우리는 피롤리디늄 기반 폴리우레탄 이오넨을 설계하고 합성하였다. 이 이오넨은 다양한 음이온(Br–, PF6– 또는 Tf2N–)을 갖는 이수산화운데실 피롤리디늄 이온성 액체 모노머와 공단량체인 폴리(에틸렌 글리콜)(1000 또는 4000), 그리고 세 가지 사슬 연장제 중 하나—메틸렌 디페닐 4,4′-디이소시아네이트(methylene diphenyl 4,4′-diisocyanate, MDI), 톨릴렌-2,4-디이소시아네이트(tolylene-2,4-diisocyanate, TDI), 4,4′-메틸렌비스(사이클로헥실 이소시아네이트)(4,4′-methylenebis(cyclohexyl isocyanate), HMDI)—를 사용하여 합성하였다. 구조–성질 관계를 조사하기 위해 합성된 이오넨의 열적 특성과 이온 전도에 대한 포괄적 연구를 수행하였다. 합성된 이오넨은 대부분 무정형 형태를 나타내지만, PEG-4000 블록을 포함하는 이오넨만 반결정성 특징을 보였다. PF6– 음이온을 포함하는 공중합체 이오넨은 다른 음이온을 포함하는 경우에 비해 N–H 기(우레탄)와의 수소 결합으로 인해 더 높은 유리전이온도(Tg)를 나타낸다. 또한 PF6–를 갖는 피롤리디늄/PEG-4000 공중합체 이오넨은 더 높은 결정화도를 보인다. 합성된 이오넨 중에서 PEG-1000을 포함한 피롤리디늄-Tf2N 폴리우레탄 공중합체는 가장 낮은 Tg(−21 °C)와 가장 높은 이온 전도도 1.04 mS/cm(70 °C에서)를 보였다. 이러한 결과는 피롤리디늄 기반 폴리우레탄 이오넨이 이온 전도성 재료, 특히 에너지 저장 장치(예: 배터리) 및 전환 장치(예: 태양전지)와 같은 분야에 응용될 잠재력이 있음을 시사한다.
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