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。     

PVDF/PMMA/PEG型聚合物隔膜的制备

为提高锂离子电池聚偏氟乙烯(PVDF)基聚合物隔膜对电解液体系的亲和性和导电性,引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与聚偏氟乙烯(PVDF)进行共混,并添加有机增塑剂聚乙二醇PEG-400对PVDF基聚合物隔膜进行改性研究。采用先干法后湿法的相转化方法制备PVDF/PMMA/PEG型聚合物隔膜。通过对制备的聚合物隔膜的孔隙率、吸液率、微观形貌和电化学性能的分析研究,确定制膜的最佳工艺条件为聚合物占溶剂质量百分比为8%,PVDF∶PMMA=7∶3,增塑剂含量为30%,非溶剂含量为3%,反应温度为45℃,在此最佳工艺条件下制备的PVDF/PMMA/PEG隔膜的离子电导率可达2.848 m S/cm,对电解液体系的亲和性和导电性得到显著提高。     

静电纺丝制备PMMA/PVDF锂离子电池隔膜

利用电纺法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)以及PVDF/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米纤维膜,用扫描电镜、红外光谱和热重等手段对纤维膜进行结构和性能表征,并测定了膜的孔隙率和吸液率。结果表明:当电压为20kV,接受距离为16cm,纺丝速率为0.001mm/s时,纺丝浓度为12%(质量分数),得到的纤维形貌较好。混合纺时PMMA加入没有改变PVDF原有的结构,复合隔膜的耐热温度达到470℃。PMMA/PVDF复合隔膜的吸液率和孔隙率整体提高且远远大于商业隔膜,其中PMMA/PVDF(4∶6)隔膜的吸液率和孔隙率分别达637%、67%,为最优。     

TiO_2改性PVDF/PMMA复合薄膜的制备及其性能

以二氧化钛(TiO2)为填料,聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基体,通过熔融共混制备PVDF/PMMA/TiO2复合薄膜,采用扫描电子显微镜、紫外/可见分光光度计、差示扫描量热仪和力学性能测试等方法表征了其各种性能。研究表明,PVDF与PMMA有良好的相容性,TiO2可以均匀的分散在基体中;TiO2的加入对材料的力学性能产生一定的影响,同时通过剥离实验对PVDF/PMMA/TiO2复合薄膜的粘结性能进行了表征。     

TiO_2改性PVDF锂离子电池隔膜的研究

静电纺丝制备聚偏氟乙烯(PVDF)锂离子电池隔膜电化学性能一般,可采用混纺增强其电化学性能。采用二氧化钛(TiO_2)与PVDF混纺,制得TiO_2/PVDF锂离子电池隔膜,研究不同TiO_2的添加量对TiO_2/PVDF锂离子电池隔膜性能的影响,考察其力学性质、离子电导率、放电比容量和循环性能。结果表明:在添加1.5%(wt,质量分数)TiO_2条件下,制得的TiO_2/PVDF锂离子电池隔膜的孔隙率高达52.54%,吸液率403.70%,离子电导率4.2×10~(-4)S/cm;在0.5C条件下放电比容量为134.0mAh/g,循环25次条件下,TiO_2/PVDF锂离子电池隔膜的放电比容量仍有130.0mAh/g,放电比容量的波动小,循环稳定性好。     

柔性PMMA/TiO_2复合超细纤维的制备及表征

利用静电纺丝技术制备出聚甲基丙烯酸甲酯/钛酸四正丁酯(PMMA/TBT)复合超细纤维膜,并通过水热法处理得到PMMA/TiO_2柔性复合纳米纤维膜。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、热失重分析法(TGA)、X射线衍射法(XRD)等手段对PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜进行表征,借助扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)对该材料的形貌结构、孔隙结构进行分析,最后探讨了所制备的纳米纤维膜的光催化降解能力,综合分析了pH值对水热法制备PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜的形貌、结构及性能的影响。结果表明,成功制备出了比表面积较大,催化活性较高的PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜;在水热反应过程中pH=8时,得到的PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜中TiO_2晶型为锐钛矿型,且比表面积较大,对拟污染物亚甲基蓝的脱色率达到95%。     

PVDF/PMMA/CA共混膜的制备及性能研究

主要讨论了PVDF(聚偏氟乙烯)／PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)／CA(醋酸纤维素)三元共混膜的制备及性能,并研究了影响膜性能的主要因素．正交实验结果表明：在PVDF／PMMA／CA体系中,PVDF同亲水性物质PMMA和CA的共混比是影响共混膜的水通量的首要因素;而PMMA与CA的共混比则对共混膜强度影响最大,当PMMA与CA的质量共混比为1：1时,膜强度最大;PMMA对膜的亲水性有较大的贡献,共混膜中只要有PMMA加入,其润湿角就变得同纯PMMA膜的润湿角相接近,通过采用红外衰减全反射法和干膜撕裂法,分别从微观和宏观上证明了PVDF／PMMA/CA气制膜体系在自来水中将会发生分层凝胶现象;综合考虑膜的各种性能,针对PVDF／PMMA／CA体系,较佳的制膜条件定为A883C2D12,也就是PVDF/CA/PMMA的质量共混比为12：2：1,以质量溶剂比为8：2的二甲基甲酰胺(DMF)／冰乙酸混合溶剂溶解,制得的膜的性能较好．     

