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JPS60127332A - Anion exchange membrane and its manufacture - Google Patents

Anion exchange membrane and its manufacture

Info

Publication number
JPS60127332A
JPS60127332A JP58233680A JP23368083A JPS60127332A JP S60127332 A JPS60127332 A JP S60127332A JP 58233680 A JP58233680 A JP 58233680A JP 23368083 A JP23368083 A JP 23368083A JP S60127332 A JPS60127332 A JP S60127332A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
graft
anion exchange
membrane
exchange membrane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58233680A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Momose
隆 百瀬
Kazuo Tomiya
富家 和男
Hiroyuki Harada
博之 原田
Hiroshi Miyaji
宮地 洋
Hiroko Kato
寛子 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Nucera Japan Ltd
Original Assignee
Chlorine Engineers Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chlorine Engineers Corp Ltd filed Critical Chlorine Engineers Corp Ltd
Priority to JP58233680A priority Critical patent/JPS60127332A/en
Priority to NO843527A priority patent/NO843527L/en
Priority to US06/648,018 priority patent/US4605685A/en
Priority to EP84306104A priority patent/EP0140544A3/en
Publication of JPS60127332A publication Critical patent/JPS60127332A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain titled membrane in high efficiency, suitable as separating membranes for Glauber's salt electrolysis etc., by graft polymerization of alpha,beta,beta- trifluorostyrene to ionizing radiation-irradiated inert polymer film followed by haloalkylation and quaternary amination. CONSTITUTION:An inert polymer film with radical generated by irradiating ionizing radioactive rays (pref. with a dose of 1-30Mrad) (pref. polyethylene film) is immersed in or brought into contact with alpha,alpha,beta-trifluorostyrene (TFS) (solution) (pref. made to react at 10-90 deg.C for 1-50hr) to effect graft polymerization of said TFS followed by haloalkylation with chloromethyl ether etc. and quaternary amination with trimethylamine etc., thus obtaining the objective membrane with said TFS representing grafted chain and at least part of the benzene rings substituted by quaternary aminoalkyl groups. EFFECT:Free from the polymerization and deterioration of the TFS. Short in radioactive ray-irradiation time, thus enough with a small amount of dose.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、芒硝電解、水電解、海水淡水化及び電気透析
等の各種隔膜として使用可能な陰イオン交換膜とその製
造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an anion exchange membrane that can be used as a diaphragm in various applications such as mirabilite electrolysis, water electrolysis, seawater desalination, and electrodialysis, and a method for producing the same.

α、β、β〜トリフルオロスチレン(以下TFSという
)をグラフト鎖として有する不活性重合体フィルムから
成るグラフト重合膜は公知であシ、該グラフト重合膜は
スルホン化された後、食塩電解用、燃料電池用として使
用されている(特開昭51−89881号)。このクラ
フト重合膜は、不活性重合体フィルムをTFSの不活性
有機溶剤溶液に浸漬または接触させ、このフィルムを“
Co等で照射し、TFSをグラフト重合させて製造され
ている。しかし、この方法では15%程度のグラフト率
を有するグラフト重合膜を製造するためには、照射を約
240時間続けなければならず、生産性が低く鮭済性に
劣るとともに、TFSにも放射線を照射するため、TF
S自体の単独重合、グラフト率の低下、TFSの劣化尋
が生じるなど、種々の欠点が指摘されている。
A graft polymer membrane consisting of an inert polymer film having α, β, β ~ trifluorostyrene (hereinafter referred to as TFS) as a graft chain is known, and after being sulfonated, the graft polymer membrane is used for salt electrolysis. It is used for fuel cells (JP-A-51-89881). This kraft polymer film is produced by immersing or contacting an inert polymer film in an inert organic solvent solution of TFS.
It is manufactured by irradiating with Co or the like and graft polymerizing TFS. However, in order to produce a graft-polymerized film with a grafting rate of about 15%, this method requires continuous irradiation for about 240 hours, which results in low productivity and poor salmon processing efficiency, and also exposes TFS to radiation. For irradiation, TF
Various drawbacks have been pointed out, such as homopolymerization of S itself, a decrease in the grafting rate, and deterioration of TFS.

本発明者らは、上記グラフト重合膜のスルホン化以外の
置換につき検討したところ、該クラフト重合膜を四級ア
ミノアルキル化するととにょル、3!:硝化値 讐餘替
 k↓致」、ル 烏に電ν請haの用途を有する陰イオ
ン交換膜として使用できることを見出した。
The present inventors investigated substitutions other than sulfonation of the above-mentioned graft polymer membrane, and found that when the graft polymer membrane was subjected to quaternary aminoalkylation, 3! It has been found that it can be used as an anion exchange membrane with the purpose of increasing electricity.

