リチウム高分子シングルイオン伝導体のイオン伝導度改善

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アニオン性基としてトリフルオロメタンスルホニル基を有するアルキン化合物の合成を試みた。アセチレン基とアニオン基の間のスペーサーとして炭素数３のアルキル基を有するもの(化合物１)と、ジエチレングリコール＋炭素数３のアルキル基を有するもの(化合物２)を設計した。化合物１、２はそれぞれ３段階・４段階反応でトリフルオロメタンスルホニル化合物にすることができた。最初はカウンターイオンとしてトリエチルアンモニウム塩のものが得られるが、リチウム塩、1-エチル-3-メチルイミダゾリウム(ＥＭＩＭ)塩へと交換することができた。目的物の確認には核磁気共鳴スペクトル(ＮＭＲ)解析を用いた。いずれの場合も室温で液体であり、イオン液体になることを確認した。示差走査熱量(ＤＳＣ)測定ではガラス転移温度のみが観測され、結晶化・融解に伴うピークは観測されなかった。ＥＭＩＭ塩をカウンターイオンとするアルキン化合物とグリシジルアジドポリマーを銅触媒存在下で反応させることによりアニオン性グリシジルトリアゾリルポリマーの合成に成功した。銅触媒の除去には金属イオンスカベンジャーが有効であることを確認した. 合成したポリマーを貧溶媒により沈殿させることで過剰なアルキン化合物を除去した。ＮＭＲスペクトル解析により不純物や副生成物が含まれないことを確認した。ＤＳＣ測定によりガラス転移温度を測定した。インピーダンス測定によりイオン伝導度を測定した。スペーサーが長いものの方がガラス転移温度が低く、イオン伝導度が高くなることを確認した。ほぼ組成が同じカチオン性グリシジルトリアゾリルポリマーと比較すると、イオン伝導度は低くなることを確認した。これはイオン伝導のキャリアとなるＥＭＩＭカチオンとポリエーテル鎖との間の相互作用が強いために拡散が遅くなるためと考えられた。