梳状水性聚氨酯固态聚合物电解质的制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N220)、三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚(N120)为主要原料并通过改变N120的质量分数合成一系列梳状非离子水性聚氨酯(NPU),再添加LiClO4制备不同的固态聚合物电解质(SPE)。傅里叶变换红外光谱研究锂离子与醚氧基(C-O-C)作用结果表明,当N120质量分数为25%时,锂离子与C-O-C络合数量达到最大;交流阻抗测试结果显示,聚合物电解质离子电导率此时达到最大值,为3.08×10~(-6)S/cm,温度与离子电导率关系基本符合Arrhenius方程。热学和力学测试结果显示,随着N120含量增加,SPE的玻璃化转变温度降低,耐热性增加,拉伸强度降低,而断裂生长率增加,当N120质量分数为10%时,拉伸强度达到最大值,为10.58 MPa。     

水性聚氨酯-聚二甲基硅氧烷共混体系聚合物电解质的研究

通过共混法,将不同质量分数的聚二甲基硅氧烷(PDMS)添加到水性聚氨酯(WPU)中,并加入适量锂盐(LiClO4)得到一系列聚合物电解质膜.测试结果表明,与WPU聚合物电解质相比,PDMS改性后的WPU聚合物电解质体系具有良好的热稳定性.将聚合物膜浸泡在1 mol/L LiClO4(PC)溶液中12h,可得到吸液率为119%凝胶聚合物电解质,其电导率在30℃时可达到1.01×10-3S/cm,80℃为5.17×10-3/cm.     

水性聚氨酯-聚二甲基硅氧烷共混体系固态聚合物电解质的光谱学研究

以水性聚氨酯(WPU)-聚二甲基硅氧烷(PDMS)共混体系为聚合物基体,通过添加不同质量分数的高氯酸锂(LiClO4)得到一系列固态聚合物电解质.交流阻抗测试结果显示,当LiClO4质量分数为15 %时体系电导率最高,并且温度与电导率关系基本符合Arrhenius方程.采用傅立叶红外光谱(FT-IR)对聚合物电解质中锂离子与羟基及醚氧基之间的相互作用分析显示,当LiClO4质量分数为15%时,锂离子与羰基及醚氧基的配位作用均达到饱和状态.拉曼光谱(Raman)研究结果表明,该聚合物体系对盐具有较好的溶解能力,增加盐浓度后,可使体系中有效离子的相对比例增加,有利于离子传输.     

增塑剂对聚合物电解质性能的影响

对PVB＋LiClO4 PC组成的聚合物电解质体系,探讨了增塑剂PC对聚合物电解质性能的影响。随着增塑剂浓度的增加,聚合物电解质的玻璃化转变温度下降,加快了高分子的链段运动,使聚合物的电导率增加;同时,PC也起到了溶剂化的作用,使LiClO4的溶解度增大。但PC浓度的增加,使聚合物电解质为力学性能下降。     

新型超支化聚合物电解质的合成及电化学性能研究

以双三氟甲基磺酸亚胺锂(LiTFSI)为溶质、三乙二醇双甲醚(TGE)为溶剂制备的电解液为介质,将超支化聚醚(PHEMO)与六次甲基二异氰酸酯(HDI)缩合生成了一种新型的超支化聚合物电解质(超支化聚氨酯,简称PHEU).利用交流阻抗技术对聚合物电解质的离子导电性能进行了研究,结果表明:温度、电解液添加量、锂盐浓度的变化均对离子电导率有较大的影响;该聚合物电解质室温离子电导率可达0.612×10-3S/cm.采用循环伏安法测得聚合物电解质的电化学稳定窗口为2～5V,可以满足锂离子电池的要求.     

锂离子电池聚氨酯型凝胶态聚合物电解质的研究

采用一种自制新型超支化聚醚(PHEMO)与甲苯2,4-二异氰酸酯(MDI)在电解液中进行缩合反应,制备了一种具有交联网状结构的聚氨酯(PEU)型凝胶态聚合物电解质.利用傅立叶红外光谱(FTIR)、示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)、交流阻抗谱等测试方法对聚合物电解质的结构、热稳定性能、离子电导率进行了研究.研究发现:上述制备的PM-1M-Z4聚合物电解质体系室温电导率可达2.53×10-3S/cm,电化学稳定窗口为2.3～4.0V,并且具有较好的热稳定性和优良的机械性能.此外,在这种新型的电解质中,电解液小分子被聚合物大分子包裹在其中,可有效防止凝胶聚合物电解质的漏液问题,从而可提高锂离子电池的安全性能.     

