热致相分离法制备纳米碳酸钙/聚偏氟乙烯共混膜

以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为主要稀释剂,添加无机粒子CaCO3,采用热致相分离法(TIPS法)制备了聚偏氟乙烯/碳酸钙(PVDF/CaCO3)共混膜。考察了不同冷却条件对共混膜的影响以及CaCO3含量对聚偏氟乙烯结晶温度、结晶度的影响;研究了酸处理对共混膜微观结构、力学性能的影响。实验表明,通过改变冷却条件可以控制球晶的大小以及膜表面皮层的厚度;随着CaCO3含量的增加,PVDF共混膜的水通量先增加后减少,拉伸强度不断增加。经酸处理之后,共混膜水通量显著提高,拉伸强度有所下降。     

热致相分离制备聚偏氟乙烯膜

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基材,选用3种稀释剂邻苯二甲酸二甲酯(DMP),间苯二甲酸二甲酯(DMIP),水杨酸甲酯(MS)为稀释剂,通过热致液-固相分离制备了微孔膜.结晶度随PVDF含量的增加先增加后降低,在40%(wt,下同)时结晶度最大.结晶温度随着PVDF-MS,PVDF-DMIP,PVDF-DMP的顺序降低.考察了不同降温条件对聚偏氟乙烯膜的结构的影响.在液-固相分离的前提下,通过不同的降温条件,得到球粒堆积的微观结构.     

碳酸钙对热致相分离制备聚偏氟乙烯多孔膜结构的影响

通过熔融共混聚偏氟乙烯(PVDF)/CaCO3/复合稀释剂拟三元体系,采用热致相分离法(TIPS)制备了PVDF多孔膜。研究了复合稀释剂含量、CaCO3含量、粒径以及后期酸处理对膜结构的影响。结果表明:CaCO3含量和粒径对膜结构有明显的影响。在采用复合稀释剂的基础上,通过控制CaCO3粒子添加量,改变粒径,可以实现对膜结构的优化,并且经酸处理提高了PVDF膜孔隙率。     

热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜的结构及性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作为膜材料和稀释剂,采用热致相分离法(TIPS法)制备了聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜.通过差示扫描量热仪(DSC)测试了不同混合体系的固-液相分离温度,利用扫描电镜(SEM)观察和研究了稀释剂、冷却条件、聚合物浓度对膜断面微观结构的影响.     

热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜的微观结构研究

以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和十二醇组成的混合溶剂为稀释剂,采用热致相分离法(TIPS法)制备了聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜.测试了不同体系的固-液相分离温度,研究了稀释剂、冷却条件、聚合物浓度对膜断面微观结构的影响.     

PVDF/PMMA/PEG/TiO_2型聚合物隔膜的制备

为提高锂离子电池聚偏氟乙烯(PVDF)基聚合物隔膜的导电性和降低PVDF基聚合物隔膜的结晶度,引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与聚偏氟乙烯(PVDF)进行共混,掺杂有机添加剂PEG和无机纳米材料TiO_2,采用相转化方法制备PVDF/PMMA/PEG/TiO_2型聚合物隔膜。通过对制备的PVDF/PMMA/PEG/TiO_2型多孔膜吸液率、离子电导率、微观形貌和电化学性能等的分析研究,确定制膜的最佳工艺条件为聚合物浓度为8%,PMMA占聚合物质量百分比为30%,PEG含量为30%,纳米TiO_2含量为5%,C2H5OH含量为3%,反应温度为45℃。该最优方案下制备的多孔膜结晶度较纯PVDF薄膜结晶度降低,多孔膜吸液率达345%,离子电导率达5.2mS/cm,拉伸强度为1 183kg/cm~2,电化学稳定窗口为4.68V,高于4.5V,能够满足锂离子电池正常工作需要。     

