JPS60110711A - Production of graft-polymerized membrane - Google Patents

Production of graft-polymerized membrane

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JPS60110711A
JPS60110711A JP58218679A JP21867983A JPS60110711A JP S60110711 A JPS60110711 A JP S60110711A JP 58218679 A JP58218679 A JP 58218679A JP 21867983 A JP21867983 A JP 21867983A JP S60110711 A JPS60110711 A JP S60110711A
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JP
Japan
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film
graft
membrane
trifluorostyrene
irradiated
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JP58218679A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Momose
隆 百瀬
Kazuo Tomiya
富家 和男
Hiroyuki Harada
博之 原田
Hiroshi Miyaji
宮地 洋
Hiroko Kato
寛子 加藤
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ThyssenKrupp Nucera Japan Ltd
Original Assignee
Chlorine Engineers Corp Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To facilitate the formation of a graft-polymerized membrane useful as an intermediate for the production of a variety of diaphragms used in electrolysis of salt, fuel cells, etc., by irradiating an inert polymer film with an ionizing radiation and contacting the irradiated film with alpha,beta,beta-trifluorostyrene. CONSTITUTION:An inert polymer film (e.g., polyethylene film or polytetrafluoroethylene film) is irradiated with an ionizing radiation (e.g., electron beams) at a dose of about 1-30Mrad. The obtained film is immersed in a solution of alpha,beta,beta-trifluorostyrene (TFS) or coated with TFS to effect a reaction therebetween at about 10-90 deg.C for about 1-50hr. The obtained graft-polymerized membrane can have desired properties by introducing desired substituents into the benzene ring of TFS as a graft chain, for example, cation exchange membrane by introduction of sulfonic acid groups, anion exchange membrane by introduction of amino groups, and neutral membrane by introduction of hydroxyl groups.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、食塩電解、水電解、燃料電池、亜鉛−ハロゲ
ン型電池、レドックスフロー電池等における各種隔膜と
して使用可能な、ベンゼン環が置換されたα、β、β−
トリフルオロスチレンをグラフト鎖として有する膜を製
造する際に有用な中間体であるα、p、β−トリフルオ
ロスチレンをグラフト鎖として有する不活性重合体フィ
ルムから成るクラフト重合膜の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides α-, β-, β-
The present invention relates to a method for producing a kraft polymer film comprising an inert polymer film having α,p,β-trifluorostyrene as a graft chain, which is an intermediate useful in producing a membrane having trifluorostyrene as a graft chain.

スルホン化α、β、β−トリフルオロスチレン以下、α
、β、β−トリフルオロスチレンをrTFsJという)
をグラフト鎖として有する不活性重合体フィルムから成
る陽イオン交換膜は公知であシ(特開昭51−8988
1号公報)、該陽イオン交換膜は、食塩電解用、燃料電
池用として使用されている。この陽イオン交換膜は、不
活性重合体フィルムに、TFSをグラフト重合させた後
、グラフトしたフィルムをスルホン化して製造されてい
る。
Sulfonated α, β, β-trifluorostyrene and below, α
, β, β-trifluorostyrene is called rTFsJ)
A cation exchange membrane consisting of an inert polymer film having as a graft chain is known (Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-8988
No. 1), the cation exchange membrane is used for salt electrolysis and fuel cells. This cation exchange membrane is manufactured by graft polymerizing TFS onto an inert polymer film and then sulfonating the grafted film.

本発明者らは、T F−8を不活性重合体フィルムにグ
ラフト重合させた、ベンゼン環が置換されていないグラ
フト膜の用途につき検討した結果、ベンゼン環にスルホ
ン酸基のほかにカルボン酸基、又はリン酸基を導入する
ことによシ陽イオン交換膜として、又、アミノ基を導入
することによシ陰イオン交換基として、又、水酸基を導
入することによシ中性膜としてそれぞれ使用できるとの
知見を得た。
The present inventors investigated the use of a graft membrane in which the benzene ring is not substituted, which is obtained by graft polymerizing TF-8 onto an inert polymer film. , or as a cation exchange membrane by introducing a phosphate group, as an anion exchange membrane by introducing an amino group, or as a neutral membrane by introducing a hydroxyl group. We found out that it can be used.

不活性重合体フィルムに、TFSをグラフト重合させた
クラフト重合膜は従来、不活性重合体フィルムをTFS
の不活性有機溶剤溶液に浸漬または接触させ、このフィ
ルムを”Co等で照射し、TFSをグラフト重合させた
後、グラフトしたフィルムをスルホン化して製造されて
いる。しかし、この方法では15%程度のグラフト率を
有する陽イオン交換膜を製造するためには、照射を約2
40時間続けなければならず、生産性が低く経済性に劣
るとともに、TFSにも放射線を照射するため、TFS
自体の単独重合、グラフト率の低下、TFSの劣化等が
生じるなど、種々の欠点が指摘されている。
Traditionally, kraft polymer membranes are made by graft-polymerizing TFS onto an inert polymer film.
The film is immersed in or brought into contact with an inert organic solvent solution, irradiated with Co, etc., and then TFS is grafted and polymerized, and the grafted film is then sulfonated. However, this method is produced by sulfonating the grafted film. In order to produce a cation exchange membrane with a grafting rate of
It has to be continued for 40 hours, which is low productivity and economical, and the TFS is also irradiated with radiation.
Various drawbacks have been pointed out, such as homopolymerization of itself, reduction in grafting rate, and deterioration of TFS.

