新規スルホン酸ジアミンを用いたスルホン化ポリイミドの合成とそのプロトン伝導性および耐水性 Synthesis of Sulfonated Polyimides from Novel Sulfonated Diamines and Their Proton Conductivity and Water Durability

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著者

    • 渡利 竜也 WATARI TATSUYA
    • 山口大学工学部 機能材料工学科 Department of Advanced Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, Yamaguchi University
    • 房 建華 FANG JIANHUA
    • 山口大学工学部 機能材料工学科 Department of Advanced Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, Yamaguchi University
    • 喜多 英敏 KITA HIDETOSHI
    • 山口大学工学部 機能材料工学科 Department of Advanced Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, Yamaguchi University
    • 岡本 健一 OKAMOTO KEN-ICHI
    • 山口大学工学部 機能材料工学科 Department of Advanced Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, Yamaguchi University

抄録

新規ジアミンモノマー4,4′-bis(4-aminophenoxy)biphenyl-3,3′-disulfonic acid(BAPBDS)を直接スルホン化法により合成した.スルホン化ポリイミドは1,4,5,8-naphthalenetetra-carboxylicdianhydride(NTDA),BAPBDSと非スルホン酸ジアミンtrifluoromethylbenzidine(TFMBz)から合成した.BAPBDS系スルホン化ポリイミド膜は,以前に報告した一連のスルホン化ポリイミドよりも優れた耐水性を示した.これはBAPBDSのフレキシブルな構造と高い塩基性に起因する.相対湿度100%のプロトン伝導度はNafion117と同程度と高く,構造の異なるスルホン化ジアミンによる大きな差違はみられなかったが,低湿度でのプロトン伝導度はBAPFDS> ODADS> BAPBDS系ポリイミドの順であった.それぞれのポリイミド膜の水収着量,膜のモルホロジーが密接に関係している.NTDA-BAPBDS/TFMBz(4/1)共重合ポリイミドの収着量は<i>IEC</i>の低下により減少し,耐水性も向上した.さらに,プロトン伝導度はNTDA-BAPBDSポリイミドと同程度であり,固体高分子型燃料電池の固体電解質膜として期待できる.

A novel sulfonated diamine monomer, 4,4′-bis(4-amino-phenoxy)biphenyl-3,3′-disulfonic acid (BAPBDS), was synthesized by direct sulfonation of the corresponding parent diamine. Sulfonated polyimides were prepared from 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTDA), BAPBDS and 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine (TFMBz). BAPBDS-based polyimides exhibited the best water durability among the sulfonated polyimide membranes investigated so far. This is attributed to the flexible structure and the high basicity of BAPBDS. Proton conductivity of the sulfonated polyimides investigated was similar to that of Nafion117 at 100% relative humidity. With decreasing relative humidity, the proton conductivity decreased. The rate of decrease was in the order BAPFDS > ODADS > BAPBDS-based polyimides. NTDA-BAPBDS/TFMBz (4/1) copolyimide membrane displayed good water durability and reasonably high conductivity and showed potential for fuel cell applications.

収録刊行物

  • 化学工学論文集

    化学工学論文集 29(2), 165-169, 2003-03-20

    公益社団法人 化学工学会

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10013410292
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    6517652
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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