热拉伸温度对聚偏氟乙烯微孔膜结构与性能的影响

采用熔体挤出拉伸法以高、低分子量混合聚偏氟乙烯(PVDF)为原料制备微孔膜,研究了不同热拉伸温度对PVDF微孔膜表面形貌及结晶行为的影响,通过扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪和差示扫描量热仪等测试手段分别对微孔膜的形态、结构、晶型进行表征.结果表明,热拉伸温度对PVDF微孔膜的成孔形貌、孔隙率、结晶度及β相含量均有影响.热拉伸温度为80℃时,微孔膜结晶度为58.86％,β相的相对含量最高达到42.50％,此时微孔膜的力学性能最佳;而当热拉伸温度为120℃时,PVDF微孔膜的成孔分布更加均匀,其孔隙率可达到最大值31.51％.     

聚三氟氯乙烯的共混增韧改性

以偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯三元共聚物(Co-PVDF)作为增韧剂对聚三氟氯乙烯(PCTFE)进行了增韧改性。采用万能试验机、电子显微镜、差示扫描量热仪、高压毛细管流变仪等对PCTFE/Co-PVDF共混物的力学性能、微观结构、结晶行为以及加工性能进行了研究。结果发现,Co-PVDF可有效改善PCTFE的力学韧性,共混物表现出韧性断裂特征;当Co-PVDF质量分数为10%时,共混物的冲击强度提升了6.4倍;Co-PVDF的引入抑制了PCTFE的结晶,降低了PCTFE的结晶度;随着Co-PVDF含量的增加,PCTFE/Co-PVDF共混物的剪切黏度、平衡扭矩降低,塑化时间缩短,加工性能得到显著提高。     

聚偏氟乙烯／磺化聚砜共混相容性及超滤膜研究

聚偏氟乙烯与磺化聚砜属部分相容体系,采用溶胶－凝胶相转化法制备了以聚酰无纺布为支撑体的聚偏氟乙烯／磺化聚砜共混超滤膜,通过对膜水通量,截留率与孔隙率的测定及其扫描电镜微观分析得到,聚偏氟乙烯／磺化聚砜共混膜较聚偏氟乙烯膜具有更好的分离透过特性。     

稀释剂种类对聚偏二氟乙烯多孔膜性能的影响

以聚偏二氟乙烯(PVDF)为原料,邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和二苯甲酮(DPK)为稀释剂,通过不同的相分离机理(固-液相分离或液-液相分离)制备了不同结构和性能的多孔膜.建立了聚合物/稀释剂体系的二元相图,同时采用扫描电子显微镜(SEM)、孔隙率和水通量测试、差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)对多孔膜的结构和性能进行表征.研究结果表明:由PVDF/稀释剂体系制备的多孔膜断面结构主要为表面带有微孔的球粒.PVDF/DPK体系在PVDF含量为20 wt％、0℃水浴冷却的条件下获得了双连续结构的多孔膜,其孔隙率和水通量优于同体系其它多孔膜.PVDF多孔膜的结晶度随稀释剂含量的增大而增大,随冷却介质温度的升高而增大.PVDF多孔膜的晶型为α晶型,该晶型不随聚合物含量和冷却介质温度发生变化.     

废弃聚偏氟乙烯中空纤维膜再生与回用性能

研究了经膜生物反应器(MBR)系统运行6年的废弃聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜再生回用性能。讨论了运行过程中膜污染对PVDF中空纤维膜的影响;采用溶液相转化法制备了再生PVDF平板膜。研究结果表明,经运行6年后,PVDF中空纤维膜中致孔剂(如聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP))含量减少至零,断裂强度降低,断裂伸长率减小,相对分子质量降低,结晶度升高,膜孔堵塞等现象明显;与常规PVDF膜相比,再生PVDF膜的断裂强度和断裂伸长率较小,成膜过程中致孔难度增大(孔隙率较低),而再生PVDF膜的润湿性、渗透性以及截留率等与常规PVDF膜相近。     