PVC/PVDF/PMMA共混膜的研制

采用剪切黏度法对聚氯乙烯(PVC)/聚偏氟乙烯(PVDF)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)体系的相容性进行研究,结果表明,该体系为部分相容体系,在此基础上采用稀溶液黏度法对各共混配比的相容性进行预测.对相容性较好的PVC/PVDF/PMMA共混体系由相转化法制备共混膜,并用扫描电镜对共混膜的形态结构进行了观察.对共混膜的...     

PVDF/PMMA/TiO2共混薄膜的耐候性能研究

将聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与TiO2通过熔融共混制备成PVDF/PMMA/TiO2复合薄膜,在耐气候老化试验箱对复合薄膜进行老化,采用扫描电子显微镜、紫外/可见分光光度计、差示扫描量热仪和力学性能测试等方法研究了它的耐候性能.研究表明,PVDF与PMMA有良好的相容性,TiO2可以均匀的分散在基体中；经过长时间的老化,拉伸强度和断裂伸长有不同程度的下降,但依然具有较好的抗紫外性能和热性能.     

PVDF/TiO_2-g-PSSA复合质子交换膜的制备及抗污染性研究

为了降低质子交换膜的膜污染,将亲水性纳米二氧化钛(TiO_2)颗粒掺杂到臭氧引发接枝得到的PVDF(聚偏氟乙烯)-g-PSSS(聚对苯乙烯磺酸钠)均聚物中,使用溶剂挥发法制得复合改性质子交换膜[PVDF/TiO_2-g-PSSA(聚对苯乙烯磺酸钠)].考察了不同TiO_2添加量复合改性膜的主要性能参数,获得最优掺杂比.通过耗散型石英晶体微天平(QCM-D)研究TiO_2复合改性质子交换膜及Nafion 117的膜污染行为及膜抗污染性能.将优化后的改性膜应用于微生物燃料电池(MFC)中考察膜对系统长期运行效能的影响.结果表明:质量分数1%TiO_2复合改性膜的质子交换性能良好,亲水性大大改善,对牛血清蛋白(BSA)的抗污染性强;对应的MFC运行6个月后,内阻增加12.4%,功率密度减小19.2%.Nafion膜表面更易形成较厚且致密的BSA吸附层,相应的MFC运行6个月后,内阻增加了21.5%,功率密度则降低了33.3%,证明自制改性膜更有利于微生物燃料电池长期运行的稳定性.     

静电纺PVDF/SiO_2原位复合隔膜的研究

采用原位复合溶胶-凝胶法配制复合纺丝液,通过高压静电纺丝制备出PVDF/SiO2复合纳米纤维膜。通过SEM表征了PVDF/SiO2复合纳米纤维的纺丝效果,同时对比了使用两种方法添加6%SiO2制得的PVDF静电纺复合纳米纤维的表面形貌及力学性能。研究了原位纳米SiO2的加入对膜的孔径变化以及力学性能的影响。结果表明,原位硅的加入,增加了纤维的表面粗糙度;降低了复合膜内的微孔直径,并使得微孔直径分布更加集中;改善了膜的力学性能,添加6%原位硅时效果最佳。在SiO2含量为6%时,与直接添加相比,原位复合法制得的复合膜力学性能更佳。     

添加β-CD剂的PVDF/PMMA共混超滤膜制备及性能研究

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为第二种聚合物成分与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,并添加β-环糊精(β-CD)至铸膜液中,采用L-S相转化法制膜;通过对膜水通量、截留率和强度等的分析,讨论了不同β-CD添加量对膜性能的影响.实验结果表明:该共混体系为部分相容体系;β-CD的添加改善了膜的性能,提高了膜的水通量和截留率等,而且当β-CD的添加量为5%时膜的性能最优;研究对芳香类化合物的去除效果,结果表明添加β-CD的膜比不含β-CD的基膜对多环芳烃(PAHs)有更高的去除率.     

