碳纳米管对聚偏氟乙烯膜的共混改性研究

用相转化法制备了聚偏氟乙烯/碳纳米管共混膜,研究了共混膜的表面结构、水通量、孔隙率、接触角和机械性能。结果显示碳纳米管的加入提高了聚偏氟乙烯膜的亲水性和水通量,当聚偏氟乙烯浓度为10wt.%,碳纳米管含量为1.5wt.%时,共混膜的水通量和孔隙率最高,从243 L/m2·h和86.2%提高到365 L/m2·h和91.4%;接触角也由82°减小为67°;同时,共混膜的机械性能也得到显著提高。     

聚偏氟乙烯的辐射交联及其交联度的XPS表征

本文首次用XPS研究了聚偏氟乙烯的辐射交联机理,交联度的XPS表征。计算出聚偏氟乙烯的β值为0.7,发现聚偏氟乙烯的辐射交联的溶胶分数与辐照剂量的关系符合我们提出的通式^[1]。用XPS方法求得聚偏氟乙烯的凝胶化剂量为1.59mrad。     

葡萄糖对聚偏氟乙烯膜的共混改性研究

以葡萄糖为共混剂,聚乙烯吡咯烷酮为添加剂,用相转化法获得了聚偏氟乙烯/葡萄糖共混膜。研究了聚偏氟乙烯浓度,葡萄糖与偏氟乙烯的共混比例和添加剂含量等各项制膜条件对微孔膜的结构和性能的影响。结果显示当聚偏氟乙烯的固含量为10wt%,葡萄糖含量为4wt%,聚乙烯吡咯烷酮为固含量的2wt%,溶液蒸发时间为30min时,能够得到性能理想的微孔膜。     

聚偏氟乙烯/蒙脱土纳米复合材料的形态结构

采用有机改性的蒙脱土与聚偏氟乙烯熔融共混, 制备了聚偏氟乙烯/蒙脱土纳米复合材料. 利用X射线衍射分析、透射电子显微镜(TEM)和Molau实验研究了复合材料的微观结构. 通过X射线衍射、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及差热扫描(DSC)研究了有机改性蒙脱土对聚偏氟乙烯结晶结构的影响. 结果表明, 有机改性蒙脱土在聚偏氟乙烯中以插层、剥离和碎片的形式存在. 在X射线衍射谱中发现蒙脱土的(001)峰向低角方向移动, 在TEM中可见到剥离的片层碎 片.蒙脱土的引入改变了聚偏氟乙烯的结晶结构, 导致了具有压电性能的β相形成, 引起α相内应力的产生, 同时也导致了聚偏氟乙烯基体的结晶度下降, 球晶尺寸随蒙脱土含量明显减少. 蒙脱土引起的β相在 160℃退火表明是相当稳定的. 根据这些实验结果, 对由于蒙脱土的引入引起的聚偏氟乙烯结晶结构的变化提出了可能的解释.     

口腔气体检测仪校准装置的研制

利用研制的三通道渗透管装置发生摩尔分数范围为0.1~1.0μmol/mol的硫化氢、甲基硫醇、二甲基硫醚混合气体,用于校准检测口腔气体检测仪。校准装置可以在固定输出总流量不变的情况下,快速改变发生硫化物的摩尔分数。对校准装置的温控系统和流量系统进行了测试,通过总硫分析仪对校准装置发生的低含量硫化物的量值进行了比较和验证。该校准装置发生的低含量硫化物量的相对扩展不确定度不大于6.8%(k=2)。     

溶剂对相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜性质的影响

研究了用相转换法制备聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜时溶剂对成膜性质的影响.用浊点法测定了二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三甲酯等五种溶剂配制的质量分数为wPVDF=0.12的铸膜液在30℃时的相分离点,显微镜拍照法测定了这些铸膜液与水接触时相分离前沿推进速率,泡点法测定了膜孔径,并测定了气体通量.结果表明,二甲基亚砜、磷酸三甲酯、N,N-二甲基乙酰胺是适于制作聚偏氟乙烯微孔膜的溶剂.     

