JP2003331645A

JP2003331645A - プロトン伝導材料

Info

Publication number: JP2003331645A
Application number: JP2002143093A
Authority: JP
Inventors: Takuichi Arai; 卓一荒井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2003-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】１００℃以上での使用に耐える耐久性をもつプ
ロトン伝導材料を提供すること。【解決手段】シロキサン構造をもつ主鎖と、該主鎖にグ
ラフト化され、ケイ素原子と強酸性官能基とをもつ側鎖
と、を有する高分子材料からなるプロトン伝導材料。つ
まり、プロトン伝導材料として、炭素−炭素結合よりも
結合エネルギーの高いケイ素−酸素結合やケイ素−炭素
結合を化学構造中にもつ高分子材料を用いることで、プ
ロトン伝導材料の熱分解に対する耐性を向上することが
できる。また、軟化点や融点が高くなるので、クリープ
特性が向上する。したがって、プロトン伝導材料の耐熱
性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性に優れたプ
ロトン伝導材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】固体高分子型燃料電池用として実用に耐
えるプロトン伝導材料としては、ナフィオン（商標）を
代表とするパーフルオロカーボンスルホン酸系高分子材
料がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ナフィオン等のパーフ
ルオロカーボンスルホン酸系高分子材料の欠点として
は、フッ素樹脂なので高価であること、１００℃以上の
高温ではクリープ、材料自体の熱分解等の問題から使用
できず充分な耐熱性を有しないことが知られている。プ
ロトン伝導材料の主要用途である燃料電池においては、
高い運転温度を採用することで運転効率が上昇する。そ
こで、安価で耐熱性の高いエンジニアリングプラスチッ
クをベースにした耐熱性の高いプロトン伝導材料がナフ
ィオンの代替品として盛んに研究されているが実用化さ
れているものは殆どない。

【０００４】本発明では、１００℃以上での使用に耐え
る耐久性をもつプロトン伝導材料を提供することを解決
すべき課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する目的
で本発明者は鋭意研究を行った結果、シロキサン構造を
もつ主鎖と、該主鎖にグラフト化され、ケイ素原子と強
酸性官能基とをもつ側鎖と、を有する高分子材料からな
ることを特徴とするプロトン伝導材料を発明した（請求
項１）。

【０００６】つまり、プロトン伝導材料として、炭素−
炭素結合よりも結合エネルギーの高いケイ素−酸素結合
やケイ素−炭素結合を化学構造中にもつ高分子材料を用
いることで、プロトン伝導材料の熱分解に対する耐性を
向上することができる。また、軟化点や融点が高くなる
ので、クリープ特性が向上する。したがって、プロトン
伝導材料の耐熱性を向上できる。

【０００７】このプロトン伝導材料を構成する高分子材
料は一般式（１）で表される部分構造を有することが好
ましい（請求項２）。一般式（１）の構造は、高分子材
料中に導入することでプロトン伝導材料の耐熱性が向上
する利点のほかに、高分子材料中に容易に導入すること
ができ、廉価で製造できるという利点がある。特に、こ
の高分子材料は本質的に一般式（１）で表される構造を
有することが好ましい（請求項３）。プロトン伝導材料
を構成する高分子材料のすべてを概ね耐熱性の高い一般
式（１）で表される構造とすることで、プロトン伝導材
料の耐熱性をより向上することができる。

【０００８】

【化３】

【０００９】（式（１）中、ｎ＞０である。Ｒ１は独立
して炭素数１〜４のアルキル基である。Ｒ２は独立して
炭素数１〜４のアルキル基又は前記側鎖である。）な
お、式中“＊”で表すのは、本部分構造が導入・結合さ
れる主鎖の部分を示しており、不特定の、元素、官能基
及び高分子鎖が結合することを表す。

【００１０】そして、前記高分子材料の前記側鎖が一般
式（２）で表される構造をもつことが好ましい（請求項
４）。一般式（２）の構造はプロトン伝導材料の耐熱性
をより向上できると共に、高分子材料中の側鎖に容易に
導入することができるので、廉価でプロトン伝導材料を
製造することができる。また、プロトン伝導材料のプロ
トン伝導性を向上できる。