结构可控PMMA/PAN/PMMA三层核壳聚合物微球的制备与表征

采用多步无皂乳液聚合的方法合成了三层核壳结构的聚甲基丙烯酸甲酯/聚丙烯腈/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA/PAN/PMMA)聚合物微球。并通过改变单体加入量得到一系列不同结构的三层核壳微球。使用激光粒度仪、红外光谱、扫描电镜等对得到的三层微球进行表征。结果表明,制备的聚合物微球具有清晰的三层核壳结构,直径在300 nm~500nm之间;其第二层及第三层厚度可分别控制在15 nm~30 nm,40 nm~70 nm之间,较易实现了三层核壳聚合物结构的控制。     

纳米 SiO 2/ LiClO 4/ PVDF2 HFP复合凝胶聚合物电解质的制备及其电化学性能

为了解决液态电解质锂离子电池存在的安全性问题 , 以偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物( PVDF2 HFP)为基体 , 通过加入高氯酸锂(LiClO 4) 、 增塑剂(碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯) 、 纳米二氧化硅等 , 制备出了具有高电导率的复合凝胶聚合物电解质。用 X射线衍射仪测试聚合物电解质的结构 , 用交流阻抗法测定其电导率 , 用线性伏安扫描法研究了该聚合物电解质体系的电化学稳定性 , 并以其为电解质制备成锂离子电池进行充放电测试。结果- 3表明 , 在 20℃ 时复合凝胶聚合物电解质的电导率最高可达 7. 56×10 S/ cm , 该电解质在 41 6 V 以下电化学窗口稳定 , 以其为电解质的锂离子电池具有良好的电化学性能 , 说明纳米 SiO 2/ LiClO 4/ PVDF2 HFP复合凝胶聚合物电解质能满足锂离子电池的应用。     

PEO/PPC/Nano TiO_2-PMMA复合聚合物电解质膜的制备及性能

以聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)和聚氧化乙烯(PEO)为基体材料,添加经聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接枝改性的纳米TiO2(nano TiO2-PMMA),采用溶液浇铸法制备了锂离子电池PEO/PPC/TiO2-PMMA复合聚合物电解质(CPE)膜。用热重分析、红外光谱、交流阻抗、扫描电镜等方法研究了nano TiO2-PMMA对复合聚合物电解质膜的电化学性能影响。结果表明,当TiO2的接枝率为8.0%时,PEO/PPC/TiO2-PMMA复合聚合物电解质膜具有良好的电化学性能:室温离子电导率达到1.3×10-5 S/cm,电化学稳定窗口达到4.5V以上,锂离子迁移数为0.49。     

由蜂窝状结构TBT/PMMA杂化膜制备有序孔结构的TiO_2膜

采用BreathFigures法制备了蜂窝状结构的TBT/PMMA前驱体膜,气相水热处理(VPH)、热裂解前驱体膜,制备了TiO2有序孔结构膜,探讨了气相水热处理、经热裂解去除前驱体膜中聚合物成分过程中结构的变化,结果表明VPH过程中TBT水解成氢化氧化钛水合物,形成完善的-Ti-O-网络结构,抵御了高温热裂解去除聚合物过程中"液态化"聚合物的影响,最终得到有序孔结构的TiO2膜.同未经水热处理而直接热裂解得到的TiO2膜相比,有序孔结构的TiO膜紫外光电化学响应显著提高,其光电流密度约为前者的3倍.     

非线性光学聚合物薄膜DCDHF-2-V/PMMA的特性

将新型有机非线性光学分子DCDHF-2-V按一定比例掺入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中,采用旋涂方法制备聚合物薄膜。为了得到宏观二阶非线性光学特性,在90℃对薄膜进行电晕极化,形成各向异性。对极化前后的薄膜进行紫外/可见光吸收频谱分析和原子力显微镜分析。采用RHF方法在6-31G基组上对DCDHF-2-V/PMMA薄膜体系中的DCDHF-2-V分子和PMMA进行闭壳层Hartree-Fock理论计算,得到它们的一阶超极化率β分别为60.278755×10-30esu和10.902267×10-34esu。     

负载型TiO_2超滤膜的制备

以钛酸四异丙酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备Ti O2粒子溶胶,以孔径100 nm的管式Al2O3微滤膜为支撑体制备超滤膜,研究了涂膜溶胶中添加剂比例、涂膜次数和涂膜时间对超滤膜完整性的影响。结果表明,调整添加剂比例、涂膜次数和涂膜时间可以消除超滤膜的缺陷;添加剂比例对Ti O2超滤膜的物相没有影响。溶胶中添加剂比例m(Ti O2)∶m(PVA)∶m(HPC)=8∶2∶2,涂膜两次,每次涂膜时间为10~15s时,可以获得无裂纹、无针孔的超滤膜,Ti O2超滤层厚度约1μm,孔径分布于3~8 nm之间,孔隙率42%。     

PVDF管式膜过滤TiO_2悬浮液性能研究

用聚偏氟乙烯(PVDF)管式膜组件处理TiO2悬浮液,考察不同工艺条件对膜通量的影响;并对膜的在线清洗工艺进行研究.实验结果表明:膜通量运行初始30min有较大降低,之后基本保持稳定;膜通量随着循环流量的增大而增加;随悬浮液浓度的增加而逐渐减小;随运行压力增加而增加,当出口压力增加到0.1MPa以上时,膜通量基本不再随压力变化;管式膜在线清洗1min时,膜通量恢复率可达90%以上.     

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。