离子交换膜及干燥离子交换膜的制造方法技术

提供浸渍在电解液中时面内方向的尺寸稳定性优异的离子交换膜及干燥离子交换膜的制造方法。本发明专利技术的离子交换膜是一种包含含氟聚合物的离子交换膜，通过拉曼光谱法，对离子交换膜的厚度方向的截面照射与厚度方向正交的偏光而得到光谱图，将拉曼位移680～760cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离子交换膜及干燥离子交换膜的制造方法


[0001]本专利技术涉及离子交换膜及干燥离子交换膜的制造方法。

技术介绍

[0002]离子交换膜被用于各种电池、电解工艺及离子等的分离工艺中。
[0003]专利文献1示出了一种对包含具有酸型的离子交换基团(-SO3H基)的含氟聚合物的膜进行干燥，从而得到包含具有-SO3H基的含氟聚合物的干燥状态的离子交换膜的方法。
[0004]此外，专利文献2示出了一种将包含具有金属盐型的离子交换基团(-SO3Na基)的含氟聚合物的膜与水一同封入容器中后，经过加热及干燥，从而得到包含具有-SO3Na基的含氟聚合物的干燥状态的离子交换膜的方法。
[0005]以干燥状态在市场上流通的离子交换膜与以湿润状态在市场上流通的离子交换膜相比，具有输送效率优异，保管时可以抑制霉等的产生等优点。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2005-060516号公报
[0009]专利文献2：国际公开第2005/058980

