Development of new ionic liquid polymers
Développement de nouveaux polymères liquides ioniques
Résumé
The aim of this work is the development of new ionic conductor polymers based on 1,2,3-triazoliums cations. The first part is a state of the art describing the recent work made on poly(1,2,3-triazolium)s. The properties of the various designs developed through easy and efficient processes make this new class of poly(ionic liquid)s promising materials in terms of topical applications (electrochemical storage in microelectronic devices, membrane separation, catalysis...). The second part reports the development of a new series of poly(1,2,3-triazolium imide)s. CuAAC polycycloaddition AA+BB of bis-imide-propargyl precursors and a tetraethyleneglycol chain diazide (TEG) followed by N-methylation and anionic exchange using LiTFSI lead to this new class of material. The strategy used, which leads intermediately to neutral poly(1,2,3-triazole imide)s with high masses, is in itself a simple and effective way to obtain polyimides. The characterization and the properties of the obtained poly(1,2,3-triazolium imide)s by N-methylation and anionic metathesis using LiTFSI are discussed based on the results of different physico-chemical analyses. A third part is devoted to the synthesis of another class of poly(1,2,3-triazolium)s containing perfluoroether segments. They are prepared by two successive steps involving first a CuAAC polyaddition of a α,ω-perfluoroether monomer and two diazides with C12 hydrocarbon chain or TEG-based followed by quaternization of 1,2,3-triazoles by N-methyl bis(trifluoromethylsulfonyl) imide. The Structure/Properties correlations of polytriazoliums and their neutral polytriazole intermediates are discussed on the basis of their solubility and different physico-chemical analysies. The conductivity followed by broadband dielectric spectroscopy of one from poly(1,2,3-triazolium perfluoroether)s prepared used alone or doped with lithium salts, is also reported.
L’objectif principal des travaux présentés dans cette thèse s'articule autour du développement de nouveaux polymères conducteurs ioniques à base cations 1,2,3-triazoliums. L'étude bibliographique présentée en première partie recense les travaux récents au sujet des poly(1,2,3-triazolium)s. Les propriétés des nombreuses architectures mises au point à travers des processus aisés et efficaces font de cette nouvelle classe de poly(liquide ionique)s des matériaux prometteurs en termes d'applications d'actualité (stockage électrochimique dans des dispositifs de microélectronique, séparation membranaire, catalyse...). La deuxième partie décrit les travaux réalisés pour l'élaboration d'une nouvelle série de poly(1,2,3-triazolium imide)s par polycycloaddition CuAAC de précurseurs bis-imide-propargyliques et d'un diazoture à enchainement tétraéthylèneglycol (TEG) suivie d'une N-méthylation et d'un échange anionique à l'aide de LiTFSI. Cette stratégie conduisant intermédiairement à des poly(1,2,3-triazole imide)s neutres de hautes masses constitue à elle seule un moyen simple et efficace d'obtention de polyimides. La caractérisation structurale et l'étude des propriétés des poly(1,2,3-triazolium imide)s obtenus par N-méthylation et métathèse anionique à l'aide de LiTFSI sont discutées à partir des résultats de différentes analyses physico-chimiques. Une troisième partie est consacrée à la synthèse d'une autre classe de poly(1,2,3-triazolium)s renfermant des segments perfluoroéthers. Ils sont préparés aussi par deux étapes successives impliquant d'abord une polycyloaddition CuAAC d'un monomère α, ω-dialcyne perfluoroéther et deux diazotures à enchainement hydrocarboné en C12 ou à base de TEG suivie d'une quaternisation des noyaux 1,2,3-triazoles par le N-méthyl bis(trifluorométhylsulfonyl) imide. Les corrélations entre la structure et les propriétés des polytriazoliums et de leurs intermédiaires polytriazoles neutres sont discutées sur la base de leur solubilité et différentes analyses physico-chimiques. L'étude de conductivité par spectroscopie diélectrique à large bande d'un échantillon pur ou dopé avec des sels de lithium des poly(1,2,3-triazolium perfluoroéther)s préparés est également présentée.
Origine : Version validée par le jury (STAR)