JPS6026141B2 - Cation exchange resin membrane - Google Patents

Cation exchange resin membrane

Info

Publication number
JPS6026141B2
JPS6026141B2 JP52023913A JP2391377A JPS6026141B2 JP S6026141 B2 JPS6026141 B2 JP S6026141B2 JP 52023913 A JP52023913 A JP 52023913A JP 2391377 A JP2391377 A JP 2391377A JP S6026141 B2 JPS6026141 B2 JP S6026141B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cation exchange
exchange resin
reinforcing material
fluorine
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP52023913A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS53108888A (en
Inventor
俊勝 佐田
昭彦 中原
康雄 村田
順一 伊藤
正樹 白水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokuyama Corp filed Critical Tokuyama Corp
Priority to JP52023913A priority Critical patent/JPS6026141B2/en
Publication of JPS53108888A publication Critical patent/JPS53108888A/en
Publication of JPS6026141B2 publication Critical patent/JPS6026141B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多孔性有機物、好ましくは多孔性含ふつ素系高
分子化合物を補強材とし且つ陽イオン交モ剣樹脂成分に
ふっ素原子が結合されてなる腸イオン交換樹脂膜に関し
、特に該補強材が腸イオン交換基またはその誘導体を結
合した含ふつ素系ビニルモノマーを構成単位とすること
を特徴とするものである。
Detailed Description of the Invention The present invention provides an intestinal ion exchange resin membrane comprising a porous organic substance, preferably a porous fluorine-containing polymer compound, as a reinforcing material and a cation exchanger resin component having fluorine atoms bonded thereto. In particular, the reinforcing material is characterized in that the structural unit thereof is a fluorine-containing vinyl monomer to which an intestinal ion exchange group or a derivative thereof is bonded.

イオン交換膜は電気透析、拡散透析、電極反応の隔腰、
限外様過、逆浸透等の各方面に広く利用されているが、
通常その取扱いの容易さ、安定した性能、寸法安定性な
どの必要性から各種の補強材が用いられている。
Ion exchange membranes are used for electrodialysis, diffusion dialysis, electrode reaction,
It is widely used in various fields such as ultrafiltration, reverse osmosis, etc.
Generally, various reinforcing materials are used because of the need for ease of handling, stable performance, dimensional stability, etc.

一般にイオン交換膜のイオン交換樹脂成分は比較的熱的
にも、有機薬品、酸、アルカリ、徴量の酸化剤等に安定
であるが、補強材にはそれぞれ欠点があり完全なものが
ない。例えば現在広く用いられている電気透析用のイオ
ン交換膜には、補強材としてポリ塩化ビニル、ポリプロ
ピレン、ガラス繊維、ポリエチレン、ポリビニルァルコ
ール等の多孔体、例えば織布、不織布、編物、徴多孔性
の膜等が用いられている。また、近年注目されている耐
酸化性腸イオン交換膜として、イオン交換基とふつ素原
子とを統計的に均一に結合しているイオン交換樹脂が開
発されている。この含ふつ秦系樹脂を成形したイオン交
換膜はテトラフルオロェチレンの織布を補強材としてい
るが、イオン交モ製樹脂成分との接着が不充分であり、
容易に補強材(布)から樹脂成分が剥離する欠陥を有す
る。したがって、イオン交換膜における補強材は膜に強
度、寸法安定性を与え且つ膜の取扱いを容易にすること
を目的として用いられるが、同時にイオン交換膜の膨潤
を抑える、即ち含水量の増大を抑え且つ固定イオン濃度
を高める等の調ゆる架橋剤に似た役目も期待される。
In general, the ion exchange resin component of the ion exchange membrane is relatively stable thermally and against organic chemicals, acids, alkalis, and oxidizing agents, but each reinforcing material has its own drawbacks and no one is perfect. For example, ion exchange membranes for electrodialysis that are currently widely used include porous materials such as polyvinyl chloride, polypropylene, glass fiber, polyethylene, and polyvinyl alcohol as reinforcing materials, such as woven fabrics, nonwoven fabrics, knitted fabrics, and porous materials. membranes, etc. are used. In addition, as an oxidation-resistant intestinal ion exchange membrane that has attracted attention in recent years, an ion exchange resin in which ion exchange groups and fluorine atoms are statistically uniformly bonded has been developed. The ion exchange membrane molded from this fluorine-containing resin uses tetrafluoroethylene woven fabric as a reinforcing material, but the adhesion to the ion exchange resin component is insufficient.
It has a defect in which the resin component easily peels off from the reinforcing material (cloth). Therefore, reinforcing materials in ion-exchange membranes are used to provide strength and dimensional stability to the membrane and to make the membrane easier to handle, but at the same time, they suppress swelling of the ion-exchange membrane, that is, suppress an increase in water content. It is also expected to play a role similar to that of a crosslinking agent, such as increasing the concentration of fixed ions.

しかるに、イオン交換膜におけるイオン交{灘樹脂成分
と補強材との間の後着が十分でなければ、即ち補強材と
イオン交換樹脂成分とが緊密に一体化していなければ、
補強材の上記したような効果は全く失われてしまつo本
発明者らは、このような観点に立って鋭意研究を重ねた
結果、意外にも含ふつ素系陽イオン交換樹脂膜の補強材
としてスルホン酸基、カルポン酸基、リン酸基等の極性
基を有する下記構成単位を一成分として有する場合には
、極めて該補強材と含ふつ素イオン交換樹脂成分の接着
性が良好であることを見出し、本発明を完成するに到っ
た。
However, if the ion exchange in the ion exchange membrane is not sufficient and the adhesion between the resin component and the reinforcing material is not sufficient, that is, if the reinforcing material and the ion exchange resin component are not tightly integrated,
The above-mentioned effects of the reinforcing material are completely lost. From this point of view, the inventors of the present invention have conducted extensive research, and have surprisingly succeeded in reinforcing the fluorine-containing cation exchange resin membrane. When the material contains the following structural unit having a polar group such as a sulfonic acid group, a carboxyl group, or a phosphoric acid group as one component, the adhesion between the reinforcing material and the fluorine-containing ion exchange resin component is extremely good. This discovery led to the completion of the present invention.

即ち、本発明は腸イオン交換基とふつ素原子とを均一に
結合したイオン交≠瓢樹脂と下記式(1)及ぴ(0)に
示す構成単位の少なくとも一方の単位を有する多孔性含
ふつ素系有機物の補強材とが緊密に一体化してなる腸イ
オン交換樹脂膜である。ただし、Rfは直鎖または分岐
性のパーフルオロアルキレン基またはパーフルオロアル
キレンエーテル基;Aは腸イオン交換基または(および
)その誘導体で、例えば一SQX,一COX,一PX2
,(Xは一〇日,一〇R,〇M,一 N比,NHR,一NR,R2およびハロゲンで、R,R
,,R2はアルキルまたはハロゲン化アルキル、Mは金
属イオンを示す)等の酸またはその塩類、スルホン酸ハ
ラィド基、酸ハラィド基、りんハラィド基、酸ヱステル
基のいずれか1つ以上である。
That is, the present invention provides an ion exchange resin in which an intestinal ion exchange group and a fluorine atom are uniformly bonded, and a porous fluorine-containing resin having at least one of the structural units shown in the following formulas (1) and (0). This is an intestinal ion exchange resin membrane that is tightly integrated with a reinforcing material of organic matter. However, Rf is a linear or branched perfluoroalkylene group or perfluoroalkylene ether group; A is an intestinal ion exchange group or (and) a derivative thereof, such as -SQX, -COX, -PX2
, (X is 10 days, 10R, 0M, 1N ratio, NHR, 1NR, R2 and halogen, R, R
, , R2 is an alkyl or halogenated alkyl group, M is a metal ion), or a salt thereof, a sulfonic acid halide group, an acid halide group, a phosphorus halide group, or an acid ester group.