本発明者らは、上記グラフト重合膜の有用性に鑑み照射
時間が短<、TFSの単独重合や劣化が生ずることのな
い経済的な製造方法を種々検討した結果、不活性重合体
フィルムのみを電離性放射線で照射してラジカルを発生
させ、ラジカルを発生させた該フィルムを、TFSまた
紘その溶液に浸漬または接触させてグラフト重合させる
ことによシ、効率よく上記陽イオン交換膜を製造しうろ
ことを見い出したのである。
In view of the usefulness of the above-mentioned graft polymer film, the present inventors investigated various economical manufacturing methods that do not cause TFS homopolymerization or deterioration, and found that the irradiation time is short and that TFS does not undergo homopolymerization or deterioration. The above-mentioned cation exchange membrane can be efficiently produced by irradiating with ionizing radiation to generate radicals, and immersing or contacting the film in which the radicals have been generated in a solution of TFS or Hiroso to cause graft polymerization. He discovered the scales.

すなわち本発明は、α、β、β−トリ乙ルオロスルオロ
スチレント鎖として有する不活性重合体フィルムから成
る膜を製造するに際して、不活性重合体フィルムに電離
性放射線を照射し、該照射フィルムをα、β、β−トリ
フルオロスチレンtりit。
That is, the present invention involves irradiating the inert polymer film with ionizing radiation when producing a film made of an inert polymer film having α, β, β-trifluorosulfur styrene chains, and discharging the irradiated film. α,β,β-trifluorostyrene.

その溶液に浸漬または接触させてグラフト重合させるク
ラフト重合膜の製造方法である。
This is a method for producing a kraft polymer membrane in which graft polymerization is carried out by immersion in or contact with the solution.

本発明に使用する不活性重合体フィルムは炭化水素ポリ
マー、゛含フッ素炭化水素ポリマー、パーフルオロ炭化
水素ポリマー等のいずれから成るものでもよく、また、
ホモポリマーでもコポリマーであってもよく、たとえば
、ポリエチレン−ポリテトラフルオロエチレン共重合体
フィルム、ポリクロロトリフルオロエチレンフィルム、
ポリヒニリデンフルオライドフィルム、ポリビニルフル
オライドフィルム、テトジフルオtロエチレンーヘキサ
フルオロプロピレン共重合体フィルム、テトラフルオロ
エチレン−エチレン共重合体フィルム、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、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共
x合体フィルムカラ選ばれる。また、これらのフィルム
は微細な孔を有するものであってもよい。
The inert polymer film used in the present invention may be made of any of hydrocarbon polymers, fluorinated hydrocarbon polymers, perfluoro hydrocarbon polymers, etc.
It may be a homopolymer or a copolymer, for example, polyethylene-polytetrafluoroethylene copolymer film, polychlorotrifluoroethylene film,
Polyhynylidene fluoride film, polyvinyl fluoride film, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer film, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer film, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer film, chlorotrifluoride film A fluoroethylene-ethylene copolymer film is selected. Further, these films may have fine pores.

この不活性重合体フィルムに照射する放射線は、該フィ
ルムにラジカルを発生させるものであればよく、各種の
電離性放射線を使用することかできる。照射する電離性
放射線量は、不活性重合体フィルムの材質によっても異
なるが1〜30Mradとするのがよい。照射量がI 
Mrad以下であると、グラフト重合の進行が不十分で
あ’) 、30Mradを越えると膜機能が低下するの
で好ましくない。照射は、空気中、酸素雰囲気中、窒素
雰囲気中のいずれでも行うことができる。照射したフィ
ルム上に発生したラジカルは、不活性ガス雰囲気中、0
℃で約2週間、10℃で約1週間、室温で2〜3日の寿
命を有し、放射線照射後、他の場所へ輸送し、後述する
グラフト重合を行うことができるので好都合である。
The radiation irradiated to this inert polymer film may be any radiation that generates radicals in the film, and various ionizing radiations can be used. The dose of ionizing radiation to be irradiated varies depending on the material of the inert polymer film, but is preferably 1 to 30 Mrad. Irradiation amount is I
If it is less than Mrad, the graft polymerization will not progress sufficiently, and if it exceeds 30 Mrad, the membrane function will deteriorate, which is not preferable. Irradiation can be performed in air, in an oxygen atmosphere, or in a nitrogen atmosphere. The radicals generated on the irradiated film are 0 in an inert gas atmosphere.
It has a lifespan of about 2 weeks at 10°C, about 1 week at 10°C, and 2 to 3 days at room temperature, and is convenient because it can be transported to another location after irradiation and undergo graft polymerization as described below.

