Научная статья на тему 'Особенности синтеза полимерного электролита полиэтиленгликольдиакрилат - LiBF4 в присутствии ионной жидкости тетрафторбората 1-бутил-3-метил имидазолия'

Особенности синтеза полимерного электролита полиэтиленгликольдиакрилат - LiBF4 в присутствии ионной жидкости тетрафторбората 1-бутил-3-метил имидазолия Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
444
114
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОЛИМЕРНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ / ИОННАЯ ЖИДКОСТЬ / РАДИКАЛЬНАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ / ИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ / POLYMER ELECTROLYTE / IONIC LIQUID / RADICAL POLYMERIZATION / IONIC POLYMERIZATION

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Евщик Е. Ю., Бубнова М. Л., Джавадян Э. А., Ярмоленко О. В.

Исследованы особенности синтеза полимерных электролитов состава полиэтиленгликольдиакрилат LiBF4 в присутствии ионной жидкости тетрафторбората 1-бутил-3-метилимидазолия по радикальному и ионному механизмам. Показано, что ионный механизм полимеризации диакрилата полиэтиленгликоля реализуется при ~200 °C в присутствии BF4-. Изучение кинетики полимеризации полимерного электролита методом ИК-спектроскопии показало сильное смещение пиков νС=О, νС-О, что свидетельствует о координации ионов Li+. Проводимость образцов при соотношении диакрилат полиэтиленгликоля : ионная жидкость = 1:1 по молям при 50% сшивке связей С=С составляет 3.82×10-6 См/см, а при полном превращении С=С связей 2.95×10-6 См/см при 20 °C.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Евщик Е. Ю., Бубнова М. Л., Джавадян Э. А., Ярмоленко О. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SYNTHESIS PECULIARITIES OF PILYETHYLENE GLYCOL DIACRYLATE POLYMER ELECTROLYTE -LiBF4 AT THE PRESENSE OF IONIC LIQUID 1-BURYL-3-METHYLIMIDAZOLIUM TETRAFLUOROBORATE

There were investigated features of synthesis of polymer electrolyte consisting of PEGDALiBF4 at the presence of ionic liquid of 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate. It was shown that the polymerization ofPEGDA by the ionic mechanism proceeds at ~200 °C in the presence of BF4-. The IR spectrum of samples consisting of PEGDA+IL+ LiBF4+PB before polymerization, after 1 hour and after 5 hours at 80 °C showed a strong shift of the peaks νС=О, νС-О. This fact indicates the coordination of Li+. The conductivity of the samples at a ratio of PEGDA:IL=1:1 on moles: 50% cross-linking bond is 3.82×10-6 S/cm;full conversion of the C = C bonds is 2.95×10-6 S/cm at 20 °C.

Текст научной работы на тему «Особенности синтеза полимерного электролита полиэтиленгликольдиакрилат - LiBF4 в присутствии ионной жидкости тетрафторбората 1-бутил-3-метил имидазолия»

УДК 544.6.018.47-036.5

ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА ПОЛИМЕРНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА ПОЛИЭТИЛЕНГЛИКОЛЬДИАКРИЛАТ - ЫВЕ4 В ПРИСУТСТВИИ ИОННОЙ ЖИДКОСТИ ТЕТРАФТОРБОРАТА 1-БУТИЛ-3-МЕТИЛ ИМИДАЗОЛИЯ

© Е. Ю. Евщик

М. Л. Бубнова2, Э. А. Джавадян2, О. В. Ярмоленко2

Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, 450074 г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32.

Тел./факс: +7 (347) 229 96 14.

2Институт проблем химической физики РАН Россия, 142432 г. Черноголовка, пр. Акад. Семенова, 1.

Тел.: +7 (496) 522 56 25.

E-mail: [email protected]

Исследованы особенности синтеза полимерных электролитов состава полиэтиленгликоль-диакрилат - LiBF4 в присутствии ионной жидкости тетрафторбората 1-бутил-3-метилимидазолия по радикальному и ионному механизмам. Показано, что ионный механизм полимеризации диакрилата полиэтиленгликоля реализуется при ~200 °С в присутствии BF4-. Изучение кинетики полимеризации полимерного электролита методом ИК-спектроскопии показало сильное смещение пиков Vq=o, Vq-о, что свидетельствует о координации ионов Li+. Проводимость образцов при соотношении диакрилат полиэтиленгликоля : ионная жидкость = 1:1 по молям при 50% сшивке связей С=С составляет 3.82x10т6 См/см, а при полном превращении С=С связей 2.95х10т См/см при 20 °С.

