[发明专利]高含水量的膜

权利要求书

1.亲水性聚合物，其能被水合以形成具有至少65%的含水量的水合的亲水性聚合物，其中含水量被定义为[(所述水合的亲水性聚合物的质量-干燥的亲水性聚合物的质量)/所述水合的亲水性聚合物的质量]×100。

2.如权利要求1所述的亲水性聚合物，其已经被水合以形成具有至少65%的含水量的水合的亲水性聚合物，其中含水量如权利要求1所定义。

3.如权利要求1或2所述的聚合物，其是通过聚合一种或多种溶解于水中的单体而获得的。

4.如权利要求3所述的聚合物，其中所述一种或多种单体包括亲水性单体、疏水性单体和离子组分。

5.如前述权利要求中任一权利要求所述的聚合物，其为交联的。

6.如前述权利要求中任一权利要求所述的聚合物，其具有阴离子部位。

7.如权利要求4至6中任一权利要求所述的聚合物，其中所述疏水性单体选自甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯腈(AN)、甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(TRIS)和甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(TRIF)。

8.如权利要求4至7中任一权利要求所述的聚合物，其中所述亲水性单体选自甲基丙烯酸(MA)、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、丙烯酸乙酯(EA)、1-乙烯基-2-吡咯烷酮(VP)、丙烯酸2-甲酯(PAM)、单甲基丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸酯(EMP)和sulphatoethyl甲基丙烯酸铵(SEM)。

9.如权利要求4至8中任一权利要求所述的聚合物，其中强离子组分为强酸或其盐。

10.如权利要求4至9中任一权利要求所述的聚合物，其中所述离子组分选自甲苯磺酸(TSA)、1-甲基-1-苯并咪唑-2-磺酸、羟乙磺酸Na盐、1-己烷磺酸Na盐、hydroxylene-O-磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸(AMPSA)、乙烯基磺酸(VSA)、苯乙烯磺酸(SSA)、甲基丙烯酸2-磺乙酯(SOMA)和甲基丙烯酸3-磺丙酯Na盐(SPM)。

11.如权利要求4至10中任一权利要求所述的聚合物，其中以总聚合混合物的重量计，所述强离子组分以至少20%的量存在。

12.如权利要求3至11中任一权利要求所述的聚合物，其中以总聚合混合物的重量计，所述聚合混合物中的水以至少10%的量存在。

13.如前述权利要求中任一权利要求所述的聚合物，其已被热固化或通过辐射固化。

14.膜电极组件(MEA)，其包含前述权利要求中任一权利要求所述的亲水性聚合物。

15.如权利要求14所述的MEA，其中所述膜已被聚合至增强材料上，所述增强材料限制所述膜在水中的膨胀程度。

16.如权利要求15所述的MEA，其中所述增强材料包括多孔材料，例如聚乙烯。

17.如权利要求14所述的MEA，其中所述膜的膨胀不受限制。

18.燃料电池或电解器，其包含权利要求14至17中任一权利要求所述的MEA。

19.形成权利要求14至18中任一权利要求所述的MEA的方法，其包括将形成所述膜的材料引入所述电极之间，并且在原位聚合所述膜。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述聚合的膜在原位被水合。

21.如权利要求20所述的方法，其中进行所述水合步骤，同时所述膜处于使用中，即，作为电化学电池的一部分在进行操作中。

22.如权利要求19所述的方法，其中所述电极或可存在于所述电极与可聚合的材料之间的任何基底不限制所述MEA的膨胀程度。

23.形成聚合物的方法，其包括聚合疏水性单体和亲水性单体以及离子组分于水中的均匀溶液，其中所述离子组分以至少20重量%的量存在。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述聚合组分包括交联剂，所述交联剂以小于5重量%的量存在。