本発明において用いられる補強材の形態は多孔性有機物
であって多孔性シート状物;モノフイラメント、マルチ
フィラメントの繊維状物よりなる不織布、織布、編物等
が一般的であり、好ましくはマルチフィラメントの平織
布である。
The form of the reinforcing material used in the present invention is a porous organic material in the form of a porous sheet; nonwoven fabrics, woven fabrics, knitted fabrics, etc. made of monofilament and multifilament fibers are common, and multifilament is preferable. It is a plain woven fabric.

これら多孔性補強材の空隙率が少ない場合はイオン交換
膜樹脂成分の膨潤を抑える効果は著しいが膜の電気抵抗
の増大は著しく、逆にあまりに空隙率が大きい場合はイ
オン交換樹脂成分の膨?閏を抑える効果が弱い、また織
布、編物の場合にはマルチフィラメント、モノフイラメ
ント及び糸の大きさによって異なるため、一概に空隙率
を規定することはむずかしいが、一般に空隙率は10〜
95%好ましくは20〜80%である。ここでいう空隙
率とは単位面積の補強材を該補強材が充分に濡れる溶媒
中に浸潰して、単位面積あたりに補強材の体積を求め、
補強材の厚みと面積から形成される直方体の体積を計算
する。この直方体の体積から先に求めた補強材の占める
体積を引いた値を直方体の体積で除した値の百分率で示
されるものである。多孔膜としてはできるだけ関孔率が
大きく且つ紬孔が小さく紬孔分布のせまし、ものが良い
。また織布、編物にあってはあまりに目開きの大きいも
のは本発明で云うイオン交換樹脂成分の膨;閏を抑える
効果に弱く、あまりに繊密であると膜の電気抵抗の急騰
を招くことになる。更にイオン交換膜の耐久性を考慮す
ると、補強材としては含ふつ秦系高分子化合物特にテト
ラフルオロェチレンを少くとも一構成成分とする高分子
化合物を用いるのが好ましいが、これらの含ふつ秦系高
分子化合物はその低い表面エネルギーのために補強材と
しての機能を充分に発揮できない。
When the porosity of these porous reinforcing materials is small, the effect of suppressing the swelling of the ion exchange membrane resin component is significant, but the electrical resistance of the membrane increases significantly.On the other hand, when the porosity is too large, the swelling of the ion exchange membrane resin component is significantly increased. It is difficult to define the porosity unconditionally because the effect of suppressing fly-over is weak, and it varies depending on the size of multifilament, monofilament, and yarn in the case of woven and knitted fabrics, but in general, the porosity is 10 to 10.
95%, preferably 20-80%. The porosity here refers to the volume of reinforcing material per unit area obtained by soaking a unit area of reinforcing material in a solvent that sufficiently wets the reinforcing material, and calculating the volume of reinforcing material per unit area.
Calculate the volume of the rectangular parallelepiped from the thickness and area of the reinforcement. It is expressed as a percentage of the value obtained by subtracting the volume occupied by the reinforcing material previously determined from the volume of this rectangular parallelepiped and dividing it by the volume of the rectangular parallelepiped. The porous membrane should preferably have as high a porosity as possible, have small pores, and have a well-distributed pore distribution. In addition, in the case of woven or knitted fabrics, if the openings are too large, the ion-exchange resin component in the present invention will not be effective in suppressing swelling, and if it is too delicate, the electrical resistance of the membrane will rise sharply. Become. Furthermore, in consideration of the durability of the ion-exchange membrane, it is preferable to use a polymeric compound containing at least one component of a fluorine-containing polymer compound, especially tetrafluoroethylene, as a reinforcing material. Due to their low surface energy, polymeric compounds cannot sufficiently function as reinforcing materials.

しかるに、本発明は用いる補強材に上記式(1)及び式
(0)に示す構成単位の少なくとも一方に示した極性基
を有する構成単位を存在させることによって、著しくイ
オン交灘樹脂成分と補強材との接着が向上し該補強材と
樹脂成分とが一体化した陽イオン交灘樹脂膜とすること
ができたものである。本発明の補強材に必須の極性基を
有する上記式(1)及び式(0)に示す構成単位の少な
くとも一方の構成単位を存在させる方法としては、(i
)ふつ秦系ビニルモノマー、テトラフルオロェチレン、
ヘキサフルオロプロピレン、三ふつ化−塩化エチレン、
三ふつ化エチレン、ふつ化ビニリデン等のうち少なくと
も一つ以上と構成単位式(1)及び式(0)のうち少な
くとも一方の形態となり得るモノマーを共重合させる。
However, the present invention allows the presence of a structural unit having a polar group as at least one of the structural units shown in the above formulas (1) and (0) in the reinforcing material, thereby significantly reducing the ion exchange resin component and the reinforcing material. This results in a cationic exchange resin film that has improved adhesion with the reinforcing material and the resin component. As a method for causing the presence of at least one of the structural units shown in the above formula (1) and formula (0) having an essential polar group in the reinforcing material of the present invention, (i
) Futsuhata vinyl monomer, tetrafluoroethylene,
Hexafluoropropylene, trifluoroethylene chloride,
At least one of ethylene trifluoride, vinylidene fluoride, and the like is copolymerized with a monomer capable of forming at least one of the structural unit formulas (1) and (0).

ついで多孔性補強材とする。(ii) テトラフルオロ
エチレン、ヘキサフルオロプロピレン、三ふつ化−塩化
エチレン、三ふつ化エチレン、ふつ化ビニリデン等の少
なくとも一つから構成された多孔性補強基材に式(1)
及び式(ロ)に示す構成単位の少なくとも一方の形態と
なり得るモノマーをグラフト重合させる。
This is then made into a porous reinforcing material. (ii) Formula (1) is applied to a porous reinforcing base material made of at least one of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethylene chloride, trifluoroethylene, vinylidene fluoride, etc.
and a monomer capable of forming at least one form of the structural unit shown in formula (b) is graft-polymerized.

(iiDテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロ
ピレン、三ふつ化−塩化エチレン、三ふつ化エチレン、
ふつ化ビニIJデン等からなる前記式(1)及び(又は
)式(0)の構成単位を有しない他の含ふつ秦系高分子
化合物と式(1)及び式(0)の少なくとも一方の構成
単位のみで構成された高分子化合物との均一混合物より
なる多孔性補強材とする。
(iiD tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethylene chloride, trifluoroethylene,
At least one of formula (1) and formula (0) with other fluorine-containing polymeric compounds that do not have the constituent units of formula (1) and (or) formula (0), such as vinyl fluoride, etc. A porous reinforcing material made of a homogeneous mixture with a polymer compound composed only of structural units.

等が採用されうるが、最も好ましいのは(l)の共重合
させる方法である。
The most preferred method is copolymerization (l).