【００１１】

【化４】

【００１２】（式（２）中、ｍ＞０且つＲ３及びＲ４は
それぞれ独立して炭素数１〜４のアルキル基である。）
なお、式中“＊”で表すのは、本側鎖部分構造が導入・
結合される主鎖及び／又は側鎖と結合する部分を示して
おり、不特定の、元素、官能基、高分子鎖が結合するこ
とを表す。

【００１３】これらの高分子材料は線状高分子からなる
ことが好ましい（請求項５）。線状高分子とすること
で、本発明のプロトン伝導材料の柔軟性を向上でき、良
好な機械的特性を発現できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明のプロトン伝導材料は、主
鎖と、その主鎖にグラフト化された側鎖とを有する高分
子材料からなる。本明細書において、「主鎖」とは高分
子材料を構成する高分子化合物分子のうちで相対的に最
も長い鎖を意味し、「側鎖」は主鎖の途中で主鎖に結合
する鎖を意味する。ここで、本発明のプロトン伝導材料
を構成する高分子材料は、柔軟性等の機械的特性の観点
から線状分子からなることが好ましい。

【００１５】本発明のプロトン伝導材料は前述の高分子
材料のほかに、他の高分子化合物を混合することができ
る。混合できる高分子化合物としては特に限定しない
が、ナフィオン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニル
アルコール、ポリアクリル酸、ポリスルホン酸、シリカ
ゲル、エンジニアリングプラスチック等が例示できる。
他の高分子化合物を混合する場合には、前述の本発明の
プロトン伝導材料の高分子材料をプロトン伝導材料全体
に対して、５０％以上、より好ましくは６０％以上含有
することが好ましい。また、本プロトン伝導材料は必要
に応じて、補強材等の添加材と共に用いることができ
る。

【００１６】高分子材料を構成する主鎖はシロキサン構
造をもつ。シロキサン構造としては前述した一般式
（１）で表される構造が好ましい。主鎖は本質的にすべ
て一般式（１）で表される構造とすることが好ましい。
一般式（１）においてＲ１はメチル基又はエチル基が好
ましく、更にはメチル基とすることが好ましい。また、
Ｒ２は、前述した側鎖とするか、アルキル基としてのメ
チル基又はエチル基とすることが好ましく、アルキル基
とする場合にはメチル基とすることが好ましい。Ｒ２へ
の側鎖の導入割合については後述する。

【００１７】高分子材料を構成する側鎖は強酸性官能基
を有すると共に、その化学構造中にケイ素元素をもつこ
と以外は特に限定されない。側鎖に含まれるケイ素原子
はどのように存在してもよい。つまり、ケイ素原子は側
鎖上に存在すればよく、側鎖上の存在位置は特に限定し
ない。好ましいケイ素原子の導入位置としては、主鎖と
の結合部と、側鎖に含まれる強酸性官能基との間の部分
にケイ素原子を導入することで、強酸性官能基が熱によ
り主鎖から脱落することが抑制できるので耐熱性が向上
する。また、ケイ素原子は側鎖の一部に含有すれば足り
るが、すべての側鎖に含まれることが耐熱性の観点から
は好ましい。

【００１８】強酸性官能基としては陽イオン交換能力を
もつものであれば特に限定しない。強酸性官能基として
は、スルホン酸官能基、リン酸、アクリル酸、シラノー
ル、カルビノール等が例示できる。強酸性官能基として
は特にスルホン酸官能基が好ましい。

【００１９】側鎖としては一般式（２）で表される構造
で表されるものが好ましい。側鎖についてもシロキサン
構造を採用することで耐熱性が向上すると共に、一般式
（２）で表される構造は高分子材料中に導入しやすく製
造が容易であるからである。ここで、一般式（２）にお
けるｍの値としては２〜１０で有ることが好ましい。

【００２０】主鎖の構造のうち、シロキサン構造以外の
部分の構造は特に限定されない。また、側鎖の構造のう
ち、ケイ素原子を導入した部分以外の部分の構造につい
ても限定しない。例えば一般的な炭素−炭素結合を主体
とする構造を例示できる。具体的には、炭素−炭素結合
を主体とする構造としては、ポリオレフィン及びその水
素の一部乃至全部をフッ素で置換したフッ素置換オレフ
ィン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド等が例示
できる。主鎖上に存在する側鎖の数は特に限定しない
が、主鎖の炭素−炭素結合及び／又はケイ素−酸素結合
（主鎖の構造が一般式（１）で表される場合には、かっ
こ内の繰り返し単位）が２個〜１０個程度に１つの割合
で側鎖をもつことが、プロトン伝導性の向上と、強度・
耐熱性・耐水性向上の両立の観点から好ましい。

