ポリイミド系高分子固体電解貭膜の開発と応用

聚酰亚胺聚合物固体电解质膜的开发及应用

• 批准号: 12875146
• 负责人: 岡本 健一
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875146/
• 关键词: ポリイミド; スルホン酸; プロトン伝導性; 高分子固体電解貭膜; 水蒸気収着; 水蒸気透過

スルホン酸基含有ジアミンとして、4,4'-ジアミノ-5,5'-ジメチル-2,2'-ビフェニルジスルフォン酸(6TS)及び4,4'-ジアミノ-2,2'-ビフェニルジスルフォン酸(DBSA)を、そして共重合ジアミンとして嵩高い4,4-(9-フロオレニリデン)ジアミン(FDA)を用い、各種酸無水物とm-クレゾール中で溶液縮重合さらに溶液熱イミド化してスルフォン酸基含有ポリイミドを合成した。キャスト製膜し、スルフォン酸アミン塩型のポリイミド膜を得た。膜は水に対して安定であったが、1N塩酸水溶液に浸漬して、プロトン型にすると、膜は脆くなった。プロトン型にする前後で、分子量が大きく低下したので、イミド環の加水分解が生じたためであった。ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物(TCND)からのポリイミドは、プロトン型でも安定であった。TGMS分析により、270℃付近からスルフォン酸基の離脱分解が生じた。膜は全てアモルファスであった。膜への水蒸気の過渡的収着・脱着は、非フィック型拡散挙動を示した。水蒸気の収着等温線は、ナフィオン117と似た形であった。乾燥ポリマー当たりの水蒸気の収着量は、ナフィオンに比べて大きく、50℃、活量0.5において20-25g/100gdry-polymerであったが、スルフォン酸基当たり収着量は、ほぼ同じ(同条件で約5)であった。水蒸気の拡散係数はナフィオンの1/10の大きさであり、結果として、透過係数は数分の1と小さかった。メタノールの透過についても同様であった。プロトン伝導度は、相対湿度に対して指数関数的に増加した。50℃、湿度100%において、TCND-6TS/FDA(9/1)ポリイミドは、0.5S/cmとナフィオン117(0.1S/cm)より大きなイオン伝導度を示した。TCND-DBSA/FDA(8/1)架橋ポリイミドも同様の高いイオン伝導度を示した。20℃から90℃までの温度上昇で、イオン伝導度は2-3倍増加した。スルフォン酸含有ポリイミドは、高分子固体電解質膜として期待できる素材であることが分かった。

The acid groups include 4,4'-diamino-5,5'-diamino-2,2'-diamino-6TS and 4,4'-diamino-2,2'-diamino-6TS (DBSA).(9-amino-1-methyl-1-ethyl)-1-(4-amino-1-methyl-1-ethyl)-1-(4-amino-1-methyl)-1-(4-amino-1-ethyl)-1-(4-amino-1-ethyl)-1-(4-amino-1-yl)-1-(4-amino-1-methyl-1-ethyl)-1-(4-amino-1-yl)-1-(4-amino-(4-amino-amino-1-methyl-ethyl)-1-(4-amino-ethyl)-1-(4-amino-amino-ethyl)-1-(4-(4-amino-amino-ethyl)-1-(4-amino-amino The film is made of different kinds of materials. The membrane is stable in water and is fragile in 1N hydrochloric acid aqueous solution. Before and after the formation of the ring, the molecular weight is high and low, and the ring is hydrolyzed. TCND (TCND) is a compound of 1,4,5,8-tetrahydro-1,4,5-tetrahydro-1,5-tetrahydro-1,4-tetrahydro-1 TGMS analysis showed that the decomposition of the acid group at 270℃ resulted in the formation of a complex. The film is all over the place. The film evaporation and transition of the surface of the film, the separation of the film and the non-uniform dispersion of the film are shown. The water vapor is heated to an isothermal line, and the water vapor is heated to an isothermal line, and the water vapor is heated to an isothermal line. The amount of water vapor in dry solution is higher than that in dry solution, 50℃, activity 0.5%, 20-25g/100 g dry-polymer, and the amount of water vapor in dry solution is the same as that in dry solution (about 5). The dispersion coefficient of water vapor is 1/10 of the maximum, and the transmission coefficient is 1/10 of the minimum. The same thing happens when you're in the middle of something. The relative humidity of the sample increases with the increase in conductivity. 50℃, humidity 100%, TCND-6TS/FDA(9/1), 0.5S/cm, 117(0.1S/cm), high conductivity. TCND-DBSA/FDA(8/1) bridge configuration and high conductivity The temperature rises from 20℃ to 90℃, and the thermal conductivity increases by 2-3 times. The polymer solid electrolyte membrane is made up of the following materials: