流動誘電緩和法に基づくポリエーテル/リチウム塩混合系の非平衡ダイナミックスの研究

• Project/Area Number: 17750204
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Polymer/Textile materials
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 松宮 由実 京都大学, 化学研究所, 助手 (00378853)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 2006: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 流動誘電緩和 / ポリエーテル / 過塩素酸リチウム / ガラス転移温度

Research Abstract

ポリプロピレンオキシド(PPO)/過塩素酸リチウム(LiClO_4)混合系に対して、平衡状態におけるPEO鎖の運動性に関して検討を行った。この系においては、わずかに解離したリチウムイオンLi^+と分子状溶解したLiClO_4によるPPO鎖の会合体が少数存在すると考えられている
PPO鎖内のOとLiの比で表したLiClO_4濃度が0.005から0.15の間の種々の値となる混合系を調製した。コーン・プレート型流動誘電セルを作成してレオメータに搭載し、上記のPPO/LiClO_4混合系に対して、誘電緩和測定および、種々の流動速度κにおいて定常流粘度測定を行った。比較のため、LiClO_4を含まない純PPO系についても誘電緩和測定を行った。動的誘電率ε'、誘電損失ε''の測定には自動誘電ブリッジを用い、粘度ηの測定にはレオメータの応力検出器を用いた。示差走査熱量計測定を行い、各添加塩濃度のPPO/LiClO_4混合系のT_gを求めた。
電極分極に関するMacdonald理論の誘電データへの定量的フィッティングから、各系でのLi^+濃度C_<Li+>と易動度μ_<Li+>を評価した。以上の量を解析し、添加塩濃度の増加による粘度の上昇は、会合体の形成とT_gの増加が原因であること、また、Li^+の運動性は、高添加塩濃度域ではセグメント摩擦に比例するが、低添加塩濃度域ではセグメント摩擦に依存しないことがわかった。