KR100756457B1 - Block copolymers containing perfluorocyclobutane rings and electrolyte membranes using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 퍼플루오로싸이클로부탄기를 포함하는 블록 공중합체, 그의 제조방법 및 이를 포함하는 전해질막에 관한 것이다. 본 발명에 따른 퍼플루오로싸이클로부탄기를 포함하는 블록 공중합체는 제조가 용이하고, 이를 포함하는 전해질막은 우수한 수소이온 전도도 및 기계적 물성을 가질 뿐만 아니라, 고분자 골격내에 산기(술폰산기 등)의 분포, 위치, 및 수 등의 제어가 가능하고, 산기의 증가에 따른 막 물성의 저하가 없어 다양한 막의 소재로 사용될 수 있으며, 특히 연료전지의 전해질막 등에 바람직하게 사용될 수 있는 장점이 있다. The present invention relates to a block copolymer comprising a perfluorocyclobutane group, a preparation method thereof and an electrolyte membrane including the same. The block copolymer comprising a perfluorocyclobutane group according to the present invention is easy to manufacture, and the electrolyte membrane including the same has excellent hydrogen ion conductivity and mechanical properties, as well as distribution of acid groups (sulfonic acid groups, etc.) in the polymer skeleton, It is possible to control the position, number, etc., there is no deterioration of the membrane properties due to the increase in acid groups can be used as a material of a variety of membranes, in particular there is an advantage that can be preferably used in the electrolyte membrane of the fuel cell.

퍼플루오로싸이클로부탄기, 후술폰화, 멀티블록 공중합체, 전해질막, 연료전지, 수소이온 전도도 Perfluorocyclobutane groups, fonned later, multiblock copolymers, electrolyte membranes, fuel cells, hydrogen ion conductivity

Description

퍼플루오로싸이클로부탄기를 포함하는 블록 공중합체 및 이를 이용한 전해질막 {Block copolymers containing perfluorocyclobutane rings and electrolyte membranes using the same} Block copolymer containing perfluorocyclobutane group and electrolyte membrane using the same {Block copolymers containing perfluorocyclobutane rings and electrolyte membranes using the same}

도 1 및 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조한 퍼플루오로싸이클로부탄기를 포함하는 후술폰화 멀티블록 공중합체의 수소이온 전도도를 측정한 결과를 도시한 그래프. 1 and 2 are graphs showing the results of measuring the hydrogen ion conductivity of a fonated multiblock copolymer described below including a perfluorocyclobutane group prepared according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 퍼플루오로싸이클로부탄기를 포함하는 블록 공중합체, 그의 제조방법 및 이를 포함하는 전해질막에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 제조가 용이하고, 이를 포함하는 전해질막은 우수한 수소이온 전도도 및 기계적 물성을 가질 뿐만 아니라, 고분자 골격내에 술폰산기 등의 산기의 분포, 위치, 및 수 등의 제어가 가능하고, 산기의 증가에 따른 막 물성의 저하가 없어 효과적으로 막을 제조할 수 있는 퍼플루오로싸이클로부탄기를 포함하는 멀티블록 공중합체 및 그의 제조방법, 이를 포함하는 전해질막 및 연료전지에 관한 것이다. The present invention relates to a block copolymer comprising a perfluorocyclobutane group, a preparation method thereof and an electrolyte membrane including the same. More specifically, it is easy to manufacture, and the electrolyte membrane including the same not only has excellent hydrogen ion conductivity and mechanical properties, but also controls distribution, position, and number of acid groups such as sulfonic acid group in the polymer skeleton, The present invention relates to a multiblock copolymer comprising a perfluorocyclobutane group capable of effectively producing a membrane without deterioration of membrane properties due to an increase thereof, and a method of manufacturing the same, and an electrolyte membrane and a fuel cell including the same.

연료전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 에너지 변환시스템으로서 폭발적인 전기수요의 증가로 인한 대체 에너지 개발의 필요성, 높은 에너지 효율성 및 오염물 배출이 적은 친환경적인 특징을 가지고 있어 활발한 연구가 진행 중이다. 연료전지는 사용하는 전해질 재료 또는 운전 온도에 따라 분류되는데, 이중에서 고분자 전해질 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cell, PEMFC)는 전력과 열을 동시에 공급하는 소형 복합발전에 사용할 수 있으며, 다른 유형의 연료전지에 비해 에너지변환 특성과 전력밀도 특성이 우수하고, 저온작동이 가능하며, 기계적인 충격에 대한 안정성 등 많은 장점을 가지고 있어 자동차 및 전자부품의 동력원으로 각광 받고 있다. Fuel cell is an energy conversion system that converts chemical energy into electrical energy, and is actively researched due to its environmentally friendly features, which require the development of alternative energy due to the explosive increase in electric demand, high energy efficiency and low pollutant emission. Fuel cells are classified according to the electrolyte material or operating temperature used. Among them, polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) can be used for small combined cycle power generation that supplies power and heat simultaneously. Compared to the battery, it has excellent energy conversion characteristics and power density characteristics, can operate at low temperature, and has many advantages such as stability against mechanical shock, and thus, has been in the spotlight as a power source for automobiles and electronic components.

이러한 고분자 전해질막은 높은 이온전도성, 산화환원에 대한 안전성, 및 높은 기계적인 강도 등이 요구되는데, 현재 전불소계 이온교환막인 듀폰(Dupont) 사의 나피온(NafionTM, 아사이 케미칼(Asahi Chemical) 사의 아시프렉스(AciplexTM) 같은 연료전지 막들이 상용화 되어있다. 그러나 이러한 전불소계 고분자 전해질막은 우수한 성능에 반하여 가격이 높으며, 80℃ 이상에서의 효율이 감소되는 단점이 있다. 또한 이러한 막을 직접메탄올 연료전지(Direct methanol fuel cell, DMFC)에 사용하였을 경우, 위의 열거한 단점 외에 메탄올이 막을 통해 산화전극에서 환원전 극으로 분출되는(methanol crossover) 단점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이러한 과불소계막을 비불소계막 혹은 부분불소계막으로 대체하려는 연구가 다양하게 진행되고 있다. Such polymer electrolyte membranes require high ionic conductivity, redox safety, and high mechanical strength.Nafion TM (Afionx, Asahi Chemical) of Dupont, an all-fluorine ion exchange membrane, is presently required. Fuel cell membranes such as (Aciplex ) are commercially available, but these all-fluorine polymer electrolyte membranes are expensive in terms of their excellent performance and have a disadvantage in that the efficiency is reduced above 80 ° C. When used in methanol fuel cell (DMFC), in addition to the drawbacks listed above, methanol has a disadvantage of being methanol crossover from the anode through the membrane. Various studies have been made to replace fluorine-based or partial fluorine-based films.

미국특허 제6,559,237호는 고분자 전해질막으로 부분불소계인 퍼플루오로싸이클로부탄 막의 후처리 술폰화 공정에 대하여 개시하고 있다. 그러나 상기의 후처리 술폰화 방법은 고분자 골격의 술폰산기의 분포, 위치, 및 수 등의 제어가 어렵고, 술폰산기가 증가할수록 막의 물 함량이 늘어나 전해질막의 물성이 저하된다는 문제점이 있었다. U. S. Patent No. 6,559, 237 discloses a post-treatment sulfonation process of a perfluorocyclobutane membrane which is a partially fluorine based polymer electrolyte membrane. However, the post-treatment sulfonation method is difficult to control the distribution, position, and number of sulfonic acid groups in the polymer skeleton, and as the sulfonic acid group increases, the water content of the membrane increases, thereby deteriorating the properties of the electrolyte membrane.

미국특허 제5,602,185호는 부분불소계인 트리플루오로스티렌 유도체를 랜덤 공중합시켜 고분자 전해질막을 제조하는 공정에 대하여 개시하고 있다. 그러나 상기의 방법은 제조과정에서 팔라듐촉매를 사용하므로 단량체의 제조가격이 너무 비싸고. 폴리스티렌자체의 경직된 구조로 인해 기계적 물성이 나쁘며, 고분자 골격의 술폰산기의 분포, 위치, 및 수 등의 제어가 어렵고. 술폰산기가 증가할수록 막의 물 함량이 늘어나 전해질막의 물성이 저하된다는 문제점이 있었다. U.S. Patent No. 5,602,185 discloses a process for preparing a polymer electrolyte membrane by random copolymerization of a trifluorostyrene derivative which is partially fluorine. However, the above method uses a palladium catalyst in the manufacturing process, so the production cost of the monomer is too expensive. Due to the rigid structure of the polystyrene itself, the mechanical properties are poor, and it is difficult to control the distribution, position, and number of sulfonic acid groups in the polymer skeleton. As the sulfonic acid group increases, the water content of the membrane increases, thereby deteriorating the physical properties of the electrolyte membrane.

또한 미국특허 제6,090,895호는 술폰화 폴리에테르케톤, 술폰화 폴리에테르술폰, 및 술폰산 폴리스티렌 등의 술폰화된 고분자의 가교공정에 대하여 개시하고 있다. 그러나 상기 가교 결합된 술폰산 고분자로부터 대량으로 박막을 제조하는 경우 적절하게 가공하는 효과적인 방법을 제안하지 못하였다. U.S. Patent No. 6,090,895 also discloses a crosslinking process of sulfonated polymers such as sulfonated polyetherketones, sulfonated polyethersulfones, and sulfonic acid polystyrenes. However, when preparing a thin film in a large amount from the cross-linked sulfonic acid polymer, it did not suggest an effective method for properly processing.

한편, 유럽특허공개공보 제1,113,517 A2호는 술폰산기를 가진 블록 및 술폰 산기를 가지지 않는 블록 공중합체 고분자 전해질막에 대하여 개시하고 있다. 지방족 블록과 방향족 블록으로 구성된 블록 공중합체를 황산을 사용하여 방향족 블록을 술폰화하였으나, 술폰화 과정에서 지방족 고분자 결합이 화학적으로 분해되는 등의 문제점이 있었다. On the other hand, EP 1,113,517 A2 discloses a block copolymer polymer electrolyte membrane having no sulfonic acid group and a block having sulfonic acid group. The sulfonated aromatic block using sulfuric acid is a block copolymer composed of an aliphatic block and an aromatic block, but there is a problem in that the aliphatic polymer bond is chemically decomposed during the sulfonation process.

또한 미국특허공개공보 제2004-186262호는 탄화수소로 이루어진 소수성 블록과 친수성 블록이 교대로 이루어진 멀티블록 공중합체 고분자 전해질막의 제조방법에 대해 개시하고 있다. 상기 방법은 멀티블록 공중합체의 낮은 용해도로 인하여 박막 제조시 -SO3K 형태의 공중합체를 씨오닐클로라이드를 사용하여 -SO2Cl 로 전환시켜 고분자 막에 수소이온 전도성을 부여하였다. 그러나 상기 방법은 제조공정이 복잡하고, 제조과정 중 유독성의 문제점이 있으며, 고분자 박막의 기계적 집적도 (mechanical integrity)가 연료전지 구동시 요구되는 수준에 미치지 못한다는 문제점이 있었다. In addition, US Patent Publication No. 2004-186262 discloses a method for producing a multiblock copolymer polymer electrolyte membrane in which hydrophobic blocks made of hydrocarbons and hydrophilic blocks are alternately made. The method converts the -SO 3 K type copolymer into -SO 2 Cl using cionyl chloride to give hydrogen ion conductivity to the polymer membrane due to the low solubility of the multiblock copolymer. However, the method has a problem in that the manufacturing process is complicated, there is a problem of toxicity during the manufacturing process, and the mechanical integrity of the polymer thin film does not reach the level required for driving the fuel cell.

본 발명자들은 상기와 같은 종래의 고분자의 단점을 향상시키기 위하여 연구 노력한 결과, 퍼플루오로비닐옥시 그룹을 양말단에 포함하는 친수성 단량체 및 비술폰화된 소수성 단량체를 이용하면 간편히 친수성 및 소수성 올리고머를 제조할 수 있고, 특히 퍼플루오로비닐옥시 그룹을 양말단에 포함하는 술폰화활성이 높은 단량체와 술폰화활성이 낮은 단량체로부터 각각 블록 올리고머를 합성하여 블록 공 중합체를 합성한 후에 후술폰화시키면 용이하게 술폰화된 멀티블록 공중합체를 제조할 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하였다. The present inventors have made efforts to improve the disadvantages of the conventional polymer as described above, using a hydrophilic monomer and an unsulfonated hydrophobic monomer containing a perfluorovinyloxy group in the sock end can easily prepare a hydrophilic and hydrophobic oligomer In particular, a block oligomer may be synthesized from a monomer having a high sulfonation activity and a monomer having a low sulfonation activity, in which a perfluorovinyloxy group is included in a sock end, to synthesize a block copolymer. The present invention has been accomplished by knowing that multiblock copolymers can be prepared.

따라서 본 발명의 목적은 제조가 용이하고, 우수한 수소이온 전도도 및 기계적 물성을 가지며, 화학적으로 안정한 블록 공중합체, 특히 후술폰화된 블록 공중합체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a block copolymer which is easy to manufacture, has excellent hydrogen ion conductivity and mechanical properties, and is chemically stable, in particular, a fonned block copolymer described below and a method for producing the same.

본 발명의 다른 목적은 고분자 골격 내에 술폰산기의 분포, 위치, 및 수 등을 제어할 수 있고, 우수한 수소이온 전도도를 가지며, 기계적 물성 및 화학적 안정성이 우수하며, 술폰산기의 증가에 따른 막 물성의 저하가 없는 상기 블록 공중합체를 포함하는 전해질막 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to control the distribution, position, and number of sulfonic acid groups in the polymer skeleton, have excellent hydrogen ion conductivity, excellent mechanical properties and chemical stability, and membrane properties with the increase of sulfonic acid groups It is to provide an electrolyte membrane comprising the block copolymer without deterioration and a method of manufacturing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 전해질막을 포함하는 연료전지를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a fuel cell including the electrolyte membrane.

본 발명은 하기 화학식 1로 표현되는 반복단위 및 하기 화학식 4로 표현되는 반복단위를 포함하는 블록 공중합체 (I)을 제공한다. The present invention provides a block copolymer (I) comprising a repeating unit represented by the following formula (1) and a repeating unit represented by the following formula (4).

(-R-P-Q-P-) (-R-P-Q-P-)

(-R"-P-Q-P-) (-R "-P-Q-P-)

상기 식에서, Where

-P-는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -SO-, SO2-, -CO-, -NH-, -NR1-, 및 -R2-로 이루어진 그룹 중에서 선택되고, 여기서 R1은 탄소수 1 내지 25의 알킬 또는 아릴을 나타내며, R2는 탄소수 1 내지 25의 알킬렌 또는 아릴렌을 나타내고, Each -P- is independently selected from the group consisting of -O-, -S-, -SO-, SO 2- , -CO-, -NH-, -NR 1- , and -R 2- , wherein R 1 represents alkyl or aryl having 1 to 25 carbon atoms, R 2 represents alkylene or arylene having 1 to 25 carbon atoms,

-Q-는 각각 독립적으로 1,2-퍼플루오로사이클로부틸렌(C4F6)을 나타내며, -Q- each independently represent 1,2-perfluorocyclobutylene (C 4 F 6 ),

R은 상기 그룹 -Q-를 형성함에 있어서 다른 화학반응을 유도하지 않는 비치환된 또는 불활성 그룹으로 치환된 방향족 그룹이고, R is an aromatic group substituted with an unsubstituted or inert group that does not induce other chemical reactions in forming the group -Q-,

R"은 하나 이상의 -PO3H2 또는 -SO3H로 치환된 하나 이상의 벤젠고리를 포함하는 방향족 그룹이다.R ″ is an aromatic group comprising one or more benzene rings substituted with one or more —PO 3 H 2 or —SO 3 H.

상기식에서 -P-는 각각 -O- 또는 -S-를 나타내는 것이 바람직하고, R1은 탄소수 1 내지 3의 알킬을 나타내는 것이 바람직하며, R2는 탄소수 1 내지 3의 알킬렌을 나타내는 것이 바람직하다. In the formula, -P- preferably represents -O- or -S-, R 1 preferably represents alkyl of 1 to 3 carbon atoms, and R 2 preferably represents alkylene of 1 to 3 carbon atoms. .

또한 R 또는 R"이 둘 이상의 벤젠 고리를 포함하고 있는 경우 이들의 벤젠 고리는 각각 직접 연결되어 있거나, -O-, -S-, -(CH2)-, -(C(O))-, -(S(O)2)-, -(-P(O))-, -(Si(CH3)2)-, -(C(CH3)2)-, -(C(CF3)2)- 또는 -(Si(C6H5)2)-로 연결되어 있는 것이 바람직하다. In addition, when R or R "includes two or more benzene rings, these benzene rings are each directly connected, or -O-, -S-,-(CH 2 )-,-(C (O))-, -(S (O) 2 )-,-(-P (O))-,-(Si (CH 3 ) 2 )-,-(C (CH 3 ) 2 )-,-(C (CF 3 ) 2 It is preferred to be connected by)-or-(Si (C 6 H 5 ) 2 )-.

본 발명에 따른 상기 블록 공중합체 (I)은 산치환체(acid substituents)를 포함하지 않는 소수성 블록(화학식 1)과 산치환체를 포함하는 친수성 블록(화학식 4)이 중합된 후, 산치환체 부분이 산으로 전환되어 이루어지며, 따라서 박막의 기계적 집적도를 유지시켜주는 소수성 블록과 박막에 이온전도성을 부여하는 친수성 블록이 교대로 화학적 결합으로 이어지는 구조를 가진다.In the block copolymer (I) according to the present invention, after the hydrophobic block (Formula 1) containing no acid substituents and the hydrophilic block (Formula 4) containing an acid substituent are polymerized, the acid substituent moiety is acid. The hydrophobic block that maintains the mechanical integrity of the thin film and the hydrophilic block that imparts ion conductivity to the thin film alternately lead to chemical bonding.

상기 소수성 블록의 치환체 R의 구체적인 예로는

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,
Figure 112006080214465-pat00002
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Figure 112006080214465-pat00003
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Figure 112006080214465-pat00004
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Figure 112006080214465-pat00008
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Figure 112006080214465-pat00013
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,
Figure 112006080214465-pat00018
Figure 112006080214465-pat00019
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 방향족 화합물 등을 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 보다 바람직한 치환체 R은
Figure 112006080214465-pat00020
,
Figure 112006080214465-pat00021
,
Figure 112006080214465-pat00022
Figure 112006080214465-pat00023
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방향족 화합물이다. Specific examples of the substituent R of the hydrophobic block
Figure 112006080214465-pat00001
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Figure 112006080214465-pat00002
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Figure 112006080214465-pat00003
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Figure 112006080214465-pat00004
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Figure 112006080214465-pat00005
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Figure 112006080214465-pat00009
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Figure 112006080214465-pat00010
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Figure 112006080214465-pat00011
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Figure 112006080214465-pat00016
,
Figure 112006080214465-pat00017
,
Figure 112006080214465-pat00018
And
Figure 112006080214465-pat00019
One or more aromatic compounds selected from the group consisting of, but is not limited thereto. More preferred substituent R is
Figure 112006080214465-pat00020
,
Figure 112006080214465-pat00021
,
Figure 112006080214465-pat00022
And
Figure 112006080214465-pat00023
Aromatic compounds selected from the group consisting of:

상기 친수성 블록의 치환체 R"의 구체적인 예는

Figure 112006080214465-pat00024
,
Figure 112006080214465-pat00025
,
Figure 112006080214465-pat00026
,
Figure 112006080214465-pat00027
,
Figure 112006080214465-pat00028
,
Figure 112006080214465-pat00029
,
Figure 112006080214465-pat00030
,
Figure 112006080214465-pat00031
,
Figure 112006080214465-pat00032
,
Figure 112006080214465-pat00033
,
Figure 112006080214465-pat00034
,
Figure 112006080214465-pat00035
,
Figure 112006080214465-pat00036
,
Figure 112006080214465-pat00037
,
Figure 112006080214465-pat00038
Figure 112006080214465-pat00039
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 방향족 화합물 R'의 하나 이상의 벤젠환이 하나 이상의 -PO3H2 또는 -SO3H로 치환된 방향족 화합물을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 식에서 A는 -NO2, 또는 -CF3을 나타낸다. 보다 바람직한 치환체 R"는
Figure 112006080214465-pat00040
,
Figure 112006080214465-pat00041
,
Figure 112006080214465-pat00042
Figure 112006080214465-pat00043
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 방향족 화합물 R'의 벤젠환이 하나 이상의 -PO3H2 또는 -SO3H로 치환된 방향족 화합물이다.Specific examples of the substituent R ″ of the hydrophilic block
Figure 112006080214465-pat00024
,
Figure 112006080214465-pat00025
,
Figure 112006080214465-pat00026
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Figure 112006080214465-pat00027
,
Figure 112006080214465-pat00028
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Figure 112006080214465-pat00029
,
Figure 112006080214465-pat00030
,
Figure 112006080214465-pat00031
,
Figure 112006080214465-pat00032
,
Figure 112006080214465-pat00033
,
Figure 112006080214465-pat00034
,
Figure 112006080214465-pat00035
,
Figure 112006080214465-pat00036
,
Figure 112006080214465-pat00037
,
Figure 112006080214465-pat00038
And
Figure 112006080214465-pat00039
An aromatic compound in which at least one benzene ring of at least one aromatic compound R 'selected from the group consisting of is substituted with at least one -PO 3 H 2 or -SO 3 H, but is not limited thereto. In the formula, A represents -NO 2 , or -CF 3 . More preferred substituent R ″
Figure 112006080214465-pat00040
,
Figure 112006080214465-pat00041
,
Figure 112006080214465-pat00042
And
Figure 112006080214465-pat00043
The benzene ring of at least one aromatic compound R 'selected from the group consisting of is an aromatic compound substituted with at least one -PO 3 H 2 or -SO 3 H.

본 발명에 따른 블록 공중합체는 특히 하기 화학식 5의 반복단위를 포함하는 것이 바람직하다. In particular, the block copolymer according to the present invention preferably includes a repeating unit represented by the following Chemical Formula 5.

Figure 112006080214465-pat00044
Figure 112006080214465-pat00044

상기식에서, R 및 R"은 각각 상기에서 정의한 바와 같고, Wherein R and R "are each as defined above,

n 및 m은 각각 1 내지 10,000의 정수이다. n and m are each an integer of 1 to 10,000.

본 발명은 또한 술폰화활성이 높은 방향족 화합물을 함유하는 블록과 술폰화활성이 낮은 방향족 화합물을 함유하는 블록을 포함하는 블록 공중합체(II)를 제공 한다. The present invention also provides a block copolymer (II) comprising a block containing an aromatic compound having a high sulfonating activity and a block containing an aromatic compound having a low sulfonating activity.

이 경우 상기 화학식 1로 표현되는 반복단위의 치환체 R은

Figure 112006080214465-pat00045
,
Figure 112006080214465-pat00046
,
Figure 112006080214465-pat00047
,
Figure 112006080214465-pat00048
Figure 112006080214465-pat00049
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 술폰화 활성이 낮은 방향족 화합물을 나타내는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는
Figure 112006080214465-pat00050
,
Figure 112006080214465-pat00051
또는
Figure 112006080214465-pat00052
로부터 선택되는 방향족 화합물을 나타내는 것이다. In this case, the substituent R of the repeating unit represented by Formula 1 is
Figure 112006080214465-pat00045
,
Figure 112006080214465-pat00046
,
Figure 112006080214465-pat00047
,
Figure 112006080214465-pat00048
And
Figure 112006080214465-pat00049
It is preferable to represent one or more sulfonated low aromatic compounds selected from the group consisting of, more preferably
Figure 112006080214465-pat00050
,
Figure 112006080214465-pat00051
or
Figure 112006080214465-pat00052
It represents an aromatic compound selected from.

또한 상기 화학식 4로 표현되는 반복단위의 치환체 R"는

Figure 112006080214465-pat00053
,
Figure 112006080214465-pat00054
,
Figure 112006080214465-pat00055
,
Figure 112006080214465-pat00056
,
Figure 112006080214465-pat00057
,
Figure 112006080214465-pat00058
,
Figure 112006080214465-pat00059
,
Figure 112006080214465-pat00060
,
Figure 112006080214465-pat00061
,
Figure 112006080214465-pat00062
,
Figure 112006080214465-pat00063
,
Figure 112006080214465-pat00064
,
Figure 112006080214465-pat00065
Figure 112006080214465-pat00066
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 술폰화 활성이 높은 방향족 화합물 R'의 벤젠환이 하나 이상의 -SO3H로 치환된 방향족 화합물을 나타내는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는
Figure 112006080214465-pat00067
또는
Figure 112006080214465-pat00068
로부터 선택된 방향족 화합물 R'의 벤젠환이 하나 이상의 -SO3H로 치환된 방향족 화합물을 나타내는 것이다. In addition, the substituent R ″ of the repeating unit represented by Formula 4 is
Figure 112006080214465-pat00053
,
Figure 112006080214465-pat00054
,
Figure 112006080214465-pat00055
,
Figure 112006080214465-pat00056
,
Figure 112006080214465-pat00057
,
Figure 112006080214465-pat00058
,
Figure 112006080214465-pat00059
,
Figure 112006080214465-pat00060
,
Figure 112006080214465-pat00061
,
Figure 112006080214465-pat00062
,
Figure 112006080214465-pat00063
,
Figure 112006080214465-pat00064
,
Figure 112006080214465-pat00065
And
Figure 112006080214465-pat00066
It is preferable that the benzene ring of one or more sulfonated highly active aromatic compounds R 'selected from the group consisting of represents an aromatic compound substituted with one or more -SO 3 H, more preferably.
Figure 112006080214465-pat00067
or
Figure 112006080214465-pat00068
The benzene ring of the aromatic compound R 'selected from represents an aromatic compound substituted with at least one -SO 3 H.

본 발명에 따른 상기 후술폰화된 블록 공중합체 (Ⅱ)는 술폰화 활성이 높은 단량체 혹은 블록 올리고머와 술폰화 활성이 낮은 단량체 혹은 블록 올리고머를 이용하여 중합한 후 후술폰화 시켜줌으로써, 박막의 기계적 집적도를 유지시켜주는 술폰화 활성이 낮은 블록과 박막에 이온전도성을 부여하는 술폰화된 블록 올리고머가 교대로 화학적 결합으로 이어지게 된다. The later-fonned block copolymer (II) according to the present invention is polymerized using a monomer or a block oligomer having a high sulfonation activity and a monomer or a block oligomer having a low sulfonation activity and then fonned later, thereby increasing the mechanical density of the thin film. Blocks with low sulfonation activity to maintain and sulfonated block oligomers that impart ionic conductivity to the thin film alternately lead to chemical bonding.

한편 본 발명에 따른 상기 블록 공중합체는 화학식 1로 표현되는 반복단위를 포함하는 블록의 중량평균분자량이 500 내지 500,000 (g/mol)이고, 화학식 4로 표현되는 반복단위를 포함하는 블록의 중량평균분자량은 500 내지 500,000 (g/mol)인 것이 바람직하다. 각각의 중량평균 분자량이 500(g/mol) 미만인 경우 블록의 크기가 작아 블록 공중합체를 형성하기 어려우며 제조된 막의 기계적 집적도가 떨어지거나, 500,000 (g/mol)을 초과하면 블록의 크기가 너무 커서 블록의 크기 조절이 쉽지 않다.Meanwhile, the block copolymer according to the present invention has a weight average molecular weight of 500 to 500,000 (g / mol) of a block including a repeating unit represented by Formula 1, and a weight average of a block including a repeating unit represented by Formula 4 It is preferable that the molecular weight is 500-500,000 (g / mol). When the weight average molecular weight of each is less than 500 (g / mol), the block size is difficult to form a small block copolymer, the mechanical density of the prepared film is reduced, or if the exceeds 500,000 (g / mol) block size is too large Resizing blocks is not easy.

