イオン液体

世界最大級のイオン液体サプライヤーとして
多種多様なソリューションをご提案

三洋化成のイオン液体はここがすごい

  • 高純度かつ設計自由度の高い、合成技術を保有​
  • 当社独自の技術により、ハロゲンフリーのイオン液体の製造が可能​
  • 多種多様なカチオン・アニオンの組み合わせにより、​要望に合わせた最適組成を提案可能(二十年以上の生産実績)

イオン液体とは

塩(カチオンとアニオンからなる化合物)の中でも融点が低く、室温付近で液体のもの。

無機塩とイオン液体の外観の比較

イオン液体の主な特長

1

低融点

イオン性化合物は一般に融点が高いが、イオン液体は相互作用を弱め、結晶性を抑制する構造を持つため融点が低い。

(アニオンおよびカチオンの分子設計・組合せにより融点のコントロールが可能です。)

電子吸引基等によりイオン性基の電子密度が​低下していると融点が低くなる

2

低揮発性

イオン間の電気相互作用が存在するために蒸気圧が非常に低い。​
揮発による大気汚染や引火の懸念が少ない。

有機溶媒とイオン液体の違い
有機溶媒 イオン液体
  • 揮発性
  • 大気汚染や引火の懸念
  • 低揮発性
  • 大気汚染や引火の懸念が少ない

各液体の蒸気圧

3

高イオン濃度・高伝導性

イオンのみで構成されるため、高イオン濃度かつ単独で高い電気伝導性を有する。

各液体の電気伝導度

4

構造設計の幅が広い

有機イオンを用いることから、用途に応じた物性の調整が可能。

アルキル鎖長と粘度の関係

アルキル鎖の伸長などにより​ファンデルワールス力が大きくなるほど粘度が上がる​

イオン液体の産業用途例

​【イオン液体の産業的用途その1】コンデンサ用電解液 

コンデンサ用電解液にイオン液体を使用する理由

  • 低融点:低温でも析出しない​
  • 高電導性:電解質の高濃度化による高電導性発現が可能

イオン液体と一般アミン塩の電導度および低温での溶解性データ

当社電解液
(イオン液体)
トリエチルアミン・フタル酸
(非イオン液体)
​電導度 mS/cm​(@30℃) 14.2​ 6.0​
低温溶解性(-55℃)​ ○(溶解)​ ×(析出)​

イオン液体による高電導度化

​【イオン液体の産業的用途その2】帯電防止剤 

帯電防止剤にイオン液体が使われる理由

  • 高伝導性・低融点:低水分(低湿度)の環境下でも帯電防止性を発現​
  • 低揮発性:樹脂中に安定して保持可能​
  • 設計自由度:樹脂の対する相溶性を調節可能
湿度による帯電防止性の違い

イオン液体は単独で電気伝導性を持つため
従来の界面活性剤のように表面に水分を吸着させる必要が無く、湿度による影響が少ない。

帯電防止剤※ 表面抵抗値 (Ω/sq.)
25℃ 75%Rh 25℃ 25%Rh
添加無し 3×1015 ≧1×1016
界面活性剤 4×1010 9×1014
イオン液体 8.5×1010 9×1010

※アクリル系樹脂に対し2重量%添加​

表面抵抗値と帯電防止性の関係性

帯電防止剤~当社開発品フッ素フリーイオン液体について~​

当社開発品はフッ素元素を含まない組成を採用しており、腐食性が低い。​
また、分子サイズが大きいためブリードアウトしにくい。​

​【イオン液体の産業的用途その3】CO2ガス吸収剤  

イオン液体が使われる理由

  • 低揮発性:工程中での損失が少ない​
  • 設計自由度:選択的にCO2を吸着しやすい構造をとることが可能​
     (1)かさ高い構造を持つため隙間に吸着させる(物理吸着)​
     (2)CO2と反応させて吸着させる(化学吸着)
CO2ガス吸収の仕組み

​【イオン液体の産業的用途その4】バイオマス分野  

セルロース溶解・分散剤

セルロース:樹木の主要な構成成分。バイオマス資源として期待されている。

イオン液体の利点
  • 高イオン濃度:水素結合の破壊により、難溶解性のセルロースの溶解が可能​
  • 設計自由度:溶解に最適な構造の開発が可能

​【イオン液体の産業的用途その5】駆動部品分野  

高性能真空用潤滑剤

  • 設計自由度:潤滑剤に適した粘度へ調整可能
  • 安定性:過酷な環境下でも分解しない
  • 不揮発性:高真空下でも潤滑性の維持が可能

​【イオン液体の産業的用途その6】医療分野

経皮吸収型の薬物輸送(DDS)用溶剤

  • 高イオン濃度のため、水素結合を利用した難溶性薬剤の溶解が可能
  • 疎水性イオンを組み合わせることで、皮膚浸透性の向上が可能