Ключевые слова: полимерный электролит, ионная жидкость, радикальная полимеризация, ионная полимеризация.

Введение

В настоящее время большое внимание уделяется разработкам в области безопасных и эффективных химических источников тока. Особый интерес вызывают полимерные электролиты (ПЭ). Аккумуляторы на основе ПЭ обладают высокой плотностью энергии, широким электрохимическим окном стабильности (3^4 В), а так же хорошими механическими свойствами [1, 2]. Однако использование ПЭ ограничено в связи с низкой ионной проводимостью твердых полимерных электролитов при комнатной температуре. Для того чтобы повысить ионную проводимость, в полимерные электролиты добавляют органические растворители - ал-килкарбонаты, которые могут воспламеняться в литиевых аккумуляторах при температурах выше

70 °С [3].

Один из возможных путей повышения проводимости и улучшения характеристик ПЭ - замена карбонатных растворителей на ионные жидкости (ИЖ) [4-6]. Уникальность ИЖ заключается в их высокой электрохимической устойчивости, сравнительно высокой электропроводности и практически полном отсутствии давления насыщенных паров. Существуют ионные жидкости с электрохимическим окном 5^9 В, причем они могут использоваться многократно без потери свойств и разрушения структуры [7].

Основные способы получения полимерных электролитов на основе ионных жидкостей: метод горячей прессовки и метод литья из раствора с последующим удалением растворителя. Однако получение сетчатых полимерных электролитов с ИЖ, синтезированных методом радикальной полимеризации, исследовано мало. В работе [8] сообщается о

получении полимерных электролитов на основе сополимера диметакрилата полиэтиленгликоля и тетрафторбората К-винилимидазолий. Сополиме-ризацию проводили в присутствии инициатора азо-бисизобутиронитрила в течение 24 ч при 60 °С и 24 ч при 80 °С. Проводимость ПЭ была очень низкой (10-<Ч10-8 См/см при 20 °С). Также есть данные о фотополимеризации полимерного электролита на основе полиэтиленоксид-полиметакрилата с добавкой ИЖ [9]. В работе [10] сообщалось об испытаниях Ы/Ь1РеР04 аккумулятора с электролитом на основе ИЖ и добавкой 5 % масс. олигомера. Испытания аккумулятора показали перспективность применения такой электролитной системы.

Очевидно, что исследование систем полимер -ионная жидкость - соль лития в ходе реакции радикальной полимеризации является актуальной задачей в области разработки литиевых источников тока нового поколения. Таким образом, целью данной работы является синтез и исследование полимерных электролитов на основе соли ЫБР4, диакрилата полиэтиленгликоля при добавлении ионной жидкости на примере тетрафторбората 1-бутил-3-метилимидазолия.

Экспериментальная часть

Основные компоненты полимерных электролитов

Диакрилат полиэтиленгликоля (ДАк-ПЭГ)

-73.5 57 сП

(фирма “Aldrich”): Mn = 435; ?пл = -10 °C; T„ = — °C; ?кип = 104 °C; d420 = 1.114-1.124 г/мл; n = 57

OC; t (25 OC);

OC; d4 концентрация

С=С = 4.6x10-

связеи моль/г.

1 -бутил-3-метилимидазолий тетрафторборат (BMIBF4) (фирма “Merck”): М = 226 г/моль; гпл = -

71 °C; d = 1.20 г/мл.

*

* автор, ответственный за переписку

Тетрафторборат лития: М = 93.75 г/моль; степень чистоты 98%.

Перекись бензоила (ПБ) (фирма “Aldrich”) очищали перекристаллизацией из хлороформа с последующей осушкой при комнатной температуре сначала на воздухе, затем - в вакууме.