또한, 본 발명은 상기 블록 공중합체 (I)를 제조하는 방법을 제공하는 바, 상기 제조방법은 (i) 소수성 블록과 친수성 블록으로부터 제조하는 방법, (ii) 소수성 블록과 친수성 단량체로부터 제조하는 방법, 및 (iii) 소수성 단량체와 친수성 블록으로부터 제조하는 방법으로 나눌 수 있다. In addition, the present invention provides a method for producing the block copolymer (I), wherein the preparation method comprises: (i) a method of preparing from a hydrophobic block and a hydrophilic block, and (ii) a method of preparing from a hydrophobic block and a hydrophilic monomer. And (iii) a method for preparing from hydrophobic monomers and hydrophilic blocks.

보다 구체적으로 상기 소수성 블록과 친수성 블록으로부터 제조하는 방법 (i)은,More specifically, the method (i) prepared from the hydrophobic block and the hydrophilic block,

a) 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 6의 방향족 단량체를 중합하여 하기 화학식 7의 소수성 블록 올리고머를 제조하는 단계; a) preparing a hydrophobic block oligomer of Chemical Formula 7 by polymerizing an aromatic monomer of Chemical Formula 6 including a perfluorovinyl oxy group in a sock end;

b) 산치환체 그룹을 가지고 있고, 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 8의 방향족 단량체를 중합하여 하기 화학식 9의 친수성 블록 올리고머를 제조하는 단계; b) preparing an hydrophilic block oligomer represented by the following Chemical Formula 9 by polymerizing an aromatic monomer represented by the following Chemical Formula 8 having an acid-substituted group and including a perfluorovinyl oxy group in a sock end;

c) 상기 a)단계에서 제조된 소수성 블록 올리고머 및 b)단계에서 제조된 친수성 블록 올리고머를 반응시켜 하기 화학식 10의 산치환체 블록 공중합체를 제조 하는 단계; 및 c) reacting the hydrophobic block oligomer prepared in step a) and the hydrophilic block oligomer prepared in step b) to prepare an acid-substituted block copolymer represented by Chemical Formula 10; And

d) 상기 c) 단계에서 제조된 산치환체 블록 공중합체의 산치환체 그룹(R'")을 산 그룹(R")으로 전환시키는 단계 d) converting the acid substituent group (R ′ ″) of the acid substituent block copolymer prepared in step c) to an acid group (R ″).

를 포함한다. It includes.

F2C=FC-P-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-PRP-CF = CF 2

F2C=FC-P-(-R-P-Q-P-)n'-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-RPQP-) n ' -RP-CF = CF 2

F2C=FC-P-R'"-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-R '"-P-CF = CF 2

F2C=FC-P-(-R'"-P-Q-P-)m'-R'"-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-R '"-PQP-) m' -R '"-P-CF = CF 2

-(-R-P-Q-P-)n-(-R'"-P-Q-P-)m- -(-RPQP-) n -(-R '"-PQP-) m-

상기에서, P, Q, R, 및 R"은 각각 상기 화학식 1 및 4에서 정의한 바와 같고, In the above, P, Q, R, and R "are as defined in Formula 1 and 4, respectively,

R'" 은 -SO2Cl, -SO2F, -SO3 -M, -P(O)(OA)2, -PO3H-M+ 및 -PO3 2 -2M+ (여기서, A 는 탄소수 1 내지 4의 알킬이고, 보다 바람직하게는 메틸 또는 에틸이고, M 은 알 칼리금속, 보다 바람직하게는 Na 또는 K임)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 산치환체 그룹으로 치환된 하나 이상의 벤젠고리를 포함하는 방향족 그룹이며, R '"is -SO 2 Cl, -SO 2 F, -SO 3 - M +, -P (O) (OA) 2, -PO 3 H - M + and -PO 3 2 - 2M + (wherein, A Is alkyl having 1 to 4 carbon atoms, more preferably methyl or ethyl, and M is an alkali metal, more preferably Na or K) at least one benzene ring substituted with at least one acid substituent group selected from the group consisting of An aromatic group containing

n, m, n' 및 m'은 각각 1 내지 10,000의 정수이다. n, m, n 'and m' are each an integer of 1 to 10,000.

또한 소수성 블록과 친수성 단량체로부터 제조하는 방법 (ii)는Also, the process (ii) prepared from hydrophobic blocks and hydrophilic monomers

a) 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 6의 방향족 단량체를 중합하여 하기 화학식 7의 소수성 블록 올리고머를 제조하는 단계; a) preparing a hydrophobic block oligomer of Chemical Formula 7 by polymerizing an aromatic monomer of Chemical Formula 6 including a perfluorovinyl oxy group in a sock end;

b) 산치환체 그룹을 가지고 있고, 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 8의 방향족 단량체를 상기 a) 단계에서 제조된 소수성 블록 올리고머와 중합하여 하기 화학식 10의 산치환체 블록 공중합체를 제조하는 단계; 및 b) an acid-substituted block copolymer represented by the following Chemical Formula 10 by polymerizing an aromatic monomer of the following Chemical Formula 8 having an acid-substituted group and including a perfluorovinyl oxy group in the sock end with the hydrophobic block oligomer prepared in step a) Preparing a; And

c) 상기 b) 단계에서 제조된 산치환체 블록 공중합체의 산치환체 그룹(R'")을 산 그룹(R")으로 전환시키는 단계를 포함한다.c) converting the acid substituent group (R ′ ″) of the acid substituent block copolymer prepared in step b) to an acid group (R ″).

[화학식 6] [Formula 6]

F2C=FC-P-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-PRP-CF = CF 2

[화학식 7] [Formula 7]

F2C=FC-P-(-R-P-Q-P-)n'-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-RPQP-) n ' -RP-CF = CF 2

[화학식 8] [Formula 8]

F2C=FC-P-R'"-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-R '"-P-CF = CF 2

[화학식 10] [Formula 10]

-(-R-P-Q-P-)n-(-R'"-P-Q-P-)m- -(-RPQP-) n -(-R '"-PQP-) m-

상기에서, P, Q, R, R", R'", n', n 및 m은 각각 상기 방법 i)에서 정의한 바와 같다. In the above, P, Q, R, R ", R '", n', n and m are as defined in the above method i), respectively.

한편, 소수성 단량체와 친수성 블록으로부터 제조하는 방법 (iii)은On the other hand, the method (iii) prepared from the hydrophobic monomer and the hydrophilic block

a) 산치환체 그룹을 가지고 있고, 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 8의 방향족 단량체를 중합하여 하기 화학식 9의 친수성 블록 올리고머를 제조하는 단계; a) preparing an hydrophilic block oligomer represented by the following Chemical Formula 9 by polymerizing an aromatic monomer of Chemical Formula 8 having an acid substituent group and including a perfluorovinyl oxy group in a sock end;

b) 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 6의 방향족 단량체를 상기 a) 단계에서 제조된 친수성 블록 올리고머와 중합하여 하기 화학식 10의 산치환체 블록 공중합체를 제조하는 단계; 및 b) preparing an acid-substituted block copolymer represented by the following Chemical Formula 10 by polymerizing an aromatic monomer of the following Chemical Formula 6 containing a perfluorovinyl oxy group in a sock end with the hydrophilic block oligomer prepared in step a); And

c) 상기 b) 단계에서 제조된 산치환체 블록 공중합체의 산치환체 그룹(R'")을 산 그룹(R")으로 전환시키는 단계를 포함한다. c) converting the acid substituent group (R ′ ″) of the acid substituent block copolymer prepared in step b) to an acid group (R ″).

[화학식 6] [Formula 6]

F2C=FC-P-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-PRP-CF = CF 2

[화학식 8] [Formula 8]

F2C=FC-P-R'"-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-R '"-P-CF = CF 2

[화학식 9] [Formula 9]

F2C=FC-P-(-R'"-P-Q-P-)m'-R'"-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-R '"-PQP-) m' -R '"-P-CF = CF 2

[화학식 10] [Formula 10]

-(-R-P-Q-P-)n-(-R'"-P-Q-P-)m- -(-RPQP-) n -(-R '"-PQP-) m-

상기에서, P, Q, R, R'", m', n 및 m은 각각 상기 방법 i)에서 정의한 바와 같다.In the above, P, Q, R, R '", m', n and m are as defined in the above method i), respectively.

상기 방법들의 산치환체 그룹(R'")을 산 그룹(R")으로 전환시키는 단계에서, 상기 R'" 가 -SO3 -M+, -PO3H-M+ 또는 -PO3 2 -2M+의 산치환체 그룹을 포함하고 있는 경우, 산치환체 멀티블록 공중합체에 산용액을 가하여 산 그룹으로 전환하고, -SO2Cl, -SO2F 또는 -P(O)(OA)2의 산치환체 그룹을 포함하고 있는 경우, 산치환체 멀티블록 공중합체를 산성 용액에 넣어 가수분해 하거나, 또는 염기성 용액에 넣어 가수분해한 후 다시 산성 용액으로 처리하여 산 그룹으로 전환할 수 있다."In the step of conversion (the" acid group (R), the acid substituent group R R) "" of the method "are -SO 3 - M +, -PO 3 H - M + or -PO 3 2 - 2M In the case of containing an acid substituent group of + , an acid solution is added to the acid substituent multiblock copolymer to convert into an acid group, and an acid substituent of -SO 2 Cl, -SO 2 F or -P (O) (OA) 2 . In the case of containing a group, the acid-substituted multiblock copolymer may be converted into an acid group by hydrolysis in an acidic solution, or hydrolyzed in a basic solution, and then treated with an acidic solution.

본 발명에 따른 상기 블록 공중합체 (I)의 제조 방법을 하기 반응식 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다. The method for preparing the block copolymer (I) according to the present invention will be described in more detail with reference to Scheme 1 below.

Figure 112006080214465-pat00069
Figure 112006080214465-pat00069

상기 반응식에 나타난 바와 같이 블록 올리고머 화합물(7) 및 화합물(9)의 경우, 각각 단량체 화합물(6) 및 화합물(8)로부터 제조되며, 산치환체를 갖는 멀티블록 공중합체(10)은 소수성 블록 올리고머인 화합물(7)과 친수성 블록 올리고머 화합물 (9)을 혼합하거나, 소수성 블록 올리고머인 화합물(7)과 친수성 단량체 화합물 (8)을 혼합하거나, 소수성 단량체 화합물(6)과 친수성 블록 올리고머 화합물 (9)을 혼합하여 제조할 수 있다. 이때, 불활성 기체인 질소나 아르곤 분위기하에서 30 분 내지 48 시간 동안 열을 가하여 용융상태 또는 용액상태에서 퍼플루오로시클로부탄 고리가 형성되어 중합반응이 일어나게 된다. 반응의 온도는 80℃ 이상, 바람직하게는 130℃ 이상에서 이루어지는 것이 적절한데, 이는 80℃ 이하에서는 고리화반응이 일어나지 않거나 너무 느리게 일어나기 때문이다. As shown in the above scheme, in the case of the block oligomer compound (7) and the compound (9), respectively, the monomer compound (6) and the compound (8) are prepared, and the multiblock copolymer (10) having an acid substituent is a hydrophobic block oligomer. A phosphorus compound (7) and a hydrophilic block oligomer compound (9) are mixed, or a compound (7) and a hydrophilic monomer compound (8) which are hydrophobic block oligomers are mixed, or a hydrophobic monomer compound (6) and a hydrophilic block oligomer compound (9) It can be prepared by mixing. At this time, heat is applied for 30 minutes to 48 hours under nitrogen or argon atmosphere, which is an inert gas, to form a perfluorocyclobutane ring in a molten state or a solution state, thereby causing a polymerization reaction. The temperature of the reaction is suitably made at 80 ° C. or higher, preferably 130 ° C. or higher, because at 80 ° C. or lower, the cyclization reaction does not occur or occurs too slowly.

용액상태로 제조시 반응 유기용매는 반응물과 생성물을 적절히 용해시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되는 것은 아니지만, 디메틸설폭사이드(DMSO), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMAC) 등의 비양성자성 극성 용매 또는 디페닐에테르(DPE), 1,3,5-트리메틸벤젠 등과 같은 끓는점이 130℃ 이상인 용매를 사용하는 것이 바람직하다.When prepared in solution, the reaction organic solvent is not particularly limited as long as it can properly dissolve the reactants and the product. However, dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and dimethylformamide (DMF) Aprotic polar solvent such as dimethylacetamide (DMAC) or a solvent having a boiling point of 130 ° C. or higher, such as diphenyl ether (DPE), 1,3,5-trimethylbenzene, or the like.

상기 방법들에서, 소수성 단량체 화합물 (6)와 친수성 블록 화합물 (9) 로 공중합체를 형성할 경우에 m'은 2 이상이며, 소수성 블록 화합물 (7)과 친수성 단량체 화합물 (8)로 공중합체를 형성할 경우에 n'은 2 이상이며, 소수성 블록 화합물 (7)과 친수성 블록 화합물 (9) 로 공중합체를 형성할 경우에 n'과 m'은 2 이상이다.In the above methods, when the copolymer is formed of the hydrophobic monomer compound (6) and the hydrophilic block compound (9), m 'is 2 or more, and the copolymer is formed of the hydrophobic block compound (7) and the hydrophilic monomer compound (8). N 'is 2 or more when formed, and n' and m 'are 2 or more when a copolymer is formed from a hydrophobic block compound (7) and a hydrophilic block compound (9).

상기와 같이 제조된 멀티블록 공중합체는 기존의 퍼플루오로시클로부탄을 포함하는 호모 폴리머 또는 랜덤 공중합체에 비해 기계적 물성이 우수하고, 고분자 골격내에 술폰산기 등의 산기의 분포, 위치, 수 등의 제어가 가능하며, 그러한 산기의 증가에 따른 막물성의 저하가 없어 효과적인 막 제조가 가능하다.The multiblock copolymer prepared as described above has excellent mechanical properties compared to conventional homopolymers or random copolymers containing perfluorocyclobutane, and the distribution, position and number of acid groups such as sulfonic acid groups in the polymer skeleton. Control is possible, and there is no deterioration of the film properties due to the increase of the acid groups, thus enabling effective membrane production.

본 발명은 하기 화학식 1로 표현되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표현되는 반복단위를 포함하는 블록 공중합체 (III)에 관한 것이다. The present invention relates to a block copolymer (III) comprising a repeating unit represented by the following formula (1) and a repeating unit represented by the following formula (2).

[화학식 1] [Formula 1]

(-R-P-Q-P-) (-R-P-Q-P-)

(-R'-P-Q-P-) (-R'-P-Q-P-)

상기 식에서, Where

-P-는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -SO-, SO2-, -CO-, -NH-, -NR1-, 및 -R2-로 이루어진 그룹 중에서 선택되고, 여기서 R1은 탄소수 1 내지 25의 알킬 또는 아릴을 나타내며, R2는 탄소수 1 내지 25의 알킬렌 또는 아릴렌을 나타내고, Each -P- is independently selected from the group consisting of -O-, -S-, -SO-, SO 2- , -CO-, -NH-, -NR 1- , and -R 2- , wherein R 1 represents alkyl or aryl having 1 to 25 carbon atoms, R 2 represents alkylene or arylene having 1 to 25 carbon atoms,

-Q-는 각각 독립적으로 1,2-퍼플루오로사이클로부틸렌(C4F6)을 나타내며, R은

Figure 112006080214465-pat00070
,
Figure 112006080214465-pat00071
,
Figure 112006080214465-pat00072
,
Figure 112006080214465-pat00073
Figure 112006080214465-pat00074
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 술폰화 활성이 낮은 방향족 화합물을 나타내고, -Q- each independently represent 1,2-perfluorocyclobutylene (C 4 F 6 ), and R is
Figure 112006080214465-pat00070
,
Figure 112006080214465-pat00071
,
Figure 112006080214465-pat00072
,
Figure 112006080214465-pat00073
And
Figure 112006080214465-pat00074
At least one sulfonated low aromatic compound selected from the group consisting of

R'는

Figure 112006080214465-pat00075
,
Figure 112006080214465-pat00076
,
Figure 112006080214465-pat00077
, ,
Figure 112006080214465-pat00079
,
Figure 112006080214465-pat00080
,
Figure 112006080214465-pat00081
,
Figure 112006080214465-pat00082
,
Figure 112006080214465-pat00083
,
Figure 112006080214465-pat00084
,
Figure 112006080214465-pat00085
,
Figure 112006080214465-pat00086
,
Figure 112006080214465-pat00087
Figure 112006080214465-pat00088
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 술폰화 활성이 높은 방향족 화합물을 나타내며, R 'is
Figure 112006080214465-pat00075
,
Figure 112006080214465-pat00076
,
Figure 112006080214465-pat00077
, ,
Figure 112006080214465-pat00079
,
Figure 112006080214465-pat00080
,
Figure 112006080214465-pat00081
,
Figure 112006080214465-pat00082
,
Figure 112006080214465-pat00083
,
Figure 112006080214465-pat00084
,
Figure 112006080214465-pat00085
,
Figure 112006080214465-pat00086
,
Figure 112006080214465-pat00087
And
Figure 112006080214465-pat00088
At least one sulfonated high aromatic compound selected from the group consisting of

여기서 A는 -NO2, 또는 -CF3을 나타낸다. Where A represents -NO 2 , or -CF 3 .

보다 바람직한 블록 공중합체(III)는 하기 화학식 3의 반복단위를 포함하는 것이다. More preferred block copolymer (III) includes a repeating unit represented by the following formula (3).

Figure 112006080214465-pat00089
Figure 112006080214465-pat00089

상기식에서, R 및 R'은 각각 상기 블록 공중합체(III)에서 정의한 바와 같고, Wherein R and R 'are the same as defined in the above block copolymer (III),

n 및 m은 각각 1 내지 10,000의 정수이다. n and m are each an integer of 1 to 10,000.

본 발명에 따른 상기 블록 공중합체는 화학식 1로 표현되는 술폰화 활성이 낮은 블록 올리고머와 화학식 2 로 표현되는 술폰화 활성이 높은 블록 올리고머가 교대로 결합되어 있는 것을 특징으로 한다. 따라서 상기 화학식 3의 n 및 m 값을 조절함에 의하여 고분자 골격내에 술폰산기의 분포, 위치, 및 수 등을 용이하게 제어할 수 있다. The block copolymer according to the present invention is characterized in that the block oligomer having a low sulfonation activity represented by the formula (1) and the block oligomer having a high sulfonation activity represented by the formula (2) are alternately bonded. Therefore, by adjusting the n and m values of the formula (3) it is possible to easily control the distribution, position, number and the like of the sulfonic acid group in the polymer skeleton.

본 발명은 또한 A) 술폰화 활성이 높은 블록 올리고머와 술폰화 활성이 낮은 블록 올리고머를 중합하거나, B) 술폰화 활성이 낮은 블록 올리고머와 말단에 퍼플루오로비닐 옥시(perfluorovinyl oxy) 그룹을 포함하는 술폰화 활성이 높은 단량체를 중합하거나, 또는 C) 술폰화 활성이 높은 블록 올리고머와 말단에 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 포함하는 술폰화 활성이 낮은 단량체를 중합하여 블록 공중합체 (III)를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention also provides A) polymerization of a block oligomer having a high sulfonation activity and a block oligomer having a low sulfonation activity, or B) a block oligomer having a low sulfonation activity and a perfluorovinyl oxy group at the end thereof. To prepare a block copolymer (III) by polymerizing a monomer having a high sulfonation activity or polymerizing a block oligomer having a high sulfonation activity and a monomer having a low sulfonation activity including a perfluorovinyl oxy group at the end thereof. It is about a method.

보다 구체적으로 본 발명에 따른 블록 공중합체 (III)의 제조 방법 A)는 More specifically, the preparation method A) of the block copolymer (III) according to the present invention is

a) 술폰화 활성이 낮고 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 6의 방향족 단량체를 중합하여 술폰화 활성이 낮은 하기 화학식 7의 블록 올리고머를 제조하는 단계; a) preparing a block oligomer of the general formula (7) having a low sulfonation activity by polymerizing an aromatic monomer of the general formula (6) having a low sulfonation activity and including a perfluorovinyl oxy group in a sock end;

b) 술폰화 활성이 높고 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 11의 방향족 단량체를 중합하여 술폰화 활성이 높은 하기 화학식 12의 블록 올리고머를 제조하는 단계; 및 b) preparing a block oligomer of Formula 12 having high sulfonation activity by polymerizing an aromatic monomer of Formula 11 having a high sulfonation activity and a perfluorovinyl oxy group in a sock end; And

c) 상기 a)단계에서 제조된 술폰화 활성이 낮은 블록 올리고머 및 b)단계에서 제조된 술폰화 활성이 높은 블록 올리고머를 중합하는 단계를 포함한다. c) polymerizing the low sulfonation activity block oligomer prepared in step a) and the high sulfonation activity block oligomer prepared in step b).

[화학식 6] [Formula 6]

F2C=FC-P-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-PRP-CF = CF 2

[화학식 7] [Formula 7]

F2C=FC-P-(-R-P-Q-P-)n'-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-RPQP-) n ' -RP-CF = CF 2

F2C=FC-P-R'-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-R'-P-CF = CF 2

F2C=FC-P-(-R'-P-Q-P-)m'-R'-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-R'-PQP-) m ' -R'-P-CF = CF 2

상기식에서, P, Q, R, 및 R'은 각각 상기 블록 공중합체 (III)에서 정의한 바와 같고, Wherein P, Q, R, and R 'are as defined for each block copolymer (III),

n' 및 m'은 각각 2 내지 10,000의 정수이다. n 'and m' are each an integer of 2 to 10,000.

본 발명에 따른 블록 공중합체 (III)의 제조 방법 B)는 Process B) for preparing block copolymer (III) according to the present invention

a) 술폰화 활성이 낮고 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 6의 방향족 단량체를 중합하여 술폰화 활성이 낮은 하기 화학식 7의 블록 올리고머를 제조하는 단계; 및 a) preparing a block oligomer of the general formula (7) having a low sulfonation activity by polymerizing an aromatic monomer of the general formula (6) having a low sulfonation activity and including a perfluorovinyl oxy group in a sock end; And

b) 상기 a)단계에서 제조된 술폰화 활성이 낮은 블록 올리고머 및 술폰화 활성이 높고 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 11의 방향족 단량체를 중합하는 단계를 포함한다. b) polymerizing the block oligomer having a low sulfonation activity prepared in step a) and an aromatic monomer of Formula 11 having a high sulfonation activity and a perfluorovinyl oxy group in the sock end.

[화학식 6] [Formula 6]

F2C=FC-P-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-PRP-CF = CF 2

[화학식 7] [Formula 7]

F2C=FC-P-(-R-P-Q-P-)n'-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-RPQP-) n ' -RP-CF = CF 2

[화학식 11] [Formula 11]

F2C=FC-P-R'-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-R'-P-CF = CF 2

상기식에서, P, Q, R, 및 R'은 각각 상기 블록 공중합체 (III)에서 정의한 바와 같고, Wherein P, Q, R, and R 'are as defined for each block copolymer (III),

n'은 2 내지 10,000의 정수이다. n 'is an integer from 2 to 10,000.

또한 본 발명에 따른 블록 공중합체 (III)의 제조 방법 C)는 In addition, the preparation method C) of the block copolymer (III) according to the present invention is

a) 술폰화 활성이 높고 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 11의 방향족 단량체를 중합하여 술폰화 활성이 높은 하기 화학식 12의 블록 올리고머를 제조하는 단계; 및 a) preparing a block oligomer of formula 12 having a high sulfonation activity by polymerizing an aromatic monomer of formula 11 having a high sulfonation activity and a perfluorovinyl oxy group in a sock end; And

b) 상기 a)단계에서 제조된 술폰화 활성이 높은 블록 올리고머 및 술폰화 활성이 낮고 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 6의 방향족 단량체를 중합하는 단계를 포함한다. b) polymerizing an aromatic monomer of Formula 6 having a high sulfonation activity block oligomer prepared in step a) and a low sulfonation activity and a perfluorovinyl oxy group in the sock end.

[화학식 6] [Formula 6]

F2C=FC-P-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-PRP-CF = CF 2

[화학식 11] [Formula 11]

F2C=FC-P-R'-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-R'-P-CF = CF 2

[화학식 12] [Formula 12]

F2C=FC-P-(-R'-P-Q-P-)m'-R'-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-R'-PQP-) m ' -R'-P-CF = CF 2

상기식에서, P, Q, R, 및 R'은 각각 상기 블록 공중합체 (III)에서 정의한 바와 같고, Wherein P, Q, R, and R 'are as defined for each block copolymer (III),

m'은 2 내지 10,000의 정수이다. m 'is an integer from 2 to 10,000.

본 발명에 따른 블록 공중합체 (III)의 제조 방법을 하기 반응식 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다. A method for preparing block copolymer (III) according to the present invention will be described in more detail with reference to Scheme 2 below.

Figure 112006080214465-pat00090
Figure 112006080214465-pat00090

상기 반응식 2에서 나타난 바와 같이 블록 올리고머 화합물 (7) 및 (12)의 경우 각각 단량체 화합물 (6) 및 (11)로부터 제조되며, 술폰산기 도입전의 블록 공중합체인 (III)의 경우 단량체인 화합물 (6)과 블록 올리고머인 화합물 (12), 블록 올리고머인 화합물 (7)과 단량체 화합물 (11), 또는 블록 올리고머 화합물 (7)과 (12)를 혼합하여 제조되는데, 이때 불활성 기체인 질소나 아르곤 분위기하에서 30 분에서 72 시간 동안 가열하면 용융상태 혹은 용액상태에서 퍼플루오로싸이클로부탄 고리가 형성이 되며 중합반응이 일어나게 된다. 반응의 온도는 80℃ 내지 300℃인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 130℃ 이상인 것이다. 80℃ 미만에서는 고리화반응이 일어나지 않거나 너무 느리게 일어나고, 300℃를 초과하면 분해가 일어날 수 있다. As shown in Scheme 2, the block oligomer compounds (7) and (12) are prepared from the monomer compounds (6) and (11), respectively, and the compound is a monomer in the case of (III) which is a block copolymer before the sulfonic acid group is introduced. ) And a block oligomer compound (12), a block oligomer compound (7) and a monomer compound (11), or a block oligomer compound (7) and (12) is prepared by mixing under an inert gas nitrogen or argon atmosphere Heating from 30 minutes to 72 hours results in the formation of perfluorocyclobutane rings in the molten or solution state, and polymerization occurs. It is preferable that the temperature of reaction is 80 degreeC-300 degreeC, More preferably, it is 130 degreeC or more. Below 80 ° C., no cyclization occurs or occurs too slowly, and above 300 ° C. decomposition may occur.

