交联型P（AN-MA）凝胶聚合物电解质的制备与性能研究

采用丙烯腈（AN）和丙烯酸甲酯（MA）溶液聚合的方法合成了轻度交联的P（AN-MA）共聚物自支撑膜，可用做锂离子电池聚合物电解质膜基体。通过FTIR、IXSC、SEM等测试方法对交联共聚物的结构进行了表征，利用交流阻抗等电化学方法对电解质膜的导电性能进行了研究。结果表明：当交联剂用量为1．5％时，轻度交联的P（AN-MA）共聚物膜形成立体网状结构且富含大量纳米、超微米孔洞，有利于大量锂离子的嵌入；室温下该聚合物膜的电导率可达3．50×10^-4S／cm，达到聚合物锂离子电池电解质的电导率要求。     

含离子液体的凝胶聚合物电解质的导电行为研究

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为聚合物基体,制备了含离子液体1-甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐(EMIPF_6)和1-甲基-3-乙基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐(EMITFSI)的凝胶聚合物电解质,测试了电解质的电导率和阳离子迁移数,并基于自由体积理论的观点对电解质的导电行为进行了研究。结果表明,EMIPF_6-PVDF-HFP与EMITFSI-PVDF-HFP两种离子液体凝胶聚合物电解质,聚合物的分子链段运动对导电离子的迁移影响微小;logσ与1/T呈线性关系,上述两种电解质的导电行为服从阿伦尼乌斯方程,电解质的电导率主要靠自由离子的迁移;离子液体EMIPF_6、EMITFSI的加入促进了Li⁺的自由移动,显著提高了电解质的锂离子电导率。     

含离子液体的凝胶聚合物电解质的导电行为研究

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为聚合物基体,制备了含离子液体1-甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐(EMIPF6)和1-甲基-3-乙基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐(EMITFSI)的凝胶聚合物电解质,测试了电解质的电导率和阳离子迁移数,并基于自由体积理论的观点对电解质的导电行为进行了研究.结果表明,EMIPF6-...     

BMIMBF_4/P(MMA-VBIMBr)凝胶型离子液体聚合物电解质的合成与性能

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐(VBIMBr)为单体,通过自由基溶液聚合制备了无规共聚物聚(甲基丙烯酸甲酯-1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐)[P(MMA-VBIMBr)],并以此聚合物为基体,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)为增塑剂,制备了BMIMBF4/P(MMA-VBIMBr)凝胶型离子液体聚合物电解质,采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)和电化学交流阻抗(EIS)等方法对聚合物和聚合物电解质的性质进行了研究。结果表明,聚合物电解质膜具有优良的热稳定性和机械强度;当BMIMBF4/P(MMA-VBIMBr)质量配比为2时,离子电导率高达2.77×10-3S/cm(20℃),且离子电导率随着温度的升高而迅速增加,电导率-温度曲线符合Arrhenius方程。     

一种新型聚醚离子液体电解质的制备和表征

以端羟基聚环氧氯丙烷(PECH)、N-甲基咪唑(NMIM)为原料,制备了一种新型的含端羟基的聚醚离子液体(NMIM-g-PECH)。考察了反应温度、反应配比、反应时间、接枝PECH的数均相对分子质量对反应接枝率的影响;用红外光谱和核磁共振氢谱对聚醚离子液体进行了结构表征;对聚醚离子液体的溶解性、电化学稳定性和离子导电性进行了分析。结果表明合成聚醚离子液体的较优工艺条件为:反应时间10h,反应温度40℃,n(PECH中氯甲基):n(NMIM)=1.0:1.8,PECH的数均相对分子质量为1000,此条件下反应接枝率可达82.3%;所得聚醚离子液体具有良好溶解性、电化学稳定性、离子电导性能,质量分数为5%的这种聚醚离子液体甲醇溶液室温电导率可达2.40×10-3S/cm。     

快冷对PEO/LiClO_4固态电解质的晶型与导电性的影响

聚合物电解质的离子电导率是电解质的一个重要参数 ,与聚合物电解质中的非晶态的存在有很大的关系。在本文中 ,以X射线衍射 (XRD)、差热分析 (DTA)和交流阻抗 (Acimpedance)为研究手段 ,研究了快冷对聚合物电解质的晶型转变和对聚合物电解质室温离子电导率的影响。在快速冷却的条件下 ,质量比为1∶1的PEO/LiClO4聚合物电解质的室温离子电导率可达 1 6 1x 10 -7S/cm ,比慢冷处理的相同体系的室温离子电导率提高了 1个数量级。实验证明 ,快速冷却可破坏聚合物的结晶性 ,提高聚合物电解质的离子电导率。     