Пропиленкарбонат (ПК) (фирма “Aldrich”): М = 102.09 г/моль; tra = -55 °C; t,™ = 240 °C; d420 = 1.204 г/мл; степень чистоты 99%, содержание воды < 0.005%.

Методика проведения эксперимента

Растворы полимерных электролитов готовили в инертной атмосфере при t = 40 °C в присутствии ПБ и t = 60 °C без ПБ при постоянном перемешивании на магнитной мешалке в течение 1^6 ч в зависимости от состава образца.

Реакцию полимеризации изучали методом дифференцирующей сканирующей (ДСК) и изотермической калориметрии. Исследования методом ДСК растворов ПЭ, а также измерение температуры стеклования Tg полученных ПЭ проводили с использованием прибора DSC30 термоаналитической системы TA4000 фирмы Mettler Toledo с программным обеспечением TA72PS.2. Измерения выполняли на образцах весом ~15 мг, запечатанных в стандартные алюминиевые тигли объемом 40 мкл, при скорости сканирования 5 °^мин.

Кинетику полимеризации ПЭ изучали методом изотермической калориметрии на калориметре ДАК-1.1 при температурах 80 °C и 100 °C в течение 8 ч. При полном превращении двойных связей -С=С-выделяется 67^71 кДж/моль. Таким образом, при Q ^ 71 кДж/моль происходит практически полная сшивка олигомера и его превращение в полимер.

Количество связей в исследуемых образцах определяли методом бромирования по стандартной методике.

Ионную проводимость ПЭ определяли с помощью метода спектроскопии электрохимического импеданса в симметричных ячейках с электродами из нержавеющей стали на приборе LCR (Тайвань) в диапазоне частот 100^0.5 кГц при амплитуде измерительного сигнала 100 мВ.

ИК спектр отражения образцов до и после полимеризации, а также исходных компонентов ПЭ измеряли при комнатной температуре на Фурье-спектрометре PERKIN-ELMER SPECTRUM 100 (фирма “Perkin-Elmer”, США).

Результаты и их обсуждение

На первом этапе была изучена реакция полимеризации образцов ПЭ в зависимости от количества ионной жидкости BMIBF4 и соли LiBF4, а также инициатора ПБ. В табл. 1 представлены составы изучаемых образцов ПЭ. Количество соли LiBF4 ~1 моль/г. Концентрация ПБ ~1 мас.%.

Таблица 1

Составы образцов ПЭ, исследованных методом ДСК, и результаты обработки ДСК-диаграмм

№ [ДАк-ПЭГ],масс.% [BMIBF4], масс.% [LiBF4],масс.% [ПБ],масс.% T °C 1 А пик> 1 Qvn, Дж/г

1 68.02 22.76 9.22 - 178.7 35.8

2 45.22 45.51 9.27 - 201.3 52.7

3 25.58 67.87 9.55 - 207.7 6.7

4 66.55 22.91 9.55 0.99 94.5 212.8

5 44.09 45.48 9.43 1.00 92.5 126.5

6 22.86 67.40 8.84 0.9 93.7 84.0

7 90.65 - 9.35 - 171.5 168.0

8 - 76.90 23.1 - - 0

9 99.00 - - 1.00 108.0 321.9

Рис. 1. ДСК-диаграмма образца 1.

U, мВ

50 ' " " ' 100 ' " ' * 150 ' Т " '

Рис. 2. ДСК-диаграмма образца 4.

На рис. 1-2 изображены типичные ДСК-диаграммы изученных образцов ПЭ №1 и 4 (табл. 1) в отсутствии и присутствии ПБ. Результаты расчета ДСК-диаграмм приведены в табл. 1. Следует отметить, что ПБ в ИЖ не растворяется, поэтому образец ИЖПБ изучить методом ДСК не удалось.

Образцы из каждой серии (составы 1-3 и составы 4-6) при сканировании со скоростью 5 град/мин ведут себя одинаково. Из рис. 1 видно, что в интервале 170^200 °С происходит ионная полимеризация ДАк-ПЭГ, так как в системе присутствует анион ББ4-. На рис. 2 наблюдается сложный пик, свидетельствующий о прохождении полимеризации ДАк-ПЭГ по двум механизмам: радикальному в присутствии ПБ (которая начинается при I ~ 80 °С) и ионному, причем температура, при которой идет последний процесс, понижается на ~60 °С (рис. 1).

