Synthesis and properties of poly(phenylene ether) diblock copolymers bearing acid substituents

エンジニアリングプラスチックとして知られるポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)(PPE)は，2,6-ジメチルフェノールの酸化重合により得られる．筆者らは最近，重合機構の解析により，重合度の異なる 2 種類の PPE 類からブロック共重合体が生成することを見いだした．具体的には，PPE(Mn=2.2×104, Mw/Mn=2.5)とオリゴ(2-エトキシカルボニル-6-メチル-1,4-フェニレンエーテル)(Mn=7.5×103, Mw/Mn=1.5)を溶解し，酸化剤として酸化銀(I)を添加し反応させた．反応液を任意の時間で採取し，時間経過に伴う分子量変化を GPC により追跡した．反応開始前に見られた GPC ピークの数は反応時間の経過とともに減少し，単一のピークが融合した(Mn=1.5×104, Mw/Mn=2.2)．140 時間後に GPC ピークは単峰性を示し，再沈殿精製後の NMR, DSC を用いた解析によりブロック共重合体の生成が示された．トリフルオロ酢酸によりエステルを加水分解し，カルボン酸置換 PPE ブロック共重合体を得た．PPE とオリゴ(2,6-ジフェニル-1,4-フェニレンエーテル)(Mn=8.5×103, Mw/Mn=1.3)を反応させ，得られたブロック共重合体の一方のユニットへ選択的にスルホン酸基を導入し，スルホン酸置換 PPE ブロック共重合体を合成した．固体高分子形燃料電池電解質の膜材料としての応用を期待して，膜劣化やイオン交換容量(IEC)など膜特性を評価した．スルホン酸置換 PPE ブロック共重合体の微細相分離構造を明らかにし，高い IEC を示す膜を得た．