용액상태로 제조시 반응유기용매는 반응물과 생성물을 적절히 용해시킬 수 있는 것이면 크게 제한되지 않으나, 디메틸술폭사이드(DMSO), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF) 및 디메틸아세트아미드(DMAc) 등의 비양성자성 극성 용매 혹은 디페닐에테르, 1,3,5-트리메틸벤젠 등과 같은 끓는점이 130℃ 이상되는 용매를 사용하는 것이 바람직하다. When prepared in solution, the reaction organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the reactants and products properly. However, dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and dimethylformamide (DMF) And an aprotic polar solvent such as dimethylacetamide (DMAc) or a solvent having a boiling point of 130 ° C. or higher, such as diphenyl ether, 1,3,5-trimethylbenzene, or the like.

본 발명은 또한 상기 제조 방법 A) 내지 C)에 의해 제조된 블록 공중합체를 술폰화시키는 단계를 포함하는 후술폰화된 블록 공중합체 (II)의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention also relates to a process for the preparation of the fonned block copolymer (II) described below which comprises the step of sulfonating the block copolymers prepared by the above production methods A) to C).

상기 술폰화 단계는 공지의 방법을 사용할 수 있으며, 사용되는 후술폰화제로는 -SO3H를 고분자에 도입할 수 있는 모든 물질들을 포함하며, 특히 클로로술포닉애시드, 삼산화황, 황산, 발연황산, 아실 설페이트, 및 삼산화황을 포함하는 첨가화합물을 사용하는 것이 바람직하나 이에 제한되지 않는다. The sulfonation step may use a well-known method, and the fonning agent to be used includes all materials capable of introducing -SO 3 H into the polymer, in particular chlorosulphonic acid, sulfur trioxide, sulfuric acid, fuming sulfuric acid, Preference is given to using, but not limited to, additive compounds comprising acyl sulfate and sulfur trioxide.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 블록 공중합체를 포함하는 전해질 막에 관한 것이다. 상기 전해질 막은 공지된 모든 막 형태로 제조될 수 있으며, 예를 들어, 평막, 중공사막, 복합막, 또는 튜브막 형태를 가질 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 전해질 막은 기존의 퍼플루오로싸이클로부탄을 포함하는 호모폴리머 혹은 랜덤공중합체 비해 기계적 물성이 우수하고, 고분자 골격내에 술폰산기의 분포, 위치, 수 등의 제어가 가능하고, 술폰산기의 증가에 따른 막물성의 저하가 없다. The invention also relates to an electrolyte membrane comprising the block copolymer according to the invention. The electrolyte membrane may be prepared in all known membrane forms and may have, for example, a flat membrane, a hollow fiber membrane, a composite membrane, or a tube membrane. The electrolyte membrane prepared according to the present invention has excellent mechanical properties compared to conventional homopolymers or random copolymers containing perfluorocyclobutane, and can control the distribution, position, number, and the like of sulfonic acid groups in the polymer skeleton. There is no deterioration of the film properties due to the increase of the group.

본 발명은 또한 상기 전해질막을 제조하는 방법을 제공하며, 상기 제조 방법은 화학식 10의 산치환체 블록 공중합체를 이용하는 방법 (A)과 본 발명에 따른 블록 공중합체 (I) 또는 (III)을 이용하는 방법 (B)을 예로 들 수 있다.The present invention also provides a method for preparing the electrolyte membrane, wherein the preparation method comprises the use of an acid-substituted block copolymer of formula (10) and a block copolymer (I) or (III) according to the present invention. (B) is an example.

상기 방법 (A)는 하기 화학식 10의 산치환체 블록 공중합체를 용융 또는 유기용매에 용해시켜 일정 두께를 가지는 고분자 막을 제조한 다음 산으로 치환하는 단계를 포함한다.The method (A) comprises the step of dissolving the acid-substituted block copolymer of the formula (10) in a molten or organic solvent to prepare a polymer film having a predetermined thickness and then substituted with an acid.

[화학식 10] [Formula 10]

-(-R-P-Q-P-)n-(-R'"-P-Q-P-)m- -(-RPQP-) n -(-R '"-PQP-) m-

상기에서, P, Q, R, R'", n' 및 m'은 각각 상기 화학식 10에서 정의한 바와 같다.In the above, P, Q, R, R '", n' and m 'are as defined in the formula (10), respectively.

상기 방법 (B)는 본 발명에 따른 블록 공중합체 (I) 또는 (III)을 유기용매에 용해시키는 단계; The method (B) comprises the steps of dissolving the block copolymer (I) or (III) according to the present invention in an organic solvent;

상기 고분자 용액을 지지체에 코팅하여 필름을 형성하는 단계; 및 Coating the polymer solution on a support to form a film; And

상기 형성된 필름을 건조시키는 단계를 포함하는 전해질 막의 제조방법에 관한 것이다. It relates to a method for producing an electrolyte membrane comprising the step of drying the formed film.

상기 제조방법을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the manufacturing method in detail as follows.

먼저 상기 방법 (A)를 살펴보면, 화학식 10으로 표시되는 고분자 산치환제를 유기용매에 용해시켜 고분자 용액을 제조한다. 상기 제조된 고분자 용액을 공지의 막 코팅에 사용되는 유리판, 금속, 세라믹 및 폴리술폰 또는 폴리이서아미드 등의 다공성 고분자 지지체 또는 고체 표면에 막 코팅하여 필름을 형성한다. 상기 형성된 필름을 50℃ ∼ 250℃의 온도범위에서 상압 또는 진공하에서 10 분 ∼ 24 시간 동안 건조하여 고분자막을 제조한다. 이렇게 제조된 고분자막 중, 산치환체가 -SO2Cl, -SO2F 또는 -P(O)(OA)2인 경우, 막을 산성 용액에 넣어 가수분해하거나 또는 염기성 용액에 넣어 가수분해한 후 다시 산성 용액으로 처리하여 제조할 수 있다. 이때 이용되는 산성 또는 염기성 용액은 막을 용해하지 않는 용액으로 산 또 는 염기를 포함하는 수용액이 바람직하다. 산치환체가 -SO3 -M+, -PO3H-M+ 또는 -PO3 2 -2M+인 경우, 막을 산성 용액으로 처리하여 제조할 수 있다.First, referring to the method (A), a polymer solution is prepared by dissolving a polymeric acid substituent agent represented by Chemical Formula 10 in an organic solvent. The prepared polymer solution is film-coated on a porous polymer support or solid surface such as glass plate, metal, ceramic and polysulfone or polyisamide, which are used for known membrane coating, to form a film. The formed film is dried for 10 minutes to 24 hours at atmospheric pressure or vacuum in the temperature range of 50 ℃ to 250 ℃ to prepare a polymer film. In the polymer membrane thus prepared, when the acid substituent is -SO 2 Cl, -SO 2 F or -P (O) (OA) 2 , the membrane is hydrolyzed in an acidic solution or hydrolyzed in a basic solution and then acidic again. It can be prepared by treating with a solution. The acidic or basic solution used at this time is a solution which does not dissolve the membrane, and an aqueous solution containing an acid or a base is preferable. The acid substituent -SO 3 - M +, -PO 3 H - M + or -PO 3 2 - If the 2M +, can be prepared by treating a film with an acidic solution.

또한 상기 방법 (B)를 살펴보면, 유기용매에 본 발명에 따른 후술폰화된 블록 공중합체를 용해시켜 고분자 용액을 제조한다. 상기 유기 용매는 화학반응을 유도하지 않는 것으로, 상기 고분자를 적절히 용해시킬 수 있는 것이면 크게 제한되지 않으며, 구체적인 예를 들면 디메틸술폭사이드(DMSO), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF) 또는 디메틸아세트아미드(DMAc) 등을 사용할 수 있다. 상기 제조된 고분자 용액을 공지의 막 코팅에 사용되는 지지체에 코팅하여 필름을 형성한다. 상기 지지체는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 유리판, 금속, 또는 세라믹 등의 고체 지지체 및 폴리술폰 또는 폴리이서아미드 등의 다공성 고분자 지지체를 포함한다. 상기 지지체에 형성된 필름을 50℃ ∼ 250℃ 의 온도범위에서 상압 혹은 진공하에서 10 분 ∼ 48 시간 동안 건조하여 전해질 막을 제조한다. In addition, looking at the method (B), a polymer solution is prepared by dissolving the fonned block copolymer according to the present invention in an organic solvent. The organic solvent does not induce a chemical reaction and is not particularly limited as long as it can dissolve the polymer appropriately. Specific examples thereof include dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), Dimethylformamide (DMF) or dimethylacetamide (DMAc) and the like can be used. The prepared polymer solution is coated on a support used for known membrane coating to form a film. The support is not particularly limited and includes, for example, a solid support such as a glass plate, a metal, or a ceramic, and a porous polymer support such as polysulfone or polyisamide. The film formed on the support is dried for 10 minutes to 48 hours at atmospheric pressure or vacuum in the temperature range of 50 ℃ to 250 ℃ to prepare an electrolyte membrane.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 전해질 막을 포함하는 연료전지에 관한 것이다. 상기 연료전지는 고분자 전해질 연료전지 또는 직접 메탄올 연료전지인 것이 바람직하다. 이외에도 본 발명에 따른 전해질 막은 상기 연료전지 막 이외에도 이온교환막, 제습막, 또는 가습막 등 다양한 용도에 사용될 수 있다. The invention also relates to a fuel cell comprising the electrolyte membrane according to the invention. The fuel cell is preferably a polymer electrolyte fuel cell or a direct methanol fuel cell. In addition, the electrolyte membrane according to the present invention may be used in various applications such as an ion exchange membrane, a dehumidification membrane, or a humidification membrane in addition to the fuel cell membrane.

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발 명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

실시예 1Example 1

1) Biphenyl계 소수성 블록 1) Biphenyl Hydrophobic Block 올리고머의Oligomer 제조 (화합물 6-1) Preparation (Compound 6-1)

가. 4,4'-Bis(2-bromotetrafluoroethoxy)biphenyl의 제조end. Preparation of 4,4'-Bis (2-bromotetrafluoroethoxy) biphenyl

2000 ml의 둥근 플라스크에 질소 분위기하에서 무수 DMSO 700 mL와 NaH 10.56 g(0.44 mol)을 넣고 교반하면서 4,4'-Biphenol 37.20 g(0.20 mol)을 4 번에 걸쳐 천천히 주입하였다. 수소 가스 생성이 완료된 후, 1,2-dibromotetra fluoroethane 114.40 g(0.44 mol)을 천천히 적가하여 반응온도가 35℃가 넘지 않도록 하여 하루동안 교반하였다. 상기 반응물을 물과 혼합하여 디에틸에테르로 추출한 후, 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산을 이용하여 분리 정제하였다. 700 ml of anhydrous DMSO and 10.56 g (0.44 mol) of NaH were added to a 2000 ml round flask under nitrogen atmosphere, and 37.20 g (0.20 mol) of 4,4'-Biphenol was slowly injected four times while stirring. After the completion of the hydrogen gas generation, 114.40 g (0.44 mol) of 1,2-dibromotetra fluoroethane was slowly added dropwise, and the reaction temperature was stirred for one day so as not to exceed 35 ° C. The reaction mixture was mixed with water, extracted with diethyl ether, and the dried product was separated and purified through normal column with hexane through a column containing silica gel.

1H-NMR (CDCl3, δ in ppm): 7.31 (d), 7.58 (d), 19F-NMR (CDCl3, δ in ppm): -68.5 (s), -86.4 (s). 1 H-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 7.31 (d), 7.58 (d), 19 F-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): -68.5 (s), -86.4 (s).

나. 4,4'-Bis(trifluorovinyloxy)biphenyl(화합물 6-1)의 제조I. Preparation of 4,4'-Bis (trifluorovinyloxy) biphenyl (Compound 6-1)

질소 분위기하에서 4,4'-Bis(2-bromotetrafluoroethoxy)biphenyl 54.40 g(0.10 mol), Zinc powder 19.60 g(0.30 mol)을 무수 CH3CN 300 mL에 넣고 교반하면서 열을 가하여 환류시켰다. 16 시간 후 반응물을 거름종이로 거른 후 여과액을 진공으로 건조하였다. 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산을 이용하여 분리 정제하였다.In a nitrogen atmosphere, 4,4'-Bis (2-bromotetrafluoroethoxy) biphenyl 54.40 g (0.10 mol) and Zinc powder 19.60 g (0.30 mol) were added to 300 mL of anhydrous CH 3 CN and heated to reflux with stirring. After 16 hours the reaction was filtered through filter paper and the filtrate was dried in vacuo. The dried product was separated and purified using normal hexane through a column containing silica gel.

1H-NMR (CDCl3, δ in ppm): 7.18 (d), 7.54 (d), 19F-NMR (CDCl3, δ in ppm): -119.9 (dd), -126.7 (dd), -134.9 (dd). 1 H-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 7.18 (d), 7.54 (d), 19 F-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): -119.9 (dd), -126.7 (dd), -134.9 (dd).

다. 소수성 블록 올리고머 화합물(7-1)의 제조All. Preparation of Hydrophobic Block Oligomer Compound (7-1)

질소 분위기하에서 4,4'-Bis(trifluorovinyloxy)biphenyl을 170℃에서 4 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다.In a nitrogen atmosphere, 4,4'-Bis (trifluorovinyloxy) biphenyl was heated at 170 ℃ for 4 hours and then slowly cooled to room temperature.

GPC (polystyrene column) Mn 3,000 (g/mol).Polystyrene column (GPC) Mn 3,000 (g / mol).

2) Biphenyl계 친수성 블록 2) Biphenyl Hydrophilic Block 올리고머의Oligomer 제조 (화합물 9-1) Preparation (Compound 9-1)

가. 4,4'-Bis(2-bromotetrafluoroethoxy)-biphenyl-3,3'-disulfonyl chloride의 제조end. Preparation of 4,4'-Bis (2-bromotetrafluoroethoxy) -biphenyl-3,3'-disulfonyl chloride

얼음 수조(ice bath)에 1000 mL 둥근 플라스크를 넣고 4,4'-Bis(2-bromotetra fluoroethoxy)biphenyl 54.40 g(0.10 mol)과 CHCl3 200 mL을 혼합한 후, chlorosulfonic acid 400 g을 질소 분위기하에서 천천히 적가하였다. 12 시간 후에 반응용액을 2000 mL 얼음물에 넣은 후 유기층을 분리하여 얼음물로 수차례 씻어주었다. 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산과 에틸 아세테이트를 이용하여 분리 정제하였다. Place a 1000 mL round flask in an ice bath, mix 54.40 g (0.10 mol) of 4,4'-Bis (2-bromotetra fluoroethoxy) biphenyl with 200 mL of CHCl 3 , and add 400 g of chlorosulfonic acid under a nitrogen atmosphere. Slowly added dropwise. After 12 hours, the reaction solution was added to 2000 mL ice water, and the organic layer was separated and washed several times with ice water. The dried product was separated and purified using normal hexane and ethyl acetate through a column containing silica gel.

1H-NMR (CDCl3, δ in ppm): 7.76 (d), 7.97 (d), 8.29 (s), 19F-NMR (CDCl3, δ in ppm): -68.4 (s), -85.9 (s). 1 H-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 7.76 (d), 7.97 (d), 8.29 (s), 19 F-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): -68.4 (s), -85.9 ( s).

나. 4,4'-Bis(2-bromotetrafluoroethoxy)-biphenyl-3,3'-disulfonyl fluoride의 제조I. Preparation of 4,4'-Bis (2-bromotetrafluoroethoxy) -biphenyl-3,3'-disulfonyl fluoride

질소 분위기하에서 500 mL 둥근 플라스크에 건조된 CH3CN 200 mL, 4,4'-Bis(2-bromotetrafluoroethoxy)-biphenyl-3,3'-disulfonyl chloride 37.10 g(0.05 mol), NaF 21.80 g(0.38 mol)을 넣고 환류시켰다. 이틀 후 반응물을 거름종이로 거른 후 여과액을 물로 씻어준 다음 진공으로 건조하였다. 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 에틸 아세테이트와 노르말 헥산을 이용하여 분리 정제하였다. 200 mL of CH 3 CN dried in a 500 mL round flask under nitrogen atmosphere, 37.10 g (0.05 mol) of 4,4'-Bis (2-bromotetrafluoroethoxy) -biphenyl-3,3'-disulfonyl chloride, 21.80 g (0.38 mol) of NaF ) And refluxed. After two days, the reaction was filtered through a filter paper, and the filtrate was washed with water and dried in vacuo. The dried product was separated and purified through a column containing silica gel using ethyl acetate and normal hexane.

1H-NMR (CDCl3, δ in ppm): 7.76 (d), 7.99 (d), 8.27 (s), 19F-NMR (CDCl3, δ in ppm): 62.0 (s), -68.8 (s), -86.1 (s). 1 H-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 7.76 (d), 7.99 (d), 8.27 (s), 19 F-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 62.0 (s), -68.8 (s ), -86.1 (s).

다. 4,4'-Bis(trifluorovinyloxy)-biphenyl-3,3'-disulfonyl fluoride(화합물 8-1)의 제조All. Preparation of 4,4'-Bis (trifluorovinyloxy) -biphenyl-3,3'-disulfonyl fluoride (Compound 8-1)

4,4'-Bis(2-bromotetrafluoroethoxy)-biphenyl-3,3'-disulfonyl fluoride 20.00 g(28.00 mmol), copper(I) chloride 5.60 g(0.05 mol) Zinc powder 5.90 g(0.09 mol)을 무수 CH3CN 150 mL에 넣고 교반하면서 열을 가하여 환류시켰다. 사흘 후 반응물을 거름종이로 거른 후 여과액을 진공으로 건조하였다. 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산과 에틸 아세테이트를 이용하여 분리 정제하였다. 4,4'-Bis (2-bromotetrafluoroethoxy) -biphenyl-3,3'-disulfonyl fluoride 20.00 g (28.00 mmol), copper (I) chloride 5.60 g (0.05 mol) Zinc powder 5.90 g (0.09 mol) It was added to 150 mL of 3 CN and heated to reflux with stirring. After 3 days the reaction was filtered through filter paper and the filtrate was dried in vacuo. The dried product was separated and purified using normal hexane and ethyl acetate through a column containing silica gel.

1H-NMR (CDCl3, δ in ppm): 7.76 (d), 7.98 (d), 8.23 (s), 19F-NMR (CDCl3, δ in ppm): 62.6 (s), -115.5 (dd), -122.1 (dd), -135.1 (dd). 1 H-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 7.76 (d), 7.98 (d), 8.23 (s), 19 F-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 62.6 (s), -115.5 (dd ), -122.1 (dd), -135.1 (dd).

라. 친수성 블록 올리고머 화합물(화합물 9-1)의 제조la. Preparation of Hydrophilic Block Oligomer Compound (Compound 9-1)

질소 분위기하에서 4,4'-Bis(trifluorovinyloxy)-biphenyl-3,3'-disulfonyl fluoride를 160℃에서 4 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다.In a nitrogen atmosphere, 4,4'-Bis (trifluorovinyloxy) -biphenyl-3,3'-disulfonyl fluoride was heated at 160 ℃ for 4 hours, and then slowly cooled to room temperature.

GPC (polystyrene column) Mn 2,100 (g/mol).Polystyrene column (GPC) Mn 2,100 (g / mol).

3): Biphenyl계 멀티블록 공중합체 (화합물 10-1) 및 3): Biphenyl-based multiblock copolymer (Compound 10-1) and 전해질막의Electrolyte membrane 제조 Produce

질소 분위기하에서 상기 화합물 6-1의 소수성 블록 올리고머와 화합물 9-1의 친수성 블록 올리고머를 무게비로 각각 5:1, 10:1, 20:1로 혼합하여 250℃에서 5 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 각각의 고분자를 DMAc에 녹인 후 과량의 메탄올에 천천히 적가하여 침전시킨 뒤 걸러서 건조시켜 화합물(10-1)에 해당하는 고분자 산치환체를 얻었다. 상기 고분자 산치환체를 K2CO3 수용액(10 wt%) 및 DMSO 혼합용액에 넣어 하루동안 가수분해한 후 conc. HCl 수용액 및 증류수로 처리하여 술폰화된 멀티블록 공중합체를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 무게비가 5:1의 경우 1.5 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.2 (g/dl)-1, 20:1의 경우 1.3 (g/dl)-1을 보였다.Under a nitrogen atmosphere, the hydrophobic block oligomer of Compound 6-1 and the hydrophilic block oligomer of Compound 9-1 were mixed at a weight ratio of 5: 1, 10: 1, and 20: 1, respectively, heated at 250 ° C. for 5 hours, and then slowly cooled to room temperature. Cooled to. Each of the obtained polymers was dissolved in DMAc, slowly added dropwise into excess methanol, precipitated, filtered, and dried to obtain a polymeric acid substituent corresponding to compound (10-1). The polymer acid substituent was added to K 2 CO 3 aqueous solution (10 wt%) and DMSO mixed solution for one day to hydrolyze, followed by conc. Sulfonated multiblock copolymers were prepared by treatment with aqueous HCl solution and distilled water. As a result of measuring the Cannon-Fenske viscometer, the weight ratio is 1.5 (g / dl) -1 for 5: 1, 1.2 (g / dl) -1 for 10: 1 and 1.3 (for 20: 1) g / dl) -1 .

이렇게 얻어진 고분자를 DMAc에 15 wt%로 녹여 유리판 위에 캐스팅한 후 film applicator로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140℃ 오븐에서 10 시간 동안 진공 건조하여 50 ∼ 120 ㎛ 두께의 멀티블록 공중합체 전해질막을 제조하였다.The polymer thus obtained was dissolved in 15 wt% in DMAc and cast on a glass plate. Then, the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, dried in an oven at 80 ° C. for one day, and vacuum dried in an oven at 140 ° C. for 10 hours. A multiblock copolymer electrolyte membrane having a thickness of 50 to 120 μm was prepared.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1에서 제조된 고분자 산치환체(화합물 10-1) 세 종류를 용융시켜 유리판 위에 캐스팅한 후 film applicator로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140℃ 오븐에서 10 시간 동안 진공 건조하여 50 ∼ 120 ㎛ 두께의 고분자막을 제조하였다. 상기 고분자막을 K2CO3 수용액(10 wt%)에 넣어 하루동안 가수분해한 후 conc. HCl 수용액 및 증류수로 처리하여 멀티블록 공중합체 전해질막을 제조하였다.After melting the three kinds of the polymeric acid substituent (Compound 10-1) prepared in Example 1 on the glass plate, after adjusting the thickness of the copolymer solution on the glass plate with a film applicator, dried in an oven at 80 ℃ for one day, Vacuum drying at 140 ℃ oven for 10 hours to prepare a polymer film of 50 ~ 120 ㎛ thickness. The polymer membrane was hydrolyzed in K 2 CO 3 aqueous solution (10 wt%) for one day, and then conc. A multiblock copolymer electrolyte membrane was prepared by treating with aqueous HCl solution and distilled water.

실시예 3Example 3

1) One) FluoreneFluorene 계 소수성 블록 Hydrophobic block 올리고머의Oligomer 제조 (화합물 7-2) Preparation (Compound 7-2)

가. 9,9-Bis-{4-(2-bromotetrafluoroethoxy)-phenyl}fluorene의 제조end. Preparation of 9,9-Bis- {4- (2-bromotetrafluoroethoxy) -phenyl} fluorene

2000 mL의 둥근 플라스크에 질소 분위기하에서 무수 DMSO 1000 mL와 NaH 10.56 g(0.44 mol)을 넣고 교반시키며 9,9-bis(4'-hydroxyphenyl)fluorene 70.10 g(0.20 mol)을 4 번에 걸쳐 천천히 주입하여 교반하였다. 수소 가스 생성이 완료된 후, 1,2-dibromotetrafluoroethane 114.40 g(0.44 mol)을 천천히 적가하여 반응온도가 35℃가 넘지 않도록 하며 하루 동안 교반하였다. 상기 반응물을 물과 혼합하여 디에틸에테르로 추출한 후, 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산을 이용하여 분리 정제하였다. In a 2000 mL round flask, 1000 mL of anhydrous DMSO and 10.56 g (0.44 mol) of NaH were added and stirred under nitrogen atmosphere, and 70.10 g (0.20 mol) of 9,9-bis (4'-hydroxyphenyl) fluorene was slowly injected four times. And stirred. After the hydrogen gas production was completed, 114.40 g (0.44 mol) of 1,2-dibromotetrafluoroethane was slowly added dropwise, and the reaction temperature was stirred for one day while not exceeding 35 ° C. The reaction mixture was mixed with water, extracted with diethyl ether, and the dried product was separated and purified through normal column with hexane through a column containing silica gel.

나. 9,9-Bis(4-trifluorovinyloxyphenyl)fluorine(화합물 6-2)의 제조I. Preparation of 9,9-Bis (4-trifluorovinyloxyphenyl) fluorine (Compound 6-2)

질소 분위기하에서 9,9-bis-[4-(2-bromotetrafluoroethoxy)-phenyl]fluorene 70.80 g(0.10 mol), Zinc powder 19.60 g(0.30 mol)을 무수 diglyme 500 mL에 넣고 교반하면서 열을 가해 환류시켰다. 16 시간 후 반응물을 거름종이로 거른 후 여과액을 진공으로 건조하였다. 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산을 이용하여 분리 정제하였다. In a nitrogen atmosphere, 70.80 g (0.10 mol) of 9,9-bis- [4- (2-bromotetrafluoroethoxy) -phenyl] fluorene and 19.60 g (0.30 mol) of zinc powder were added to 500 mL of anhydrous diglyme, and heated to reflux. . After 16 hours the reaction was filtered through filter paper and the filtrate was dried in vacuo. The dried product was separated and purified using normal hexane through a column containing silica gel.

다. 소수성 블록 올리고머 화합물(7-2)의 제조All. Preparation of Hydrophobic Block Oligomer Compound (7-2)

질소 분위기하에서 9,9-bis(4-trifluorovinyloxyphenyl)fluorene 10.00 g을 diphenyloxide 50.00 g에 녹여 170℃에서 4 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. In a nitrogen atmosphere, 10.00 g of 9,9-bis (4-trifluorovinyloxyphenyl) fluorene was dissolved in 50.00 g of diphenyloxide, heated at 170 ° C. for 4 hours, and then slowly cooled to room temperature.

GPC (polystyrene column) Mn 3,100 (g/mol).Polystyrene column (GPC) Mn 3,100 (g / mol).

2): Fluorene 계 친수성 블록 올리고머의 제조 (화합물 9-2) 2): Preparation of Fluorene Hydrophilic Block Oligomer (Compound 9-2 )

가. 9,9-bis-{4-(2-bromotetrafluoroethoxy)phenyl}fluorene-2,7-disulfonic acid, sodium salt의 제조end. Preparation of 9,9-bis- {4- (2-bromotetrafluoroethoxy) phenyl} fluorene-2,7-disulfonic acid, sodium salt

얼음 수조(ice bath)에 1000 mL 둥근 플라스크를 넣고 9,9-bis-[4-(2- bromotetrafluoroethoxy)-phenyl]fluorene 70.80 g(0.10 mol)과 CHCl3 200 mL을 혼합한 후, chlorosulfonic acid 400.00 g을 질소 분위기하에서 천천히 적하시켰다. 12시간 후에 반응용액을 2000 mL 얼음물에 넣은 다음 유기층을 분리하여 얼음물로 씻어주고 10 wt% Na2CO3 수용액을 넣어 하루동안 교반시킨 후 건조된 생성물을 아세톤을 이용하여 재결정하였다. Place a 1000 mL round flask in an ice bath, mix 70.80 g (0.10 mol) of 9,9-bis- [4- (2-bromotetrafluoroethoxy) -phenyl] fluorene with 200 mL of CHCl 3 , then add chlorosulfonic acid 400.00 g was slowly added dropwise under a nitrogen atmosphere. After 12 hours, the reaction solution was added to 2000 mL ice water, and the organic layer was separated, washed with ice water, and stirred for 10 days by adding 10 wt% Na 2 CO 3 aqueous solution, and the dried product was recrystallized with acetone.

