆できる。
また、このポリカチオンポリマーからなるアニオン交換
膜は、例えば水酸化ナトリウムと塩素を製造する際の電
解用隔膜として有用であるが、この隔膜のピンボールや
亀裂の補修もこのポリマーの溶液を用いて容易に行うこ
とができる。
膜は、例えば水酸化ナトリウムと塩素を製造する際の電
解用隔膜として有用であるが、この隔膜のピンボールや
亀裂の補修もこのポリマーの溶液を用いて容易に行うこ
とができる。
燃料電池等に用いる電極表面をペルフルオロカーボンポ
リマー膜で改質することにより、触媒作用を有する化合
物、特にアニオン性触媒を膜中に固定することもでき
る。燃料電池には、強酸性，強塩基性電解質を使用する
ことが多いが、触媒の支持体である上記ポリマーはこの
ような過酷な条件下でも使用可能である。
リマー膜で改質することにより、触媒作用を有する化合
物、特にアニオン性触媒を膜中に固定することもでき
る。燃料電池には、強酸性，強塩基性電解質を使用する
ことが多いが、触媒の支持体である上記ポリマーはこの
ような過酷な条件下でも使用可能である。
また、半導体電極表面を上記ポリマー膜で被覆すること
により、半導体表面の腐食や酸化溶解を防止すると共
に、このポリマー膜中に酸化還元化学種を固定した半導
体電極を湿式光電池へ応用することができる。この場
合、上記ポリマーが耐光性等に優れているので、耐久性
に優れた湿式光電地を作製可能である。
により、半導体表面の腐食や酸化溶解を防止すると共
に、このポリマー膜中に酸化還元化学種を固定した半導
体電極を湿式光電池へ応用することができる。この場
合、上記ポリマーが耐光性等に優れているので、耐久性
に優れた湿式光電地を作製可能である。
さらに、イオン選択性電極等を利用したセンサにも応用
できる。官能部となる電極表面を上記ポリマーによって
被覆し、特定のイオンや化学種に選択的に応答するアニ
オン性化合物をポリマー膜中に固定してセンサとする。
ハイドロカーボン系ポリカチオンポリマーには水溶性の
ものが多く、これを用いたセンサは水溶性被試験液中で
の測定には不都合であるが、上記ポリマー膜を用いたセ
ンサは被試験液が水溶性であることはもちろんのこと、
強酸性，強塩基性など比較的過酷な条件下であっても測
定可能である。
できる。官能部となる電極表面を上記ポリマーによって
被覆し、特定のイオンや化学種に選択的に応答するアニ
オン性化合物をポリマー膜中に固定してセンサとする。
ハイドロカーボン系ポリカチオンポリマーには水溶性の
ものが多く、これを用いたセンサは水溶性被試験液中で
の測定には不都合であるが、上記ポリマー膜を用いたセ
ンサは被試験液が水溶性であることはもちろんのこと、
強酸性，強塩基性など比較的過酷な条件下であっても測
定可能である。
上記のどの場合においても、電極表面に一様で均一なポ
リマー膜を被覆することによって目的を達成できる。こ
のためには、上記ペルフルオロカーボン重合体のポリマ
ー溶液を調製し、これを塗布あるいはスプレーした後、
溶媒のみを乾燥してポリマー膜被覆電極を得るという方
法が便宜的である。本発明はこのような応用を可能にす
るポリマー溶液を提供するものである。このように、こ
のポリカチオンポリマーの溶液のもたらす利点は大き
い。
リマー膜を被覆することによって目的を達成できる。こ
のためには、上記ペルフルオロカーボン重合体のポリマ
ー溶液を調製し、これを塗布あるいはスプレーした後、
溶媒のみを乾燥してポリマー膜被覆電極を得るという方
法が便宜的である。本発明はこのような応用を可能にす
るポリマー溶液を提供するものである。このように、こ
のポリカチオンポリマーの溶液のもたらす利点は大き
い。
（実施例） 以下実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではな
い。
本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではな
い。
実施例１ １００mlのセパラブルフラスコに で表わされる第四級アンモニウム塩を含み、主鎖がペル
フルオロカーボン重合体からなるポリカチオンポリマー
０．５ｇを入れ、ここにメタノール１０ml，イソプロパ
ノール１０mlおよび水１０mlを加え、６０℃で７２時間
撹拌することにより均一な溶液を調製した。この溶液を
室温で１００日間放置したところ沈殿を生じることなく
安定であった。
フルオロカーボン重合体からなるポリカチオンポリマー
０．５ｇを入れ、ここにメタノール１０ml，イソプロパ
ノール１０mlおよび水１０mlを加え、６０℃で７２時間
撹拌することにより均一な溶液を調製した。この溶液を
室温で１００日間放置したところ沈殿を生じることなく
安定であった。
実施例２ １００mlのセパラブルフラスコに で表わされる第四級アンモニウム塩を含み、主鎖がペル
フルオロカーボン重合体からなるポリカチオンポリマー
