JPH0551632B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0551632B2
JPH0551632B2 JP63211673A JP21167388A JPH0551632B2 JP H0551632 B2 JPH0551632 B2 JP H0551632B2 JP 63211673 A JP63211673 A JP 63211673A JP 21167388 A JP21167388 A JP 21167388A JP H0551632 B2 JPH0551632 B2 JP H0551632B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
block
polymerization
polymer
chain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63211673A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02229826A (en
Inventor
Teruo Fujimoto
Yoshinobu Isono
Mikio Shiono
Osamu Watanabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP63211673A priority Critical patent/JPH02229826A/en
Publication of JPH02229826A publication Critical patent/JPH02229826A/en
Publication of JPH0551632B2 publication Critical patent/JPH0551632B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyethers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は高分子固定電解質等の機能性高分子材
料として有用なブロツク−グラフト共重合体組成
物に関する。 (従来の技術) 最近、金属に匹敵する電子伝導性を持つた有機
導電体が見出され、既に一部では具体的に利用も
検討され始めている。 しかし、イオン伝導体については無機結晶、ガ
ラス、セラミツクスなどを中心として展開が進ん
でいるものの、有機の高分子固体については未だ
実用化されるに至つていない。高分子系のものは
無機のイオン伝導体に比べて、(i)比重が軽い、(ii)
成形が容易である、(iii)柔軟で薄いフイルムが容易
に得られる、(iv)室温で比較的高いイオン伝導性を
備えている等の特徴を備えている等の特徴を備え
ている。 一方、高分子電解質を含めた一般的な固体電解
質としての要求特性は、(i)成膜性、(ii)高イオン伝
導性、(iii)イオン輪率、(iv)低含水率等の制御であ
り、とりわけ(ii)が重要視されている。 現在研究が進められている高分子系のものはポ
リエチレンオキサイドを備えたマトリツクス材料
が主流を占めている。 (発明が解決しようとする課題) しかし、ホモポリエチレンオキサイドは重合度
20未満では凝集力が弱いため成膜できず、20以上
では結晶化が始まつて、固体電解質としての性能
が低下する。したがつて現在ある高分子材料では
固体電解質としての性能を高めることができない
という制約があつた。 本発明の目的はこの課題を解決した新たな高機
能性の高分子材料を提供することにある。 (課題を解決するための手段) 本発明による機能性高分子材料は、一般式
() (ここに、R1は水素原子、メチル基、またはエ
チル基、R2は水素原子またはメチル基、R3は水
素原子、アルキル基、アリール基、アシル基、ま
たはシリル基、nは1〜45の整数であり、式中の で示されるグラフト鎖の数平均分子量が45以上
2000未満である) で表される繰返し単位からなる、少なくとも1種
の重合度10以上の重合体のブロツク鎖Aと、 一般式() (ここに、R4は水素原子、メチル基、またはエ
チル基、Mは式−CH=CH2、−C(CH3)=CH2
−COOCH3、または−COOC2H5で表される基、
フエニル基、あるいは置換フエニル基である) で表される繰返し単位からなる、少なくとも1種
の重合度300以上の重合体のブロツク鎖Bとから
構成され、ブロツク鎖Aとブロツク鎖Bの成分比
が1:30〜30:1である重合度310以上のブロツ
ク−グラフト共重合体に、前記一般式()のア
ルキレンオキサイドユニツト(n)に対して0.05〜80
モル%のLi、Na、K、Cs、Ag、CuおよびMgか
ら選択される少なくとも1種の元素を含む無機塩
を混合させた組成物である。 ここで用いられるブロツク−グラフト共重合体
は、それぞれ一般式()および(()で表さ
れる同種または異種の繰返し単位からなる、少な
くとも1種の重合体のブロツク鎖A、Bが、例え
ばA1B1、B1A1、B1A1B1、B1A1B2
B1A1B2A1B1というように、任意に配列されてな
るものである。 重合体のブロツク鎖Aの重合度は10以上、同じ
くBの重合度は300以上、またこの両ブロツク鎖
A、Bの成分比は1:30〜30:1で、得られるブ
ロツク−グラフト共重合体の重合度は310以上の
ものである。 重合体のブロツク鎖Aは高分子電解質としての
機能を果たす部分のため、重合度が10未満では、
このポリマーの特徴であるミクロ相分離構造を示
さず、またブロツク鎖Bは機械的強度を保持する
部分のため、重合度が300未満ではポリマーの機
械的強度が低下してしまう。さらに、ブロツク鎖
Aとブロツク鎖Bの成分比が1:30以下ではグラ
フト成分が少なすぎて高分子電解質としての機能
を保つことが難しくなり、また30:1以上ではブ
ロツク鎖の幹分子としての機械的強度が保持しに
くくなるからである。 本発明によるブロツク−グラフト共重合体組成
物は、、上記ブロツク−グラフト共重合体に下記
の無機塩を混合させたものである。 こに使用される無機イオン塩は、Li、Na、K、
Cs、Ag、Cu、およびMgの内の少なくとも1種
の元素を含むもので、具体的にはLiClO4、LiI、
LiSCN、LiBF4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiPF6
NaI、NaSCN、NaBr、NPF6、KI、KSCN、
KPF6、KAsF6、CsSCN、CsBF4、CsPF6
AgNO3、CuC12Mg(ClO42、RbCu4I1.75Cl3.25
どが挙げられ、これらはその1種または2種以上
の組合せで使用される。これらはポリアルキレン
オキサイドとの金属錯体を形成することにより、
金属イオンの移動率が高くなり、固体電解質とし
ての特性が得られる。また、これのブロツク−グ
ラフト共重合体に対する割合はこの共重合体のア
ルキレンオキサイドユニツト(n)に対して0.05〜80
モル%、好ましくは0.1〜50モル%である。 このブロツク−グラフト共重合体は、例えば一
般式() (式中、R1は前記に同じ)で表される繰返し単
位からなる少なくとも1種の重合度10以上の重合
体のブロツク鎖Cと、前記一般式()で表され
る繰返し単位からなる少なくとも1種の重合度
300以上の重合体のブロツク鎖Bとが成分比1:
30〜30:1で構成されている、重合度310以上の
幹分子鎖となるブロツク共重合体Tを合成し、次
にこのブロツク共重合体が持つ側鎖のヒドロキシ
ル基に、一般式RMe(ここにRはt−ブチルエー
テル、ジフエニルエチレン、ベンジル、ナフタレ
ン、またはクミル基、Meはナトリウム、カリウ
ム、またはセシウム原子である)で表わされる有
機アルカリ金属を反応させてカルバニオン化し、
これに一般式() (ここに、R2は前記に同じ)で表されるアルキ
レンオキサイドを加えてグラフト鎖を成長させ、
ついで酸または一般式R5X(ここに、R5はアルキ
ル基、アリール基、アシル基またはシリル基、X
はハロゲン原子である)で表されるハロゲン化合
物を加えて重合を停止することによつて製造する
ことができる。 その際、出発原料として用いられるブロツク鎖
C、Bからなる幹分子鎖としてのブロツク共重合
体Tは、まず4−ヒドロキシスチレン、4−(1
−メチルエテニル)フエノールなどで例示され
る、一般式()で示される残基を含有するモノ
マー化合物について、そのフエノール性水酸基を
トリアルキル基やトリアルキルシリル基で保護し
ておき、これと、スチレン、α−メチルスチレン
等のビニル化合物;ブタジエン、イソプレン等の
ジエン化合物;メチルアクリレート、エチルアク
リレート、メタルメタクリレート、エチルメタク
リレート等のアクリル酸エステル、メタクリル酸
エステル;等で例示されるモノマー化合物より合
成された、一般式()で表される繰返し単位を
有するブロツク重合体を、リビングアニオン重合
法により重合し、次に酸などで加水分解すること
によつて得ることができる。 この重合に用いられる開始剤には、n−ブチル
リチウム、sec−ブチリチウム、tert−ブチルリ
チウム、2−メチルブチルリチウム等の有機金属
