• Macromolecular Research
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• 제13권6호
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• pp.514-520
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• 2005

Composite membranes of Nafion and sulfonated poly(arylene ether sulfone) were prepared. Sulfonated poly(arylene ether sulfone)s with different degrees of sulfonation were blended with Nafion to reduce the methanol crossover. The morphology, proton conductivity and methanol permeability of the resulting composite membranes were investigated by SEM, EDAX, AC impedance spectroscopy and permeability measuring instrument. The cross­sections of the composite membranes showed a phase separated morphology. The morphology and phase separation mechanism could be controlled by varying the blend ratio and the degree of sulfonation of poly(arylene ether sulfone). These complex morphologies can be applied for reducing methanol crossover. The methanol permeability and proton conductivity of the composite membranes were lower than those of Nafion 117 membrane since the development of an ionic pathway in the blend membrane was more difficult than that in Nafion itself.

• Macromolecular Research
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• 제15권2호
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• pp.160-166
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• 2007

Novel multiblock copolymers, based on segmented sulfonated hydrophilic-hydrophobic blocks, were synthesized and investigated for their application as proton exchange membranes. A series of segmented sulfonated poly(arylene ether sulfone)-b-polyimide multiblock copolymers, with various block lengths, were synthesized via the coupling reaction between the terminal amine moieties on the hydrophilic blocks and naphthalene anhydride functionalized hydrophobic blocks. Successful imidization reactions required a mixed solvent system, comprised of NMP and m-cresol, in the presence of catalysts. Proton conductivity measurements revealed that the proton conductivity improved with increasing hydrophilic and hydrophobic block lengths. The morphological structure of the multiblock copolymers was investigated using tapping mode atomic force microscopy (TM-AFM). The AFM images of the copolymers demonstrated well-defined nanophase separated morphologies, with the changes in the block length having a pronounced effect on the phase separated morphologies of the system. The self diffusion coefficient of water, as measured by $^1H$ NMR, provided a better understanding of the transport process. Thus, the block copolymers showed higher values than Nafion, and comparable proton conductivities in liquid water, as well as under partially hydrated conditions at $80^{\circ}C$. The new materials are strong candidates for use in PEM systems.

• 멤브레인
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• 제22권3호
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• pp.191-200
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• 2012

불소관능기인 perfluorocyclobutane (PFCB)기를 포함하는 후술폰화 poly (arylene ether sulfone) 랜덤 공중합체를 다공성 Polytetrafluoroethylene (PTFE) 막에 함침시켜 새로운 복합막을 제조하였다. 후술폰화 랜덤 공중합체는 trifluorovinyloxy 그룹을 양말단에 포함하는 biphenyl계와 sulfonyl계 단량체로부터 제조되었는데, biphenyl계와 sulfonyl계의 비율을 6 : 4와 4 : 6으로 조절 후 중부가반응 형태의 열중합과 chlorosulfonic acid (CSA)를 이용한 후술폰화 반응을 통하여 얻어졌다. 이렇게 제조된 랜덤 공중합체의 농도를 달리하면서(5~20 wt%) 다공성 PTFE 막에 함침시켜 복합막을 제조하였고, 이온 교환 능력(IEC), 함수율, 이온전도도를 측정하여 강화되지 않은 랜덤공중합체 및 Nafion과 비교하였다. 제조된 단량체 및 고분자의 구조와 순도는 각각 $^1H$-NMR, $^{19}F$-NMR와 FT-IR를 통하여 확인하였으며, 제조된 복합막의 형태는 SEM으로 관찰하였다.

• 전기화학회지
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• 제18권2호
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• pp.75-80
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• 2015

방향족 친핵성 치환반응을 이용하여 멀티블록형 sulfonated poly(arylene ether sulfone)(SPAES) 공중합체를 합성하였다. 서로 다른 말단(F- 또는 OH-말단)을 가지는 친수성 및 소수성 올리고머를 합성한 후 이를 이용하여 고분자 전해질 막을 합성하였다. 각기 다른 말단이 블록공중합체의 분자량에 미치는 영향을 분석하였고, 서로 다른 친수성구조가 블록고분자의 특성에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 합성된 멀티블록고분자는 70%이상의 습도에서 나피온 막과 비슷하거나 우수한 이온전도도를 나타내었고, 특히 SPAES 9의 경우 전습도 영역에서 SPAES 10보다 높은 이온전도도를 보였는데, 이는 친수성 블록내의 술폰산기의 부분 농도가 높아짐에 따라 친수성-소수성 간의 상분리가 발달되어 이온전도도가 향상된 것으로 보인다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.426-426
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• 2008