【００２１】本発明のプロトン伝導材料を製造する方法
は特に限定されない。例えば主鎖に相当する分子鎖に、
側鎖に相当する分子鎖をグラフト化することにより製造
できる。主鎖に側鎖をグラフト化する方法としては、例
えば主鎖上に高エネルギー線照射等の何らかの方法でラ
ジカル等の反応起点を生成し、その反応起点を基にして
側鎖を構成するモノマーを重合成長させたり、主鎖上に
反応性の官能基を導入して、その官能基に側鎖を結合さ
せることで達成できる。また、側鎖の端部にビニル基等
の重合性の官能基を付与し、主鎖を構成するモノマーと
共に重合させて、主鎖を合成すると同時に側鎖を導入す
ることもできる。

【００２２】一般式（１）で表されるシロキサン構造
は、対応するジアルキルジクロロシランを適正な条件で
重合させることで得られる。また、一般式（２）のよう
に、側鎖の末端部にスルホン化したフェニル基を導入す
るにはフェニル基が結合されたシラン化合物を用いてフ
ェニル基をジアルキルシロキサン構造に導入した後に発
煙硫酸等によりスルホン化することで得られる。

【００２３】

【実施例】（試験例１）（ａ）室温、窒素雰囲気下にて、ポリＨメチルシロキサ
ン（分子量２０００）と、末端ビニルポリジメチルシロ
キサン（分子量２０００）とを化学量論比にてＨ：ビニ
ル＝１００：１で混合し、充分に攪拌した。その後、ビ
ニル基に対して白金換算１００ｐｐｍの白金錯体（白金
−シクロビニルメチルシロキサン錯体）を添加して、ホ
モジナイザーで充分に攪拌して溶液とした。そして、炉
にて溶液を１５０℃２４時間加熱処理を行い、徐冷して
室温に戻した。

【００２４】（ｂ）室温、窒素雰囲気下にて、ビニルテ
トラメチルジシロキサンと、スルホン化トリフェニルシ
ラノール−メチレンクロライド３０％溶液とを化学量論
比Ｈ：ＯＨ＝１：１で混合し、充分に攪拌した。その
後、Ｈに対してスズ換算で１５０ｐｐｍのスズ触媒（ビ
ス（２−エチルへキシル）スズ）を添加してホモジナイ
ザーで充分に攪拌して溶液とした。そして、炉にて溶液
を１５０℃２４時間加熱処理を行い、徐冷して室温に戻
した。

【００２５】（ｃ）（ａ）で調製した溶液のＨ量と
（ｂ）で調製した溶液のビニル基の量とが化学量論比で
Ｈ：ビニル＝１：１．５となるように混合し、ビニル基
に対して白金換算１００ｐｐｍの白金錯体（白金−シク
ロビニルメチルシロキサン錯体）を添加した。ホモジナ
イザーで充分に攪拌して溶液とした。これをＰＴＦＥ製
の平板上にキャスティングして製膜した後に、炉にて１
５０℃２４時間加熱処理を行い試験例１の試験試料であ
る薄膜を得た。この薄膜は主鎖、側鎖共にジメチルシロ
キサン構造を有する。

【００２６】（試験例２）室温、窒素雰囲気下にて、ビ
ニルテトラメチルジシロキサンと、トリフェニルシラノ
ール−メチレンクロライド３０％溶液とを化学量論比
Ｈ：ＯＨ＝１：１で混合し充分に撹拌した。その後、Ｈ
に対してスズ換算で１５０ｐｐｍのスズ触媒（ビス（２
−エチルへキシル）スズ）を添加してホモジナイザーで
充分に攪拌して溶液とした。そして、炉にて溶液を１５
０℃２４時間加熱処理を行い、徐冷して室温に戻した。
これにスチレンモノマーを加えて、よく混合し、さらに
ＡＩＢＮを加え７０℃１２時間加熱して薄膜を得た。こ
れを６０％発煙硫酸に２４時間浸漬してフェニル基のス
ルホン化を行った後に、純水、エタノールで順に洗浄・
乾燥して試験例２の試験試料である薄膜を得た。この薄
膜は主鎖に炭化水素構造、側鎖にジメチルシロキサン構
造を有する。