化合系のものが例示されるが、これらの内では特
にn−ブチルリチウムが好ましい。この使用量は
仕込み化合物量と共に、得られる重合体の分子量
を決定するので、所望の分子量に応じて選択され
る。得られたブロツク共重合体Tを構成するブロ
ツク鎖Cの重合度は10以上あるものが好ましいの
で、通常は反応溶液中で10-2〜10-4mol/のオ
ーダーの濃度になるようにする。 重合は一般に有機溶媒中で行なわれるが、これ
に使用できる有機溶媒の例としては、ベンゼン、
トルエン、n−ヘキサン、テトラヒドロフラン等
のアニオン重合用の溶媒が好ましい。重合に供す
るモノマー化合物の反応溶液中の濃度は1〜10重
量%が適切であり、重合反応は応力10-5Torr以
下の高真空下、または精製して水分等の反応に対
する有害物質を除去したアルゴン、窒素等の不活
性ガス雰囲気中で、室温において撹拌下に行なう
のが好ましい。 保護基の脱離反応はジオキサン、アセトン、メ
チルエチルケトン、アセトニトリル等の溶媒中で
加熱下、塩酸またはよう化水素酸等の酸を滴下す
ることによつて容易に行なうことができる。 このようにして得られたブロツク共重合体Tの
ヒドロキシル基のカルバニオン化は、これを濃度
1〜30重量%、好ましくは1〜10重量%のテトラ
ヒドロフラン等のアニオン重合用溶媒に溶解し、
これに有機アルカリ金属をテトラヒドロフロン等
の適当な溶媒に溶かして加え、0〜25℃で30分〜
4時間撹拌することにより行われる。 この反応に用いられる有機アルカリ金属として
は、例えばt−ブトキシカリウム、ナフタレンカ
リウム、ジフエニルエチレンカリウム、ベンジル
カリウム、クミルカリウム、ナフタレンナトリウ
ム、クミルセシウム等が挙げられるが、これらの
内ではとくにt−ブトキシカリウムが好ましい。 この反応の確認は、生成物をトリメチルシリル
クロライドと反応させた後、メタノール中で沈
殿、精製後、乾燥して単離して得られた試料を、
1H−NMRによつてヒドロキシル基の消滅、トリ
メチルシリル基の増加量を測定することにより行
うことができ、有機アルカリ金属のヒドロキシル
基への反応を定量的に把握できる。またGPCに
よつてブロツク鎖が架橋や分解反応を受けていな
いことも確認できる。 カルバニオン化したブロツク共重合体Tは、次
に一般式()で示されるアルキレンサキサイ
ド、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキ
サイドなどを蒸気状あるいは液状で加え、量にも
よるが0〜80℃で1〜48時間撹拌すると、ブロツ
ク−グラフト共重合体にすることができる。 アルキレンオキサイドを加えた重合溶液はn−
ヘキサン中に注ぐと沈殿し、それをろ過して乾燥
すると単離できる。キヤラクタリゼーシヨンは膜
浸透圧計で数平均分子量を測定し、赤外吸収スペ
クトル、1H−NMRで構造や組成を計呈し、その
結果からグラフト鎖の長さ、数を決定できる。ま
たGPCで目的物が単離できているか否かの判断
と分子量分布を推測することができる。 この幹分子鎖となるブロツク共重合体Tの重合
およこれの枝分子鎖成長のための反応は通常有機
溶媒中で行われるが、これに使用できる有機溶媒
の例としては、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、テトラヒドロピラン、ベンゼン等の、アニオ
ン重合または開環重合用の溶媒が好ましい。 重合の停止に用いられる化合物には、例えば酢
酸等の酸類;メチルブロマイド、ベンジルクロラ
イド、アセチルクロライド、トリメチルシリルク
ロライド、t−ブチルジメチルシリルクロライド
等の一般式R5Xで表される、アルキル基、アリー
ル基、アシル基またはシリル基を有するハロゲン
化合物;等が挙げられる。 グラフト鎖の長さの制御は、ブロツク−グラフ
ト共重合体に含まれるブロツク鎖Cのモル数と、
カルバニオン化するときの有機アルカリ金属の量
と、アルキレンオキサイドの量とで決定される。
すなわち有機アルカリ金属の量はブロツク鎖Cの
モル数を超えてはならず、またグラフト鎖の長さ
は アルキレンオキサイドのモル数/有機
アルカリ金属のモル数×アルキレンオキサイドの分子量
で表される。 例えば、グラフト鎖の長さが数平均分子量で
2000のブロツク−グラフト共重合体を製造するに
は、ブロツク鎖Cを7×10-3モル含むブロツク−
グラフト共重合体に、有機アルカリ金属を5×
10-3モル加えてカルバニオン化した後、アレキレ
ンオキサイド10gを加えればよい。また数平均分
子量が45のブロツク−グラフト共重合体を製造す
るには、上記の各成分をすべて等モルにすればよ
い。さらに数平均分子量が45〜2000のものでは、
その中間のモル数を任意に選択することにより達
成される。 このようにして得られたブロツク−グラフト共
重合体は次に前記無機塩を添加して本発明の組成
物とするのであるが、その方法には特に制限はな
く、例えばブロツク−グラフト共重合体に無機塩
を必要に応じメチルエチルケトンなどの溶媒に溶
かして均一に混合する方法、ブロツク−グラフト
共重合体に無機塩を添加して常温または加熱下に
機械的に混練する方法、無機塩を溶解したメタノ
ールなどの溶媒に、ブロツク−グラフト共重合体
の膜を含浸して膜を膨潤させ、これに無機塩を均
一に分散させる方法など、任意に選択することが
できる。 (実施例) 以下、本発明の具体的実施態様を実施例および
比較例に基づいてさらに詳細に説明する。なお、
例中のブロツク共重合体は各成分を[−b−]で
つないで、例えばポリスチレン、ポリ−p−ヒド
ロキシスチレン、ポリスチレンの三成分三元ブロ
ツク共重合体」を、「ポリ(スチレン−b−p−
ヒドロキシスチレン−b−スチレン)」と表記す
る。 実施例 1−1 〔ポリ(スチレン−b−p−ヒドロキシスチレ
ン−b−スチレン)……幹分子鎖となるブロツ
ク共重合体Tの合成〕 10-5Torrの高真空下でテトラヒドロフラン540
ml中に開始剤としてn−ブチルリチウムの1.1×
10-4モルを仕込んだ。この混合溶液を−78℃に保
ち、テトラヒドロフラン80mlで希釈した。5.6g
のスチレンを添加して、30分間撹拌しながら重合
させた。この反応溶液は赤色を呈した。次にテト
ラヒドロフラン90mlで希釈したp−tert−ブトキ
シスチレンを4.1g加えて15分間、撹拌下で重合
させた。この溶液を赤色を呈した。これにテトラ
ヒドロフラン80mlで希釈したスチレンを5.6g加
え、さらに10分間、撹拌下で重合させた。この溶
液も同様に赤色を呈した。重合終了後、反応混合
物をメタノール中に注ぎ、得られた重合物を沈殿
させた後、分離し、乾燥して15.3gの白色重合体
を得た。 1H−NMRの結果より、これがスチレン73%、
p−tert−ブトキシスチレン27%からなるブロツ
ク共重合体であることが判つた。またGPC溶液
曲線はシヤープな単一ピークを示し、単一重合体
であることが確認された。この重合体のnは14
×104であつた。 次に、アセトンとベンゼンの混合溶媒にブロツ
ク共重合体を溶解し、よう化水素を用いて30℃3
時間で加水分解し、スチレン40部/p−ヒドロキ
シスチレン20部/スチレン40部の割合で含むポリ
(スチレン−b−p−ヒドロキシスチレン−b−
スチレン)を合成した。 なお、このポリ(スチレン−b−p−ヒドロキ
シスチレン−b−スチレン)におけるスチレン/
p−ヒドロキシスチレン/スチレンの割合と分子
量は仕込み量と開始剤の濃度から任意に選択でき
る。 実施例 1−2 〔ポリ(スチレン−b−p−ヒドロキシスチレ
ン−b−スチレン)……幹分子鎖となるブロツ
ク共重合体Tの、有機アルカリ金属によるカル
バニオン化〕 前例で得られたポリ(スチレン−b−p−ヒド
ロキシスチレン−b−スチレン)の10gを、高空
下で200mlのテトラヒドロフランに溶解した。こ
の溶液に25℃で0.07モルのt−ブトキシカリウム
を加えた。この溶液を1時間撹拌後、さらに0.5
モルのトリメチルシリルクロライドを加えて反応
させた後、この反応液をメタノール中に注ぎ、得
られた重合体を沈殿させて分離した。 この重合体を1H−NMRで分析したところ、ヒ
ドロキシル基にカリウムが反応して、ヒドロキシ
ル基のピークが消失し、トリメチルシリル基のピ
ークの増加していることが確認された。また
GPCの溶出曲線から分子量分布がカルバニオン
化前と変わらず、架橋反応も分解反応も起こつて
いないことが確認された。 本例はブロツク共重合体のヒドロキシル基のカ
ルバニオン化が完全に定量的に進行すると共に、
主鎖の分解や架橋などの副反応が伴わないことを
示している。 実施例 1−3 〔エチレンオキサイドによるポリ(スチレン−
b−p−ヒドロキシスチレン−b−スチレン)
からのブロツク−グラフト共重合体の合成と、
これにNaSCNを取り込んだ本発明の組成物の
製造〕 実施例1−1で得られたポリ(スチレン−b−
p−ヒドロキシスチレン−b−スチレン)の10g
を、10-6Torrの高真空下で250mlのテトラヒドロ
フランに溶解した。この溶液に25℃で8.3×10-3
モルのt−ブトキシカリウムを加えた。この溶液
を1時間撹拌後、エチレンオキサイド4.15gを添
