[发明专利]离子性聚合物膜的制造方法

摘要

本发明提供在抑制交联反应的同时将聚合物所具有的-SO₂F基转化为具有多个离子交换基团的侧基，可制造离子交换容量高且含水率低的离子性聚合物膜的简便方法。将聚合物的-SO₂F(基(1))依次转化为-SO₂NZ¹Z²(基团(2))、-SO₂N^-(M_α⁺)SO₂(CF₂)₂SO₂F(基团(3))、-SO₂N^-(H⁺)SO₂(CF₂)₂SO₂F(基团(4))、-SO₂N^-(M_β⁺)SO₂(CF₂)₂SO₃^-M_β⁺(基团(5))而获得离子性聚合物时，在基团(1)～(4)的任一状态下对聚合物进行制膜而形成聚合物膜的同时，在基团(4)的状态下对聚合物进行热处理。在此，Z¹、Z²为氢原子等，M_α⁺为1价阳离子，M_β⁺为氢离子或1价阳离子。

主权项

离子性聚合物膜的制造方法，其特征在于，包括下述工序(A)～(F)：(A)将具有含以下式(1)表示的基团的构成单元的聚合物(i)的所述以式(1)表示的基团转化为以下式(2)表示的基团而形成聚合物(ii)的工序；(B)使所述聚合物(ii)与以下式(a)表示的化合物反应，将所述聚合物(ii)的以式(2)表示的基团转化为以下式(3)表示的基团而形成聚合物(iii)的工序；(C)将所述聚合物(iii)的以式(3)表示的基团转化为以下式(4)表示的基团而形成聚合物(iv)的工序；(D)在所述工序(A)之前，形成包含所述聚合物(i)的聚合物膜，或者在所述工序(A)与所述工序(B)之间，形成包含所述聚合物(ii)的聚合物膜，或者在所述工序(B)与所述工序(C)之间，形成包含所述聚合物(iii)的聚合物膜，或者在所述工序(C)与下述工序(E)之间，形成包含所述聚合物(iv)的聚合物膜的工序；(E)在所述工序(C)之后，且在所述工序(D)与下述工序(F)之间，对包含所述聚合物(iv)的聚合物膜进行热处理的工序；(F)将所述聚合物(iv)的以式(4)表示的基团转化为以下式(5)表示的基团而形成聚合物(v)，获得包含该聚合物(v)的离子性聚合物膜的工序；‑SO₂F…(1)，‑SO₂NZ¹Z²…(2)，FSO₂(CF₂)₂SO₂F…(a)，‑SO₂N^‑(M_α⁺)SO₂(CF₂)₂SO₂F…(3)，‑SO₂N^‑(H⁺)SO₂(CF₂)₂SO₂F…(4)，‑SO₂N^‑(M_β⁺)SO₂(CF₂)₂SO₃^－M_β⁺…(5)；式中，Z¹和Z²分别独立地为选自氢原子、1价金属元素和Si(R)₃的基团；R为氢原子、或可含醚性氧原子的碳数1～12的1价有机基团，3个R可以是相同的基团，也可以是不同的基团；M_α⁺为1价金属阳离子或来源于有机胺的1价阳离子；M_β⁺为氢离子、1价金属阳离子或来源于有机胺的1价阳离子。