聚丙烯镍氢电池隔膜的亲水改性及性能表征EI北大核心CSCD

采用强氧化剂预处理-氧化还原引发接枝聚合法将丙烯酸(AA)接枝到聚丙烯(PP)镍氢电池隔膜表面,以改善其亲水性。扫描电镜(SEM)和衰减全反射红外光谱(ATR-FT-IR)分析结果表明,已制得PP-g-AA改性隔膜。考察了不同接枝率改性隔膜的亲水性和电导率,结果表明,接枝丙烯酸显著改善了其亲水性,接枝率为4.10%时隔膜亲水性最好,对去离子水和KOH水溶液(密度1.30g/cm3)的接触角从PP基膜的102.2°和113.5°降至0°和23.9°;接枝率为2.82%和4.10%改性隔膜的电导率达到基膜的1.5倍以上。镍氢电池循环测试表明,改性隔膜装配的电池具有较高的电池容量和循环寿命。综合考虑,接枝率为4.10%时隔膜性能最佳。     

基于低温等离子体基膜改性的高脱盐性反渗透复合膜的制备

为了改善反渗透聚砜(PS)基膜的亲水性,增加基膜与皮层间的结合力,提高反渗透复合膜脱盐性,本研究采用丙烯酸(AA)为接枝单体,对PS膜进行低温等离子体引发接枝聚合改性,将改性后的基膜通过界面聚合制备反渗透复合膜.通过均匀试验方法研究改性条件并利用SPSS软件对反渗透复合膜截留率进行回归分析,建立显著性回归方程.根据截留率高低对回归方程进行寻优处理,得出最优改性参数并进行试验验证.得到优化改性参数为:放电电流4 A,放电时间7 min,接枝液体积分数70%,接枝时间180 min,验证结果表明,基膜改性后制备的反渗透复合膜截留率达到95.83%,较未改性基膜制备的复合膜截留率提高了36.24%.     

两亲性PP-g-(NVP-co-PEGMA)抗污染改性剂的制备及改性聚丙烯亲水微孔膜的表征

以乙烯基吡咯烷酮(NVP)和聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)为共聚单体,采用熔融接枝法制备了两亲性改性剂PP-g-(NVP-co-PEGMA);利用红外光谱、X射线光电子能谱对制得的改性剂进行表征,研究了PEGMA单体用量对熔融接枝聚合PVP接枝率的影响。利用熔融共混和拉伸成孔工艺制备了聚丙烯亲水微孔膜。利用接触角、热失重分析、扫描电镜和水通量测试对改性剂及膜性能进行表征。结果表明,亲水性支链成功接枝到PP大分子链上,少量PEGMA的加入提高了NVP的接枝率,相比NVP作为唯一单体的情况提高了5.66%;改性PP微孔膜的热稳定性能提高,亲水性也得到很大改善,起始接触角从96.0°下降到57.5°。膜的平均孔径在0.15μm左右,孔径分布相对均匀,孔隙率为32.7%。改性后的PP膜水通量随时间的延长下降缓慢,亲水性和抗污染性能得到大幅度提高。     

丙烯酸甲酯/二乙烯基苯接枝交联共聚合改性聚丙烯隔膜

研究了在聚丙烯(PP)隔膜表面接枝二乙烯基苯(DVB)/丙烯酸甲酯(MA)交联聚合物网络,提高隔膜高温条件下尺寸稳定性的改性方法。全反射傅立叶红外光谱(ATR-FT-IR)证明DVB和MA在PP隔膜表面发生了聚合反应。考察了接枝共聚合体系中反应时间、反应温度、引发剂浓度等对PP隔膜接枝率和耐热性能的影响。在隔膜表面成功接枝P(DVB-co-MA)的基础上,探索了通过聚合物中DVB结构单元上未反应的双键与KH570发生共聚合反应,在隔膜表面引入SiO2粒子的改性方法。用SEM观察膜表面形貌,结果表明SiO2粒子确实结合到了隔膜中,且该改性方法对隔膜表面孔结构影响不大。热收缩率测试结果表明,改性后膜的尺寸稳定性明显提高,130℃下4 h热收缩率从12%可降低到4%。     

层层自组装聚丙烯隔膜的表面改性

用层层自组装技术在锂电池用聚丙烯(PP)隔膜表面引入聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDM)和丙烯酸-丙烯酸钠共聚物P(AA-co-AANa),获得具备良好亲水性、低热收缩率的复合隔膜。考察聚合物配比、自组装层数、温度等对隔膜表面结构和性能的影响。采用全反射傅里叶变换红外光谱和原子力显微镜分别表征膜表面组成和形貌。比较PP隔膜和复合隔膜各项测试结果发现,经自组装后,隔膜的表面水接触角可从90.6°降低至30.5°,130℃时的热收缩率由12%下降至9.4%。     