次に、照射したフィルムへのTFSのグラフト重合を行
う。クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素、1,1
,2.2−テトラクロロエタン、1,1.2−)リクロ
ロートリフルオロエタン、ベンゼン等の溶媒に溶解させ
たTFS、あるいは溶媒に溶解させていないTFSに照
射フィルムを浸漬させるか、TFSを照射フィルムに塗
布するなどして接触させ、反応温度を10〜90℃、反
応時間1〜50時間で反応させる。この場合、他に触媒
等を加える必要はなぐ、単にTFSに浸漬するが接触さ
せるのみで反応が進行し、10〜50%のグラフト率で
グラフト重合膜が製造される。
Next, graft polymerization of TFS onto the irradiated film is performed. Chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, 1,1
, 2.2-tetrachloroethane, 1,1.2-)lichlorotrifluoroethane, benzene, etc., or by immersing the irradiated film in TFS that is not dissolved in a solvent. It is brought into contact by coating on an irradiated film, and reacted at a reaction temperature of 10 to 90°C and a reaction time of 1 to 50 hours. In this case, there is no need to add any other catalyst or the like, and the reaction proceeds simply by immersing in TFS and bringing it into contact, and a graft polymerized membrane is produced with a grafting ratio of 10 to 50%.

このクラフト重合膜は、それ自体では特別の用途はない
が、ベンゼン環を、スルホン酸基、カルボン酸基又はリ
ン酸基で置換することにょシ陽イオン交換膜を、アミノ
基で置換することにょHj5イオン交換膜を、水酸基で
置換することにょシ中性膜をそれぞれ製造することがで
きる。次に、上記のように製造したクラフト重合膜のベ
ンゼン環の置換を、スルホン酸基の導入を例にとって説
明する。
This kraft polymer membrane has no special uses in itself, but it can be used to replace benzene rings with sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, or phosphoric acid groups, and to replace cation exchange membranes with amino groups. A neutral membrane can be produced by substituting a Hj5 ion exchange membrane with hydroxyl groups. Next, substitution of the benzene ring in the kraft polymer membrane produced as described above will be explained using the introduction of a sulfonic acid group as an example.

スルホン化剤としては、クロルスルホン酸、フルオロス
ルホン酸、濃硫酸、無水硫酸等を使用することができる
が、濃硫酸はスルホン化率が低く、無水硫酸は取扱いが
困難なため、クロルスルホン酸又はフルオロスルホン酸
を使用することが好まLい。スルホン化剤と四塩化炭素
、クロロホルム、塩化メチレン等の混合溶液中にグラフ
ト膜を浸漬し、40〜150℃で10〜100分間反応
させ、次いでグラフト膜をIN−KOH水溶液中に入れ
て90℃で1〜2時間処理し、スルホナート型を塩型と
する。40〜100チのスルホン化率を有し、膜抵抗が
0.9〜5Ωecfflのスルホン酸膜が得られる。
As the sulfonating agent, chlorosulfonic acid, fluorosulfonic acid, concentrated sulfuric acid, sulfuric anhydride, etc. can be used, but since concentrated sulfuric acid has a low sulfonation rate and sulfuric anhydride is difficult to handle, chlorosulfonic acid or sulfuric anhydride can be used. Preference is given to using fluorosulfonic acid. The graft membrane is immersed in a mixed solution of a sulfonating agent, carbon tetrachloride, chloroform, methylene chloride, etc., and reacted at 40 to 150°C for 10 to 100 minutes.Then, the graft membrane is placed in an IN-KOH aqueous solution and heated at 90°C. for 1 to 2 hours to convert the sulfonate form into a salt form. A sulfonic acid film having a sulfonation rate of 40 to 100 cm and a film resistance of 0.9 to 5 Ωecffl is obtained.

このようにして製造した陽イオン交換膜(サンプルとし
て不活性重合体フィルムがポリエチレン−ポリテトラフ
ルオロエチレン共重合体フィルムラ使用した)とパーフ
ルオロカーボンスルホン酸型の陽イオン交換膜であるD
u Pant社製のNafion(登録商標)120と
物性比較を行った。その結果を表1に示す。
D
Physical properties were compared with Nafion (registered trademark) 120 manufactured by U Pant. The results are shown in Table 1.

表 1 (c) 0.5N/ 1.0 NKCl表1から陽イオ
ン交換膜のうち、不活性重合体フィルムが、含フツ素ポ
リマーから成る膜は、パーフルオロカーボンポリマーか
ら成る膜であるDupont社製のNafion120
とほぼ同様の性能を示すことがわかる。
Table 1 (c) 0.5N/1.0 NKCl From Table 1, among the cation exchange membranes, the membrane whose inert polymer film is made of a fluorine-containing polymer is a membrane made of a perfluorocarbon polymer manufactured by DuPont. Nafion120
It can be seen that the performance is almost the same.

