JP2013151628A - アルキルヒドラジド化合物からなるゲル化剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記式[1]で表されるアルキルヒドラジド化合物又は[II]で表されるジアルキルヒドラジド化合物を含むゲル化剤。
(上記式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、置換基を有していても良い炭素原子数1乃至30の脂肪族基を表す。)
【選択図】図2
Description
本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、その解決しようとする課題は、これまで提案されていない構造を有する新規なゲル化剤を提供することにある。
[1]一般式[I]で表されるアルキルヒドラジド化合物を含む、ゲル化剤。
[2]一般式[II]で表されるジアルキルヒドラジド化合物を含む、ゲル化剤。
[3]前記一般式[I]で表されるアルキルヒドラジド化合物を2種以上を含み、形成したゲルにおいてチキソトロピー性を発現する、[1]に記載のゲル化剤。
[4]前記一般式[II]で表されるジアルキルヒドラジド化合物を2種以上をを含み、形成したゲルにおいてチキソトロピー性を発現する、[2]に記載のゲル化剤。
[5]固体電解質塩と、溶媒と、[1]乃至[4]のうちいずれか一項に記載のゲル化剤とを含む、ゲル状の固体電解質。
[6]前記固体電解質塩は、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(
SO2C4F9)及びこれらの混合物からなる群から選択される、[5]に記載のゲル状の
固体電解質。
[7]一般式[I]で表されるアルキルヒドラジド化合物を含む、ゲル。
[8]一般式[II]で表されるジアルキルヒドラジド化合物を含む、ゲル。
[9]前記一般式[I]で表されるアルキルヒドラジド化合物を2種以上を含み、チキソトロピー性を発現する、[7]に記載のゲル。
[10]前記一般式[II]で表されるジアルキルヒドラジド化合物を2種以上を含み、チキソトロピー性を発現する、[8]に記載のゲル。
特に本発明のゲル化剤は、様々な誘電率を有する各種有機溶媒をゲル形成であり、また、イオン伝導体のホスト材料である電解質溶液もゲル形成可能であり、得られたゲルは電解質溶液のイオン伝導と同レベル又はこれに匹敵する良好なイオン伝導を得ることができる。
以下、本発明を詳細に説明するが、以降、「一般式[I]で表される化合物」を「化合物[I]」とも称する。他の式番号を付した化合物についても同様に表記する。
好ましくは炭素原子数1乃至30のアルキル基を表し、例えば、直鎖状もしくは分枝鎖状の炭素原子数1〜30のアルキル基又は炭素原子数3〜30の環状アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数7〜20の直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルキル基が挙げられる。
具体的には以下に示す直鎖状、分枝鎖状もしくは環状の、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基(ラウリル基)、トリデシル基、テトラデシル基(ミリスチル基)、ペンタデシル基、ヘキサデシル基(セチル基、パルミチル基)、ヘプタデシル基(マルガリル基)、オクタデシル基(ステアリル基)、ノナデシル基、イコシル基等が挙げられる。中でも好ましくは、n−ヘプチル基、n−ペンタデシル基、n−ヘプタデシル基が挙げられる。
上記アルコキシ基のアルキル部分としては、例えば、直鎖もしくは分岐状の炭素原子数1〜8のアルキル基又は炭素原子数3〜8の環状アルキル基が挙げられる。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、tert−ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。なおフッ素置換アルコキシ基としては、上記アルコキシ基のアルキル部分の少なくとも1箇所がフッ素原子にて置換されている基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