加した。これを65℃に保ち、24時間撹拌した。そ
の後、酢酸を加えて重合を停止させてから、反応
混合物をn−ヘキサン中に注ぎ、重合体を沈殿さ
せて分離し、乾燥した。得られた重合体は14.15
gであつた。このGPC溶出曲線を第1図に、1H−
NMRによる分析結果を第2図に示した。GPC溶
出曲線がシヤープで単一ピークであることから、
これが単一重合体であることが確認されらた。ま
たこの重合体のnは20×104であつた。この1H
−NMRとnとから、グラフト鎖の長さが500
で、ポリエチレンオキサイドの組成が30%である
ことが判つた。また、このIRスペクトルを第3
図に示した。 このブロツク−グラフト共重合体をメチチルエ
チルケトンに溶解して製膜したフイルムの電子顕
微鏡写真を第4図に示す。これより幹分子鎖の相
(白い細目の筋)と枝分子鎖の相(黒つぽい筋)
とがミクロに分離していることが判る。 このグラフト鎖のIR、1H−NMRにおける吸収
位置は、IR(cm-1):C−O−C:1115cm-11H−
NMR(δ、ppm):OCH2CH2:3.6ppmである。 このようにして得られたブロツク−グラフト共
重合体1gを25mlのメチルエチルケトンに溶解し
た。この溶液に0.03gのNaSCNを溶解した5ml
のメチルエチルケトンを加え、均一に混合した。
この溶液をテフロン板上に流延した。試料を室温
で24時間静置して過剰の溶媒を除去した後、さら
に60℃で24時間減圧乾燥して製膜した。この膜は
NaSCNが均一に分散していた。これを直径15mm
の円盤状にして両面に導電性銀ペーストを塗布し
て電極を形成し、周波数5Hz〜13MHzの交流イン
ピーダンス測定装置(横河−Hewlett Packard
マルチフリクエンシーLCRメーター
model4192A)を用いて、複素インピーダンス表
示をコンピユーター処理してイオン伝導度を算出
した。その結果、23℃で7×10-5S/cmの値を得
た。 実施例2〜3および比較例1 〔前例と同じ〕 前例において、エチレンオキサイドと無機塩の
添加量と重合条件を第1表に示すように変えたほ
かは同様にしたところ、表に併記した通りの結果
が得られた。 なお、比較例1ではグラフト鎖の長さが5000の
ブロツク−グラフト共重合体となり、ポリエチレ
ンオキサイド鎖が結晶していたため、過剰量の
NaSCNが上層に析出し、NaSCNが均一に分散
したものが得られなかつた。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a block-graft copolymer composition useful as a functional polymer material such as a fixed polymer electrolyte. (Prior Art) Recently, organic conductors have been discovered that have electronic conductivity comparable to that of metals, and their use has already begun to be considered in some areas. However, although progress has been made in the development of ionic conductors, mainly inorganic crystals, glasses, and ceramics, organic polymer solids have not yet been put into practical use. Compared to inorganic ionic conductors, polymeric ones (i) have a lower specific gravity; (ii)
It has the following characteristics: (iii) flexible and thin films can be easily obtained; and (iv) relatively high ionic conductivity at room temperature. On the other hand, the required properties for general solid electrolytes, including polymer electrolytes, are (i) film-forming properties, (ii) high ionic conductivity, (iii) ionic ring ratio, and (iv) control of low water content. In particular, (ii) is emphasized. The mainstream of polymer materials currently being researched is matrix materials containing polyethylene oxide. (Problem to be solved by the invention) However, homopolyethylene oxide has a high degree of polymerization.
If it is less than 20, the cohesive force is too weak to form a film, and if it is more than 20, crystallization will begin and the performance as a solid electrolyte will deteriorate. Therefore, there is a limitation that the performance as a solid electrolyte cannot be improved with the currently available polymer materials. An object of the present invention is to provide a new highly functional polymeric material that solves this problem. (Means for Solving the Problems) The functional polymer material according to the present invention has the general formula () (Here, R 1 is a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group, R 2 is a hydrogen atom or a methyl group, R 3 is a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an acyl group, or a silyl group, and n is 1 to 45 is an integer in the expression The number average molecular weight of the graft chain shown by is 45 or more
A block chain A of at least one polymer having a degree of polymerization of 10 or more and consisting of repeating units represented by (less than 2000); (Here, R 4 is a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group, M is a formula -CH=CH 2 , -C(CH 3 )=CH 2 ,
A group represented by -COOCH3 or -COOC2H5 ,
It is composed of a block chain B of at least one kind of polymer having a degree of polymerization of 300 or more, which is composed of repeating units represented by phenyl group or substituted phenyl group, and the component ratio of block chain A and block chain B is A block-graft copolymer having a polymerization degree of 310 or more with a ratio of 1:30 to 30:1 has a ratio of 0.05 to 80 to the alkylene oxide unit (n) of the general formula ().
