JPS609529B2 - 陽イオン交換膜の製造方法 - Google Patents

陽イオン交換膜の製造方法

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JPS609529B2
JPS609529B2 JP53012295A JP1229578A JPS609529B2 JP S609529 B2 JPS609529 B2 JP S609529B2 JP 53012295 A JP53012295 A JP 53012295A JP 1229578 A JP1229578 A JP 1229578A JP S609529 B2 JPS609529 B2 JP S609529B2
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exchange membrane
membrane
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carboxylic acid
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    • C25B13/08Diaphragms; Spacing elements characterised by the material based on organic materials
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    • C08J2353/02Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers of vinyl aromatic monomers and conjugated dienes

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電解用膜として優れた性能を有する陽イオン交
換膜の製造方法に関するものである。
隔膜で陽極室と陰極室を仕切り苛性ソーダを製造する方
法に隔膜法がある。この方法はアスベスト隔膜のような
透水性の大きな隔膜を用いるものであって陰極室から陽
極室へのOHイオンの逆拡散を防止するために陽極室か
ら陰極室へ食塩水を流しつつ電解を行う。従って陰極室
苛性ソーダ液中には多量の食塩が混入し、また得られる
苛性ソーダの濃度も低いものとなる。これに対して、腸
イオン交換膜を隔膜として用い、陽極室に食塩水を通じ
て食塩の電解を行うときには原理的には陰極室から陽極
室へのOHイオンの拡散は有効に阻止されまた陽極室か
ら陰極室への食塩の移動も極めて僅かに抑えられるため
、高純度の苛性ソーダを高い電流効率で製造することが
出来、また陰極室液中の苛性ソーダ濃度も従来の隔膜法
に比べて高められるなど多くの利点がある。よって、こ
れらに対応できうる陽イオン交換膜の開発はきわめてさ
かんである。
テトラフロ。
エチレンとパーフロロ−3,6ーシオキサー4ーメチル
ー7−オクテンスルホニルフロラィドとの共重合体を膜
状物に成型し、加水分解して側鎖にスルホン酸基を有す
るパーフ。ロカーボン重合体膜は公知である。しかし、
この種の膜はスルホン酸基の親水性が高いため陰極室か
ら陽極室に向けて拡散するOHイオンを有効に阻止でき
ない欠点を有していた。そこでこの欠点を改良するため
、スルホン酸型の腸イオン交換膜の片面に、スルホン酸
基よりも酸性度の弱い交換基を導入する方法が特関昭4
8−4436止同50−6648&同50−92339
同52−24176などに提案されている。
しかし、これらの方法によっても電流効率ならびに電圧
を十分満足すべき陽イオン交換膜にはなり得ていないの
が現状である。
本発明の発明者らはこれらの点に注意を払って鋭意研究
を続けた結果、優れた腸イオン交換膜を提供することを
見し、出して本発明を達成した。
すなわち本発明はスルホン酸基および一種またはそれ以
上の、スルホン酸基より酸性度の弱い陽イオン交換基を
有する、フロロカーボン重合体より成る腸イオン交換膜
