通过阳离子开环聚合制备了一系列不同比例的3-丙烯酰氧甲基-3’-甲基氧杂环丁烷(AMO)和3-[2-甲氧基(三乙氧基)]甲基-3’-甲基氧杂环丁烷(MEM0)的共聚物PAM。通过1H-NMR谱图计算发现:AMO结构单元在共聚物中所占的比例均低于根据投料比计算的理论值。把这些共聚物和LiTFDI复配后通过BPO引发自由基聚合可交联成膜,利用交流阻抗法测试了其离子电导率,其中MEM0含量最高的PAM33电导率最高,30℃时达1.44×10-5S/cm,80℃时达1.25×10-4S/cm。DSC测试结果显示,
### 3-丙烯酰氧甲基和3-[2-甲氧基(三乙氧基)]甲基-3-甲基氧杂环丁烷共聚物的合成及导电性能
#### 研究背景与意义
随着科技的发展,新型高分子材料在各个领域的应用越来越广泛,特别是具有特殊功能性的高分子材料,比如聚合物电解质,因其轻便、柔软、易加工等特点,在电池、传感器、光电器件等领域展现出巨大的应用潜力。本文研究了一种新的聚合物电解质——3-丙烯酰氧甲基-3’-甲基氧杂环丁烷(AMO)和3-[2-甲氧基(三乙氧基)]甲基-3’-甲基氧杂环丁烷(MEMO)的共聚物PAM,通过对这种共聚物的合成及其导电性能的研究,旨在开发一种新型的聚合物电解质材料。
#### 实验方法
该研究首先采用阳离子开环聚合的方法合成了不同比例的AMO和MEMO的共聚物PAM。在此过程中,AMO和MEMO两种单体在催化剂的作用下进行开环聚合反应,形成了一系列具有不同AMO/MEMO比例的共聚物。通过核磁共振氢谱(1H-NMR)分析,研究人员能够确定共聚物中各种结构单元的实际含量,并与理论值进行了对比。
#### 实验结果与讨论
1. **共聚物组成分析**:通过1H-NMR谱图计算发现,AMO结构单元在共聚物中的实际比例均低于理论计算值,这可能是由于AMO和MEMO单体在聚合过程中的竞争性反应导致的。
2. **导电性能测试**:将这些共聚物与锂盐LiTFDI复配后,通过过氧化苯甲酰(BPO)引发自由基聚合反应,形成具有导电性质的交联膜。通过交流阻抗法测试了这些薄膜的离子电导率。实验结果显示,当MEMO含量较高时,共聚物的电导率显著提高。例如,在30℃条件下,MEMO含量最高的PAM33的电导率达到1.44×10^-5 S/cm,在80℃条件下,该值进一步提升至1.25×10^-4 S/cm。
3. **热稳定性分析**:差示扫描量热法(DSC)测试结果显示,随着共聚物中MEMO结构单元含量的增加,其玻璃化转变温度(Tg)降低。这表明,更高的MEMO含量有助于提高共聚物的柔韧性和离子迁移能力,从而有利于提高其导电性能。
#### 结论
本研究成功地通过阳离子开环聚合方法合成了AMO和MEMO的共聚物PAM,并对其导电性能进行了详细测试。结果显示,MEMO含量较高的共聚物表现出更优异的电导率,这为开发高性能聚合物电解质提供了一条新途径。此外,通过调节共聚物的组成可以有效地控制其物理化学性质,为设计和制备新型功能性聚合物材料提供了理论依据和技术支持。未来的工作将进一步优化共聚物的合成条件,探索其在实际应用中的潜力。