また、後述する通シ陽イオン交換膜は、水電解用、食塩
電解用、芒硝電解用、燃料電池用、レドックスフロー電
池用、アミノ酸ソーダ電解用、高温電気透析用、亜鉛−
ハロゲン型電池用等各種の隔膜として使用することがで
きる。
In addition, the following cation exchange membranes are used for water electrolysis, salt electrolysis, mirabilite electrolysis, fuel cells, redox flow batteries, amino acid soda electrolysis, high-temperature electrodialysis, zinc-
It can be used as various diaphragms for halogen type batteries and the like.

本発明は、不活性重合体フィルムに電離性放射線を照射
して該フィルムにラジカルを発生させ、その後、TFS
に浸@または接触させてグラフト重合させるようにして
l)、TFjSに放射線が照射されないため、TFsの
重合や劣化が生ずることがなく、また放射線照射下で、
不活性重合体フィルムにTFSをグラフト重合させるの
ではないため、放射線照射時間が短くてすみ、放射線の
消費量が少なく、経済的かつ安全な方法である。
The present invention involves irradiating an inert polymer film with ionizing radiation to generate radicals in the film, and then
TFjS is not irradiated with radiation, so polymerization or deterioration of TFs does not occur, and under radiation irradiation,
Since TFS is not graft-polymerized onto an inert polymer film, the radiation irradiation time is short and the amount of radiation consumed is low, making it an economical and safe method.

以下に本発明の実施例を記載するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。
Examples of the present invention are described below, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例工 厚さ100μの低密度ポリエチレンフィルムに共振変圧
器型電子線加速器を用いて、2MV、1mAの照射条件
で窒素雰囲気下10 Mrad照射した。ついでこの照
射したポリエチレンフィルムを反応器に入れて10−”
wHf減圧下で脱気後、あらかじめ凍結脱気法によシ溶
存酸素を除去したα、β、β−トリフルオロスチレンを
反応器に注入して、照射したポリエチレンフィルムがα
、β、β−トリフルオロスチレン中に浸漬した状態で、
室温下、20時間反応せしめた。反応後、容器からグラ
フトされたフィルムを取出し、n−ヘキサンで洗浄後、
乾燥した。こうして得られたグラフト重合膜のグラフト
率は23%であった。
EXAMPLE A low-density polyethylene film having a thickness of 100 μm was irradiated with 10 Mrad under nitrogen atmosphere using a resonant transformer type electron beam accelerator under irradiation conditions of 2 MV and 1 mA. This irradiated polyethylene film was then placed in a reactor for 10-"
After degassing under wHf reduced pressure, α, β, β-trifluorostyrene from which dissolved oxygen had been previously removed by freeze-degassing was injected into the reactor, and the irradiated polyethylene film was
, β, immersed in β-trifluorostyrene,
The reaction was allowed to proceed at room temperature for 20 hours. After the reaction, the grafted film was taken out from the container and washed with n-hexane.
Dry. The graft ratio of the graft polymerized membrane thus obtained was 23%.

このグラフト重合膜をクロルスルホン酸30部、四塩化
炭素70部からなる溶液中に40℃で40分間浸漬処理
し、スルホン化せしめた。反応後、容器からグラフト膜
を取出し、四塩化炭素で洗浄して余剰のクロルスルホン
酸を除いた。得られたスルホン化されたグラフト重合膜
のスルホン化率は95チであった。
This graft polymerized membrane was immersed in a solution consisting of 30 parts of chlorosulfonic acid and 70 parts of carbon tetrachloride at 40° C. for 40 minutes to effect sulfonation. After the reaction, the graft membrane was taken out from the container and washed with carbon tetrachloride to remove excess chlorosulfonic acid. The sulfonation rate of the resulting sulfonated graft polymer membrane was 95.

この膜をINKOH溶液中に90℃で2時間浸漬処理し
、加水分解せしめた。このようにして得られたグラフト
重合膜のイオン交換容量は1.5 meq /を一乾燥
膜であった。
This membrane was immersed in an INKOH solution at 90° C. for 2 hours to cause hydrolysis. The ion exchange capacity of the graft polymerized membrane thus obtained was 1.5 meq/dry membrane.

このグラフト重合膜を0.6 NKCJ中20℃、IK
I(Zの交流で測定した電気抵抗は1.40・dでh 
’) 、0.5NK(J/1. ONKC)で測定した
輸率は0.90であった。
This graft polymerized film was heated at 20°C in 0.6 NKCJ at IK.
The electrical resistance measured with alternating current of I (Z is 1.40・d and h
'), the transference number measured at 0.5NK (J/1.ONKC) was 0.90.

また、グラフト重合膜をモール塩4 ppmを含む3%
H2O2水溶液に70℃で24時間浸漬処理したところ
、フィルムの重量減少率は15%であった。
Additionally, the graft polymerized membrane was treated with 3% Mohr salt containing 4 ppm.
When the film was immersed in an aqueous H2O2 solution at 70°C for 24 hours, the weight loss rate of the film was 15%.