であってスルホン酸基の、全交換基数に対する割合が、
一方の面の表層部(A層)において、他方の面の表層部
(B層)よりも大きいことを特徴とする陽イオン交換膜
にカルボン酸基またはカルボン酸基に転換し得る基を結
合しているジェン謙導体を含浸し、部分重合せしめたの
ち、該膜を水と混和性があり、かつ760物Hg下で3
000以上の沸点を有する有機溶媒中に浸潰したのち、
該膜を平滑板にはさみ50oo〜180℃の範囲で加熱
処理することおよびカルボン酸基に転換し得る基を結合
しているジェン譲導体を用いたときはさらにカルボン酸
基に転換させることを特徴とする腸イオン交換膜の製造
方法に関するものである。本発明においては、使用した
腸イオン交換膜よりも高い電流効率を与える陽イオン交
換膜を製造できうろことはもちろんのこと、使用した陽
イオン交換膜より電流効率を低下させることなく電圧を
低下させること、また電流効率を向上させると同時に電
圧も低下させることも可能である。
もちろん、本処理を施すことによって腸イオン交換膜の
機械的強度を損うことはない。本発明におけるスルホン
酸基よりも酸性度の弱い腸イオン交換基としては、カル
ボン酸基、リン酸基、亜リン酸基、アルコール性または
フェノール性OH基、SH基、スルフイン酸基、N−モ
ノ置換スルホンアミド等である。
本発明で使用される陽イオン交換膜としては、○} 腸
イオン交換膜のB層が、−S02NMR{Mは日、アル
カリ金属またはアンモニウムイオン、Rは−CnH2n
+,(nは0〜6の整数)または−CmH机COOM(
mは1〜8の整数、Mは上記と同一)、フェニル基また
は(Pは0〜3の整数)}を含み、残余の部分が一S0
3M(Mは上記と同一)である陽イオン交換膜。
この種の腸イオン交換膜を得るには下記一般式の構造を
有する共重合体(ただし R=−CF3,一CF2−○−CF3: n=0又は1〜5: m=0又は1; K/1=3一1磯序ましくは5一13) XコF又はCI 具体的には例えば が使用される。
もちろんこれらの構造のみに限定されるものではない。
これらの共重合体において、1当量のスルフオニルハラ
ィド基を含む樹脂の重量が700〜2800夕(以下、
E.W=700〜2800と記す。)になるように調節
するのが好ましい。最も好ましい構造は式‘11で示さ
れるものである。上記の共重合体の膜状物の片面と下一
般式で示されるァミンとの反応によって得られる。
(Rは−CnH2n十,(nは0〜6の整数)、一Cm
H肌COOM(mは1〜8の整数)、フェニル基または
(Pは○〜3 の整数) 具体的にはアンモニアガス、メチルアミン、エチルアミ
ン、nープロピルアミン、ァミノ酢酸、2−アミノプロ
パン酸、7ーアミノヘプタン酸、アニリン、アミノスチ
レン付加重合物等である。
■ 腸イオン交換基のB層が、一○−CF2−COOM
(Mは日「 アルカリ金属またはアンモニウムイオン)
を含み、残余の部分が−○−CF2一CF2一S03M
(Mは上記と同一)を有する陽イオン交換膜。
この種の腸イオン交換膜を得るには例えば前式‘1’〜
‘5}の構造を有する共重合体の膜状物の片面を還元剤
で処理する方法あるいは該膜状物の片面とピリジンを反
応させたのち、加水分解し、さらに臭化水素酸/フェノ
ールの系で処理する方法等によって得られる。
{3} 陽イオン交換膜のB層が、一〇−CF2一CO
OM(Mは上記と同一)および(Mは上記と同一)を含
み、残余の部分が一〇−CF2一CF2一S03M(M
は上記と同一)を有する陽イオン交換膜。
この種の腸イオン交換膜を得るには例えば前式【1)〜
【51の構造を有する共重合体の膜状物の片面とアニリ
ン及びピリジンを反応させたのち、加水分解し、さらに
臭化水素酸/フェノールの系で処理する際に膜の表層部
のみが−○−CF2−COOM(Mは上記と同一)に転
換するように反応をコントロールすることによって内部
にが残存させる方法によって得られる。
などがあげられる。
以上のようにして得た重合体膜を必要に応じて加水分解
する事によって、本発明に使用可能な陽イオン交換膜と
なる。
一方、含浸、重合せしめるジェン譲導体としては、1.