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的问题
[0011]设置于各种装置的槽内的离子交换膜根据进行离子交换的离子种，以浸渍在食盐水、盐酸水、水等电解液中的状态使用。将如上述专利文献1、2中记载的干燥状态的离子交换膜设置在槽内并使其浸渍于电解液时，有因离子交换膜的溶胀等导致面内方向的尺寸变大，离子交换膜产生褶皱的情况、与槽内的夹具接触而在离子交换膜中产生裂纹的情况。
>[0012]鉴于上述情况，本专利技术的课题在于提供一种浸渍在电解液中时离子交换膜的面内方向的尺寸稳定性优异的离子交换膜及干燥离子交换膜的制造方法。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]本专利技术人等对上述课题进行了深入研究，结果发现：在包含具有-SO3M所示的基团及在主链中具有-CF
2-所示的基团的含氟聚合物的离子交换膜中，通过拉曼光谱法，若使根据对离子交换膜的厚度方向的截面照射与厚度方向正交的偏光而得到光谱图算出的值与根据照射与厚度方向平行的偏光而得到的光谱图算出的值满足规定的关系，则在浸渍在电解液中时离子交换膜的面内方向的尺寸稳定性优异，从而完成了本专利技术。
[0015]另外，本专利技术人等对上述课题进行了深入研究，结果发现：在对由包含具有磺酸型官能团的含氟聚合物的离子交换膜在液体介质中溶胀而成的湿润离子交换膜进行干燥时，通过以特定的条件使其干燥，在浸渍在电解液中时离子交换膜的面内方向的尺寸稳定性优异，从而完成了本专利技术。
[0016]本专利技术人等发现通过以下方式可以达成上述课题。
[0017][1]一种离子交换膜，其包含具有-SO3M(M为氢原子、碱金属或季铵阳离子。)所示的基团、且在主链上具有-CF
2-所示的基团的含氟聚合物，
[0018]通过拉曼光谱法，对前述离子交换膜的厚度方向的截面照射与前述厚度方向正交的偏光而得到光谱图，将拉曼位移680～760cm-1
的峰面积a2相对于拉曼位移1025～1095cm-1
的峰面积a1的比设为A1，
[0019]通过拉曼光谱法，对前述离子交换膜的厚度方向的截面照射与前述厚度方向平行的偏光而得到光谱图，将拉曼位移680～760cm-1
的峰面积b2相对于拉曼位移1025～1095cm-1
的峰面积b1的比设为B1，
[0020]此时，前述B1相对于前述A1的比为1.05以上。
[0021][2]根据[1]所述的离子交换膜，其中，前述含氟聚合物还在侧链具有醚键部位，
[0022]通过拉曼光谱法，对前述离子交换膜的厚度方向的截面照射与前述厚度方向正交的偏光而得到光谱图，将拉曼位移920～1025cm-1
的峰面积a3相对于拉曼位移1025～1095cm-1
的峰面积a1的比设为A2，
[0023]通过拉曼光谱法，对前述离子交换膜的厚度方向的截面照射与前述厚度方向平行的偏光而得到光谱图，将拉曼位移920～1025cm-1
的峰面积b3相对于拉曼位移1025～1095cm-1
的峰面积b1的比设为B2，
[0024]此时，前述B2相对于前述A2的比大于1.05。
[0025][3]根据[1]所述的离子交换膜，其中，前述含氟聚合物还在侧链具有醚键部位，
[0026]通过拉曼光谱法，对前述离子交换膜的厚度方向的截面照射与前述厚度方向正交的偏光而得到光谱图，将拉曼位移920～1025cm-1
的范围内的最高峰的高度h2相对于拉曼位移1025～1095cm-1
的范围内的最高峰的高度h1的比设为H1，
[0027]通过拉曼光谱法，对前述离子交换膜的厚度方向的截面照射与前述厚度方向平行的偏光而得到光谱图，将拉曼位移920～1025cm-1
的范围内的最高峰的高度h4相对于拉曼位移1025～1095cm-1
的范围内的最高峰的高度h3的比设为H2，
[0028]前述H2相对于前述H1的比为1.05以上。
[0029][4]根据[1]～[3]中任一项所述的离子交换膜，其中，前述含氟聚合物具有式(1)所示的单元。
[0030]式(1)-[CF
2-CF(-L-(SO3M)
n
)]-[0031]式(1)中，L为任选包含氧原子的n+1价的全氟烃基，M为氢原子、碱金属或季铵阳离子，n为1或2。
[0032][5]根据[4]所述的离子交换膜，其中，前述侧链的醚键部位为包含在对选自由下述单体(A)～(E)组成的组中的至少1种单体进行聚合而得的单元中的部位。
[0033]CF2＝CF-O-CF2CF(CF3)-O-CF2CF
2-SO2F
ꢀꢀꢀꢀ
(A)
[0034][0035][0036]CF2＝CF-CF
2-O-CF2CF
2-SO2F
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(D)
[0037]CF2＝CF-O-CF2CF
2-SO2F
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(E)
[0038][6]根据[1]～[5]中任一项所述的离子交换膜，其中，前述含氟聚合物的离子交换容量大于0.90毫当量/克干燥树脂。
[0039][7]根据[1]～[6]中任一项所述的离子交换膜，其中，前述离子交换膜包含液体介质，前述离子交换膜中的前述液体介质的含量相对于前述离子交换膜的总质量为15质量％以下。
[0040][8]根据[7]所述的离子交换膜，其中，前述液体介质为水及水溶性有机溶剂中的至少一者。
[0041][9]一种干燥离子交换膜的制造方法，其特征在于：使通过液体介质将由包含具有磺酸型官能团的含氟聚合物的离子交换膜湿润而成的湿润离子交换膜干燥而将所述液体介质去除，从而得到干燥的离子交换膜，
[0042]其中，干燥时的前述干燥离子交换膜相对于前述湿润离子交换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种离子交换膜，其包含具有-SO3M所示的基团、且在主链中具有-CF
2-所示的基团的含氟聚合物，其中，M为氢原子、碱金属或季铵阳离子，通过拉曼光谱法，对所述离子交换膜的厚度方向的截面照射与所述厚度方向正交的偏光而得到光谱图，将拉曼位移680～760cm-1
的峰面积a2相对于拉曼位移1025～1095cm-1
的峰面积a1的比设为A1，通过拉曼光谱法，对所述离子交换膜的厚度方向的截面照射与所述厚度方向平行的偏光而得到光谱图，将拉曼位移680～760cm-1
的峰面积b2相对于拉曼位移1025～1095cm-1
的峰面积b1的比设为B1，此时，所述B1相对于所述A1的比为1.05以上。2.根据权利要求1所述的离子交换膜，其中，所述含氟聚合物还在侧链具有醚键部位，通过拉曼光谱法，对所述离子交换膜的厚度方向的截面照射与所述厚度方向正交的偏光而得到光谱图，将拉曼位移920～1025cm-1
的峰面积a3相对于拉曼位移1025～1095cm-1
的峰面积a1的比设为A2，通过拉曼光谱法，对所述离子交换膜的厚度方向的截面照射与所述厚度方向平行的偏光而得到光谱图，将拉曼位移920～1025cm-1
的峰面积b3相对于拉曼位移1025～1095cm-1
的峰面积b1的比设为B2，此时，所述B2相对于所述A2的比大于1.05。3.根据权利要求1所述的离子交换膜，其中，所述含氟聚合物还在侧链具有醚键部位，通过拉曼光谱法，对所述离子交换膜的厚度方向的截面照射与所述厚度方向正交的偏光而得到光谱图，将拉曼位移920～1025cm-1
的范围内的最高峰的高度h2相对于拉曼位移1025～1095cm-1
的范围内的最高峰的高度h1的比设为H1，通过拉曼光谱法，对所述离子交换膜的厚度方向的截面照射与所述厚度方向平行的偏光而得到光谱图，将拉曼位移920～1025cm-1
的范围内的最高峰的高度h4相对于拉曼位移1025～1095cm-1
的范围内的最高峰的高度h3的比设为H2，所述H2相对于所述H1的比为1.05以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的离子交换膜，其中，所述含氟聚合物具有式(1)所示的单元，式(1)-[CF
2-CF(-L-(SO3M)
n
)]-式(1)中，L为任选包含氧原子的n+1价的全...

【专利技术属性】
技术研发人员：早部慎太朗，本间脩，山木泰，宫岛达也，西尾拓久央，
申请(专利权)人：AGC株式会社，
类型：发明
国别省市：