光敏剂对PSF和PP中空纤维膜接枝反应的影响

采用间歇式紫外辐照法,以聚砜(PSF)和聚丙烯(PP)中空纤维膜为探针,以丙烯酸(AA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为单体,研究光敏剂对膜表面紫外接枝反应的影响。结果表明,光敏剂存在与否对膜表面结构有较大影响。无光敏剂时,PSF中空纤维膜表面虽有亲水性单体成功接枝,但PSF膜基体结构受到损伤,表面孔结构增大,改性膜的截留率降低;存在光敏剂时,PSF和PP中空纤维膜表面均有单体成功接枝,膜表面结构得到调控,改善了膜的亲水性和抗污染性,为亲水性膜的表面结构设计提供了一定的理论基础,对新型亲水膜的制备具有指导意义。     

沸石/聚乙烯醇涂覆改性聚丙烯隔膜及其性能研究

为了改善商业聚丙烯(PP)隔膜与电解液浸润性差和热尺寸稳定性不佳的问题,采用浸涂法制备了沸石/聚乙烯醇涂覆PP隔膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、电池测试系统和电化学工作站等表征手段研究了改性隔膜的表面形貌、孔隙率、吸液率、热稳定性以及电化学性能,并与PP隔膜进行了性能对比。结果表明,改性后的PP隔膜孔隙率从38.4%提升到41.2%,吸液率从108.4%增加到181.1%,170 ℃下的热收缩率从58%降至23%。与PP隔膜相比,改性隔膜的循环性和稳定性得到了提高。界面阻抗从88 Ω降为61 Ω,离子电导率从0.58 mS/cm增加到0.75 mS/cm。沸石/聚乙烯醇涂层是改善PP隔膜电化学性能和热稳定性的有效方法,能够提高锂电池的循环性和安全性。     

聚丙烯微孔膜的表面改性和抗污染性

用化学方法在聚丙烯微孔膜表面上接枝丙烯酰胺。利用红外光谱,X射线光电子能谱,扫描电镜,原子力显微镜观察了膜表面形态和微观结构的变化,同时考察了膜的接触角和吸水能力,对BSA蛋白质的吸附量及水通量和抗污染能力。结果表明,随着接枝率的提高,接触角从95°减小到38°,吸水率也提高到163.9%。改性后,PP膜对BSA的吸附减少,膜的水通量减小,但同时膜的污染率下降,当接枝率为11.5%时,膜的污染率为0.274,比接枝前下降了55%。改性后PP微孔膜的亲水性和抗污染能力得到较大提高。     

利用等离子体预处理增强涤纶织物电子束辐照亲水改性的效果

利用电子束辐照接枝亲水性单体可提高涤纶织物的亲水性,但涤纶大分子本身结构规整且结晶度较高,造成改性时接枝率偏低,引入预处理可以提高改性效果。先通过正交试验得到等离子体预处理的最佳方案,再分别对涤纶织物原样、无预处理接枝改性和经等离子体预处理后接枝改性的涤纶织物进行接枝率、回潮率、接触角、红外光谱(FT-IR)及扫描电子显微镜(SEM)的测试,结果表明,相比无预处理直接进行接枝改性的涤纶织物,增加等离子体预处理可以使接枝率提高1.64倍,回潮率增加75%,接触角也由87.95°急剧减小以至于无法测出具体数值,亲水性有了更为明显的改善。此外,断裂强力和白度测试结果也表明,辐照接枝前引入等离子体预处理对涤纶织物的物理性能影响较小,均在可接受范围内。     

等离子体引发接枝聚合改善聚丙烯表面的亲水性

将等离子体引发接枝技术用于聚丙烯（PP）膜表面接枝丙烯酸。FT—IR证明处理后的膜表面存在有羧基,染色法定量测定了羧基的含量。另外,对修饰后的聚丙烯膜表面进行接触角的测定。结果表明,等离子体引发接枝聚合可明显改善聚丙烯膜表面亲水性,能控制PP膜表面的接枝率大小,可得到不同水接触角的PP膜,进而能人为调节PP膜的表面亲水性。     

紫外光接枝改性聚丙烯薄膜的研究

以二苯甲酮为光敏剂,通过紫外光辐照引发,将亲水性单体丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸(MAA)接枝在聚丙烯薄膜表面。考察了光敏剂浓度、辐照时间以及溶剂类型对接枝率的影响。利用衰减全反射红外光谱和扫描电子显微镜对接枝薄膜的表面化学组成和形貌结构进行表征,通过水接触角和吸水率研究了接枝后薄膜的亲水性。结果表明,在相同条件下,AA的接枝率高于MAA;相比于有机溶剂,在水溶剂中AA的接枝率明显提高;当接枝率达到11.8%时,薄膜表面水接触角由原膜的95°降低到35°,亲水性显著提高。     