カルボン酸基を結合している共役ジヱン譲導体あるいは
非共役ジェン誘導体、例えば、(式中Rは水素原子、ハ
ロゲン原子、カルボン酸基あるいは炭素数1なし、し5
のアルキル基である。
)2.加水分解等の方法によってカルボン酸基に転換し
得る基を結合している共役ジェン誘導体あるいは非共役
ジェン誘導体、例えば、(式中RはCOC1,CN,C
ONHR″,COOR″,R″としては炭素数1ないし
5のアルキル基である。
R′は水素原子、ハロゲン原子および炭素数1ないし5
のアルキル基である。
)をあげることができる。陽イオン交換膜は、次の三つ
の状態で用いることができる。
すなわち、 ■ 陽イオン交換膜を有機溶媒で十分膨潤させたのち、
該膜から該溶媒を除去した状態。
■ 腸イオン交換膜を有機溶媒で十分膨潤させたのち、
該膜を加熱処理した状態。
■ ■あるいは■の処理を施こさない状態。
■において腸イオン交換膜を膨潤させる有機溶媒は、水
に対する溶解度が室温で0.1夕/100タQO以上で
かつ76仇吻Hg下で3ぴ○〜100qoの範囲の沸点
を有するものであればよいが、膜を速やかに膨潤させ、
かつ処理後容易に膜中から除去しうるものが処理時間の
短縮、処理後の取扱いの容易さの点から好ましい。この
ような溶媒としては、メタノール、エタノール、プロバ
ノール等の脂肪族1価アルコール類、アセトン「メチル
エチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル等
のェステル類、エチルエーテル、プロピルエーテル、テ
トラヒドロフラン、等のエーテル類およびクロロホルム
などが挙げられる。
これらの溶媒は、勿論いく種類かを絹合せて用いてもよ
い。■において■と同様の有機溶媒を用いて、同様に十
分膨潤させたのち「加熱処理する。
加熱方法は「有機溶媒で膨潤した腸イオン交換膜を熱風
の中で処理する方法、ガラス板、テフロン板、ステンレ
ス板などの平滑板にはさみ加熱する方法などがある。
加熱は、60ないし120℃の範囲で行えばよい。
加熱時間は3ぴ分ないし3餌時間の範囲である。以上の
3種類の腸イオン交換膜にジェン誘導体を含浸する場合
の温度は0℃ないし100℃の範囲であるが、好ましく
は20℃ないし80ooの範囲である。含浸せしめる時
間は5分ないし5日間の範囲である。ジェン誘導体の陽
イオン交換膜への含浸は適当な溶媒を共に使用してもよ
い。
このような溶媒としては、メタノール、エタノールのよ
うな脂肪族1価アルコール類、アセトン、メチルエチル
ケトン、ジェチルケトンのようなケトン類、酢酸メチル
、酢酸エチルのようなェステル類、エチルエーテル、プ
ロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンのよ
うなエーテルおよびクロロホルムなどを挙げることがで
きる。これらの溶媒は勿論組合せてもよい。含浸後の部
分重合の方法としては、アゾビスイソブチロニトリルの
ようなラジカル開始剤の存在下で重合するラジカル重合
、ベンゾフェノンのような増感剤を添加しての光重合あ
るいは加熱重合、さらにまたy線、電子線などの高ヱネ
ルギー放射線などの照射がある。部分重合せしめる温度
は40o○ないし150ooの範囲である。時間は5分
ないし1餌時間の範囲である。次に部分重合せしめた陽
イオン交換膜を有機溶媒に浸潰し、加熱処理する。
この場合、使用できる有機溶媒は水に対する溶解度が室
温で0.1夕/100夕日20であり、かつ76物畝H
g下で30℃以上の沸点を有するものである。このよう
な溶媒としては、メタノール、エタノールのような脂肪
族1価アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、ジ
エチルケトンのようなケトン類、酢酸メチル、酢酸エチ
ルのようなェステル類トェチルェーテル、プoピルェー
テル、テトラヒドロフラン、ジオキサンのようなエーテ
ル類およびクロロホルム、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、イソプロピレングリコール、2,3ー
ブタンジオール等のブタンジオール類、1,5ーベンタ
ンジオール等のペンタンジオール類「 1, 6ーヘキ
サンジオール等のへキサンジオール類;グリセリンなど