実施例2 厚さ100μのポリビニリデンフル第2イドフイルムを
用いた以外は、実施例1と全く同じ方法でグラフト重合
膜を得た。このときのグラフト率は20%、スルホン化
率は60チであシ、イオン交換容量は0.6meq/を
一乾燥膜であった。
Example 2 A graft polymerized membrane was obtained in exactly the same manner as in Example 1, except that a polyvinylidene full second film having a thickness of 100 μm was used. At this time, the grafting rate was 20%, the sulfonation rate was 60%, and the ion exchange capacity was 0.6 meq/dry membrane.

このグラフト重合膜を0.6NKCl中20℃、I K
Hzの交流で測定した電気抵抗は3.20拳dであり、
0.5NKC1/LONMCIで測定した輸率は0.9
3であった。
This graft polymerized membrane was incubated at 20°C in 0.6NKCl at IK.
The electrical resistance measured at Hz alternating current is 3.20 kd,
The transport number measured by 0.5NKC1/LONMCI is 0.9
It was 3.

またグラフト重合膜をモール塩4 ppmを含む3チH
!02水溶液に70℃で24時間浸漬処理したところ、
グラフト重合膜の重量減少率は10q6であった。
In addition, the graft polymerized membrane was treated with 3-H containing 4 ppm of Mohr's salt.
! When immersed in 02 aqueous solution at 70°C for 24 hours,
The weight reduction rate of the graft polymerized membrane was 10q6.

実施例3 厚さ100μのテトラフルオロエチレン−エチレン共重
合体フィルムに実施例1と同じ方法で10Mrad照射
した。ついでこの照射したフィルムを反応器に入れて1
0−” trrm■■f減圧下で脱気し、あらかじめ凍
結脱気法によシ溶存酸素を除去したび、β、β−トリフ
ルオロスチレン溶液(α、β、β−トリフルオロスチレ
ン50 部、1,1.2−) ’)クロロ−トリフルオ
ロエタン50部)に注入して、照射したフィルム力、α
、β、β−トリフルオロスチレン中ニ浸漬した状態で5
0℃、20時間グラフト重合せしめた。反応後、容器か
らグラフトされたフィルムを取出し、n−ヘキサンで洗
浄して、未反応単量体を抽出除去したのち乾燥した。こ
うして得られたグラフト重合膜のグラフト率は21%で
ありた。
Example 3 A 100 micron thick tetrafluoroethylene-ethylene copolymer film was irradiated with 10 Mrad in the same manner as in Example 1. Next, put this irradiated film into a reactor and
After degassing under reduced pressure and removing dissolved oxygen in advance by freeze-degassing, add a β,β-trifluorostyrene solution (α,β,β-trifluorostyrene 50 parts, 1,1.2-) ') 50 parts of chloro-trifluoroethane) and irradiated film force, α
, β, β-trifluorostyrene immersed in 5
Graft polymerization was carried out at 0°C for 20 hours. After the reaction, the grafted film was taken out from the container, washed with n-hexane, unreacted monomers were extracted and removed, and then dried. The graft ratio of the graft polymerized membrane thus obtained was 21%.

第1図は、TFSをグラフト重合する前のテトラフルオ
ロエチレン−エチレン共重合体’;yイルムの表面赤外
吸収スペクトル、第2図は、該フィルムにTFSをグラ
フト重合させたグラフト重合膜の表面赤外吸収スペクト
ルである。
Figure 1 shows the surface infrared absorption spectrum of the tetrafluoroethylene-ethylene copolymer'; This is an infrared absorption spectrum.

第2図中、1720及び1640crn−”の吸収は、
ベンゼン環の二重結合を、690crn−’の吸収はベ
ンゼン環の一置換をそれぞれ示すものでアシ、両スペク
トルからTFSがテトラフルオロエチレン−エチレン共
重合体フィルムにグラフト重合している仁とを確認した
In Figure 2, the absorption of 1720 and 1640 crn-'' is
The absorption at 690 crn indicates the double bond of the benzene ring, and the absorption at 690 crn-' indicates monosubstitution of the benzene ring, and both spectra confirm that TFS is graft polymerized to the tetrafluoroethylene-ethylene copolymer film. did.

このグラフト重合膜をクロルスルホン酸30部、i、 
i、2.2−テトラクロロエタンからなる溶液中に13
5℃で40分間浸漬処理し、スルホン化せしめた。反応
後、容器からグラフト重合膜を取出し、四塩化炭素で洗
浄して余剰のクロルスルホン酸を除いた。こうして得た
グラフト重合膜のスルホン化率は90%であった。
This graft polymerized membrane was mixed with 30 parts of chlorosulfonic acid, i.
i, 13 in a solution consisting of 2,2-tetrachloroethane
It was immersed at 5° C. for 40 minutes to effect sulfonation. After the reaction, the graft polymerized membrane was taken out from the container and washed with carbon tetrachloride to remove excess chlorosulfonic acid. The sulfonation rate of the graft polymerized membrane thus obtained was 90%.