Из приведенных в табл. 1 ДСК-данных была рассчитана удельная теплота для образцов ПЭ в зависимости от мольного соотношения ДАк-ПЭГ и ИЖ. Результаты представлены на рис. 3.

Из рис. 3 видно, что в присутствии ПБ реакция полимеризации и зависимость р от состава хорошо укладывается в монотонно спадающую кривую I. В случае II, где выделение тепла происходило в интервале 170^227 °С, точки, соответствующие составам 4 и 5, отклоняются от кривой.

Это свидетельствует о неравновесности процесса, протекающего при таких высоких температурах и высокой скорости сканирования.

Из данных табл. 1 была рассчитана степень превращения ДАк-ПЭГ в зависимости от его концентрации (%масс.) в образцах (рис. 4). Из рис.4 видно, что в присутствии ПБ ДАк-ПЭГ практически полностью сшивается, а при содержании 70 %мол. ИЖ (образец 6) наблюдается превышение выделившегося тепла, которое можно связать с ошибкой эксперимента. Для образцов 1-3 степень превращения ДАк-ПЭГ находится в интервале 16^57%. Это можно объяснить недостаточностью

времени для полимеризации по ионному механизму при скорости сканирования 5 град/мин.

Количество моль ИЖ по отношению к 1 моль ДАк-ПЭГ

Рис. 3. Зависимость количества выделившейся удельной теплоты от мольных соотношений полимер : ИЖ. Цифры у точек соответствуют составам образцов (табл. 1).

ДАк-ПЭГ в смеси, %

Рис. 4. Степень превращения ДАк-ПЭГ в зависимости от его концентрации в образце.

Зависимость II (рис. 4) имеет прямолинейный характер, что может быть вызвано действием ионной жидкости, при увеличении содержания которой происходит рост степени превращения олигомера. Таким образом, ИЖ ускоряет реакцию полимеризации ДАк-ПЭГ как источник ББ4- и также способствует увеличению степени свободы диакрилатных групп на концах олигомера.

[ИЖ], %масс.

Рис. 5. Зависимость Тв образцов ПЭ от концентрации ИЖ. Пунктирной линией обозначена Тв исходного ДАк-ПЭГ и ИЖ.

Была измерена температура стеклования всех образцов после отверждения. На рис. 5 представлена зависимость Т% от концентрации ИЖ. Из рис. 5 видно, что Т% смеси «ИЖ + соль ЬіВР4» (образец №8) равна -76 °С. Для образцов с минимальным содержанием полимера (составы 3 и 6) Тъ меньше этой величины (-89...-82°С). Это согласуется с нашими данными [11] по понижению Тъ сетчатого полимерного электролита в присутствии большого количества органического растворителя.

Для образца №5 (рис. 5) Г&5 практически равно Г&6. Можно предположить, что система имеет уже сформировавшуюся сетчатую структуру при 100%-ной сшивке ДАк-ПЭГ, и количество ИЖ не влияет на температуру стеклования образца. Аномально высокая Т% образца 4 может свидетельствовать о том, что в данном случае наблюдается кардинально другая структура сетчатого полимерного электролита ДАк-ПЭГ, похожая на структуру самого ДАк-ПЭГ. Концентрация ИЖ мала (1:1 по молям к ДАк-ПЭГ), поэтому Тъ = -29 °С, что соответствует Т& чистого ДАк-ПЭГ с ПБ после полимеризации.

Было проведено изучение кинетики полимеризации исходных компонентов ПЭ с целью изучения вклада ИЖ в формирование полимерной матрицы. Для этого было приготовлено три раствора: 1) «ДАк-ПЭГ + ПБ»; 2) «ИЖ+ПБ, растворенный в ПК»; 3) «ДАк-ПЭГ + ИЖ + ПБ, растворенный в ПК».