が挙げられる。
なお、これらの有機溶媒は混合して用いてもよい。
浸演処理は腸イオン交換膜を上記の有機溶媒に浸債すれ
ばよい。
浸薄時間は用いる有機溶媒によって異なるが、2時間〜
3筋寺間で十分である。もちろん、有機溶媒は該溶媒の
沸点の範囲内で加溢して用いてもよい。加熱処理は該処
理陽イオン交換膜を平滑板にはさみ、50qo〜180
qoの範囲の温度で行う、加熱処理時間は30分〜3加
持間の範囲である。
平滑板としてはガラス板、ステンレス板、テフロン板等
を用いることができる。含浸モノマーとして2に示した
ジェン誘導体を使用したときは、加水分解等の方法でカ
ルボン酸基に転換する。
以下本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが「
本発明の範囲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 テトラフロロエチレンと から成る共重合体のフィルム(EW=1200、フィル
ム厚5ミル)を袋状にしガス状メチルアミンで処理する
袋の中でN2を通した後真空に引く。約1気圧のガス状
メチルアミンを導入し、20分間放置する。袋を真空に
引き、N2を通し、水洗した。着色によりメチルアミン
は17ミルの深さまで反応していた。このフィルムを1
5%KOH/30%DMSO中60qoにおいて6時間
浸糟することによって加水分解を行い、その後IN塩酸
中90℃において1曲時間処理しH型にした。このよう
にして得られた優イオン交換膜をメタノール中室温下で
5時間浸澄したのち、該膜をガラス板にはさみ真空下で
該膿中のメタノールを除去したのち、ブタジェンー1ー
カルポン酸のエーテル溶液(35wt%)に2日浸簿し
た。
浸綾後、膜を取り出し表面をきれいにふきとり、ガラス
板にはさみ8ぴ0において3時間部分重合し、ついで膜
をエタノール中室温下で2時間浸潰した。さらに該膜を
ガラス板にはさみ95℃で4時間加熱処理した。得られ
た陽イオン交換膜を陽極室と陰極室とを仕切る隔膜(ア
ミン反応層を陰極室に向ける。
)として有効面積30伽×30弧の竃槽において陽極室
に食塩水を導入し陰極室のアルカリ濃度を2肌t%とし
、電流密度30A/dめで通電した。電流効率は、92
%、電圧は3.7Vであった。なお、本発明の処理を施
していない陽イオン交換膜の電流効率は、82%、電圧
、3.9Vであった。
実施例 2 実施例1で用いたと同様の腸イオン交換膜を用いた。
該膜をプロパノール中室温下で1岬時間浸債たのち、該
膜をガラス板にはさみ9000において5*時間加熱処
理し、該膜中のプロパノールを除去した。該膜をブタジ
ェンー1ーカルポン酸のェーナル溶液(3肌t%)に2
日間浸潰した。浸債後、膜を取り出し表面をきれいにふ
きとり、ガラス板にはさみ85qoにおいて2時間部分
重合し、ついで膜をメタノール中室温下で2時間浸潰し
た。さらに鼓膜をガラス板にはさみ95q0で4時間加
熱処理した。実施例1と同じ条件で通電した時の電流効
率は、95%、電圧3.8Vであった。比較例 1 テトラフロロエチレンと から成る共重合体のフィルム(EW=1200、フィル
ム厚5ミル)を実施例1と同様に処理し腸イオン交換膜
とした。
この陽イオン交換膜を用いて実施例2と同じ処理を施し
た。
実施例1と同じ条件で通電した時の電流効率は84%、
電圧、3.6Vであった。実施例 3〜5実施例2中の
ブロパノ.ールおよびメタノールを変えた以外は実施例
2と同じ条件で処理した。
このようにして得られた膜を実施例1と同じ条件で運転
した時の電流効率、電圧を表に示した。実施例 6テト
ラフロロエチレンと の共重合体のフィルム(EW=150以 フィルム厚2
ミル)と(EW=1100フィルム厚4ミル)を合わせ
て加熱成型し、さらにポリテトラフロロェチレン製の織
物をフィルム中に導入し、メチルアミンガスをEW=1
500の面に30分間接触させた。
着色の結果、メチルアミンガスは1.2ミルまで反応し
ていた。このフィルムにポリテトラフロロェチレン製の
織物を導入し、実施例1と同様の方法で加水分解し、H
型に転換した。このようにして得られた腸イオン交換膜
を用いて実施例1と同様の条件下で処理し、陽イオン交
換膜を作製した。
得られた膜を陽極室と陰極室とを仕切る隔膜(アミン反