このグラフト重合膜をI NKOH溶液中に90℃で2
時間浸漬処理し、加水分解せしめた。このようにして得
られたグラフト膜のイオン交換容量は1.0rneq/
y−乾燥膜でありた。
This graft polymerized membrane was placed in INKOH solution at 90°C for 2 hours.
It was soaked for a period of time and hydrolyzed. The ion exchange capacity of the graft membrane thus obtained was 1.0 rneq/
It was a y-dry film.

j (D クラ7 ) 重合膜全0.6NKCl中20
 C1I KIIの交流で測定した電気抵抗は2.1Ω
・dであ#:>、O,5NKCJ/1.0NKCパ測定
した輸率は0,92でhったまた、このフィルムをモー
ル塩4ppmを含bs%市偽水溶液に70℃で24時間
浸漬処理したところ、フィルムの重量減少率は3%であ
った。
j (D Kura 7) Polymer film total 20 in 0.6 NKCl
The electrical resistance measured with AC of C1I KII is 2.1Ω
・At d #:>, O,5NKCJ/1.0NKC The measured transference number was 0,92h. Also, this film was immersed in a BS% fake aqueous solution containing 4 ppm of Mohr's salt at 70°C for 24 hours. Upon treatment, the weight loss rate of the film was 3%.

実施例4 厚さ100μのテトラフルオロエチレン−エチレン共重
合体フィルムに実施例3と全く同じ方法でグラフト重合
及びスルホン化を行いグラフト重合膜を得た。このとき
のゲラフート率は16%、スルホン化率は80%で1.
0.7meq/P−乾燥膜であった。
Example 4 A tetrafluoroethylene-ethylene copolymer film having a thickness of 100 μm was subjected to graft polymerization and sulfonation in exactly the same manner as in Example 3 to obtain a graft polymer film. At this time, the galley foot rate was 16%, the sulfonation rate was 80%, and 1.
It was 0.7 meq/P-dry membrane.

とtDグラフ )M金膜t0.aNKcl中20℃、I
 KHzの交流で測定した電気抵抗は3.5Ω・dであ
シ、o、5NKC//1.0NKCパ測定した輸率は0
.93 ”t’あった。
and tD graph) M gold film t0. aNKcl at 20°C, I
The electrical resistance measured at KHz alternating current is 3.5Ω・d, and the transference number measured is 0, 5NKC//1.0NKC.
.. 93 ``t' was there.

またこのグラフト重合膜をモール塩4 ppmを含む3
 % H*O*水溶液に70℃で24時間浸漬処理した
ところ、グラフト重合膜の重量減少率は3チであ−)た
In addition, this graft polymerized membrane was mixed with 3 containing 4 ppm of Mohr's salt.
% H*O* aqueous solution at 70° C. for 24 hours, the weight loss rate of the graft polymerized membrane was 3 cm).

実施例5 厚さ100μのポリナト2フルオロエチレンフイルムに
5!!施例3と全く同じ方法でグラフト重合及びスルホ
ン化を行いグラフト重合膜を得た。このときのグラフト
率は18%、スルホン化率は6゜チであシ、イオン交換
容量は0.6meq/f−乾燥膜であった。
Example 5 5! on a polynato 2 fluoroethylene film with a thickness of 100μ. ! Graft polymerization and sulfonation were carried out in exactly the same manner as in Example 3 to obtain a graft polymerized membrane. At this time, the grafting rate was 18%, the sulfonation rate was 6°, and the ion exchange capacity was 0.6 meq/f-dry membrane.

このグラフト重合膜を0.6 N K(J中20℃、I
 KHzの交流で測定した電気抵抗は4.00・dであ
シ、0.5NK(J/1.0NKC7テ測定した輸率は
0.93 テub りた。
This graft polymerized film was heated at 0.6 N K (in J at 20°C, I
The electrical resistance measured with an alternating current of KHz was 4.00·d, and the transference number measured was 0.5NK (J/1.0NKC7).

またこのグラフト重合膜をモール塩4Ppmヲ含tr3
 % HzO*水溶液に70℃で24時間浸漬処理した
ところ、グラフト重合膜の重量減少率は1tI6以下で
あった。
In addition, this graft polymerized membrane contains 4 Ppm of Mohr's salt.
% HzO* aqueous solution at 70° C. for 24 hours, the weight reduction rate of the graft polymerized membrane was 1tI6 or less.

実施例6 実施例4の方法に従って合成されたグラフト重合膜の両
面にルテニウム黒と黒鉛粉末を重量比で1対1で混合し
、この混合粉末をポリテトラフルオロエチレンを結合材
として、350℃、 126i’v/d。
Example 6 Ruthenium black and graphite powder were mixed at a weight ratio of 1:1 on both sides of the graft polymerized film synthesized according to the method of Example 4, and this mixed powder was heated at 350°C using polytetrafluoroethylene as a binder. 126i'v/d.

