2005 Fiscal Year Annual Research Report

新規な側鎖型スルホン化ポリイミド膜の開発と固体高分子形燃料電池への応用

Research Project

Project/Area Number	17750205
Research Institution	Yamaguchi University
Principal Investigator	尹燕山口大学, ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー, 非常勤研究員 (50379939)
Keywords	スルホン化ポリイミド / プロトン伝導性度 / 膜膨潤 / スルホン化ジアミ / 耐水性
Research Abstract	芳香族側鎖基を有する新規なスルホン化ジアミン、すなわち、3,5-ジアミノ-3'-スルホ4'-(4-スルホフェノキシ)ベンゾフェノン(DASSPB)と3,5-ジアミノ-3'-スルホ4'-(2,4-ジスルホフェノキシ)ベンゾフェノン(DASDSPB)を合成し、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物(NTDA)と非スルホン酸ジアミンとから新規な側鎖型スルホン化ポリイミド(SPI)を合成した。この種のSPI膜は水中で等方的な膜膨潤を示した。膜のモルホロジーをTEMで調べたが、いずれの膜もはっきりしたミクロ相分離構造は示さなかった。この種のSPI膜は低湿度においても比較的高いプロトン伝導度を示した。例えば、120℃で相対湿度100%と50%において、プロトン伝導度は、それぞれ、300と30mS/cmであった。また、別の新規な側鎖型スルホン化ジアミン、ビズ[4-(4-アミノフェノキシ)-2-(3-スルホベンゾイル)]フェニルスルホン(BAPSBPS)を合成し、SPIを合成した。BAPSBPS系SPIは多くのアプロティクソルベントに溶解し、強靱な膜を与えた。350℃の高いスルホン酸基の脱離温度を示し、スルホン酸基の安定性は高いことが示唆された。また、比較的低いイオン交換容量(1.54meq/g)の膜でも、60℃水中及び70%RHで81と11mS/cmの高い伝導度を示した。上記の2種のSPI膜の高温耐水性を調べたが、スルホプロポキシベンジジン(BSPB)やスルホフェノキシベンジジン(BSPOB)に比べて劣った。その原因を検討中である。