勿論、上記の他にエチレン、プロピレン、ブテン、アク
リル酸、メタアクリル酸、スチレン、塩化ピニル、塩化
ビニリデン、ビニルピリジン類等の炭化水素系ビニルモ
/マ−が共重合、グラフト或はブレンド体として一部速
在していてもよいが、これにより耐薬品性が悪くなるこ
とは避けられない。上記した方法(iに関して、カルボ
ン酸、スルホン酸或し、は(及び)その誘導体などを有
する含ふつ素ビニル単量体を補強材に存在させる方法の
1つの態様であるグラフト重合する方法は、Q線、B線
、y線又は電子線等の電離性放射線、X線、紫外線等を
用いてラジカルを補強材に形成してグラフトする方法が
一般的であるが、脱ふつ素系の試薬、例えばナトリウム
ーナフタリン、ソジウムアマィド、ナトリウムアマルガ
ム等のアルカリ金属−ナフタリン、アルカリ金属アマィ
ド、アルカリ金属アマルガム等で処理して活性点を形成
してもよい。
Of course, in addition to the above, hydrocarbon-based vinyl mo/mers such as ethylene, propylene, butene, acrylic acid, methacrylic acid, styrene, pinyl chloride, vinylidene chloride, vinylpyridine, etc. can be used as a copolymer, graft, or blend. Although some parts may be present, it is unavoidable that the chemical resistance deteriorates due to this. The graft polymerization method, which is one embodiment of the method described above (regarding i, in which a fluorine-containing vinyl monomer having carboxylic acid, sulfonic acid or (and) derivatives thereof, etc.) is present in the reinforcing material, A common method is to use ionizing radiation such as Q-rays, B-rays, Y-rays, or electron beams, X-rays, ultraviolet rays, etc. to form radicals on the reinforcing material and graft them. For example, active sites may be formed by treatment with alkali metal-naphthalene, alkali metal amide, alkali metal amalgam, etc., such as sodium naphthalene, sodium amide, and sodium amalgam.

或はハロゲン化アルミニウム、五塩化リン、三塩化リン
等と共に、更にはラジカル開始剤と共に加熱してもよい
。いづれにせよ、ラジカル的、熱的、イオン的に活性点
を形成する方法が何ら制限なく用いられる。この活性点
へのグラフトは何らこれに制限されるものではない。ま
た方法側に関して、他の含ふっ素系単量体との共重合に
よって構成単位式(1)及び式(ロ)のうち少なくとも
一方の構成単位を共重合中に存在させる方法は従来公知
の熱的、イオン的、ラジカル的な重合反応によって形成
された高分子を熔融紙糸、ェマルジョン級糸、その他の
繊維とすることのできる方法によって紡糸、織布とすれ
ばよい。
Alternatively, it may be heated together with aluminum halide, phosphorus pentachloride, phosphorus trichloride, etc., or further with a radical initiator. In any case, methods of forming active sites radically, thermally, or ionically may be used without any restriction. Grafting to this active site is not limited to this in any way. Regarding the method, a method in which at least one of the structural units of the structural unit formula (1) and the formula (b) is present during copolymerization by copolymerization with another fluorine-containing monomer is known as a thermal A polymer formed by an ionic or radical polymerization reaction may be spun or woven into a woven fabric by a method capable of producing molten paper yarn, emulsion-grade yarn, or other fibers.

さらにまた式(1)及び式(ロ)のうち少なくとも一方
の構成単位の化合物の高分子物を他の含ふつ素系高分子
とブレンドして紡糸する方法側の場合も、従来の高分子
化合物のブレンド、紙糸、紡織の方法が何ら制限なく用
いられる。本発明の補強材において、式(1)及び式(
0)のうち少なくとも一方の構成単位に結合している極
性基は、生成したイオン交換膜を使用している際に漸次
酸型あるいは塩型に変化していきまた水和することにな
る。
Furthermore, in the case of the method of blending a polymer of a compound of the structural unit of at least one of formula (1) and formula (b) with another fluorine-containing polymer and spinning it, conventional polymer compounds can be used. Blends, paper yarns, and textile methods may be used without any restriction. In the reinforcing material of the present invention, formula (1) and formula (
The polar group bonded to at least one of the structural units of 0) gradually changes to an acid type or a salt type and becomes hydrated when the produced ion exchange membrane is used.

このような極性基が基材中に多い場合には、もはや多孔
性補強材自体の伸縮が著しく、補強材の役目を果さず、
補強材自体がイオン交換膜として作用してしまうために
、多量の極性基を導入すると好ましくない。しかし、あ
まりに適性基の量が少ない場合には補強材とイオン交換
樹脂成分との緊密一体化の作用に欠けることにある。し
たがって各種の測定の結果、補強材に導入した極性基を
有する単量体を加水分解その他の処理をして陽イオン交
換性の基としたときに、補強材の単位重量あたり交換容
量として0.001乃至0.5ミリ当量/グラム乾燥補
強材のときに工業的に極めて有用なイオン交換膜となり
うる補強材が得られることが分った。この場合の補強材
の重量は加水分解その他の処理をしたものを常温、減圧
乾燥したときの重量、交換容量は同じく加水分解その他
の処理をした補強材を6000のが一日CI中に平衡に
したあと充分に水洗し過剰の吸着したHCIを除去して
更に、4.0N−NaCI中に浸潰しイオン交換して出
てくる水素イオンをメチルオレンジを指示薬として滴定
定量した値である。上記した補強材を用いて本発明のイ
オン交換樹脂膜を作る方法は従来公知の方法が全て用い
られる。即ち、重合可能な或は縮合可能の単量体を必要
なら適当な架橋剤と混合したものを上記補強材に付着さ
せながら、或は付着させて重合或は縮合させる方法;一
旦重合してイオン交換基を或は容易にイオン交換基に変
換しうる官能基を有する微粉状、粒状、膜状の高分子化
合物を必要により他の不活性な高分子化合物と混合し或
は混合しないで上記補強材に熱、圧力等で付着させる方
法;不活性な高分子化合物を上記補強材に膜状に付着さ
せ、これにイオン交換基を有する或は容易にイオン交換
基に変換しうる官能基を有する化合物をクラフト重合或
は含浸重合;縮合させる方法等々は若干の例である。な
お、陽イオン交換基としてはスルホン酸、カルボン酸、
リン酸、亜リン酸、リン酸ェステルト亜リン酸ェステル
、硫酸ェステル、フェノール性水酸基、チオール基等の
水溶液、水−有機溶媒系で負の電荷となりうるものが用
いられる。勿論、得られるイオン交換膜に陽イオン交換
基のみでなく陰イオン交換基も共存していてもよい。即
ち、両性イオン交換膜、複合イオン交換膜、モザイクイ
オン交換膜のいづれでもよい。しかしながら、本発明の
方法を実施して特に好ましいのは含ふつ素系陽イオン交
換樹脂膜であり、特にテトラフルオロェチレンとパーフ
ルオロ(3,6ージオキサー4ーメチルー7ーオクテン
スルホニルフルオライド)或は(及び)パーフルオロ(
アルキルビニルェーテルカルボン酸)或は塩、ェステル
類の英重合体から得た高分子膜状物を用いて製造したイ
オン交モ製樹脂膜が最も好ましい。
If there are many such polar groups in the base material, the porous reinforcing material itself will expand and contract significantly and no longer fulfill its role as a reinforcing material.
Since the reinforcing material itself acts as an ion exchange membrane, it is not preferable to introduce a large amount of polar groups. However, if the amount of suitable groups is too small, the effect of tightly integrating the reinforcing material and the ion exchange resin component may be lacking. Therefore, as a result of various measurements, when a monomer having a polar group introduced into a reinforcing material is hydrolyzed or otherwise treated to form a cation exchangeable group, the exchange capacity per unit weight of the reinforcing material is 0. It has been found that a reinforcing material which can be used as an industrially very useful ion exchange membrane can be obtained when the dry reinforcing material is in the range of 0.001 to 0.5 meq/g dry reinforcing material. In this case, the weight of the reinforcing material is the weight when it is dried under reduced pressure at room temperature after undergoing hydrolysis and other treatments, and the exchange capacity is 6000 ml of reinforcing material that has also been subjected to hydrolysis and other treatments. After that, the sample was thoroughly washed with water to remove excess adsorbed HCI, and then immersed in 4.0N NaCI for ion exchange, and the resulting hydrogen ions were determined by titration using methyl orange as an indicator. All conventionally known methods can be used to make the ion exchange resin membrane of the present invention using the above-mentioned reinforcing material. That is, a method of polymerizing or condensing a polymerizable or condensable monomer mixed with an appropriate crosslinking agent if necessary on the reinforcing material; The above-mentioned reinforcement may be carried out by mixing a fine powder, granular, or film-like polymer compound with a functional group that can easily convert an exchange group or an ion exchange group with other inert polymer compounds as necessary. A method of attaching an inert polymer compound to the reinforcing material using heat, pressure, etc. in the form of a film, which has an ion exchange group or a functional group that can be easily converted into an ion exchange group. Craft polymerization or impregnation polymerization; methods of condensing the compound are some examples. In addition, cation exchange groups include sulfonic acid, carboxylic acid,
Phosphoric acid, phosphorous acid, phosphoric acid ester, sulfuric acid ester, phenolic hydroxyl group, thiol group, etc., which can be negatively charged in an aqueous solution or a water-organic solvent system, are used. Of course, not only cation exchange groups but also anion exchange groups may coexist in the resulting ion exchange membrane. That is, any one of an amphoteric ion exchange membrane, a composite ion exchange membrane, and a mosaic ion exchange membrane may be used. However, particularly preferred for carrying out the method of the present invention are fluorine-containing cation exchange resin membranes, particularly tetrafluoroethylene and perfluoro(3,6-dioxer-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride) or (and) Perfluoro (
The most preferred is an ionic resin membrane produced using a polymer membrane obtained from a polymer of alkyl vinyl ether carboxylic acid, salt, or ester.