アルコキシアルコキシ基(−O−アルキレン−O−アルキル基)のアルキル部分は前記と同義であり、アルコキシアルコキシ基のアルキレン部分は前記アルキル基から水素原子を一つ除いたものと同義である。
テル系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−n−ブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコール、エチレングリコール等のアルコール系溶媒;炭酸ジメチル(ジメチルカーボネート、DMC)、炭酸ジエチル(ジエチルカーボネート、DEC)、炭酸エチルメチル、炭酸エチレン(エチレンカーボネート)、炭酸プロピレン(プロピレンカーボネート)、炭酸ビニレン(ビニレンカーボネート)等の鎖状又は環状炭酸エステル類;N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド(DMSO)等のスルホキシド系溶媒;N−メチル−2−ピロリドン等の複素環式化合物系溶媒;アセトニトリル等のニトリル系溶媒;並びにこれらの2種以上の混合溶媒が挙げられる。
本発明のゲル化剤を、媒体である有機溶媒に加え、必要に応じて加熱撹拌して溶解させたのち、室温に放置することにより、ゲル化物を得ることができる。ゲル強度は、ゲル化剤の濃度により調整することが可能である。
例えば、化合物[I]において、R1がヘプチル基を表すn−オクタノヒドラジド[C
8HDと称する]、同R1がペンタデシル基を表すパルミチン酸ヒドラジド[C16HD
と称する]、同R1がヘプタデシル基を表すステアリン酸ヒドラジド[C18HDと称す
る]を、2種混合物として、例えばC8HD:C18HDを質量比で1〜10:1〜10の割合で、C16HD:C18HDを同1〜10:1〜10の割合で混合して使用することができる。またこれらを3種混合物として、例えばC8HD:C16HD:C18HDを1〜10:1〜10:1〜30の割合で使用することもできる。
これら二種以上の化合物の混合物からなるゲル化剤は、一種単独の化合物からなるゲル化剤と比べて、より少ない使用量で、媒体である有機溶媒をゲル化することが可能であり、単独の化合物からなるゲル化剤ではゲル化できない量であっても、有機溶媒のゲル化が可能であり得る。
またこれら二種以上の化合物の混合物からなるゲル化剤は、形成したゲルにおいてチキソトロピー性を発現し得るものである。
N(SO2CF3)(SO2C4F9)から選ばれる有機リチウム塩、並びにその有機リチウ
ム塩の誘導体等を混合することもできる。これらリチウム塩はリチウムイオン二次電池に使用可能な固体電解質塩でもある。
すなわち、本発明のゲル化剤によって形成されるゲルは、ゲル状の固体電解質としても
有用であり、該固体電解質も本発明の対象である。
なお、上記ゲル状の電解質は、前述の本発明のゲル化剤、前述の電解質(固体電解質塩)及び溶媒を含みて構成され、前記溶媒として<ゲル化の対象である有機溶媒>として挙げたもの始め、一般に電解液として使用されている溶媒を好適に使用できる。その一例としては、炭酸ジメチル(ジメチルカーボネート、DMC)、炭酸ジエチル(ジエチルカーボネート、DEC)、炭酸エチルメチル、炭酸エチレン(エチレンカーボネート)、炭酸プロピレン(プロピレンカーボネート)、炭酸ビニレン(ビニレンカーボネート)等の鎖状又は環状炭酸エステル類等である。
以下の実施例で記述する試薬は東京化成工業(株)、溶媒は和光純薬工業(株)より入手し、そのまま使用した。また以下に各種測定及び分析に用いた装置及び条件を示す。
(1)示差走査熱量測定
・装置:PerkinElmer Diamond DSC(株)パーキンエルマージャパン製
・使用容器:Ag製の密封型試料容器
・昇温速度及び降温速度:10℃/分
(2)走査型電子顕微鏡写真
・装置:JSM−7400、日本電子(株)
・加速電圧:1.0kV
・サンプル処理:導電性の物質によるサンプル処理はせず
(3)透過型電子顕微鏡写真
・装置:H−8000、(株)日立ハイテクノロジーズ
・操作電圧:200kV
・サンプル処理:導電性の物質によるサンプル処理はせず
(4)イオン伝導度測定
・装置:precision LCR Meter E4980A、アジレント・テクノロジー(株)製
