聚胍类离子液体的合成及性质研究

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近年来,聚合离子液体在聚合化学和材料科学领域扮演着越来越重要的角色,聚合离子液体将离子液体独特的性质(高电导率、化学稳定性、不易燃性以及几乎为零的蒸汽压)和大分子结构的性质结合起来,展现出可应用于很多领域的新型性质和功能,包括固态电解质、分散剂、稳定剂、吸附剂、多孔聚合物等等。聚合离子液体的主要优势在于:增强了的稳定性、更好的加工性、弹性以及更好纳米结构控制性。聚合离子液体既可以通过阳离子聚合,也可以通过阴离子聚合制备,得到带电重复单元组成的大分子聚合电解质。对于聚合离子液体的研究绝大多数集中在向咪唑类离子液体阳离子上引入聚合基团方面,常见的是丙烯酰基或乙烯基。关于胍类离子液体聚合的报道比较少。通过文献调研以及结合实验室实际情况,我们致力于合成可以通过胍盐阳离子直接聚合的化合物,并对其聚合物性质进行初步的研究,为功能化聚合离子液体新型材料的研究提供一种新的方案。本论文中使用四甲基脲、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮和草酰氯反应制得四甲基、环状两种“vilsmeier salt”,然后和相应的带有甲基丙烯酰基的胺反应制得五烷基胍,再和一级卤代烷反应制得六烷基胍卤盐,再进一步发生阴离子交换反应制得相应的可聚合离子液体。用AIBN做引发剂,通过热引发自由基方式聚合一共制备了十二种聚胍盐类化合物。根据不同的单体及聚合物的溶解性不同而采取不同的溶剂来析出提纯产物。通过以上过程得到了相应的聚合物,分子量通过GPC表征,热力学性质通过DSC以及TGA测定。通过测试结果分析我们发现,所制得的聚合物都具有良好的热力学性质,玻璃化转变温度大多都在100℃以上,热失重温度基本都在250℃以上。阴离子为六氟磷酸根的胍类聚合物的稳定性要比阴离子为碘的胍类聚合物好,且无论是哪种阴离子,随着侧链取代基的增长,热稳定性随之降低。
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