さらに本発明者らは、照射時間が短<、TFSの単独重
合や劣化が生ずることのない経済的な上記陰イオン交換
膜の製造方法を種々検討した結果、不活性重合体フィル
ムのみを電離性放射線で照射して2ジカルを発生させ、
ラジカルを発生させた該フィルムを、TFStたはその
溶液に浸漬または接触させてグラフト重合させ、次いで
ハロアルキル化し、四級アミン化することによシ、効率
よく上記陽イオン交換膜を製造しうろことを見い出した
のである。
Furthermore, the present inventors investigated various economical methods for manufacturing the above-mentioned anion exchange membrane that do not cause TFS homopolymerization or deterioration, and found that only an inert polymer film is ionizable. Irradiation with radiation generates 2 radicals,
The film in which radicals have been generated is immersed in or brought into contact with TFSt or a solution thereof to undergo graft polymerization, followed by haloalkylation and quaternary amine formation, thereby efficiently producing the above cation exchange membrane. He found out.

すなわち、本発明は第1に、α、β、β−トリフルオロ
スチレンをグラフト鎖として有する不活性重合体フィル
ムから成るグラフト重合膜のベンゼン環の少々く七も一
部を四級アミノアルキル基で置換して成る陰イオン交換
膜であり、第2に、α、β、β−トリフルオロスチレン
をグラフト鎖として有する不活性重合体フィルムから成
るグラフト重介随のベンゼン棗の小外/J−家−afP
囮錫7ミノアルキル基で置換して成る陰イオン交換膜を
製造するに際して、不活性重合体フィルムに電離性放射
線を照射し、該照射フィルムをα、β、β−トリフルオ
ロスチレンまたはその溶液に浸漬または接触させてグラ
フト重合させ、ついで該グラフト重合膜をハロアルキル
化の後、四級アミン化する陰イオン交換膜の製造方法で
ある。
That is, the present invention firstly provides a graft polymer film comprising an inert polymer film having α, β, β-trifluorostyrene as a graft chain, in which at least a portion of the benzene rings are converted into quaternary aminoalkyl groups. Second, it is an anion exchange membrane consisting of an inert polymer film having α, β, β-trifluorostyrene as a graft chain. -afP
When producing an anion exchange membrane in which a decoy tin is substituted with a 7-minoalkyl group, an inert polymer film is irradiated with ionizing radiation, and the irradiated film is immersed in α, β, β-trifluorostyrene or a solution thereof. Alternatively, there is a method for producing an anion exchange membrane in which graft polymerization is carried out through contact, and then the graft polymerized membrane is subjected to haloalkylation and then quaternary amine formation.

本発明に使用する不活性重合体フィルムは炭化水素ポリ
マー、含フツ素炭化水素ポリマー、パーフルオロ炭化水
素ポリマー等のいずれから成るものでもよく、マた、ホ
モポリマーでもコポリマーであってもよく、たとえば、
ポリエチレン−ポリテトラフルオロエチレン共重合体フ
ィルム、ポリクロロトリフルオロエチレンフィルム、ポ
リビニリデンフル第2イドフイルム、ポリビニルフルオ
ライドフィルム、テトラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレン共重合体フィルム、テトラフルオロエチ
レン−エチレン共重合体フィルム、テトラフルオ四エチ
レンーパーフルオロアルキルヒニルエーテル共i合体フ
ィルム、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合
体フづルムカラ選ばれる。また、これらのフィルムは微
細な孔を有するものであってもよい。
The inert polymer film used in the present invention may be made of a hydrocarbon polymer, a fluorine-containing hydrocarbon polymer, a perfluorohydrocarbon polymer, etc., and may be a homopolymer or a copolymer, for example. ,
Polyethylene-polytetrafluoroethylene copolymer film, polychlorotrifluoroethylene film, polyvinylidene fluoride film, polyvinyl fluoride film, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer film, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer A composite film, a tetrafluorotetraethylene-perfluoroalkyl hinyl ether copolymer film, and a chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer film are selected. Further, these films may have fine pores.

