Preparation of proton conductive polymer electrolyte membrane with nanomatrix channel

ゴム状高分子に由来する優れた柔軟性にプロトン伝導性が付与された高性能プロトン伝導性高分子電解質膜を創製することを目指し、グラフト共重合によりゴム状高分子粒子表面にプロトン伝導性高分子を固定化する検討を行った。ゴム状高分子として天然ゴムを用い、直径約1 μmの天然ゴム粒子が水に分散したラテックスの状態でゴム粒子表面にプロトン伝導性高分子を固定化するための検討を行った。天然ゴムラテックスは、尿素と界面活性剤で処理した後、遠心分離により洗浄することで精製した脱タンパク質化天然ゴムラテックスを用いた。グラフト共重合は、4-スチレンスルホン酸を1.0 mol/kg-rubber、ラジカル開始剤としてt-ブチルヒドロペルオキシド/テトラエチレンペンタミンを0.033 mol/kg-rubber使用し、30℃で3時間攪拌することにより行った。得られた生成物のキャラクタリゼーションは、FT-IRにより行い、ポリ(4-スチレンスルホン酸)に由来するシグナルを確認した。生成物は水に24時間浸漬し、浸漬前後のポリ(4-スチレンスルホン酸)のシグナルの変化によりグラフト効率を評価した。4-スチレンスルホン酸のエステル化は、4-スチレンスルホン酸ナトリウムを銀塩に変換し、アセトニトリル中で臭化エチルと反応することにより行い、カラムクロマトグラフィーで精製することにより疎水性モノマーである4-スチレンスルホン酸エチルを得た。4-スチレンスルホン酸エチルのグラフト共重合は、上述の条件で行った。

ゴム状高分子に由来する優れた柔軟性にプロトン伝導性が付与された高性能プロトン伝導性高分子電解質膜を創製することを目指し、グラフト共重合によりゴム状高分子粒子表面にプロトン伝導性高分子を固定化する検討を行った。ゴム状高分子として天然ゴムを用い、直径約1 μmの天然ゴム粒子が水に分散したラテックスの状態でゴム粒子表面にプロトン伝導性高分子を固定化するための検討を行った。天然ゴムラテックスは、尿素と界面活性剤で処理した後、遠心分離により洗浄することで精製した脱タンパク質化天然ゴムラテックスを用いた。グラフト共重合は、4-スチレンスルホン酸を1.0 mol/kg-rubber、ラジカル開始剤としてt-ブチルヒドロペルオキシド/テトラエチレンペンタミンを0.033 mol/kg-rubber使用し、30℃で3時間攪拌することにより行った。得られた生成物のキャラクタリゼーションは、FT-IRにより行い、ポリ(4-スチレンスルホン酸)に由来するシグナルを確認した。生成物は水に24時間浸漬し、浸漬前後のポリ(4-スチレンスルホン酸)のシグナルの変化によりグラフト効率を評価した。4-スチレンスルホン酸のエステル化は、4-スチレンスルホン酸ナトリウムを銀塩に変換し、アセトニトリル中で臭化エチルと反応することにより行い、カラムクロマトグラフィーで精製することにより疎水性モノマーである4-スチレンスルホン酸エチルを得た。4-スチレンスルホン酸エチルのグラフト共重合は、上述の条件で行った。