本発明の陽イオン交換樹脂膜、特に上記パーフルオロス
ルホン酸型、パーフルオロカルポン酸型の陽イオン交換
樹脂膜は著しく機械的強度が上り、取り扱いが容易にな
り、同時に膜の膨潤が抑えられる結果、固定イオン濃度
は高くなり、この腸イオン交予期樹脂膜をアルカリ金属
塩の電気分解でアルカリ金属水酸化物を取得する隔腰と
して用いるとき、アルカリ金属水酸化物取得の電流効率
は上る。同時にアルカリ金属水酸化物中のアルカリ金属
塩の量は減り、純度が向上する。また補強材に若干のイ
オン伝導性が賦与されるために膜の電気抵抗は低下する
等の効果が発輝される。更に腸イオン交換膜の電流効果
を高めるためには、特公昭47−3801,47−38
02、米国特許第3647086、同第3969285
明細書に記載の方法によって示されているように、酸ハ
ラィド型の膜の陰極側に面する側の酸ハラィド基と一級
及び(または)二級のアミノ基を少なくとも1ケ以上有
する化合物を反応させ、必要により加熱処理する等の手
段を綴じた後残余の酸ハラィド基を加水分解すると一層
高い電流効率が期待できる。この場合に用いられるアミ
ノ化合物としてメチルアミン、エチルアミン、ラウリル
アミン等のモノアルキルアミン、ジメチルアミン、ジヱ
チルアミン、ジラウリルアミン等のジアルキルアミン、
エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ピベラジ
ン、N,N′ージメチルエチレンジアミン、フヱニレン
ジアミン類等のジアミン類、ジェチレントリアミン、ト
リエチレンテトラミン、テトラエチレンベンタミン等の
ポリエチレンポリアミン類、ポリアリルアミン、ポリビ
ニルアミン等のポリアミン類が好適に用いられる。その
他酸ハライド基と結合して賜イオン交換基の解離度を下
げ、望ましくは架橋構造を形成しうるものを反応せしめ
ることも有効であり、具体的には芳香族化合物、アミノ
アルコ−ル類、アルコール類等は好適に用いられる。こ
れらを酸ハラィド型の膜状物の片面に反応させる場合に
全ての酸ハラィド基が結合していてもよく、或は一部の
み反応して残りは加水分解によって腸イオン交換基にな
りアミノ基と陽イオン交換基が混在していてもよく、ま
た一級アミンと酸ハラィド基と反応したときには酸アミ
ド基の弱酸性の腸イオン交換基となる場合もある。この
ような処理層は一枚の酸ハラィド基を有する高分子膜状
物に片面から反応させても良いし或はスルホニルハラィ
ド基を有する薄膜に上記反応を実施して後、未反応の高
分子膜状物に融着してもよい。以上本発明について概略
を説明したが、本発明のイオン交換膜は従来公知の如何
なるイオン交換膜を用いる分野にも適用することができ
る。
The cation exchange resin membrane of the present invention, especially the perfluorosulfonic acid type and perfluorocarboxylic acid type cation exchange resin membrane, has significantly increased mechanical strength, is easy to handle, and at the same time, swelling of the membrane is suppressed. As a result, the fixed ion concentration becomes high, and when this intestinal ion exchanger resin membrane is used as a barrier for obtaining alkali metal hydroxide by electrolysis of alkali metal salts, the current efficiency for obtaining alkali metal hydroxide increases. At the same time, the amount of alkali metal salt in the alkali metal hydroxide is reduced and the purity is improved. Furthermore, since the reinforcing material is imparted with some ionic conductivity, the electrical resistance of the membrane is reduced, and other effects are produced. In order to further enhance the current effect of the intestinal ion exchange membrane, Japanese Patent Publication No. 47-3801, 47-38
02, U.S. Patent No. 3647086, U.S. Patent No. 3969285
As shown by the method described in the specification, the acid halide group on the side facing the cathode side of the acid halide membrane is reacted with a compound having at least one primary and/or secondary amino group. Even higher current efficiency can be expected if the remaining acid halide groups are hydrolyzed after applying heat treatment or other means if necessary. The amino compounds used in this case include monoalkylamines such as methylamine, ethylamine, and laurylamine; dialkylamines such as dimethylamine, diethylamine, and dilaurylamine;
Diamines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, piperazine, N,N'-dimethylethylenediamine, and phenylenediamines, polyethylene polyamines such as jethylenetriamine, triethylenetetramine, and tetraethylenebentamine, polyallylamine, polyvinylamine, etc. These polyamines are preferably used. It is also effective to react with other substances that can bond with acid halide groups to reduce the degree of dissociation of the ion exchange group and preferably form a crosslinked structure. Specifically, aromatic compounds, amino alcohols, Alcohols and the like are preferably used. When these are reacted on one side of an acid halide type membrane, all of the acid halide groups may be bonded, or only a portion may be reacted and the remainder becomes an enteric ion exchange group by hydrolysis and becomes an amino group. and cation exchange groups may coexist, and when a primary amine reacts with an acid halide group, it may form a weakly acidic enteric ion exchange group of an acid amide group. Such a treatment layer may be formed by reacting a single polymeric film having acid halide groups from one side, or by performing the above reaction on a thin film having sulfonyl halide groups and then removing unreacted It may also be fused to a polymer membrane. Although the present invention has been briefly described above, the ion exchange membrane of the present invention can be applied to any field using any conventionally known ion exchange membrane.

即ち、拡散透析、電気透析、電極反応の隔膜、逆浸透、
限外猿過膜へのイオン交換性の膜、その他ドナン透析、
燃料電池の隔膜等に用いることができるが、殊に食塩電
解用の陽イオン交換膜として用いるときに本発明のイオ
ン交換膜の機能を一段と発揮させることができる。以下
の実施例において本発明の内容を具体的に説明するが以
下の実施例によって本発明の内容が制限されるものでは
ない。
Namely, diffusion dialysis, electrodialysis, electrode reaction diaphragm, reverse osmosis,
Ion exchange membranes for ultrafiltration membranes, other Donnan dialysis,
The ion exchange membrane of the present invention can be used as a diaphragm for fuel cells, etc., and the function of the ion exchange membrane of the present invention can be further enhanced especially when used as a cation exchange membrane for salt electrolysis. The content of the present invention will be specifically explained in the following examples, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

実施例 1 テトラフルオロエチレンとパーフルオロ(3,6−ジオ
キサ−4ーメチル−7−オクテンスルホニルフルオラィ
ド)の共重合体で加水分解したときの交換容量が0.8
3ミリ当量/グラム乾燥膜(日型)の厚さ2ミリのシー
トをイオン交換体原物質として用いられた。
Example 1 Exchange capacity when hydrolyzed with a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoro(3,6-dioxa-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride) is 0.8
A 2 mm thick sheet of 3 meq/g dry membrane (Japanese type) was used as the ion exchanger raw material.

補強材としてはポリテトラフルオロェチレンの400デ
ニールの糸をタテ、ョコともに45本/fnch打ち込
んだ平織布で厚みが0.25肋のものを用いた。
As the reinforcing material, a plain woven fabric having a thickness of 0.25 ribs was used, in which 45 threads/fnch of 400 denier polytetrafluoroethylene were inserted both vertically and horizontally.

これに真空中でCo6oの線源からy線を500仇ad
/Hrの割合で7Mrad照射したあと、パーフルオロ
(3.6−ジオキサ−4−メチル−7−オクテンスルホ
ニルフルオラィド(中に浸潰して、60つCに2独特間
放置した。次いで、これを真空中より取り出して常法に
より加水分解後、交換容量を測定したところ、0.28
ミリ当量/グラム乾燥布であった。次いでこれを、上記
した2ミルのスルホニルフルオラィド型のシート2枚の
間にはさみ加熱、加圧して融着し、補強材として改質さ
れたポリテトラフルオロェチレンの平織布を有する一枚
のスルホニルフルオラィド型のシ−トを得た。
To this, 500 ad of y-rays were applied from a Co6o source in a vacuum.
After irradiating with 7 Mrad at a ratio of was taken out from the vacuum and hydrolyzed by a conventional method, and the exchange capacity was measured, and it was found to be 0.28.
milliequivalents/gram dry cloth. This was then sandwiched between two 2 mil sulfonyl fluoride type sheets and fused by heating and pressurizing to form a sheet having a modified polytetrafluoroethylene plain woven fabric as a reinforcing material. Two sulfonyl fluoride type sheets were obtained.

これを常法によりNaOHの10%メタノール溶液によ
って加水分解した腸イオン交換膜とした。この膜の電気
抵抗は25.0oo、0.州‐NaCI中の電気抵抗は
4.10−めであった。この陽イオン交換膜を用いて有
効通電面積ldめの電解槽によって飽和食塩水を電気分
解した。
This was hydrolyzed with a 10% methanol solution of NaOH in a conventional manner to obtain an intestinal ion exchange membrane. The electrical resistance of this film is 25.0oo, 0. The electrical resistance in state-NaCI was 4.10-m. Using this cation exchange membrane, saturated saline was electrolyzed in an electrolytic cell with an effective current carrying area of 1 d.

陽極にはチタンの金網にTi02・Ru02をコーティ
ングしたものを用い、陰極には軟鉄製の金網を用いた。
陽極室に飽和食塩水も供給し電流密度3船/dめで電解
したところ、6.帆‐NaOHを取得して電流効率88
%で、NaOH中のNaCIの量は35脚(48%Na
OH換算)であった。これを2ケ月間連続した電解した
が、6.州‐NaOHを取得した電流効率は87%であ
った。他方、上託したと同じポリテトラフルオロェチレ
ン製の平織布であるがパーフルオロ(3.6ージオキサ
ー4ーメチル−7−オクテンスルホニルフルオライド)
のグラフト処理をしていないものを補強材として用いて
、上記と同様に2ミルのスルホニルフルオラィド型のシ
ート2枚と加熱、加圧下に髄着した。
A titanium wire mesh coated with Ti02/Ru02 was used as the anode, and a soft iron wire mesh was used as the cathode.
When saturated saline was also supplied to the anode chamber and electrolysis was carried out at a current density of 3 ships/d, 6. Obtain sail-NaOH and current efficiency 88
%, the amount of NaCI in NaOH is 35 legs (48% Na
(converted to OH). This was electrolyzed continuously for two months, but 6. The current efficiency obtained for NaOH was 87%. On the other hand, the same plain woven fabric made of polytetrafluoroethylene as above was used, but perfluoro(3,6-dioxer 4-methyl-7-octensulfonyl fluoride) was used.
A non-grafted material was used as a reinforcing material and bonded to two 2 mil sulfonyl fluoride type sheets under heat and pressure in the same manner as above.

次いで加水分解して得た陽イオン交換膜の電気抵抗は4
.50−めで同じ条件で飽和食塩水の電気分解をしたと
ころ6.0N−NaOHを取得して電流効率85%、N
aOH中のNaCIの量は150(48%換算)であっ
た。2ケ月後には6.0N−NaOHを取得して電流効
率67%であった。
The electrical resistance of the cation exchange membrane obtained by hydrolysis was 4.
.. When saturated saline solution was electrolyzed under the same conditions at the 50-th point, 6.0N-NaOH was obtained, the current efficiency was 85%, and N
The amount of NaCI in aOH was 150 (48% conversion). Two months later, 6.0N-NaOH was obtained and the current efficiency was 67%.

また別に、同じポリテトラフルオロェチレンで出来た平
織布を補強材として上記したy線の照射の代りにナトリ
ウムーナフタリンーテトラヒドロフランのエッチング格
に浸潰して、同じパーフルオロ系スルホニルフルオラィ
ド型の樹脂を融着、加水分解して同様に陽イオン交換膜
とした。この腸イオン交換膜を用いて同じく食塩水の電
気分解をしたところ6.側−NaOHを取得して電流効
率87%であり、NaOH中のNaCIの量は60脚(
48%NaOH換算)であったが、2ケ月後には電流効
率は69%になっていた。なお、この膜の電気抵抗は4
.30−めであった。実施例 2 テトラフルオ。
Separately, a plain woven fabric made of the same polytetrafluoroethylene was immersed in an etching solution of sodium naphthalene-tetrahydrofuran as a reinforcing material instead of being irradiated with the above-mentioned Y-ray, and the same perfluorinated sulfonyl fluoride type was used. The resin was fused and hydrolyzed to produce a cation exchange membrane in the same manner. When electrolysis of saline water was carried out in the same manner using this intestinal ion exchange membrane, 6. Side-NaOH was obtained with a current efficiency of 87%, and the amount of NaCI in NaOH was 60 legs (
(48% NaOH equivalent), but two months later the current efficiency was 69%. The electrical resistance of this film is 4
.. It was my 30th. Example 2 Tetrafluor.