・テストリード:HP16089B KELVIN CLIP LEADS、アジレント・テクノロジー(株)製
・測定インピーダンス:20Hz〜2MHz、交流電場印加時のインピーダンスを測定
・測定セル:アルミニウム板状電極間に5.4mm直径の穴を開けたシリコンスペーサー(0.92mm厚)を挟み作製。この穴の中に作製したゲルを入れて測定を実施。
(5)1H−NMRスペクトル
・装置:AVANCE500(500MHz)、ブルカー・バイオスピン(株)製
(6)MALDI−TOF MSスペクトル
・装置:autoflex III、ブルカー・ダルトニクス(株)製
・マトリックス:ジスラノール(1,8−ジヒドロキシ−9(10H)−アントラセノン)
(7)元素分析
・装置:ヤナコCHNコーダー MT−5型、ヤナコテクニカルサイエンス(株)製
(8)チキソトロピー性試験(ゲルの粉砕)
・装置:ボルテックスミキサー(ジェニー2)、アズワン(株)製
2ccサンプル管にアルキルヒドラジド誘導体(ステアリン酸ヒドラジド、パルミチン酸ヒドラジド、あるいはn−オクタノヒドラジド)と、アルキルヒドラジド誘導体の添加量が所定の質量パーセント(wt%)となるように各種有機溶媒(プロピレンカーボネート、グリセリン、エチレングリコール、アセトニトチル、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、メタノール、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、エタノール、アセトン、1−ブタノール、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、クロロベンゼン、クロロホルム、ジイソプロピルエーテル、SH245(東レ・ダウコーニング(株)製の環状シリコーン)、トルエン、n−ヘキサン)を入れ、蓋をして、沸点が100℃を超える有機溶媒については、100℃で、それ以外の有機溶媒については沸点の5℃下まで加熱し、アルキルヒドラジド誘導体溶液を作製した。その後、これら溶液を室温(およそ23℃)で放冷し、ゲル化を確認した。なお、放冷後、溶液の流動性が失われて、サンプル管を倒置しても溶液が流れ落ちない状態を「ゲル化」と判断した。このゲル化試験を種々のアルキルヒドラジド誘導体の濃度の溶液について行い、ゲル化に要するアルキルヒドラジド誘導体の最低濃度(wt%)を、最低ゲル化濃度とした。n−オクタノヒドラジドについては濃度10wt%まで検討した結果を記載した。
得られた結果を表1に示す。トルエンを用いて実施した試験の放冷後の各サンプル管の写真を図1((1)ステアリン酸ヒドラジド2wt%溶液、(2)パルミチン酸ヒドラジド2wt%溶液、(3)n−オクタノヒドラジド4wt%溶液)に示す。
上記試験にて、最低ゲル化濃度が低く、良好な結果を示したステアリン酸ヒドラジドに
ついて、実施例1と同様にゲル化試験を行った。
2ccサンプル管にステアリン酸ヒドラジドと、ステアリン酸ヒドラジドの添加量が5質量パーセント(wt%)となるように有機溶媒(プロピレンカーボネート、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、メタノール、アセトニトリル、アセトン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、トルエン、n−ヘキサン)を入れ、蓋をして、それぞれの有機溶媒の沸点の5℃下の温度まで加熱し、ステアリン酸ヒドラジド溶液を作製した。その後、これら溶液を室温(およそ23℃)で放冷し、いずれの有機溶媒においてもゲル化を確認した。なお有機溶媒の代わりに水を添加したところ、ステアリン酸ヒドラジドは水に溶解しなかった。
得られた結果を表2に示す。また、放冷後の各サンプル管の写真を図2((1)プロピレンカーボネート、(2)DMSO、(3)DMF、(4)メタノール、(5)アセトニトリル、(6)アセトン、(7)ジクロロエタン、(8)テトラヒドロフラン、(9)酢酸エチル、(10)トルエン、(11)n−ヘキサン)に示す。
有機溶媒としてトルエンを選択し、アルキルヒドラジド誘導体(ステアリン酸ヒドラジド、パルミチン酸ヒドラジド、あるいはn−オクタノヒドラジド)の濃度を10wt%として、実施例1〜実施例3と同様の手順にてアルキルヒドラジド誘導体の溶液を作成し、その後室温で放冷してゲルを形成させた。
