Synthesis, Morphology, and Ion Conduction of Polyphosphazene Ammonium Iodide Ionomers

Abstract

Anion conducting polyphosphazene ionomer analogues of poly[bis(methoxyethoxyethoxy)phosphazene] (MEEP) were synthesized and their iodide transport properties studied. Polymer bound cations were quaternized with either short alkyl or short ether oxygen chains. X-ray scattering reveals a low q peak near 4 nm −1 arising from the backbone−backbone spacing between polyphosphazene chains, an ion-related peak at 8 nm −1 , and a peak at 15 nm −1 corresponding primarily to the amorphous halo of the PEO side chains. Because of the short spacing of the intermediate q peak, the ions are proposed to exist mostly in isolated ion pairs or small aggregates. First-principles calculations combined with dielectric spectroscopy suggest that less than 10% of the ions are in isolated pairs while the remainder participate in quadrupoles or other small aggregates. These ionomers display high values for the high frequency dielectric constant, ε ∞ (highest value ε ∞ = 11), due to atomic polarization of the iodide anion. These MEEPbased ionomers have room temperature dc conductivity of order 10 −6 S cm −1 and show potential for application in iodide conducting solar cells if the segmental mobility could be increased.

Imidazolium‐Based Ionic Liquids as Initiators in Ring Opening Polymerization: Ionic Conduction and Dielectric Response of End‐Functional Polycaprolactones and Their Block Copolymers

“…The dashed line in Figure is a fit to Equation with as the sole fitting parameter, showing that of the non‐ionic PCL polymer IVa above is well described by the Onsager equation. For the end‐functional PCL homo‐ and co‐polymers having an imidazolium cation with the associated anion (Br − or TFSI − ), the contribution of the ions to can be analyzed by simply adding the effect of ion pairs to Equation [6g],,, wherein is the number density of dipoles and is their dipole moment. The solid lines in Figure are the Onsager predictions of Equation for each poly­mer, assuming all ions are in the isolated ion pair state (…”

Functional Polymeric Materials Based on Main‐Group Elements

“…Both methods have been successfully implemented (53), Mes* = 2,4,6-(t-Bu 3 )C 6 H 2 ]t ogive P-doped polybutadiene (54)a nd polyisoprene ( 55). [2a,100] While the first method has shown significant success with standard free radical, controlled free radical, and ring-opening metathesis polymerizations,m ore reactive borane functional groups can be challenging to introduce while maintaining good control over the polymer molecular weight.…”

Funktionelle polymere Materialien auf der Basis von Hauptgruppen‐Elementen

“…[2a, 100] Während das erste Verfahren mit den üblichen freien Radikal-, gesteuerten freien Radikal-und den ringçffnenden Metathese-Polymerisationen erhebliche Erfolge erzielt hat, kann die Einführung von reaktiven funktionellen Boran-Gruppen mit gleichzeitger guter Kontrolle über das Polymer-Molekulargewicht eine anspruchsvolle Aufgabe sein. [94] Unten:anionische Polymerisation von Mes*P=CR-CH=CH 2 [R = H( 52)und Me (53), Mes * = 2,4,6-(t-Bu 3 )C 6 H 2 ]z uP-dotiertem Polybutadien (54)u nd Polyisopren ( 55). Beide Methoden wurden zur Synthese einer Vielzahl von Bor-haltigen Polymeren mit unterschiedlichen funktionellen Gruppen und Architekturen angewendet.…”

“…Jahrhunderts von Stokes erstmals beschrieben und später von Allcock in den 1960er Jahren neu untersucht und bekannt gemacht wurden, [190] haben sich wegen ihrer Biokompatibilität, Bioabbaubarkeit, Kettenflexibilitätu nd einfachen chemischen Modifizierbarket zu einer der am umfassendsten untersuchten Klassen von anorganischen Polymeren entwickelt. Diese sehr spezifischen Eigenschaften haben zu einer Vielzahl von Anwendungen geführt, vornehmlich als Biomaterialien, [54] aber auch als Komponenten von Solarzellen und Batterie-Elektrolyten, [55] Gastrennmembranen [56] und Elastomeren. [57] Ausführliche frühere Übersichtsartikel haben die große Vielseitigkeit in der Synthese, über mehrere Jahrzehnte intensiver Forschung hinweg, aufgezeigt.…”

“…[101] Die Affinitätd er Boran-LA-Einheiten zu Nucleophilen wurde bei der chemischen Sensorik von Ionen und Molekülen genutzt. So kçnnen beispielsweise LA-Organoborpolymere auf Polystyrol(PS)-Basis leicht Addukte mit neutralem Pyri- ( 55). [95] Adaptiert mit Genehmigung aus Lit.…”