Mechanics of ionic conducting elastomers

Mécanique des élastomères ioniquement conducteurs Dans ce manuscrit, nous nous concentrons sur la synthèse de SIC sans solvant et tentons de répondre à certaines questions : (1) Comment l'humidité ambiante affecte-t-elle les performances électriques et mécaniques des ICE résistants renforcés par des liaisons dynamiques précédemment rapportés ? (2) Pouvons-nous améliorer la stabilité ambiante des élastomères conducteurs ioniques en remplaçant les sels de lithium secs par de lithium hydratés ? (3) Est-il possible de concevoir des CIE qui peuvent éviter le compromis entre la conductivité ionique, la rigidité, la force et la ténacité, tout en offrant une élasticité et une résistance à la fatigue élevées ? (4) Pouvons-nous améliorer la conductivité ionique des SIC sur la base des idées de conception des réseaux ? En conséquence, nous aborderons toutes ces questions dans les chapitres respectivement distincts de ce manuscrit.Dans le chapitre 1, nous présentons d'abord différents types de SIC basés sur des réseaux de polymères intrinsèquement extensibles et leur utilisation. Ensuite, nous présentons différentes méthodes qui peuvent conduire à des SIC solides et résistants. Les principales questions telles que les origines du compromis entre la conductivité ionique et les propriétés mécaniques seront discutées.Dans le chapitre 2, pour mieux comprendre l'influence de l'humidité ambiante sur les performances mécaniques et électriques des ICE, nous préparons d'abord différents types d'ICE sans solvant à base de lithium et comparons leurs performances mécaniques et électriques avant et après les avoir exposés à l'air ambiant pendant une période prolongée (jusqu'à 96 heures).Dans le chapitre 3, nous concevons un système ICE par conception intégrée hydrophobe/hydrophile en utilisant des réseaux de polymères hydrophobes et des sels hydratés hydrophiles afin d'étudier, si la stabilité ambiante des ICE peut être améliorée en introduisant des sels de lithium hydratés dans les réseaux de polymères, et nous étudions leur stabilité ambiante.Dans le chapitre 4, pour concevoir des SIC qui peuvent éviter les problèmes de compromis entre la conductivité ionique et la performance mécanique, nous concevons des réseaux de polymères rigides et rigides composés de monomères à élevé et faible et nous gonflons ces réseaux dans le monomère à faible, suivi d'une polymérisation ultérieure une fois que l'équilibre de gonflement est atteint. Le matériau résultant est composé de premiers réseaux bien réticulés, de réseaux matriciels faiblement réticulés et de sel de Li. Par conséquent, il offre des performances mécaniques accrues grâce à la dissipation d'énergie provenant des premiers réseaux sacrificiels et une conductivité ionique élevée en raison d'un plus faible qui peut augmenter la mobilité de la chaîne des réseaux.Dans le chapitre 5, nous nous concentrons sur l'amélioration de la conductivité ionique des polymères conducteurs ioniques tout en maintenant leurs bonnes performances mécaniques. Grâce à la miscibilité de certains IL avec nos réseaux de polymères conducteurs ioniques, nous introduisons deux stratégies distinctes pour concevoir des conducteurs ioniques mécaniquement solides et résistants avec une conductivité ionique élevée à partir des complexes copolymérisés du monomère non polaire MEA et d'autres monomères avec des réseaux pré-étirés.Dans le chapitre 6, nous donnerons une conclusion générale et des perspectives d'avenir basées sur les résultats de cette thèse.