나. 9,9-bis-(4-trifluorovinyloxyphenyl)fluorene-2,7-disulfonic acid, sodium salt(화합물 8-2)의 제조I. Preparation of 9,9-bis- (4-trifluorovinyloxyphenyl) fluorene-2,7-disulfonic acid, sodium salt (Compound 8-2)

9,9-bis-[4-(2-bromotetrafluoroethoxy)phenyl]fluorene-2,7-disulfonic acid, sodium salt 27.40 g(0.03 mol), copper(I) chloride 5.60 g(0.05 mol), Zinc powder 5.90 g(0.09 mol)을 무수 CH3CN 150 mL에 넣고 교반하면서 열을 가해 환류시켰다. 사흘 후 반응물을 거름종이로 거른 후 여과액을 진공으로 건조하였다. 건조된 생성물을 아세톤을 이용하여 재결정하였다.9,9-bis- [4- (2-bromotetrafluoroethoxy) phenyl] fluorene-2,7-disulfonic acid, sodium salt 27.40 g (0.03 mol), copper (I) chloride 5.60 g (0.05 mol), Zinc powder 5.90 g (0.09 mol) was added to 150 mL of anhydrous CH 3 CN and heated to reflux with stirring. After 3 days the reaction was filtered through filter paper and the filtrate was dried in vacuo. The dried product was recrystallized using acetone.

다. 친수성 블록 올리고머 화합물(9-2)의 제조All. Preparation of the hydrophilic block oligomeric compound (9-2)

9,9-bis-[4-(2-bromotetrafluoroethoxy)phenyl]fluorene-2,7-disulfonic acid, sodium salt 10.00 g을 NMP 50 mL에 넣은 후 질소 분위기하에서 160℃에서 4 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 10.00 g of 9,9-bis- [4- (2-bromotetrafluoroethoxy) phenyl] fluorene-2,7-disulfonic acid and sodium salt were added to 50 mL of NMP, and heated at 160 ° C. for 4 hours under nitrogen atmosphere. Cooled to.

GPC (polystyrene column) Mn 3,400 (g/mol).Polystyrene column (GPC) Mn 3,400 (g / mol).

3): 3): FluoreneFluorene 계 멀티블록 공중합체 및 Multi-block copolymers and 전해질막의Electrolyte membrane 제조 Produce

상기 소수성 블록 올리고머(화합물 7-2)와 친수성 블록 올리고머(화합물 9-2)를 무게비로 각각 5:1, 10:1, 20:1로 혼합하여 NMP에 20 wt%가 되도록 넣은 다음, 질소 분위기하에서 200℃에서 하루 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각하였다. 얻어진 고분자 용액을 과량의 메탄올에 천천히 적가하여 침전시킨 후 걸러서 건조시켜 화합물(10-2)에 해당하는 고분자 산치환체를 얻었다. 상기 고분자 산치환체를 K2CO3 수용액(10 wt%) 및 DMSO 혼합용액에 넣어 하루동안 가수분해한 후 conc. HCl 수용액 및 증류수로 처리하여 술폰화된 멀티블록 공중합체를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 무게비가 5:1의 경우 0.9 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.0 (g/dl)-1, 20:1의 경우 1.1 (g/dl)-1을 보였다. The hydrophobic block oligomer (compound 7-2) and the hydrophilic block oligomer (compound 9-2) were mixed at a weight ratio of 5: 1, 10: 1, and 20: 1, respectively, and added to 20 wt% in NMP, followed by nitrogen atmosphere. Under heating at 200 ° C. for one day and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer solution was slowly added dropwise to excess methanol to precipitate, followed by filtration and drying to obtain a polymer acid substituent corresponding to compound (10-2). The polymer acid substituent was added to K 2 CO 3 aqueous solution (10 wt%) and DMSO mixed solution for one day to hydrolyze, followed by conc. Sulfonated multiblock copolymers were prepared by treatment with aqueous HCl solution and distilled water. As a result of measuring the Cannon-Fenske viscometer, the weight ratio is 0.9 (g / dl) -1 for 5: 1, 1.0 (g / dl) -1 for 10: 1 and 1.1 (for 20: 1) g / dl) -1 .

이렇게 얻어진 고분자를 DMAc에 15 wt%로 녹여 유리판 위에 캐스팅한 후 film applicator로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140℃ 오븐에서 10 시간 동안 진공 건조하여 50 ~ 120 ㎛ 두 께의 멀티블록 공중합체 전해질막을 제조하였다.The polymer thus obtained was dissolved in 15 wt% in DMAc and cast on a glass plate. Then, the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, dried in an oven at 80 ° C. for one day, and vacuum dried in an oven at 140 ° C. for 10 hours. A multiblock copolymer electrolyte membrane having a thickness of 50 to 120 μm was prepared.

실시예 4Example 4

1): One): PhosphinePhosphine oxide계 소수성 블록  oxide hydrophobic block 올리고머의Oligomer 제조 (화합물 7-3) Preparation (Compound 7-3)

가. Bis{4-(2-bromotetrafluoroethoxy)phenyl}phenylphosphine oxide의 제조end. Preparation of Bis {4- (2-bromotetrafluoroethoxy) phenyl} phenylphosphine oxide

2000 mL의 둥근 플라스크에 질소 분위기하에서 무수 DMSO 700 mL와 NaH 10.56 g(0.44 mol)을 넣고 교반시키며 bis(4-hydroxyphenyl)phenylphosphine oxide 62.00 g(0.20 mol)을 4 번에 걸쳐 천천히 주입하여 교반하였다. 수소 가스 생성이 완료된 후, 1,2-dibromotetrafluoroethane 114.40 g(0.44 mol)을 천천히 적가하여 반응온도가 35℃ 가 넘지 않도록 하며 하루동안 교반하였다. 상기 반응물을 물과 혼합하여 에틸 아세테이트로 추출한 후, 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산과 에틸 아세테이트를 이용하여 분리 정제하였다. In a 2000 mL round flask, 700 mL of anhydrous DMSO and 10.56 g (0.44 mol) of NaH were added and stirred under a nitrogen atmosphere, and 62.00 g (0.20 mol) of bis (4-hydroxyphenyl) phenylphosphine oxide was slowly injected and stirred four times. After the completion of the hydrogen gas generation, 114.40 g (0.44 mol) of 1,2-dibromotetrafluoroethane was slowly added dropwise and the reaction temperature was stirred for one day while not exceeding 35 ° C. The reaction mixture was mixed with water, extracted with ethyl acetate, and the dried product was separated and purified through normal column with silica gel using normal hexane and ethyl acetate.

나. Bis(4-trifluorovinyloxyphenyl)phenylphosphine oxide(화합물 6-3)의 제조I. Preparation of Bis (4-trifluorovinyloxyphenyl) phenylphosphine oxide (Compound 6-3)

질소 분위기하에서 bis[4-(2-bromotetrafluoroethoxy)phenyl]phenylphosphine oxide 66.80 g(0.10 mol), Zinc powder 19.60 g(0.30 mol)을 무수 CH3CN 500 mL에 넣고 교반하면서 열을 가해 환류시켰다. 16 시간 후 반응물을 거름종이로 거른 후 여과액을 진공으로 건조하였다. 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산과 에틸 아세테이트를 이용하여 분리 정제하였다.In a nitrogen atmosphere, 66.80 g (0.10 mol) of bis [4- (2-bromotetrafluoroethoxy) phenyl] phenylphosphine oxide and 19.60 g (0.30 mol) of zinc powder were added to 500 mL of anhydrous CH 3 CN, and the mixture was heated to reflux. After 16 hours the reaction was filtered through filter paper and the filtrate was dried in vacuo. The dried product was separated and purified using normal hexane and ethyl acetate through a column containing silica gel.

다. 소수성 블록 올리고머 화합물(7-3)의 제조All. Preparation of Hydrophobic Block Oligomer Compound (7-3)

질소 분위기하에서 bis(4-trifluorovinyloxyphenyl)phenylphosphine oxide 10.00 g을 diphenyloxide 50.00 g에 녹여 170℃에서 4 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다.In a nitrogen atmosphere, 10.00 g of bis (4-trifluorovinyloxyphenyl) phenylphosphine oxide was dissolved in 50.00 g of diphenyloxide, heated at 170 ° C. for 4 hours, and then slowly cooled to room temperature.

GPC (polystyrene column) Mn 2,800 (g/mol). Polystyrene column (GPC) Mn 2,800 (g / mol).

(2): (2): PhosphinePhosphine oxide계 친수성 블록  oxide hydrophilic block 올리고머의Oligomer 제조 (화합물 9-3) Preparation (Compound 9-3)

가. Bis{4-(2-bromotetrafluoroethoxy)-3-chlorosulfonylphenyl}-3-chlorosulfonyl phenylphosphine oxide의 제조end. Preparation of Bis {4- (2-bromotetrafluoroethoxy) -3-chlorosulfonylphenyl} -3-chlorosulfonyl phenylphosphine oxide

얼음 수조(ice bath)에 1000 mL 둥근 플라스크를 넣고 bis[4-(2-bromo tetrafluoroethoxy)phenyl]phenylphosphine oxide 66.80 g(0.10 mol)과 CHCl3 300 mL을 혼합한 후, chlorosulfonic acid 400.00 g을 질소 분위기하에서 천천히 적하시켰다. 12 시간 후에 반응용액을 2000 mL 얼음물에 넣은 후 유기층을 분리하여 얼음물로 수차례 씻어주었다. 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산과 에틸 아세테이트를 이용하여 분리 정제하였다.Place a 1000 mL round flask in an ice bath, mix 66.80 g (0.10 mol) of bis [4- (2-bromo tetrafluoroethoxy) phenyl] phenylphosphine oxide with 300 mL of CHCl 3 , and add 400.00 g of chlorosulfonic acid to a nitrogen atmosphere. It was dripped slowly under. After 12 hours, the reaction solution was added to 2000 mL ice water, and the organic layer was separated and washed several times with ice water. The dried product was separated and purified using normal hexane and ethyl acetate through a column containing silica gel.

나. Bis{4-(2-bromotetrafluoroethoxy)-3-chlorosulfonylphenyl}-3- fluorosulfonyl phenyl phosphine oxide의 제조I. Preparation of Bis {4- (2-bromotetrafluoroethoxy) -3-chlorosulfonylphenyl} -3-fluorosulfonyl phenyl phosphine oxide

질소 분위기하에서 500 mL 둥근 플라스크에 건조된 CH3CN 200 mL, bis[4-(2-bromo tetrafluoroethoxy)-3-chlorosulfonylphenyl]-3-chlorosulfonyl phenyl phosphine oxide 48.20 g(0.05 mol), NaF 21.80 g(0.38 mol)을 넣고 환류시켰다. 이틀 후 반응물을 거름종이로 거른 후 여과액을 물로 씻어준 다음 진공으로 건조하였다. 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 에틸 아세테이트와 노르말 헥산을 이용하여 분리 정제하였다. 200 mL of CH 3 CN dried in a 500 mL round flask under nitrogen atmosphere, 48.20 g (0.05 mol) of bis [4- (2-bromo tetrafluoroethoxy) -3-chlorosulfonylphenyl] -3-chlorosulfonyl phenyl phosphine oxide, 21.80 g NaF (0.38) mol) was added and refluxed. After two days, the reaction was filtered through a filter paper, and the filtrate was washed with water and dried in vacuo. The dried product was separated and purified through a column containing silica gel using ethyl acetate and normal hexane.

다. Bis(4-trifluorovinyloxy-3-chlorosulfonylphenyl)-3-fluorosulfonyl phenyl phosphine oxide (화합물 8-3)의 제조All. Preparation of Bis (4-trifluorovinyloxy-3-chlorosulfonylphenyl) -3-fluorosulfonyl phenyl phosphine oxide (Compound 8-3)

Bis[4-(2-bromotetrafluoroethoxy)-3-chlorosulfonylphenyl]-3-fluorosulfonyl phenyl phosphine oxide 27.40 g(0.03 mol), copper(I) chloride 5.60 g(0.05 mol), Zinc powder 5.90 g(0.09 mol)을 무수 CH3CN 150 mL에 넣고 교반하면서 열을 가해 환류시켰다. 사흘 후 반응물을 거름종이로 거른 후 여과액을 진공으로 건조하였다. 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산과 에틸 아세테이트를 이용하여 분리 정제하였다.Bis [4- (2-bromotetrafluoroethoxy) -3-chlorosulfonylphenyl] -3-fluorosulfonyl phenyl phosphine oxide 27.40 g (0.03 mol), copper (I) chloride 5.60 g (0.05 mol), Zinc powder 5.90 g (0.09 mol) It was added to 150 mL of CH 3 CN and heated to reflux with stirring. After 3 days the reaction was filtered through filter paper and the filtrate was dried in vacuo. The dried product was separated and purified using normal hexane and ethyl acetate through a column containing silica gel.

라. 친수성 블록 올리고머 화합물(9-3)의 제조la. Preparation of the hydrophilic block oligomeric compound (9-3)

Bis(4-trifluorovinyloxy-3-chlorosulfonylphenyl)-3-fluorosulfonyl phenyl phosphine oxide 10.00 g을 NMP 50 mL에 넣은 후 질소 분위기하에서 160℃에서 4 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다.10.00 g of Bis (4-trifluorovinyloxy-3-chlorosulfonylphenyl) -3-fluorosulfonyl phenyl phosphine oxide was added to 50 mL of NMP, and then heated at 160 ° C. for 4 hours under a nitrogen atmosphere, and then slowly cooled to room temperature.

GPC (polystyrene column) Mn 3,500 (g/mol).Polystyrene column (GPC) Mn 3,500 (g / mol).

3): 3): PhosphinePhosphine oxide계 멀티블록 공중합체 및  oxide-based multiblock copolymers and 전해질막의Electrolyte membrane 제조 Produce

상기 소수성 블록 올리고머(화합물 7-3)와 친수성 블록 올리고머(화합물 9-3)를 무게비로 각각 5:1, 10:1, 20:1로 혼합하여 NMP에 20 wt%가 되도록 넣은 후 질소 분위기하에서 200℃에서 하루 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 고분자 용액을 과량의 메탄올에 천천히 적가하여 침전시킨 후 걸러서 건조시켜 화합물 10-3에 해당하는 고분자 산치환체를 얻었다. 상기 고분자 산치환체를 K2CO3 수용액(10 wt%) 및 DMSO 혼합용액에 넣어 하루 동안 가수분해한 후 conc. HCl 수용액 및 증류수로 처리하여 술폰화된 멀티블록 공중합체를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 무게비 5:1의 경우 0.9 (g/dl)-1, 10:1의 경우 0.9 (g/dl)-1, 20:1의 경우 1.0 (g/dl)-1을 보였다. The hydrophobic block oligomer (Compound 7-3) and the hydrophilic block oligomer (Compound 9-3) were mixed at a weight ratio of 5: 1, 10: 1, and 20: 1, respectively, and added to NMP at 20 wt% and then under nitrogen atmosphere. After heating at 200 ° C. for one day, it was slowly cooled to room temperature. The obtained polymer solution was slowly added dropwise to excess methanol to precipitate, filtered and dried to obtain a polymer acid substituent corresponding to compound 10-3. The polymer acid substituent was added to K 2 CO 3 aqueous solution (10 wt%) and DMSO mixed solution and hydrolyzed for one day, followed by conc. Sulfonated multiblock copolymers were prepared by treatment with aqueous HCl solution and distilled water. For a 1 0.9 (g / dl) -1 , 10:: intrinsic viscosity results, the weight ratio of 5 was measured (Cannon-Fenske viscometer) for 1 0.9 (g / dl) -1 , 20: For a 1 1.0 (g / dl) -1

이렇게 얻어진 고분자를 DMAc에 15 wt%로 녹여 유리판 위에 캐스팅한 후 film applicator로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140℃ 오븐에서 10 시간 동안 진공 건조하여 50 ∼ 120 ㎛ 두께의 멀티블록 공중합체 전해질막을 제조하였다.The polymer thus obtained was dissolved in 15 wt% in DMAc and cast on a glass plate. Then, the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, dried in an oven at 80 ° C. for one day, and vacuum dried in an oven at 140 ° C. for 10 hours. A multiblock copolymer electrolyte membrane having a thickness of 50 to 120 μm was prepared.

실시예 5 Example 5

상기 실시예 1의 소수성 블록 올리고머 화합물(7-1)과 친수성 단량체인 4,4'-Bis(trifluorovinyloxy)-biphenyl-3,3'-disulfonyl fluoride(화합물 8-1)를 무게비로 각각 5:1, 10:1, 20:1로 혼합하여 250℃에서 5 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 고분자를 DMAc에 녹인 후 과량의 메탄올에 천천히 적가하여 침전시킨 후 걸러서 건조시켜 화합물 10-4에 해당하는 고분자 산치환체를 얻었다. 상기 고분자 산치환체를 K2CO3 수용액(10 wt%) 및 DMSO 혼합용액에 넣어 하루동안 가수분해한 후 conc. HCl 수용액 및 증류수로 처리하여 술폰화된 멀티블록 공중합체를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 무게비 5:1의 경우 1.7 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.4 (g/dl)-1, 20:1의 경우 1.5 (g/dl)-1을 보였다.The hydrophobic block oligomeric compound (7-1) of Example 1 and 4,4'-Bis (trifluorovinyloxy) -biphenyl-3,3'-disulfonyl fluoride (Compound 8-1), which are hydrophilic monomers, were each 5: 1 in weight ratio. , 10: 1, 20: 1 mixed and heated at 250 ℃ for 5 hours, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer was dissolved in DMAc, slowly added dropwise into excess methanol, precipitated, filtered, and dried to obtain a polymeric acid substituent corresponding to compound 10-4. The polymer acid substituent was added to K 2 CO 3 aqueous solution (10 wt%) and DMSO mixed solution for one day to hydrolyze, followed by conc. Sulfonated multiblock copolymers were prepared by treatment with aqueous HCl solution and distilled water. As a result of measuring the Cannon-Fenske viscometer, it is 1.7 (g / dl) -1 for weight ratio 5: 1, 1.4 (g / dl) -1 for 10: 1 and 1.5 (g for 20: 1 / dl) -1

이렇게 얻어진 고분자를 DMAc에 15 wt%로 녹여 유리판 위에 캐스팅한 후 film applicator로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140℃ 오븐에서 10 시간 동안 진공 건조하여 50 ∼ 120 ㎛ 두께의 멀티블록 공중합체 전해질막을 제조하였다.The polymer thus obtained was dissolved in 15 wt% in DMAc and cast on a glass plate. Then, the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, dried in an oven at 80 ° C. for one day, and vacuum dried in an oven at 140 ° C. for 10 hours. A multiblock copolymer electrolyte membrane having a thickness of 50 to 120 μm was prepared.

실시예 6Example 6

상기 실시예 1에서 얻은 친수성 블록 올리고머 화합물(9-1)와 소수성 단량체인 4,4'-Bis(trifluorovinyloxy)biphenyl(화합물 6-1)을 무게비로 각각 5:1, 10:1, 20:1로 혼합하여 250℃에서 5 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 고분자를 DMAc에 녹인 후 과량의 메탄올에 천천히 적가하여 침전시킨 후 걸러서 건조시켜 화합물 10-5에 해당하는 고분자 산치환체를 얻었다. 상기 고분자 산치환체를 K2CO3 수용액(10 wt%) 및 DMSO 혼합용액에 넣어 하루동안 가수분해한 후 conc. HCl 수용액 및 증류수로 처리하여 술폰화된 멀티블록 공중합체를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 5:1의 경우 1.2 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.4 (g/dl)-1, 20:1의 경우 1.5 (g/dl)-1을 보였다. The hydrophilic block oligomeric compound (9-1) obtained in Example 1 and the hydrophobic monomer 4,4'-Bis (trifluorovinyloxy) biphenyl (Compound 6-1) in a weight ratio of 5: 1, 10: 1, 20: 1, respectively The mixture was heated to 250 ° C. for 5 hours, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer was dissolved in DMAc, slowly added dropwise into excess methanol to precipitate, and the mixture was filtered and dried to obtain a polymer acid substituent corresponding to compound 10-5. The polymer acid substituent was added to K 2 CO 3 aqueous solution (10 wt%) and DMSO mixed solution for one day to hydrolyze and then conc. Sulfonated multiblock copolymers were prepared by treatment with aqueous HCl solution and distilled water. Measurements of the Cannon-Fenske viscometer showed 1.2 (g / dl) -1 for 5: 1, 1.4 (g / dl) -1 for 10: 1, and 1.5 (g / dl) -1 was shown.

이렇게 얻어진 고분자를 DMAc에 15 wt%로 녹여 유리판 위에 캐스팅한 후 film applicator로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140℃ 오븐에서 10 시간 동안 진공 건조하여 50 ∼ 120 ㎛ 두께의 멀티블록 공중합체 전해질막을 제조하였다.The polymer thus obtained was dissolved in 15 wt% in DMAc and cast on a glass plate. Then, the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, dried in an oven at 80 ° C. for one day, and vacuum dried in an oven at 140 ° C. for 10 hours. A multiblock copolymer electrolyte membrane having a thickness of 50 to 120 μm was prepared.

실시예 7Example 7

상기 실시예 3에서 얻은 소수성 블록 올리고머(화합물 7-2)와 친수성 단량체인 9,9-bis-(4-trifluorovinyloxyphenyl)fluorene-2,7-disulfonic acid, sodium salt(화합물 8-2)를 무게비로 각각 5:1, 10:1, 20:1로 혼합하여 NMP에 20 wt%가 되도록 넣은 후 질소 분위기하에서 200℃에서 하루 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 고분자 용액을 과량의 메탄올에 천천히 적가하여 침전시킨 후 걸러서 건조시켜 화합물 10-6에 해당하는 고분자 산치환체를 얻었다. 상기 고 분자 산치환체를 K2CO3 수용액(10 wt%) 및 DMSO 혼합용액에 넣어 하루동안 가수분해한 후 conc. HCl 수용액 및 증류수로 처리하여 술폰화된 멀티블록 공중합체를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 5:1의 경우 1.1 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.2 (g/dl)-1, 20:1의 경우 1.1 (g/dl)-1을 보였다. A hydrophobic block oligomer (Compound 7-2) obtained in Example 3 and a hydrophilic monomer 9,9-bis- (4-trifluorovinyloxyphenyl) fluorene-2,7-disulfonic acid, sodium salt (Compound 8-2) by weight ratio The mixture was mixed at 5: 1, 10: 1, and 20: 1 to 20 wt% in NMP, and then heated at 200 ° C. under nitrogen atmosphere for one day, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer solution was slowly added dropwise to excess methanol to precipitate, filtered and dried to obtain a polymer acid substituent corresponding to compound 10-6. The high molecular acid substituent was added to a K 2 CO 3 aqueous solution (10 wt%) and a DMSO mixed solution and hydrolyzed for one day, followed by conc. Sulfonated multiblock copolymers were prepared by treatment with aqueous HCl solution and distilled water. As a result of measuring the intrinsic viscosity (Cannon-Fenske viscometer), 5 : For 1 1.1 (g / dl) -1 , 10: For a 1 1.2 (g / dl) -1 , 20: For a 1 1.1 (g / dl) -1 was shown.

이렇게 얻어진 고분자를 DMAc에 15 wt%로 녹여 유리판 위에 캐스팅한 후 film applicator로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140℃ 오븐에서 10 시간 동안 진공 건조하여 50 ∼ 120 ㎛ 두께의 멀티블록 공중합체 전해질막을 제조하였다.The polymer thus obtained was dissolved in 15 wt% in DMAc and cast on a glass plate. Then, the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, dried in an oven at 80 ° C. for one day, and vacuum dried in an oven at 140 ° C. for 10 hours. A multiblock copolymer electrolyte membrane having a thickness of 50 to 120 μm was prepared.

실시예 8Example 8

상기 실시예 3에서 얻은 친수성 블록 올리고머(화합물 9-2)와 소수성 단량체인 9,9-bis(4-trifluorovinyloxyphenyl)fluorene(화합물 6-2)을 무게비로 각각 5:1, 10:1, 20:1로 혼합하여 NMP에 20 wt%가 되도록 넣은 후 질소 분위기하에서 200℃에서 하루 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 고분자 용액을 과량의 메탄올에 천천히 적가하여 침전시킨 후 걸러서 건조시켜 화합물 10-7에 해당하는 고분자 산치환체를 얻었다. 상기 고분자 산치환체를 K2CO3 수용액(10 wt%) 및 DMSO 혼합용액에 넣어 하루동안 가수분해한 후 conc. HCl 수용액 및 증류수로 처리하여 술폰화된 멀티블록 공중합체를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 5:1의 경우 1.3 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.2 (g/dl)-1, 20:1의 경우 1.4 (g/dl)-1을 보였다. The hydrophilic block oligomer (Compound 9-2) obtained in Example 3 and the hydrophobic monomer 9,9-bis (4-trifluorovinyloxyphenyl) fluorene (Compound 6-2) are 5: 1, 10: 1, 20: The mixture was mixed with 1 and added to NMP to 20 wt%, and then heated at 200 ° C. under nitrogen atmosphere for one day, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer solution was slowly added dropwise into excess methanol to precipitate, and the mixture was filtered and dried to obtain a polymer acid substituent corresponding to compound 10-7. The polymer acid substituent was added to K 2 CO 3 aqueous solution (10 wt%) and DMSO mixed solution for one day to hydrolyze and then conc. Sulfonated multiblock copolymers were prepared by treatment with aqueous HCl solution and distilled water. The measurement of the inherent viscosity (Cannon-Fenske viscometer): 1.3 (g / dl) -1 for 5: 1, 1.2 (g / dl) -1 for 10: 1, 1.4 (g / dl) -1 was shown.

이렇게 얻어진 고분자를 DMAc에 15 wt%로 녹여 유리판 위에 캐스팅한 후 film applicator로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140℃ 오븐에서 10 시간 동안 진공 건조하여 50 ∼ 120 ㎛ 두께의 멀티블록 공중합체 전해질막을 제조하였다.The polymer thus obtained was dissolved in 15 wt% in DMAc and cast on a glass plate. Then, the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, dried in an oven at 80 ° C. for one day, and vacuum dried in an oven at 140 ° C. for 10 hours. A multiblock copolymer electrolyte membrane having a thickness of 50 to 120 μm was prepared.

