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친수성 블록 및 소수성 블록을 포함하는 블록공중합체를 포함하는 이온전도성 고분자에 있어서,상기 친수성 블록은 술폰산기를 포함하는 폴리페닐술폰(sulfonated poly(phenyl sulfone))구조를 포함하고,상기 소수성 블록은 하기 화학식 1로 표시되는 것이 특징인 이온전도성 고분자:[화학식 1]상기 화학식 1에서,A'은 전자끌게기로서 -(SO2)-, -(C=O)-, -CF2-, -C(CF3)2- 또는 -(P=O)-,p는 1 또는 2,q는 1 내지 34684의 정수이다
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제1항에 있어서,상기 친수성 블록은 하기 화학식 2 내지 4로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 이온전도성 고분자:[화학식 2][화학식 3][화학식 4]상기 화학식 2 내지 4에서,a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수,M은 양이온으로서, H+, Li+, Na+, 또는 K+,A는 전자끌게기로서 -(SO2)-, -(C=O)-, -CF2-, -C(CF3)2- 또는 -(P=O)-,l은 0 내지 2의 정수,m은 1 내지 24727의 정수이다
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제1항에 있어서,상기 친수성 블록 또는 소수성 블록은 각각 독립적으로 양 말단에 반응성 작용기로 히드록시기 또는 할로겐을 포함하고 페닐기가 직접 또는 간접적으로 연결된 분자인, 캡핑 단위 E 및 E'을 추가로 포함하는 것이 특징인 이온전도성 고분자
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제3항에 있어서,상기 캡핑 단위 E 및 E'은 각각 독립적으로 , , , , , , 및 로 구성된 군으로부터 선택되는 것이며, 상기 X는 단일결합, -CF2- 또는 -C(CF3)2-인 이온전도성 고분자
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하기 화학식 5 내지 7 중 어느 하나로 표시되는 반복단위를 포함하는 친수성 블록 및 소수성 블록을 포함하는 블록 공중합체:[화학식 5][화학식 6][화학식 7]상기 화학식 5 내지 7에서,a, b, A, A', M, l, m, p 및 q는 각각 제1항 또는 제2항에 정의된 바와 같으며, E 및 E'은 각각 독립적으로 단일결합 또는 캡핑 단위로서 제4항에 정의된 바와 같고,z는 1 내지 12487의 정수이며,E 또는 E'이 캡핑 단위인 경우 말단의 히드록시기 또는 플루오르기를 통해 소수성 단위 중합체에 연결된 것인 블록 공중합체
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제5항에 있어서,상기 캡핑 단위 E 및 E'은 각각 독립적으로 1,4-디히드록시벤젠, 4,4'-바이페놀, 퍼플루오로벤젠, 데카플루오로바이페닐, 디플루오로비스퍼플루오로페닐메탄, 6,6'-(퍼플루오로프로판-2,2-디일)비스(1,2,3,4,5-펜타플루오로벤젠) 및 이들의 조합으로부터 선택되는 화합물로부터 유래되는 것인 블록 공중합체
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제5항에 있어서,상기 친수성 블록은 하기 화학식 8로 표시되는 술폰산기를 포함하는 단량체와 화학식 9 또는 10으로 표시되는 설파이드기를 포함하는 단량체로부터 제조되는 것인 블록 공중합체:[화학식 8][화학식 9][화학식 10]상기 a, b 및 A는 각각 제2항에 정의된 바와 같으며, X는 히드록시기 또는 할로겐이며, l은 1 또는 2이다
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제5항에 있어서,상기 소수성 블록은 화학식 11 및 12로 표시되는 단량체들로부터 제조되는 것인 블록 공중합체:[화학식 11][화학식 12]상기 A' 및 p는 제1항에 정의된 바와 같으며, X는 할로겐이다
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제5항에 있어서,a 및 b는 1,M은 H+, Na+ 또는 K+,A는 -(SO2)-,l은 0 내지 2의 정수,p는 1 또는 2,E는 이고 상기 X는 단일결합이며, E'은 단일결합인 블록 공중합체
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제5항에 있어서,상기 블록 공중합체는 10,000 내지 1,000,000의 수평균 분자량(number-average molecular weight; Mn) 또는 10,000 내지 10,000,000의 중량평균 분자량(weight-average molecular weight; Mw)을 갖는 것인 블록 공중합체
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제5항에 기재된 블록 공중합체의 제조방법으로서,설파이드기를 포함하는 하기 화학식 13 내지 15 중 어느 하나의 화학식으로 표시되는 친수성 단위 중합체의 전구체를 준비하는 단계;하기 화학식 1로 표시되는 소수성 단위 중합체를 준비하는 단계;상기 친수성 단위 중합체의 전구체와 소수성 단위 중합체를 혼합하여 축합반응에 의해 블록 공중합체를 형성하는 단계; 및상기 친수성 단위 중합체의 전구체의 설파이드기를 술폰기로 산화시키는 단계를 포함하는 블록 공중합체의 제조방법:[화학식 1][화학식 13][화학식 14][화학식 15]상기 화학식 1 및 화학식 13 내지 15에서,a, b, A, A', M, l, m, p 및 q는 각각 제5항에 정의된 바와 같다
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제11항에 있어서,축합반응 이전에 상기 친수성 단위 중합체의 전구체에 캡핑 단위 E를 결합시키는 단계 또는 소수성 단위 중합체에 캡핑 단위 E'을 결합시키는 단계를 추가로 포함하는 제조방법
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제12항에 있어서,상기 캡핑 단위 E 및 E'은 각각 독립적으로 1,4-디히드록시벤젠, 4,4'-바이페놀, 퍼플루오로벤젠, 데카플루오로바이페닐, 디플루오로비스퍼플루오로페닐메탄, 및 6,6'-(퍼플루오로프로판-2,2-디일)비스(1,2,3,4,5-펜타플루오로벤젠)으로 구성된 군으로부터 선택되는 캡핑제와 반응시켜 수행되는 것인 제조방법
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제13항에 있어서,상기 캡핑제와의 반응은 1종의 캡핑제와 단회 수행되거나, 2종 이상의 캡핑제와 2회 이상의 반응을 통해 수행되는 것인 제조방법
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제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 이온전도성 고분자 또는 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 블록 공중합체를 포함하는 이온전도체
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제15항에 있어서,이온전도성 고분자 또는 블록 공중합체를 포함하는 수지 조성물로 형성된 성형체인 것이 특징인 이온전도체
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제16항에 있어서,상기 성형체는 전해질막, 분리막 또는 수처리막인 것인 이온전도체
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제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 이온전도성 고분자 또는 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 블록 공중합체를 포함하는 수지 조성물로부터 성형된 전해질막 또는 분리막을 구비한 전지
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제18항에 있어서,양성자 교환막 연료전지, 직접 메탄올 연료전지 또는 산화환원 흐름 전지인 것인 전지
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