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基于含醚基季铵阳离子和全氟磺酰亚胺阴离子的离子液体单体及其聚合物:合成与表征

李丽  
【摘要】:离子液体聚合物或离子液体的聚合物类似物(Polymeric ionic liquids,简称PILs),是在聚合物骨架上含有离子中心,且离子中心通过共价键连接在高分子链上的一类聚合物。它将离子液体的优点(如不易挥发,化学与热稳定性好,电化学性能好等)与聚合物电解质的质量轻、不易漏液、安全性好、易加工成型等优点相结合。可作为一种安全的新型固体电解质材料,引起了科学界的密切关注。 本文设计、合成了5种以甲基丙烯酰氧基为可聚基团,含有不同乙氧基数目(-CH2CH2O-)的新型季铵盐类阳离子单体(CnOmNMA,11X),通过与全氟磺酰亚胺阴离子(FSI、TFSI、FPFSI)的离子交换,制备了15个新型离子液体单体(ILMs),并以所合成的ILMs为原料通过自由基聚合制备了5个新型的PILs。通过NMR、IR、MS对ILMs及PILs的结构及组成进行了表征,采用粘度法对PILs的分子量进行了测定,通过差示扫描量热法、热重分析法、电化学交流阻抗法对ILMs和PILs的理化性质进行了研究。研究表明,本文所合成的ILMs及PILs都具有较好的热稳定性,分解温度均在250oC以上。含有多醚基的离子液体聚合物表现出较低的玻璃化温度(Tg=14oC,P[C5O2NMA,11FPFSI]),比相应不含醚基的PILs玻璃化温度低64oC (Tg=50oC,P[C7NMA,11][FPFSI])。所有PILs中最高电导率在25oC时可达8.67×10–7S cm1(含有3个乙氧基)且60oC时达10–5S cm1。


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