실시예 9Example 9

상기 실시예 4에서 얻은 소수성 블록 올리고머(화합물 7-3)와 친수성 단량체인 Bis(4-trifluorovinyloxy-3-chlorosulfonylphenyl)-3-fluorosulfonyl phenyl phosphine oxide(화합물 8-3)를 무게비로 각각 5:1, 10:1, 20:1로 혼합하여 NMP에 20 wt%가 되도록 넣은 후 질소 분위기하에서 200℃에서 하루 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 고분자 용액을 과량의 메탄올에 천천히 적가하여 침전시킨 후 걸러서 건조시켜 화합물 10-8에 해당하는 고분자 산치환체를 얻었다. 상기 고분자 산치환체를 K2CO3 수용액(10 wt%) 및 DMSO 혼합용액에 넣어 하루동안 가수분해한 후 conc. HCl 수용액 및 증류수로 처리하여 술폰화된 멀티블록 공중합체를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 5:1의 경우 0.9 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.2 (g/dl)-1, 20:1의 경우 1.0 (g/dl)-1을 보였다. The hydrophobic block oligomer (Compound 7-3) and the hydrophilic monomer Bis (4-trifluorovinyloxy-3-chlorosulfonylphenyl) -3-fluorosulfonyl phenyl phosphine oxide (Compound 8-3) obtained in Example 4 were each 5: 1, 10: 1 and 20: 1 were mixed and added to NMP to 20 wt%, and then heated at 200 ° C. under nitrogen atmosphere for one day, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer solution was slowly added dropwise to excess methanol to precipitate, followed by filtration and drying to obtain a polymer acid substituent corresponding to compound 10-8. The polymer acid substituent was added to K 2 CO 3 aqueous solution (10 wt%) and DMSO mixed solution for one day to hydrolyze and then conc. Sulfonated multiblock copolymers were prepared by treatment with aqueous HCl solution and distilled water. Measurements of the Cannon-Fenske viscometer showed 0.9 (g / dl) -1 for 5: 1, 1.2 (g / dl) -1 for 10: 1, and 1.0 (g / dl) -1 was shown.

이렇게 얻어진 고분자를 DMAc에 15 wt%로 녹여 유리판 위에 캐스팅한 후 film applicator로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140℃ 오븐에서 10 시간 동안 진공 건조하여 50 ∼ 120 ㎛ 두께의 멀티블록 공중합체 전해질막을 제조하였다.The polymer thus obtained was dissolved in 15 wt% in DMAc and cast on a glass plate. Then, the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, dried in an oven at 80 ° C. for one day, and vacuum dried in an oven at 140 ° C. for 10 hours. A multiblock copolymer electrolyte membrane having a thickness of 50 to 120 μm was prepared.

실시예 10Example 10

상기 실시예 4에서 제조된 친수성 블록 올리고머(화합물 9-3)와 소수성 단량체인 bis(4-trifluorovinyloxyphenyl)phenylphosphine oxide(화합물 6-3)를 무게비로 각각 5:1, 10:1, 20:1로 혼합하여 NMP에 20 wt%가 되도록 넣은 후 질소 분위기하에서 200℃에서 하루 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 고분자 용액을 과량의 메탄올에 천천히 적가하여 침전시킨 후 걸러서 건조시켜 화합물 10-9에 해당하는 고분자 산치환체를 얻었다. 상기 고분자 산치환체를 K2CO3 수용액(10 wt%) 및 DMSO 혼합용액에 넣어 하루동안 가수분해한 후 conc. HCl 수용액 및 증류수로 처리하여 술폰화된 멀티블록 공중합체를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 5:1의 경우 1.3 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.2 (g/dl)-1, 20:1의 경우 1.4 (g/dl)-1을 보였다. The hydrophilic block oligomer (Compound 9-3) and hydrophobic monomer bis (4-trifluorovinyloxyphenyl) phenylphosphine oxide (Compound 6-3) prepared in Example 4 were 5: 1, 10: 1 and 20: 1, respectively. The mixture was added to NMP to 20 wt%, heated at 200 ° C. under nitrogen atmosphere for one day, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer solution was slowly added dropwise to excess methanol to precipitate, and the mixture was filtered and dried to obtain a polymer acid substituent corresponding to compound 10-9. The polymer acid substituent was added to K 2 CO 3 aqueous solution (10 wt%) and DMSO mixed solution for one day to hydrolyze and then conc. Sulfonated multiblock copolymers were prepared by treatment with aqueous HCl solution and distilled water. The measurement of the inherent viscosity (Cannon-Fenske viscometer): 1.3 (g / dl) -1 for 5: 1, 1.2 (g / dl) -1 for 10: 1, 1.4 (g / dl) -1 was shown.

이렇게 얻어진 고분자를 DMAc에 15 wt%로 녹여 유리판 위에 캐스팅한 후 film applicator로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140℃ 오븐에서 10 시간 동안 진공 건조하여 50 ∼ 120 ㎛ 두 께의 멀티블록 공중합체 전해질막을 제조하였다.The polymer thus obtained was dissolved in 15 wt% in DMAc and cast on a glass plate. Then, the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, dried in an oven at 80 ° C. for one day, and vacuum dried in an oven at 140 ° C. for 10 hours. A multiblock copolymer electrolyte membrane having a thickness of 50 to 120 μm was prepared.

실시예 11 Example 11

1) One) 설폰계Sulfone 블록  block 올리고머Oligomer 제조 (화합물 7-4) Preparation (Compound 7-4)

가. 4,4'-설포닐-비스(2-브로모테트라플루오로에톡시)비페닐 제조단계 end. 4,4'-sulfonyl-bis (2-bromotetrafluoroethoxy) biphenyl manufacturing step

500 mL의 둥근 플라스크에 질소하에서 무수 DMSO 250 mL 와 NaH 7.2 g (0.3 mol)을 첨가하고 교반 하에 4,4'-설포닐 디페놀 25 g (0.1 mol)을 4 번에 걸쳐 천천히 첨가하여 교반시켰다. 수소 가스 생성이 완료된 후, 1,2-디브로모테트라플루오로에탄 35.8 mL (0.3 mol)를 천천히 적하시키고, 반응온도가 35 ℃ 가 넘지 않도록 조절하며 24시간 동안 교반하였다. 상기 반응물을 물과 혼합하여 에틸아세테이트로 추출한 후, 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산과 에틸아세테이트를 이용하여 분리 정제하여 표제 화합물을 수득하였다. To a 500 mL round flask was added 250 mL of anhydrous DMSO and 7.2 g (0.3 mol) of NaH under nitrogen, followed by slow addition of 25 g (0.1 mol) of 4,4'-sulfonyl diphenol under stirring four times under stirring. . After the hydrogen gas production was completed, 35.8 mL (0.3 mol) of 1,2-dibromotetrafluoroethane was slowly added dropwise, and the reaction temperature was controlled to not exceed 35 ° C and stirred for 24 hours. The reaction mixture was mixed with water, extracted with ethyl acetate, and the dried product was separated and purified through normal column with silica gel using normal hexane and ethyl acetate to obtain the title compound.

1H-NMR (CDCl3, δ in ppm): 7.38 (d), 8.01 (d), 19F-NMR (CDCl3, δ in ppm): -68.9 (s), -86.7 (s) 1 H-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 7.38 (d), 8.01 (d), 19 F-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): -68.9 (s), -86.7 (s)

나. 4,4'-설포닐-비스(트리플루오로비닐옥시)비페닐(화합물 6-4) 제조 단계 I. 4,4'-Sulfonyl-bis (trifluorovinyloxy) biphenyl (Compound 6-4)

질소분위기하에서 4,4'-설포닐-비스(2-브로모테트라플루오로에톡시)비페닐 30 g (49.3 mmol), 아연 분말(Zinc powder) 9.7 g (148 mmol)을 무수 CH3CN 150 mL 에 첨가하고, 교반 하에 열을 가해 환류시켰다.  16 시간 후 반응물을 거름종이를 통해 여과한 후 여과액을 진공으로 건조하였다. 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산과 에틸아세테이트를 이용하여 분리 정제하여 표제 화합물(화학식 6 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00091
, 및 P = -O-)을 수득하였다.In a nitrogen atmosphere, 30 g (49.3 mmol) of 4,4'-sulfonyl-bis (2-bromotetrafluoroethoxy) biphenyl and 9.7 g (148 mmol) of zinc powder were dissolved in anhydrous CH 3 CN 150 It was added to mL and heated to reflux with stirring. After 16 hours the reaction was filtered through filter paper and the filtrate was dried in vacuo. The dried product was separated and purified through a column containing silica gel using normal hexane and ethyl acetate to obtain the title compound (Formula 6 compound: R =
Figure 112006080214465-pat00091
, And P = -O-).

1H-NMR (CDCl3, δ in ppm): 7.22 (d), 7.97 (d), 19F-NMR (CDCl3, δ in ppm): -118.3 (dd), -124.9 (dd), -135.7 (dd). 1 H-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 7.22 (d), 7.97 (d), 19 F-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): -118.3 (dd), -124.9 (dd), -135.7 (dd).

다. 설폰계 블록 올리고머 (화합물 7-4) 제조 단계 All. Sulfonated Block Oligomer (Compound 7-4) Preparation Step

질소분위기하에서 4,4'-설포닐-비스(트리플루오로비닐옥시)비페닐을 170 ℃ 에서 4 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켜 표제 화합물(화학식 7 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00092
, B= C4F6, 및 P = -O-)을 수득하였다.  In a nitrogen atmosphere, 4,4'-sulfonyl-bis (trifluorovinyloxy) biphenyl was heated at 170 ° C. for 4 hours and then slowly cooled to room temperature to give the title compound (Formula 7 R:
Figure 112006080214465-pat00092
, B = C 4 F 6 , and P = −O—).

GPC (polystyrene column) Mn 2,500 (g/mol). Polystyrene column (GPC) Mn 2,500 (g / mol).

2) 2) 플루오렌계Fluorene 블록  block 올리고머Oligomer 제조 (화합물 12-4) Preparation (Compound 12-4)

가. 9,9-비스-{4-(2-브로모테트라플루오로에톡시)-페닐}플루오렌 제조 단계 end. 9,9-bis- {4- (2-bromotetrafluoroethoxy) -phenyl} fluorene manufacturing step

2000 mL의 둥근 플라스크에 질소하에서 무수 DMSO 1000 mL 와 NaH 10.56 g (0.44 mol)을 첨가하고 교반 하에 9,9-비스(4'-하이드록시페닐)플루오렌 70.10 g (0.20 mol)을 4 번에 걸쳐 천천히 첨가하여 교반시켰다. 수소 가스 생성이 완료된 후, 1,2-디브로모테트라플루오로에탄 114.40 g (0.44 mol)을 천천히 적하시키고, 반응온도가 35 ℃ 가 넘지 않도록 조절하며 24시간 동안 교반하였다. 상기 반응물을 물과 혼합하여 디에틸에테르로 추출한 후, 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산을 이용하여 분리 정제하여 표제 화합물을 수득하였다. To a 2000 mL round flask, 1000 mL of anhydrous DMSO and 10.56 g (0.44 mol) of NaH were added under nitrogen and 70.10 g (0.20 mol) of 9,9-bis (4'-hydroxyphenyl) fluorene was added to the mixture under stirring at 4 times. Slowly add over and stir. After the hydrogen gas production was completed, 114.40 g (0.44 mol) of 1,2-dibromotetrafluoroethane was slowly added dropwise, and the reaction temperature was controlled to not exceed 35 ° C and stirred for 24 hours. The reaction mixture was mixed with water and extracted with diethyl ether, and then the dried product was separated and purified through a column containing silica gel using normal hexane to obtain the title compound.

1H-NMR (CDCl3, δ in ppm): 7.06~7.80 (various m, CH arom.), 19F-NMR (CDCl3, δ in ppm): -68.6 (s), -86.5 (s). 1 H-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 7.06-7.80 (various m, CH arom.), 19 F-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): -68.6 (s), -86.5 (s).

나. 9,9-비스(4-트리플루오로비닐옥시페닐)플루오렌(화합물 11-4) 제조 단계 I. 9,9-bis (4-trifluorovinyloxyphenyl) fluorene (Compound 11-4)

질소분위기하에서 9,9-비스-[4-(2-브로모테트라플루오로에톡시)-페닐]플루오렌 70.80 g (0.10 mol) 및 아연 분말(Zinc powder) 19.60 g (0.30 mol)을 무수 디에틸렌글리콜디메틸에테르(diglyme) 500 mL 에 넣고 교반 하에 열을 가해 환류시켰다. 16 시간 후 반응물을 거름종이를 통해 여과한 후 여과액을 진공으로 건조하였다. 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산을 이용하여 분리 정제하여 표제 화합물(화학식 11 화합물: R' =

Figure 112006080214465-pat00093
, 및 P = -O-)을 수득하였다. Under nitrogen atmosphere, 70.80 g (0.10 mol) of 9,9-bis- [4- (2-bromotetrafluoroethoxy) -phenyl] fluorene and 19.60 g (0.30 mol) of zinc powder were dissolved in anhydrous di It was poured into 500 mL of ethylene glycol dimethyl ether (diglyme) and heated to reflux under stirring. After 16 hours the reaction was filtered through filter paper and the filtrate was dried in vacuo. The dried product was separated and purified using normal hexane through a column containing silica gel to obtain the title compound (Formula 11 compound: R ′ =).
Figure 112006080214465-pat00093
, And P = -O-).

1H-NMR (CDCl3, δ in ppm): 6.93~7.78 (various m, CH arom.), 19F-NMR (CDCl3, δ in ppm): -119.9 (dd), -126.8 (dd), -134.2 (dd). 1 H-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 6.93-7.78 (various m, CH arom.), 19 F-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): -119.9 (dd), -126.8 (dd), -134.2 (dd).

다. 플루오렌계 블록 올리고머 (화합물 12-4) 제조 단계 All. Steps for preparing fluorene-based block oligomer (Compound 12-4)

질소분위기하에서 9,9-비스(4-트리플루오로비닐옥시페닐)플루오렌 10.00 g을 디페닐에테르 10.00 g에 녹여 170 ℃ 에서 7 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켜 표제 화합물(화학식 9 화합물: R' =

Figure 112006080214465-pat00094
, B= C4F6, 및 P = -O-)을 수득하였다. In a nitrogen atmosphere, 10.00 g of 9,9-bis (4-trifluorovinyloxyphenyl) fluorene was dissolved in 10.00 g of diphenyl ether, heated at 170 ° C. for 7 hours, and then slowly cooled to room temperature to obtain the title compound (Formula 9 compound). R '=
Figure 112006080214465-pat00094
, B = C 4 F 6 , and P = −O—).

GPC (polystyrene column) Mn 3,100 (g/mol). Polystyrene column (GPC) Mn 3,100 (g / mol).

3) 3) 술폰화된Sulfonated 멀티블록 공중합체(화합물 5-4)의 제조 및 전해질 막의 제조  Preparation of Multiblock Copolymer (Compound 5-4) and Preparation of Electrolyte Membrane

질소 분위기하에서 상기 술폰화 활성이 낮은 술폰계 블록 올리고머(화합물 7-4)와 술폰화 활성이 높은 플루오렌계 블록 올리고머(화합물 12-4)를 각각 1:1, 5:1, 및 10:1의 중량비로 혼합하고, 디페닐에테르에 50 wt%가 되도록 용해시킨 후, 250 ℃ 에서 16 시간 동안 가열하고 천천히 상온으로 냉각시켰다.  얻어진 고분자를 DMAc에 녹인 후 과량의 메탄올에 천천히 적하시켜 침전시킨 후 여과하고 건 조하여 블록 공중합체(화학식 3 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00095
, R' =
Figure 112006080214465-pat00096
, 및 P = -O-)를 얻었다.  Under a nitrogen atmosphere, the sulfonated block oligomer having low sulfonation activity (Compound 7-4) and the fluorene block oligomer having high sulfonation activity (Compound 12-4) were 1: 1, 5: 1, and 10: 1, respectively. It was mixed at a weight ratio of and dissolved in diphenyl ether to 50 wt%, and then heated at 250 ° C. for 16 hours and slowly cooled to room temperature. The obtained polymer was dissolved in DMAc, slowly added dropwise into excess methanol, precipitated, filtered, and dried to form a block copolymer (Compound 3: R =
Figure 112006080214465-pat00095
, R '=
Figure 112006080214465-pat00096
, And P = -O-).

상기 공중합체를 질소 분위기하에서 디클로로에탄에 1 wt%로 녹인 후, 클로로술포닉애시드를 플루오렌 반복 단위의 4 몰 배로 하여 천천히 적하시켜 7시간 동안 술폰화하였다.  혼합물의 용매를 제거하고 증류수로 수차례 세척하여 술폰화된 멀티블록 공중합체(화학식 5 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00097
, R" =
Figure 112006080214465-pat00098
(1≤x+y≤2), 및 P = -O-)를 제조하였다. The copolymer was dissolved in dichloroethane at 1 wt% under a nitrogen atmosphere, and then chlorosulfonic acid was slowly added dropwise to 4 moles of fluorene repeat units and sulfonated for 7 hours. The solvent of the mixture was removed and washed several times with distilled water to give a sulfonated multiblock copolymer (Compound 5: R =
Figure 112006080214465-pat00097
, R "=
Figure 112006080214465-pat00098
(1 ≦ x + y ≦ 2), and P = −O−).

고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 화합물 7-4와 화합물 12-4의 중량비가 1:1의 경우 1.1 (g/dl)-1, 5:1의 경우 1.2 (g/dl)-1, 10:1의 경우 0.9 (g/dl)-1을 보였다. As a result of measuring Cannon-Fenske viscometer, the weight ratio of compound 7-4 and compound 12-4 is 1: 1 (g / dl) -1 for 1: 1 and 1.2 (g / dl) for 5: 1 In the case of -1 and 10: 1, 0.9 (g / dl) -1 was shown.

상기 수득한 고분자를 DMAc에 15 wt% 로 녹여 유리판위에 캐스팅한 후 필름 어플리케이터(film applicator)로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80 ℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140 ℃ 오븐에서 10 시간동안 진공 건조하여 50 ~ 120 ㎛ 두께의 술폰화 멀티블록 공중합체 전해질 막을 제조하였다. The obtained polymer was dissolved in DMAc at 15 wt%, cast on a glass plate, and then the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, and then dried in an oven at 80 ° C. for 1 day, and then in a 10 ° C. oven at 140 ° C. Vacuum drying for a time to prepare a sulfonated multiblock copolymer electrolyte membrane of 50 ~ 120 ㎛ thickness.

실시예 12 Example 12

1) One) 벤조페논계Benzophenone series 블록  block 올리고머Oligomer 제조 (화합물 7-5) Preparation (Compound 7-5)

가. 4,4'-비스(2-브로모테트라플루오로에톡시)벤조페논 제조 단계 end. 4,4'-bis (2-bromotetrafluoroethoxy) benzophenone preparation step

500 mL의 둥근 플라스크에 질소하에서 무수 DMSO 250 mL 와 NaH 7.2 g (0.3 mol)을 첨가하고 교반 하에 4,4'-디하이드록시벤조페논 21.4 g (0.1 mol)을 4 번에 걸쳐 천천히 첨가하여 교반시켰다.  수소 가스 생성이 완료된 후, 1,2-디브로모테트라플루오로에탄 35.8 mL (0.3 mol)를 천천히 적하시키고, 반응온도가 35 ℃ 가 넘지 않도록 조절하며 24시간 동안 교반하였다. 상기 반응물을 물과 혼합하여 에틸아세테이트로 추출한 후, 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산과 에틸아세테이트를 이용하여 분리 정제하여 표제 화합물을 수득하였다. To a 500 mL round flask was added 250 mL of anhydrous DMSO and 7.2 g (0.3 mol) of NaH under nitrogen, followed by slow addition of 21.4 g (0.1 mol) of 4,4'-dihydroxybenzophenone under stirring four times under stirring. I was. After the hydrogen gas production was completed, 35.8 mL (0.3 mol) of 1,2-dibromotetrafluoroethane was slowly added dropwise, and the reaction temperature was controlled to not exceed 35 ° C and stirred for 24 hours. The reaction mixture was mixed with water, extracted with ethyl acetate, and the dried product was separated and purified through normal column with silica gel using normal hexane and ethyl acetate to obtain the title compound.

1H-NMR (CDCl3, δ in ppm): 7.18 (d), 7.86 (d), 19F-NMR (CDCl3, δ in ppm): -68.7 (s), -86.5 (s). 1 H-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 7.18 (d), 7.86 (d), 19 F-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): -68.7 (s), -86.5 (s).

나. 4,4'-비스(트리플루오로비닐옥시)벤조페논(화합물 6-5) 제조단계 I. 4,4'-bis (trifluorovinyloxy) benzophenone (Compound 6-5)

질소분위기하에서 4,4'-비스(2-브로모테트라플루오로에톡시)벤조페논 28.2 g (49.3 mmol), 아연 분말(Zinc powder) 9.7 g (148 mmol)을 무수 CH3CN 150 mL 에 넣고 교반 하에 열을 가해 환류시켰다.  16 시간 후 반응물을 거름종이를 통해 거른 후 여과액을 진공으로 건조하였다. 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산과 에틸아세테이트를 이용하여 분리 정제하여 표제 화합물(화학식 6 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00099
, 및 P = -O-)을 수득하였다.   Under nitrogen atmosphere, 28.2 g (49.3 mmol) of 4,4'-bis (2-bromotetrafluoroethoxy) benzophenone and 9.7 g (148 mmol) of zinc powder were added to 150 mL of anhydrous CH 3 CN. Heat was added to reflux under stirring. After 16 hours the reaction was filtered through filter paper and the filtrate was dried in vacuo. The dried product was separated and purified through a column containing silica gel using normal hexane and ethyl acetate to obtain the title compound (Formula 6 compound: R =
Figure 112006080214465-pat00099
, And P = -O-).

1H-NMR (CDCl3, δ in ppm): 7.22 (d), 7.97 (d), 19F-NMR (CDCl3, δ in ppm): -117.5 (dd), -123.8 (dd), -136.5 (dd). 1 H-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 7.22 (d), 7.97 (d), 19 F-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): -117.5 (dd), -123.8 (dd), -136.5 (dd).

다. 벤조페논계 블록 올리고머 (화합물 7-5) 제조 All. Preparation of benzophenone block oligomer (Compound 7-5)

질소분위기하에서 4,4'-비스(트리플루오로비닐옥시)벤조페논을 170 ℃ 에서 4 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켜 표제 화합물(화학식 7 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00100
, B= C4F6, 및 P = -O-)을 수득하였다.   In a nitrogen atmosphere, the 4,4'-bis (trifluorovinyloxy) benzophenone was heated at 170 ° C. for 4 hours, and then slowly cooled to room temperature to give the title compound (Formula 7 compound: R =).
Figure 112006080214465-pat00100
, B = C 4 F 6 , and P = −O—).

GPC (polystyrene column) Mn 2,800 (g/mol). Polystyrene column (GPC) Mn 2,800 (g / mol).

2) 비페닐계 블록 2) biphenyl block 올리고머Oligomer 제조 (화합물 12-5) Preparation (Compound 12-5)

가. 4,4'-비스(2-브로모테트라플루오로에톡시)비페닐 제조 단계 end. 4,4'-bis (2-bromotetrafluoroethoxy) biphenyl manufacturing step

2000 mL의 둥근 플라스크에 질소하에서 무수 DMSO 700 mL 와 NaH 10.56 g (0.44 mol)을 첨가하고 교반 하에 4,4'-비페놀 37.20 g (0.20 mol)을 4 번에 걸쳐 천천히 첨가하여 교반시켰다. 수소 가스 생성이 완료된 후, 1,2-디브로모테트라플루오로에탄 114.40 g (0.44 mol)을 천천히 적하시키고, 반응온도가 35 ℃ 가 넘지 않도록 조절하며 24시간 동안 교반하였다. 상기 반응물을 물과 혼합하여 디에틸에테르로 추출한 후, 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산을 이용하여 분리 정제하여 표제 화합물을 수득하였다. 700 mL of anhydrous DMSO and 10.56 g (0.44 mol) of NaH were added to a 2000 mL round flask under nitrogen, and 37.20 g (0.20 mol) of 4,4'-biphenol was added slowly and stirred four times under stirring. After the hydrogen gas production was completed, 114.40 g (0.44 mol) of 1,2-dibromotetrafluoroethane was slowly added dropwise, and the reaction temperature was controlled to not exceed 35 ° C and stirred for 24 hours. The reaction mixture was mixed with water and extracted with diethyl ether, and then the dried product was separated and purified through a column containing silica gel using normal hexane to obtain the title compound.

1H-NMR (CDCl3, δ in ppm): 7.31 (d), 7.58 (d), 19F-NMR (CDCl3, δ in ppm): -68.5 (s), -86.4 (s). 1 H-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 7.31 (d), 7.58 (d), 19 F-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): -68.5 (s), -86.4 (s).

나. 4,4'-비스(트리플루오로비닐옥시)비페닐(화합물 11-5) 제조 단계 I. 4,4'-bis (trifluorovinyloxy) biphenyl (Compound 11-5) Preparation Step

질소분위기하에서 4,4'-비스(2-브로모테트라플루오로에톡시)비페닐 54.40 g (0.10 mol), 아연 분말(Zinc powder) 19.60 g (0.30 mol)을 무수 CH3CN 300 mL 에 넣고 교반 하에 열을 가해 환류시켰다.  16 시간 후 반응물을 거름종이를 통해 여과한 후 여과액을 진공으로 건조하였다.  건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산을 이용하여 분리 정제하여 표제 화합물(화학식 8 화합물: R' =

Figure 112006080214465-pat00101
, 및 P = -O-)을 수득하였다. In a nitrogen atmosphere, 54.40 g (0.10 mol) of 4,4'-bis (2-bromotetrafluoroethoxy) biphenyl and 19.60 g (0.30 mol) of zinc powder are added to 300 mL of anhydrous CH 3 CN. Heat was added to reflux under stirring. After 16 hours the reaction was filtered through filter paper and the filtrate was dried in vacuo. The dried product was separated and purified using normal hexane through a column containing silica gel to obtain the title compound (Compound 8: R '=
Figure 112006080214465-pat00101
, And P = -O-).

1H-NMR (CDCl3, δ in ppm): 7.18 (d), 7.54 (d), 19F-NMR (CDCl3, δ in ppm): -119.9 (dd), -126.7 (dd), -134.9 (dd). 1 H-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): 7.18 (d), 7.54 (d), 19 F-NMR (CDCl 3 , δ in ppm): -119.9 (dd), -126.7 (dd), -134.9 (dd).

다. 비페닐계 블록 올리고머(화합물 12-5) 제조 All. Preparation of Biphenyl Block Oligomer (Compound 12-5)

질소분위기하에서 4,4'-비스(트리플루오로비닐옥시)비페닐을 170 ℃ 에서 4 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켜 표제 화합물(화학식 9 화합물: R' =

Figure 112006080214465-pat00102
, B= C4F6, 및 P = -O-)을 수득하였다. In a nitrogen atmosphere, 4,4'-bis (trifluorovinyloxy) biphenyl was heated at 170 ° C. for 4 hours, and then slowly cooled to room temperature to give the title compound (Formula 9 compound: R ′ =).
Figure 112006080214465-pat00102
, B = C 4 F 6 , and P = −O—).

GPC (polystyrene column) Mn 3,000 (g/mol). Polystyrene column (GPC) Mn 3,000 (g / mol).