エチレンとパーフルオロ(3,6−ジオキサー4−メチ
ル一7ーオクテンスルホニルフルオラィド)とを組成を
変えて共重合させた。即ちテトラフルオロェチレン2峠
部1こ対してパーフルオロ(3.6ージオキサー4ーメ
チル−7−オクテンスルホニルフルオラィド)1部を用
いてェマルジョン重合させた。このェマルジョンに常法
によりビスコースレーションの紙糸液を加えて綾糸した
。焼結糸状とした後、400デニールの糸とした。これ
をジメチルスルホキシド、水、カ性ソーダの格に浸簿し
て加水分解処理して交換容量を測定したところ0.4ミ
リ当量/グラム乾燥布(日型)であった。この400デ
ニールの糸をタテ、ョコともに打ち込み本数45本で平
織布を作った。この布をテトラフルオロェチレンとパー
フルオロ(3.6ージオキサ−4−メチル−7−オクテ
ンスルホニルフルオラィド)の共重合物で加水分解した
ときの交換容量が0.91ミリ当量/グラム乾燥膜の2
ミルのシートの間にはさんで加熱、加圧して融着し、一
枚の高分子膜状物とした。更にこれに加水分解したとき
の交換容量が0.6ミリ当量/グラム乾燥膜に相当する
スルホニルフルオラィド型の1ミルのシートを融着して
一枚の高分子膜状物とした。これを10%カ性ソーダの
メタノール溶液に6020で1斑時間浸潰して膜面及び
膜内部のスルホニルフルオラィド基を加水分解し本発明
の陽イオン交換膜とした。この膜の0.則−NaCI中
で25.000での交流1000サイクルによって測定
した電気抵抗は4.70−めであった。他方、補強材と
してポリテトラフルオロェチレン製の同じ400デニー
ルの打ち込み本数タテ、ョコともに45本の平織布を用
いて、同じようにテトラフルオロエチレンとパーフルオ
。(3.6−ジオキサー4−メチル−7−オクテンスル
ホニルフルオラィドの共重合物である交換容量0.91
ミリ当量/グラム乾燥膜(日型)のもので2ミルのもの
二枚と交換容量0.67ミIJ当量/グラム乾燥膜(日
型〉のもので1ミルのものを用いて、一枚の高分子膜状
物を作り更に加水分解して陽イオン交換膜とした。この
膜の0.州−NaCI,25.0ooでの亀気抵簿は5
.20−c虎であった。次にこの二枚の得られた陽イオ
ン交換膜を用いて、実施例1と同様に食塩水の電解を実
施した。
Ethylene and perfluoro(3,6-dioxer-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride) were copolymerized with different compositions. That is, emulsion polymerization was carried out using two parts of tetrafluoroethylene and one part of perfluoro(3,6-dioxer-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride). To this emulsion was added a paper thread liquid of viscose slation to form a twill thread using a conventional method. After forming into a sintered thread, it was made into a 400 denier thread. This was immersed in dimethyl sulfoxide, water, and caustic soda for hydrolysis treatment, and the exchange capacity was measured to be 0.4 meq/g dry cloth (Japanese type). This 400 denier thread was used both vertically and horizontally to make a plain woven fabric with 45 threads. When this cloth was hydrolyzed with a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoro(3.6-dioxa-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride), the exchange capacity was 0.91 meq/g dry membrane. 2
It was sandwiched between sheets of a mill and fused by heating and pressure to form a single polymer membrane. Furthermore, a 1 mil sheet of sulfonyl fluoride type having an exchange capacity of 0.6 meq/g dry membrane when hydrolyzed was fused to this to form a single polymer membrane. This was immersed in a 10% caustic soda methanol solution at 6020 for 1 hour to hydrolyze the sulfonyl fluoride groups on the membrane surface and inside the membrane to obtain the cation exchange membrane of the present invention. 0 of this membrane. The electrical resistance measured by 1000 cycles of AC at 25,000 in NaCI was 4.70. On the other hand, as a reinforcing material, a plain woven fabric made of polytetrafluoroethylene with the same 400 denier strands (45 in both length and width) was used, and tetrafluoroethylene and perfluoroethylene were used in the same manner. (Exchange capacity 0.91 which is a copolymer of 3.6-dioxer 4-methyl-7-octensulfonyl fluoride
Two 2 mil milliequivalent/gram dry membranes (Nippon Type) and one 1 mil exchange capacity 0.67 milliJ equivalent/gram dry membrane (Nippon Type) were used. A polymer membrane was prepared and further hydrolyzed to obtain a cation exchange membrane.The resistance value of this membrane at 0.0% - NaCI, 25.0oo was 5.
.. It was a 20-c tiger. Next, using these two obtained cation exchange membranes, electrolysis of saline solution was carried out in the same manner as in Example 1.

その結果6.0N−NaOHを取得して、本発明の共重
合体から得た補強材を用いて作った腸イオン交換膜の場
合には電流効率90%で2ケ月後88%であった。また
NaOH中のNaCIの量は2敦風(48%NaOH換
算)であった。他方、ポリテトラフルオロェチレンを用
いて作った補強材による膜は電流効率は当初88%であ
り、2ケ月後80%となった。またNaOH中のNaC
Iの量は120肌(48%NaOH換算)であった。実
施例 3 テトラフルオロエチレンとバーフルオロ(3,6−ジオ
キサー4−メチル一7−オクテンスルホニルフルオラィ
ド)の共重合物で加水分解したときの交換容量が0.8
3ミリ当量/グラム乾燥膜(日型)に相当する厚さ2ミ
ルのシート2枚の間に、次の処理をした4種の補強材を
はさみ加熱、加圧融着して一枚の高分子膜状物とした。
As a result, 6.0N-NaOH was obtained, and in the case of the intestinal ion exchange membrane made using the reinforcing material obtained from the copolymer of the present invention, the current efficiency was 90% and 88% after 2 months. The amount of NaCI in NaOH was 2 duns (48% NaOH equivalent). On the other hand, the current efficiency of a membrane made of a reinforcing material made of polytetrafluoroethylene was 88% at first, and decreased to 80% after two months. Also, NaC in NaOH
The amount of I was 120 skin (48% NaOH equivalent). Example 3 Exchange capacity when hydrolyzed with a copolymer of tetrafluoroethylene and barfluoro(3,6-dioxer-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride) is 0.8
Four types of reinforcing materials treated as follows are sandwiched between two sheets of 2 mil thickness equivalent to 3 milliequivalent/g dry membrane (Nippon Type) and heated and fused under pressure to form a single high-profile sheet. It was made into a molecular film.

四孫化エチレン56モル%、エチレン43%、六沸化プ
ロピレン1モル%の共重合体を熔融紡糸して約65ミク
ロンの糸を得た。これを絹状(打ち込み本数夕テ、ョコ
ともに70本/inch)に織ったのちになるモノマー
の中に浸 潰してCo6oの線源からy線を300仇ad/hrで
それぞれ0.09Mrad、2Mrad、母地ad、風
Mrad窒素雰囲気で照射した。
A copolymer of 56 mol % of ethylene tetrafluoride, 43 % of ethylene, and 1 mol % of hexafluorinated propylene was melt-spun to obtain a thread of about 65 microns. This was woven into a silk-like form (70 strands per inch for both length and width), immersed in the resulting monomer, and y-rays were irradiated from a Co6O source at 300 rad/hr for 0.09 Mrad each. Irradiation was carried out in a nitrogen atmosphere of 2 Mrad, base ad, and wind Mrad.

網状物を取り出し常法により加水分解処理後交換容量を
測定したところ、各々0.0005 0.08 0.2
1,0.62ミリ当量/グラム乾燥布(日型)であった
。この補強材の入った高分子膜状物に更に他の−枚の1
.0ミルの同じテトラフルオ。
When the net-like material was taken out and the exchange capacity after hydrolysis treatment was measured using a conventional method, the results were 0.0005, 0.08, and 0.2, respectively.
It was 1.0.62 milliequivalents/gram dry cloth (Japan type). In addition to this polymeric membrane material containing reinforcing material, another sheet of
.. The same Tetrafluor in 0 mil.

エチレンとパーフルオロ(3.6−ジオキサ−4−メチ
ル−7−オクテンスルホニルフルオラィド)の共重合体
で加水分解したときの交換容量が0.91ミリ当量ノグ
ラム乾燥膜(日型)に相当するシートをエチレンジアミ
ンの中に80℃で3時間浸潰して後、これを先に得られ
た補強材の入った高分子膜状物の上に加熱、加圧融着し
て一枚の高分子膜状物とした。これを常法によりジメチ
ルスルホキシド、水、NaOHの加水分解格に浸潰して
スルホニルフルオラィド基をスルホン酸ソーダに変えた
。上言己で得られた陽イオン交換膜を実施例1と同様に
飽和食塩水の電気分解に供した。
The exchange capacity when hydrolyzed with a copolymer of ethylene and perfluoro(3.6-dioxa-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride) is equivalent to 0.91 milliequivalent nogram dry membrane (Japan type) After soaking the sheet in ethylenediamine at 80°C for 3 hours, this was heated and fused under pressure onto the previously obtained polymer membrane containing the reinforcing material to form a single polymer sheet. It was made into a film-like material. This was soaked in dimethyl sulfoxide, water, and the hydrolyzate of NaOH in a conventional manner to convert the sulfonyl fluoride group into sodium sulfonate. The cation exchange membrane obtained above was subjected to electrolysis of saturated saline in the same manner as in Example 1.