На рис. 6 приведена кривая полимеризации образцов составов 1 и 2. Для образца №3 кривая не при-

водится, поскольку неизвестно, относительно концентрации какого компонента необходимо делать расчет удельной теплоты. Qmax для образца №3 составляла 6.74х10-3 кДж. В образце №3 содержится 7.40х10-5 моль связей С=С в ДАк-ПЭГ, 6.64х10-5 моль связей С=С в ИЖ и 2.48х10-5 моль растворителя ПК.

Время, мин

Рис. 6. Кинетические кривые полимеризации образцов составов 1) ДАк-ПЭГ+ПБ и 2) ИЖ+ПБ, растворённый в ПК. Т=80 °С.

Исходя из литературных данных [12] по синтезу полимеров в ионной жидкости, сама ИЖ не претерпевает изменения в процессе радикальной реакции полимеризации. Поэтому полученное значение теплоты Q, выделившейся в растворе 2, можно отнести только к растворителю - пропиленкар-бонату. При отнесении тепла на количество моль ПК в системе получается кривая 2 (рис. 6). Qmax в этом случае равно 7.79 кДж/моль.

Кривая 1 соответствует полимеризации ДАк-ПЭГ по радикальному механизму; Qmax в этом процессе равно 57.9 кДж/моль. Это свидетельствует о неполной полимеризации ДАк-ПЭГ, которая

должна идти в интервале от 80 до 140 °С.

При проведении повторного эксперимента при 100°С во всех трех образцах выделения тепла не наблюдалось. Это может быть вызвано полным разложением ПБ в исследуемой системе. Это также подтверждается тем фактом, что при изучении данной системы, приготовленной заранее (10 суток), тепла практически не выделялось. Если отнести величину Qmax, полученную в первом процессе («ДАк-ПЭГ+ПБ») к количеству связей С=С и суммировать полученное значение с Qmax, выделившейся во втором процессе («ИЖ+ПБ+ПК»), отнесенное к количеству растворителя ПК, найдем ~Qmax третьего процесса: 7.4х10-5 моль х 57.9 кДж/моль + 2.48Х10-4 моль х 7.79 ккал/моль = 6.24х10-3 ккал. Таким образом, QрaCчет (6.24х10-3 кДж) = QэKCп (6.74х10-3 кДж). Разница составляет 7.5%.

Выделение тепла в образце ИЖ-ПБ-ПК может свидетельствовать о протекании олигомеризации пропиленкабоната с раскрытием кольца, инициируемой сложным катализатором на основе ПБ, ЫБР4 и координируемой ИЖ. В литературе [12] известна реакция олигомеризации ПК в присутствии т^ет-бутилфенола и КНС03. Этот факт подтверждает литературные данные [13], что ИЖ является уникальной средой для проведения реакций полимеризации и олигомеризации. Но для синтеза полимерных электролитов, где ПК является одним из компонентов, эта особенность может отрицательно повлиять на электрохимические свойства ПЭ.

Было проведено комплексное изучение растворов ПЭ и их исходных компонентов методом ИК-спектроскопии. На рис. 7 приведен ИК спектр исходной ионной жидкости ВМШР4, пропиленкар-боната, заполимеризованных смесей составов «ПК + ИЖ + ПБ», «ДАк-ПЭГ + ИЖ + ПК + ПБ» и «ДАк-ПЭГ + ПБ». Для чистоты эксперимента здесь не использовали соль ЫВР4.

Из рис. 7 видно, что у каждого исходного компонента существуют характеристические пики: 1050 см-1 у ИЖ (спектр 1), 1787 см-1 (колебания С=О) у ПК (спектр 2), 1732 см-1 (колебания С=О) у ДАк-ПЭГ (спектр 5). По интенсивности перечисленных характеристических пиков было проведено нормирование по пикам спектра 4 и проведено сложение спектров ИЖ (№1), ПК (№2) и ДАк-ПЭГ (№5). На рис. 8 приведено сравнение экспериментального и теоретического спектра смеси «ДАк-ПЭГ + ИЖ + ПК + ПБ».

Из рис. 8 видно, что спектры 1 и 2 идентичны, что говорит об отсутствии структурных изменений в сетке ДАкПЭГ и ИЖ, а изменения при олигомеризации пропиленкарбоната не видны, так как в этом процессе функциональные связи практически не меняются.