聚醚侧链型聚硅氧烷对含氟聚合物凝胶锂离子电解质膜性能的影响

通过浸没沉淀相转化法制备了具有类似孔结构的聚醚侧链型聚硅氧烷(PDMS-g-(PPO-PEO))改性的聚偏氟乙烯(PVDF)和聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)多孔骨架,经电解液活化后得到凝胶电解质膜,研究了PDMS-g-(PPO-PEO)对含氟聚合物凝胶电解质膜性能的影响。由改性PVDF和PVDF-HFP骨架被电解液活化制备的聚合物凝胶电解质膜,离子电导率分别达到2.2×10-3和1.7×10-3S/cm,综合分析凝胶电解质膜中电解液稳定性和膜的电化学性能发现,PDMS-g-(PPO-PEO)对PVDF骨架的改性效果明显优于PVDF-HFP骨架,共混改性后PVDF可代替PVDF-HFP作为隔膜作为锂离子电池凝胶电解质膜。     

聚硅氧烷嵌段聚氨酯／环氧树脂IPN的动态力学性能与形态结构

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇为主要原料制得-NCO封端的聚氨酯预聚体,其中加入少量端氨基聚硅氧烷,利用-NH2与-NCO反应而将聚硅氧烷链嵌段引入到聚氨酯预聚物链中,然后按一定比例加入环氧树脂E-51,并加入扩链剂、交联剂等,充分混匀后固化得到聚硅氧烷嵌段聚氨酯/环氧互穿网络聚合物(IPN)。对材料进行了扫描电镜(SEM)测试和动态力学分析(DMTA),结果表明,该互穿网络聚合物在-100℃~110℃范围内阻尼损耗因子tanδ>0.3,是一种优良的宽温域高性能阻尼材料,其性能与聚硅氧烷的含量和分子量的大小密切相关。     

聚硅氧烷接枝与嵌段改性对水性聚氨酯性能的影响

以α-丁基-ω-|3-[2-羟基-3-(N-甲基-N-羟乙胺基)丙氧基]丙基|聚二甲基硅氧烷和α,ω-双[3-(1-甲氧基-2-羟基-丙氧基)丙基]聚硅氧烷为原料,合成了聚硅氧烷接枝和嵌段改性聚氨酯水分散体,考察了改性方法及加料顺序对水性聚氨酯胶膜性能的影响.结果表明,在聚硅氧烷含量相同的条件下,胶膜的耐水性和耐溶剂性...     

一种含硫聚合物电解质的合成及性能

针对聚氧化乙烯基固态聚合物电解质存在的问题,分别以PEG400、PEG600合成了相应的1,3-二氯-2-丙醇聚乙二醇醚,并通过在Na2S2溶液中聚合,制备了1,3-二氯-2-丙醇聚乙二醇醚基聚硫化合物{PS(DCP-PEG)}。通过红外光谱(IR)、元素分析、交流阻抗、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TG)等测试对该聚合物的结构、热力学以及导电性能进行表征。结果表明,合成的产物结构与设计的结果一致.该含硫聚合物电解质力学性能优良,电极接触好,热分解温度在220℃以上,室温电导率可达10-5S/cm,在锂硫聚合物电池中具有实际应用价值。     

星形网状聚合物电解质的制备及其离子导电性研究

聚乙二醇(PEG,Mn=400,600),季戊四醇与CH2Cl2在碱性条件下,通过williamson反应合成以季戊四醇为核、以聚氧化乙烯的嵌段物为臂的星形网状聚合物.FTIR和1H-NMR分析表明,聚合物分子为C[CH2-OCH2O-(CH2CH2O)n-CH2O-]4的重复单元结构.季戊四醇的加入明显地改善了聚合物电解质的成膜性、力学性能和热稳定性.对聚合物电解质进行交流阻抗导电性研究表明:在25℃,离子电导率随着锂盐浓度的变化相继出现两个峰值,当w(Li-ClO4/聚合物)=8%时,离子电导率达1.03× 10-4S/cm;离子电导率随着温度的升高而迅速增加,且呈非Arrhenius变化.     

化学交联型凝胶聚合物电解质的制备研究进展

综述了以不同聚合物为基体的化学交联型凝胶聚合物电解质的主要制备方法和性能,并叙述了变联结构在电解质中的作用.     