30分間圧着した。次に、別に黒鉛とポリテトラフルオ
ロエチレンのエマルシ日ンヲ重i比8 対2で混合し、
j(7)混合物を350℃、 130Kt/m、 30
分間ホットプレスしてlOoμの厚さを有する多孔性膜
とした。この多孔性膜を、触媒層を有するグラフト膜の
片面に350℃、130Kg/mで30分間加熱保持し
て付着させ、この多孔性臆面を酸素極側とする燃料電池
とした。
It was pressed for 30 minutes. Next, graphite and polytetrafluoroethylene emulsion were mixed at a weight ratio of 8:2,
j(7) Mixture at 350°C, 130Kt/m, 30
A porous membrane having a thickness of 10oμ was obtained by hot pressing for minutes. This porous membrane was attached to one side of a graft membrane having a catalyst layer by heating and holding at 350° C. and 130 kg/m for 30 minutes to prepare a fuel cell with the porous lower side as the oxygen electrode side.

実施例7 実施例4の方法に従って合成されたグラフト重合膜を用
いて有効通電面積1 dm”の電解槽によって飽和食塩
水を電気分解した。陽極にはチタンメツシュにT I 
Ox、 Ru 02をコーティングしたものを用い、陰
極にはステンレス製のメツシュラ用いた。
Example 7 Saturated saline was electrolyzed in an electrolytic cell with an effective current-carrying area of 1 dm using the graft polymerized membrane synthesized according to the method of Example 4.
A material coated with Ox and Ru 02 was used, and a stainless steel mesh was used as the cathode.

陽極室に飽和食塩水を供給し電流密度30A/dm”で
電解したところ、電流効率929g、セル電圧は3.3
vで30%NaOHを取得した。
When saturated saline was supplied to the anode chamber and electrolysis was carried out at a current density of 30 A/dm, the current efficiency was 929 g and the cell voltage was 3.3.
30% NaOH was obtained at v.

実施例8 実施例4の方法に従って合成されたグラフト重合膜2枚
によって陽極室、中央区分室、陰極室に区画した三室電
解檀とし、陽極にチタンメツシュにT 10!r Ru
 O!をコーティングしたものを、陰極にはNiメツシ
ーを用い、陽極室に10%ルS04、中央区分室に15
%NazSOn、陰極室に101NaOHをそれぞれ供
給して電流密度20A/dm”で電解したところ、中央
区分室から41 I(!SOa溶液、陰極室から15%
NaOHを、電流効率70チ、セル電圧4.2vで取得
した。
Example 8 A three-chamber electrolyte chamber divided into an anode chamber, a central compartment, and a cathode chamber was prepared using two graft polymerized membranes synthesized according to the method of Example 4, and the anode was made of titanium mesh with T 10! r Ru
O! Ni mesh was used for the cathode, 10% S04 was used for the anode chamber, and 15% S04 was used for the central compartment.
%NazSOn and 101NaOH were supplied to the cathode chamber and electrolyzed at a current density of 20A/dm. As a result, 41I (!SOa solution, 15%
NaOH was obtained at a current efficiency of 70 cm and a cell voltage of 4.2 V.

手続補正書(自発) 昭和59年3月lr日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和58年特許M第218679号 2、発明の名称 グラフト重合膜の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都港区虎ノ門二丁目1番1号商船三井ピル 名称 クロリンエンジニアズ株式会社 代表者 佐藤純二 4、代理人(?105) 住 所 東京都港区虎ノ門二丁目1番1号商船三井ピル 自 発 6、補正の対象 BAIfm書の「図面の簡単な説明」の欄及び図面7、
補正の内容 (1)明細書第18頁第11行「で取得した。」の次に
改行して、− 「4、図面の簡単な説明 第1図は、本発明の実施例3における、TFSをグラフ
ト重合する前のテトラフルオーエチレン−エチレン共3
! 合体フィルムの表面赤外吸収スペクトル、第2図は
、該フィルムにTFSをグラフト重合させたグラフト重
合膜の表面称外吸収スペクトルである。」 を加入する。
Procedural amendment (voluntary) March 1980, Director General of the Japan Patent Office Kazuo Wakasugi 1, Indication of the case 1988 Patent M No. 218679 2, Name of the invention Method for producing graft polymerized membrane 3, Make amendments Patent applicant address 2-1-1 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Mitsui O.S.K. Pill Name Chlorin Engineers Co., Ltd. Representative Junji Sato 4, agent (?105) Address 2-chome Toranomon, Minato-ku, Tokyo No. 1 No. 1 Mitsui O.S.K. Pill Voluntary Issue 6, “Brief Explanation of Drawings” column and drawing 7 of the BAIfm document subject to amendment,
Contents of amendment (1) On page 18 of the specification, line 11, after "obtained with." Tetrafluoroethylene-ethylene co-3 before graft polymerization
! The surface infrared absorption spectrum of the combined film, and FIG. 2 is the surface extranominal absorption spectrum of the graft polymerized film obtained by graft polymerizing TFS to the film. ” to join.

