ＰＴＦＥを溶解するイオン液体の設計と応用

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)との親和性の高いイオン液体を設計した。PTFEのモデル化合物としてパーフルオロヘキサンを適用し、この分配率が高くなるようなイオン液体を探索することで、PTFEとの親和性が高いイオン液体の設計指針を得た。フッ素含有率が高いアニオンと、無極性なカチオンを組み合わせたイオン液体へのパーフルオロヘキサンの分配率が高かったことから、PTFEとの親和性が高いことを証明した。次に、パーフルオロヘキサンとの親和性が異なったイオン液体を用いて、PTFEとのコンポジットを作製した。通常のイオン液体とPTFEのコンポジットでは、均一なコンポジットが得られず、イオン液体は表面に滲み出た。これは、PTFEの表面自由エネルギーが非常に低く、通常のイオン液体とは親和性が低いためである。イオン液体の中で無極性なカチオンを有するものを選択すると、イオン液体とPTFEを均一なコンポジットにすることができたが、ガラス板で挟んで加圧するとイオン液体が滲み出た。それらに対し、パーフルオロヘキサンの分配率が高かったイオン液体を用いた場合には、加圧してもイオン液体が滲出しないコンポジットを得ることができた。また、作製したコンポジットがイオン伝導性を示すことを確認した。PTFEをマトリクスとした場合にも、イオン液体を適切にデザインすることで相分離せずにイオン伝導性のコンポジットを設計することに成功した。

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)との親和性の高いイオン液体を設計した。PTFEのモデル化合物としてパーフルオロヘキサンを適用し、この分配率が高くなるようなイオン液体を探索することで、PTFEとの親和性が高いイオン液体の設計指針を得た。フッ素含有率が高いアニオンと、無極性なカチオンを組み合わせたイオン液体へのパーフルオロヘキサンの分配率が高かったことから、PTFEとの親和性が高いことを証明した。次に、パーフルオロヘキサンとの親和性が異なったイオン液体を用いて、PTFEとのコンポジットを作製した。通常のイオン液体とPTFEのコンポジットでは、均一なコンポジットが得られず、イオン液体は表面に滲み出た。これは、PTFEの表面自由エネルギーが非常に低く、通常のイオン液体とは親和性が低いためである。イオン液体の中で無極性なカチオンを有するものを選択すると、イオン液体とPTFEを均一なコンポジットにすることができたが、ガラス板で挟んで加圧するとイオン液体が滲み出た。それらに対し、パーフルオロヘキサンの分配率が高かったイオン液体を用いた場合には、加圧してもイオン液体が滲出しないコンポジットを得ることができた。また、作製したコンポジットがイオン伝導性を示すことを確認した。PTFEをマトリクスとした場合にも、イオン液体を適切にデザインすることで相分離せずにイオン伝導性のコンポジットを設計することに成功した。