この不活性重合体フィルムに照射する放射線は、該フィ
ルムにラジカルを発生させるものであればよく、各種の
電離性放射線を使用するととができる。照射する電離性
放射線量は、不活性重合体フィルムの材質によっても異
なるが1〜30Mradとするのがよい。照射量が1 
Mrad以下であると、グラフト重合の進行が不十分で
あシ、30Mradを越えると膜機能が低下するので好
ましくない。照射は、空気中、酸素雰囲気中、窒素雰囲
気中のいずれでも行うことができる。照射したフィルム
上に発生したラジカル線、不活性ガス雰囲気中、0℃で
約2週間、10℃で約1週間、室温で2〜3日の寿命を
有し、放射線照射後、他の場所へ輸送し、後述するグラ
フト重合を行うことができるので好都合である。
The radiation irradiated to this inert polymer film may be any radiation that generates radicals in the film, and various ionizing radiations may be used. The dose of ionizing radiation to be irradiated varies depending on the material of the inert polymer film, but is preferably 1 to 30 Mrad. Irradiation amount is 1
If it is less than Mrad, the progress of graft polymerization will be insufficient, and if it exceeds 30 Mrad, the membrane function will deteriorate, which is not preferable. Irradiation can be performed in air, in an oxygen atmosphere, or in a nitrogen atmosphere. The radical rays generated on the irradiated film have a lifespan of about 2 weeks at 0℃, about 1 week at 10℃, and 2 to 3 days at room temperature in an inert gas atmosphere, and can be transferred to other places after irradiation. This is convenient because it can be transported and graft polymerization, which will be described later, can be carried out.

次に、照射したフィルムへのTFSのグラフト重合を行
う。クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素、1.1
,2.2−テトラクロロエタン、1,1.2−)リクロ
ロートリフルオロエタン、ベンゼン等の溶媒に溶解させ
たTFS、あるい杜溶媒に溶解させていないTFSに照
射フィルムを浸漬させるか、TFSを照射フィルムに塗
布するなどして接触させ、反応温度を10〜90℃、反
応時間1〜50時間で反応させる。この場合、他に触媒
等を加える必要はなく、単にTFSに浸漬するか接触さ
せるのみで反応が進行し、10〜50%のグラフト率で
グラフト重合膜が製造される。
Next, graft polymerization of TFS onto the irradiated film is performed. Chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, 1.1
, 2.2-tetrachloroethane, 1,1.2-) dichlorotrifluoroethane, TFS dissolved in a solvent such as benzene, or immersed in TFS not dissolved in a solvent, or TFS is brought into contact with the irradiated film by coating it, etc., and the reaction is carried out at a reaction temperature of 10 to 90° C. and a reaction time of 1 to 50 hours. In this case, there is no need to add any other catalyst, and the reaction proceeds simply by immersion in or contact with TFS, and a graft polymerized membrane is produced with a grafting ratio of 10 to 50%.

グラフト率@)==777よ一!リリ(二鼻士絆シY夕
ぎり!!Lx 1o。
Graft rate @)==777yoichi! Lili (Ni-nosashi Kizuna Shi Y Yugiri!! Lx 1o.

基材フィルムの重量 次に、上記のように製造したグラフト重金膜のハロアル
キル化を行う。
Weight of Base Film Next, the grafted heavy metal film produced as described above is subjected to haloalkylation.

ハロアルキル基の種類としては、クロルメチル、ブロモ
メチル、ヨードメチル、クロルエチル等をあげることが
できる。ハロアルキル化剤としては、ハロアルキル基の
種類によるが、クロルメチルの場合には、クロルメチル
エーテル(CHsOCHzC/)、パラホルムアルデヒ
ド((CHIO)s )と塩化水素等を使用することが
できる。ハロアルキル基の導入方法は、公知の手段をそ
のまま用いればよく、クロルメチルエーテルをハロアル
キル化剤として用いる場合には、グラフト重合膜を、触
媒量の塩化アルミニラムラ含むクロルメチルエーテル中
に浸漬し、40〜80℃で1〜20時間反応させ、また
、パラホルムアルデヒドを用いる場合には、グラフト重
合膜に塩化亜鉛を触媒として、パンホルムアルデヒドと
塩化水素を40〜80℃で反応させる。
Examples of the haloalkyl group include chloromethyl, bromomethyl, iodomethyl, and chloroethyl. The haloalkylating agent depends on the type of haloalkyl group, but in the case of chloromethyl, chloromethyl ether (CHsOCHzC/), paraformaldehyde ((CHIO)s), hydrogen chloride, etc. can be used. For the method of introducing haloalkyl groups, known means may be used as is. When chloromethyl ether is used as the haloalkylating agent, the graft polymerized membrane is immersed in chloromethyl ether containing a catalytic amount of aluminum chloride. The reaction is carried out at -80°C for 1 - 20 hours, and when paraformaldehyde is used, panformaldehyde and hydrogen chloride are reacted at 40 - 80°C using zinc chloride as a catalyst in the graft polymerized membrane.

反応終了後のクロルメチル化率は10〜100%である
The chloromethylation rate after the reaction is 10 to 100%.

