2016 Fiscal Year Research-status Report
低流動温度および低粘性を示すPOSSイオン液体の創製と高耐熱性イオン伝導体の開発
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15K13711
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
金子 芳郎 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (80404474)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | シルセスキオキサン / イオン液体 / POSS / 超強酸 / 環状シロキサン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シロキサン（Si-O-Si）結合などの無機成分を含むイオン液体は、耐熱性や難燃性の向上が予想され、より安全な電解質やグリーンソルベントなどへの利用が期待される。本研究では、かご型オリゴシルセスキオキサン（POSS）などのシロキサン骨格材料を含む室温イオン液体の創製を目的に検討を行っている。
前年度は、四級アンモニウム基とイミダゾリウム基の二種類の置換基を側鎖にランダムに配置させることでPOSSの非晶質化が起こり、POSSイオン液体の低流動温度化を達成した。さらに、非晶質である環状オリゴシロキサン構造を含むイミダゾリウム塩型室温イオン液体の創製も行った。
今年度は、より熱安定性に優れるイミダゾリウム塩のみを側鎖に有し、室温付近で流動性を示すPOSSイオン液体の合成を検討した。イミダゾリウム基に結合したアルキル鎖がある程度長くなるとPOSSの非晶質化が起こり、結果として室温イオン液体となることを明らかにした。一方、シロキサン骨格材料を含む熱安定性に優れるプロトン性イオン液体を創製するために、一級アミノ基含有ジアルコキシシランをビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド水溶液中で縮合反応を行った。その結果、環状オリゴシロキサン構造を含むプロトン性イオン液体が得られることを見出した。さらに、POSSの非晶質化に関する新しい知見として、アミノ基含有トリアルコキシシランの超強酸触媒による縮合反応を1-ヘキサノールのような疎水性アルコール中で行ったところ、10量体POSSの割合が高いPOSS混合物が得られ、この混合物はアルコールに対する溶解性の違いを利用することで簡便に分離可能であることも明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、室温付近で流動性を示す熱安定性に優れるPOSSイオン液体の合成を達成している。また、環状オリゴシロキサン構造を有するプロトン性イオン液体の合成にも成功していることから、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、電気化学的に安定な非晶質POSSイオン液体の合成を目的に、四級アンモニウム基のみを側鎖に有する10量体POSSの合成を検討する。これまでの研究より、四級アンモニウム基のみを側鎖に有する8量体POSSは結晶性の固体化合物であることが分かっているが、非晶質な10量体POSSにすることで低流動温度化が達成できると考えている。
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