固态聚合物电解质性能提升方法的研究进展

商用锂离子电池由于使用危险和易燃的液体电解质,容易发生火灾和泄漏问题,存在安全隐患。全固态锂离子电池由于其安全性和潜在的高能量密度优势,被认为是下一代能量存储设备。固态聚合物电解质作为全固态锂电池的关键部件,具有良好的不可燃性和对锂金属阳极的适应性,近年来受到广泛关注。但其离子导电性低、力学性能差以及循环寿命不足等限制了其实际应用。根据近年来的研究进展,本文总结了优化固态聚合物电解质性能的方法,包括增加离子电导率,提高电压稳定性、抑制枝晶形成、增加离子选择性和降低界面电阻等,并简要分析了聚合物电解质的现状和发展前景,为固体聚合物电解质基电池的广泛应用奠定了基础。     

4,4’-双(4-羟基苯甲氧基)-3,3’,5,5’-四甲基联苯二缩水甘油醚的合成与表征

以对羟基苯甲酸、3-溴丙烯、3,3′,5,5′-四甲基联苯二酚等为原料,通过间氯代过氧化苯甲酸氧化法合成4,4′-双(4-羟基苯甲氧基)3,3′,5,5′-四甲基联苯二缩水甘油醚,化合物结构用FT-IR和~1HNMR进行了表征。并对氢氧化钠用量,缚酸剂,氧化反应温度和时间的选择进行了讨论。     

新型聚芳醚酮共聚物的合成与性能研究

以对苯二酚（HQ）、新型类双酚单体4-（3,5-二甲基-4-羟基苯基）-2,3-二氮杂萘-1-酮（DM-DHPZ）和4．4＇-二氟二苯酮（DFBP）为原料,经溶液亲核取代反应制备了一系列具有较高摩尔质量的新型聚芳醚酮共聚物,并对其进行了表征。结果表明,共聚物为部分结晶态,具有优异的耐热性和溶解性,其玻璃化转变温度（Tg）为229～275℃,质量损失率为5％时的温度为485～538℃。室温下易溶于N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）、硝基苯（NB）、三氯甲烷（CHCl3）等极性非质子溶剂,部分溶解于N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）。随着共聚物中DM-DH-PZ含量的增加,溶解性明显改善,Tg也逐渐升高。     

累托石的有机改性及其对凝胶聚合物电解质的影响

用十二烷基二甲基苄基氯化铵改性天然黏土累托石,得到有机改性累托石(organic modified rectorite,OREC),再用OREC改性凝胶聚合物电解质.对OREC进行红外、X射线衍射、偏光显微分析,并对OREC改性的凝胶聚合物电解质体系的X射线衍射结果、离子电导率及热性能进行了分析.结果表明:OREC能作为改性剂用在凝胶聚合物电解质中,在凝胶电解质中达到完全解离,能提高电解质的离子电导率,且改性电解质的玻璃化转变温度随OREC添加量的增加而增大,热稳定性提高.     

PEO基聚合物复合电解质的制备及性能研究

将不同含量的单宁酸加入到聚环氧乙烷(PEO)和双三氟甲磺酰胺亚胺锂(LiTFSI)体系中,采用流延法来制备聚合物电解质膜.在氢键的作用下破坏PEO的结晶度来提高聚合物电解质的离子电导率.通过X射线衍射、差示扫描量热仪、热重分析仪、力学性能、表面形貌以及交流阻抗法等对聚合物电解质膜进行表征.结果表明,随着单宁酸(TA)含...     

4-乙基-α-甲基苯甲醇和α,α’-二甲基-1,4-苯二甲醇的合成

研究了一种以对二乙苯为原料,经四苯基氯化钴卟啉催化氧气氧化、硼氢化钠还原、水解合成标题化合物的新方法,并采用熔点测定、红外及核磁共振对目标产物的结构进行了表征,产品分离总收率较高,分别达57.8%和52.3%,纯度均达到了99.5%。该合成方法反应条件相对温和,简便易行。     

MDI对低粘度PET树脂改性的结构和性能研究

利用双螺杆挤出机将改性剂4,4’-亚甲基对苯-二异氰酸酯(MDI)和低粘度聚对苯二甲酸乙二酯(PET)进行反应挤出,使PET的力学性能得到显著提高,当加入4份MDI时,改性PET的缺口冲击强度提高了6倍,断裂伸长率提高了1.6倍。通过粘度测定、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对改性PET的结构进行了研究。结果表明,MDI的加入能够同时实现扩链和结晶改性,改性PET的特性粘度提高到1.38dL/g;FTIR测试表明,过量的MDI对PET中含有的TiO2进行了偶联处理;XRD测试显示出现了两个新衍射峰,说明改性PET的结晶性能得到改善;SEM观察显示,PET中出现了尺寸约为5μm的微孔。     