なお、補強材にのグラフト処理をし ないで(交換容量0)そのまま、上記共重合体のシート
を加熱、加圧融着して同様に腸イオン交換膜とし、これ
も同様に飽和食塩水の電気分解に供した。
In addition, a sheet of the above-mentioned copolymer was heated and fused under pressure without grafting to the reinforcing material (exchange capacity 0) to form an intestinal ion exchange membrane, which was also subjected to electricity treatment with saturated saline. It was subjected to decomposition.

なお膜の電気抵抗は6.0N−NaOH中で交流100
比ycleで25.000で測定した。それらの結果を
第1表に示す。第1表 膜の伸びの測定は乾燥状態の膜を純水に浸潰したときの
伸びた長さを乾燥状態の膜の長さで除した値である。
The electrical resistance of the membrane is 100 AC in 6.0N-NaOH.
Measured at a specific ycle of 25,000. The results are shown in Table 1. The elongation of the first surface membrane is measured by dividing the elongated length when the dry membrane is immersed in pure water by the length of the dry membrane.

実施例 4 CF2=CF2とCF2=CF一。Example 4 CF2=CF2 and CF2=CF-.

一(CF2)3C〇〇CH3の共重合体で交換容量が1
.26ミリ当量/グラム乾燥膜(日型)の2ミルのシー
ト2枚の間に、次の処理をしたポリテトラフルオロェチ
レン製の布をはさんで加熱、加圧融着して一枚の高分子
膜状物とした。ポリテトラフルオロェチレン製の布は1
00デニールのマルチフィラメントの布をタテ、ョコと
も打ち込み本数70本で綴った平織布であった。
A copolymer of 1(CF2)3C〇〇CH3 with an exchange capacity of 1
.. A polytetrafluoroethylene cloth treated as follows is sandwiched between two 2 mil sheets of 26 milliequivalent/g dry membrane (Nippon Type) and heated and pressure fused to form a single sheet. It was made into a polymer membrane. Polytetrafluoroethylene cloth is 1
It was a plain weave fabric made of 70 00 denier multifilament cloth, which was stitched both vertically and horizontally.

これに真空中でCo6oの糠源から800仇ad/hr
の線量率で8Mradのy線を照射したのちにCF2=
CF−○−(CF2)3COOCH3の中に浸潰してグ
ラフト重合させた。これら加水分解したときの交換容量
は0.20ミリ当量/グラム乾燥布(日型)であった。
他方、グラフト処理をしていない布を用いて同じように
2ミルのシート2枚の間にはさんで加熱、加圧融着した
。これら2種の補強材の入った膜の性質及び食塩電解の
際の電解性能について測定した。
This is then heated at 800 ad/hr from a Co6o bran source in a vacuum.
After irradiating y-rays of 8 Mrad at a dose rate of CF2=
Graft polymerization was carried out by immersing it in CF-◯-(CF2)3COOCH3. The exchange capacity when hydrolyzed was 0.20 meq/g dry cloth (Japanese type).
On the other hand, a cloth that had not been subjected to grafting treatment was similarly sandwiched between two 2 mil sheets and fused together under heat and pressure. The properties of the membrane containing these two types of reinforcing materials and the electrolytic performance during salt electrolysis were measured.

それらの結果を第2表に示した。第2表 実施例 5 ポリテトラフルオロェチレンを熔融線糸によって鮫糸し
、3デニールのモノフィラメントを得て、これを10本
束ねてねん糸して30デニールの糸を得た。
The results are shown in Table 2. Table 2 Example 5 Polytetrafluoroethylene was threaded using a fused wire thread to obtain a 3 denier monofilament, which was bundled into 10 filaments and spun to obtain a 30 denier thread.

これをタテ〜ョコともに30本づつの打ち込み本数でか
らみ絞りをしてボリテトラフルオロェチレン製の布を得
た。これを真空中でCo60の線源からy線を500比
ad/hrの割合で7Mmd照射したあと、次のビニル
単量体の俗の中に60午0で2岬寿間浸潰してビニル単
畠体をポリテトラフルオロェチレン製の織布にグラフト
重合させた。1 バーフルオロアクリル酸フルオラィド
(米国PCR社製)のみの格。
This was subjected to tangle-drawing with 30 strands each in both vertical and horizontal directions to obtain a cloth made of polytetrafluoroethylene. This was irradiated with y-rays from a Co60 source in a vacuum for 7 Mmd at a rate of 500 ad/hr, and then immersed in the following vinyl monomer solution at 60 pm for 2 years to form a vinyl monomer. The grass was graft-polymerized onto a woven fabric made of polytetrafluoroethylene. 1 Bar fluoroacrylic acid fluoride (manufactured by PCR, USA) only.

2 パーフルオロアクリル酸フルオラィドとパーフルオ
ロ(3.6ージオキサー4−メチル一7ーオクテンスル
ホニルフルオライド)の2:1(容量比)の格。
2 2:1 (volume ratio) ratio of perfluoroacrylic acid fluoride and perfluoro(3.6-dioxer-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride).

次いで各々の格に浸潰した織布を直ちにメタノール中に
浸潰して、60℃に1時間加熱したカルボン酸フルオラ
ィド基をカルボン酸ェステル基に変換した。
Next, the woven fabric soaked in each case was immediately soaked in methanol and heated to 60° C. for 1 hour to convert the carboxylic acid fluoride groups to carboxylic acid ester groups.

次いでこの二種の織布を用いて腸イオン交換膜を作った
Next, intestinal ion exchange membranes were made using these two types of woven fabrics.

即ち厚みのみが4ミルのテトラフルオロエチレンとパー
フルオロ(3.6−ジオキサ−4ーメチル−7ーオクテ
ンスルホニルフルオライド)の共重合物で交換容量が0
.91ミリ当量/グラム乾燥膜相当のスルホニルフルオ
ラィド基を有するフィルムに上記織布を加熱加圧して圧
入した。次いでこの補強材のある膜状物の上に交換容量
が0.67ミリ当量/グラム乾燥膜相当の厚みが1.5
ミルのスルホニルフルオラィド基を有するフィルムを融
着して一枚の膜状物とした。他方、比較にためにボリテ
トラフルオロェチレン製の同じ織布でグラフト重合処理
を施していないのも用いて同様に膜状物とした。上記三
種の膜状物を常法によりジメチルスルホキシド、苛性カ
リウム、水の混合溶液で加水分解して陽イオン交換基を
導入した。
That is, it is a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoro(3,6-dioxa-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride) with a thickness of 4 mils and an exchange capacity of 0.
.. The above woven fabric was heated and pressed into a film having sulfonyl fluoride groups equivalent to 91 meq/g dry membrane. Next, on top of this membrane with the reinforcing material, a thickness of 1.5 with an exchange capacity of 0.67 meq/g dry membrane equivalent is applied.
A film having Mill's sulfonyl fluoride groups was fused to form a single membrane. On the other hand, for comparison, the same woven fabric made of polytetrafluoroethylene but not subjected to graft polymerization treatment was also used to prepare a membrane-like product. The above three types of membrane-like materials were hydrolyzed in a conventional manner with a mixed solution of dimethyl sulfoxide, caustic potassium, and water to introduce cation exchange groups.

次いで食塩水中に膜を浸潰してNa型としたのち、実施
例1と同様にして飽和食塩水の電気分解も実施した。
Next, the membrane was immersed in saline to form the Na type, and then electrolysis of saturated saline was carried out in the same manner as in Example 1.