Blend membranes were prepared by solvent casting method from sulfonated fluorinated poly(arylene ether)s (SDFF) and chemically modified polyvinylidene fluoride (mPVdF) in isopropanol and were evaluated as proton exchange membrane electrolytes in PEMFC. $^1H$-NMR, differential scanning calorimeter and thermogravimetric analysis was utilized to characterize the structure of the blend membranes (SDFF/mPVDF) and effects of mPVDF content on the properties of the membrane such as water uptake and proton conductivity were also investigated.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2004년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.165-166
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• 2004

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2008년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.163-163
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• 2008

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.690-694
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• 2015

최근에 직접 액체 연료전지 중에서 직접 개미산 연료전지(Direct Formic Acid Fuel Cells, DFAFC)가 활발히 연구되고 있다. 불소계막을 대신할 저가의 탄화수소막이 DFAFC막으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 sulfonated poly(ether ether ketone ketone, sPEEK)막과 Poly(arylene ether sulfone)(PAES)막을 사용해 Nafion 막과 그 특성을 DFAFC 조건에서 비교하였다. 탄화수소계막의 개미산 투과 전류밀도가 $240{\sim}250mA/cm^2$로 불소계인 Nafion 211 막의 $600mA/cm^2$보다 낮았다. sPEEK MEA(Membrane and Electrode Assembly)와 Nafion 211 MEA의 막 저항이 서로 비슷해 I-V 성능도 거의 같았다. 개미산 투과도가 낮은 sPEEK MEA가 Nafion 211 MEA보다 안정함을 보였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.331-338
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• 2018

In this study, sulfonated PAES block copolymers have been synthesized via nucleophilic substitution reaction. Hydrophobic oligomer was prepared using 2,6-dihydroxynaphthalene and bis(4-chlorophenyl) sulfone, whereas hydrophilic oligomer was prepared using sulfonated bis(4-chlorophenyl) sulfone and bis(4-hydroxyphenyl) sulfone. The chemical structure of polymers was analyzed by $^1H$ NMR, FT-IR and GPC. The thermal properties of polymers were measured by TGA and DSC. The oxidative stability of membranes was investigated by Fenton's test. Furthermore, the proton conductivity of membrane was found to be 26 mS/cm at $90^{\circ}C$. All physiochemical properties suggest that fabricated membrane have a great potential for applications in PEMFC.

• 멤브레인
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• 제21권1호
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• pp.1-12
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• 2011

연료전지용 프로톤 전도성 고분자로서 분지체 함량이 조절된 부분불소계 Sulfonated poly(arylene ether sulfone) 이오노머 블록공중합체막의 합성 및 특성에 관하여 연구하였다. 분지형태의 부분불소계 블록고분자 전해질막 제조를 위해 설폰화 활성이 높은 단량체, 설폰화 활성이 낮은 단량체 그리고 분지체를 합성하였고, 블록형성을 위해 biphenyl계 올리고머를 합성하였다. 분지체의 양에 따른 막 특성변화를 고찰하기 위해, biphenyl계 올리고머와 sulfonyl계 단량체의 몰 비를 4 : 6으로 고정하고 분지체의 함량을 2 mol%까지 늘려가면서 중부가형태의 열중합을 통하여, 다른 분지체의 함량을 가지는 공중합체를 얻었다(BBC-40Bx). 제조된 분지형태의 공중합체들을 chlorosulfonic acid (CSA)를 사용하여 후설폰화(post-sulfonation)하였다(SBBC-40Bx). 제조된 화합물, 단량체, 분지체 및 중합체들은 $^1H$-NMR, $^{19}F$-NMR 및 FT-IR분석을 통하여 성공적으로 합성되었음을 확인하였다. 분지형태의 블록공중합체(SBBC-40Bx)는 분지체의 함량이 증가함에 따라 이온교환능력(IEC), 함수율 및 이온전도도가 증가하는 경향을 보였다.