聚偏氟乙烯薄膜压电性的研究

本文研究了聚偏氟乙烯的压电性。聚偏氟乙烯薄膜是用DMA溶剂浇铸而成,然后进行单轴拉伸,并采用热驻极的方法使薄膜成极。实验结果表明,压电活性依赖于拉伸比、极化电场、极化温度和极化时间。此外,还研究了聚偏氟乙烯压电薄膜的稳定性和某些使用特性。     

偏氟乙烯的聚合反应

本文研究了用有机引发剂引发偏氟乙烯的水相聚合,并对制得的聚偏氟乙烯的性质进行了研究。有机引发剂引发聚合的聚偏氟乙烯的热稳定性、强度、结晶度和熔点均比用过硫酸盐引发聚合的聚偏氟乙烯高。     

偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物的分子链结构与多晶型现象

偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物(PVDF/TrFE)的合成及物性研究,是改善聚偏氟乙烯(PVDF)压电性的一种尝试。据文献报道,PVDF/TrFE 有明显的铁电性,以及强的压电性     

四甲基氢氧化铵改性聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺化膜的制备和性能

使用四甲基氢氧化铵(TMAH)甲醇溶液在液相中改性聚偏氟乙烯(PVDF),挥发溶剂得到改性聚偏氟乙烯膜(g-PVDF-M),再以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,将苯乙烯接枝到g-PVDF-M膜中,磺化后制得改性聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺化(PVDF-g-PSSA)膜.利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和能谱仪的扫描电子显微镜分析了PVDF-g-PSSA膜(TMAH-25)的结构、形貌及硫元素分布情况.通过电化学工作站和气相色谱仪研究了TMAH在甲醇中的不同含量对PVDF-g-PSSA膜质子电导率和甲醇渗透率的影响.结果表明,TMAH使PVDF脱去HF生成碳碳双键,并且苯乙烯接枝到改性的聚偏氟乙烯膜中,磺化后S元素在PVDF-g-PSSA膜内部均匀分布;PVDF-g-PSSA膜的质子电导率和甲醇渗透率随TMAH在甲醇溶液中质量分数的增加而增大;TMAH的质量分数为25%时,PVDF-g-PSSA膜的电导率达1.28×10~(-2)S/cm,甲醇渗透率为4.58×10~(-7)cm~2/s.热重分析(TGA)表明,PVDF-g-PSSA膜的热稳性良好,耐热温度高达195℃,PVDF-g-PSSA膜作为电解质材料的直接甲醇燃料单电池(DMFC)功率密度达到16.45 mW/cm~2.     

碳纳米管的加入对聚偏氟乙烯/丙烯酸酯共混物形状记忆性能的影响

利用聚偏氟乙烯(PVDF)微小结晶的物理交联点作用,制备了形状记忆性能优异的聚偏氟乙烯/丙烯酸酯聚合物(PVDF/ACM)共混材料。为提高其形状回复应力,又将碳纳米管(CNT)引入该共混体系中,系统研究了PVDF/ACM/CNT三元体系纳米复合材料的制备、结构及性能。结果表明,碳纳米管在PVDF/ACM体系中分散均匀;在基本保持其形状记忆性能的前提下,加入质量分数为4%的CNT,材料在25℃时的储能模量由2000 MPa提高至3130 MPa。     

聚偏氟乙烯膜三维离子传输通道的构建及其在全钒液流电池中的性能研究

随着新能源技术的不断发展, 大规模储能技术受到了广泛的关注. 全钒液流电池因其容量和功率设计灵活、安全可靠、寿命长等优势成为发展较快的储能电池之一. 离子膜作为液流电池的关键部件, 对电池的能量转化效率、寿命和成本具有显著影响. 本工作以高化学稳定性的聚偏氟乙烯作为膜材料, 利用聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮分别作为模板和稳定剂, 在聚偏氟乙烯膜内成功构建了具有较好H/V离子选择性的三维离子传输通道. 电池性能测试表明, 该聚偏氟乙烯(PVDF)离子膜有着出色的化学稳定性, 在100 mA•cm^-2电流密度下, 具有98%以上的电流效率和83.5%的能量效率. 此外, 聚偏氟乙烯具有价格低的显著特点, 使其在全钒液流电池中有较好的应用前景.     