【００２７】（試験例３）室温、窒素雰囲気下にて、ポ
リＨメチルシロキサン（分子量２０００）と、末端ビニ
ルポリジメチルシロキサン（分子量２０００）とを化学
量論比にてＨ：ビニル＝１００：１で混合し、充分に攪
拌した。その後、ビニル基に対して白金換算１００ｐｐ
ｍの白金錯体（白金−シクロビニルメチルシロキサン錯
体）を添加して、ホモジナイザーで充分に攪拌して溶液
とした。そして、炉にて溶液を１５０℃２４時間加熱処
理を行い、徐冷して室温に戻した。さらに、窒素雰囲気
下でアリルベンゼン−メチレンクロライド３０％溶液を
加えた（化学量論比Ｈ：ビニル＝１：１．５）。充分に
撹拌した後に、白金錯体（白金−シクロビニルメチルシ
ロキサン錯体）をＨに対して１００ｐｐｍ添加した。こ
れをＰＴＦＥ製の平板上にキャスティングして製膜した
後に、炉にて１００℃１２時間加熱処理を行った。その
後、６０％発煙硫酸に２４時間、浸漬してフェニル基の
スルホン化を行った。そして純水、エタノールで洗浄し
た後に乾燥して、試験例３の試験試料である薄膜を得
た。この薄膜は主鎖にジメチルシロキサン構造、側鎖に
炭化水素構造（ケイ素原子を側鎖に有しない）を有す
る。

【００２８】（試験例４）市販のプロトン伝導材料製薄
膜（ナフィオン）を試験例４の試験試料とした（試験例５）室温、窒素雰囲気下にて、ポリＨメチルシ
ロキサン（分子量２０００）と、末端ビニルポリジメチ
ルシロキサン（分子量２０００）とを化学量論比にて
Ｈ：ビニル＝１００：１で混合し、充分に攪拌した。そ
の後、ビニル基に対して白金換算１００ｐｐｍの白金錯
体（白金−シクロビニルメチルシロキサン錯体）を添加
して、ホモジナイザーで充分に攪拌して溶液とした。そ
して、炉にて溶液を１５０℃２４時間加熱処理を行い、
徐冷して室温に戻した。次に調製した溶液に室温、窒素
雰囲気下でスルホン化トリフェニルビニルシラン−メチ
レンクロライド３０％溶液を加えた（混合比はＨ：ビニ
ル＝１：１．５）。充分に撹拌した後に、Ｈに対して白
金換算１００ｐｐｍの白金錯体（白金−シクロビニルメ
チルシロキサン錯体）を添加して、ホモジナイザーで充
分に攪拌して溶液とした。これを膜状にキャストして、
炉にて１５０℃２時間加熱乾燥処理を行い、薄膜を得
た。

【００２９】（試験例６）１．室温、窒素雰囲気下にて、ポリＨメチルシロキサン
（分子量２０００）と、末端ビニルポリジメチルシロキ
サン（分子量２０００）とを化学量論比にてＨ：ビニル
＝１００：１で混合し、充分に攪拌した。その後、ビニ
ル基に対して白金換算１００ｐｐｍの白金錯体（白金−
シクロビニルメチルシロキサン錯体）を添加して、ホモ
ジナイザーで充分に攪拌して溶液とした。そして、炉に
て溶液を１５０℃２４時間加熱処理を行い、徐冷して室
温に戻した。

【００３０】２．次に、室温、窒素雰囲気下でビニルジ
メチルシランとスルホン化トリフェニルシラノール−メ
チレンクロライド３０％溶液とを化学量論比Ｈ：ＯＨ＝
１：１で混合し充分に撹拌した後に、Ｈに対してスズ換
算で１５０ｐｐｍのスズ触媒（ビス（２−エチルへキシ
ル）スズ）を添加しホモジナイザーで充分に撹拌して溶
液とした。その後、炉にて溶液を１５０℃２４時間加熱
処理を行い、徐冷して室温に戻した。

