阴离子交换树脂和电解质膜

本发明涉及阴离子交换树脂和电解质膜。

背景技术：

1、记载了阴离子交换树脂，其特征在于，包含由下述式表示的2价的疏水性基团和2价的亲水性基团，该2价的亲水性基团由单个芳环构成，或由经由2价的烃基、2价的含硅基团、2价的含氮基团、2价的含磷基团、2价的含氧基团、或者2价的含硫基团即连接基团、和/或碳-碳键相互键合的多个芳环构成，上述连接基团或上述芳环中的至少一个与含有阴离子交换基团的基团键合；其中，具有由单独的上述疏水性基团构成的、或上述疏水性基团经由醚键、硫醚键、或者碳-碳键重复的疏水单元，和由单独的上述亲水性基团构成的、或上述亲水性基团经由醚键、硫醚键、或者碳-碳键重复的亲水单元，上述疏水单元与上述亲水单元经由醚键、硫醚键、或碳-碳键键合。

2、[化1]

3、

4、(式中，x彼此相同或不同，表示卤素原子、类卤化物、或氢原子，y彼此相同或不同，表示含氧基团、含硫基团、或直接键合，z彼此相同或不同，表示碳原子或硅原子，r彼此相同或不同，表示芳族基团或直接键合，h、h’、h”、i、i’和i”彼此相同或不同，表示0以上的整数，h”’和i”’表示1以上的整数。)

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本特开2020-117568号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、但是，专利文献1中记载的阴离子交换树脂成功在保持高的化学特性(耐久性、特别是耐碱性)的状态下提高电特性(阴离子导电性)，但希望进一步的化学特性和电特性的提高，另外还存在着机械特性(薄膜的柔软性)不充分的课题。

3、因此，本发明的目的在于提供能够制造化学特性、电特性和机械特性优异的电解质膜的阴离子交换树脂和由该阴离子交换树脂形成的电解质膜。

4、用于解决课题的手段

5、为了解决上述课题，本发明的阴离子交换树脂的特征在于：

6、包含：

7、包含由下述式(1)表示的双酚残基的2价的疏水性基团(a)，

8、包含由下述式(2)表示的双酚残基的2价的疏水性基团(b)，和

9、2价的亲水性基团，该亲水性基团由单个芳环构成，或由经由2价的烃基、2价的含硅基团、2价的含氮基团、2价的含磷基团、2价的含氧基团、或者2价的含硫基团即连接基团、和/或碳-碳键相互键合的多个芳环构成，所述连接基团或所述芳环中的至少一个经由碳原子数2以上的2价的饱和烃基与阴离子交换基团键合；

10、具有：

11、由单独的所述疏水性基团(a)构成的、或所述疏水性基团(a)经由醚键、硫醚键、或者碳-碳键重复的疏水单元(a)，

12、由单独的所述疏水性基团(b)构成的、或所述疏水性基团(b)经由醚键、硫醚键、或者碳-碳键重复的疏水单元(b)，和

13、由单独的所述亲水性基团构成的、或所述亲水性基团经由醚键、硫醚键、或者碳-碳键重复的亲水单元；

14、所述疏水单元(a)、所述疏水单元(b)和所述亲水单元经由醚键、硫醚键、或碳-碳键而键合。

15、[化2]

16、

17、(式中，alk彼此相同或不同，表示烷基或芳基，a、b、c和d彼此相同或不同，表示0～4的整数，l表示1以上的整数。)

18、[化3]

19、

20、(式中，alk’彼此相同或不同，表示烷基或芳基，a’、b’、c’和d’彼此相同或不同，表示0～4的整数，l’表示1以上的整数。)

21、在本发明的阴离子交换树脂中，优选所述疏水性基团(a)包含由下述式(1’)表示的双酚残基。

22、[化4]

23、

24、(式中，l表示1以上的整数。)

25、在本发明的阴离子交换树脂中，优选所述疏水性基团(b)包含由下述式(2’)表示的双酚残基。

26、[化5]

27、

28、(式中，l’表示1以上的整数。)

29、在本发明的阴离子交换树脂中，优选所述2价的亲水性基团由单个多环式化合物构成，或由经由2价的烃基、2价的含硅基团、2价的含氮基团、2价的含磷基团、2价的含氧基团、或者2价的含硫基团即连接基团、和/或碳-碳键相互键合的多个多环式化合物构成，所述连接基团或所述多环式化合物中的至少一个经由碳原子数2以上的2价的饱和烃基与阴离子交换基团键合。

30、在本发明的阴离子交换树脂中，更优选所述2价的亲水性基团为由下述式(3)表示的芴残基。

31、[化6]

32、

33、(式中，a彼此相同或不同，表示含有阴离子交换基团的基团，或表示含有阴离子交换基团的环状结构。)

34、为了解决上述课题，本发明的电解质膜的特征在于，包含上述的阴离子交换树脂。

35、发明的效果

36、根据本发明，能够提供能够制造化学特性、电特性和机械特性优异的电解质膜的阴离子交换树脂和由该阴离子交换树脂形成的电解质膜。

技术特征：

1.阴离子交换树脂，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的阴离子交换树脂，其特征在于，所述疏水性基团(a)包含由下述式(1’)表示的双酚残基，

3.根据权利要求1所述的阴离子交换树脂，其特征在于，所述疏水性基团(b)包含由下述式(2’)表示的双酚残基，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的阴离子交换树脂，其特征在于，所述2价的亲水性基团由单个多环式化合物构成，或由经由2价的烃基、2价的含硅基团、2价的含氮基团、2价的含磷基团、2价的含氧基团、或者2价的含硫基团即连接基团、和/或碳-碳键相互键合的多个多环式化合物构成，所述连接基团或所述多环式化合物中的至少一个经由碳原子数2以上的2价的饱和烃基与阴离子交换基团键合。

5.根据权利要求4所述的阴离子交换树脂，其特征在于，所述2价的亲水性基团为由下述式(3)表示的芴残基，

6.电解质膜，其特征在于，包含根据权利要求1至5中任一项所述的阴离子交换树脂。

技术总结
本发明提供能够制造化学特性、电特性和机械特性优异的电解质膜的阴离子交换树脂、和由该阴离子交换树脂形成的电解质膜。就本发明涉及的阴离子交换树脂而言，例如，包含由式(1)表示的双酚残基的2价的疏水性基团重复的疏水单元、包含由式(2)表示的双酚残基的2价的疏水性基团重复的疏水单元、和由经由2价的烃基和/或碳‑碳键相互键合的多个芳环构成、经由碳原子数2以上的2价的饱和烃基与阴离子交换基团键合的亲水性基团经由碳‑碳键重复的亲水单元经由碳‑碳键而键合。

技术研发人员：宫武健治,小泽佳弘,横田尚树,高桥优子,永濑胜也
受保护的技术使用者：国立大学法人山梨大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16