Polystyrene-b-Poly(hydroxyl ethyl methacrylate) 블록 공중합체를 이용한 무가습 고분자 전해질막

서지정보

· 발행기관 : 한국막학회
· 수록지 정보 : 멤브레인 / 19권 / 4호
· 저자명 : Jong Hak Kim, Jin Ah Seo, Do Kyung Lee, Dong Kyu Roh, Yong Gun Shul

초록

원자전달 라디칼 중합을 이용하여 polystyrene-b-poly (hydroxyethyl methacrylate) (PS-b-PHEMA) 블록 공중합체를 합성한 뒤, 블록 공중합체의 -OH 그룹과 이미다졸 디카르복실릭산 (IDA)의 -COOH 그룹과의 에스테르 반응에 의하여 가교된 전해질막을 제조하였다. 인산(H3PO4)을 도핑하여 이미다졸-인산 착체를 형성한 결과, 인산 함량이 증가함에 따라 공중합체 전해질막의 수소 이온 전도도가 계속 증가하였다. 또한 인장강도와 인장률 모두 인산 함량에 따라 증가하였다. 특히 [HEMA]: [IDA]:[H3PO4] = 3:4:4의 조성을 갖는 PS-b-PHEMA/IDA/H3PO4 블록 공중합체 전해질막은 100°C의 비가습 조건에서 최대 0.01 S/cm의 수소이온 전도도를 나타내었다. 열분석(TGA) 실험을 통하여 전해질막은 350°C의 고온까지 열적으로 안정함을 확인하였다.

영어초록

A block copolymer of polystyrene-b-poly (hydroxyl ethyl methacrylate), PS-b-PHEMA, was synthesized via atom transfer radical polymerization (ATRP) and crosslinked with 4,5-imidazole dicarboxylic acid (IDA) via esterification of the -OH groups of PHEMA in the block copolymer and the -COOH groups of IDA. Upon doping with H3PO4 to form imidazole-H3PO4 complexes, the proton conductivity of the membranes continuously increased as the content of H3PO4 increased. In addition, both the tensile strength and the elongation at break increased with IDA content. A proton conductivity of 0.01 S/cm at 100°C was obtained for the PS-b-PHEMA/IDA/H3PO4 membrane with [HEMA]:[IDA]:[H3PO4] = 3:4:4 under anhydrous conditions. All of the PS-b-PHEMA/IDA/H3PO4 membranes were thermally stable up to 350°C, as revealed by thermal gravimetric analysis (TGA).

참고자료

· 없음