LiCl改性尼龙6的结晶行为及受限机制

为了扩宽尼龙6(PA6)的工程应用领域,首先,通过熔融挤出制备了LiCl/PA6复合材料;然后,利用XRD、DSC、流变仪及电子拉伸试验机等研究了LiCl含量对PA6结晶行为和力学性能的影响及结晶的受限机制。结果表明:随LiCl含量的增加, LiCl/PA6复合体系的成核温度、晶体生长温度及熔融温度均向低温方向移动;成核密度和速率均逐渐减小,导致结晶能力下降,结晶度由原来的36.5%降低为5.6%;γ晶结晶度逐渐降低,而α晶结晶度先增大后减小, γ晶与α晶发生转变。此外, LiCl/PA6复合材料的拉伸强度和冲击强度均先增大后减小;当LiCl含量为6.0wt%时,冲击强度达到最大值7.9 kJ/m2,是纯PA6的冲击强度(5.5 J/m2)的1.44倍。      

冻胶法制备超高分子量聚乙烯/SiO2杂化微孔膜研究——稀释剂与SiO2对铸膜液熔融结晶性能的影响

根据界面相分离原理,以矿物油为稀释剂,O2为添加剂,采用冻胶法制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)膜以及UHMWPE/SiO2杂化微孔膜,讨论了稀释剂以及无机粒子含量对膜熔融结晶性能的影响.结果表明,矿物油作为微孔稀释剂,其加入使微孔膜中UHMWPE熔点降低,结晶度减小.当SiO2与UHMWPE质量比低于8/10时,随SiO2含量增加,UHMWPE熔点变化不显著,熔限增加,结晶温度升高,相对结晶度增大,微晶尺寸减小;当SiO2加入量足够大时,相对结晶度反而减小.随SiO2其含量增加,界面孔增多,膜孔隙率提高,水通量增大,泡点孔径先增大后减小.     

热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜

对聚偏氟乙烯(PVDF)/碳酸二苯酯(DPC)体系,采用热致相分离(TIPS)法制备了PVDF微孔膜.通过稀释剂的溶度参数对体系的相容性进行分析,热力学相图和不同PVDF质量浓度下制备的微孔膜断面照片均证明该体系具有较宽的液-液相分离区.PVDF/DPC体系偏晶点对应的PVDF浓度约为质量分数56%,低于此浓度体系降温后先发生液-液相分离,随着PVDF浓度的增大,微孔膜断面结构由双连续结构转变为蜂窝状结构,且膜孔孔径减小,高于此浓度体系降温后只发生固-液相分离,微孔膜断面呈块状紧密堆积结构.较快的冷却速率有利于低PVDF浓度时较小孔径膜和高PVDF浓度时较小球粒尺寸膜的生成.     

Preparation of PVDF/PMMA blend microporous membranes for lithium ion batteries via thermally induced phase separation process

Thermally induced phase separation (TIPS) process was employed to prepare microporous poly (vinylidene fluoride)/poly (methyl methacrylate) (PVDF/PMMA) blend membranes using sulfolane as the diluent. Then they were immersed in liquid electrolyte to form polymer electrolytes. The effect of PMMA on the morphology and the crystallinity of blend membranes was studied. It was found that phase separation between PVDF and PMMA occurred when PMMA content was 40 wt.%. The addition of PMMA increased porosity and decreased the crystallinity, which in turn enhanced electrolyte uptake of blend membrane and the ionic conductivity of corresponding polymer electrolyte. The maximum ionic conductivity was 2.45 × 10^− 3Scm^− 1 at 20 °C.     

