【摘 要】
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先进的电介质能源存储技术的发展是一个全球关注的重大问题,其中材料的创新将在下一代电子电气应用中起着至关重要的作用。聚合物介电材料由于良好的加工灵活性、低损耗、高绝缘强度和更快的充-放电效率,成为现代电介质材料发展的一个重要方向。但较低的介电常数（<4）,导致了较低的能量密度,从而增大了电容器的体积。因此,设计新型高性能的聚合物是十分必要的。本文设计和合成了含联吡啶及金属配合物侧基的聚合物,利用金属
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先进的电介质能源存储技术的发展是一个全球关注的重大问题,其中材料的创新将在下一代电子电气应用中起着至关重要的作用。聚合物介电材料由于良好的加工灵活性、低损耗、高绝缘强度和更快的充-放电效率,成为现代电介质材料发展的一个重要方向。但较低的介电常数（<4）,导致了较低的能量密度,从而增大了电容器的体积。因此,设计新型高性能的聚合物是十分必要的。本文设计和合成了含联吡啶及金属配合物侧基的聚合物,利用金属-有机体系强的远程极化子跃迁作用来提高聚合物的介电储能性。具体如下。第二章中,设计合成了含联吡啶侧基的N-丁酸（4-甲氧基-4’-甲基-2,2’-联吡啶十一）酯-降冰片烯二甲酰亚胺（BNDI）、含钌（II）-联吡啶配合物侧基的N-丁酸[二（2,2’-联吡啶）-（4-甲氧基-4’-甲基-2,2’-联吡啶）十一]酯合钌（II）降冰片烯二甲酰亚胺（TBNDI-Ru）和含铱（III）-联吡啶配合物侧基的N-4-丁酸[二（2-苯基吡啶）-（4-甲氧基-4’-甲基-2,2’-联吡啶）十一]酯合铱（III）降冰片烯二甲酰亚胺（TBNDI-Ir）;为了增加聚合物的溶解性和成膜性,还设计合成了柔性单体N-丁酸（三乙二醇单甲醚）酯降冰片烯二甲酰亚胺（TENDI）,通过开环易位聚合方法,制备相应的聚合物,研究金属离子含量以及种类对介电和储能性能的影响。介电和储能测试表明,由于多重相互作用（偶极极化、界面极化和金属-有机体系的远程极化子跃迁作用）,显著提高了聚合物的介电储能性。其中,嵌段共聚物(PTNP200-co-PTENDI100)-b-PTBNDI-Ir15的综合介电储能性最优,其具有较高的介电常数（27.5-27.2）、释放和储存能量密度在280 MV m-1下可达4.17/4.86 J cm-3,同时还具有较高的能量转换效率（85.8%）。第三章中,设计合成了含联吡啶侧基的双（11-丁酯基）-2,2’-联吡啶-5,5’-二甲酸酯降冰片烯二甲酰亚胺（BBNDI）,通过开环易位聚合,制备相应的均聚物PBBNDI和嵌段共聚物PBBNDI-b-（PTNP）2;通过“后修饰”法将钌（II）-联吡啶配体引入聚合物侧链,探究了绝缘段PTNP的长度对介电和储能性能的影响。介电和储能研究表明,通过延长绝缘段PTNP的长度,可以更好地将金属离子分隔包裹,从而提高聚合物的介电储能性。嵌段共聚物PBBNDI20-(PTNP200)2-Ru的介电性能最优,具有较高的介电常数（17.5-16.1）,释放和储存能量密度在280 MV m-1下可达3.96/4.53 J cm-3,同时还具有较高的能量转换效率（87.5%）。
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