1. 研究目的与意义
目的：本课题以聚(乙烯基苄基氯)和N,N-二甲基苄胺为原料，制备氯化咪唑基聚离子液体型聚合物，将其与氟硼酸钠反应进行离子交换，最终得到氟硼酸季铵盐聚离子液体型聚合物电解质。
意义：本论文从引发体系角度对研发粘接性能更好的氯化咪唑基聚离子液体型聚合物奠定一定的理论和实验基础，拓展其更广阔的应用领域。
2. 国内外研究现状分析
自从Wright等发现聚合物体系的导电性之后,固态聚合物电解质(SPE)引起了极大的关注。SPEs具有优良的物理和电化学性能,比如良好的成膜性、无自由液体相、相对较高的离子电导率和较宽的电化学窗口,可以运用在各类电化学器件中,比如锂离子二次电池、电致变色器件、生物传感器等。最近,离子液体作为一种新颖的电解质也引起了广泛的关注。因为离子液体仅由离子组成,所以它一般具有较高的离子浓度、低的蒸汽压、高的离子电导率、优良的电化学和热稳定性。 本文第二章用溶液聚合法制备了聚离子液体：聚[1-乙烯基-3-乙酸甲酯基咪唑二(三氟甲基磺酰亚胺)](PMVIm-TFSI)。PMVIm-TFSI和二(三氟甲基磺酰亚胺)锂(LiTFSI),将其与聚(甲基丙烯酸甲酯-醋酸乙烯酯)[P(MMA-VAc)]共混制得了不同比例的聚合物电解质。核磁共振(1HNMR)、红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、交流阻抗(AC impedance)等测试结果表明PMVIm-TFSI掺杂到P(MMA-VAc)和LiTFSI组成的电解质中时其物理性能和电化学性能都得到了提高。该共混电解质(透过率≥90%)还可以运用到电致变色器件(ECD)导电离子材料中,也显示出了优良的电化学性能。此外,本文第三章还利用不同链长的酯基来修饰单体咪唑环,以不同质量浓度AIBN作为引发剂用溶液聚合的方法并通过和LiTFSI进行阴离子交换反应合成了一系列不同聚合度的聚离子液体。共混聚合物电解质是由聚离子液体、P(MMA-VAc)、LiTFSI共混制得,并通过相应的测试来研究了链长和聚合度对聚合物电解质电导率、热稳定性的影响。实验结果表明,聚离子液体的加入对电导率和热稳定性均有较大幅度的改善。
3. 研究的基本内容与计划
内容：本课题以聚(乙烯基苄基氯)和N,N-二甲基苄胺为原料，制备氯化咪唑基聚离子液体型聚合物，将其与氟硼酸钠反应进行离子交换，最终得到氟硼酸季铵盐聚离子液体型聚合物电解质。
计划：采用正交设计的方法，确定反应物的投料配比、反应温度、反应时间等工艺参数；确定合理的工艺参数，制得纯度高的目标产品；并对产品进行核磁共振、红外光谱、示差扫描量热计、热重分析、X-射线衍射、扫描电镜表征。
4. 研究创新点
1.通过改善合成工艺条件及引发剂种类获得较好的氯化咪唑基聚离子液体型聚合物。
2.生产工艺简单、能耗低、使用方便灵活 、安全。
3.综合考虑选择最适宜的组份及用量, 使得氯化咪唑基聚离子液体型聚合物各方面性能达到良好平衡, 才能得到一个实用的产品。