０．５ｇを入れ、ここにエタノール１５ml，イソプロパ
ノール１５mlおよび水５mlを加え、６０℃で７２時間撹
拌することにより均一な溶液を調製した。この溶液を室
温で１００日間放置したところ、沈殿を生じることなく
安定であった。
フルオロカーボン重合体からなるポリカチオンポリマー
０．５ｇを入れ、ここにエタノール１５ml，イソプロパ
ノール１５mlおよび水５mlを加え、６０℃で７２時間撹
拌することにより均一な溶液を調製した。この溶液を室
温で１００日間放置したところ、沈殿を生じることなく
安定であった。
Claims (1)
- 【請求項１】下記式１，式２あるいは式３で表わされ
る、交換基として第四級アンモニウム塩を含み主鎖がペ
ルフルオロカーボン重合体からなるポリカチオンポリマ
ーをメタノールあるいはエタノールの少なくとも１種、
イソプロパノールおよび水との三元溶媒であって三元溶
媒中のメタノールあるいはエタノールの少なくとも１種
の混合割合が２０〜５０重量％、イソプロパノール混合
割合が３０〜６０重量％および水の混合割合が１０〜４
０重量％であって全体として１００重量％である溶媒に
溶解してなるポリカチオンポリマーの溶液。 式１： （ただし、Ｘ＝ＦまたはＣＦ３、ｌ＝０または１〜５の
整数、ｍ＝０または１、ｎ＝１または２〜５の整数、ｐ
／ｑ＝２〜１６、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３＝低級アルキル基、
ｚ ＝ハロゲン陰イオン，ＢＦ４ ，ＳｂＣｌ６ ， Ｒ４＝低級アルキル基，置換または無置換フェニル基ま
たは低級ペルフルオロアルキル基） 式２： （ただし、Ｘ，ｌ，ｍ，ｎ，ｐ，ｑおよびＺ は式１と
同一、Ｒ５は水素原子または低級アルキル基、Ｒ６，Ｒ
７，Ｒ８は低級アルキル基、あるいはＲ５，Ｒ６が一体
となってポリメチレン鎖 を形成してもよい。ａは２〜４の整数、ｂは２〜３の整
数） 式３： （ただし、Ｒ５は式２と同一、Ｒ９，Ｒ10，Ｒ11は低級
アルキル基、あるいはＲ５，Ｒ10が一体となってポリメ
チレン鎖 を形成してもよい。ａは２〜４の整数、ｂは２〜３の整
数、Ｘ，ｌ，ｍ，ｎ，ｐ，ｑおよびＺ は式１と同一）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP363286A JPH0629376B2 (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | ポリカチオンポリマ−の溶液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP363286A JPH0629376B2 (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | ポリカチオンポリマ−の溶液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62161867A JPS62161867A (ja) | 1987-07-17 |
| JPH0629376B2 true JPH0629376B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=11562863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP363286A Expired - Lifetime JPH0629376B2 (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | ポリカチオンポリマ−の溶液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629376B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6043728B2 (ja) | 2011-01-21 | 2016-12-14 | ソルヴェイ・スペシャルティ・ポリマーズ・イタリー・エッセ・ピ・ア | フッ素化陰イオン交換ポリマーの液体組成物 |
| WO2016135215A1 (en) | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. | Composition comprising an ion-exchange fluorinated polymer |
-
1986
- 1986-01-13 JP JP363286A patent/JPH0629376B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62161867A (ja) | 1987-07-17 |
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