Полімерні протонообмінні середовища з іонними зв’язками в основному ланцюзі полімеру
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2020.12.060Ключові слова:
іонвмісні полімери, кислотно-основна нейтралізація, протонна провідність, протонообмінні середовищаАнотація
Запропоновано спосіб отримання першого представника полімерного протонпровідного середовища з протонними іонними групами в основному ланцюзі полімеру взаємною нейтралізацією телехелевих реак ційно-здатних лінійних олігомерів з кінцевими групами основного і кислотного характеру. Як олігомер з основними властивостями використовували олігоетиленоксид, що містить на кінцях ланцюга фрагменти 1-(3-аміно-пропіл)імідазолу з двома типами основних центрів — аліфатичними вторинними амінними групами та імідазольними фрагментами. Як олігомер кислотного характеру використовували олігоетиленоксид з кінцевими сульфокислотними групами. Згідно з аналізом значень ΔрКа, при еквімольному співвідношенні вихідних сполук, більш імовірним є протонування аліфатичних вторинних аміногруп у складі олігомеру основного типу з формуванням іонно-подовженого полімерного ланцюга. Показано, що синтезований полімер містить два типи кристалічних утворень з температурами плавлення 37,6 та 46,2 °С і переходить у рідкий стан у разі нагрівання до вищих значень. Протонна провідність полімеру в безводних умовах близька до провідності вказаного вихідного телехелевого сульфокислотного олігомеру в інтервалі температур 40—100 °С і сягає 2,3 · 10–4 См/см при 100 °С, однак досягається при значно меншому вмісті носіїв заряду протонів.
Завантаження
Посилання
Shaplov, A. S., Marcilla, R. & Mecerreyes, D. (2015). Recent advances in innovative polymer electrolytes based on poly(ionic liquid)s. Electrochim. Acta., 175, рр. 18-34. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.03.038
Qian, W., Texter, J. & Yan, F. (2017). Frontiers in poly(ionic liquid)s: syntheses and applications. Chem. Soc. Rev., 46, рр. 1124-1159. https://doi.org/10.1039/C6CS00620E
Shevchenko, V. V., Stryutskii, A. V. & Klimenko, N. S. (2011). Polymeric organic-inorganic proton-exchange membranes for fuel cells produced by the sol-gel method. Theor. Exp. Chem., 47, No. 2, pp. 67-91. https://doi.org/10.1007/s11237-011-9187-9
Díaz, M., Ortiz, A. & Ortiz, I. (2014). Progress in the use of ionic liquids as electrolyte membranes in fuel cells. J. Membrane Sci., 469, pp. 379-396. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2014.06.033
Amarasekara, A. S. (2016). Acidic ionic liquids. Chem. Rev., 116, pp. 6133-6183. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00763
Ricks-Laskoski, H. L. & Snow, A. W. (2006). Synthesis and electric field actuation of an ionic liquid polymer. J. Am. Chem. Soc., 128, pp. 12402-12403. https://doi.org/10.1021/ja064264i
Ke, Y., Zhang, W., Suo, X., Ren, Q., Xing, H. & Yuan, J. (2020). β-Cyclodextrin-derived room temperature macromolecular ionic liquids by PEGylated anions. Macromol. Rapid Commun., 41, No. 8, e1900576. https://doi.org/10.1002/marc.201900576
Shevchenko, V. V., Gumennaya, M. A., Stryutsky, A. V., Klimenko, N. S., Trachevskii, V. V., Klepko, V. V. & Davidenko, V. V. (2018). Reactive oligomeric protic cationic linear ionic liquids with different types of nitrogen centers. Polym. Sci., Ser. B, 60, No. 5, pp. 598-611. https://doi.org/10.1134/S1560090418050160
Shevchenko, V. V., Stryutsky, A. V., Klymenko, N. S., Gumenna, M. A., Fomenko, A. A., Bliznyuk, V. N., Trachevsky, V. V., Davydenko, V. V. & Tsukruk, V. V. (2014). Protic and aprotic anionic oligomeric ionic liquids. Polymer, 55, No. 16, pp. 3349-3359. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2014.04.020
Shumskii, V. F., Shevchenko, V. V., Gumennaya, M. A., Getmanchuk, I. P., Stryutskii, A. V., Klimenko, N. S., Davidenko, V. V., Ignatova, T. D., Syrovets, A. P. & Vorontsova, L. A. (2019). Specific features of the rheo lo gical behavior of a protic oligomeric ionic liquid of cationic type with basic sites of two types in the region of the solid—liquid transition. Colloid J., 81, No. 6, pp. 804-816. https://doi.org/10.1134/S1061933X19050132
Shevchenko, V. V., Stryutsky, A. V., Klymenko, N. S., Gumennaya, M. A., Fomenko, A. A., Trachevsky, V. V., Davydenko, V. V., Bliznyuk, V. N. & Dorokhin, A. V. (2014). Protic сationic oligomeric ionic liquids of the urethane type. Polym. Sci., Ser. B, 56, No. 5, pp. 583-592. https://doi.org/10.1134/S156009041405011X
Chopade, S. A., So, S., Hillmyer, M. A. & Lodge, T. P. (2016). Anhydrous proton conducting polymer electrolyte membranes via polymerization-induced microphase separation. ACS Appl. Mater. Inter., 8, No. 9, pp. 6200-6210. https://doi.org/10.1021/acsami.5b12366
Kadar, E. P., Wujcik, C. E., Wolford, D. P. & Kavetskaia, O. (2008). Rapid determination of the applicability of hydrophilic interaction chromatography utilizing ACD Labs Log D Suite: A bioanalytical application. J. Chromatogr. B, 863, No. 1, pp. 1-8. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2007.11.036
Greaves, T. L. & Drummond, C. J. (2008). Protic ionic liquids: properties and applications. Chem. Rev., 108, No. 1, pp. 206-237. https://doi.org/10.1021/cr068040u
Kyritsis, A., Pissis, P. & Grammatikakis, J. (1995). Dielectric relaxation spectroscopy in poly(hydroxyethy acrylate)/water hydrogels. J. Polym. Sci. B. Polym. Phys., 33, No. 12, pp. 1737-1750. https://doi.org/10.1002/polb.1995.090331205
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
