【碩士】一類聚醚聚氨酯高分子離子液體電解質(zhì)表征

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　　【碩士】一類聚醚聚氨酯高分子離子液體電解質(zhì)表征　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：河南科技大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　本論文研究聚醚型高分子離子液體和陽離子聚醚聚氨酯固態(tài)電解質(zhì)的合成與性能。課題任務(wù)主要分為以下幾部分：(1)聚醚端羥基聚環(huán)氧氯丙烷（PECH）的合成與表征；(2)氮雜環(huán)化合物類聚醚型大分子離子液體的制備與表征；(3)對合成的聚醚型大分子離子液體進一步的擴鏈，制備陽離子型聚醚聚氨酯固態(tài)導(dǎo)電膜，并進行結(jié)構(gòu)表征和性能研究?！　? 本論文采用對環(huán)氧氯丙烷陽離子開環(huán)聚合的方法，合成出不同分子量的端羥基PECH。用FTIR、HNMR 和GPC 對合成的PECH 進行了分析表征，結(jié)果表明制備的產(chǎn)品符合我們設(shè)計的預(yù)期目標。在此基礎(chǔ)上，我們對四種不同氮雜環(huán)化合物接枝PECH 的工藝進行研究，得到了合成端羥基聚醚離子液體的最佳條件，通過陰離子交換得到了含有BF4陰離子的聚醚離子液體,并對合成的聚醚離子液體進行了溶解性質(zhì)和導(dǎo)電性質(zhì)的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①對N-甲基咪唑、喹啉、吡啶、N-甲基嗎啡而言，當(dāng)反應(yīng)溫度分別控制在40℃、60℃、80℃、80℃，反應(yīng)時間分別為10h、12h、11h、11h，物料比分別為1.8:1、1.6:1、1.6:1、1.6:1 時，雜環(huán)化合物的單體轉(zhuǎn)化率最高分別達到82.39%、83.97%、63.95%、72.83%；②由N-甲基咪唑和喹啉所合成的聚醚離子液體的導(dǎo)電性能較好，在甲醇中的室溫電導(dǎo)率均達到10-3S•cm-1 數(shù)量級。同時我們利用紅外光譜和核磁對所合成的聚醚離子液體進行了詳細的結(jié)構(gòu)表征，通過線性電位掃描分析了聚醚離子液體的電化學(xué)穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)其電化學(xué)穩(wěn)定性較好，電化學(xué)窗口均在3.6V 以上?！　? 本文探索了陽離子型聚醚聚氨酯固態(tài)電解質(zhì)的制備方法。通過將制得的不同類型端羥基聚醚離子液體擴鏈合成NCO 封端的聚氨酯，進一步制備為聚合物固體電解質(zhì)。利用紅外光譜、熱重分析、循環(huán)伏安、交流復(fù)阻抗等多種方法對合成的聚醚聚氨酯電解質(zhì)進行了分析表征。結(jié)果表明：擴鏈后的聚醚離子液體電解質(zhì)玻璃化溫度和結(jié)晶性都有很大下降；溫度和聚氨酯軟段組成對電導(dǎo)率的影響明顯。離子型聚醚聚氨酯固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率與溫度的依賴關(guān)系能夠較好的符合Arrhenius 方程，制得的PECH-NMIMBF4-PU 、PECH-QLBF4-PU 、PECH　　NMMBF4-PU 、PECH-PYBF4-PU 室溫的電導(dǎo)率分別達到1.15×10-5S.cm-1 、2.43×10-5S.cm-1、1.82×10-6S.cm-1、2.29×10-6S.cm-1，這說明我們已制備出具有較好形態(tài)和優(yōu)良熱穩(wěn)定性和電導(dǎo)性能的固態(tài)電解質(zhì)，該類產(chǎn)品可能具有良好的應(yīng)用前景?！　?

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