Изучена кинетика полимеризации образца «ДАк-ПЭГ + ИЖ + ЬіВБ4 + ПБ» (состав 4, табл. 1) методом ИК-спектроскопии. На рис. 9 приведены ИК спектры смеси до полимеризации, после 1 ч и после 5 ч полимеризации при 80 °С.

—1---------1-1-----1-1------1-1------1-1------1-1------1-1-----1-1----------1-1

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Волновое число, см1

Рис. 7. ИК-спекрты образцов: 1 -ионной жидкости ВМГВР4; 2 - пропиленкарбонат; 3 - смесь состава ПК+ИЖ+ПБ; 4 - смесь

состава ДАк-ПЭГ+ИЖ+ПК+ПБ; 5 - ДАк-ПЭГ+ПБ.

2

—і------1------1-----1----1-----1-----1-----1-----1-----1-----1-----1-----1----1-----1-----1-----1

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Волновое число, см'

1

Рис. 8. Экспериментальный ИК-спектр образца состава ДАк-ПЭГ+ИЖ+ПК+ПБ (1); теоретический ИК-спектр образца состава ДАк-ПЭГ+ИЖ+ПК+ПБ (2).

Из рис. 9 видно, что наибольшие изменения претерпевают пики в областях 1616-1636 см-1, 1195-1294 см-1. В присутствии соли ЬіВБ4 происходит координация ионов Ьі+ по карбонильной и простой эфирной связям, что и вызывает такое смещение пиков. Кроме этого происходит небольшое смещение и уширение линий в области 1616-1636 см-1 (спектр 1, рис. 9) за счет сшивки С=С связей ДАк-ПЭГ.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

О сильном взаимодействии ЬіВБ4 в процессе полимеризации свидетельствует изменение пика 812 см-1 (рис. 9, спектр 1), которое усиливается при увеличении времени полимеризации: этот пик через 5 ч смещается в область меньших волновых чисел (до 807 см-1) (рис. 9, спектр 3).

Проводимость ПЭ после 1 ч полимеризации 3.82х10-6 См/см, а после 5 ч - 2.95х10-6 См/см при комнатной температуре.

При полимеризации в течение 1 ч происходит 50% сшивка связей ДАк-ПЭГ (по данным кинетических исследований). При этом уже формируется сетчатая структура ПЭ, и проводимость имеет порядок 10-6 См/см.

При достижении 100%-ной сшивки связей С=С (в течение 5 ч) проводимость уменьшается еще на 23%, что еще более затрудняет ионный транспорт в системе. Исследуемый образец №4 (табл.), в котором молям соотношение ДАк-ПЭГ : ИЖ = 1 : 1 имел самую высокую Т% = -29 °С, что может объяснять низкий порядок проводимости в данной системе.

Заключение

Исследованы особенности синтеза полимерных электролитов состава «ДАк-ПЭГ-ЫВР4» в присутствии ионной жидкости 1-бутил-3-метилимидазолия тетрафторборат по радикальному и ионному механизму.

Методом ДСК показано, что ионный механизм полимеризации ДАк-ПЭГ реализуется при ~200 °С в присутствии ВБ4-. При наличии в системе ПБ идут два процесса: при ~80 °С начинается радикальная полимеризация, а затем в интервале от ~100 до ~150 °С параллельно реализуется ионный механизм полимеризации.

—I---------1-1-----1-1------1-1------1-1------1-1------1-1------1-1---------1-1

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Волновое число, см 1

Рис. 9. ИК-спектры образцов: 1 - исходная смесь состава ДАк-ПЭГ+ВМГВР4+ЦВР4+ПБ; 2 - та же смесь после 1 ч при

80 °С; 3 - после 5 ч при 80 °С.

Изучение кинетики полимеризации ПЭ методом ИК-спектроскопии показало сильное смещение пиков С=О, С-О-С колебаний, а также ЫВР4, что свидетельствует о координации ионов лития по кислородным атомам карбонильной и простой эфирной групп ДАк-ПЭГ.