3) 3) 술폰화된Sulfonated 멀티블록 공중합체 제조(화학식 5-5) 및 전해질 막의 제조  Preparation of Multiblock Copolymer (Formula 5-5) and Preparation of Electrolyte Membrane

질소분위기하에서 상기 술폰화 활성이 낮은 벤조페논계 블록 올리고머(화합물 7-5)와 술폰화 활성이 높은 비페닐계 블록 올리고머(화합물 12-5)를 각각 1:1, 5:1, 및 10:1의 중량비로 혼합하고, 250 ℃ 에서 16 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다.  얻어진 고분자를 DMAc에 녹인 후 과량의 메탄올에 천천히 적하시켜 침전시킨 후 여과하고 건조하여 블록 공중합체(화학식 3 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00103
, R' =
Figure 112006080214465-pat00104
, 및 P = -O-)를 얻었다.  Under the nitrogen atmosphere, the benzophenone block oligomer having low sulfonation activity (Compound 7-5) and the biphenyl block oligomer having high sulfonation activity (Compound 12-5) were 1: 1, 5: 1, and 10 :, respectively. The mixture was mixed at a weight ratio of 1, heated at 250 ° C. for 16 hours, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer was dissolved in DMAc, slowly added dropwise into excess methanol, precipitated, filtered, and dried to form a block copolymer (Compound 3: R =
Figure 112006080214465-pat00103
, R '=
Figure 112006080214465-pat00104
, And P = -O-).

상기 공중합체를 질소분위기하에서 디클로로에탄에 1 wt%로 녹인 후 클로로술포닉애시드를 비페닐 반복 단위의 4몰 배로 하여 천천히 적하시켜 7시간 동안 술폰화하였다.  혼합물의 용매를 제거하고 증류수로 수차례 세척하여 술폰화된 멀티블록 공중합체(화학식 5 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00105
, R" =
Figure 112006080214465-pat00106
(1≤x+y≤2), 및 P = -O-)를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 화합물 7-5과 화합물 12-5의 중량비가 1:1의 경우 1.0 (g/dl)-1, 5:1의 경우 0.8 (g/dl)-1, 10:1의 경우 0.9 (g/dl)-1을 보였다. The copolymer was dissolved in dichloroethane at 1 wt% under a nitrogen atmosphere, and then chlorosulphonic acid was slowly added dropwise to 4 moles of the biphenyl repeating unit and sulfonated for 7 hours. The solvent of the mixture was removed and washed several times with distilled water to give a sulfonated multiblock copolymer (Compound 5: R =
Figure 112006080214465-pat00105
, R "=
Figure 112006080214465-pat00106
(1 ≦ x + y ≦ 2), and P = −O−). As a result of measuring Cannon-Fenske viscometer, the weight ratio of compound 7-5 and compound 12-5 is 1.0 (g / dl) -1 for 1: 1 and 0.8 (g / dl) for 5: 1 In the case of -1 and 10: 1, 0.9 (g / dl) -1 was shown.

상기 수득한 고분자를 DMAc에 15 wt% 로 녹여 유리판위에 캐스팅한 후 필름 어플리케이터(film applicator)로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80 ℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140 ℃ 오븐에서 10 시간동안 진공 건조하여 50 ~ 120 ㎛ 두께의 술폰화 멀티블록 공중합체 전해질 막을 제조하였다. The obtained polymer was dissolved in DMAc at 15 wt%, cast on a glass plate, and then the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, and then dried in an oven at 80 ° C. for 1 day, and then in a 10 ° C. oven at 140 ° C. Vacuum drying for a time to prepare a sulfonated multiblock copolymer electrolyte membrane of 50 ~ 120 ㎛ thickness.

실시예 13 Example 13

1) One) 플루오로페닐계Fluorophenyl 블록  block 올리고머Oligomer (화합물 7-6) 제조 (Compound 7-6) Preparation

가. 1,4-비스(2-브로모테트라플루오로에톡시)테트라플루오로벤젠 제조 단계 end. 1,4-bis (2-bromotetrafluoroethoxy) tetrafluorobenzene manufacturing step

500 mL의 둥근 플라스크에 질소하에서 무수 DMSO 250 mL 와 NaH 7.2 g (0.3 mol)을 첨가하고 교반 하에 테트라플루오로하이드로퀴논 18.2 g (0.1 mol)을 4 번에 걸쳐 천천히 첨가하여 교반시켰다.  수소 가스 생성이 완료된 후, 1,2-디브로모테트라 플루오로에탄 35.8 mL (0.3 mol)를 천천히 적하시켜 반응온도가 35 ℃ 가 넘지 않도록 조적하며, 24시간 동안 교반하였다. 상기 반응물을 물과 혼합하여 에틸아세테이트로 추출한 후, 건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산을 이용하여 분리 정제하여 표제 화합물을 수득하였다. To a 500 mL round flask, 250 mL of anhydrous DMSO and 7.2 g (0.3 mol) of NaH were added under nitrogen, and 18.2 g (0.1 mol) of tetrafluorohydroquinone was slowly added and stirred under stirring under stirring. After the hydrogen gas production was completed, 35.8 mL (0.3 mol) of 1,2-dibromotetra fluoroethane was slowly added dropwise to adjust the reaction temperature so as not to exceed 35 ° C, and stirred for 24 hours. The reaction was mixed with water, extracted with ethyl acetate, and the dried product was separated and purified through normal column with hexane through a column containing silica gel to obtain the title compound.

나. 1,4-비스(트리플루오로비닐옥시)테트라플루오로벤젠(화합물 6-6) 제조 I. Preparation of 1,4-bis (trifluorovinyloxy) tetrafluorobenzene (Compound 6-6)

질소분위기하에서 1,4-비스(2-브로모테트라플루오로에톡시)테트라플루오로벤 젠 26.6 g (49.3 mmol), 아연 분말(Zinc powder) 9.7 g (148 mmol)을 무수 CH3CN 150 mL 에 첨가하고, 교반 하에 열을 가해 환류시켰다.  16 시간 후 반응물을 거름종이를 통해 여과한 후 여과액을 진공으로 건조하였다.  건조된 생성물을 실리카겔이 담긴 칼럼을 통하여 노르말 헥산과 에틸아세테이트를 이용하여 분리 정제하여 표제 화합물(화학식 6 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00107
, 및 P = -O-)을 수득하였다. In a nitrogen atmosphere, 26.6 g (49.3 mmol) of 1,4-bis (2-bromotetrafluoroethoxy) tetrafluorobenzen and 9.7 g (148 mmol) of zinc powder were added to 150 mL of anhydrous CH 3 CN. Added and heated to reflux under stirring. After 16 hours the reaction was filtered through filter paper and the filtrate was dried in vacuo. The dried product was separated and purified through a column containing silica gel using normal hexane and ethyl acetate to obtain the title compound (Formula 6 compound: R =
Figure 112006080214465-pat00107
, And P = -O-).

다. 플루오로페닐계 블록 올리고머(화합물 7-6) 제조 단계 All. Steps to prepare fluorophenyl block oligomer (Compound 7-6)

질소분위기하에서 1,4-비스(트리플루오로비닐옥시)테트라플루오로벤젠을 170 ℃ 에서 5 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켜 표제 화합물(화학식 7 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00108
, B= C4F6, 및 P = -O-)을 수득하였다. In a nitrogen atmosphere, the 1,4-bis (trifluorovinyloxy) tetrafluorobenzene was heated at 170 ° C. for 5 hours and then slowly cooled to room temperature to give the title compound (Formula 7 R:
Figure 112006080214465-pat00108
, B = C 4 F 6 , and P = −O—).

GPC (polystyrene column) Mn 4,000 (g/mol). Polystyrene column (GPC) Mn 4,000 (g / mol).

2) 2) 술폰화된Sulfonated 멀티블록 공중합체(화합물 5-6)의 제조 및 전해질 막의 제조 Preparation of Multiblock Copolymer (Compound 5-6) and Preparation of Electrolyte Membrane

질소분위기하에서 상기 술폰화 활성이 낮은 플루오로페닐계 블록 올리고머(화합물 7-6)와 상기 실시예 11 에서 제조된 술폰화 활성이 높은 플루오렌계 블록 올리고머 (화합물 12-4)를 각각 1:1, 5:1, 및 10:1의 중량비로 혼합하고, 디페닐에테르에 50 wt%가 되도록 용해시킨 후, 250 ℃ 에서 16 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 고분자를 DMAc에 녹인 후 과량의 메탄올에 천천히 적하시켜 침전시킨 후 여과하고 건조하여 블록 공중합체(화학식 3 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00109
, R' =
Figure 112006080214465-pat00110
, 및 P = -O-)를 얻었다. Under a nitrogen atmosphere, the sulfonated low fluorophenyl block oligomer (Compound 7-6) and the high sulfonated high fluorene block oligomer (Compound 12-4) prepared in Example 11 were each 1: 1. , 5: 1, and 10: 1 were mixed in a weight ratio, dissolved in diphenyl ether to 50 wt%, heated at 250 ° C. for 16 hours, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer was dissolved in DMAc, slowly added dropwise into excess methanol, precipitated, filtered, and dried to form a block copolymer (Compound 3: R =
Figure 112006080214465-pat00109
, R '=
Figure 112006080214465-pat00110
, And P = -O-).

상기 공중합체를 질소분위기하에서 디클로로에탄에 1 wt%로 녹인 후 클로로술포닉애시드를 플루오렌 반복 단위의 4몰 배로 하여 천천히 적하시켜 7시간 동안 술폰화하였다. 혼합물의 용매를 제거하고 증류수로 수차례 세척하여 술폰화된 멀티블록 공중합체(화학식 5 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00111
, R″ =
Figure 112006080214465-pat00112
(1≤x+y≤2), 및 P = -O-)를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 화합물 7-6과 화합물 12-4의 중량비가 1:1의 경우 1.3 (g/dl)-1, 5:1의 경우 1.7 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.8 (g/dl)-1을 보였다. The copolymer was dissolved in dichloroethane at 1 wt% under a nitrogen atmosphere, and then chlorosulphonic acid was slowly added dropwise to 4 moles of fluorene repeating units and sulfonated for 7 hours. The solvent of the mixture was removed and washed several times with distilled water to give a sulfonated multiblock copolymer (Compound 5: R =
Figure 112006080214465-pat00111
, R ″ =
Figure 112006080214465-pat00112
(1 ≦ x + y ≦ 2), and P = −O−). As a result of measuring Cannon-Fenske viscometer, the weight ratio of compound 7-6 and compound 12-4 is 1: 1 (g / dl) -1 for 1: 1 and 1.7 (g / dl) for 5: 1 In the case of -1 and 10: 1, 1.8 (g / dl) -1 was shown.

이렇게 얻어진 고분자를 DMAc에 15 wt% 로 녹여 유리판위에 캐스팅한 후 필름 어플리케이터(film applicator)로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80 ℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140 ℃ 오븐에서 10 시간동안 진공 건조 하여 50 ~ 120 ㎛ 두께의 술폰화 멀티블록 공중합체 전해질 막을 제조하였다. The polymer thus obtained was dissolved in DMAc at 15 wt% and cast on a glass plate. Then, the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, dried in an oven at 80 ° C. for one day, and then in a 140 ° C. oven for 10 hours. While vacuum dried to prepare a sulfonated multiblock copolymer electrolyte membrane having a thickness of 50 ~ 120 ㎛.

실시예 14 Example 14

상기 실시예 11 에서 제조된 설폰계 블록 올리고머(화합물 7-4)와 플루오렌계 단량체 9,9-비스(4-트리플루오로비닐옥시페닐)플루오렌(화합물 11-4)을 각각 1:1, 5:1, 및 10:1의 중량비로 혼합하고, 디페닐에테르에 50 wt%가 되게 녹인 후 250 ℃ 에서 16 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 고분자를 DMAc에 녹인 후 과량의 메탄올에 천천히 적하시켜 침전시킨 후 여과하고 건조하여 블록 공중합체(화학식 3 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00113
, R' =
Figure 112006080214465-pat00114
, 및 P = -O-)를 얻었다. Sulfonated block oligomer (Compound 7-4) and fluorene monomer 9,9-bis (4-trifluorovinyloxyphenyl) fluorene (Compound 11-4) prepared in Example 11, respectively 1: 1 , 5: 1, and 10: 1 were mixed in a weight ratio of 50 wt% in diphenyl ether, and then heated at 250 ° C. for 16 hours, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer was dissolved in DMAc, slowly added dropwise into excess methanol, precipitated, filtered, and dried to form a block copolymer (Compound 3: R =
Figure 112006080214465-pat00113
, R '=
Figure 112006080214465-pat00114
, And P = -O-).

상기 공중합체를 질소분위기하에서 디클로로에탄에 1 wt%로 녹인 후 클로로술포닉애시드를 플루오렌 반복 단위의 4몰 배로 하여 천천히 적하시켜 7시간 동안 술폰화하였다. 혼합물의 용매를 제거하고 증류수로 수차례 세척하여 술폰화된 멀티블록 공중합체(화학식 5 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00115
, R″ =
Figure 112006080214465-pat00116
(1≤x+y≤2), 및 P = -O-)를 제조하였다. 고유점 도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 화합물 7-4과 화합물 11-4의 중량비가 1:1의 경우 1.3 (g/dl)-1, 5:1의 경우 1.5 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.5 (g/dl)-1을 보였다. The copolymer was dissolved in dichloroethane at 1 wt% under a nitrogen atmosphere, and then chlorosulphonic acid was slowly added dropwise to 4 moles of fluorene repeating units and sulfonated for 7 hours. The solvent of the mixture was removed and washed several times with distilled water to give a sulfonated multiblock copolymer (Compound 5: R =
Figure 112006080214465-pat00115
, R ″ =
Figure 112006080214465-pat00116
(1 ≦ x + y ≦ 2), and P = −O−). As a result of measuring Cannon-Fenske viscometer, the weight ratio of compound 7-4 and compound 11-4 is 1: 1 (g / dl) -1 for 1: 1 and 1.5 (g / dl for 5: 1) ) -1 and 10: 1 showed 1.5 (g / dl) -1 .

상기 수득한 고분자를 DMAc에 15 wt% 로 녹여 유리판위에 캐스팅한 후 필름 어플리케이터(film applicator)로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80 ℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140 ℃ 오븐에서 10 시간동안 진공 건조하여 50 ~ 120 ㎛ 두께의 술폰화 멀티블록 공중합체 전해질 막을 제조하였다. The obtained polymer was dissolved in DMAc at 15 wt%, cast on a glass plate, and then the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, and then dried in an oven at 80 ° C. for 1 day, and then in a 10 ° C. oven at 140 ° C. Vacuum drying for a time to prepare a sulfonated multiblock copolymer electrolyte membrane of 50 ~ 120 ㎛ thickness.

실시예 15 Example 15

상기 실시예 11 에서 제조된 플루오렌계 블록 올리고머(화합물 12-4)와 설폰계 단량체 4,4'-설포닐-비스(트리플루오로비닐옥시)비페닐(화합물 6-4)을 각각 1:1, 5:1, 및 10:1의 중량비로 혼합하고, 디페닐에테르에 50 wt%가 되게 녹인 후 250 ℃에서 16 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 고분자를 DMAc에 녹인 후 과량의 메탄올에 천천히 적하시켜 침전시킨 후 여과하고 건조하여 블록 공중합체(화학식 3 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00117
, R' =
Figure 112006080214465-pat00118
, 및 P = -O-)를 얻었다. The fluorene-based block oligomer (Compound 12-4) and sulfone monomer 4,4'-sulfonyl-bis (trifluorovinyloxy) biphenyl (Compound 6-4) prepared in Example 11 were each 1: 1, 5: 1, and 10: 1 were mixed in a weight ratio of 50 wt% in diphenyl ether, and then heated at 250 ° C. for 16 hours, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer was dissolved in DMAc, slowly added dropwise into excess methanol, precipitated, filtered, and dried to form a block copolymer (Compound 3: R =
Figure 112006080214465-pat00117
, R '=
Figure 112006080214465-pat00118
, And P = -O-).

상기 공중합체를 질소분위기하에서 디클로로에탄에 1 wt%로 녹인 후 클로로 술포닉애시드를 플루오렌 반복 단위의 4몰 배로 하여 천천히 적하시켜 7시간 동안 술폰화하였다.  혼합물의 용매를 제거하고 증류수로 수차례 세척하여 술폰화된 멀티블록 공중합체(화학식 5 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00119
, R″ =
Figure 112006080214465-pat00120
(1≤x+y≤2), 및 P = -O-)를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 화합물 12-4와 화합물 6-4의 중량비가 1:1의 경우 1.3 (g/dl)-1, 5:1의 경우 1.4 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.5 (g/dl)-1을 보였다. The copolymer was dissolved in dichloroethane at 1 wt% under a nitrogen atmosphere, and then chloro sulfonic acid was slowly added dropwise to 4 moles of fluorene repeat units and sulfonated for 7 hours. The solvent of the mixture was removed and washed several times with distilled water to give a sulfonated multiblock copolymer (Compound 5: R =
Figure 112006080214465-pat00119
, R ″ =
Figure 112006080214465-pat00120
(1 ≦ x + y ≦ 2), and P = −O−). As a result of measuring Cannon-Fenske viscometer, the weight ratio of compound 12-4 and compound 6-4 is 1: 1 (g / dl) -1 for 1: 1 and 1.4 (g / dl) for 5: 1 In the case of -1 and 10: 1, 1.5 (g / dl) -1 was shown.

상기 수득한 고분자를 DMAc에 15 wt% 로 녹여 유리판위에 캐스팅한 후 필름 어플리케이터(film applicator)로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80 ℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140 ℃ 오븐에서 10 시간동안 진공 건조하여 50 ~ 120 ㎛ 두께의 술폰화 멀티블록 공중합체 전해질 막을 제조하였다. The obtained polymer was dissolved in DMAc at 15 wt%, cast on a glass plate, and then the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, and then dried in an oven at 80 ° C. for 1 day, and then in a 10 ° C. oven at 140 ° C. Vacuum drying for a time to prepare a sulfonated multiblock copolymer electrolyte membrane of 50 ~ 120 ㎛ thickness.

실시예 16 Example 16

상기 실시예 12 에서 제조된 벤조페논계 블록 올리고머 (화합물 7-5)와 비페닐계 단량체 4,4'-비스(트리플루오로비닐옥시)비페닐(화합물 11-5)을 각각 1:1, 5:1, 및 10:1의 중량비로 혼합하고 디페닐에테르에 50 wt% 가 되게 첨가하고, 질소하에서 250 ℃ 에서 24시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 고분자를 테트라하이드로퓨란에 녹인 후 과량의 메탄올에 천천히 적하시켜 침전시킨 후 여과하고 건조하여 블록 공중합체(화학식 3 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00121
, R' =
Figure 112006080214465-pat00122
, 및 P = -O-)를 얻었다. The benzophenone-based block oligomer (Compound 7-5) and biphenyl monomer 4,4'-bis (trifluorovinyloxy) biphenyl (Compound 11-5) prepared in Example 12 were 1: 1, respectively. It was mixed at a weight ratio of 5: 1, and 10: 1, and added to diphenyl ether at 50 wt%, heated at 250 ° C. for 24 hours under nitrogen, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer was dissolved in tetrahydrofuran, slowly added dropwise into excess methanol, precipitated, filtered, and dried to form a block copolymer (Compound 3: R =
Figure 112006080214465-pat00121
, R '=
Figure 112006080214465-pat00122
, And P = -O-).

상기 공중합체를 질소분위기하에서 디클로로에탄에 1 wt%로 녹인 후 클로로술포닉애시드를 비페닐 반복 단위의 5몰 배로 하여 천천히 적하시켜 7시간 동안 술폰화하였다. 혼합물의 용매를 제거하고 증류수로 수차례 세척하여 술폰화된 멀티블록 공중합체(화학식 5 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00123
, R″ =
Figure 112006080214465-pat00124
(1≤x+y≤2), 및 P = -O-)를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 화합물 7-5와 화합물 11-5의 중량비가 1:1의 경우 1.1 (g/dl)-1, 5:1의 경우 1.1 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.2 (g/dl)-1을 보였다. The copolymer was dissolved in dichloroethane at 1 wt% under a nitrogen atmosphere, and then chlorosulphonic acid was slowly added dropwise to 5 moles of the biphenyl repeating unit and sulfonated for 7 hours. The solvent of the mixture was removed and washed several times with distilled water to give a sulfonated multiblock copolymer (Compound 5: R =
Figure 112006080214465-pat00123
, R ″ =
Figure 112006080214465-pat00124
(1 ≦ x + y ≦ 2), and P = −O−). As a result of measuring Cannon-Fenske viscometer, the weight ratio of compound 7-5 and compound 11-5 is 1.1 (g / dl) -1 for 1: 1 and 1.1 (g / dl) for 5: 1 1.2 (g / dl) -1 for -1 and 10: 1.

상기 수득한 고분자를 DMAc에 15 wt% 로 녹여 유리판위에 캐스팅한 후 필름어플리케이터(film applicator)로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80 ℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140 ℃ 오븐에서 10 시간동안 진공 건조하여 50 ~ 120 ㎛ 두께의 술폰화 멀티블록 공중합체 전해질 막을 제조하였다. The obtained polymer was dissolved in DMAc at 15 wt%, cast on a glass plate, and then the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, and then dried in an oven at 80 ° C. for 1 day, and then in a 10 ° C. oven at 140 ° C. Vacuum drying for a time to prepare a sulfonated multiblock copolymer electrolyte membrane of 50 ~ 120 ㎛ thickness.

실시예 17 Example 17

상기 실시예 12 에서 제조된 비페닐계 블록 올리고머 (화합물 12-5)와 벤조 페논계 단량체 4,4'-비스(트리플루오로비닐옥시)벤조페논(화합물 6-5)을 각각 1:1, 5:1, 및 10:1의 중량비로 혼합하고, NMP 에 20 wt% 가 되도록 용해시킨 후 질소하에서 24시간 동안 환류시킨 후 천천히 상온으로 냉각시켰다.  얻어진 고분자 용액을 과량의 메탄올에 천천히 적하시켜 침전시킨 후 여과하고 건조하여 블록 공중합체(화학식 3 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00125
, R' =
Figure 112006080214465-pat00126
, 및 P = -O-)를 얻었다. The biphenyl block oligomer (Compound 12-5) and the benzophenone monomer 4,4'-bis (trifluorovinyloxy) benzophenone (Compound 6-5) prepared in Example 12 were 1: 1, respectively. The mixture was mixed at a weight ratio of 5: 1, and 10: 1, dissolved in NMP to 20 wt%, refluxed under nitrogen for 24 hours, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer solution was slowly added dropwise into excess methanol, precipitated, filtered, and dried to give a block copolymer (Compound 3: R =
Figure 112006080214465-pat00125
, R '=
Figure 112006080214465-pat00126
, And P = -O-).

상기 공중합체를 질소분위기하에서 디클로로에탄에 1 wt%로 녹인 후 클로로술포닉애시드를 비페닐 반복 단위의 4몰 배로 하여 천천히 적하시켜 7시간 동안 술폰화하였다. 혼합물의 용매를 제거하고 증류수로 수차례 세척하여 술폰화된 멀티블록 공중합체(화학식 5 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00127
, R″ =
Figure 112006080214465-pat00128
(1≤x+y≤2), 및 P = -O-)를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 화합물 12-5와 화합물 6-5의 중량비가 1:1의 경우 0.7 (g/dl)-1, 5:1의 경우 0.8 (g/dl)-1, 10:1의 경우 0.8 (g/dl)-1을 보였다. The copolymer was dissolved in dichloroethane at 1 wt% under a nitrogen atmosphere, and then chlorosulphonic acid was slowly added dropwise to 4 moles of the biphenyl repeating unit and sulfonated for 7 hours. The solvent of the mixture was removed and washed several times with distilled water to give a sulfonated multiblock copolymer (Compound 5: R =
Figure 112006080214465-pat00127
, R ″ =
Figure 112006080214465-pat00128
(1 ≦ x + y ≦ 2), and P = −O−). As a result of measuring the Canon-Fenske viscometer, when the weight ratio of compound 12-5 and compound 6-5 is 1: 1, 0.7 (g / dl) -1 and 0.8 (g / dl) for 5: 1 In the case of -1 and 10: 1, 0.8 (g / dl) -1 was shown.

상기 수득한 고분자를 DMAc에 15 wt% 로 녹여 유리판위에 캐스팅한 후 필름어플리케이터(film applicator)로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80 ℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140 ℃ 오븐에서 10 시간동안 진공 건조하여 50 ~ 120 ㎛ 두께의 술폰화 멀티블록 공중합체 전해질 막을 제조하였다. The obtained polymer was dissolved in DMAc at 15 wt%, cast on a glass plate, and then the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, and then dried in an oven at 80 ° C. for 1 day, and then in a 10 ° C. oven at 140 ° C. Vacuum drying for a time to prepare a sulfonated multiblock copolymer electrolyte membrane of 50 ~ 120 ㎛ thickness.

실시예 18 Example 18

상기 실시예 13 에서 제조된 플루오로페닐계 블록 올리고머 (화합물 7-6)와 상기 실시예 11에서 제조된 플루오렌계 단량체 9,9-비스(4-트리플루오로비닐옥시페닐)플루오렌(화합물 11-4)을 각각 1:1, 5:1, 및 10:1로 혼합하고, 디페닐에테르에 40 wt%가 되도록 용해시킨 후 250 ℃ 에서 16 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 고분자를 DMAc에 녹인 후 과량의 메탄올에 천천히 적하시켜 침전시킨 후 여과하고 건조하여 멀티블록 공중합체(화학식 3 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00129
, R' =
Figure 112006080214465-pat00130
, 및 P = -O-)를 얻었다. Fluorophenyl block oligomer (Compound 7-6) prepared in Example 13 and the fluorene monomer 9,9-bis (4-trifluorovinyloxyphenyl) fluorene (compound prepared in Example 11) 11-4) were mixed at 1: 1, 5: 1, and 10: 1, respectively, and dissolved in diphenyl ether to 40 wt%, heated at 250 ° C. for 16 hours, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer was dissolved in DMAc, slowly added dropwise into excess methanol, precipitated, filtered, and dried to give a multiblock copolymer (Formula 3 compound: R =
Figure 112006080214465-pat00129
, R '=
Figure 112006080214465-pat00130
, And P = -O-).

상기 공중합체를 질소분위기하에서 디클로로에탄에 1 wt%로 녹인 후 클로로술포닉애시드를 플루오렌 반복 단위의 4몰 배로 하여 천천히 적하시켜 7시간 동안 술폰화하였다.  혼합물의 용매를 제거하고 증류수로 수차례 세척하여 술폰화된 멀티블록 공중합체(화학식 5 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00131
, R" =
Figure 112006080214465-pat00132
(1≤x+y≤2), 및 P = -O-)를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 화합물 7-6과 화합물 11-4의 중량비 가 1:1의 경우 1.0 (g/dl)-1, 5:1의 경우 1.5 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.3 (g/dl)-1을 보였다. The copolymer was dissolved in dichloroethane at 1 wt% under a nitrogen atmosphere, and then chlorosulphonic acid was slowly added dropwise to 4 moles of fluorene repeating units and sulfonated for 7 hours. The solvent of the mixture was removed and washed several times with distilled water to give a sulfonated multiblock copolymer (Compound 5: R =
Figure 112006080214465-pat00131
, R "=
Figure 112006080214465-pat00132
(1 ≦ x + y ≦ 2), and P = −O−). As a result of measuring Cannon-Fenske viscometer, the weight ratio of compound 7-6 and compound 11-4 is 1: 1 (g / dl) -1 for 1: 1 and 1.5 (g / dl) for 5: 1 -1 and 10: 1 showed 1.3 (g / dl) -1 .