【００３１】３．１．で調製した溶液のＨ量と２．で調
製した溶液のビニル基との化学量論比がＨ：ビニル＝
１：１．５となるように混合し、ビニル基に対して白金
換算１００ｐｐｍの白金錯体（白金−シクロビニルメチ
ルシロキサン錯体）を添加して、ホモジナイザーで充分
に攪拌して溶液とした。これを膜状にキャストして、炉
にて１５０℃２時間加熱乾燥処理を行い、薄膜を得た。
なお、試験例１〜６における説明中で「ｐｐｍ」とある
のは、対応するＨ又はビニル基のモル数に対する添加す
る化合物中の白金又はスズのモル数の大きさをあらわ
す。

【００３２】（試験）（プロトン伝導性の測定）各試験試料１〜４について、
それぞれプロトン伝導度を測定した。プロトン伝導度の
測定は雰囲気の相対湿度を９０％とし、温度を８０℃、
１００℃、１２０℃の３条件に変動して交流インピーダ
ンス法にて測定を行った。各試験試料はそれぞれの雰囲
気下で２時間保持して薄膜が含有する水分量が平衡状態
となってからプロトン伝導性を測定した。

【００３３】（熱分解特性の測定）各試験試料１〜３に
ついて、熱分解特性を測定した。熱分解特性の測定は熱
重量測定（ＴＧ）にて行い、測定温度範囲は０℃〜４０
０℃、昇温速度が１０℃／分の条件下で行った。

【００３４】（結果）各試験例の試験試料のプロトン伝
導性を表１に、熱分解特性測定の結果を図１にそれぞれ
示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１から明らかなように、雰囲気温度８０
℃〜１００℃において、試験例１〜３の試験試料は代表
的な従来のプロトン伝導材料である試験例４のナフィオ
ンと遜色のないプロトン伝導性を示している。特に側鎖
にジメチルシロキサン構造を導入した試験例１及び２の
試験試料では著しく高いプロトン伝導性を示した。そし
て、雰囲気温度が１２０℃ではナフィオン（試験試料
４）のプロトン伝導性が低下するのに対して、試験例
１、３の試験試料は高いプロトン伝導性を維持すること
が明らかとなった。

【００３７】また、図１から明らかなように、試験例１
の試験試料（主鎖、側鎖共にシロキサン構造を有する）
は雰囲気温度が１５０℃であっても質量減少が１％以下
とほとんど分解しないことが明らかとなった。

【００３８】それに対して、試験例２の試験試料（主鎖
が炭化水素構造、側鎖がシロキサン構造を有する）は１
００℃以下の６０℃で分解が始まり、雰囲気温度が１５
０℃を超える当たりで既に４０％近くの質量減少が認め
られた。試験例３の試験試料（主鎖がシロキサン構造、
側鎖が炭化水素構造を有する）は雰囲気温度が１５０℃
での質量減少は１０％程度であるものの、１００℃以下
の非常に低い温度から高い質量減少（数％〜１０％程
度）が認められた。

【００３９】つまり、主鎖及び側鎖のいずれかについ
て、化学構造中にケイ素原子を欠くことにより、熱分解
特性が低くなることが明らかとなった。

【００４０】（クリープ特性の測定）試験試料１及び４
についてクリープ特性を測定した。クリープ特性の測定
用の試料は試験試料を１ｃｍ角に切り出し、試料１につ
いては２００μｍ厚みのものを２０枚、試料４について
はＮａｆｉｏｎ１１７を２０枚積層したものを用いた。
クリープ試験の条件は、雰囲気温度９０℃に昇温した後
に、面圧を２．５ＭＰａ（２５ｋｇｆ／ｃｍ²）として
加え、２００時間行った際のクリープ歪みを測定した。
クリープ歪みは１次クリープ（面圧を加えた後の２〜１
０時間程度で進行する初期変動）を除いた２次クリープ
歪み（面圧を加えた後の１０〜２００時間程度で進行す
る変動）を測定した。２次クリープ歪みで評価する理由
としては、１次クリープは材料固有の弾性率に起因する
ものであり、材料自体の変質、破壊によるものではない
こと及び３次クリープが見られないからである。そこで
２次クリープを材料の本質的なクリープ歪みとみなし
た。クリープ歪みは、｛（測定時の試料長さ）−（面圧
付与前の試料長さ）｝／（面圧付与前の試料長さ）／
（面圧付与時間）×１００（％）で算出した。