The composition is a mixture of inorganic salts containing at least one element selected from Li, Na, K, Cs, Ag, Cu, and Mg in mol%. The block-graft copolymer used here has at least one polymer block chain A, B consisting of the same or different repeating units represented by the general formulas () and ((), for example, A 1 B 1 , B 1 A 1 , B 1 A 1 B 1 , B 1 A 1 B 2 ,
They can be arbitrarily arranged as B 1 A 1 B 2 A 1 B 1 . The polymerization degree of block chain A of the polymer is 10 or more, and the polymerization degree of B is 300 or more, and the component ratio of both block chains A and B is 1:30 to 30:1, so that the obtained block-graft copolymer The polymerization degree of the combination is 310 or more. Since the polymer block chain A functions as a polymer electrolyte, if the degree of polymerization is less than 10,
This polymer does not exhibit the characteristic microphase separation structure, and since the block chain B is a portion that maintains mechanical strength, if the degree of polymerization is less than 300, the mechanical strength of the polymer will decrease. Furthermore, if the component ratio of block chain A to block chain B is less than 1:30, the graft component will be too small and it will be difficult to maintain the function as a polymer electrolyte, and if it is more than 30:1, the graft component will not function as the main molecule of the block chain. This is because it becomes difficult to maintain mechanical strength. The block-graft copolymer composition according to the present invention is obtained by mixing the above-mentioned block-graft copolymer with the following inorganic salt. The inorganic ionic salts used here include Li, Na, K,
Contains at least one element among Cs, Ag, Cu, and Mg, specifically LiClO 4 , LiI,
LiSCN, LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiPF 6 ,
NaI, NaSCN, NaBr, NPF6 , KI, KSCN,
KPF 6 , KAsF 6 , CsSCN, CsBF 4 , CsPF 6 ,
Examples include AgNO 3 , CuC 12 Mg(ClO 4 ) 2 , RbCu 4 I 1.75 Cl 3.25 , and these may be used alone or in combination of two or more thereof. By forming metal complexes with polyalkylene oxide,
The transfer rate of metal ions is increased, and properties as a solid electrolyte are obtained. In addition, the ratio of this to the block-graft copolymer is 0.05 to 80% relative to the alkylene oxide unit (n) of this copolymer.
mol %, preferably 0.1 to 50 mol %. This block-graft copolymer has, for example, the general formula () (wherein R 1 is the same as above) and at least one block chain C of a polymer having a degree of polymerization of 10 or more; 1 degree of polymerization
Component ratio of block chain B of polymer of 300 or more is 1:
A block copolymer T having a polymerization ratio of 30 to 30:1 and having a polymerization degree of 310 or more is synthesized, and then the hydroxyl group of the side chain of this block copolymer is substituted with the general formula RMe ( Here, R is t-butyl ether, diphenylethylene, benzyl, naphthalene, or cumyl group, and Me is sodium, potassium, or cesium atom).
Add to this the general formula () (Here, R 2 is the same as above) is added to grow the graft chain,
Then the acid or the general formula R 5 X (where R 5 is an alkyl group, aryl group, acyl group or silyl group,
is a halogen atom) by adding a halogen compound to stop the polymerization. At this time, the block copolymer T as a main molecular chain consisting of block chains C and B used as starting materials is firstly 4-hydroxystyrene, 4-(1
For a monomer compound containing a residue represented by the general formula (), exemplified by -methylethenyl)phenol, the phenolic hydroxyl group is protected with a trialkyl group or a trialkylsilyl group. Synthesized from monomer compounds exemplified by vinyl compounds such as α-methylstyrene; diene compounds such as butadiene and isoprene; acrylic acid esters and methacrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, metal methacrylate, and ethyl methacrylate; It can be obtained by polymerizing a block polymer having a repeating unit represented by the general formula () by a living anionic polymerization method and then hydrolyzing it with an acid or the like. Examples of initiators used in this polymerization include organometallic compounds such as n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, and 2-methylbutyllithium. -Butyllithium is preferred. The amount used, together with the amount of the compound to be charged, determines the molecular weight of the resulting polymer, and is therefore selected depending on the desired molecular weight. Since it is preferable that the degree of polymerization of the block chains C constituting the obtained block copolymer T is 10 or more, the concentration in the reaction solution is usually on the order of 10 -2 to 10 -4 mol/. . Polymerization is generally carried out in an organic solvent, and examples of organic solvents that can be used include benzene,
Solvents for anionic polymerization such as toluene, n-hexane, and tetrahydrofuran are preferred. The appropriate concentration of the monomer compound to be subjected to polymerization in the reaction solution is 1 to 10% by weight, and the polymerization reaction is carried out under a high vacuum with a stress of 10 -5 Torr or less, or purified to remove harmful substances such as moisture. It is preferable to carry out the reaction under stirring at room temperature in an inert gas atmosphere such as argon or nitrogen. The elimination reaction of the protecting group can be easily carried out by dropping an acid such as hydrochloric acid or hydroiodic acid in a solvent such as dioxane, acetone, methyl ethyl ketone, or acetonitrile while heating. Carbanionization of the hydroxyl groups of the block copolymer T thus obtained is carried out by dissolving it in an anionic polymerization solvent such as tetrahydrofuran at a concentration of 1 to 30% by weight, preferably 1 to 10% by weight.
Add the organic alkali metal dissolved in a suitable solvent such as tetrahydrofuron to this, and add it for 30 minutes at 0 to 25℃.
This is done by stirring for 4 hours. Examples of organic alkali metals used in this reaction include t-butoxypotassium, naphthalene potassium, diphenylethylene potassium, benzyl potassium, cumyl potassium, naphthalene sodium, and cumyl cesium. Among these, t-butoxypotassium is particularly preferred. preferable. To confirm this reaction, the product was reacted with trimethylsilyl chloride, then precipitated in methanol, purified, dried, and isolated.
This can be done by measuring the disappearance of hydroxyl groups and the amount of increase in trimethylsilyl groups by 1 H-NMR, and it is possible to quantitatively understand the reaction of organic alkali metals to hydroxyl groups. It can also be confirmed by GPC that the block chains have not undergone cross-linking or decomposition reactions. Next, to the carbanionized block copolymer T, an alkylene soxide represented by the general formula (), such as ethylene oxide, propylene oxide, etc., is added in vapor or liquid form, and the mixture is heated at 0 to 80°C for 1 to 10 minutes, depending on the amount. After stirring for 48 hours, a block-graft copolymer can be obtained. The polymerization solution containing alkylene oxide is n-
Pouring into hexane produces a precipitate that can be isolated by filtering and drying. For characterization, the number average molecular weight is measured using a membrane osmometer, and the structure and composition are measured using infrared absorption spectroscopy and 1 H-NMR. From the results, the length and number of graft chains can be determined. In addition, GPC can be used to determine whether the target product has been isolated and to estimate its molecular weight distribution. The polymerization of the block copolymer T, which becomes the main molecular chain, and the reaction for growing its branch molecular chains are usually carried out in an organic solvent. Examples of organic solvents that can be used for this are tetrahydrofuran, dioxane, Solvents for anionic or ring-opening polymerization, such as tetrahydropyran and benzene, are preferred. Compounds used to terminate polymerization include, for example, acids such as acetic acid; alkyl groups and aryl groups represented by the general formula R 5 halogenated compounds having a group, an acyl group, or a silyl group; and the like. The length of the graft chain is controlled by the number of moles of block chain C contained in the block-graft copolymer,
It is determined by the amount of organic alkali metal and the amount of alkylene oxide during carbanionization.
That is, the amount of organic alkali metal must not exceed the number of moles of block chain C, and the length of the graft chain is expressed as: number of moles of alkylene oxide/number of moles of organic alkali metal×molecular weight of alkylene oxide. For example, the length of the graft chain is the number average molecular weight.