Проводимость образцов при мольном соотношении ДАк-ПЭГ : ИЖ=1:1 при 50%-ной сшивке связей С=С равна 3.82х10-6 См/см, а при полном превращении связей С=С 2.95х10-6 См/см при 20 °С. Такая низкая проводимость объясняется очень высокой Т% = -29 °С, что соответствует температуре стеклования самого ДАк-ПЭГ.

Проведенные исследования в области изучения особенностей синтеза ПЭ позволят в дальнейшем разработать высокопроводящие составы ПЭ с сетчатой полимерной матрицей на основе диакри-латных систем и ионных жидкостей.

Благодарности Авторы благодарят сотрудников ИПХФ РАН д.х.н. А. Ф. Шестакова и к.б.н. Л. М. Богданову за помощь в интерпретации результатов исследова-

ния, а также сотрудника АЦКП ИПХФ РАН к.х.н. С. А. Баскакова.

Работа выполнена при финансовой поддержке грата РФФИ №10-03-00862.

ЛИТЕРАТУРА

1. Tarascon J. M., Armand M. Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries // Nature. 2001. V.414. P. 359-367.

2. Armand M., Tarascon J.M. Building better batteries // Nature. 2008. V.451. P. 652-657.

3. Liao K.-S., Sutto T. E., Andreoli E., Ajayan P., McGrady K. A., Curran S. A. Nano-sponge ionic liquid-polymer composite electrolytes for solid-state lithium power sources // Journal of Power Sources. 2010. V.195. P. 867-871.

4. Raghavan P., Zhao X., Manuel J., Chauhan G. S., Ahn J.-H., Ryu H.-S.,. Ahn H.-J, Kim K.-W., Nah C. Electrochemical performance of electrospun poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene)-based nanocomposite polymer electrolytes incorporating ceramic fillers and room temperature ionic liquid // Electrochimica Acta. 2010. V.55. P. 1347-1354.

5. Kim D. W, Sivakkumar S. R., MacFarlane D. R., Forsyth M., Sun Y. K. Cycling performance of lithium metal polymer cells assembled with ionic liquid and poly(3-methyl thiophene)/carbon nanotube composite cathode // Journal of Power Sources. 2008. V.180. P. 591-596.

6. Galinski M., Lewandowski A., Stepniak I. Ionic liquids as electrolytes // Electrochimica Acta. 2006. V.51. P. 5567-5580.

7. Лебедева О. К., Культин Д. Ю., Кустов Л. М., Дунаев С. 11.

Ф. Ионные жидкости в электрохимических процессах //

Российский химический журнал. 2004. Т.48. №6. С. 59-73.

8. Zhenglin Tang, Li Q, Guitian Gao. Polymer electrolytes based on copolymer of poly(ethylene glycol) dimethacrylate

and imidazolium ionic liquid // Solid State Ionics. 2009. 12.

V.180. P. 226-230.

9. Egashira M., Todo H., Yoshimoto N., Morita M. Lithium ion conduction in ionic liquid-based gel polymer electrolyte //

Journal of Power Sources. 2008. V.178. P. 729-735. 13.

10. Guerfi A., Dontigny M., Kobayashi Y., Vijh A., Zaghlib K.

Investigation on some electrochemical aspects of lithium-ion

ionic liquid/gel polymer battery systems // J. Solid State Electrochemistry. 2009. V.13. P. 1003-1014.

Ярмоленко О. В., Баскакова Ю. В., Тулибаева Г. З., Богданова Л. М., Джавадян Э. А., Комаров Б. А., Сурков Н. Ф., Розенберг Б. А., Ефимов О. Н. Влияние растворителей на свойства полимерного гель-электролита на основе поли-эфирдиакрилата // Электрохимия. 2009. Т.45. С. 107-113. Keki S., Torok J., Deak Gy., Zsuga M. Mechanism of the Anionic Ring-Opening Oligomerization of Propylene Carbonate Initiated by the tert-Butylphenol/KHCO3 System // Macromolecular Symposia. 2004. V.215. P. 89.

Выгодский Я. С., Лозинская Е. И., Шаплов А. С. Синтез полимеров в ионных жидкостях // Российский химический журнал. 2004. Т.48. №6. С. 40-50.

Поступила в редакцию 12.12.2011 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.