【００４１】結果を図２及び３に示す。図より明らかな
ように、本発明のプロトン伝導材料である試験試料１の
クリープ歪みは、従来の試験試料４（ナフィオン）より
も１次クリープ歪み、２次クリープ歪み共に低い値を示
すことが明らかとなった。２次クリープ歪みは試験試料
１が０．０２５％であり、試験試料４が０．１０２％と
本発明のプロトン伝導材料である試験例１は試験試料４
（ナフィオン）と比較して１／４以下の低い値を示し
た。２次クリープ歪みは、｛（面圧付与後、２００時間
後の試料長さ）−（１０時間後の試料長さ）｝／（１０
時間後の試料長さ）／（面圧付与時間：１９０時間）×
１００（％）で算出した。

【００４２】（側鎖のジメチルシロキサン構造のシロキ
サン単位の数とＥＷ値との関係について）試験例１、５
及び６について、ＥＷ値を測定した。試験例１、５及び
６の試験試料は下式に示す構造において、それぞれｍ＝
０（試験例５）、ｍ＝１（試験例６）及びｍ＝２（試験
例１）である。

【００４３】

【化５】

【００４４】なお、式中“＊”で表されるのは延長され
た主鎖が結合されることを示す。

【００４５】ＥＷ値の測定は塩化ナトリウム滴定法にて
行った。具体的には塩化ナトリウムを加え、発生した塩
酸の量からｐＨ値を測定し、活性なスルホン酸基を定量
するものである。（＊−ＳＯ₃Ｈ＋ＮａＣｌ→＊−ＳＯ₃
Ｎａ＋ＨＣｌ）その結果、ＥＷ値は、ｍ＝０の試験試料（試験例５）で
は８５０、ｍ＝１の試験試料（試験例６）では８００、
ｍ＝２の試験試料（試験例１）では６２０と側鎖の長さ
が短いほど高い値を示し、プロトン伝導性に関与するス
ルホン酸基の量が相対的に多いことが明らかとなった。
詳しくは示さないが、ｍの値が大きくなるにつれて、酸
素透過係数の測定値が大きくなることが明らかとなっ
た。

【００４６】

【発明の効果】本発明のプロトン伝導材料は、主鎖にシ
ロキサン構造を有し、側鎖にケイ素原子を有すること
で、高いプロトン伝導性を保ちながら、１００℃以上の
使用条件にも耐えうる高い耐熱性（熱分解特性、クリー
プ歪み）を発揮できる。したがって、燃料電池の電極触
媒層等のように、高い運転温度が要求される用途に好適
に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例において熱分解特性を測定したＴＧの実
測値を示したグラフである。

【図２】実施例においてクリープ歪みの経時的変化を示
したグラフである。

【図３】実施例においてクリープ歪みの経時的変化を示
したグラフの一部拡大図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4J035 BA02 CA02U CA022 CA14U CA142 CA25M CA26M CA26N CA261 FB01 HA01 HB05 LA05 LB20 5G301 CA30 CD01 5H018 AA06 AS01 EE17 5H026 AA06 CX05 EE18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シロキサン構造をもつ主鎖と、該主鎖に
グラフト化され、ケイ素原子と強酸性官能基とをもつ側
鎖と、を有する高分子材料からなることを特徴とするプ
ロトン伝導材料。
【請求項２】前記高分子材料は一般式（１）で表され
る部分構造を有する請求項１に記載のプロトン伝導材
料。【化１】（式（１）中、ｎ＞０である。Ｒ１は独立して炭素数１
〜４のアルキル基である。Ｒ２は独立して炭素数１〜４
のアルキル基又は前記側鎖である。）
【請求項３】前記高分子材料は本質的に前記一般式
（１）で表される構造を有する請求項１又は２に記載の
プロトン伝導材料。
【請求項４】前記側鎖が一般式（２）で表される構造
をもつ請求項１〜３のいずれかに記載のプロトン伝導材
料。【化２】（式（２）中、ｍ≧０且つＲ３及びＲ４はそれぞれ独立
して炭素数１〜４のアルキル基である。）
【請求項５】前記高分子材料は線状高分子からなる請
求項１〜４のいずれかに記載のプロトン伝導材料。