自由基聚合是获得PIL与复合材料的关键和常用聚合方法，红宝石电容聚离子液体的合成方式

一般来说，聚离子液体的合成方式有以下几种，自由基聚合　常规的自由基聚合是获得PIL与复合材料的关键和常用聚合方法，这种用于高体积聚合的方法适用于引入多种官能团并且对反应混合物杂质表现出较高的耐受性，标准聚合方法已经广泛应用于制备基于IL和PIL的先进材料，活性自由基聚合　红宝石电容为了优化PIL聚合物材料的性能，已经可以制备具有预定分子量、小分子量分布和有序形态结构的PIL链，因为这种可控的自由基聚合技术才可以“定制”出目标PIL，最近，各种可控聚合技术已经用于实践，如加成断裂链转移聚合（RAFT）、氮氧自由基聚合（NMP）、钴介导自由基聚合（CMRP）和有机碲化物介导的活性自由基聚合（TERP）等，这些方法所合成的PIL大多具有均匀的聚合度和相当窄的分子量分布，阳离子聚合　20世纪80年代，东村和肯尼迪集团发现了可控活性阳离子聚合反应，控制活性阳离子聚合通常要在引发剂和共引发剂的有机溶剂中进行，由于活性物质和休眠物质之间可以保持平衡，所以高极性有机溶剂增强了阳离子的聚合，然而，极性溶剂，特别是氯化溶剂有毒，且易挥发还具有腐蚀性质，会造成一定程度的环境污染，此外，路易斯酸催化剂较难与反应产物分离，1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的异丁基乙烯基醚（IBVE）的阳离子聚合是在0℃下进行的，与在正常有机溶剂中的聚合相比，IBVE的阳离子聚合以较温和的放热方式进行，得到具有较高分子量并产生较高单体转化率的聚合物，在反应体系中引入少量2，6-二叔丁基吡啶（DTBP）可使聚合反应更受控制分子量　PIL的分子量也可以影响它的Tg、黏度、模量和离子电导率，实验发现咪唑聚阳离子的离子电导率随着分子量的增加而降低，Fan等［34］探究了一系列聚合度范围从1～333、分子量从482～160400 Da的PIL，他们发现，随着分子量的增加，离子传递机制从紧密耦合到分段动力学转变为强分离，较难发生的聚合物阳离子整合可能会有助于离子传输中的去耦过程，当聚合度n超过约70时，Tg随着分子量的增加而增加，这与常规柔性不带电聚合物的行为相似，电导率随着分子量的增加（从单体到三聚体）急剧下降，但是在高分子量区域（高于1000Da）时，电导率没有显著变化，热稳定性　对PIL的热稳定性研究是很有必要的，因为许多情况下聚合物会被应用于高温领域，PIL结构的多样性也就导致了PIL较广的热稳定性区间，从150℃到400℃以上，红宝石电容在热重分析实验中，起始分解温度的设置通常是依据PIL骨架的化学结构，芳香族PIL的起始分解温度通常高于脂肪族，然而，将共轭物引入含有五元吡咯烷大分子链中时，热稳定性会降低，这是因为在氧的存在下双键容易氧化，由于共轭结构和空间位阻，基于咪唑的PIL具有较强的热稳定性，其起始分解温度值高于吡咯烷盐PIL，铵基聚阳离子的热稳定性低于咪唑和吡咯烷PILs，但高于磷盐和硫盐，PIL的热稳定性随着阳离子中取代基的长度减小而增加，而延长聚合物主链和离子取代基间的烷基链长度会导致热稳定性降低，阴离子的化学结构同样会影响PIL的起始分解温度，通过对不同阴离子的聚（1-乙烯基-3-乙基咪唑）PIL进行比较发现，其热稳定性按以下顺序递减CF3Sgt;（CF3SO22N>C12H25C6H4S>P>Br->C16H34P，在其他相似的PILs中和类似的IL系列中也发现了此种趋势，PILs具有一定的耐化学和电化学腐蚀性，然而，在特定装置或极端反应条件下，一些副反应如结构重排或降解也有可能发生，这些作用必须在实际应用中进行研究，例如PILs中的氢氧根离子由于高亲核性可能会引起化学不稳定性，对于铵和阳离子，C2—或N3—取代基在强碱性条件下会影响咪唑阳离子的化学稳定性，ILs的电化学稳定性窗口为2.5～5.0V，与IL类似，PIL的电化学稳定性窗口差异很大，红宝石电容取决于具体的PIL阳离子和阴离子，PIL电化学稳定性与结构相似的ILs不同，在某些情况下甚至超过它们，研究表明，基于吡咯烷的PIL电化学稳定性优于基于咪唑的PIL，与不饱和环状季铵阳离子相比，吡咯阳离子具有更高的阴极分解电位，根据PIL的不同结构和性质，可以将其应用在聚合物电解质、电化学装置、智能材料、催化剂载体、多孔聚合物和抗菌材料的构造中。