次に得られた各ゲルについて、ゾル−ゲル転移温度ならびにゲル−ゾル転移温度を示差
走査熱量計により測定した。得られた結果を表3に示す。
前述の実施例1と同様の手順にて、アルキルヒドラジド誘導体の濃度を10wt%として、有機溶媒としてトルエンを使用してゲルを形成させた。こうして得られたゲルを室温にて真空乾燥させることによりキセロゲルを得、得られたキセロゲルの状態を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。得られた結果を図3〜図5に示す。
ここで、図3(a)〜(c)は実施例8のステアリン酸ヒドラジドのトルエンキセロゲルのSEM像、図4(a)〜(c)は実施例9のパルミチン酸ヒドラジドからなるトルエンキセロゲルのSEM像、図5(a)〜(c)は実施例10のn−オクタノヒドラジドからなるトルエンキセロゲルのSEM像をそれぞれ示す。
図3〜図5に示すように、アルキルヒドラジド誘導体のトルエンキセロゲルは、数100nm厚・数10μm幅の多層シートから構成されていることが確認された。
すなわち、アルキルヒドラジド誘導体をゲル化剤として用い、媒体:トルエンにて形成したゲルにおいて、乾燥ゲル(キセロゲル)の状態で多層シート構造がみられたとする上述の結果は、アルキルヒドラジド誘導体をゲル化剤として用いて形成したトルエンゲルがカードハウス構造を有し、該構造の空隙において溶媒を保持し、ゲル形成に至ったと考えることができる。なお多層シート構造は、カードハウス構造を形成するシート状物質が乾燥過程で凝集することで生成したものと推測される。
前述の実施例1と同様の手順にて、アルキルヒドラジド誘導体の濃度を10wt%として、有機溶媒としてメタノール、n−ヘキサン及びDMFを使用してゲルを形成させた後、これらを室温にて真空乾燥させることにより得たキセロゲルの状態をSEMにて観察した。得られた結果を図6〜図9に示す。
ここで、図6(a)〜(c)は実施例11のステアリン酸ヒドラジドからなるメタノールキセロゲルのSEM像、図7(a)〜(c)は実施例12のステアリン酸ヒドラジドか
らなるn−ヘキサンキセロゲルのSEM像、図8(a)〜(c)は実施例13のステアリン酸ヒドラジドからなるDMFキセロゲルのSEM像、図9(a)〜(c)は実施例14のパルミチン酸ヒドラジドからなるメタノールキセロゲルのSEM像をそれぞれ示す。
図6〜図9に示すように、ステアリン酸ヒドラジドのメタノール、n−ヘキサン及びDMFのキセロゲルは、溶媒の極性や表2に示すように誘電率がそれぞれ異なるものの、トルエンのキセロゲルと同様に、数100nm厚・数10μm幅の多層シートから構成されていることが確認された。また、アルキル鎖長が異なるパルミチン酸ヒドラジドのメタノールキセロゲルでも同様の結果が得られた。
さらに、アルキルヒドラジド誘導体の結晶(試薬の状態)の状態をSEMにて観察した。
得られた結果を図10、図11、及び図12に示す。ここで、図10(a)〜(c)は実施例15のステアリン酸ヒドラジド結晶のSEM像、図11(a)〜(c)は実施例16のパルミチン酸ヒドラジド結晶のSEM像、図12(a)〜(c)は実施例17のn−オクタノヒドラジド結晶のSEM像をそれぞれ示す。
これらの結果より、アルキルヒドラジド誘導体の結晶そのものが、シート状結晶が折り重なった多層シート構造を有することがわかった。
次に、アルキルヒドラジド誘導体をゲル化剤として用いて得られるゲルのイオン伝導体のホスト材料としての評価を行った。
前述の3種のアルキルヒドラジド誘導体 15wt%のLiClO4 プロピレンカー
ボネート(PC)溶液(塩濃度 0.1moldm-3)を用いて前述の実施例1と同様の手順で得たオルガノゲルのイオン伝導度評価結果を表4に示す。なお、参照物質として、LiClO4 PC溶液(塩濃度 0.1moldm-3)のみの評価も行った。
以下の手順により、化合物1(ジアルキルヒドラジド誘導体)を合成した。なお、以下の実施例で記述する試薬は東京化成工業(株)、溶媒は和光純薬工業(株)より入手し、そのまま使用した(炭酸ナトリウムは和光純薬工業(株)より入手した。
・MALDI−TOF MS:calcd for C32H64N2O2(MW=508.50):m/z=506.98([M−H]+).
