Полимерные ионные жидкости

• Автор: Понкратов, Денис Олегович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 196 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений
Введение
Литературный обзор
1. Классификация ПИЖ
1.1. Основная классификация
1.2. Классификация по типу полимерной цепи
1.3. Классификация по расположению ионных групп в полимере..
2. Синтез ПИЖ
2.1. Получение ПИЖ из низкомолекулярных веществ
2.2. Синтез ПИЖ модификацией полимеров
3. Свойства и возможные области применения ПИЖ
4. Заключение
Обсуждение результатов
Глава I. Синтез ионных мономеров
1.1 Катионные мономеры с алкильным спейсером
1.2 Катионные мономеры с оксиэтиленовым спейсером
1.3 Катионные мономеры со спейсером, содержащим
сложноэфирные связи
1.4 Анионные мономеры с алкильным спейсером
1.5 Анионные мономеры со спейсером, содержащим
сложноэфирные группы
1.6 Свойства ионных мономеров
Глава II. Синтез полимерных аналогов ионных жидкостей
11.1 Радикальная полимеризация
П.2 Свойства ионных полимеров
Глава III. Многокомпонентные ионные полимерные системы
ITI.1 Ионные сополимеры
111.2 Тройные ионные сополимеры
111.3 Полу-взаимопроникающие полимерные сетки
111.4 Наполненные ионные полу-взаимопроникающие полимерные
сетки
Глава IV. Электрохимические устройства с полимерным
электролитом
IV. 1 Электрохимические источники тока
IV.2 Электрохромные устройства
Экспериментальная часть
I. Растворители
II. Исходные вещества
III. Ионные мономеры
lit. 1 Катионные мономеры с алкильным спейсером
111.2 Катионные мономеры с оксиэтиленовым спейсером
111.3 Катионные мономеры со спейсером, содержащим
сложноэфирные связи
111.4 Анионный мономер с алкильным спейсером
111.5 Анионные мономеры со спейсером, содержащим
сложноэфирные связи
IV. Полимерные аналоги ионных жидкостей
V. Сополимеры и полимерные композиты
VI. Электрохимические устройства
VII. Методы исследования
Выводы
Список литературы

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
1ТО-стекло - стекло, покрытое проводящим слоем оксида индия-олова АЦВК - 4,4’-азо-бис(4-циановалериановая кислота)
АЦКН - 1,Г-азо-бис(циклогексан-1-карбонитрил)
ГФИП - 1,1,1,3,3,3-гексафторизопропанол
ДАК - динитрил азобисизомасляной кислоты (2,2'-азо-бис-изобутиронитрил)
ДМПЭГ - диметакрилат полиэтиленгликоля ДМСО - диметилсульфоксид
ДМТА - динамический механический термический анализ ДМФА - ТфИ-диметилформамид
ДСК - дифференциально-сканирующая калориметрия
ИЖ - ионные жидкости
МИЖ — мономерная ионная жидкость
МПЭГ - метакрилат полиэтиленгликоля
ПИЖ — полимерные аналоги ионных жидкостей
полу-ВПС - полувзаимопроникающие полимерные сетки
ПЭДОТ - поли(3,4-этилендиокситиофен)
ПЭМ — просвечивающая электронная микроскопия
ТГА — термогравиметрический анализ
ТМА - термомеханический анализ
ЦПК - циклопероксидикарбонат
ЭДОТ - 3,4-этилендиокситиофен

Более широкое применение в качестве твёрдых полимерных электролитов нашли сшитые сополимеры, ВПС и полу-ВПС на основе ПИЖ. Такие полимерные материалы, особенно наполненные ИЖ или раствором солей в органических растворителях, имеют проводимость до Ю"2 См/см.
Химические источники тока - важное приложение ПИЖ. Многие исследования посвящены литиевым аккумуляторам с электролитом на основе ПИЖ [37, 75, 131-141]. В таких устройствах ионный полимер непосредственно контактирует с литием при повышенных температурах, поэтому важна его электрохимическая устойчивость и высокая чистота. Нежелательные примеси, в том числе следы влаги, окисляют анод и выводят аккумулятор из строя. Как правило, полимерный электролит литиевых источников тока представляет собой ионный гомополимер, сшитый сополимер, взаимопроникающие полимерные сетки или полу-взаимопроникающие полимерные сетки (полу-ВПС), наполненные литиевой солью и ионной жидкостью. Для снижения кристалличности полимера, и, как следствие, снижение температуры стеклования и увеличения проводимости, ПИЖ часто наполняют мелкодисперсным БЮз.
В настоящее время растёт интерес к топливным элементам, которые позволяют перерабатывать химическое топливо в электроэнергию минуя малоэффективные, сопровождающиеся большими потерями, процессы горения. Ряд работ посвящён применению щелочных ПИЖ в качестве ионпроводящих мембран в топливных элементах [142-149]. В отличие от классических мембран из нафиона (Иайоп) мембраны на основе ПИЖ пропускают не протоны, а анионы. В топливных элементах с такими анионпроводящими электролитами могут использоваться дешёвые катализаторы из серебра, железа, кобальта или никеля. В качестве мембран используются неоднородные сополимеры ионных и