[发明专利]通过放射性接枝来制备用于燃料电池的质子导电膜的方法

权利要求书

1.一种用于生产用于燃料电池的质子导电膜的方法，依次包括：

辐射聚合物基质的步骤；

通过与第一化合物的自由基反应来接枝所述由此辐射的聚合物基质的步骤，包括使所述辐射的聚合物基质与所述第一化合物接触，所述第一化合物包括至少一种能够通过与所述基质的自由基反应而形成共价键的基团，并且包括至少一种能够与第二化合物的基团反应以形成共价键的活性基团，所述第二化合物包括至少一种质子导电酸基团；

使由此接枝的基质与所述第二化合物接触的步骤，由此在来自所述第一化合物的活性基团与所述第二化合物的适当基团之间存在反应。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述辐射步骤包括使所述基质经受电子束。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述辐射步骤包括使所述基质经受重离子轰击。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述重离子选自铅、氪以及氙。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述辐射步骤包括连续的以下步骤：

用重离子辐射所述聚合物基质；

化学暴露通过所述重离子的通道产生的潜径迹，在其结束时获得开放通道；

电子辐射所述开放通道。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚合物基质选自聚氨酯、聚烯烃、聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯基质。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚合物基质是含氟聚合物基质。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述基质由聚偏二氟乙烯、四氟乙烯-四氟丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物或偏二氟乙烯-三氟乙烯-一氯三氟乙烯共聚物构成。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基质由聚偏二氟乙烯构成。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于与所述辐射基质接触的所述第一化合物是这样的化合物，所述化合物包括烯基团作为能够通过自由基反应进行反应以形成共价键的基团，以及-CO₂H或-NH₂基团作为活性基团。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，包括-CO₂H基团作为活性基团的所述第一化合物是丙烯酸。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，包括-NH₂基团作为活性基团的所述第一化合物选自乙烯胺。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当所述第一化合物的活性基团是-CO₂H基团时，所述第二化合物包括作为与所述第一化合物的基团反应以形成共价键的基团的-NH₂基团，或当所述第一化合物的活性基团是-NH₂基团时，所述第二化合物包括-CO₂H基团。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第二化合物是氨基酸。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第二化合物选自以下化学式的氨基酸：

16.根据权利要求13所述的生产方法，其中，所述第二化合物选自以下化学式的化合物：

17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物基质是聚偏二氟乙烯基质，所述第一化合物是丙烯酸，而所述第二化合物是牛磺酸。

18.一种用于燃料电池的质子导电膜，通过根据权利要求1至17中任一项所限定的方法而获得。

19.根据权利要求18所述的膜，包括聚合物基质，所述聚合物基质由聚偏二氟乙烯制成并接枝有通过下述获得的接枝物：

自由基聚合丙烯酸，以产生聚(丙烯酸)链；

使所述聚(丙烯酸)链与牛磺酸反应。

20.根据权利要求18和19中任一项所述的膜，其是纳米结构的。

21.一种燃料电池装置，包括至少一种根据权利要求18至20中任一项所限定的膜。