PFCB Group을 포함한 Fluorene계 고분자 전해질막 제조 및 특성연구

김정훈; 김동진; 장봉준; 신정규; 이수복; 주혁종

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김정훈 (한국화학연구원 계면재료공정연구실) 김동진 (한국화학연구원 계면재료공정연구실, 충남대학교 고분자공학과) 장봉준 (한국화학연구원 계면재료공정연구실) 신정규 (LG화학 기술연구소) 이수복 (한국화학연구원 계면재료공정연구실) 주혁종 (충남대학교 고분자공학과)

저널정보: 한국막학회 멤브레인 멤브레인 제16권 제1호

발행연도: 2006.1

수록면: 16 - 24 (9page)

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본 연구는 불소관능기인 perfluorocyclobutane (PFCB)과 fluorene계 방향족 화합물을 동시에 포함하는 술폰화된 고분자 전해질 막의 제조 및 그 특성에 관한 것이다. 이러한 고분자 전해질 막은 세 단계의 합성, 즉 trifluorovinyloxy그룹을 양말단에 포함하는 fluorene계 단량체의 합성, 중부가 반응 형태의 열중합, 그리고 chlorosulfonic acid를 이용한 후술폰화(post-sulfonation)를 통하여 얻어졌다. 후술폰화 반응은 일정한 시간과 온도 조건하에서 술폰화제의 첨가 비율을 달리하여 진행되었으며, 이에 따라 다양한 이온교환 능력(IEC)을 가지는 고분자를 합성할 수 있었다. 제조된 단량체 및 고분자들의 구조와 순도는 각각 FT-IR과 NMR 그리고 질량분석기를 통하여 확인되었다. 사용된 술폰화제의 양이 많아질수록 술폰화도와 이온교환 능력이 증가하는 것을 확인할 수 있었고 그에 따른 함수율도 역시 증가하는 거동을 보였다. 술폰화된 고분자들의 이온전도도를 측정한 결과 술폰화도가 증가할수록 이온 전도도가 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 이렇게 제조된 전해질막 중 IEC 값이 1.86 mmol/g인 고분자(sulfonated polymer 4)의 경우 다양한 온도범위($25{\sim}80^{\circ}C$)에서 상용 전해질막인 Nafion-115를 능가하는 우수한 이온전도도를 나타냈다.

#fluorene #fluorinated polymer #sulfonated polymer electrolyte membrane

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