応層を陰極室に向ける。
)として有効面積3比泳×30伽の亀槽において、陽極
室に食塩水を導入し、陰極室のアルカリ濃度を25wt
%とし、蝿流密度3岬/dめで通電した。電流効率は、
93%、電圧は3.9Vであった。
なお、本発明の処理を施していない膜の電流効率は、8
4%、電圧は4.1Vであった。実施例 7 実施例6中で用いたと同じ腸イオン交換膜を用いた。
この陽イオン交換膜をエタノール中室温下で1畑時間浸
潰したのち、該膜をガラス板にはさみ100℃で2時間
加熱し、エタノールを除去した。該膜をプタジヱンー1
−カルボン酸のエーテル溶液(35wt%)中に1日浸
潰した。該膜をとり出し、表面をきれいにふきとり、ガ
ラス板にはさみ110qoにおいて2時間部分重合した
のち、プロピレングリコールに室温下で1日浸潰した。
浸薄後、ガラス板、ゴム板、ポリエステルシートより成
る平滑板にはさみ110ooにおいて1岬時間加熱処理
した。このようにして得られた腸イオン交換膜を用いて
、実施例6と同じ条件で運転した。
電流効率は、85%、電圧は3.5Vであった。比較例
2 実施例6中の陽イオン交換膜でメチルアミンと反応して
いない賜イオン交換膜を用いて実施例7と同じ条件で処
理した陽イオン交換膜を実施例6と同じ条件で運転した
電流効率は72%、電圧は3.4Vであった。比較例
3 実施例6中で用いたと同じ腸イオン交換膜をブタジェン
−1ーカルボン酸のエーテル水溶液(35M%)に2日
浸潰した。
浸贋後、膜を取り出し表面をきれいにふきとり、ガラス
板にはさみ95℃で6時間重合した。この得られた優イ
オン交換膜を実施例6と同じ条件で運転した。電流効率
は、87%、電圧4.0Vであった。実施例 8 実施例6中のメチルアミンの代りにn−プロピルアミン
を使用した以外は実施例6と同じ条件で賜イオン交換膜
を作製し、運転した。
電流効率は、93%、電圧は3.8Vであった。実施例
9 実施例6中で用いたと同じ腸イオン交換膜をメタノール
中室温下で4時間浸糟し、該膜をガラス板にはさみ、1
20qoで1時間加熱し、該膜中のメタノ−ルを除去し
たのち、下記のジェン誘導体のメタノールノ工‐テル溶
液(3肌t%)に1日浸潰した。
浸債後、表面をきれいにふきとり、ガラス板にはさみ、
10ぴ0において2時間部分重合し、さらにエタノール
中60ooで1時間加熱処理した。処理後、ガラス板に
該膜をはさみ110℃で2時間加熱した。この膜を10
%NaOH/メタノール(重量比1/1)中80℃にお
いて1虫時間加水分解を行った。このようにして得られ
た腸イオン交換膜を用いて実施例6と同じ条件で運転し
た。
電流効率は、94%、電圧は3.9Vであった。実施例
10 テトラフロロエチレンと の共重合体のフィルム(EW=1500、フィルム厚2
ミル)と(EW=110止フィルム厚4ミル)を合わせ
て加熱成型し、ポリテトラフロロェチレン製の織物を埋
め込んで補強した。
この補強されたフィルムを10%NaOH/メタノール
(重量比1/1)中70ooにおいて1曲時間加水分解
し、その後IN塩酸中90℃において16時間処理しH
型に転換した。その後五塩化リンとオキシ塩化リンの1
ノ1(重量比)で処理し、スルホニルクロライド型にし
たのち、四塩化炭素中で洗浄し、真空下で乾燥した。こ
の腰のEW=1500面をピリジンで3岬時間処理した
反応後、アセトンで充分に洗浄し、水洗して乾燥した。
この膜を10%NaOH/メタノール(重量比1/1)
中70qoにおいて1畑時間加水分解したのち、47%
臭化水素酸/フェノールの系で処理し、一○−CF2−
COO日基を導入した。
このようにして得られた陽イオン交換膜をブタジェン‐
1‐力ルボン酸のエーテル溶液(4冊t%)中に1日浸
潰したのち、表面をきれいにふきとり、ガラス板に該膜
をはさみ100℃において2時間部分重合した。
さらに該膜をエタノール中に浸潰し、ガラス板にはさみ
80℃において5時間加熱処理を行った。得られた腸イ
オン交換膜を陽極室と陰極室とを仕切る隔膜(カルボン
酸基層を陰極室に向ける。
)として有効面積30弧×30肌の露槽において陽極室
に食塩水を導入し、陰極室のアルカリ濃度を35M%、
電流密度を3船/dめで通電した。電流効率は90%、
電圧は4.0Vであった。なお、本発明の処理を施して