超亲水-水下超疏油PVDF-g-PAA多孔膜的制备及油水分离性能

采用相反转方法制备了丙烯酸(AA)接枝的超亲水-水下超疏油聚偏氟乙烯膜(PVDF-g-PAA),通过加入一定量的聚乙烯吡咯烷酮获得可用于油水分离的多孔聚偏氟乙烯膜.多孔聚偏氟乙烯膜具有较好的抗油污染性能及较高的力学强度,可以快速高效地分离油水混合体系和乳化油水体系,分离性质稳定,多次使用后对油水混合物的分离效率在98%以上,对油水乳化液的分离效率在91%以上,可广泛应用于油水混合体系和乳化油水体系的油水分离.     

高温质子交换膜燃料电池的复合催化层电极

高温质子交换膜燃料电池具有耐毒化,稳定性好的优势,是具有较强应用前景的一种能源转换装置。 本文制备了具有复合催化层结构的气体扩散电极,用于增强燃料电池阳极的催化性能。 在气体扩散电极中,将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和聚苯基咪唑聚合物作为催化剂的粘结材料,调节了电极界面的浸润结构。 通过对电极表面形貌和润湿性的表征,发现该种结构的催化层孔隙率和粗糙度更高,双层结构的润湿性差别明显(接触角分别为149°和19°),这有利于形成稳定的三相反应界面。 测试结果表明,该种结构的催化层能够有效提高催化材料的利用效率,燃料电池对氢气燃料的峰值功率密度提高约22%。 与此同时,使用含一氧化碳质量浓度为10000和30000 mg/m³的氢气燃料,电池峰值功率密度能够分别保持82.1%和71.4%,证明该燃料电池对一氧化碳杂质保持了良好的耐毒性。     

增强复合静电纺纳米纤维膜

静电纺丝纳米纤维膜具有孔隙率高、孔径小、透气性好等优良性能。但由于纤维太细,且纤维间没有有效的粘结,其强度较低,严重限制了它的应用。本文采用高/低熔点热熔性的两种高聚物进行混合静电纺丝,制备了聚丙烯腈/聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PAN/PVDF-HFP)、聚偏氟乙烯/聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF/PVDF-HFP)复合纳米纤维膜,并通过110℃、3MPa、5min的热压后处理,使PVDF-HFP部分熔融,制得具有点粘结的增强复合纳米纤维膜。测试结果显示,较处理前,增强PAN/PVDF-HFP、PVDF/PVDF-HFP复合纳米纤维膜的拉伸断裂强度分别提高了923.1%和665.7%,达到17.8MPa和26.9MPa,且同时保留了优良的孔隙率与透气性能。     

新型树枝状桥联镍配合物的合成及催化烯烃齐聚性能

合成了一种N,N-二齿配位的新型树枝状桥联吡啶亚胺配体及其镍配合物,利用元素分析、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和电喷雾电离质谱(ESI-MS)对其结构进行了表征.以二氯乙基铝(Et Al Cl2)为助催化剂,考察了树枝状桥联镍配合物催化乙烯齐聚和1-戊烯齐聚的聚合条件对产物分布的影响.结果表明,当聚合时间为60 min,聚合压力为0.5 MPa,Al/Ni摩尔比为150时,乙烯齐聚产物中C10~C14的选择性最高,达到93%,催化活性为0.99×106g/(mol Ni·h);当聚合时间为60 min,Al/Ni摩尔比为300时,1-戊烯齐聚产物中C20的选择性最高为70.5%,催化活性为2.47×105g/(mol Ni·h).该树枝状桥联镍配合物对乙烯齐聚反应和1-戊烯齐聚反应均具有良好的催化活性和较高碳数的齐聚产物选择性.     