상기 수득한 고분자를 DMAc에 15 wt% 로 녹여 유리판위에 캐스팅한 후 필름 어플리케이터(film applicator)로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80 ℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140 ℃ 오븐에서 10 시간동안 진공 건조하여 50 ~ 120 ㎛ 두께의 술폰화 멀티블록 공중합체 전해질 막을 제조하였다. The obtained polymer was dissolved in DMAc at 15 wt%, cast on a glass plate, and then the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, and then dried in an oven at 80 ° C. for 1 day, and then in a 10 ° C. oven at 140 ° C. Vacuum drying for a time to prepare a sulfonated multiblock copolymer electrolyte membrane of 50 ~ 120 ㎛ thickness.

실시예 19 Example 19

상기 실시예 11 에서 제조된 플루오렌계 블록 올리고머 (화합물 12-4)와 실시예 13에서 제조된 플루오로페닐계 단량체 1,4-비스(트리플루오로비닐옥시)테트라플루오로벤젠(화합물 6-6)을 각각 1:1, 5:1, 및 10:1의 중량비로 혼합하고, 디페닐에테르에 50 wt%가 되게 녹인 후 250 ℃ 에서 16 시간 동안 가열한 후 천천히 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 고분자를 DMAc에 녹인 후 과량의 메탄올에 천천히 적하시켜 침전시킨 후 여과하고 건조하여 멀티블록 공중합체(화학식 3 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00133
, R' =
Figure 112006080214465-pat00134
, 및 P = -O-)를 얻었다.  The fluorene-based block oligomer (Compound 12-4) prepared in Example 11 and the fluorophenyl monomer 1,4-bis (trifluorovinyloxy) tetrafluorobenzene (Compound 6- 6) were mixed at a weight ratio of 1: 1, 5: 1, and 10: 1, respectively, and dissolved in diphenyl ether to 50 wt%, and then heated at 250 ° C. for 16 hours, and then slowly cooled to room temperature. The obtained polymer was dissolved in DMAc, slowly added dropwise into excess methanol, precipitated, filtered, and dried to give a multiblock copolymer (Formula 3 compound: R =
Figure 112006080214465-pat00133
, R '=
Figure 112006080214465-pat00134
, And P = -O-).

상기 공중합체를 질소분위기하에서 디클로로에탄에 1 wt%로 녹인 후 클로로술포닉애시드를 플루오렌 반복 단위의 4몰 배로 하여 천천히 적하시켜 7시간 동안 술폰화하였다.  혼합물의 용매를 제거하고 증류수로 수차례 세척하여 술폰화된 멀티블록 공중합체(화학식 5 화합물: R =

Figure 112006080214465-pat00135
, R″ =
Figure 112006080214465-pat00136
(1≤x+y≤2), 및 P = -O-)를 제조하였다. 고유점도(Cannon-Fenske viscometer)를 측정한 결과, 화합물 12-4와 화합물 6-6의 중량비가 1:1의 경우 1.1 (g/dl)-1, 5:1의 경우 1.6 (g/dl)-1, 10:1의 경우 1.7 (g/dl)-1을 보였다. The copolymer was dissolved in dichloroethane at 1 wt% under a nitrogen atmosphere, and then chlorosulphonic acid was slowly added dropwise to 4 moles of fluorene repeating units and sulfonated for 7 hours. The solvent of the mixture was removed and washed several times with distilled water to give a sulfonated multiblock copolymer (Compound 5: R =
Figure 112006080214465-pat00135
, R ″ =
Figure 112006080214465-pat00136
(1 ≦ x + y ≦ 2), and P = −O−). As a result of measuring Cannon-Fenske viscometer, the weight ratio of compound 12-4 and compound 6-6 is 1: 1 (g / dl) -1 for 1: 1 and 1.6 (g / dl) for 5: 1 In the case of -1 and 10: 1, 1.7 (g / dl) -1 was shown.

상기 수득한 고분자를 DMAc에 15 wt% 로 녹여 유리판위에 캐스팅한 후 필름어플리케이터(film applicator)로 유리판 위의 공중합체 용액 두께를 조절한 후, 80 ℃ 오븐에서 하루 동안 건조하고, 140 ℃ 오븐에서 10 시간동안 진공 건조하여 50 ~ 120 ㎛ 두께의 술폰화 멀티블록 공중합체 전해질 막을 제조하였다. The obtained polymer was dissolved in DMAc at 15 wt%, cast on a glass plate, and then the thickness of the copolymer solution on the glass plate was adjusted with a film applicator, and then dried in an oven at 80 ° C. for 1 day, and then in a 10 ° C. oven at 140 ° C. Vacuum drying for a time to prepare a sulfonated multiblock copolymer electrolyte membrane of 50 ~ 120 ㎛ thickness.

시험예Test Example 1:  One: 수소이온Hydrogen ion 전도도 측정 Conductivity measurement

상기 실시예 1, 3 및 4에서 얻은 멀티블록 공중합체 전해질막 중에 소수성 블록 올리고머와 친수성 블록 올리고머를 10:1의 무게비로 제조한 전해질막 및 실시예 11 ~ 13에서 얻은 멀티블록 공중합체 전해질막 중에 술폰화 활성이 낮은 블록 올리고머와 술폰화 활성이 높은 블록 올리고머를 무게비로 5:1로 한 전해질막의 수 소이온 전도도를 각각 potentio-static two-probe 방법에 의해 측정하였다. 면적이 2× 2 cm2 인 시편 양편에 각각 1× 1 cm2, 1.5× 1.5 cm2 의 카본 페이퍼 전극을 일정한 압력으로 맞대고, 그 외부로 초순수를 흘려주면서 5 mV 의 교류전압을 전극 양단에 1 MHz - 100 Hz 의 주파수를 인가하였다. 이때, 전극 양단에 걸리는 교류전류를 통하여 임피던스를 얻을 수 있었고, 이를 이용하여 각각의 멀티블록 공중합체 전해질막의 수소이온 전도도를 얻을 수 있었다. In the multiblock copolymer electrolyte membranes obtained in Examples 1, 3 and 4, the hydrophobic block oligomer and the hydrophilic block oligomer were prepared in a weight ratio of 10: 1, and in the multiblock copolymer electrolyte membranes obtained in Examples 11 to 13. The hydrogen ion conductivity of the electrolyte membrane having a low sulfonation activity block oligomer and a high sulfonation activity block 5: 5 by weight ratio was measured by the potentio-static two-probe method, respectively. Area 2 × 2 cm 2 1 × 1 cm 2 and 1.5 × 1.5 cm 2 carbon paper electrodes are placed on each side of the phosphorus specimen at a constant pressure, and ultrapure water is flowed to the outside. A 5 mV AC voltage is applied across the electrodes at a frequency of 1 MHz-100 Hz. Authorized. At this time, the impedance was obtained through an alternating current applied to both ends of the electrode, and the hydrogen ion conductivity of each of the multiblock copolymer electrolyte membranes was obtained using this.

상기 실시예 1, 3 및 4의 전해질막 및 나피온 115™ 의 수소이온 전도도를 측정한 결과를 도 1 에 나타내었다. 또한 상기 상기 실시예 11 ~ 13의 전해질막 및 나피온 115™ 의 수소이온 전도도를 측정한 결과를 도 2 에 나타내었다. 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이 본 발명에 따라 제조한 상기 실시예 1, 3, 4 및 11 내지 13의 전해질막은 종래 고분자막에 사용되던 나피온과 비교하여 동등 혹은 향상된 수소이온 전도도를 나타냄을 확인할 수 있었다. Hydrogen ion conductivity of the electrolyte membranes of Examples 1, 3 and 4 and Nafion 115 ™ were measured, and the results are shown in FIG. 1. In addition, the results of measuring the hydrogen ion conductivity of the electrolyte membrane and Nafion 115 ™ of the Examples 11 to 13 are shown in FIG. 2. As shown in FIGS. 1 and 2, the electrolyte membranes of Examples 1, 3, 4, and 11 to 13 prepared according to the present invention showed an equivalent or improved hydrogen ion conductivity as compared to Nafion used in the conventional polymer membrane. Could.

시험예Test Example 2: 고분자 전해질 연료전지( 2: polymer electrolyte fuel cell ( PEMFCPEMFC ) 성능 평가Performance evaluation

고분자 전해질 연료전지 성능을 알아보고자, 상기 실시예 4에서 제조한 전해질막 중에 소수성 블록 올리고머와 친수성 블록 올리고머를 10:1의 무게비로 한 전해질막 및 실시예 11에서 제조한 전해질막 중에 술폰화 활성이 낮은 설폰계 블록 올리고머와 술폰화 활성이 높은 플루오렌계 블록 올리고머를 무게비로 5:1로 한 전해질막을 100 ㎛ 두께로 하여 제조하였다. 이 때, MEA (membrane electrode assembly)는 5 layer로 제조하였으며, 양극과 음극은 모두 0.5 mg Pt/cm2 이 부과되어 있고, 전극의 크기는 5× 5 cm2, 전해질 막의 크기는 10× 10 cm2 이었다. 또한 응집이 없이 잘 분산된 촉매 슬러리를 만들기 위해 IPA(isopropyl alcohol), 상기 전해질막과 동종의 후술폰화된 멀티블록 공중합체 용액, 및 물을 적당량 (촉매잉크 용매의 10 wt%) 혼합하여 잘 분산된 혼합용매를 제조한 후, 촉매와 섞어 교반한 다음, 5분 동안 초음파 분쇄 과정을 거치고, 볼 밀링을 실시하여 촉매 클러스터 (cluster)를 분쇄하여 더 작은 입자로 제조하였다. In order to examine the performance of the polymer electrolyte fuel cell, the electrolyte membrane prepared in Example 4 had a hydrophobic block oligomer and a hydrophilic block oligomer in a weight ratio of 10: 1, and sulfonation activity was observed in the electrolyte membrane prepared in Example 11. An electrolyte membrane having a weight ratio of 5: 1 having a low sulfon-based block oligomer and a high sulfonating activity fluorene-based block oligomer was prepared to have a thickness of 100 μm. At this time, the MEA (membrane electrode assembly) was made of 5 layers, both the positive electrode and the negative electrode 0.5 mg Pt / cm 2 The size of the electrode is 5 × 5 cm 2 , the size of the electrolyte membrane is 10 × 10 cm 2 It was. In addition, in order to make a well dispersed catalyst slurry without aggregation, IPA (isopropyl alcohol), the electrolyte membrane and the same fonned multiblock copolymer solution described below, and water are mixed and dispersed in an appropriate amount (10 wt% of the catalyst ink solvent). After preparing a mixed solvent, the mixture was stirred with the catalyst, and then subjected to ultrasonic grinding for 5 minutes, and subjected to ball milling to crush the catalyst cluster (cluster) to produce smaller particles.

상기 전해질막과 GDE(gas diffusion electrode)의 고온 압착 조건은 다음과 같다. 고온 압착기의 온도를 140 ℃ 로 승온시킨 후 0.1 톤에서 5분간 유지하여 열전달이 충분히 이루어지게 하였다. 그 다음 1.0 톤에서 2분간 유지하고, 전해질막과 GDE가 충분히 접착되게 하였다. The high temperature compression conditions of the electrolyte membrane and the gas diffusion electrode (GDE) are as follows. The temperature of the high temperature presser was raised to 140 ° C. and maintained at 0.1 ton for 5 minutes to allow sufficient heat transfer. It was then held at 1.0 ton for 2 minutes to ensure sufficient adhesion between the electrolyte membrane and GDE.

상기와 같이 제조된 MEA를 단일 셀 (single cell)에 조립하여 단위 전지 온도 가 70 ℃이고, 수소와 공기의 유량이 각각 300 sc㎝, 1200 cs㎝ 이며, 양극과 음극의 bubbler line의 온도를 각각 80 ℃, 및 85 ℃ 유지하고, 100 % 가습 조건에서 고분자 전해질 연료전지 성능을 평가하였다. OCV(open circuit voltage)는 1.0 V 이상으로 높은 값을 가지며, 정전압 모드에서 펄스를 가하였다. 실험 결과, 실시예 4 및 11의 전해질막은 0.6 V 에서 각각 0.8 A/cm2 및 0.9 A/cm2 의 성능을 나타내었다. The MEA prepared as described above was assembled into a single cell, and the unit cell temperature was 70 ° C., and the flow rates of hydrogen and air were 300 sccm and 1200 cscm, respectively. The polymer electrolyte fuel cell performance was evaluated at 80 ° C. and 85 ° C. at 100% humidification conditions. The open circuit voltage (OCV) has a high value of 1.0 V or higher and pulsed in the constant voltage mode. As a result, the electrolyte membranes of Examples 4 and 11 were 0.8 A / cm 2 at 0.6 V, respectively. And 0.9 A / cm 2 .

시험예Test Example 3: 직접 메탄올 연료전지( 3: direct methanol fuel cell ( DMFCDMFC ) 성능 평가Performance evaluation

상기 실시예 4 및 11의 전해질막을 100 ㎛ 두께로 하여 직접 메탄올 연료전지 성능 평가를 하였다. 연료극 촉매로 Pt-Ru 블랙을 사용하고 공기극 촉매로는 Pt 블랙을 사용하였다. 이 때 응집이 없이 잘 분산된 촉매 슬러리를 만들기 위해 IPA, 상기 전해질막과 동종의 후술폰화된 멀티블록 공중합체 용액, 및 물을 적당량 (촉매잉크 용매의 10 wt%) 혼합하여 잘 분산된 혼합용매를 제조한 후, 촉매와 섞어 교반한 다음, 5분 동안 초음파 분쇄 과정을 거치고, 볼 밀링을 실시하여 촉매 클러스터 (cluster)를 분쇄하여 더 작은 입자로 제조하였다. Direct electrolyte fuel cell performance evaluation was performed using the electrolyte membranes of Examples 4 and 11 having a thickness of 100 μm. Pt-Ru black was used as the anode catalyst and Pt black was used as the cathode catalyst. At this time, in order to make a well-dispersed catalyst slurry without aggregation, IPA, the same solution as the below-mentioned fonned multiblock copolymer solution, and water are mixed with an appropriate amount (10 wt% of the catalyst ink solvent), and the well-dispersed mixed solvent After the preparation, the mixture was stirred with the catalyst, subjected to ultrasonic grinding for 5 minutes, and subjected to ball milling to crush the catalyst cluster (cluster) to prepare smaller particles.

상기 전해질막을 고정 장치에 삽입하고 뒤쪽에서 열 건조기 (80 ℃)로 20 분 정도 가열하여 수분을 완전히 제거하였다. 상기와 같이 제조된 촉매 잉크를 0.1~20 cc/cm2 정도 취하여 스프레이건으로 그리드 앞면에 분사하여 30 ㎛ 이하의 활성층 (2 ㎎/cm2)을 제조하였다. 이 때 캐리어 가스의 압력은 0.01~2 기압으로 하고, 그리드 뒤쪽에서 열 건조기로 상기 전해질막을 가열하여 분사코팅하는 동안 촉매 슬러리 용매를 연속적으로 증발시켰다. The electrolyte membrane was inserted into the fixing device and heated at a rear side for about 20 minutes with a heat dryer (80 ° C.) to completely remove moisture. The catalyst ink prepared as described above was taken at about 0.1 to 20 cc / cm 2 and sprayed onto the front surface of the grid with a spray gun to prepare an active layer (2 mg / cm 2 ) of 30 μm or less. At this time, the pressure of the carrier gas was 0.01 to 2 atm, and the catalyst slurry solvent was continuously evaporated during the spray coating by heating the electrolyte membrane with a heat dryer at the rear of the grid.

상기와 같이 제조된 전극은 중간에 활성층을 포함한 상기 전해질막을 두고 140 ℃ 에서 5~100 kg/cm2 의 압력으로 3~10 분간 고온 압착하여 최종적으로 MEA를 제조하였다. 이 때 전해질막은 전극보다 약간 크게 하였으며 전극의 크기는 3× 3 cm2, 전해질 막의 크기는 6× 6 cm2 이었다. 상기 제조된 MEA를 작동온도 80 ℃, 촉매 사용량 2 mg/cm2, 연료로써 2 M 메탄올, 산소 유량은 1000 sccm 으로 측정하였다. 실험 결과, 본 발명에 따라 제조한 상기 실시예 4 및 11의 전해질막은 0.4 V 에서 각각 0.64 A/cm2및 0.62 A/cm2 의 성능을 나타내었다. The electrode prepared as described above was finally produced MEA by pressing the electrolyte membrane including the active layer in the middle at a high temperature of 5 to 100 kg / cm 2 at 140 ° C. for 3 to 10 minutes. At this time, the electrolyte membrane was slightly larger than the electrode, and the size of the electrode was 3 × 3 cm 2 , and the size of the electrolyte membrane was 6 × 6 cm 2. It was. The prepared MEA was measured at an operating temperature of 80 ° C., a catalyst usage of 2 mg / cm 2 , 2 M methanol as fuel, and an oxygen flow rate of 1000 sccm. As a result, the electrolyte membranes of Examples 4 and 11 prepared according to the present invention exhibited the performance of 0.64 A / cm 2 and 0.62 A / cm 2 at 0.4 V, respectively.

이상에서 본 발명의 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다. Although only described in detail with respect to the described embodiments of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such variations and modifications belong to the appended claims.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 퍼플루오로싸이클로부탄기를 포함하는 멀티블록 공중합체를 이용한 전해질막 막은 높은 수소이온 전도도를 가지면서도 동시에 기계적 물성이 우수하고 화학적으로 안정할 뿐만 아니라, 고분자 골격내 술폰산기의 분포, 위치, 수 등을 제어할 수 있고, 술폰산기의 증가에 따른 막물성의 저하가 없어 효과적으로 막을 제조할 수 있는 효과가 있다. As described above, the electrolyte membrane membrane using the multiblock copolymer including the perfluorocyclobutane group according to the present invention has not only high hydrogen ion conductivity but also excellent mechanical properties and chemical stability, and also within the polymer skeleton. The distribution, position, number, and the like of the sulfonic acid group can be controlled, and there is no deterioration in the physical properties due to the increase in the sulfonic acid group, thereby effectively producing the membrane.

Claims (26)