(匂 別添の通シ、第1図及び第2図を加入する。(Include the attached circular, Figures 1 and 2.

(以 上)(that's all)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) α、β、β−トリフルオロスチレンをグラフト
鎖として有する不活性重合体フィルムから成るグラフト
膜を製造するに際して、不活性重合体フィルムに電離性
放射線を照射し、該照射フィルムをα、β、β−トリフ
ルオロスチレンまたはその溶液に浸漬または接触させて
グラフト重合させることを特徴とするグラフト重合膜の
製造方法。
(1) When producing a graft membrane consisting of an inert polymer film having α, β, β-trifluorostyrene as a graft chain, the inert polymer film is irradiated with ionizing radiation, and the irradiated film is 1. A method for producing a graft polymerized membrane, which comprises graft polymerization by immersion in or contact with β,β-trifluorostyrene or a solution thereof.
(2)不活性重合体フィルムが、ポリエチレンフィルム
、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリクロロト
リフルオロエチレンフイルム、ポリビニリデンフルオラ
イドフィルム、ポリビニルフルオライドフィルム、テト
ラフルオロエチレン−へキサフルオロプロピレン共i合
体フィルム、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合
体フィルム、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重
合体フィルム、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、クロロトリ
フルオロエチレン−エチレン共重合体フィルム、クロロ
トリフルオロエチレン−プロピレン共重合体フィルムか
ら成る群から選ばれたフィルムである特許請求の範囲第
(1)項に記載の方法。
(2) The inert polymer film is a polyethylene film, a polytetrafluoroethylene film, a polychlorotrifluoroethylene film, a polyvinylidene fluoride film, a polyvinyl fluoride film, a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene co-polymer film, Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer film, tetrafluoroethylene-propylene copolymer film, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer film, chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer film, chlorotrifluoroethylene-propylene A method according to claim 1, wherein the film is selected from the group consisting of copolymer films.
(3)電離性放射線の照射線量が1〜30 Mradで
ある特許請求の範囲第(1)項または第(2)項に記載
の製造方法。
(3) The manufacturing method according to claim (1) or (2), wherein the irradiation dose of ionizing radiation is 1 to 30 Mrad.
(4) グラフト重合温度が10〜90℃でおる特許請
求の範囲第(1)項から第(3)項のいずれかに記載の
製造方法。
(4) The manufacturing method according to any one of claims (1) to (3), wherein the graft polymerization temperature is 10 to 90°C.
(5)グラフト重合時間が1〜50時間である特許請求
の範囲第(1)項から第(4)項のいずれかに記載の製
造方法。
(5) The manufacturing method according to any one of claims (1) to (4), wherein the graft polymerization time is 1 to 50 hours.
(6) α、β、β−トリフルオロスチレンの溶媒とし
て、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素、1.1
,2.2−テトラクロロエタン、1,1.2−)リクロ
ロートリフルオロエタン、ベンゼンから成る群カラ溶媒
を使用する特許請求の範囲第(1)項から第(5)項の
いずれかに記載の製造方法。
(6) As a solvent for α, β, β-trifluorostyrene, chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, 1.1
, 2.2-tetrachloroethane, 1,1.2-)lichlorotrifluoroethane, and benzene. Manufacturing method described.
(7) α、β、β−トリフルオロスチレンの溶媒を使
用せずにグラフト重合させる特許請求の範囲第(1)項
から第(5)項のいずれかに記載の方法。
(7) The method according to any one of claims (1) to (5), in which α, β, β-trifluorostyrene is graft-polymerized without using a solvent.
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US06/648,018 US4605685A (en) 1983-09-06 1984-09-06 Method for preparation of graft polymeric membranes

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6723758B2 (en) 1997-11-12 2004-04-20 Ballard Power Systems Inc. Graft polymeric membranes and ion-exchange membranes formed therefrom
JP2005539117A (en) * 2002-09-20 2005-12-22 バラード パワー システムズ インコーポレイティド Process for making graft copolymers useful in membranes
JP2008111463A (en) * 2006-10-30 2008-05-15 Ykk Corp Coupler
JP2009096821A (en) * 2007-10-12 2009-05-07 Solt Industry Center Of Japan Cation exchange membrane for producing salt and method for manufacturing the membrane

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6723758B2 (en) 1997-11-12 2004-04-20 Ballard Power Systems Inc. Graft polymeric membranes and ion-exchange membranes formed therefrom
JP2005539117A (en) * 2002-09-20 2005-12-22 バラード パワー システムズ インコーポレイティド Process for making graft copolymers useful in membranes
JP2008111463A (en) * 2006-10-30 2008-05-15 Ykk Corp Coupler
JP2009096821A (en) * 2007-10-12 2009-05-07 Solt Industry Center Of Japan Cation exchange membrane for producing salt and method for manufacturing the membrane

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