To produce a block-graft copolymer of 2000, a block containing 7 x 10 -3 mol of block chain C is
Add organic alkali metal 5x to graft copolymer
After adding 10 -3 mol and performing carbanionization, 10 g of alkylene oxide may be added. Further, in order to produce a block-graft copolymer having a number average molecular weight of 45, all of the above-mentioned components may be used in equimolar amounts. Furthermore, those with a number average molecular weight of 45 to 2000,
This can be achieved by arbitrarily selecting an intermediate number of moles. The block-graft copolymer thus obtained is then added with the above-mentioned inorganic salt to obtain the composition of the present invention, but there are no particular restrictions on the method. A method in which an inorganic salt is dissolved in a solvent such as methyl ethyl ketone as necessary and mixed uniformly, a method in which an inorganic salt is added to a block-graft copolymer and mechanically kneaded at room temperature or under heat, and a method in which an inorganic salt is dissolved Any method can be selected, such as a method in which the membrane of the block-graft copolymer is impregnated in a solvent such as methanol to swell the membrane, and the inorganic salt is uniformly dispersed therein. (Examples) Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples. In addition,
The block copolymer in the example is made by connecting each component with [-b-], for example, a ternary block copolymer of polystyrene, poly-p-hydroxystyrene, and polystyrene, and poly(styrene-b-). p-
hydroxystyrene-b-styrene). Example 1-1 [Poly(styrene-b-p-hydroxystyrene-b-styrene)...Synthesis of block copolymer T serving as the main molecular chain] Tetrahydrofuran 540 under high vacuum of 10 -5 Torr
1.1x of n-butyllithium as initiator in ml
10 -4 mol was charged. This mixed solution was kept at -78°C and diluted with 80ml of tetrahydrofuran. 5.6g
of styrene was added and polymerized with stirring for 30 minutes. This reaction solution took on a red color. Next, 4.1 g of p-tert-butoxystyrene diluted with 90 ml of tetrahydrofuran was added and polymerized for 15 minutes with stirring. This solution took on a red color. To this was added 5.6 g of styrene diluted with 80 ml of tetrahydrofuran, and polymerization was continued for an additional 10 minutes with stirring. This solution also took on a red color. After the polymerization was completed, the reaction mixture was poured into methanol to precipitate the resulting polymer, which was then separated and dried to obtain 15.3 g of a white polymer. According to the 1 H-NMR results, this is 73% styrene.
It was found to be a block copolymer consisting of 27% p-tert-butoxystyrene. Furthermore, the GPC solution curve showed a sharp single peak, confirming that it was a single polymer. n of this polymer is 14
It was ×10 4 . Next, the block copolymer was dissolved in a mixed solvent of acetone and benzene, and dissolved at 30℃ using hydrogen iodide.
Poly(styrene-b-p-hydroxystyrene-b-
Styrene) was synthesized. In addition, styrene/in this poly(styrene-b-p-hydroxystyrene-b-styrene)
The ratio and molecular weight of p-hydroxystyrene/styrene can be arbitrarily selected depending on the amount charged and the concentration of the initiator. Example 1-2 [Poly(styrene-b-p-hydroxystyrene-b-styrene)...carbanionization of block copolymer T serving as the main molecular chain with an organic alkali metal] Poly(styrene obtained in the previous example) -b-p-hydroxystyrene-b-styrene) was dissolved in 200 ml of tetrahydrofuran under vacuum. To this solution was added 0.07 mol of potassium t-butoxy at 25°C. After stirring this solution for 1 hour, an additional 0.5
After adding mol of trimethylsilyl chloride to react, the reaction solution was poured into methanol, and the resulting polymer was precipitated and separated. When this polymer was analyzed by 1 H-NMR, it was confirmed that potassium reacted with the hydroxyl groups, so that the hydroxyl group peak disappeared and the trimethylsilyl group peak increased. Also
From the GPC elution curve, it was confirmed that the molecular weight distribution was unchanged from before carbanionization, and that neither crosslinking nor decomposition reactions had occurred. In this example, carbanionization of the hydroxyl groups of the block copolymer proceeded completely quantitatively, and
This indicates that there are no side reactions such as main chain decomposition or crosslinking. Example 1-3 [Poly(styrene-
b-p-hydroxystyrene-b-styrene)
Synthesis of block-graft copolymer from
Production of the composition of the present invention incorporating NaSCN] The poly(styrene-b-
10g of p-hydroxystyrene (b-styrene)
was dissolved in 250 ml of tetrahydrofuran under high vacuum at 10 −6 Torr. 8.3×10 -3 in this solution at 25℃
A mole of potassium t-butoxy was added. After stirring this solution for 1 hour, 4.15 g of ethylene oxide was added. This was kept at 65°C and stirred for 24 hours. Thereafter, acetic acid was added to stop the polymerization, and the reaction mixture was poured into n-hexane to precipitate and separate the polymer, which was then dried. The obtained polymer is 14.15
It was hot at g. This GPC elution curve is shown in Figure 1 .
The results of NMR analysis are shown in Figure 2. Since the GPC elution curve is sharp and has a single peak,
It was confirmed that this was a single polymer. Further, n of this polymer was 20×10 4 . This 1 H
-From NMR and n, the length of the graft chain is 500
The composition of polyethylene oxide was found to be 30%. In addition, this IR spectrum is
Shown in the figure. FIG. 4 shows an electron micrograph of a film prepared by dissolving this block-graft copolymer in methyl ethyl ketone. From this, the phase of the trunk molecular chain (fine white streaks) and the phase of the branch molecular chains (black streaks)
It can be seen that these are microscopically separated. The absorption position of this graft chain in IR and 1 H-NMR is IR (cm -1 ): C-O-C: 1115 cm -1 , 1 H-
NMR (δ, ppm): OCH 2 CH 2 : 3.6 ppm. 1 g of the block-graft copolymer thus obtained was dissolved in 25 ml of methyl ethyl ketone. 5ml of 0.03g NaSCN dissolved in this solution
of methyl ethyl ketone was added and mixed uniformly.
This solution was cast onto a Teflon plate. The sample was allowed to stand at room temperature for 24 hours to remove excess solvent, and then dried under reduced pressure at 60° C. for 24 hours to form a film. This membrane is
NaSCN was uniformly dispersed. This is 15mm in diameter
The electrodes were formed by applying conductive silver paste to both sides of the disk, and using an AC impedance measuring device (Yokogawa-Hewlett Packard) with a frequency of 5 Hz to 13 MHz.
Multi-frequency LCR meter
Ion conductivity was calculated by computer processing the complex impedance display using model 4192A). As a result, a value of 7×10 −5 S/cm at 23° C. was obtained. Examples 2 to 3 and Comparative Example 1 [Same as the previous example] The same procedure as in the previous example was performed except that the amounts of ethylene oxide and inorganic salts added and the polymerization conditions were changed as shown in Table 1, and the results were as shown in the table. The results were obtained. In addition, in Comparative Example 1, a block-graft copolymer with a graft chain length of 5000 was obtained, and the polyethylene oxide chains were crystallized.
NaSCN was precipitated in the upper layer, and it was not possible to obtain a product in which NaSCN was uniformly dispersed.