阴离子聚合制备PA6/12共聚物的研究

以己内酰胺(CL)和十二内酰胺(LL)为单体,采用阴离子开环共聚制备尼龙6/12(PA6/12)共聚物,主要研究了LL添加量对共聚物热性能、结晶性能、力学性能和断面形貌的影响。研究结果表明,LL的添加量由0%增加到30%时,PA6/12共聚物熔融温度从218.0℃降低到182.6℃,结晶温度由168.9℃降至117.8℃,晶型结构未发生明显变化,但其结晶度由22.88%降低至13.58%,拉伸性能和弯曲性能都有一定程度降低,断裂伸长率由60%增大到325%,并在共聚物拉伸断面观察到大量直径为100nm、长度为1μm左右的纳米纤维状物质。     

静电纺丝与静电喷雾技术共纺制备PPESK/PVDF复合锂电池隔膜

为了改善传统静电纺丝无纺布纤维膜力学性能较差的缺点,采用静电纺丝和静电喷雾技术相结合的方法,同时进行静电纺PPESK浓溶液和PVDF稀溶液,制备得到PPESK纤维/PVDF珠粒复合锂电池隔膜,并在160℃进行热压后处理。通过扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、电化学工作站及充放电测试仪等表征复合锂电池隔膜的微观结构、力学性能、离子电导率和相应的电池充放电性能。结果表明,该复合隔膜具有良好的电解液润湿性,室温下离子电导率达到1.92mS·cm^-1,PVDF珠粒均匀地分布在PPESK纤维中,珠粒经热压产生微熔融有效增强了纤维之间的黏结力,使复合膜的力学强度提高到13.2MPa。此外,使用复合隔膜装配的电池展现出较高的放电比容量和稳定的循环性能。     

多尺度功能性填料PVDF基纳米复合材料的制备和性能

先以两种直径(50 nm,100 nm)的羟基化钛酸钡(BT)和两种长度(10~20 nm,20~40 nm)的酸化多壁碳纳米管(MWCNTs)为功能填料,进行液相反应制备四种BT/MWCNTs杂化纳米填料(分别记为BT-A/MWCNTs-B,其中A=5,10;B=1,2),再用熔融共混-压板成型技术分别将其与PVDF复合制备出BT-A/MWCNTs-B/PVDF纳米复合材料。使用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸性能测试和介电性能测试系统研究了多尺度功能性填料BT-A/MWCNTs-B对这种纳米复合材料的组织结构和结晶性能、介电性能和力学性能的影响。结果表明,与BT/PVDF和MWCNTs/PVDF体系相比,BT-A/MWCNTs-B/PVDF纳米复合材料具有更高的结晶度和热性能,BT-10的含量(质量分数,下同)为16%、MWCNTs-2的含量为5%的BT-10/MWCNTs-2/PVDF纳米复合材料其熔融温度可达173.8℃,比纯PVDF(159.6℃)提高了14.2℃,其结晶度可达43.1%。三相BT-A/MWCNTs-B/PVDF纳米复合材料比两相纳米复合材料具有更优异的介电性能,BT-10/MWCNTs-2/PVDF纳米复合材料100Hz下的介电常数为119,为纯PVDF的14倍,其介电损耗只有0.051。BT-10/MWCNTs-2/PVDF纳米复合材料的拉伸强度和弹性模量分别达到57.7 MPa和1226 MPa。     

复合增韧改性剂对废旧聚乙烯性能的影响研究

以废旧高密度聚乙烯(RHDPE)为基材、自制复合增韧剂(CTA)为改性剂,采用双螺杆挤出机制备了共混物,研究了改性剂含量对RHDPE力学性能、熔融与结晶行为、热性能以及微观形貌等的影响。结果表明,随着改性剂含量的增加,共混物的拉伸强度和弯曲强度下降,冲击强度明显增加;当CTA的添加质量分数≥20%时,增韧幅度明显减缓。DSC和TGA结果显示,改性剂的加入对RHDPE结晶度和耐热性能没有产生明显影响,但使PE晶体结构的完整性降低。SEM观察冲击断面结果表明,共混物的韧性随改性剂的添加得到了显著改善,但当CTA的添加质量分数超过20%后,断面显示改性剂分散不均匀、发生团聚现象,从而导致增韧作用减缓。