РЕАКЦІЙНОЗДАТНІ ПРОТОННІ ІОННІ РІДИНИ НА ОСНОВІ СУМІШІ ОЛІГОМЕРНИХ СИЛСЕСКВІОКСАНІВ, ЩО МІСТИТЬ В ОРГАНІЧНОМУ ОБРАМЛЕННІ ТРЕТИННІ АМІНОГРУПИ І ГІДРОКСИЛЬНІ ГРУПИ

Мар'яна Гуменна; Ігор Ткаченко; Олександр Стрбцький; Тетяна Самойленко; Валерій Шевченко

doi:10.20535/iwccmm2024302129

Автор(и)

Мар'яна Гуменна ІХВС НАН України, Україна
Ігор Ткаченко ІХВС НАН України, Україна
Олександр Стрбцький ІХВС НАН України, Україна
Тетяна Самойленко ІХВС НАН України, Україна
Валерій Шевченко ІХВС НАН України, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/iwccmm2024302129

Ключові слова:

олігомерні силсесквіоксани, олігомерні іонні рідини, органо-неорганічні нанокомпозити, провідність

Анотація

Розроблено метод синтезу реакційноздатних протонних олігомерних іонних рідин (ОІР) нейтралізацією суміші олігомерних силсесквіоксанів, що містять в органічному обрамленні третинні аміногрупи та первинні і вторинні гідроксильні групи (OSS(N+OH)) низькомолекулярними етан- або п-толуолсульфокислотою. Будова отриманих сполук досліджена методами ІЧ- та ¹Н ЯМР спектроскопії. Згідно даних ДСК, обидві синтезовані ОІР є аморфними зі значеннями температури склування аморфної фази (Т_g) нижче 0^оС. Величина провідності (σ_dc) ОІР досліджена методом діелектричної релаксаційної спектроскопії (ДРС) в безводних умовах в області 20 – 100 ^оС неістотно підвищується при заміні ароматичного п-толуолсульфонат аніону на аліфатичний етансульфонат аніон і досягає 3,2·10^-4 См/см за температури 100^оС. Наявність реакційноздатних гідроксильних груп в отриманих ОІР відкриває можливості їх використання як нанонаповнювачів здатних ковалентно зв’язуватися з полімерною матрицею. Досягнуті величини протонної провідності роблять синтезовані сполуки перспективними для створення протонообмінних мембран для паливних комірок з температурою експлуатації вище 100^оС в безводних умовах.

Біографії авторів

Мар'яна Гуменна, ІХВС НАН України

Д. х. н. Інституту хімії високомолекулярних сполук НАН України

Ігор Ткаченко, ІХВС НАН України

Д. х. н., ст. дослідник Інституту хімії високомолекулярних сполук НАН України

Олександр Стрбцький, ІХВС НАН України

К. х. н. Інституту хімії високомолекулярних сполук НАН України

Тетяна Самойленко, ІХВС НАН України

К. х. н. Інституту хімії високомолекулярних сполук НАН України

Валерій Шевченко, ІХВС НАН України

Д. х. н., проф., член-кор. НАН України

Посилання

Dong, F., Lu, L., Ha, C. (2019). Silsesquioxane-containing hybrid nanomaterials: fascinating platforms for advanced applications. Macromolecular Chemistry and Physics, 220 (3), 1800324. https://doi.org/10.1002/macp.201800324

Ye, Q., Zhou, H., Xu, J. (2016). Cubic polyhedral oligomeric silsesquioxane based functional materials: synthesis, assembly, and applications. Chemistry: An Asian Journal, 11, 1322-1337. https://doi.org/10.1002/asia.201501445

Zhou, H., Ye, Q., Xu, J. (2017). Polyhedral oligomeric silsesquioxane-based hybrid materials and their applications. Materials chemistry frontiers, 1 (2), 212-230. https://doi.org/10.1039/C6QM00062B

Mori, H., Lanzendörfer, M.G., Müller, A.H.E., Klee, J.E. (2004). Silsesquioxane-based nanoparticles formed via hydrolytic condensation of organotriethoxysilane containing hydroxy groups. Macromolecules, 37 (14), 5228-5238. https://doi.org/10.1021/ma035482o

Elumalai, V., Dharmalingam, S. (2019). Octa-imidazolium POSS / quaternized polysulfone composite anion exchange membrane for alkaline fuel cell. Polymer Composites, 40 (4), 1536-1544. https://doi.org/10.1002/pc.24894

Čolović, M., Volavšek, J., Stathatos, E., Čelan, Korošin, N., Šobak, M., Jerman, I. (2019). Amphiphilic POSS-based ionic liquid electrolyte additives as a boost for dye-sensitized solar cell performance. Solar Energy, 183, 619-631. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.03.070