〔プロピレンオキサイドによるポリ(スチレン−b−p−ヒドロキシスチレン−b−スチレン)からのブロツク−グラフト共重合体の合成と、これにLiClO4を取り込んだ組成物の製造〕[Synthesis of block-graft copolymer from poly(styrene-b-p-hydroxystyrene-b-styrene) using propylene oxide and production of a composition incorporating LiClO 4 therein]

実施例1−1で得られたポリ(スチレン−b−
p−ヒドロキシスチレン−b−スチレン)の10g
を、10-6Torrの高真空下で250mlのテトラヒドロ
フランに溶解した。この溶液に0.02モルのクミル
カリウムを加え、25℃で1時間撹拌後、プロピレ
ンオキサイド6.3gを添加した。これを65℃に保
つて24時間撹拌し、トリメチルシリルクロライド
を加えて重合を停止した。重合終了後、反応混合
物をn−ヘキサン中に注ぎ、重合体を沈殿させて
分離し乾燥した。 得られた重合体は白色を呈し、16.3gあつた。
この重合体のnは23×104であり、GPC溶出曲
線が第1図のものと同様、シヤープで単一のピー
クからなることから、これが単一重合体であるこ
とが確認され、理想的なグラフト化の行われたこ
とが判つた。このもののグラフト鎖のIR、1H−
NMRにおける吸収位置は、IR(cm-1):C−O−
C:1115cm-11H−NMR(δ、ppm):OCH2CH
(CH2):3.6ppmであつた。 なお、上記のnと1H−NMRとから、グラフ
ト鎖の長さが315で、ポリプロピレンオキサイド
の組成が39%であることが判つた。 得られた上記共重合体1gを25mlのテトラヒド
ロフランに溶解した。この溶液に0.03gのLiClO4
を溶解した5mlのテトラヒドロフランを加えて均
一に混合し、テフロン板上に流延した。この膜も
室温で24時間静置して過剰の溶媒を除去した後、
さらに60℃で24時間減圧乾燥して製膜した。この
膜はLiClO4が均一に分散していた。これについ
て実施例1−3と同様の方法で比導電率を測定し
たところ、7.5×10-5S/cm(25℃))の値が得ら
れた。 実施例 5 〔ブロツク共重合体:ポリ(スチレン−b−p
−ヒドロキシスチレン−b−メチルメタアクリ
レート)とエチレンオキサイドとからのブロツ
ク−グラフト共重合体の合成と、これにKPF6
を取り込んだ組成物の製造〕 1のテロラヒドロフラン中に、開始剤として
3.6×10-5モルのn−ブチルリチウムを仕込み、
これを−78℃に保つてさらにスチレン5.2g、p
−tert−ブトキシスチレン14.7g、メチルアクリ
レート5.2gを順次添加し、重合時間3時間でポ
リ(スチレン−b−p−tert−ブトキシスチレン
−b−メチルメタアクリート)を得た。 次に、アセトンとベンゼンの混合溶媒にこのブ
ロツク共重合体を溶解し、よう化水素を用いて加
水分解し、スチレン30部/p−ヒドロキシスチレ
ン40部/メチルメタアクリレート30部の割合で含
むポリ(スチレン−b−p−ヒドロキシスチレン
−b−メチルメタアクリート)を合成した。 1H−NMR、GPC、膜浸透圧の結果から、こ
れがヒドロキシスチレン40%で、nが20×104
であることが確認された。 このブロツク共重合体の10gを、10-6mm/Hg
の高真空下で250mlのテトラヒドロフランに溶解
した。この溶液に25℃で0.03モルのナフタレンカ
リウムを加えた。この溶液を1時間撹拌後、エチ
レンオキサイド14gを添加した。これを65℃で24
時間撹拌し、メチルブロマイドを加えて重合を停
止した。重合終了後、反応混合物をn−ヘキサン
中に注ぎ、重合体を沈殿させて分離し乾燥した。
得られた重合体は白色を呈し24gであつた。 この重合体のnは47×104であり、GPC溶液
曲線は第1図のものと同様、シヤープで単一のピ
ークからなることから、これが単一重合体である
ことが確認され、理想的なグラフト化の行われた
ことが判つた。このIRスペクトルを第5図に示
した。このもののグラフト鎖のIR、1H−NMRに
おける吸収位置は、IR(cm-1):C−O−C:
1115cm-1、C=O:1730cm-1、C−CH3:1390、
1480cm-11H−NMR(δ、ppm):OCH2CH2
3.6ppm、α−メチル基:1.2ppmであつた。 なお、上記のnと1H−NMRとから、グラフ
ト鎖の長さが450で、ポリエチレンオキサイドの
組成が58%であることが判つた。 得られた上記共重合体1gと0.06gのKPF6
をテトラヒドロフランに溶解し、テフロン板上に
流延した。この膜を室温で24時間静置して過剰の
溶媒を除去した後、さらに60℃で24時間減圧乾燥
して製膜した。この膜は、KPF6が均一に分散し
ていた。これについて実施例1−3と同様の方法
で比導電率を測定したところ、8×10-5S/cm
(25℃)の値が得られた。 実施例 6 〔ブロツク共重合体:ポリ(スチレン−b−p
−ヒドロキシスチレン−b−ブタジエンとエチ
レンオキサイドとからのブロツク−グラフト共
重合体の合成と、これにCsBF4を取り込んだ組
成物の製造〕 500mlのテロラヒドロフラン中に、開始剤とし
て1.0×10-4モルのn−ブチルリチウムを仕込み、
これを−78℃に保つてさらにスチレン5.6g、p
−ブトキシスチレン7.0g、ブタジエン5.2gを順
次添加し、スチレンとp−tert−ブトキシスチレ
ンとの重合時間はそれぞれ1時間で、ブタジエン
は3時間で重合を行い、ポリ(スチレン−b−p
−tert−キシスチレン−b−ブタジエン)を得
た。 次に、アセトンとベンゼンの混合溶媒にこのブ
ロツク共重合体を溶解し、よう化水素を用いて加
水分解し、スチレン35部/p−ヒドロキシスチレ
ン30部/ブタジエン35部の割合で含むポリ(スチ
レン−b−p−ヒドロキシスチレン−b−ブタジ
エン)を合成した。 1H−NMR、GPC、膜浸透圧の結果から、こ
のp−ヒドロキシスチレンの組成が30重量%で、
Mnが15×104であることが確認された。 このブロツク共重合体の10gを、10-6mm/Hg
の高真空下で250mlのテトラヒドロフランに溶解
した。この溶液に0.02モルのクミルセシウムを加
えた。この溶液を25℃で2時間撹拌後、エチレン
オキサイド10gを添加した。これを65℃で24時間
撹拌し、酢酸を加えて重合を停止した。重合終了
後、反応混合物をn−ヘキサン中に注ぎ、重合体
を沈殿させて分離し乾燥した。得られた重合体は
白色を呈し20gあつた。 この重合体のnは30×104であり、GPC溶液
曲線は第1図のものと同様、シヤープで単一のピ
ークからなることから、これが単一重合体である
ことが確認され、理想的なグラフト化の行われた
ことが判つた。このIRスペクトルを第6図に示
した。このもののグラフト鎖のIR、1H−NMRに
おける吸収位置は、IR(cm-1):C−O−C:
1115cm-1、−CH=CH2:905、990cm-1、C=O:
1640cm-11H−NMR(δ、ppm):OCH2CH2
3.6ppm、−CH=CH2:5.4、5.0ppmであつた。 なお、上記のnと1H−NMRとから、グラフ
ト鎖の長さが500で、ポリエチレンオキサイドの
組成が50%であることが判つた。 得られた上記共重合体1gと0.08gのCsBF4
をテトラヒドロフランに溶解し、テフロン板上に
流延した。この膜を室温で24時間静置して過剰の
溶媒を除去した後、さらに60℃で24時間減圧乾燥
して製膜した。この膜はCsBF4が均一分散してい
た。これについて実施例1〜3と同様の方法で比
伝導率を測定したところ、7×10-5S/cm(25℃)
の値が得られた。 実施例7〜23および比較例2 [異なる種類の無機塩を用いた本発明の組成物
の製造] 実施例1−3において、無機塩の種類と添加量
を第2表に示すように変えたほかは同様にして、
本発明の組成物を製造したところ、第2表に併記
した通りの結果が得られた。 なお、比較例2は無機塩を添加しなかつた場合
である。
Poly(styrene-b-
10g of p-hydroxystyrene (b-styrene)
was dissolved in 250 ml of tetrahydrofuran under high vacuum at 10 −6 Torr. 0.02 mol of cumyl potassium was added to this solution, and after stirring at 25° C. for 1 hour, 6.3 g of propylene oxide was added. This was kept at 65°C and stirred for 24 hours, and trimethylsilyl chloride was added to stop the polymerization. After the polymerization was completed, the reaction mixture was poured into n-hexane to precipitate the polymer, which was separated and dried. The obtained polymer was white in color and weighed 16.3 g.
The n of this polymer is 23 x 104 , and the GPC elution curve consists of a single sharp peak similar to that in Figure 1, confirming that this is a single polymer and making it ideal. It was found that grafting had taken place. IR of the grafted chain of this, 1 H−
The absorption position in NMR is IR (cm -1 ): C-O-
C: 1115 cm -1 , 1 H-NMR (δ, ppm): OCH 2 CH
(CH 2 ): 3.6 ppm. In addition, from the above n and 1 H-NMR, it was found that the length of the graft chain was 315 and the composition of polypropylene oxide was 39%. 1 g of the obtained copolymer was dissolved in 25 ml of tetrahydrofuran. Add 0.03g LiClO 4 to this solution
5 ml of tetrahydrofuran was added thereto, mixed uniformly, and cast onto a Teflon plate. This membrane was also allowed to stand at room temperature for 24 hours to remove excess solvent.