・元素分析:化合物1 C32H64N2O2
計算値:C,75.53%;H,12.68%;N,5.51
分析値:C,75.36%;H,12.68%;N,5.66.
実施例1と同様の手順にて、各種溶媒(トルエン、テトラヒドロフラン(THF)、DMF、DMSO、n−ヘキサン、メタノール、プロピレンカーボネート、ジクロロエタン、酢酸エチル))を用いて化合物1のゲル化試験を行った。表5にゲル化の有無と化合物1の最低ゲル化濃度を示す。またトルエン及びTHFを用いて実施した試験の放冷後の各サンプル管の写真を図13((1)トルエンゲル(ジアルキルヒドラジド2wt%溶液)、(2)THFゲル(ジアルキルヒドラジド2wt%溶液))に示す。
このように、化合物1のジアルキルヒドラジド誘導体に比べて、ステアリン酸ヒドラジド、パルミチン酸ヒドラジド、あるいはn−オクタノヒドラジドといったアルキルヒドラジド誘導体の方が、ゲル電解質としての応用展開上は好ましいゲル化剤であるとする結果となった。
前述の実施例1と同様の手順にて、化合物1の濃度を10wt%として、有機溶媒としてトルエンを使用してゲルを形成させた後、このゲルを室温にて真空乾燥させることにより得たキセロゲルの状態をSEMにて観察した。得られた結果を図14に示す。
ここで、図14(a)〜(c)は化合物1のトルエンキセロゲルのSEM像示す。
図14に示すように、化合物1のトルエンキセロゲルは、数100nm厚・数10μm幅の多層シートから構成されていることが確認された。
このことから、アルキルヒドラジド誘導体と同様に、ジアルキルヒドラジド誘導体においても、トルエンゲルはカードハウス構造により溶媒を保持し、ゲル形成したものと考えられる。
実施例1と同様の手順にて、トルエンを用いて、ゲル化能が比較的良好であったステアリン酸ヒドラジドを主たるゲル化剤とし、パルミチン酸ヒドラジドあるいはn−オクタノ
ヒドラジドとの2成分混合系のゲル化試験を行った。
まずステアリン酸ヒドラジドに対し、パルミチン酸ヒドラジドあるいはn−オクタノヒドラジドを種々の割合にて混合し、混合物の濃度が1wt%となるようにアルキルヒドラジド誘導体溶液を調製し、ゲル化試験を行った。
得られた結果(ゲル化挙動)を図15((1)ステアリン酸ヒドラジド/パルミチン酸ヒドラジドの質量混合比2/1、(2)同1/1、(3)同1/2、(4)ステアリン酸ヒドラジド/n−オクタノヒドラジドの質量混合比2/1、(5)同1/1、(6)同1/2)に示す。
これらの結果から、ステアリン酸ヒドラジドの一部を他のアルキルヒドラジド誘導体に代えたアルキルヒドラジド誘導体の2種混合物においてもゲル化すること、さらに混合系にすることで、それぞれ単独ではゲル形成しない濃度でゲル形成することが確認された。なお、いずれの混合系においても濃度を0.5wt%にするとゲル化はするものの多少の離液がみられた。
実施例1と同様の手順にて、トルエンを用いて、ゲル化能が比較的良好であったステアリン酸ヒドラジドと、パルミチン酸ヒドラジドおよびn−オクタノヒドラジドとの3成分混合系のゲル化試験を行った。
まずステアリン酸ヒドラジド、パルミチン酸ヒドラジド、およびn−オクタノヒドラジドを混合し、混合物の濃度が1wt%となるようにアルキルヒドラジド誘導体溶液を調製し、ゲル化試験を行った。
得られた結果を図16((1)ステアリン酸ヒドラジド/パルミチン酸ヒドラジド/n−オクタノヒドラジドの質量混合比1/1/1、(2)同2/1/1、(3)同1/2/1、(4)1/1/2、(5)同2/2/1、(6)同2/1/2、(7)同1/2/2)に示す。
