СУМІШ ОЛІГОМЕРНИХ СИЛСЕСКВІОКСАНІВ (OSS) З ПРОТОННИМИ АНІОННИМИ ГРУПАМИ
Розроблено методи синтезу сумішей олігомерних силсесквіоксанів з неорганічною складовою у вигляді повністю та частково конденсованих поліедральних структур та їх відкритоланцюгових аналогів та органічною складовою, що містить сульфокислотні (OSS-SO3H) або карбоксильні групи (OSS-COOH), а також протонних аніонних іонних рідин на їх основі. Сульфокислотні групи вводили реакцією ацилювання олігомерного силсесквіоксану, що містить в органічному обрамленні первинні аліфатичні аміногрупи (OSS-NH2) еквівалентною кількістю циклічного ангідриду 2-сульфобензойної кислоти. Карбоксильні групи вводили реакцією ацилювання OSS-NH2 еквівалентною кількістю фталевого ангідриду.
Нейтралізацією синтезованих силсесквіоксанових олігомерних кислот еквівалентними кількостями N-метилімідазолу та триетаноламіну синтезовано аніонні протонні олігомерні силсесквіоксани з протиіонами гетероциклічної та аліфатичної природи.
Йонвмісні олігомери на основі OSS-SO3H характеризуються вищими значеннями температури склування аморфної фази порівняно з олігомерами на основі OSS-COOH. Більша жорсткість систем на основі OSS-SO3H може пояснюватися сильнішими міжмолекулярними взаємодіями внаслідок вищих значень pKa сульфонатних йонних груп порівняно з карбоксилатними.
Заміна природи аніону з гетероциклічного 1-метилімідазолію на розгалужений аліфатичний триетаноламоній у складі аніонних OSS на основі OSS-COOH веде до підвищення провідності системи в безводних умовах за температури 100 оС від 2,96∙10-7 См/см до 1,41∙10-5 См/см як результат зменшення щільності упаковки і збільшення рухливості систем.
ФТОРОВАНІ КАТІОНАКТИВНІ КОПОЛІМЕРИ ІЗ ПІПЕРИДИНІЄВИМИ ТА МОРФОЛІНІЄВИМИ ГРУПАМИ
Синтезовано мономери фенольного типу з центральним тетрафторбензольним ядром та бічними метиленморфоліновими або метиленпіперидиновими фрагментами. Розроблено метод синтезу кополімерних поліарилових етерів з третинними атомами нітрогену на основі отриманих мономерів, декафторбіфенілу і резорцину як комономера. Реакцією йодистого метилу з полімерами синтезовано кватернізовані поліетери з четвертинними амонієвими групами. Витримуванням плівок кватернізованих полімерів у лужному водному середовищі отримано відповідні високомолекулярні амонієві основи.
МЕМБРАНИ НА ОСНОВІ КАТІОНАКТИВНОГО РОЗГАЛУЖЕНОГО
ПОЛІ(АРИЛ ПІПЕРИДИНІЄВОГО) (КР-ПАП) ПОЛІМЕРУ
Розроблено спосіб синтезу нового розгалуженого полі(арилпіперидинієвого) полімеру (Р-ПАП) шляхом взаємодії N-метил-4-піперидону як мономера типу A2, пара-терфенілу (мономер B2) та 1-([1,1'-біфеніл]-4-іл)-2,2,2-трифторетанону (мономер A2B), що забезпечує розгалуження полімерних ланцюгів. Синтез реалізовано з використанням трифлуорметансульфокислоти за механізмом реакції Фріделя-Крафтса. Катіоноактивний полімер Р-ПАП отримано шляхом кватернізації нейтрального розгалуженого полі(арилпіперидину) йодметаном.
УЛЬТРАТОНКІ ПЛІВКИ НАНОЛИСТІВ MXene, МОДИФІКОВАНІ ІОННИМИ РОЗГАЛУЖЕНИМИ НАНОЧАСТИНКАМИ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ В ЕЛЕКТРОДАХ СУПЕРКОНДЕНСАТОРІВ
Отримано тонкоплівкові електроди для суперконденсаторів модифікацією гідроксилвмісними апротонними силсесквіоксанами двовимірних нанопластин карбіду титану MXene (Ti3C2Tx). Сформовані електроди на основі MXene/POSS демонструють підвищення питомої ємності на 400% у двоелектродних симетричних суперконденсаторах порівняно з електродами, виготовленими виключно з MXene. Крім того, електроди типу MXene/OSS є стабільними при довготривалу циклічному навантаженні (зберігають 91% ємності після 10 000 циклів).