Controlling Crystallinity in Graft Ionomers, and Its Effect on Morphology, Water Sorption, and Proton Conductivity of Graft Ionomer Membranes
Notice bibliographique
Résumé
To gain insight into the role of crystallinity and morphology on proton transport through solid polymer electrolytes, we synthesized graft copolymers, poly(vinylidene difluoride- co -chlorotrifluoroethylene)- g -polystyrene [P(VDF- co -CTFE)- g -PS], consisting of a hydrophobic, fluorous backbone and styrenic graft chain of varied length (DP styrene = 39, 62, and 79), by graft atom transfer radical polymerization (ATRP). The polystyrene graft chains were subsequently sulfonated to different degrees to provide three series of polymers with controlled ion exchange capacity (IEC). The crystallinity and morphology of solution-cast membranes were examined by XRD and TEM, respectively. The grafting of the parent side chain is found to hinder crystallization of the fluorous backbone and the impact of the degree of sulfonation of the side chain on the crystallinity of the polymer is dependent on the graft length: No impact is found for medium and long graft lengths, but for short graft length copolymers (PS 39 ), the degree of crystallinity in the sulfonated membranes is twice that of the unsulfonated membrane. A phase-separated morphology consisting of 2–5 (±1) nm ion-rich domains is observed for all of the graft copolymers. These graft copolymers allow access to very high IEC membranes (>3 mmol/g), which are insoluble in water. The shorter graft length series, P(VDF- co -CTFE)- g -SPS 39, swells less in the intermediate IEC range (<3.0 mmol/g) because of its higher degree of crystallinity and lower PS to VDF ratio, and provides membranes with exceptionally high proton conductivity. Two graft series possessing similar weight fraction of PS but different graft density were also examined in order to evaluate the effect of graft density. It was found that lower graft density copolymers possess higher crystallinity and more contiguous PVDF domains, which allow high IEC membranes to be prepared that swell to lower extents.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».