PC-88A为流动载体的支撑液膜中Pt(Ⅳ)的迁移

研究了以烷基膦酸PC-88A为流动载体的聚偏氟乙烯支撑液膜中Pt(Ⅳ)的传输行为.考察了料液相盐酸浓度、解析相盐酸浓度、载体浓度、SnCl2浓度对Pt(Ⅳ)迁移的影响,获得了Pt(Ⅳ)迁移的最佳实验条件:料液相盐酸浓度为1.0 mol/L、解析相盐酸浓度为6.0 mol/L、载体质量分数为5.0%、SnCl2浓度为0.05 mol/L.当料液相Pt(Ⅳ)初始质量浓度为1.0 mg/L时,在最佳实验条件下,Pt(Ⅳ)可在3 h内完全迁移.将本法用于含Pt(Ⅳ)(0.8 mg/L),Cu(Ⅱ)(75.0 mg/L),Zn(Ⅱ)(75.0 mg/L),Co(Ⅱ)(75.0 mg/L)和Ni(Ⅱ)(75.0 mg/L)的模拟试样中Pt(Ⅳ)的分离,取得了满意结果.     

形状记忆聚偏氟乙烯/丙烯酸酯/碳纳米管纳米复合材料的导电及导热性能

利用聚偏氟乙烯(PVDF)微小结晶的物理交联点作用,制备了形状记忆性能优异的聚偏氟乙烯/丙烯酸酯聚合物(PVDF/ACM)共混材料,为提高其导电及导热性能,于其中引入了碳纳米管(CNT),系统研究了PVDF/ACM/CNT三元体系纳米复合材料的导热及导电性能。结果表明,碳纳米管在PVDF/ACM体系中分散均匀;在基本保持其形状记忆性能的前提下,碳纳米管的加入使材料导热性能及导电性能有较大程度的提高:质量分数为4%的CNT使材料25℃的电阻值降低至5000Ω/square,导热系数提高至0.157 W/(m·K)。     

聚偏氟乙烯接枝甲基丙烯酸甲酯油水分离膜的研究

使用四乙基氢氧化铵(TEAH)液相本体改性聚偏氟乙烯(PVDF),以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,将甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝到改性PVDF骨架上,合成聚偏氟乙烯接枝聚甲基丙烯酸甲酯(PVDF-gPMMA)共聚物,通过浸没沉淀法制备PVDF-g-PMMA亲水性油水分离膜.通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和过滤试验分析了膜的结构和性能.同时研究了TEAH浓度和改性时间对PVDF-g-PMMA膜表面接触角的影响.结果表明,TEAH使PVDF脱去HF产生碳碳双键且MMA成功接枝到改性的PVDF骨架上,膜内外孔隙分布均匀;PVDF-g-PMMA膜的接触角随着TEAH浓度的增加、改性时间的加长而减小.TEAH浓度为2.0 wt%,改性20 min制备的PVDF-g-PMMA膜,接枝率为27.1%,孔隙度为71.6%,平均孔径为78.9 nm,接触角降至55.9°,且在50 s内降为0;纯水通量提高到665.34 L/(m2·h),截留率和水通量恢复率分别达到95.6%和90.1%.与纯PVDF膜相比,PVDF-g-PMMA膜的分离性能显著提高.     

新型茂钛催化剂合成聚乙烯-b-间规聚苯乙烯嵌段共聚物的研究Ⅰ.嵌段共聚合反应

以五甲基茂基三苄氧基钛 [Cp Ti(OBz) 3]为主催化剂、改性甲基铝氧烷 (mMAO)为助催化剂 ,进行乙烯与苯乙烯的嵌段共聚合反应 .讨论了乙烯预聚温度、预聚时间、主催化剂的浓度、Al(mMAO) Ti摩尔比、苯乙烯的浓度以及外加三异丁基铝 (TIBA)等条件对共聚反应的影响 .发现适宜的共聚反应条件为 ,预聚温度为40℃ ;主催化剂的浓度为 6 6 7× 10 - 4 mol L ;铝钛摩尔比为 2 0 0 .共聚反应的催化效率随预聚时间的延长而降低 ;嵌段共聚物中苯乙烯链节含量随苯乙烯的浓度的增加而增加 ;外加TIBA对嵌段共聚物的形成及催化效率的提高起关键性作用