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기능기를 가지는 단량체가 그래프팅된 불소계 고분자 중합체; 및
이미다졸 그룹, 트리아졸 그룹 또는 테트라졸 그룹을 함유하고, 상기 단량체의 기능기와 결합 가능한 화합물을 포함하는 조성물
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제 1항에 있어서,
불소계 고분자 중합체는 폴리 비닐리덴 플루오라이드, 폴리 비닐 플루오라이드, 폴리 클로로 트리플루오로 에틸렌, 폴리 테트라플루오로 에틸렌, 폴리-1,2-디플루오로 에틸렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 조성물
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3
제 1항에 있어서,
불소계 고분자 중합체는 30 내지 70 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 조성물
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4
제 1항에 있어서,
기능기를 가지는 단량체의 기능기는 -COOH, -CHO, -NH2, -SH, -CONH2, -PO3H, -PO4H, -SO3H, -SO4H, -OH, -숙신이미딜기, -말레이미드기, 또는 -알킬기인 것을 특징으로 하는 조성물
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제 1항에 있어서,
기능기를 가지는 단량체는 히드록시 에틸 아크릴레이트, 히드록시 메타크릴레이트, 히드록시 아크릴레이트, 히드록시 메타크릴아미드, 히드록시 아크릴아미드, 비닐페놀, 폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트, 폴리옥시에틸렌 아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 조성물
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제 1항에 있어서,
기능기를 가지는 단량체는 불소계 고분자 중합체 100 중량부에 대하여 10 내지 40 중량부로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 조성물
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제 1항에 있어서,
단량체의 기능기와 결합 가능한 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 조성물:
[화학식 1]
P-Q-R
상기 화학식 1에서,
P 및 R은 각각 -COOH, -SH, -에폭시기, -COH, -NCO, -NCS, -COR, -CON3를 나타내고 여기서 R은 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타내며,
Q는 이미다졸 그룹 또는 트리아졸 그룹을 나타내고,
[화학식 2]
X-Y
상기 화학식 2에서,
X는 -COOH, -SH, -에폭시기, -COH, -NCO, -NCS, -COR, -CON3를 나타내고 여기서 R은 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타내며,
Y는 이미다졸 그룹, 트리아졸 그룹 또는 테트라졸 그룹을 나타낸다
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8
제 1항에 있어서,
단량체의 기능기와 결합 가능한 화합물은 이미다졸 디카르복실릭산, 트리아졸 디카르복실릭산, 테트라졸 디카르복실릭산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 조성물
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제 1항에 있어서,
단량체의 기능기와 결합 가능한 화합물은 10 내지 30 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 조성물
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10
제 1항에 있어서,
인산을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물
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11
기능기를 가지는 단량체가 그래프팅된 불소계 고분자 주쇄 및
상기 불소계 고분자 주쇄에 결합되는 측쇄를 포함하되,
상기 단량체의 기능기와 이미다졸 그룹, 트리아졸 그룹 또는 테트라졸 그룹을 함유하는 화합물이 반응하여, 상기 측쇄가 상기 불소계 고분자 주쇄에 결합되어 있는 가지형 공중합체 전해질 막
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12
제 11항에 있어서,
기능기를 가지는 단량체가 그래프팅된 불소계 고분자 주쇄를 포함하되,
상기 단량체의 기능기와 이미다졸 그룹 또는 트리아졸 그룹을 함유하는 화합물이 반응하여, 상기 불소계 고분자 주쇄가 상호 가교되어 있는 것을 특징으로 하는 가지형 공중합체 전해질 막
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13
제 11항에 있어서, 두께가 30 내지 200 ㎛인 것을 특징으로 하는 가지형 공중합체 전해질 막
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14
제 11항에 따른 가지형 공중합체 전해질 막을 포함하는 연료전지
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15
제 14항에 있어서,
고분자 전해질 막 연료전지 또는 직접메탄올연료전지인 것을 특징으로 하는 연료전지
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16
제 11항에 따른 가지형 공중합체 전해질 막을 포함하는 전기화학적 장치
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17
A) 기능기를 가지는 단량체가 그래프팅되고, 하나 이상의 할로겐 원자로 치환된 불소계 고분자 중합체 및 이미다졸 그룹, 트리아졸 그룹 또는 테트라졸 그룹을 함유하는 화합물을 혼합하는 단계; 및
B) 상기 단계 A)에서 얻어진 혼합물을 열처리하는 단계를 포함하는 가지형 공중합체 전해질 막의 제조방법
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18
제 17항에 있어서,
기능기를 가지는 단량체가 그래프팅된 불소계 고분자 중합체는,
상기 불소계 고분자 중합체와 기능기를 가지는 단량체를 포함하는 혼합물의 제어된 자유 라디칼 중합 반응에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 가지형 공중합체 전해질 막의 제조방법
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19
제 18항에 있어서,
제어된 자유 라디칼 중합은 전이금속 화합물 촉매 및 배위 리간드의 존재 하에 수행되는 것을 특징으로 하는 가지형 공중합체 전해질 막의 제조방법
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20
제 19항에 있어서,
전이금속 화합물 촉매는 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 가지형 공중합체 전해질 막의 제조방법:
[화학식 3]
상기 식에서,
M은 전이금속이고,
Y는 할로겐, 탄소수 1 내지 20개의 알콕시, SO4, PO4, HPO4, H2PO4, 트리플레이트, 티오시아네이트(SCN), 헥사플루오로포스페이트, 알킬술포네이트, 벤젠술포네이트 및 톨루엔술포네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 전이금속에 대한 음이온이고,
p와 q는 각각 전이금속 이온의 수와 배위수를 나타낸다
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제 19항에 있어서,
배위 리간드는 질소, 산소, 인 및 황으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원자를 포함하는 리간드 또는 적어도 둘 이상의 탄소 원자를 포함하는 리간드인 것을 특징으로 하는 가지형 공중합체 전해질 막의 제조방법
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