次いで、このグラフト重合膜をベンゼン等に浸漬させて
、多少彫溝させた後、5〜50%の第3級アミン水溶液
に浸漬し、40〜70℃、2〜10時間反応させ、陰イ
オン交換膜とする。第3級アミンとしては、トリメチル
アミン、トリエチルアミン、N、N−ジメチル−2−ヒ
ドロキシエチルアミン等を使用することができる。この
ように製造された陰イオン交換膜のイオン交換容量は、
0.6〜2.0 meq/?・乾燥膜である。
Next, this graft polymerized membrane is immersed in benzene etc. to create some grooves, and then immersed in a 5-50% tertiary amine aqueous solution and reacted at 40-70°C for 2-10 hours to perform anion exchange. Make it a membrane. As the tertiary amine, trimethylamine, triethylamine, N,N-dimethyl-2-hydroxyethylamine, etc. can be used. The ion exchange capacity of the anion exchange membrane manufactured in this way is
0.6~2.0 meq/?・It is a dry film.

本発明に係る陰イオン交換膜は、芒硝電解用、水電解用
、海水淡水化用、電気透析相等各種の隔膜として使用す
ることができる。
The anion exchange membrane according to the present invention can be used as various diaphragms for mirabilite electrolysis, water electrolysis, seawater desalination, electrodialysis, and the like.

また、本発明に係る陰イオン交換膜の製造方法紘、不活
性重合体フィルムに電離性放射線を照射して該フィルム
にラジカルを発生させ、その後、TFSに浸漬または接
触させてグラフト重合させ、ついで該グラフト重合膜を
ハロアルキル化シ、ツいで四級アミノ化するようにして
あ、D、TFSに放射線が照射されないため、TFSの
重合や劣化が生ずることが滌<、また放射線照射下で、
不活性重合体フィルムにTFSをグラフト重合させるの
ではないため、放射線照射時間が短くてすみ、放射線の
消費量が少なく、経済的かつ安全な方法である。
In addition, according to the method for producing an anion exchange membrane according to the present invention, an inert polymer film is irradiated with ionizing radiation to generate radicals in the film, and then immersed in or brought into contact with TFS to carry out graft polymerization. If the graft polymer film is haloalkylated and quaternary aminated, TFS will not be irradiated with radiation, so polymerization and deterioration of TFS will occur.Also, under radiation irradiation,
Since TFS is not graft-polymerized onto an inert polymer film, the radiation irradiation time is short and the amount of radiation consumed is low, making it an economical and safe method.

以下に本発明の実施例を記載するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。
Examples of the present invention are described below, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1 厚さ100μの低密度ポリエチレンフィルムに共振変圧
器型電子線加速器を用いて、2MV+ 1mAの照射条
件で窒素雰囲気下10Mrad照射した。ついでこの照
射したポリエチレンフィルムを反応器に入れて10’■
HP減圧下で脱気後、あらかじめ凍結脱気法によシ溶存
酸素を除去したα、β、β−トリフルオロスチレンを反
応器に注入して、照射したポリエチレンフィルムがα、
β、β−・トリフルオロスチレン中に浸漬した状態で、
室温下、200時間反応しめた。反応後、容器からグラ
フトされたフィルムを取出し、n−ヘキサンで洗浄後、
乾燥した・こうして得られたグラフト重合膜のグラフト
率は23%であった。
Example 1 A low-density polyethylene film with a thickness of 100 μm was irradiated with 10 Mrad in a nitrogen atmosphere using a resonant transformer type electron beam accelerator under irradiation conditions of 2 MV + 1 mA. Next, this irradiated polyethylene film was placed in a reactor for 10'■
After degassing under HP reduced pressure, α,β,β-trifluorostyrene from which dissolved oxygen had been previously removed by freeze-degassing was injected into the reactor, and the irradiated polyethylene film was
While immersed in β, β-trifluorostyrene,
The reaction was allowed to proceed at room temperature for 200 hours. After the reaction, the grafted film was taken out from the container and washed with n-hexane.
The grafting rate of the dried graft polymerized membrane thus obtained was 23%.

このグラフト重合膜を塩化アルミニウムを触媒量含むク
ロルメチルエーテルに浸漬し、58℃で6時間反応せし
めた後、1011I塩酸で洗浄し、ついで蒸留水で洗浄
した。こうして得られたグラフト膜のクロルメチル化率
は80g6であった。
This graft polymerized membrane was immersed in chloromethyl ether containing a catalytic amount of aluminum chloride, reacted at 58° C. for 6 hours, and then washed with 1011I hydrochloric acid and then with distilled water. The chloromethylation rate of the graft membrane thus obtained was 80g6.

クロルメチル化後のグラフト重合膜をベンゼン中に30
分間浸漬し、膨潤せしめた後、30%)リメチルアミン
水溶液に浸漬し、50℃で4時間反応せしめた。
The graft polymerized membrane after chloromethylation was placed in benzene for 30 min.
After being immersed for a minute to swell, it was immersed in a 30% aqueous solution of trimethylamine and reacted at 50° C. for 4 hours.

このようにして得られた陰イオン交換膜のイオン交換容
量は0.86 meq/f・乾燥膜であった。
The ion exchange capacity of the anion exchange membrane thus obtained was 0.86 meq/f/dry membrane.

この陰イオン交換膜を0.6 N K(J中20℃、1
 KHzの交流で測定した膜抵抗は4.2Ωdであ、り
、0.5N KCI/ 1.0 N MCI テ測定し
た輸率u 0.92でIyッた。
This anion exchange membrane was heated to 0.6 N K (in J at 20°C, 1
The membrane resistance measured at KHz alternating current was 4.2 Ωd, and the transference number u 0.92 was measured at 0.5 N KCI/1.0 N MCI.

この陰イオン交換膜を蒸留水中、95℃で6日間浸漬処
理したところ、膜の重量減少率ははは0チであシ、膜抵
抗、輸率も熱処理前とほぼ同じであった。
When this anion exchange membrane was immersed in distilled water at 95°C for 6 days, the weight loss rate of the membrane was 0%, and the membrane resistance and transport number were almost the same as before the heat treatment.

実施例2 厚さ100μのポリビニリデンフルオライドフィルムを
用いた以外は実施例1と全く同じ方法で陰イオン交換膜
を得た。このときのグラフト率は2゜チ、クロルメチル
化率78%であり、イオン交換容量は0.75 meq
/f・乾燥膜であった。
Example 2 An anion exchange membrane was obtained in exactly the same manner as in Example 1, except that a polyvinylidene fluoride film with a thickness of 100 μm was used. At this time, the grafting rate was 2°, the chloromethylation rate was 78%, and the ion exchange capacity was 0.75 meq.
/f・It was a dry film.

コノ陰イオン交換膜を0.6NKC1中20℃、1KH
zの交流で測定した膜抵抗は5.QQdであj7.0.
5NKCl/1.0NKClテ測定した輸率ti 0.
93 テあった。
Kono anion exchange membrane in 0.6NKC1 at 20℃, 1KH
The membrane resistance measured with alternating current of z is 5. QQd is j7.0.
5NKCl/1.0NKClMeasured transference number ti 0.
93 There was te.

この陰イオン交換膜を蒸留水中95℃で6日間浸あシ、
膜抵抗、輸率も熱処理前と#lは同じであった。
This anion exchange membrane was soaked in distilled water at 95°C for 6 days.
The membrane resistance and transport number #l were also the same as before the heat treatment.

実施例3 厚さ25μのテトツフルオロエテレンーエチレン共重合
体フィルムに実施例1と同じ方法で10Mrad照射し
た。ついでこの照射したフィルムを反応器に入れて10
−” wmHf減圧下で脱気し、あらかじめ凍結脱気法
によル溶存酸素を除去したα、β、β−トリフルオロス
チレン溶液(α、β、β−トリフルオロスチレン50部
、1,1.2−)リクロロートリフルオロエタ〜ン50
部)に注入して、照射したフィルムが、α、β、β−ト
リフルオロスチレン中ニ浸漬した状態で50℃、6時間
グラフト重合せしめた。反応後、容器からグラフトされ
たフィルムを取出し、n−ヘキサンで洗浄して、未反応
単量体を抽出除去したのち乾燥した。こうして得られた
グラフト重合膜のグラフト率は18チであった。
Example 3 A 25-μ thick tetrafluoroethylene-ethylene copolymer film was irradiated with 10 Mrad in the same manner as in Example 1. Then, this irradiated film was placed in a reactor for 10 minutes.
α,β,β-trifluorostyrene solution (α,β,β-trifluorostyrene 50 parts, 1,1. 2-) Rechlorotrifluoroethane 50
The irradiated film was graft-polymerized at 50° C. for 6 hours while immersed in α, β, β-trifluorostyrene. After the reaction, the grafted film was taken out from the container, washed with n-hexane, unreacted monomers were extracted and removed, and then dried. The graft ratio of the graft polymerized membrane thus obtained was 18.

このグラフト重合膜を、塩化アルミニウムを触媒量含む
クロルメチルエーテルに浸漬し、58℃で6#間I応せ
I−めた径、1O4塩酸で潜浄1−2っいで蒸留水で洗
浄した。こうして得られたグラフト重合膜のクロルメチ
ル化率は80%でおった。
This graft polymerized membrane was immersed in chloromethyl ether containing a catalytic amount of aluminum chloride, heated at 58 DEG C. for 6 minutes, submerged with 1O4 hydrochloric acid for 1-2 times, and washed with distilled water. The chloromethylation rate of the graft polymerized membrane thus obtained was 80%.

第1図はクロルメチル化後のグラフト重合膜の赤外吸収
スペクトルである。790cm−”にC−Cノの伸縮振
動による吸収が認められたことからクロルメチル化して
いることを確認した。
FIG. 1 is an infrared absorption spectrum of the graft polymerized film after chloromethylation. Since absorption due to stretching vibration of C--C was observed at 790 cm-'', chloromethylation was confirmed.

クロルメチル化後のグラフト重合膜をベンゼン中に30
分間浸漬し、膨潤せしめた後、30%0%トリメチルア
ミン液に浸漬し、50℃で4時間反応せしめた。
The graft polymerized membrane after chloromethylation was placed in benzene for 30 min.
After being immersed for a minute to swell, it was immersed in a 30% 0% trimethylamine solution and reacted at 50°C for 4 hours.

第2図はアミン化後のグラフト重合膜(陰イオン交換膜
)の赤外吸収スペク)yである。1480t1m”に活
性メチレンの伸縮振動による吸収が認められたことから
アミノ化していることを確認した。
FIG. 2 shows the infrared absorption spectrum (y) of the graft polymerized membrane (anion exchange membrane) after amination. Absorption due to stretching vibration of active methylene was observed at 1480t1m'', which confirmed amination.

また、3600cm−” 、 1640cm−”に陰イ
オン交換膜中に含まれる水の吸収が認められた。
In addition, absorption of water contained in the anion exchange membrane was observed at 3600 cm-'' and 1640 cm-''.

このようにして得られた陰イオン交換膜のイオン交換容
量は0.7 meq/f・乾燥膜であった。
The ion exchange capacity of the anion exchange membrane thus obtained was 0.7 meq/f/dry membrane.

この陰イオン交換膜を0.6 N K(J中20℃、 
1KHzの交流で測定した膜抵抗は4.80dであシ、
0、5 N KCl/1.0 N KC)で測定した輸
率は0.94であった。この陰イオン交換膜を蒸留水中
95℃で6日間浸漬処理したところ、膜の重量減少率は
#1は0チであシ、膜抵抗、輸率も熱処理前とほぼ同じ
であった。
This anion exchange membrane was heated at 0.6 N K (J at 20°C,
The membrane resistance measured at 1KHz AC is 4.80d,
The transference number measured with 0.5 N KCl/1.0 N KC) was 0.94. When this anion exchange membrane was immersed in distilled water at 95° C. for 6 days, the weight loss rate of the membrane was 0 for #1, and the membrane resistance and transport number were almost the same as before the heat treatment.

実施例4 厚さ25μのテトラフルオロエチレン−エチレン共重合
体フィルムに実施例3と全く同じ方法でグラフト重合及
びクロルメチル化を行ないグラフト重合膜を得た。この
ときのグラフト率は18チ、クロルメチル化率#′i8
0チであった。
Example 4 A tetrafluoroethylene-ethylene copolymer film having a thickness of 25 μm was subjected to graft polymerization and chloromethylation in exactly the same manner as in Example 3 to obtain a graft polymer film. At this time, the grafting rate was 18, and the chloromethylation rate was #'i8.
It was 0chi.

クロルメチル化後のグラフト重合膜をN、N−ジメfk
−2−ヒドロキシエチルアミンに浸漬し、50℃で6時
間反応せしめた。
The graft polymerized membrane after chloromethylation is N,N-dimefk
It was immersed in -2-hydroxyethylamine and reacted at 50°C for 6 hours.

このようにして得られた陰イオン交換膜のイオン交換容
量は0.7meq/f・乾燥膜であった。
The ion exchange capacity of the anion exchange membrane thus obtained was 0.7 meq/f/dry membrane.

この陰イオン交換膜を0.6 N KCI中20℃、1
KHzの交流で測定した膜抵抗は5.20dであり、0
、5 N KCl/1.0 N KCJで測定した輸率
は0.95であった。この陰イオン交換膜を蒸留水中9
5℃で6日間浸漬処理したところ、膜の重量減少率は#
1は0チであシ、膜抵抗、輸率も熱処理前とはげ同じで
あった。
This anion exchange membrane was incubated in 0.6 N KCI at 20°C for 1
The membrane resistance measured at KHz alternating current is 5.20d and 0
, 5 N KCl/1.0 N KCJ was 0.95. This anion exchange membrane was soaked in distilled water.
When immersed for 6 days at 5℃, the weight loss rate of the membrane was #
1 was 0 chi, and the membrane resistance and transference number were also the same as before the heat treatment.

実施例5 厚さ100 pのポリテトラフルオロエチレンフィルム
を用いた以外は実施例3と全く同じ方法で陰イオン交換
膜を得た。このときのグラフト率は18チ、クロルメチ
ル化率は80%であル、イオン交換容量は0.71 m
eq/f・乾燥膜であった。
Example 5 An anion exchange membrane was obtained in exactly the same manner as in Example 3, except that a polytetrafluoroethylene film with a thickness of 100 μm was used. At this time, the grafting rate was 18%, the chloromethylation rate was 80%, and the ion exchange capacity was 0.71m.
eq/f/dry film.

この陰イオン交換膜を0.6 NKCJ中20C11K
Hzの交流で測定した膜抵抗は6.00dであシ、0.
5N K(J/1.0 NK(Jで測定した輸率は0.
93−t’あった。
This anion exchange membrane was heated to 20C11K in 0.6 NKCJ.
The membrane resistance measured at Hz alternating current was 6.00 d, 0.
5N K (J/1.0 NK (The transference number measured in J is 0.
There was 93-t'.

この隘イオン交換膜を蒸留水中、95℃で6時間浸漬処
理したところ、膜の重量減少率はtltz 0 *であ
シ、膜抵抗、輸率も熱処理前とハホ同じであった。
When this ion exchange membrane was immersed in distilled water at 95° C. for 6 hours, the weight loss rate of the membrane was tltz 0 *, and the membrane resistance and transport number were also the same as before the heat treatment.

