Σύνθεση και χαρακτηρισμός πολύπλοκων μακρομοριακών αρχιτεκτονικών: μελέτη αυτo - οργάνωσης σε στερεά φάση και αγωγιμότητας

Abstract

In this dissertation, styrene-ethylene oxide and styrene-methyl methacrylate polymers with complex macromolecular architecture were synthesized. The synthesis of the polymers was carried out by anionic polymerization and nitroxide mediated polymerization. Additionally, linear polystyrene (single-ion) was synthesized via reversible addition-fragmentation chain-transfer polymerization. This was the first step for the further incorporation of modified styrene into complex macromolecular architectures and their use as polymer electrolyte membranes, into lithium-ion batteries.The copolymers were characterized by size exclusion chromatography (GPC), nuclear magnetic resonance (1H NMR), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). Some of these were mixed with the lithium salt and subjected to rheology and conductivity measurements via dielectric spectroscopy. The dispersion homogeneity of polymethyl methacrylate star within the polyethylene oxide matrix was examined by transmission electron microscopy (TEM).

Στην παρούσα διατριβή συντέθηκαν πολυμερή στυρενίου – αιθυλενοξειδίου και στυρενίου – μεθακρυλικού μεθυλεστέρα με πολύπλοκη μακρομοριακή αρχιτεκτονική. Η σύνθεση των πολυμερών πραγματοποιήθηκε με ανιοντικό πολυμερισμό και πολυμερισμού μέσω ριζών νιτοξειδίου. Επιπλέον, με πολυμερισμό αντιστρεπτής μεταφοράς αλυσίδας με προσθήκη και απόσπαση συντέθηκε γραμμικό πολυστυρένιο (single-ion). Αυτό αποτέλεσε το πρώτο βήμα για τη μελλοντική ενσωμάτωση του τροποποιημένου στυρενίου σε πολύπλοκες μακρομοριακές αρχιτεκτονικές και την χρήση τους ως πολυμερικές μεμβράνες, σε μπαταρίες ιόντων λιθίου.Τα συμπολυμερή χαρακτηρίσθηκαν με χρωματογραφία αποκλεισμού μεγεθών (GPC), πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό (1H ΝΜR), διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης (DSC) και θερμοσταθμική ανάλυση (TGA). Ορισμένα από αυτά αναμείχθηκαν με άλας λιθίου και υποβλήθηκαν σε μετρήσεις ρεολογίας και αγωγιμότητας μέσω διηλεκτρικής φασματοσκοπίας. Η ομοιογένεια διασποράς των αστεροειδών πολυμερών πολυ(μεθακρυλικού μεθυλεστέρα) εντός της μήτρας πολυαιθυλενοξειδίου εξετάστηκε με ηλεκτρονική μικροσκοπία διαπερατότητας (ΤΕΜ)