烧结Caβ~〃-Al_2O_3固体电解质性质的研究

采用直接烧结法制备了Caβ~(?)-Al_2O_3固体电解质。为了与用离子交换法从Naβ~(?)-Al_2O_3得到的Caβ~(?)-Al_2O_3比较,采用交流阻抗谱图法测定了576—1028K的离子电导率及电导活化能;用Wagner非对称极化技术测定了834—920K的电子电导及电导活化能。最后由所测数据计算了离子迁移数。 实验结果表明,直接合成的多晶Caβ~(?)-Al_2O_3,同用离子交换法制成的多晶Caβ~(?)-Al_2O_3一样,具有优良的性能。本测量结果为多晶Caβ~(?)-Al_2O_3的应用提供了必要的数据。     

4．4’-二羟甲基联苯的合成工艺研究

针对4,4’-二氯甲基联苯水解合成4,4’-二羟甲基联苯反应过程,通过对相转移催化法、酯化水解法和溶剂法的比较,选择了溶剂法合成工艺。得到溶剂法合成4,4’-二氯甲基联苯的优化工艺条件,产品收率达到95％以上,经过提纯后产品的纯度≥98％。     

3,5-二甲基-4-羟基苯甲腈的合成研究

以3,5-二甲基-4-羟基苯甲醛和盐酸羟胺为原料,分别在甲酸、乙酸和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中一步反应合成了3,5-二甲基-4-羟基苯甲腈。以DMF为溶剂的反应效果最好,最佳条件下收率达90%以上,粗品含量98%以上。     

对位取代查尔酮衍生物的合成

以苯甲醛和苯乙酮衍生物为原料,在氢氧化钠乙醇水溶液中,室温制备了一系列的查尔酮衍生物,收率在60%～90%之间。并通过熔点、凝胶渗透色谱、紫外光谱、红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征。     

酸性阳离子交换树脂催化制备6,6’-二羟基-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺二氢茚的工艺研究

利用双酚A结晶残液为原料,以磺化聚氯代苯乙烯-二乙烯基苯强酸性阳离子交换树脂为催化剂,通过固定床连续催化制备6,6’-二羟基-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺二氢茚。反应器中装填50mL(22 g,E=1.8 mmol H+/mL)干树脂,在T=150℃、WHVS=0.48 h-1条件下,连续反应1000 h,反应液中6,6’-二羟基-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺二氢茚质量浓度可达43.5%,催化剂交换量保持为3.8 mmol/g。产物经重结晶纯化后熔点215～217℃,纯度≥99.98%(HPLC)。通过HPLC、IR、NMR等方法分析产物含量及结构,用STATISTIC统计软件对反应条件进行了优化。研究结果对于改进双酚A生产工艺中的残液处理方式,填补国内在新型双酚类单体生产空白具有重要的意义。     

烧结温度对陶瓷体氧化铝固体电解质性能的影响

在Al2O3电解质体系中,利用X射线衍射分析仪、扫描电子显微镜和交流阻抗谱仪考察了烧结温度对陶瓷体Al2O3固体电解质(BASE)的β″/β相的形成、体密度和离子电导率的影响。研究表明:固相法合成BASE时,陶瓷体的最佳的陶瓷烧结温度为1 600℃。离子电导率、β″含量、体积密度随烧结温度的升高先上升后下降。离子电导率不仅与相结构有关,还与材料的致密性有关。导电过程在温度升高过程中,会由晶界控制转变为晶粒控制。随着烧结温度的升高,晶界控制的温度范围逐渐减小。     

增塑剂对聚氨酯型固体电解质离子导电性能的影响

利用溶液聚合方法合成了聚醚聚氨酯,并以聚氨酯、高氯酸锂和增塑剂为组分,制备了一系列新型聚合物固体电解质。运用差示扫描量热分析、动态力学分析、交流复阻抗谱、扫描电镜和原子力显微镜对体系性能和形态进行了研究。结果表明,在聚氨酯/高氯酸锂复合物中,增塑剂的加人会导致体系玻璃化转变温度和力学性能有所下降,离子导电性能显著增加。在所研究的6种增塑剂碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、二乙二醇二甲醚、N,N-二甲基甲酰胺、聚乙二醇400和丙三醇中,聚乙二醇400对聚氨酯/高氯酸锂复合物的增塑效果最好,该体系室温电导率达到10-4S／cm。