전통적인 후황산화 공정에서 술폰산 기 위치의 제어 불가능성, 주쇄의 쉽게 분해되는 문제 및 막 재료의 본질적인 산화 내구성 부족 문제를 해결하기 위해, 본 연구에서는 술포화된 이다이아조나프탈론 단량체(SDBD-Na)를 설계 및 합성하였다. 술폰산기는 단량체 단계에서 벤젠 고리에 위치하도록 설계되었으며, SDBD, 4-(4'-하이드록시 페닐)-2,3-다이아조나프탈-1-온(DHPZ) 및 4,4'-디플루오로 디페닐케톤(DFK)을 단량체로 사용하여 고온 용액 중합을 통해 에터 결합이 없는 친수성 단위 술포화 이다이아조나프탈론 폴리아릴에테르케톤(S-PDPEKs) 시리즈를 제조하였다. 생성된 고분자의 상대점도는 1.18~2.77 dL·g^-1 범위에 있으며, 이온 교환 용량(IEC)은 0.89~1.46 mmol·g^-1, 인장 강도는 51~93 MPa로 기계적 성능이 우수하다. 80 ℃에서 S-PDPEKs 막의 흡수율은 11.2%~24.3% 사이이며, 팽창율은 Nafion 212보다 낮아 우수한 치수 안정성을 가진다. 80 ℃의 Fenton 시약에서 S-PDPEKs 막의 파괴 시간은 6.3~18.0시간, 용해 시간은 14.5~40.0시간이며, 후황산화 시스템(b-SPDPESs, SPDPEKKs)에 비해 내산화 안정성이 향상되었다. S-PDPEKs 막의 프로톤 전도도는 15.0~81.3 mS·cm^-1 범위이다. S-PDPEKs 막을 수소-공기 연료전지에 조립하여 최대 출력 밀도(P_max)가 156.7 mW·cm^-2에 달하였다.

프로톤 교환막; 술포화 폴리아릴에테르케톤; 이다이아조나프탈론; 술포화 단량체; 내산화 안정성