Further, it was dried under reduced pressure at 60°C for 24 hours to form a film. In this film, LiClO 4 was uniformly dispersed. When the specific conductivity of this was measured in the same manner as in Example 1-3, a value of 7.5×10 −5 S/cm (25° C.) was obtained. Example 5 [Block copolymer: poly(styrene-b-p
-Hydroxystyrene-b-methyl methacrylate) and ethylene oxide, and KPF 6
[Preparation of a composition incorporating
3.6×10 -5 mol of n-butyllithium was charged,
Keep this at -78℃ and add 5.2g of styrene, p.
14.7 g of -tert-butoxystyrene and 5.2 g of methyl acrylate were successively added, and poly(styrene-b-p-tert-butoxystyrene-b-methyl methacrylate) was obtained in a polymerization time of 3 hours. Next, this block copolymer was dissolved in a mixed solvent of acetone and benzene, and hydrolyzed using hydrogen iodide to form a polyester containing 30 parts of styrene/40 parts of p-hydroxystyrene/30 parts of methyl methacrylate. (Styrene-b-p-hydroxystyrene-b-methyl methacrylate) was synthesized. From the results of 1 H-NMR, GPC, and membrane osmotic pressure, this is 40% hydroxystyrene, and n is 20×10 4
It was confirmed that 10g of this block copolymer was 10 -6 mm/Hg
Dissolved in 250 ml of tetrahydrofuran under high vacuum. To this solution was added 0.03 mol of potassium naphthalene at 25°C. After stirring this solution for 1 hour, 14 g of ethylene oxide was added. This was heated to 65℃ for 24 hours.
After stirring for an hour, methyl bromide was added to stop the polymerization. After the polymerization was completed, the reaction mixture was poured into n-hexane to precipitate the polymer, which was separated and dried.
The obtained polymer was white and weighed 24 g. The n of this polymer is 47 x 10 4 , and the GPC solution curve consists of a single sharp peak, similar to that in Figure 1, confirming that this is a single polymer, and that it is ideal. It was found that grafting had taken place. This IR spectrum is shown in FIG. The absorption position of this graft chain in IR and 1 H-NMR is IR (cm -1 ):C-O-C:
1115cm -1 , C=O: 1730cm -1 , C-CH 3 : 1390,
1480cm -1 , 1 H-NMR (δ, ppm): OCH 2 CH 2 :
3.6 ppm, α-methyl group: 1.2 ppm. In addition, from the above n and 1 H-NMR, it was found that the length of the graft chain was 450, and the composition of polyethylene oxide was 58%. 1 g of the obtained copolymer and 0.06 g of KPF 6 were dissolved in tetrahydrofuran and cast on a Teflon plate. This membrane was allowed to stand at room temperature for 24 hours to remove excess solvent, and then dried under reduced pressure at 60° C. for 24 hours to form a membrane. In this film, KPF 6 was uniformly dispersed. When the specific conductivity of this was measured in the same manner as in Example 1-3, it was found to be 8×10 -5 S/cm.
(25℃) was obtained. Example 6 [Block copolymer: poly(styrene-b-p
- Synthesis of a block-graft copolymer from hydroxystyrene-b-butadiene and ethylene oxide and production of a composition incorporating CsBF4 ] In 500 ml of tetrahydrofuran, 1.0 x 10 - as an initiator. Prepare 4 moles of n-butyllithium,
Keep this at -78℃ and add 5.6g of styrene, p.
- Butoxystyrene 7.0g and butadiene 5.2g were added sequentially, styrene and p-tert-butoxystyrene were polymerized for 1 hour each, butadiene was polymerized for 3 hours, and poly(styrene-b-p
-tert-xystyrene-b-butadiene) was obtained. Next, this block copolymer was dissolved in a mixed solvent of acetone and benzene, and hydrolyzed using hydrogen iodide. Poly(styrene) containing 35 parts of styrene/30 parts of p-hydroxystyrene/35 parts of butadiene was -bp-hydroxystyrene-b-butadiene) was synthesized. From the results of 1 H-NMR, GPC, and membrane osmotic pressure, the composition of this p-hydroxystyrene is 30% by weight,
It was confirmed that Mn was 15×10 4 . 10g of this block copolymer was 10 -6 mm/Hg
Dissolved in 250 ml of tetrahydrofuran under high vacuum. To this solution was added 0.02 mol of cumyl cesium. After stirring this solution at 25° C. for 2 hours, 10 g of ethylene oxide was added. This was stirred at 65°C for 24 hours, and acetic acid was added to stop the polymerization. After the polymerization was completed, the reaction mixture was poured into n-hexane to precipitate the polymer, which was separated and dried. The obtained polymer was white and weighed 20 g. The n of this polymer is 30 × 10 4 , and the GPC solution curve consists of a single peak with a sharp sharpness similar to that in Figure 1, confirming that this is a single polymer and making it ideal. It was found that grafting had taken place. This IR spectrum is shown in FIG. The absorption position of this graft chain in IR and 1 H-NMR is IR (cm -1 ):C-O-C:
1115cm -1 , -CH=CH 2 :905, 990cm -1 , C=O:
1640cm -1 , 1 H-NMR (δ, ppm): OCH 2 CH 2 :
3.6ppm, -CH= CH2 : 5.4, 5.0ppm. In addition, from the above n and 1 H-NMR, it was found that the length of the graft chain was 500, and the composition of polyethylene oxide was 50%. 1 g of the obtained copolymer and 0.08 g of CsBF 4 were dissolved in tetrahydrofuran and cast on a Teflon plate. This membrane was allowed to stand at room temperature for 24 hours to remove excess solvent, and then dried under reduced pressure at 60° C. for 24 hours to form a membrane. In this film, CsBF 4 was uniformly dispersed. When the specific conductivity of this was measured in the same manner as in Examples 1 to 3, it was found to be 7×10 -5 S/cm (25°C).
The value of was obtained. Examples 7 to 23 and Comparative Example 2 [Production of compositions of the present invention using different types of inorganic salts] In Examples 1-3, the types and amounts of inorganic salts added were changed as shown in Table 2. Do the same for the rest,
When the composition of the present invention was manufactured, the results shown in Table 2 were obtained. Note that Comparative Example 2 is a case where no inorganic salt was added.

【表】 (発明の効果) 本発明によるブロツク−グラフト共重合体組成
物は、(1)ブロツク共重合体を幹分子として、その
特定の場所に非晶性のポリアルキレンオキサイド
が集中的に配列され、また(2)分子構造が特定され
ているために、精密なミクロ相分離構造を示す。
このため幹分子鎖と枝分子鎖とで機能分担を図る
ことができる。特にブロツク鎖(幹分子)には機
械的強度、またグラフト鎖には非晶性のポリアル
キレンオキサイドを選択することによつて、無機
塩と錯体を形成することにより、また重合体中に
無機塩が均一に分布することにより、金属イオン
の高い移動性等の機能を持たせることができるの
で、従来のポリアルキレンオキサイドを有するポ
リマーに比べて高性能の機能性高分子材料とな
る。通常、ポリアルキレンオキサイドの数平均分
子量が2000以上となると結晶化が始まり、金属イ
オンの高い移動性と金属イオンの含有量を増加さ
せることができないため、このような長さのグラ
フト鎖を持つブロツク−グラフト共重合体では高
分子固体電解質にはなり得ないが、本発明の数平
均分子量が2000未満のものでは、ポリアルキレン
オキサイドが液状となるため、金属イオンの高い
移動性と金属イオンの含有量の増加を可能とし、
高いイオン伝導率を確保し、固体電解質としての
特性が与えられる。
[Table] (Effects of the Invention) The block-graft copolymer composition according to the present invention has (1) a block copolymer as a backbone molecule, and amorphous polyalkylene oxide arranged in a concentrated manner at a specific location. (2) Because the molecular structure has been specified, it exhibits a precise microphase-separated structure.