これらの結果から、ステアリン酸ヒドラジドの一部を他のアルキルヒドラジド誘導体に代えたアルキルヒドラジド誘導体の3種混合物においてもゲル化すること、さらに混合系にすることで、それぞれ単独ではゲル形成しない濃度でゲル形成することが確認された。
アルキルヒドラジド誘導体の単独系ゲルと混合系ゲル(2成分混合系)のゲル粉砕後の挙動を評価した。
実施例1と同様の手順にて、各種アルキルヒドラジド(ステアリン酸ヒドラジド、パルミチン酸ヒドラジド又はn−オクタノヒドラジド)をゲル化剤とし、実施例1乃至実施例3で使用した有機溶媒(19種、但しn−オクタノヒドラジドの場合には、ゲル化した12種(離液したもの、部分ゲル化を含む)のみ)を用い、最低ゲル化濃度及び最低ゲル化濃度+1wt%の濃度でゲルを作製した。
次に、サンプル管をボルテックスミキサーにあてて、内部のゲルを10秒間粉砕し、所定時間(1分、10分、1時間又は12時間)静置した後、サンプル管を倒置し、ゲルが流れるかどうかを確認した。
アルキルヒドラジド誘導体の各種単独系ゲルにおいては、いずれの有機溶媒、いずれのアルキルヒドラジド誘導体においても、最低ゲル化濃度および最低ゲル化濃度+1wt%でゲル化したサンプルは、粉砕後倒置するといずれの所定時間静置後においてもゲルが垂れ落ち、本試験例においてはチキソトロピー性を発現しなかった。
図17に、各種アルキルヒドラジド誘導体のクロロベンゼンを用いて最低ゲル化濃度でゲル化させたゲルのチキソトロピー挙動をそれぞれ示す。図17は、粉砕前のクロロベンゼンゲルを(1)〜(3)[(1)ステアリン酸ヒドラジド2wt%ゲル、(2)パルミ
チン酸ヒドラジド2wt%ゲル、(3)n−オクタノヒドラジド6wt%ゲル]に、10秒間粉砕、12時間静置後倒置の挙動(4)〜(6)[(4)粉砕後のステアリン酸ヒドラジド2wt%ゲル、(5)粉砕後のパルミチン酸ヒドラジド2wt%ゲル、(6)粉砕後のn−オクタノヒドラジド6wt%ゲル]を示す。
実施例1と同様の手順にて、2成分混合系として、種々の混合割合(表6乃至表8参照)にて、ステアリン酸ヒドラジド/n−オクタノヒドラジド混合系2wt%トルエンゲル、ステアリン酸ヒドラジド/パルミチン酸ヒドラジド混合系2wt%トルエンゲル、ステアリン酸ヒドラジド/n−オクタノヒドラジド混合系1wt%又は2wt%クロロベンゼンゲルを作製した(濃度は混合物としての濃度)。
次に、サンプル管をボルテックスミキサーにあて、機械的振動により内部のゲルを10秒間粉砕しゾル状とした後、所定時間(1分、10分、1時間又は12時間)静置した後、サンプル管を倒置し、ゲルが流れるかどうかを確認した。得られた結果を表6乃至表8に示す。
アルキルヒドラジド誘導体の混合系ゲル(3成分混合系)のゲル粉砕後の挙動を評価した。
実施例1と同様の手順にて、3成分混合系として、種々の混合割合(表9乃至表15三層)にて、ステアリン酸ヒドラジド/パルミチン酸ヒドラジド/n−オクタノヒドラジド混合系1wt%又は2wt%トルエンゲル、1wt%又は2wt%クロロベンゼンゲル、2wt%オクタンゲル、2wt%SH245(東レ・ダウコーニング(株)製の環状シリコーン)ゲル、6wt%プロピレンカーボネートゲルを作製した(濃度は混合物としての濃度)。
次に、サンプル管をボルテックスミキサーにあて、機械的振動により内部のゲルを10秒間粉砕しゾル状とした後、所定時間(1分、10分、1時間(もしくは30分)又は12時間)静置した後、サンプル管を倒置し、ゲルが流れるかどうかを確認した。得られた結果を表9乃至表14に示す。
ソトロピー性試験結果を図18に示す。図18は、粉砕前のクロロベンゼンゲルを(1)〜(2)[(1)1wt%ゲル、(2)2wt%ゲル]、10秒間粉砕後、1分間静置後倒置の挙動(3)〜(4)[(3)粉砕1分後の1wt%ゲル、(4)粉砕1分後の2wt%ゲル]、そして10秒間粉砕後、1時間静置後倒置の挙動(5)〜(6)[(5)粉砕1時間後の1wt%ゲル、(6)粉砕1時間後の2wt%ゲル]を示す。
但し、表13に示すように、アルキルヒドラジド誘導体混合物において、n−オクタノヒドラジドの割合を非常に高めた混合物(1/1/30)ではチキソトロピー性の発現が良好でなく、また、n−オクタノヒドラジド以外のアルキルヒドラジド(ステアリン酸ヒドラジド)の混合割合を高めた場合(10/1/1)ではチキソトロピー性が発現しないなど、チキソトロピー性発現に最適な混合組成範囲の存在を示唆する結果が得られた。
また表14に示すように、オクタン、SH245、及びプロピレンカーボネートを用いて作製したゲルにおいてもチキソトロピー性が発現することが確認された。
以上の通り、アルキルヒドラジド誘導体は3成分の混合系とした際に、トルエンゲル、クロロベンゼンゲル、オクタンゲル、SH245ゲル、およびプロピレンカーボネートゲルにおいてチキソトロピー性を発現することが確認された。
なお前述したとおり、本発明のようにアルキル鎖の違う低分子ゲル化剤を混合することのみによる得られる新たな効果(チキソトロピー性)についてはこれまでほとんど報告例が無く、本発明のゲル化剤が有する特異な効果を示す結果となった。
Claims (10)
- 一般式[I]で表されるアルキルヒドラジド化合物を含む、ゲル化剤。
(式中、R1は置換基を有していても良い炭素原子数1乃至30の脂肪族基を表す。) - 一般式[II]で表されるジアルキルヒドラジド化合物を含む、ゲル化剤。
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、置換基を有していても良い炭素原子数1乃至30の脂肪族基を表す。) - 前記一般式[I]で表されるアルキルヒドラジド化合物を2種以上を含み、形成したゲルにおいてチキソトロピー性を発現する、請求項1に記載のゲル化剤。
- 前記一般式[II]で表されるジアルキルヒドラジド化合物を2種以上を含み、形成したゲルにおいてチキソトロピー性を発現する、請求項2に記載のゲル化剤。
- 固体電解質塩と、溶媒と、請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項に記載のゲル化剤とを含む、ゲル状の固体電解質。
- 前記固体電解質塩は、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3S
O3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2
C4F9)及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項5に記載のゲル状の固体電解質。 - 一般式[I]で表されるアルキルヒドラジド化合物を含む、ゲル。
(式中、R1は置換基を有していても良い炭素原子数1乃至30の脂肪族基を表す。) - 一般式[II]で表されるジアルキルヒドラジド化合物を含む、ゲル。
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、置換基を有していても良い炭素原子数1乃至30の脂肪族基を表す。) - 前記一般式[I]で表されるアルキルヒドラジド化合物を2種以上を含み、チキソトロピー性を発現する、請求項7に記載のゲル。
- 前記一般式[II]で表されるジアルキルヒドラジド化合物を2種以上を含み、チキソトロピー性を発現する、請求項8に記載のゲル。
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