2021 Fiscal Year Annual Research Report
可動性架橋型PEOネットワークの構築と高分子固体電解質材料への応用
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19K05599
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
宇野 貴浩 三重大学, 工学研究科, 准教授 (50324546)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 可動性架橋 / PEOネットワーク / チオール-エン反応 / 膨潤度 / 機械的強度 / 高分子固体電解質 / イオン導電率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環状ポリエチレンオキシド（PEO）への線状PEOの糸通しに基づいた機械的な結合を有する可動性架橋型PEOネットワークを構築し、リチウム塩と混合した高分子固体電解質の材料特性を評価することを通じて、架橋点の移動が可能であるという可動性架橋の最大の特徴に基づいた高いイオン導電率と機械的強度を併せ持つ固体電解質材料の実現の可能性について検証した結果、以下の知見が得られた。
１．ポリマー鎖中に多数のアリル基を有する多官能性線状PEOである市販のEO-PO-AGEとスペーサーを介してチオール基を有する環状PEO（c-PEO-SH）とをアセトニトリル中で混合し、超音波照射を行った後に、光ラジカル発生剤存在下でのUV照射によるチオール―エン反応を行うことにより、溶媒に不溶な可動性架橋型PEOネットワークの合成が可能であった。
２．EO-PO-AGEに対するc-PEO-SHの添加量を増加させることで、糸通しに基づく架橋点の増加と糸通しに関与しないc-PEO-SHがEO-PO-AGEと反応することによる架橋形成の阻害が同時に起こり、化合性架橋型PEOネットワークの架橋度を制御することが可能であった。
３．得られた可動性架橋型PEOネットワークは、高い膨潤度と機械的強度を合わせ持つという、架橋点の移動が可能であるという可動性架橋に特有の機械的特性を示した。
４．可動性架橋型PEOネットワークとリチウム塩からなる高分子固電解質は、両末端にチオール基を有する線状PEOとEO-PO-AGEからなる化学架橋型PEOネットワークと比較して、高いイオン導電率と機械的強度を示したことから、可動性架橋の利用により高分子固体電解質の最大の課題であるイオン導電率と機械的強度のトレードオフ関係を解消できる可能性が示唆された。
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