疏水性材料的等离子体表面改性工艺研究

通过等离子体连续处理仪对疏水性材料表面进行表面改性而提高了其润湿性。研究了不同反应条件对高分子材料表面改性的影响;通过测定样品表面的接触角等性能评价了其表面亲水性的变化。经过等离子体表面处理,聚四氟乙烯的接触角有了显著下降;聚乙烯电池隔膜的吸碱率为自身重量的3.5倍,爬高率初始3 min接近100 mm;硅橡胶的接触角由105°下降到30°;聚酯的接触角由98°到15°。通过对材料表面进行丙烯酸接枝,评价了时效性的影响;初步探讨了真空紫外辐射对表面改性的影响。结果表明:改性后疏水性材料表面的润湿性得到了明显改善,该技术与设备在工业应用方面非常具有推广价值。     

马来酸酐/N-乙烯基吡咯烷酮双单体接枝聚丙烯的制备及对聚丙烯微孔膜的亲水改性EI北大核心CSCD

以马来酸酐(MAH)为功能单体,N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为共聚单体,采用熔融接枝法制备两亲性改性剂PP-g-(MAH-co-NVP),并通过热致相分离法制备聚丙烯(PP)亲水微孔膜。通过红外光谱仪和元素分析仪表征了PP-g-(MAHco-NVP)的化学结构和接枝率,使用差示扫描量热仪、X射线衍射仪表征了PP-g-(MAH-co-NVP)的结晶性能。利用接触角、热失重分析、扫描电子显微镜和孔隙率测试对改性前后的PP膜进行研究。结果显示,亲水支链成功接枝到PP大分子链上,相比于MAH作为唯一的接枝单体,NVP的加入使MAH的接枝率增加了270%;且NVP的加入促进了PP分子链的结晶。改性PP微孔膜的热稳定性能提高,膜孔数增多,孔隙率增加了2. 8%。并且改性PP微孔膜的亲水性也得到改善,接触角下降了28. 5%。     

P(NIPAAm-PEGMA)接枝聚丙烯多孔膜表面的抗污染及自清洁性能

以等离子体引发方法制备了聚(N-异丙基丙烯酰胺-聚乙二醇甲基丙烯酸酯)(P(NIPAAm-PEGMA))接枝的聚丙烯(PP)多孔膜。考察了改性膜水通量及表面润湿的温敏性质,并研究了其表面抗牛血清白蛋白(BSA)污染及自清洁性能。结果表明,聚乙二醇(PEG)侧链引入后,P(NIPAAm-PEGMA)保留了体积相转变性质,并在低临界溶解温度(LCST)上下均能展现良好的表面亲水性。得益于表面亲水性的改善,改性膜在过滤BSA溶液时的通量衰减率降低至18.8%。经简单的变温水清洗,BSA污染膜的水通量恢复率可达98.2%,且表面甚少污染物残留。P(NIPAAm-PEGMA)接枝链的亲水性及体积相转变是实现改性膜表面自清洁的原因。     

马来酸酐/N-乙烯基吡咯烷酮双单体接枝聚丙烯的制备及对聚丙烯微孔膜的亲水改性

以马来酸酐(MAH)为功能单体,N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为共聚单体,采用熔融接枝法制备两亲性改性剂PP-g-(MAH-co-NVP),并通过热致相分离法制备聚丙烯(PP)亲水微孔膜。通过红外光谱仪和元素分析仪表征了PP-g-(MAHco-NVP)的化学结构和接枝率,使用差示扫描量热仪、X射线衍射仪表征了PP-g-(MAH-co-NVP)的结晶性能。利用接触角、热失重分析、扫描电子显微镜和孔隙率测试对改性前后的PP膜进行研究。结果显示,亲水支链成功接枝到PP大分子链上,相比于MAH作为唯一的接枝单体,NVP的加入使MAH的接枝率增加了270%;且NVP的加入促进了PP分子链的结晶。改性PP微孔膜的热稳定性能提高,膜孔数增多,孔隙率增加了2. 8%。并且改性PP微孔膜的亲水性也得到改善,接触角下降了28. 5%。     