いない賜イオン交換膜の電流効率は86%、電圧は4.
2Vであった。実施例 11実施例10で用いたと同じ
スルホニルクロラィド型膜のEW=1500面をピリジ
ンで2餌時間、さらにそれからァニリンで10畑時間処
理した。
反応後、アセトンで充分に洗浄し、水洗して乾燥した。
この膜を10%NaOH/メタノール(重量比1/1)
中70℃において1畑時間加水分解したのち、47%臭
化水素酸ノフェノールの系で処理し、表層部のみが−0
一CF2−COO印こ転換し、内部はなる構造を残存せ
しめた。
もちろん、池層はスルホン酸基であることは表面赤外ス
ペクトルの測定によって確認した。
このようにして得られた腸イオン交換膜をエタノール中
室温下2餌時間浸潰したのち、ガラス板にはさみ110
ooにおいて1時間加熱した。該膜をブタジェンー1ー
カルボン酸のエーテル溶液(4仇の%)中に2日浸潰し
たのち、膜を取り出し、表面をきれいにふきとりガラス
板にはさみ110℃において1時間部分重合し、さらに
グリセリン中に浸潰した。
浸漬後、該膜をガラス板、ゴム板、ポリエステルシート
から成る平滑板にはさみ110℃において1虫時間加熱
処理した。このようにして得られた膜を実施例10と同
じ条件で通電した。電流効率は93%、電圧は4.0V
であった。なお、本発明の処理を施していない陽イオン
交換膜の電流効率は92%、電圧は4.5Vであった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 スルホン酸基および一種またはそれ以上のスルホン
    酸基より酸性度の弱い陽イオン交換基を有する、フロロ
    カーボン重合体より成る陽イオン交換膜であってスルホ
    ン酸基の、全交換基数に対する割合が、一方の面の表層
    部(A層)において、他方の面の表層部(B層)よりも
    大きいことを特徴とする陽イオン交換膜にカルボン酸基
    またはカルボン酸基に転換し得る基を結合しているジエ
    ン誘導体を含浸し、部分重合せしめたのち、該膜を水と
    混和性がありかつ760mmHg下で30℃以上の沸点
    を有する有機溶媒中に浸漬したのち、該膜を平滑板には
    さみ50℃〜180℃の範囲で加熱処理することおよび
    カルボン酸基に転換し得る基を結合しているジエン誘導
    体を用いたときはさらにカルボン酸基に転換することを
    特徴とする陽イオン交換膜の製造方法。 2 陽イオン交換膜のB層が−O‐CF_2‐COOM
    (MはH、アルカリ金属またはアンモニウムイオン)を
    含み、残余の部分が、−O−CF_2−CF_2−SO
    _3M(Mは上記と同一)を有する陽イオン交換膜を使
    用することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 3 陽イオン交換膜のB層が−SO_2NMR{MはH
    、アルカリ金属またはアンモニウムイオン、Rは−C_
    nH_2_n_+_1(nは0〜6の整数)、−C_m
    H_2_mCOOM(mは1〜8の整数、Mは上記と同
    一)、フエニル基または▲数式、化学式、表等がありま
    す▼ (Pは0〜3 の整数)}を含み、残余の部分が−SO_3M(Mは上
    記と同一)である特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 陽イオン交換膜のB層が−O−CF_2−COOM
    (Mは上記と同一)および▲数式、化学式、表等があり
    ます▼ (Mは上 記と同一)を含み、残余の部分が−O−CF_2−CF
    _2−SO_3M(Mは上記と同一)である特許請求の
    範囲第1項記載の方法。 5 陽イオン交換膜のB面が、リン酸基を含む特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 6 陽イオン交換膜が、交換容量の異なる2つの部分か
    らなっておりB層が、交換容量の低い側に設けられる特
    許請求の範囲第1項記載の方法。 7 陽イオン交換膜を有機溶媒で膨潤したのち、該膜か