Therefore, functions can be shared between the main molecular chain and the branch molecular chains. In particular, by selecting mechanical strength for the block chain (stem molecule) and by selecting amorphous polyalkylene oxide for the graft chain, by forming a complex with an inorganic salt, and by incorporating an inorganic salt into the polymer. By uniformly distributing , it is possible to impart functions such as high metal ion mobility, resulting in a functional polymer material with higher performance than conventional polymers containing polyalkylene oxide. Normally, when the number average molecular weight of polyalkylene oxide is 2000 or more, crystallization begins and the high mobility of metal ions and the content of metal ions cannot be increased, so blocks with graft chains of such length are - Although a graft copolymer cannot be used as a solid polymer electrolyte, the polyalkylene oxide of the present invention, which has a number average molecular weight of less than 2000, is in a liquid state, resulting in high metal ion mobility and metal ion content. allows for an increase in the amount of
It ensures high ionic conductivity and provides properties as a solid electrolyte.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第4図は、それぞれ実施例1で得られ
たブロツク−グラフト共重合体についての、
GPC溶出曲線、1H−NMRによるスペクトルおよ
びIRスペクトルを示すグラフ並びに電子顕微鏡
写真であり、第5図および第6図は、それぞれ実
施例5および6で得られたブロツク−グラフト共
重合体についてのIRスペクトルを示すグラフで
ある。
Figures 1 to 4 show the block-graft copolymer obtained in Example 1, respectively.
FIGS. 5 and 6 are graphs and electron micrographs showing GPC elution curves, 1 H-NMR spectra, and IR spectra, respectively. It is a graph showing an IR spectrum.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式() (ここに、R1は水素原子、メチル基またはエチ
ル基、R2は水素原子またはメチル基、R3は水素
原子、アルキル基、アリール基、アシル基または
シリル基、nは1〜45の整数であり、式中の で示されるグラフト鎖の数平均分子量は45以上
2000未満である)で表される繰返し単位からなる
少なくとも1種の重合度10以上の重合体のブロツ
ク鎖Aと、 一般式() (ここに、R4は水素原子、メチル基またはエチ
ル基、Mは式−CH=CH2、−C(CH3)=CH2、−
COOCH3または−COOC2H5で表される基、フエ
ニル基、あるいは置換フエニル基である) で表される繰返し単位からなる少なくとも1種の
重合度300以上の重合体のブロツク鎖Bとから構
成され、ブロツク鎖Aとブロツク鎖Bの成分比が
1:30〜30:1である重合度310以上のブロツク
−グラフト共重合体に、前記一般式()のアル
キレンオキサイドユニツト(n)に対して0.05〜80モ
ル%のLi、Na、K、Cs、Ag、CuおよびMgから
選択される少なくとも1種の元素を含む無機塩を
混合させたブロツク−グラフト共重合体組成物。
[Claims] 1 General formula () (Here, R 1 is a hydrogen atom, methyl group or ethyl group, R 2 is a hydrogen atom or methyl group, R 3 is a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, acyl group or silyl group, n is an integer from 1 to 45) , and in the formula The number average molecular weight of the grafted chain is 45 or more.
a block chain A of at least one polymer having a degree of polymerization of 10 or more and consisting of repeating units represented by the formula (less than 2000); (Here, R 4 is a hydrogen atom, methyl group or ethyl group, M is a formula -CH=CH 2 , -C(CH 3 )=CH 2 , -
Consisting of at least one type of polymer block chain B having a degree of polymerization of 300 or more and consisting of repeating units represented by a group represented by COOCH 3 or -COOC 2 H 5 , a phenyl group, or a substituted phenyl group. A block-graft copolymer having a degree of polymerization of 310 or more and having a component ratio of block chain A and block chain B of 1:30 to 30:1 is added to the alkylene oxide unit (n) of the general formula (). A block-graft copolymer composition mixed with an inorganic salt containing 0.05 to 80 mol% of at least one element selected from Li, Na, K, Cs, Ag, Cu and Mg.
JP63211673A 1988-08-26 1988-08-26 Block-graft copolymer composition Granted JPH02229826A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63211673A JPH02229826A (en) 1988-08-26 1988-08-26 Block-graft copolymer composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63211673A JPH02229826A (en) 1988-08-26 1988-08-26 Block-graft copolymer composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02229826A JPH02229826A (en) 1990-09-12
JPH0551632B2 true JPH0551632B2 (en) 1993-08-03

Family

ID=16609699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63211673A Granted JPH02229826A (en) 1988-08-26 1988-08-26 Block-graft copolymer composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02229826A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0711334U (en) * 1993-07-29 1995-02-21 株式会社河合楽器製作所 Surface cosmetics
US6322924B1 (en) 1999-01-29 2001-11-27 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Preparation of crosslinked solid polymer electrolyte

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2138372C (en) * 1992-06-16 2003-08-19 Michel Armand Ionically conductive material having a block copolymer as the solvent
US6096234A (en) * 1997-01-23 2000-08-01 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Cross-linked polymer solid electrolyte, method of manufacturing cross-linked solid polymer electrolyte, composite solid electrolyte, and thin solid cell employing composite solid electrolyte
JP3396390B2 (en) * 1997-03-04 2003-04-14 信越化学工業株式会社 Block-graft copolymer, self-crosslinking polymer solid electrolyte produced using the same, and method for producing the same
JP4782999B2 (en) * 2004-09-21 2011-09-28 日本曹達株式会社 Polymer solid electrolyte battery
CN102318125B (en) * 2009-02-11 2014-09-17 陶氏环球技术有限责任公司 Highly conductive polymer electrolytes and secondary batteries including the same
CN103087306B (en) * 2012-12-20 2015-03-04 广东众和化塑有限公司 Amphipathy hyperbranched SIBS elastomer and preparation method and usage thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0711334U (en) * 1993-07-29 1995-02-21 株式会社河合楽器製作所 Surface cosmetics
US6322924B1 (en) 1999-01-29 2001-11-27 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Preparation of crosslinked solid polymer electrolyte

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02229826A (en) 1990-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3392687B2 (en) Block-graft copolymer and polymer solid electrolyte prepared using the same
JP5358093B2 (en) Star polymer and method for producing the same
EP0243006A2 (en) Block-graft copolymers and process for producing the same
JPH0665333A (en) Monodisperse copolymer and its production
JP3105137B2 (en) Composite solid electrolyte
JPH0551632B2 (en)
JP4116788B2 (en) Star polymers and polyelectrolytes
JPH0551612B2 (en)
JPH0672173B2 (en) Graft polymer and method for producing the same
JPS6317282B2 (en)
JPH058924B2 (en)
JP2004213940A (en) Composite for solid polyelectrolyte
JP3221755B2 (en) New functionalized polyolefins
JPH0721098B2 (en) Block-graft copolymer composition
JP3157033B2 (en) Method for producing terminal-modified conjugated diene polymer
CN110799553B (en) Process for producing polymers
JP2008527113A (en) End-capped polymer chains and their products
JP3000844B2 (en) Electrode composition
KR0124953B1 (en) Process for preparation of dispersed polymer with functional groups on surface
JP3816609B2 (en) Silica dispersibility improver comprising polymer having pyridyl group
Börner et al. Anionic block copolymerization of vinyl functionalized triphenylphosphines with styrene
JPS6019323B2 (en) Organic polylithium polymerization initiator composition
JPH07292111A (en) Polymerization of hexamethylcyclotrisiloxane
JPH09511785A (en) Anionic polymerization process of acrylic monomer
JPH08100026A (en) Change in propagating terminal of living polymer and production of block copolymer

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070803

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080803

Year of fee payment: 15

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees