JPH0649252A - 高分子電解質複合体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 物理的性質に優れ、用途に適した形状に成型
加工の容易な高分子電解質複合体を製造する方法。 【構成】 繊維、織布、不織布又は膜状材料等の高分子
基材に放射線重合を利用してカチオン基を持つモノマー
及びアニオン基を持つモノマーを導入することにより高
分子電解質複合体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射線グラフト共重合
による産業上有用な高分子電解質複合体の製造法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高分子電解質複合体は、ポリイオンコン
プレックスとも呼ばれ、ポリカチオンとポリアニオンと
をイオン架橋によって会合せしめゲル化を図ったもので
ある。

【０００３】実際的な面から応用が広く試みられている
ものに、ポリスチレンスルホン酸塩とポリビニルベンジ
ルトリメチルアンモニウム塩から形成されるポリイオン
コンプレックスがある。これは両成分の希薄溶液を混合
することによって得られ、水／極性溶媒／低分子塩の３
成分溶媒系を用いたキャスト法によりフィルムに、そし
て浸漬キャスト法により他の材料にコーティングされ
る。また、粒状ポリビニルベンジルトリメチルアンモニ
ウムクロリド樹脂へスチレンスルホン酸ナトリウムを浸
漬させた後、重合させることによっても得られ、スネー
クケージ樹脂として用いられる。

【０００４】しかし、これらポリイオンコンプレックス
は、耐熱性が悪い、乾燥した状態では柔軟性に乏しく堅
く脆いなど物理的性質に問題がある。また、織布、不織
布等へのコーティングでは、その空隙部が埋められてし
まい、その基材の特性を十分に生かせない場合も考えら
れる。

【０００５】以上のような物理的性質や加工性の問題を
解決するために、織布、不織布、ネット等へ成型加工し
た基材へスチレン、クロロメチルスチレン、ビニルベン
ジルジアルキルアミン等を放射線グラフト重合した後、
四級アンモニウム基、スルホン基を導入することが考え
られるが、官能基導入にともなう副反応の発生や官能基
量の制御など困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】物理的性質に優れ、用
途に適した形状へ成型加工の容易な、高分子電解質複合
体の製造法。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前項に記した
要件を満たす高分子電解質複合体の製造法として、成型
加工した有機重合体に電離性放射線を照射した後、カチ
オン基を持つモノマーそしてアニオン基を持つモノマー
のグラフト共重合を用いて、カチオン基とアニオン基を
導入したことを特徴とする高分子電解質複合体の製造法
を解決手段として提供するものである。

【０００８】本発明に用いる基材の材質としては、ポリ
エチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンや、ハ
ロゲン化ポリオレフィン系のものが好適であるが、これ
らに限定されるものではない。放射線グラフト重合は、
基材の形状を比較的自由に選択できるので、用途に適し
た形状の基材を選ぶことができる。

【０００９】ここで放射線グラフト重合に用いられる電
離性放射線は、α、β、γ線、電子線、紫外線などがあ
り、いずれも使用可能であるが、γ線や電子線などが本
発明に適している。照射線量は基材によって異なるが、
５０ｋＧｙ〜３００ｋＧｙ、好ましくは１００ｋＧｙ〜
２００ｋＧｙである。過少な照射では、必要なグラフト
重合に十分なラジカルの生成量が得られず、過剰な照射
は、不経済であるばかりか、基材の不必要な架橋や、部
分的な分解によってグラフト重合を妨げることがある。

【００１０】基材に放射線を照射する方法としては、基
材とモノマーの共存下に放射線を照射する同時照射法
と、予め基材を照射した後、モノマーと接触させる前照
射法があるが、モノマーの単独重合物の生成の少ない前
照射法の方が有利である。

【００１１】本発明で使用するモノマーは、カチオン基
を持つモノマーとしてビニルベンジルトリメチルアンモ
ニウム塩が、アニオン基を持つモノマーとしてスチレン
スルホン酸塩が用いられるが、これらに限定されるもの
ではない。

【００１２】あらかじめ照射を受けた基材へのグラフト
重合は、基材とモノマー溶液とを無酸素下、液相で接触
させるだけでよい。

【００１３】モノマー溶液との接触時間は、基材や照射
線量により異なるが、３時間〜５時間で十分なグラフト
重合体が得られる。また、照射した基材に、ＳＳＳとＱ
Ｂｍ以外のモノマーを気相あるいは、含浸グラフト重合
した後でも、そのグラフト体に十分なラジカルが残って
いれば、続けてＳＳＳとＱＢｍモノマーと反応させるこ
とができる。

【００１４】反応温度は、３０℃〜８０℃、好ましくは
５０℃〜７０℃である。

【００１５】本発明の利点は、種々の形状に成型加工し
た有機重合体へ放射線前照射グラフト重合するだけでカ
チオン基とアニオン基を導入でき物理的性質に優れた高
分子電解質複合体が得られる点である。

【００１６】

【実施例】以下に本発明による製造法の実施例を説明す
る。

【００１７】

【実施例１】繊維径４０μｍのポリプロピレン製繊維よ
りなる不織布に電子線加速器を用いて、２００ｋＧｙを
照射した後、予め脱酸素したスチレンスルホン酸ナトリ
ウム、トリメチルビニルベンジルアンモニウム塩そして
アクリル酸の三成分混合３６％水溶液中、５０℃で２時
間３０分反応させ、６１％のグラフト率で高分子電解質
複合体グラフト不織布を得た。

【００１８】

【実施例２】ポリビニルアルコールをグラフト重合させ
たポリプロピレン製繊維よりなる不織布に電子線加速器
を用いて、１００ｋＧｙを照射した後、予め脱酸素した
スチレンスルホン酸ナトリウムとトリメチルビニルベン
ジルアンモニウム塩の混合１０％水溶液中、７０℃、３
時間反応させ、１３３％のグラフト率で高分子電解質複
合体グラフト不織布を得た。

【００１９】

【実施例３】エチレンとビニルアルコールの共重合体よ
りなる膜厚１５μｍのフィルムに電子線加速器を用いて
１００ｋＧｙを照射した後、予め脱酸素したスチレンス
ルホン酸ナトリウムとトリメチルビニルベンジルアンモ
ニウム塩の混合１０％水溶液中、７０℃で２時間３０分
反応させ、６０％のグラフト率で高分子電解質複合体グ
ラフトフィルムを得た。

【００２０】

【発明の効果】本発明により、形状自由で、物理的強度
に優れた高分子電解質複合体の製造が可能となった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筒井 ▲つよし▼ 新潟県新津市滝谷本町１番26号 日揮化学 株式会社新津事業所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高分子基材に放射線グラフト重合を利用
   して、カチオン基とアニオン基を導入する高分子電解質
   複合体の製造法。
2. 【請求項２】 前記放射線グラフト重合を利用して製造
   した高分子電解質複合体のカチオン基として四級アンモ
   ニウム基そしてアニオン基としてスルホン基である請求
   項１記載の製造法。
3. 【請求項３】 前記グラフト重合に用いられるモノマー
   は、カチオン基を持つモノマーとしてビニルベンジルト
   リメチルアンモニウム塩そしてアニオン基を持つモノマ
   ーとしてスチレンスルホン酸塩である請求項１記載の製
   造法。
4. 【請求項４】 前記放射線グラフト重合に用いる基材
   が、単繊維、単繊維の集合体である織布および不織布、
   それらの加工品、膜状材料および、その加工品より選択
   されたものである請求項１記載の製造法。