하기 화학식 1로 표현되는 반복단위 및 하기 화학식 4로 표현되는 반복단위를 포함하는 블록 공중합체: A block copolymer comprising a repeating unit represented by the following formula (1) and a repeating unit represented by the following formula (4): [화학식 1] [Formula 1] (-R-P-Q-P-) (-R-P-Q-P-) [화학식 4] [Formula 4] (-R"-P-Q-P-) (-R "-P-Q-P-) 상기 식에서, Where -P-는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -SO-, SO2-, -CO-, -NH-, -NR1-, 및 -R2-로 이루어진 그룹 중에서 선택되고, 여기서 R1은 탄소수 1 내지 25의 알킬 또는 아릴을 나타내며, R2는 탄소수 1 내지 25의 알킬렌 또는 아릴렌을 나타내고, Each -P- is independently selected from the group consisting of -O-, -S-, -SO-, SO 2- , -CO-, -NH-, -NR 1- , and -R 2- , wherein R 1 represents alkyl or aryl having 1 to 25 carbon atoms, R 2 represents alkylene or arylene having 1 to 25 carbon atoms, -Q-는 각각 독립적으로 1,2-퍼플루오로사이클로부틸렌(C4F6)을 나타내며, -Q- each independently represent 1,2-perfluorocyclobutylene (C 4 F 6 ), R은 상기 그룹 -Q-를 형성함에 있어서 다른 화학반응을 유도하지 않는 불활성 그룹으로 치환되거나 비치환된 방향족 그룹이고, R is an aromatic group substituted or unsubstituted with an inert group that does not induce other chemical reactions in forming the group -Q-, R″은 하나 이상의 -PO3H2 또는 -SO3H로 치환된 하나 이상의 벤젠고리를 포함하는 방향족 그룹이다. R ″ is an aromatic group comprising one or more benzene rings substituted with one or more —PO 3 H 2 or —SO 3 H. 제 1 항에 있어서, R 또는 R″이 둘 이상의 벤젠 고리를 포함하고 있는 경우 이들의 벤젠 고리는 각각 직접 연결되어 있거나, -O-, -S-, -(CH2)-, -(C(O))-, -(S(O)2)-, -(-P(O))-, -(Si(CH3)2)-, -(C(CH3)2)-, -(C(CF3)2)- 또는 -(Si(C6H5)2)-로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 블록 공중합체. The compound of claim 1, wherein when R or R ″ includes two or more benzene rings, their benzene rings are each directly connected, or —O—, —S—, — (CH 2 ) —, — (C ( O))-,-(S (O) 2 )-,-(-P (O))-,-(Si (CH 3 ) 2 )-,-(C (CH 3 ) 2 )-,-(C A block copolymer characterized by being connected by (CF 3 ) 2 )-or-(Si (C 6 H 5 ) 2 )-. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, R은
Figure 112006080214465-pat00137
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,
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,
Figure 112006080214465-pat00154
Figure 112006080214465-pat00155
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 방향족 화합물을 나타내고,
R is
Figure 112006080214465-pat00137
,
Figure 112006080214465-pat00138
,
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Figure 112006080214465-pat00149
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Figure 112006080214465-pat00152
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Figure 112006080214465-pat00153
,
Figure 112006080214465-pat00154
And
Figure 112006080214465-pat00155
At least one aromatic compound selected from the group consisting of
R″는
Figure 112006080214465-pat00156
,
Figure 112006080214465-pat00157
,
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,
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,
Figure 112006080214465-pat00170
Figure 112006080214465-pat00171
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 방향족 화합물 R'의 하나 이상의 벤젠환이 하나 이상의 -PO3H2 또는 -SO3H로 치환된 방향족 화합물을 나타내며,
R ″
Figure 112006080214465-pat00156
,
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Figure 112006080214465-pat00167
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Figure 112006080214465-pat00169
,
Figure 112006080214465-pat00170
And
Figure 112006080214465-pat00171
At least one benzene ring of at least one aromatic compound R ′ selected from the group consisting of: at least one -PO 3 H 2 or -SO 3 H represents an aromatic compound,
여기서 A는 -NO2, 또는 -CF3을 나타내는 것을 특징으로 하는 블록 공중합체. Wherein A represents -NO 2 or -CF 3 .
제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein R은
Figure 112006080214465-pat00172
,
Figure 112006080214465-pat00173
,
Figure 112006080214465-pat00174
Figure 112006080214465-pat00175
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방향족 화합물을 나타내고,
R is
Figure 112006080214465-pat00172
,
Figure 112006080214465-pat00173
,
Figure 112006080214465-pat00174
And
Figure 112006080214465-pat00175
An aromatic compound selected from the group consisting of
R″는
Figure 112006080214465-pat00176
,
Figure 112006080214465-pat00177
,
Figure 112006080214465-pat00178
Figure 112006080214465-pat00179
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 방향족 화합물 R'의 벤젠환이 하나 이상의 -PO3H2 또는 -SO3H로 치환된 방향족 화합물을 나타내는 것을 특징으로 하는 블록 공중합체.
R ″
Figure 112006080214465-pat00176
,
Figure 112006080214465-pat00177
,
Figure 112006080214465-pat00178
And
Figure 112006080214465-pat00179
Block copolymer characterized in that the benzene ring of at least one aromatic compound R 'selected from the group consisting of substituted with at least one -PO 3 H 2 or -SO 3 H.
제 1 항에 있어서, 하기 화학식 5의 반복단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 공중합체: The block copolymer according to claim 1, comprising a repeating unit represented by the following formula (5): [화학식 5] [Formula 5]
Figure 112006080214465-pat00180
Figure 112006080214465-pat00180
상기식에서, R 및 R″은 각각 제 1 항에서 정의한 바와 같고, Wherein R and R ″ are each as defined in claim 1, n 및 m은 각각 1 내지 10,000의 정수이다. n and m are each an integer of 1 to 10,000.
제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein R은
Figure 112006080214465-pat00181
,
Figure 112006080214465-pat00182
,
Figure 112006080214465-pat00183
,
Figure 112006080214465-pat00184
Figure 112006080214465-pat00185
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 술폰화 활성이 낮은 방향족 화합물을 나타내고,
R is
Figure 112006080214465-pat00181
,
Figure 112006080214465-pat00182
,
Figure 112006080214465-pat00183
,
Figure 112006080214465-pat00184
And
Figure 112006080214465-pat00185
At least one sulfonated low aromatic compound selected from the group consisting of
R″는
Figure 112006080214465-pat00186
,
Figure 112006080214465-pat00187
,
Figure 112006080214465-pat00188
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,
Figure 112006080214465-pat00190
,
Figure 112006080214465-pat00191
,
Figure 112006080214465-pat00192
,
Figure 112006080214465-pat00193
,
Figure 112006080214465-pat00194
,
Figure 112006080214465-pat00195
,
Figure 112006080214465-pat00196
,
Figure 112006080214465-pat00197
,
Figure 112006080214465-pat00198
Figure 112006080214465-pat00199
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 술폰화 활성이 높은 방향족 화합물 R'의 벤젠환이 하나 이상의 -SO3H로 치환된 방향족 화합물을 나타내는 것을 특징으로 하는 블록 공중합체.
R ″
Figure 112006080214465-pat00186
,
Figure 112006080214465-pat00187
,
Figure 112006080214465-pat00188
,
Figure 112006080214465-pat00189
,
Figure 112006080214465-pat00190
,
Figure 112006080214465-pat00191
,
Figure 112006080214465-pat00192
,
Figure 112006080214465-pat00193
,
Figure 112006080214465-pat00194
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Figure 112006080214465-pat00195
,
Figure 112006080214465-pat00196
,
Figure 112006080214465-pat00197
,
Figure 112006080214465-pat00198
And
Figure 112006080214465-pat00199
Block copolymer characterized in that the benzene ring of at least one sulfonication-high aromatic compound R 'selected from the group consisting of represents an aromatic compound substituted with at least one -SO 3 H.
제 6 항에 있어서, R은
Figure 112006080214465-pat00200
,
Figure 112006080214465-pat00201
또는
Figure 112006080214465-pat00202
로부터 선택되는 방향족 화합물을 나타내고,
The compound of claim 6, wherein R is
Figure 112006080214465-pat00200
,
Figure 112006080214465-pat00201
or
Figure 112006080214465-pat00202
An aromatic compound selected from
R″는
Figure 112006080214465-pat00203
또는
Figure 112006080214465-pat00204
로부터 선택된 방향족 화합물 R'의 벤젠환이 하나 이상의 -SO3H로 치환된 방향족 화합물을 나타내는 것을 특징으 로 하는 블록 공중합체.
R ″
Figure 112006080214465-pat00203
or
Figure 112006080214465-pat00204
Block copolymer characterized in that the benzene ring of the aromatic compound R 'selected from represents an aromatic compound substituted with at least one -SO 3 H.
제 1 항에 있어서, 화학식 1로 표현되는 반복단위를 포함하는 블록의 중량평균분자량이 500 내지 500,000 (g/mol)이고, 화학식 4로 표현되는 반복단위를 포함하는 블록의 중량평균분자량은 500 내지 500,000 (g/mol)인 것을 특징으로 블록 공중합체. According to claim 1, wherein the weight average molecular weight of the block containing a repeating unit represented by the formula (1) is 500 to 500,000 (g / mol), the weight average molecular weight of the block containing the repeating unit represented by the formula (4) is 500 to Block copolymer, characterized in that 500,000 (g / mol). a) 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 6의 방향족 단량체를 중합하여 하기 화학식 7의 소수성 블록 올리고머를 제조하는 단계; a) preparing a hydrophobic block oligomer of Chemical Formula 7 by polymerizing an aromatic monomer of Chemical Formula 6 including a perfluorovinyl oxy group in a sock end; b) 산치환체 그룹을 가지고 있고, 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 8의 방향족 단량체를 중합하여 하기 화학식 9의 친수성 블록 올리고머를 제조하는 단계; b) preparing an hydrophilic block oligomer represented by the following Chemical Formula 9 by polymerizing an aromatic monomer represented by the following Chemical Formula 8 having an acid-substituted group and including a perfluorovinyl oxy group in a sock end; c) 상기 a)단계에서 제조된 소수성 블록 올리고머 및 b)단계에서 제조된 친수성 블록 올리고머를 반응시켜 하기 화학식 10의 산치환체 블록 공중합체를 제조하는 단계; 및 c) reacting the hydrophobic block oligomer prepared in step a) and the hydrophilic block oligomer prepared in step b) to prepare an acid-substituted block copolymer represented by Chemical Formula 10; And d) 상기 c) 단계에서 제조된 산치환체 블록 공중합체의 산치환체 그룹(R'")을 산 그룹(R")으로 전환시키는 단계 d) converting the acid substituent group (R ′ ″) of the acid substituent block copolymer prepared in step c) to an acid group (R ″). 를 포함하는 제 1 항에 따른 블록 공중합체의 제조방법: Method for producing a block copolymer according to claim 1 comprising: [화학식 6] [Formula 6] F2C=FC-P-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-PRP-CF = CF 2 [화학식 7][Formula 7] F2C=FC-P-(-R-P-Q-P-)n'-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-RPQP-) n ' -RP-CF = CF 2 [화학식 8][Formula 8] F2C=FC-P-R'"-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-R '"-P-CF = CF 2 [화학식 9][Formula 9] F2C=FC-P-(-R'"-P-Q-P-)m'-R'"-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-R '"-PQP-) m' -R '"-P-CF = CF 2 [화학식 10][Formula 10] -(-R-P-Q-P-)n-(-R'"-P-Q-P-)m- -(-RPQP-) n -(-R '"-PQP-) m- 상기에서, P, Q, R, 및 R"은 각각 제 1 항에서 정의한 바와 같고, In the above, P, Q, R, and R "are each as defined in claim 1, R'" 은 -SO2Cl, -SO2F, -SO3 -M+, -P(O)(OA)2, -PO3H-M+ 및 -PO3 2 -2M+ (여기서, A 는 탄소수 1 내지 4의 알킬이고, M 은 알칼리금속임)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 산치환체 그룹으로 치환된 하나 이상의 벤젠고리를 포함하는 방향족 그룹이며, R '"is -SO 2 Cl, -SO 2 F, -SO 3 - M +, -P (O) (OA) 2, -PO 3 H - M + and -PO 3 2 - 2M + (wherein, A Is an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, M is an alkali metal, and is an aromatic group including at least one benzene ring substituted with at least one acid substituent group selected from the group consisting of n, m, n' 및 m'은 각각 1 내지 10,000의 정수이다. n, m, n 'and m' are each an integer of 1 to 10,000. a) 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 6의 방향족 단량체를 중합하여 하기 화학식 7의 소수성 블록 올리고머를 제조하는 단계; a) preparing a hydrophobic block oligomer of Chemical Formula 7 by polymerizing an aromatic monomer of Chemical Formula 6 including a perfluorovinyl oxy group in a sock end; b) 산치환체 그룹을 가지고 있고, 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 8의 방향족 단량체를 상기 a) 단계에서 제조된 소수성 블록 올리고머와 중합하여 하기 화학식 10의 산치환체 블록 공중합체를 제조하는 단계; 및 b) an acid-substituted block copolymer represented by the following Chemical Formula 10 by polymerizing an aromatic monomer of the following Chemical Formula 8 having an acid-substituted group and including a perfluorovinyl oxy group in the sock end with the hydrophobic block oligomer prepared in step a) Preparing a; And c) 상기 b) 단계에서 제조된 산치환체 블록 공중합체의 산치환체 그룹(R'")을 산 그룹(R")으로 전환시키는 단계 c) converting the acid substituent group (R ′ ″) of the acid substituent block copolymer prepared in step b) to an acid group (R ″). 를 포함하는 제 1항에 따른 블록 공중합체의 제조방법: Method for producing a block copolymer according to claim 1 comprising: [화학식 6] [Formula 6] F2C=FC-P-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-PRP-CF = CF 2 [화학식 7] [Formula 7] F2C=FC-P-(-R-P-Q-P-)n'-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-RPQP-) n ' -RP-CF = CF 2 [화학식 8] [Formula 8] F2C=FC-P-R'"-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-R '"-P-CF = CF 2 [화학식 10] [Formula 10] -(-R-P-Q-P-)n-(-R'"-P-Q-P-)m- -(-RPQP-) n -(-R '"-PQP-) m- 상기에서, P, Q, R, R", R'", n', n 및 m은 각각 제 9 항에서 정의한 바와 같다. In the above, P, Q, R, R ", R '", n', n and m are as defined in claim 9, respectively. a) 산치환체 그룹을 가지고 있고, 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 8의 방향족 단량체를 중합하여 하기 화학식 9의 친수성 블록 올리고머를 제조하는 단계; a) preparing an hydrophilic block oligomer represented by the following Chemical Formula 9 by polymerizing an aromatic monomer of Chemical Formula 8 having an acid substituent group and including a perfluorovinyl oxy group in a sock end; b) 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 6의 방향족 단량체를 상기 a) 단계에서 제조된 친수성 블록 올리고머와 중합하여 하기 화학식 10의 산치환체 블록 공중합체를 제조하는 단계; 및 b) preparing an acid-substituted block copolymer represented by the following Chemical Formula 10 by polymerizing an aromatic monomer of the following Chemical Formula 6 containing a perfluorovinyl oxy group in a sock end with the hydrophilic block oligomer prepared in step a); And c) 상기 b) 단계에서 제조된 산치환체 블록 공중합체의 산치환체 그룹(R'")을 산 그룹(R")으로 전환시키는 단계 c) converting the acid substituent group (R ′ ″) of the acid substituent block copolymer prepared in step b) to an acid group (R ″). 를 포함하는 제 1 항에 따른 블록 공중합체의 제조방법: Method for producing a block copolymer according to claim 1 comprising: [화학식 6] [Formula 6] F2C=FC-P-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-PRP-CF = CF 2 [화학식 8] [Formula 8] F2C=FC-P-R'"-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-R '"-P-CF = CF 2 [화학식 9] [Formula 9] F2C=FC-P-(-R'"-P-Q-P-)m'-R'"-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-R '"-PQP-) m' -R '"-P-CF = CF 2 [화학식 10] [Formula 10] -(-R-P-Q-P-)n-(-R'"-P-Q-P-)m- -(-RPQP-) n -(-R '"-PQP-) m- 상기에서, P, Q, R, R'", m', n 및 m은 각각 제 9 항에서 정의한 바와 같다. In the above, P, Q, R, R '", m', n and m are as defined in Claim 9, respectively. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 R'" 가 -SO3 -M+, -PO3H-M+ 또는 -PO3 2 -2M+의 산치환체 그룹을 포함하고 있는 경우, 산치환체 블록 공중합체에 산용액을 가하여 산 그룹으로 전환하고, -SO2Cl, -SO2F 또는 -P(O)(OA)2의 산치환체 그룹을 포함하고 있는 경우, 산치환체 블록 공중합체를 산성 용액 또는 염기성 용액에 넣어 가수분해 한 후 다시 산성 용액으로 처리하여 산 그룹으로 전환하는 것을 특징으로 하는 제조방법. Of claim 9 to claim 11 according to any one of claims, wherein R '"is -SO 3 - M +, -PO 3 H - M + or -PO 3 2 - if the substituent contains an acid group of 2M + , An acid solution is added to the acid-substituted block copolymer to be converted into an acid group, and when the acid-substituted group includes -SO 2 Cl, -SO 2 F or -P (O) (OA) 2 , The polymerized method is characterized in that the copolymerized into an acidic solution or a basic solution and hydrolyzed, and then converted to an acid group by treatment with an acidic solution. 하기 화학식 1로 표현되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표현되는 반복단위를 포함하는 블록 공중합체: A block copolymer comprising a repeating unit represented by the following formula (1) and a repeating unit represented by the following formula (2): [화학식 1] [Formula 1] (-R-P-Q-P-) (-R-P-Q-P-) [화학식 2] [Formula 2] (-R'-P-Q-P-) (-R'-P-Q-P-) 상기 식에서, Where -P-는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -SO-, SO2-, -CO-, -NH-, -NR1-, 및 -R2-로 이루어진 그룹 중에서 선택되고, 여기서 R1은 탄소수 1 내지 25의 알킬 또는 아릴을 나타내며, R2는 탄소수 1 내지 25의 알킬렌 또는 아릴렌을 나타내고, Each -P- is independently selected from the group consisting of -O-, -S-, -SO-, SO 2- , -CO-, -NH-, -NR 1- , and -R 2- , wherein R 1 represents alkyl or aryl having 1 to 25 carbon atoms, R 2 represents alkylene or arylene having 1 to 25 carbon atoms, -Q-는 각각 독립적으로 1,2-퍼플루오로사이클로부틸렌(C4F6)을 나타내며, -Q- each independently represent 1,2-perfluorocyclobutylene (C 4 F 6 ), R은
Figure 112006080214465-pat00205
,
Figure 112006080214465-pat00206
,
Figure 112006080214465-pat00207
,
Figure 112006080214465-pat00208
Figure 112006080214465-pat00209
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 술폰화 활성이 낮은 방향족 화합물을 나타내고,
R is
Figure 112006080214465-pat00205
,
Figure 112006080214465-pat00206
,
Figure 112006080214465-pat00207
,
Figure 112006080214465-pat00208
And
Figure 112006080214465-pat00209
At least one sulfonated low aromatic compound selected from the group consisting of
R'는
Figure 112006080214465-pat00210
,
Figure 112006080214465-pat00211
,
Figure 112006080214465-pat00212
,
Figure 112006080214465-pat00213
,
Figure 112006080214465-pat00214
,
Figure 112006080214465-pat00215
,
Figure 112006080214465-pat00216
,
Figure 112006080214465-pat00217
,
Figure 112006080214465-pat00218
,
Figure 112006080214465-pat00219
,
Figure 112006080214465-pat00220
,
Figure 112006080214465-pat00221
,
Figure 112006080214465-pat00222
Figure 112006080214465-pat00223
로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 술폰화 활성이 높은 방향족 화합물을 나타내며,
R 'is
Figure 112006080214465-pat00210
,
Figure 112006080214465-pat00211
,
Figure 112006080214465-pat00212
,
Figure 112006080214465-pat00213
,
Figure 112006080214465-pat00214
,
Figure 112006080214465-pat00215
,
Figure 112006080214465-pat00216
,
Figure 112006080214465-pat00217
,
Figure 112006080214465-pat00218
,
Figure 112006080214465-pat00219
,
Figure 112006080214465-pat00220
,
Figure 112006080214465-pat00221
,
Figure 112006080214465-pat00222
And
Figure 112006080214465-pat00223
At least one sulfonated high aromatic compound selected from the group consisting of
여기서 A는 -NO2, 또는 -CF3을 나타낸다. Where A represents -NO 2 , or -CF 3 .
제 13 항에 있어서, 하기 화학식 3의 반복단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 공중합체: The block copolymer according to claim 13, comprising a repeating unit represented by the following formula (3): [화학식 3] [Formula 3]
Figure 112006080214465-pat00224
Figure 112006080214465-pat00224
상기식에서, R 및 R'은 각각 제 13 항에서 정의한 바와 같고, Wherein R and R 'are each as defined in claim 13, n 및 m은 각각 1 내지 10,000의 정수이다. n and m are each an integer of 1 to 10,000.
a) 술폰화 활성이 낮고 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 6의 방향족 단량체를 중합하여 술폰화 활성이 낮은 하기 화학식 7의 블록 올리고머를 제조하는 단계; a) preparing a block oligomer of the general formula (7) having a low sulfonation activity by polymerizing an aromatic monomer of the general formula (6) having a low sulfonation activity and including a perfluorovinyl oxy group in a sock end; b) 술폰화 활성이 높고 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 11의 방향족 단량체를 중합하여 술폰화 활성이 높은 하기 화학식 12의 블록 올리고머를 제조하는 단계; 및 b) preparing a block oligomer of Formula 12 having high sulfonation activity by polymerizing an aromatic monomer of Formula 11 having a high sulfonation activity and a perfluorovinyl oxy group in a sock end; And c) 상기 a)단계에서 제조된 술폰화 활성이 낮은 블록 올리고머 및 b)단계에서 제조된 술폰화 활성이 높은 블록 올리고머를 중합하는 단계 c) polymerizing the low sulfonation activity block oligomer prepared in step a) and the high sulfonation activity block oligomer prepared in step b) 를 포함하는 제 13 항에 따른 블록 공중합체의 제조 방법: Method for producing a block copolymer according to claim 13 comprising: [화학식 6] [Formula 6] F2C=FC-P-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-PRP-CF = CF 2 [화학식 7] [Formula 7] F2C=FC-P-(-R-P-Q-P-)n'-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-RPQP-) n ' -RP-CF = CF 2 [화학식 11] [Formula 11] F2C=FC-P-R'-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-R'-P-CF = CF 2 [화학식 12] [Formula 12] F2C=FC-P-(-R'-P-Q-P-)m'-R'-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-R'-PQP-) m ' -R'-P-CF = CF 2 상기식에서, P, Q, R, 및 R'은 각각 제 13 항에서 정의한 바와 같고, Wherein P, Q, R, and R 'are each as defined in claim 13, n' 및 m'은 각각 1 내지 10,000의 정수이다. n 'and m' are each an integer of 1 to 10,000. a) 술폰화 활성이 낮고 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 6의 방향족 단량체를 중합하여 술폰화 활성이 낮은 하기 화학식 7의 블록 올리고머를 제조하는 단계; 및 a) preparing a block oligomer of the general formula (7) having a low sulfonation activity by polymerizing an aromatic monomer of the general formula (6) having a low sulfonation activity and including a perfluorovinyl oxy group in a sock end; And b) 상기 a)단계에서 제조된 술폰화 활성이 낮은 블록 올리고머와 술폰화 활 성이 높고 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 11의 방향족 단량체를 중합하는 단계 b) polymerizing an aromatic monomer represented by the following formula (11) comprising a block oligomer having a low sulfonation activity and a sulfonation activity and a perfluorovinyl oxy group in a sock end prepared in step a). 를 포함하는 제 13 항에 따른 블록 공중합체의 제조 방법: Method for producing a block copolymer according to claim 13 comprising: [화학식 6] [Formula 6] F2C=FC-P-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-PRP-CF = CF 2 [화학식 7] [Formula 7] F2C=FC-P-(-R-P-Q-P-)n'-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-RPQP-) n ' -RP-CF = CF 2 [화학식 11] [Formula 11] F2C=FC-P-R'-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-R'-P-CF = CF 2 상기식에서, P, Q, R, 및 R'은 각각 제 13 항에서 정의한 바와 같고, Wherein P, Q, R, and R 'are each as defined in claim 13, n'은 1 내지 10,000의 정수이다. n 'is an integer from 1 to 10,000. a) 술폰화 활성이 높고 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 11의 방향족 단량체를 중합하여 술폰화 활성이 높은 하기 화학식 12의 블록 올리고머를 제조하는 단계; 및 a) preparing a block oligomer of formula 12 having a high sulfonation activity by polymerizing an aromatic monomer of formula 11 having a high sulfonation activity and a perfluorovinyl oxy group in a sock end; And b) 상기 a)단계에서 제조된 술폰화 활성이 높은 블록 올리고머 및 술폰화 활성이 낮고 퍼플루오로비닐 옥시 그룹을 양말단에 포함하는 하기 화학식 6의 방향족 단량체를 중합하는 단계 b) polymerizing an aromatic monomer of formula 6 having a high sulfonation activity block oligomer prepared in step a) and a low sulfonation activity and a perfluorovinyl oxy group in the sock end; 를 포함하는 제 13 항에 따른 블록 공중합체의 제조 방법. Process for producing a block copolymer according to claim 13 comprising a. [화학식 6] [Formula 6] F2C=FC-P-R-P-CF=CF2 F 2 C = FC-PRP-CF = CF 2 [화학식 11] [Formula 11] F2C=FC-P-R'-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-R'-P-CF = CF 2 [화학식 12] [Formula 12] F2C=FC-P-(-R'-P-Q-P-)m'-R'-P-CF=CF2 F 2 C = FC-P-(-R'-PQP-) m ' -R'-P-CF = CF 2 상기식에서, P, Q, R, 및 R'은 각각 제 13 항에서 정의한 바와 같고, Wherein P, Q, R, and R 'are each as defined in claim 13, m'은 1 내지 10,000의 정수이다. m 'is an integer from 1 to 10,000. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따라 제조된 블록 공중합체를 술폰화시키는 단계를 포함하는 제 6 항에 따른 블록 공중합체의 제조 방법. 18. A process for preparing a block copolymer according to claim 6 comprising sulfonating the block copolymer prepared according to any one of claims 15 to 17. 제 18 항에 있어서, 클로로술포닉애시드, 삼산화황, 황산, 발연황산, 아실 설페이트, 및 삼산화황으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 술폰화제로 술폰화시키는 것을 특징으로 하는 제 6 항에 따른 블록 공중합체의 제조 방법. 19. The process for producing a block copolymer according to claim 18, wherein the sulfonation is carried out with at least one sulfonating agent selected from the group consisting of chlorosulphonic acid, sulfur trioxide, sulfuric acid, fuming sulfuric acid, acyl sulfate, and sulfur trioxide. . 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 블록 공중합체를 포함하는 전해질 막. An electrolyte membrane comprising the block copolymer according to any one of claims 1 to 8. 제 20 항에 있어서, 상기 전해질 막은 평막, 중공사막, 복합막, 또는 튜브막 형태인 것을 특징으로 하는 전해질 막. The electrolyte membrane of claim 20, wherein the electrolyte membrane is in the form of a flat membrane, a hollow fiber membrane, a composite membrane, or a tube membrane. 하기 화학식 10의 산치환체 블록 공중합체를 용융 또는 유기용매에 용해시켜 고분자 막을 제조하는 단계; 및Preparing an polymer membrane by dissolving an acid-substituted block copolymer of Formula 10 in a molten or organic solvent; And 산치환체 그룹 (R'")을 산 그룹(R")으로 치환하는 단계를 포함하는 전해질 막의 제조방법: A process for preparing an electrolyte membrane comprising the step of replacing an acid substituent group (R ′ ″) with an acid group (R ″): [화학식 10] [Formula 10] -(-R-P-Q-P-)n-(-R'"-P-Q-P-)m- -(-RPQP-) n -(-R '"-PQP-) m- 상기에서, P, Q, R, R", R'", n 및 m은 각각 제 9 항에서 정의한 바와 같다.In the above, P, Q, R, R ", R '", n and m are as defined in claim 9, respectively. 제 1 항 또는 제 6 항에 따른 블록 공중합체를 유기용매에 용해시키는 단계; Dissolving the block copolymer according to claim 1 or 6 in an organic solvent; 상기 고분자 용액을 지지체에 코팅하여 필름을 형성하는 단계; 및 Coating the polymer solution on a support to form a film; And 상기 형성된 필름을 건조시키는 단계 Drying the formed film 를 포함하는 전해질 막의 제조방법. Method for producing an electrolyte membrane comprising a. 제 23 항에 있어서, 지지체는 유리판, 금속, 또는 세라믹을 포함하는 고체 지지체 및 폴리술폰 또는 폴리이서아미드을 포함하는 다공성 고분자 지지체인 것을 특징으로 하는 전해질 막의 제조방법. 24. The method of claim 23, wherein the support is a solid support comprising a glass plate, a metal, or a ceramic, and a porous polymeric support comprising polysulfone or polyisamide. 제 20 항에 따른 전해질 막을 포함하는 연료전지. A fuel cell comprising the electrolyte membrane according to claim 20. 제 25 항에 있어서, 상기 연료전지가 고분자 전해질 연료전지 또는 직접 메탄올 연료전지인 것을 특징으로 하는 연료전지. 27. The fuel cell of claim 25, wherein the fuel cell is a polymer electrolyte fuel cell or a direct methanol fuel cell.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7897692B2 (en) 2008-05-09 2011-03-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Sulfonated perfluorocyclobutane block copolymers and proton conductive polymer membranes
US8030405B2 (en) 2008-05-09 2011-10-04 GM Global Technology Operations LLC Blended PEM's with elastomers for improved mechanical durability
US7897693B2 (en) 2008-05-09 2011-03-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Proton conductive polymer electrolytes and fuel cells
US8008404B2 (en) 2008-05-09 2011-08-30 GM Global Technology Operations LLC Composite membrane
US7985805B2 (en) 2008-05-09 2011-07-26 GM Global Technology Operations LLC Polyelectrolyte membranes comprised of blends of PFSA and sulfonated PFCB polymers
US7888433B2 (en) 2008-05-09 2011-02-15 Gm Global Technology Operations, Inc. Sulfonated-polyperfluoro-cyclobutane-polyphenylene polymers for PEM fuel cell applications
US7976730B2 (en) 2008-08-25 2011-07-12 GM Global Technology Operations LLC Blends of low equivalent molecular weight PFSA ionomers with Kynar 2751
US8003732B2 (en) 2008-08-25 2011-08-23 GM Global Technology Operations LLC Gradient reinforced proton exchange membrane
US8852823B2 (en) 2009-08-26 2014-10-07 GM Global Technology Operations LLC Sodium stannate additive to improve the durability of PEMS for H2/air fuel cells
US8053530B2 (en) 2009-08-26 2011-11-08 GM Global Technology Operations LLC Polyelectrolyte membranes made of poly(perfluorocyclobutanes) with pendant perfluorosulfonic acid groups and blends with poly(vinylidene fluoride)
US8354201B2 (en) 2009-08-28 2013-01-15 GM Global Technology Operations LLC Fuel cell with spatially non-homogeneous ionic membrane
US8058352B2 (en) 2009-08-28 2011-11-15 GM Global Technology Operations LLC Perfluorocyclobutane based water vapor transfer membranes
US7972732B2 (en) 2009-08-28 2011-07-05 GM Global Technology Operations LLC Perfluorocyclobutane based water vapor transfer membranes with side chain perfluorosulfonic acid moieties
US8409765B2 (en) 2009-08-31 2013-04-02 GM Global Technology Operations LLC Co(II)tetramethoxyphenylporphyrin additive to PFSA PEMS for improved fuel cell durability
US8048963B2 (en) 2009-08-31 2011-11-01 GM Global Technology Operations LLC Ion exchange membrane having lamellar morphology and process of making the same
US8252712B2 (en) 2009-11-13 2012-08-28 GM Global Technology Operations LLC Polymer dispersant addition to fuel cell electrode inks for improved manufacturability
US20110165497A1 (en) * 2010-01-06 2011-07-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Method for Mitigating Fuel Cell Chemical Degradation
KR101699484B1 (en) * 2010-02-02 2017-01-24 한국화학연구원 Preparation Method of Branched and Sulfonated Copolymer Containing Perfluorocyclobutylene Group
US7989512B1 (en) 2010-03-17 2011-08-02 GM Global Technology Operations LLC Polyelectrolyte membranes derived from soluble perfluorocyclobutane polymers with sulfonyl chloride groups
US8044146B1 (en) 2010-04-16 2011-10-25 GM Global Technology Operations LLC Combination of main-chain and side-chain sulfonation of PFCB-6F high-temperature fuel cell membranes
US8735021B2 (en) 2010-04-16 2014-05-27 GM Global Technology Operations LLC Cobalt(II) tetramethoxyphenylporphyrin (CoTMPP) ionomer stabilization to prevent electrode degradation
US8609739B2 (en) * 2011-02-17 2013-12-17 GM Global Technology Operations LLC Poly(perfluorocyclobutane) ionomer with phosphonic acid groups for high temperature fuel cells
KR101307482B1 (en) * 2011-12-28 2013-09-11 한국화학연구원 Branched and post-sulfonated multi-block copolymers containing perfluorocyclobutane rings, preparation method thereof and electrolyte membranes using the same
CN103819316B (en) * 2014-03-13 2015-11-18 中国科学院上海有机化学研究所 Curable polyfluorene and the application as heat-stable material thereof
KR101839390B1 (en) 2016-11-16 2018-03-16 한국에너지기술연구원 Block copolymer, ion-exchange membrane and manufacturing method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08120100A (en) * 1994-10-21 1996-05-14 Asahi Glass Co Ltd Fluorine-containing cation-exchange membrane
US6426397B1 (en) 1997-07-25 2002-07-30 Acep Inc. Ionic perfluorovinyl compounds and their uses as components of ionic conductors of the polymer type, of selective membranes or of catalysts
JP2003022709A (en) * 2001-07-09 2003-01-24 Toyobo Co Ltd Blended polymer electrolyte, electrolytic membrane having the electrolyte as main component, and membrane /electrode junction containing the electrolyte
US6559237B1 (en) 2000-06-05 2003-05-06 3M Innovative Properties Company Sulfonated perfluorocyclobutane ion-conducting membranes
KR20030071445A (en) * 2002-02-27 2003-09-03 삼성에스디아이 주식회사 Florinated graft copolymer, polymer electrolyte comprising the same and lithium secondary battery employing the polymer electrolyte

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5075392A (en) * 1989-03-23 1991-12-24 The Dow Chemical Company Thermoplastic compositions containing polybenzoxazole, polybenzothiazole and polybenzimidazole moieties
CN100358938C (en) * 2000-11-13 2008-01-02 东洋纺织株式会社 Polybenzole compound having sulfo group and/or phosphono group, resin composition containing same, molded resin, solid polymer electrotyte film, solid electrolyte film/electrode catalyst layer ...
DE10133739A1 (en) * 2001-07-11 2003-01-30 Mewa Textil Service Ag & Co Man Ohg transport container

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08120100A (en) * 1994-10-21 1996-05-14 Asahi Glass Co Ltd Fluorine-containing cation-exchange membrane
US6426397B1 (en) 1997-07-25 2002-07-30 Acep Inc. Ionic perfluorovinyl compounds and their uses as components of ionic conductors of the polymer type, of selective membranes or of catalysts
US6559237B1 (en) 2000-06-05 2003-05-06 3M Innovative Properties Company Sulfonated perfluorocyclobutane ion-conducting membranes
JP2003022709A (en) * 2001-07-09 2003-01-24 Toyobo Co Ltd Blended polymer electrolyte, electrolytic membrane having the electrolyte as main component, and membrane /electrode junction containing the electrolyte
KR20030071445A (en) * 2002-02-27 2003-09-03 삼성에스디아이 주식회사 Florinated graft copolymer, polymer electrolyte comprising the same and lithium secondary battery employing the polymer electrolyte

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101012124B1 (en) * 2008-12-17 2011-02-07 한국화학연구원 Sulfonated polyarylene ether copolymer including perfluorcyclic butane group, preparation method thereof and use thereof
KR101017649B1 (en) * 2008-12-30 2011-02-25 한국화학연구원 Post-sulfonated copolymers including perfluorocyclic butane group, preparation method thereof and use thereof

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