POSS-(PMMA46)8浸渍涂覆商业PP隔膜的结构与性能

为了提高锂离子电池的安全性能,降低其界面阻抗,选用既具有优异耐热性能又与聚合物有良好相容性的POSS杂化聚甲基丙烯酸甲酯(POSS-(PMMA 46 ) 8)作为改性剂,通过在商业聚丙烯(PP)隔膜上浸渍POSS-(PMMA 46 ) 8制备改性商用PP隔膜,分析隔膜的力学性能、热收缩性能、界面性能、离子电导率及电化学性能。结果表明:当POSS-(PMMA 46 ) 8质量分数为40%时,复合膜的孔丰富均一,润湿性最佳,拉伸强度是未改性前的5.34倍,且在160℃/1h下具有较高的热稳定性。此复合膜电导率为1.35×10 -3 S/cm,与电极的界面阻抗由原来的743Ω降为152Ω;Li/改性隔膜/LiFePO 4扣式电池的充放电循环稳定性较好,低倍率下的电池容量与商业PP隔膜相当。     

聚丙烯纤维化学接枝改性增强水泥基复合材料的界面结合

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂, 采用二步化学接枝法对聚丙烯纤维进行接枝丙烯酸改性, 利用正交分析法研究了引发温度、BPO浓度、接枝温度、接枝时间及丙烯酸(AA)浓度对纤维接枝率的影响, 并评价了改性前后纤维与水泥基体的界面结合性能。结果表明: 上述因素对纤维接枝率的影响大小为引发温度>BPO浓度>接枝时间>接枝温度>AA浓度, 最佳反应条件为引发温度90℃, BPO 4.50×10^-2mol/L, 接枝时间60 min, 接枝温度75℃, AA 1.4 mol/L, 此时纤维接枝率达13.12%; 经化学接枝改性后, 聚丙烯纤维表面亲水性和粗糙度增大, 与水泥基体的界面结合得到增强, 纤维掺量为0.05%(体积分数)时, 聚丙烯纤维增强水泥砂浆的抗开裂性能比增大了26.6%, 抗塑性收缩开裂性能显著增强。     

远程氩气等离子体引发接枝丙烯酸改性聚丙烯微孔膜的研究

采用远程氩气等离子体对聚丙烯(PP)微孔膜进行表面亲水处理,并引发接枝丙烯酸单体实现永久亲水改性.研究了放电参数及样品位置对于亲水性及接枝率的影响,并运用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和光电子能谱(XPS)对等离子体处理后的微孔膜进行了表面分析.实验结果显示等离子体功率对处理后的微孔膜的表面亲水性和接枝率有较大影响:在低功率时,放电中心位置的微孔膜经等离子体处理后亲水性最好,同时该位置的接枝率也相应最大;而在高功率时,则是距放电中心20cm位置的微孔膜的亲水性和接枝率优于其他位置.＃红外光谱显示在低功率时膜表面有羧基生成,而在高功率时则仅生成醛基酮基羰基.对于高功率等离子体处理后的PP微孔膜,SEM结果显示在放电中心位置的膜表面有丝状胶合现象发生,XPS结果显示在距放电中心20cm位置处的膜表面含氧量增加最多.     

C/LLZO复合隔膜的磁控溅射制备及其对多硫化物抑制效应北大核心CSCD

通过磁控沉积技术在聚丙烯(PP)商业隔膜表面构建了碳/锆酸镧锂(C/LLZO)功能结构,以实现高效阻碍多硫化物扩散,提高电池比容量。本文对多层隔膜表观形貌、孔隙率、电解液亲和性和电化学性能等进行表征。研究结果表明:导电碳的引入改善了硫正极的绝缘缺陷,LLZO特有的结构也提高了锂离子电导率,同时磁控溅射方法有效避免了直接涂覆法带来的隔膜孔隙率大大降低等问题。C/LLZO双溅改性隔膜的离子电导率高达3.44 m S/cm,是商业隔膜(PP/Celgard2400,1.93m S/cm)的1.78倍;在0.2 C下首次充放电比容量达905.34 m Ah/g,200次循环后依然保持在780.06 m Ah/g,容量衰减率为每循环0.069%,优于商业隔膜的0.80%,显示出优异的循环稳定性。     

射线辐照接枝丙烯酸改性PVDF超滤膜

采用Co-60γ射线共辐照方法对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜进行接枝丙烯酸(AAc)辐照改性,研究了在一定辐照剂量下AAc体积分数对接枝率的影响,以期达到改善其亲水性的目的.试验表明,在吸收剂量为25 KGy时,接枝率在较低浓度时随AAc体积分数的增大而线性增大,AAc体积分数大于0.40后,接枝率基本不再变化;采用表面水接触角、全反射红外光谱(ATR-IR)分析了膜的表面性质及变化,采用扫描电子显微镜(SEM)观测了膜的表面形态.结果表明,辐照改性后膜表面接触角大幅下降,且随接枝AAc体积分数升高而降低;辐照改性后PVDF超滤膜表面膜孔数量减少,纯水通量降低,截留率提高.