これらの結果を第3表に示す。尚第3表中で交換容量と
いうのはグラフト処理したポリテトラフルオロェチレン
の交換容量である。即ちグラフト処理したポリテトラフ
ルオロヱチレン汗・の補強材のみを10%の苛性ソーダ
のメタノール溶液に浸潰して還流してカルボン酸のメチ
ルェステル及び一部生成したスルホン酸のメチルヱステ
ルを加水分解して、造定曲線を求めることによって交モ
奥容量を求めたものである。第3表
These results are shown in Table 3. In Table 3, the exchange capacity is the exchange capacity of the grafted polytetrafluoroethylene. That is, only the grafted polytetrafluoroethylene sweat reinforcing material is immersed in a 10% caustic soda methanol solution and refluxed to hydrolyze the carboxylic acid methyl ester and partially generated sulfonic acid methyl ester. The exchange depth capacity was determined by determining a constant curve. Table 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 陽イオン交換基とふつ素原子を均一に結合したイオ
ン交換樹脂と下記式(I)及び(II)に示す構造単位の
少なくとも一方の単位を有する含ふつ素系多孔性有機物
の補強材とが緊密に一体化してなる陽イオン交換樹脂膜
▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、Rfは直鎖または分岐性のパーフルオロア
ルキレン基またはパーフルオロアルキレンエーテル基;
Aは陽イオン交換基または(および)その誘導体である
。 )2 イオン交換樹脂がパーフルオロ系である特許請求
の範囲第1項記載の陽イオン交換樹脂膜。 3 イオン交換樹脂がパーフルオロカーボン系の主鎖に
エーテル結合でペンダントした側鎖の末端に陽イオン交
換基を有する特許請求の範囲第1項記載の陽イオン交換
樹脂膜。 4 含ふつ素系多孔性有機物の補強材が構成単位式(I
)及び式(II)の少なくとも一方を構成するモノマーと
他のふつ素系ビニルモノマーとの共重合物からなる特許
請求の範囲第1項記載の陽イオン交換樹脂膜。 5 含ふつ素系多孔性有機物の補強材が、ふつ素重合体
より成る幹ボリマーにグラフト部分として、式(I)及
び式(II)の少なくとも一方の構成単位を有するグラフ
ト重合体である特許請求の範囲第1項記載の陽イオン交
換樹脂膜。 6 含ふつ素系多孔性有機物の補強材が、式(I)及び
式(II)の少なくとも一方のみで構成された高分子化合
物と他の含ふつ素系高分子化合物との均一混合物よりな
る特許請求の範囲第1項記載の陽イオン交換樹脂膜。 7 他のふつ素系ビニルモノマーがテトラフルオロエチ
レン、ヘキサフルオロプロピレン、三ふつ化−塩化エチ
レン、ふつ化ビニリデンから選ばれた少なくとも1種で
ある特許請求の範囲第4、第5または第6項記載の陽イ
オン交換樹脂膜。 8 補強材の単位重量あたり交換容量が0.01乃至0
.5ミリ当量/グラム乾燥補強材である特許請求の範囲
第1項記載の陽イオン交換樹脂膜。 9 陽イオン交換基がスルホン酸基及びカルボキシル基
のうち、少なくとも一方の基である特許請求の範囲第1
項記載の陽イオン交換樹脂膜。
[Scope of Claims] 1. A fluorine-containing porous material having an ion exchange resin in which a cation exchange group and a fluorine atom are uniformly bonded, and at least one of the structural units represented by the following formulas (I) and (II). A cation exchange resin membrane formed by tightly integrating an organic reinforcing material ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (However, Rf is a linear or branched perfluoroalkylene group or perfluoroalkylene ether group;
A is a cation exchange group or (and) a derivative thereof. )2 The cation exchange resin membrane according to claim 1, wherein the ion exchange resin is perfluoro-based. 3. The cation exchange resin membrane according to claim 1, wherein the ion exchange resin has a cation exchange group at the end of a side chain pendant to a perfluorocarbon main chain via an ether bond. 4 The reinforcing material of the fluorine-containing porous organic material has the structural unit formula (I
) and formula (II) and another fluorine-based vinyl monomer. 5. A patent claim in which the reinforcing material of the fluorine-containing porous organic material is a graft polymer having at least one constituent unit of formula (I) or formula (II) as a graft portion to a backbone polymer made of a fluorine polymer. The cation exchange resin membrane according to item 1. 6 A patent in which the reinforcing material of a fluorine-containing porous organic material is a homogeneous mixture of a polymer compound composed of at least one of formula (I) and formula (II) and another fluorine-containing polymer compound. A cation exchange resin membrane according to claim 1. 7. Claim 4, 5, or 6, wherein the other fluorine-based vinyl monomer is at least one selected from tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethylene chloride, and vinylidene fluoride. cation exchange resin membrane. 8 Replacement capacity per unit weight of reinforcing material is 0.01 to 0.
.. A cation exchange resin membrane according to claim 1, which is a 5 meq/g dry reinforcement. 9 Claim 1, wherein the cation exchange group is at least one of a sulfonic acid group and a carboxyl group.
The cation exchange resin membrane described in Section 1.
JP52023913A 1977-03-07 1977-03-07 Cation exchange resin membrane Expired JPS6026141B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP52023913A JPS6026141B2 (en) 1977-03-07 1977-03-07 Cation exchange resin membrane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP52023913A JPS6026141B2 (en) 1977-03-07 1977-03-07 Cation exchange resin membrane

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS53108888A JPS53108888A (en) 1978-09-22
JPS6026141B2 true JPS6026141B2 (en) 1985-06-21

Family

ID=12123714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52023913A Expired JPS6026141B2 (en) 1977-03-07 1977-03-07 Cation exchange resin membrane

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6026141B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5742383Y2 (en) * 1979-10-22 1982-09-17
EP2583746B1 (en) * 2010-06-18 2019-01-09 Shandong Huaxia Shenzhou New Material Co., Ltd. Fluorine containing ionomer composite with ion exchange function, preparation method and use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPS53108888A (en) 1978-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4605685A (en) Method for preparation of graft polymeric membranes
JPS5911674B2 (en) Electrolysis method and electrolyzer
JPS6031862B2 (en) Manufacturing method of cation exchange membrane
JPS62500243A (en) Novel ionic fluorinated polymer and its manufacturing method
WO2020184455A1 (en) Electrolyte membrane for redox flow batteries, redox flow battery, and method for producing electrolyte membrane
JPH036240A (en) Method for hydrolyzing ion exchange fluororesin film
JPS6026141B2 (en) Cation exchange resin membrane
JPS58199884A (en) Improved cation exchange membrane for electrolysis
JPS609053B2 (en) Manufacturing method of cation exchange membrane
JP2001313057A (en) Manufacturing method of ion-exchange filter for solid polymer fuel cell
JP4810726B2 (en) Method for producing solid polymer electrolyte
JPH0660250B2 (en) Enhanced cation exchange membrane and method
JP4141032B2 (en) Reinforced solid electrolyte membrane
JPS609052B2 (en) Method for manufacturing cation exchanger
JPS5939452B2 (en) Treatment method for cation exchanger
JPH0247491B2 (en)
JPH02261829A (en) Cation exchange membrane reinforced with cation exchange cloth
JP2000260223A (en) High strength electrolytic film precursor
JPS5837185A (en) Cation exchange membrane and electrolyzing method for alkali metal salt by ion exchange membrane method
JPS60110711A (en) Production of graft-polymerized membrane
JPS62131038A (en) Production of fluorine-containing ion exchange membrane
JPS5837186A (en) Ion exchange membrane for electrolysis
JPH08120100A (en) Fluorine-containing cation-exchange membrane
JPS5939453B2 (en) Method for manufacturing cation exchanger
JPS6223773B2 (en)