[发明专利]由聚环氧氯丙烷制备聚醚型大分子离子液体的方法

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，尤其涉及到由聚环氧氯丙烷制备聚醚型大分子离子液体的方法。

背景技术

离子液体(Ionic liquids)也称室温熔融盐，是在室温下完全由阴、阳离子构成的液态有机盐，具有导电性，分解电压大于常规电解质，在较宽的温度范围内不挥发和不易燃，是电池和电化学电容器等的电解质，应用前景较好。但是，液态电解质，容易产生电极腐蚀、电解液泄露、寿命短等问题。因而，探究合适的固态电解质来代替液态电解质至关重要。

离子液体与高分子相结合，可得到含离子液体或具有离子液体结构的高分子离子液体。前者是一种小分子离子液体和高分子的复合物，称为离子液体凝胶；后者是具有可聚合的小分子离子液体聚合得到的高分子离子液体。这些高分子离子液体质电导率较高、力学性能较好，由于没有溶剂挥发和漏液等现象，可以使电池的安全性和稳定性得到提高，作为一类新型聚合物电解质，可在染料敏化太阳能电池、燃料电池、锂离子电池、超级电容器、光致变色等电化学器件方面得到非常广泛的应用。

然而，上述高分子电解质材料在应用上仍然存在一些问题。离子液体凝胶还存在有小分子离子液体泄漏，且电导率较低；目前所研究的高分子离子液体的主链大都是碳链型的，因此玻璃化温度高、离子密度小，导电率较低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了由聚环氧氯丙烷制备聚醚型大分子离子液体的方法，该制备方法所产生的聚醚链是一种柔性链，玻璃化温度低，可以和某些金属离子络和，且在侧链上还带有离子液体基团，因而具有更高的电导率和好的机械性能，应用领域更为广泛。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

所述的由聚环氧氯丙烷制备聚醚型大分子离子液体的方法如下：

将0.925～9.25g的聚环氧氯丙烷溶解在10ml～100ml的甲苯中或二甲基甲酰胺中，搅拌下加入0.1～1摩尔的叔胺类化合物，在40～100℃下反应3～24h，冷却至室温后加乙醚沉淀；再将生成物进行纯化、干燥后溶于50～1000mL的二甲亚砜极性溶剂中，加入0.2～2mol的含有无机盐类化合物溶液中，在40～100℃下搅拌5～10h，进行离子交换反应，静置、沉淀，过滤除去生成的无机盐，蒸去有机溶剂得到主链为醚链、侧链带有与无机盐不同阴离子基团的聚醚型离子液体，该聚醚型离子液体的结构通式为：

所述的由聚环氧氯丙烷制备聚醚型大分子离子液体的方法，其叔胺类化合物NR₃可以是三烃基叔胺、N-烷基吗啡啉及其衍生物、N-烷基哌啶及其衍生物、吡啶及其衍生物、N-烷基咪唑及其衍生物、喹啉及其衍生物、吡嗪及衍生物、噻唑及其衍生物、吡咯及其衍生物、噁唑及其衍生物、嘧啶及其衍生物、吲哚及其衍生物、蝶啶及其衍生物、吖啶及其衍生物；