    ら該溶媒を除去した該膜を用いることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の方法。 8 陽イオン交換膜を有機溶媒で膨潤したのち、該膜を
    加熱処理した膜を用いることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の方法。 9 有機溶媒で膨潤させたのち、平滑板に該膜を挟持さ
    せて処理することを特徴とする特許請求の範囲第7、お
    よび8項記載の方法。 10 有機溶媒として水に対する溶解度が室温下におい
    て0.1g/100g・H_2O以上であるものを用い
    ることを特徴とする特許請求の範囲第7および8項記載
    の方法。 11 加熱処理を60℃〜120℃の範囲で行うことを
    特徴とする特許請求の範囲第8項記載の方法。 12 カルボン酸基またはカルボン酸基に転換できうる
    基を結合しているジエン誘導体が共役ジエン誘導体、ま
    たは非共役ジエン誘導体である特許請求の範囲第1項記
    載の方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0526525B2 (ja) * 1985-05-13 1993-04-16 Babcock Hitachi Kk

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4381983A (en) * 1980-06-02 1983-05-03 Ppg Industries, Inc. Solid polymer electrolyte cell
US4299674A (en) * 1980-06-02 1981-11-10 Ppg Industries, Inc. Process for electrolyzing an alkali metal halide using a solid polymer electrolyte cell
JP4201599B2 (ja) * 2001-02-07 2008-12-24 旭化成ケミカルズ株式会社 イオン交換樹脂膜及びその製造方法
FR2948121B1 (fr) * 2009-07-15 2011-08-05 Commissariat Energie Atomique Copolymeres fluores, membranes preparees a partir de ceux-ci et dispositif de pile a combustible comprenant ces membranes
CN106731872A (zh) * 2009-11-02 2017-05-31 Itm动力(研究)有限公司 离子型膜的制备
CN117186475B (zh) * 2023-11-07 2024-02-09 华中科技大学 一种用于碱性液流电池的有机羧酸醚改性阳离子交换膜的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3647086A (en) * 1969-07-09 1972-03-07 Tokuyama Soda Kk Cation exchange membrane and method of making same
US3784399A (en) * 1971-09-08 1974-01-08 Du Pont Films of fluorinated polymer containing sulfonyl groups with one surface in the sulfonamide or sulfonamide salt form and a process for preparing such
JPS5329290A (en) * 1976-08-31 1978-03-18 Toyo Soda Mfg Co Ltd Production of cation exchange membrane

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0526525B2 (ja) * 1985-05-13 1993-04-16 Babcock Hitachi Kk

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