比較例1 一般に市販されているジビニルベンゼンとビニルベンゼ
ンクロライドの共重合体フィルムをトリメチルアミンで
処理した陰イオン交換膜を蒸留水中、95℃で6時間浸
漬処理したところ、重量減少率は1.0チであった。ま
た膜抵抗(0,6NKCJ )は熱処理前2.16Ωd
1熱処理後2.110dとtlは同程度であったが、輸
率(0,5NKCl/1゜0 NKCl )は熱処理前
0.94 、熱処理後0.92と低下した。
Comparative Example 1 An anion exchange membrane prepared by treating a commercially available copolymer film of divinylbenzene and vinylbenzene chloride with trimethylamine was immersed in distilled water at 95°C for 6 hours, and the weight loss rate was 1.0 cm. Met. Also, the membrane resistance (0.6NKCJ) is 2.16Ωd before heat treatment.
1 After the heat treatment, the tl was 2.110 d, which was the same level, but the transference number (0.5NKCl/1°0 NKCl) decreased to 0.94 before the heat treatment and 0.92 after the heat treatment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明中、実施例4におけるクロルメチル化
後のグラフト重合膜の赤外吸収スペクトル、第2図は同
じく四級アミン化後の陰イオン交換膜の赤外吸収スペク
トルである。
FIG. 1 shows the infrared absorption spectrum of the graft polymerized membrane after chloromethylation in Example 4 of the present invention, and FIG. 2 shows the infrared absorption spectrum of the anion exchange membrane after quaternary amination.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 α) α、β、β−トリフルオロスチレンをグラフト鎖
として有する不活性重合体フィルムから成るグラフト重
合膜のベンゼン環の少なくとも一部を四級アミノアルキ
ル基で置換して成る陰イオン交換膜。 (2)不活性重合体フィルムが、ポリエチレンフィルム
、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリクロロト
リフルオロエチレンフィルム、ポリビニリデンフルオラ
イドフィルム、ポリビニルフルオライドフィルム、テト
ラフルオロエチレンーヘキサフルオログロピレン共重合
体フィルム、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合
体フィルム、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重
合体フィルム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体フィルム、クロ四トリ
フルオロエチレンーエチレン−x重合体フィルム、クロ
ロトリフルオロエチレン−プロピレン共重合体フィルム
から成る群から選ばれたフィルムで多る特許請求の範囲
第(1)項に記載の陰イオン交換膜。 (3)四級アミノアルキル基がトリメチルアミノメチル
基である特許請求の範囲第(1)項又は第(2)項に記
載の陰イオン交換膜。 (荀 α、β、β−トリフルオロスチレンをグラフト鎖
として有する不活性重合体フイルムカ謳ら成るグラフト
重合膜のベンゼン環の少なくとも一部を四級アミノアル
キル基で置換して成る陰イオン交換膜を製造するに際し
て、不活性重合体フィルムに電離性放射線を照射し、該
照射フィルムをα。 β、β−トリフルオロスチレンまたはその溶液に浸漬ま
たは接触させてグラフト重合させ、ついで該グラフト重
合膜を)−ロアルキル化の後、四級アミノ化することを
特徴とする陰イオン交換膜の芽慧遣方法。 (荀 不活性重合体フィルムが、ポリエチレンフィルム
、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリクロロト
リフルオロエチレンフィルム、ポリビニリデンフルオラ
イドフィルム、ポリビニルンルオライドフイルム、テト
ラフルオロエチレンーヘキサフルオ日プロピレン共、重
合体フィルム、テトラフルオロエチレン−エチレン共重
合体フィルム、テトラフルオロエチレン−プセピレン共
重合体フィルム、ナト2フルオロエチレンーパーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体フィルム、クロロト
リフルオロエチレン−エチレン[[合体フィルム、クロ
四トリフルオロエチレンープロピレン共重合体フィルム
から成る群から選ばれたフィルムである特許請求の範囲
第(4)項に記載の製造方法。 (6)電離性放射線の照射線量が1〜30 Mradで
ある特許請求の範囲第(4)項または第(5)項に記載
の製造方法。 (7) グラフト重合温度が10〜90℃である特許請
求の範囲第(4)項から第(6)項のいずれかに記載の
製造方法。 (8) グラフト重合時間が1〜50時間である特許請
求の範囲第(4)項から第(7)項のいずれかに記載の
製造方法。 (9) α、β、β−トリフルオロスチレンの溶媒トし
て、クロ四ホルム、塩化メチレン、四塩化炭素、1.1
.& 2−テトラクロロエタン、1,1.2−)リクロ
ロートリフルオロエタン、°ベンゼンから成る群から溶
媒を使用する特許請求の範囲第(4)項から第(8)項
のいずれか忙記載の製造方法。 aQ α、β、β−トリフルオロスチレンの溶媒を使用
せずにグラフト重合させる特許請求の範囲第(4)項か
ら第(8)項のいず杵かに記載の製造方法。 I クロルメチル化剤がクロルメチA・エーテルである
特許請求の範囲第(4)項から第鋤項のいずれかに記載
の製造方法。 ■ 四級アミノ化剤が、トリメチルアミンである特許請
求の範囲第旬項に記載の製造方法。
[Claims] α) At least a portion of the benzene rings of a graft polymer film made of an inert polymer film having α, β, β-trifluorostyrene as a graft chain are substituted with a quaternary aminoalkyl group. Anion exchange membrane. (2) The inert polymer film is a polyethylene film, a polytetrafluoroethylene film, a polychlorotrifluoroethylene film, a polyvinylidene fluoride film, a polyvinyl fluoride film, a tetrafluoroethylene-hexafluoroglopylene copolymer film, Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer film, tetrafluoroethylene-propylene copolymer film, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer film, chlorotetratrifluoroethylene-ethylene-x polymer film, chlorotrifluoroethylene - An anion exchange membrane according to claim 1, comprising a film selected from the group consisting of: - propylene copolymer film. (3) The anion exchange membrane according to claim (1) or (2), wherein the quaternary aminoalkyl group is a trimethylaminomethyl group. (Xun) An anion exchange membrane formed by substituting at least a part of the benzene ring with a quaternary aminoalkyl group of a graft polymer membrane made of an inert polymer film having α, β, β-trifluorostyrene as a graft chain. During production, an inert polymer film is irradiated with ionizing radiation, the irradiated film is immersed in or brought into contact with α,β,β-trifluorostyrene or a solution thereof to undergo graft polymerization, and then the graft polymerized film is produced. - A method for producing an anion exchange membrane, which comprises performing quaternary amination after loalkylation. (Xun) Inert polymer films include polyethylene film, polytetrafluoroethylene film, polychlorotrifluoroethylene film, polyvinylidene fluoride film, polyvinylene fluoride film, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene co-polymer film, , tetrafluoroethylene-ethylene copolymer film, tetrafluoroethylene-psepyrene copolymer film, nato-2-fluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer film, chlorotrifluoroethylene-ethylene The manufacturing method according to claim (4), wherein the film is selected from the group consisting of ethylene-propylene copolymer films. (6) The method of manufacturing the film selected from the group consisting of ethylene-propylene copolymer films. (4) or (5). (7) Any one of claims (4) to (6), wherein the graft polymerization temperature is 10 to 90°C. (8) The manufacturing method according to any one of claims (4) to (7), wherein the graft polymerization time is 1 to 50 hours. (9) α, β, As a solvent for β-trifluorostyrene, chlorotetraform, methylene chloride, carbon tetrachloride, 1.1
.. & 2-tetrachloroethane, 1,1.2-)lichlorotrifluoroethane, and benzene. manufacturing method. aQ The manufacturing method according to any one of claims (4) to (8), wherein α, β, β-trifluorostyrene is graft-polymerized without using a solvent. I. The production method according to any one of claims (4) to 4, wherein the chloromethylating agent is chlormethyA ether. (2) The manufacturing method according to claim 1, wherein the quaternary aminating agent is trimethylamine.
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