离子键增强水性聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合材料的研究

水性聚氨酯/羟基磷灰石(WBPU/HA)纳米复合材料的研究已有报道,但通过离子键增强复合材料的研究却很少见。制备了稳定性良好的带羧酸根的阴离子型WBPU乳液和带季铵的阳离子型的HA胶体。其中纳米羟基磷灰石胶体通过合成过程中引入氨乙基磷酸使其带上正电荷。然后加入柠檬酸根将HA胶体转变为阴离子胶体。两种胶体溶液共混,并通过透析去掉柠檬酸根后得到均匀的混合胶体,干燥后得到力学性能良好的WBPU/HA复合材料。当HA含量为0~15%(质量分数)时,复合材料力学强度从纯PU的10.9 MPa提高到了22.3 MPa,提高幅度达100%。这是由于两相间存在正负电荷的离子键作用。当HA含量为20%(质量分数)时,由于HA粒子的团聚导致力学性能下降。提供了一种通过胶体共混来制备离子键增强的纳米复合材料的新方法。     

单组分水性聚氨酯涂料的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇(GE220)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,制得不含有机溶剂的单组分水性聚氨酯分散液,研究了NCO/OH的摩尔比和DMPA含量对水性聚氨酯分散液及其成膜后性能的影响。结果表明,当NCO/OH(摩尔比)=1.8,DMPA与GE220比值为2时,水性聚氨酯分散液的物理性能及其成膜后的力学性能最佳。     

阴离子型水性聚氨酯的制备及其性能研究

以聚四氢呋喃醚(PTMG)二醇和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,2-羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,通过自乳化方法初步合成了聚氨酯乳液。将乳液成膜,通过红外、热重、透射电镜、力学测试等对材料的化学组成与微观结构进行表征,进一步通过体外细胞实验对材料与细胞的相互作用进行评价。结果表明制备的水性聚氨酯乳液粒径均匀,热稳定性良好,具有一定的形状记忆功能,对细胞无毒性,相容性好,对细胞的生长繁殖几乎无影响,是一种具有广阔应用前景的生物材料。     

高性能UV固化聚氨酯的制备及性能研究

选用二羟甲基丙酸(DMPA)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、三乙胺等为主要原料合成了高性能UV固化水性聚氨酯乳液,并在添加光引发剂1173后,UV固化制备涂层。采用FT-IR、1H NMR、TGA和DSC等对合成树脂的结构和性能进行表征。与市售水性UV固化聚氨酯乳液对比,本乳液具有更小的粒径、更高的活性,所制备的涂层具有更高的硬度、更优异的耐磨和耐水等性能。     

功能石墨烯改性水性聚氨酯及其性能

以氧化石墨烯(GO)为原料,通过聚乙烯亚胺(PEI)接枝改性和水合肼还原,制备出了功能化石墨烯(FG-PEI),并将其与水性UV固化聚氨酯(WPU)乳液复合,制备FG-PEI/WPU复合涂层。采用FTIR、XRD、Raman、XPS、SEM、TEM等测试分析表征FG-PEI的结构,测定了FG-PEI的导电性,并考察了FG-PEI在水中的分散性,研究FG-PEI用量对WPU胶膜的力学性能和导电性能的影响及其热稳定性。结果表明,FG-PEI在保持较好水溶性的条件下,其电导率并未明显下降,并随着FG-PEI在WPU基体中用量的增加,WPU胶膜的表面电阻率逐渐降低,拉伸强度不断增加,断裂伸长率降低,经FG-PEI改性后,WPU的热稳定性得到提高。研究表明,FG-PEI改性WPU可提高胶膜的导电性,使其兼具良好的综合性能。     

DSC and conductivity studies on PVA based proton conducting gel electrolytes

An attempt has been made in the present work to prepare polyvinyl alcohol (PVA) based proton conducting gel electrolytes in ammonium thiocyanate (NH₄SCN) solution and characterize them. DSC studies affirm the formation of gels along with the presence of partial complexes. The cole-cole plots exhibit maximum ionic conductivity (2.58 × 10⁻³ S cm⁻¹) for gel samples containing 6 wt% of PVA. The conductivity of gel electrolytes exhibit liquid like nature at low polymer concentrations while the behaviour is seen to be affected by the formation of PVA-NH₄SCN complexes upon increase in polymer content beyond 5 wt%. Temperature dependence of ionic conductivity exhibits VTF behaviour.