聚合物改性中纳米复合新技术

聚合物改性的研究近年来十分活跃,纳米复合技术的问世为聚合物改性开辟了崭新的途径,并且对于推动高分子材料的功能和高性能化具有重要意义。本文介绍了近年来纳米技术的发展,并综述了纳米复合材料的特性和制备方法,论述了纳米材料在聚合物改性中的应用。     

聚合物及其碳纳米粒子复合体系微孔发泡与电磁屏蔽研究进展

结合作者课题组的工作,对近年来基于超临界CO_2的聚合物微孔发泡以及聚合物/碳纳米粒子复合体系的微孔发泡与电磁屏蔽进行了综述。首先对单一聚合物、多元聚合物和热固性聚合物的微孔发泡、泡孔结构和泡沫性能进行归纳总结,指出通过共混、共聚、结晶、交联网络与发泡工艺的调控可以获得泡孔尺寸更小、泡孔密度更高的聚合物微孔泡沫。随后,对热塑性聚合物/碳纳米粒子复合体系、热固性聚合物/碳纳米粒子复合体系的微孔发泡进行了综述,着重介绍了碳纳米粒子与泡孔结构之间的相互作用,指出借助于微孔发泡过程可以诱导碳纳米粒子在泡壁中富集、聚并、相互连接形成导电通道,从而制备出具有优异导电性和电磁屏蔽效应的轻质聚合物微孔材料。最后,对聚合物微孔材料以及聚合物微孔复合材料的未来发展提出了一些自己的看法。     

无机纳米粒子在复合聚合物电解质中作用的研究进展

聚合物电解质材料已经成为当前锂离子电池研究领域的热点之一。复合化是有效提高聚合物电解质材料性能的有效手段。本文从纳米粒子掺杂的角度,综述了近年来无机纳米粒子对复合聚合物电解质(CPE)体系的离子电导率、锂离子迁移数的影响,并介绍了四种初步解释了无机纳米粒子在复合聚合物电解质中的作用的机理;讨论了无机纳米粒子对CPE体系/电极界面稳定及相容性的影响;提出了无机纳米粒子掺杂的复合聚合物电解质研究的三个热点方向。     

浸没沉淀相转化法制备结晶性聚合物微孔膜的研究进展

综述了近期关于结晶性聚合物浸没沉淀相转化法制备微孔膜的成膜机理和实验研究工作.对制膜体系的热力学、相分离、成膜机理进行了分析和总结,并依此解析了结晶性聚合物膜中常见的结构形态,最后从热力学和动力学两个方面对影响膜结构形态的因素如聚合物的浓度、铸膜液的组成、凝固浴的组成等进行了详细的讨论.     

粒子-聚合物相互作用与粒子-粒子相互作用对聚合物基纳米复合物力学性能的影响

聚合物基纳米复合物(PNCs)具有比传统高分子材料更加优异的光学、力学、热力学等性能,广泛应用于各个工程领域.而纳米粒子(NPs)对材料性能提高的机理则是当前聚合物纳米复合物领域研究的重要问题,聚合物纳米复合体系相互作用的影响因素众多,至今尚未明确并完整建立复合体系相互作用与性能增强之间的关系.本文总结了近年来关于纳米粒子填充聚合物基体力学性能的研究,从粒子-聚合物相互作用和粒子-粒子相互作用角度阐述了聚合物纳米复合体系力学性能的增强机理,并根据体系中不同的结构关系分别总结了聚合物/未改性纳米粒子复合体系和聚合物/聚合物接枝纳米粒子复合体系中影响力学性能的因素.该部分内容具有重要的理论和实践意义,有助于构建复合体系微观结构与宏观性能之间的关系,进而对微观层面调控PNCs的力学性能提供指导.     

聚丙烯微孔膜基渐变聚合物的制备,结构与性能的研究

以聚丙烯微孔膜为基材，通过扩散控制原位共聚合的方法在人填充了组成沿膜的厚度方向逐渐改变的无规共聚物，Ｘ－光电子能谱（ＸＰＳ）、全反射红外光谱（ＡＴＲ）以及动态粘弹谱的分析结果。说明所制备得到的合膜具有明显的渐变聚合物性质。     

水蒸气沉淀法制备SiO2/偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物复合微孔型聚合物电解质的研究

用水蒸气沉淀法制备了SiO2 偏氟乙烯 六氟丙烯共聚物 [P(VDF HFP) ]复合微孔型聚合物电解质 ,并研究了纳米SiO2 的加入对微孔结构及复合微孔型聚合物电解质性能的影响 .SEM观察发现当纳米SiO2 的添加量大于 0 1倍聚合物质量时 ,可以在微孔中观察到纳米粒子的严重团聚现象 .电导率的测量表明添加 0 0 5倍聚合物质量的纳米SiO2 后 ,微孔型聚合物电解质的电导率有明显提高 ,但进一步增大添加量后 ,电导率有所下降 .另外 ,实验发现添加纳米SiO2 可以明显提高微孔型聚合物电解质与锂金属电极之间的界面稳定性 ,特别是添加量为 0 0 5倍聚合物质量时的效果良好 .     

芘基共轭微孔聚合物用于锂离子电池电极材料性能研究

共轭微孔聚合物由于其高的比表面积、优良的物理化学稳定性以及沿分子链延伸的共轭结构等特点,使其在锂离子电池电极材料方面具有巨大的应用前景.本工作以四溴芘和对苯二硼酸为构建单元,通过Suzuki偶联反应合成了具有高比表面积的芘基共轭微孔聚合物PyDB,并研究了其作为锂离子电池电极材料的电化学性能.当PyDB用作锂离子电池正极材料时,在50 mA·g^-1的电流密度下,放电容量达到163 mAh·g^-1,即使在3000 mA·g^-1的电流密度下仍具有62 mAh·g^-1的可逆容量,在100 mA·g^-1的电流密度下循环300次仍具有167 mAh·g^-1的容量.当该聚合物用作负极材料时,在50 mA·g^-1电流密度下的放电容量达到495 mAh·g^-1,在200 mA·g^-1的电流密度下循环300次,仍具有245 mAh·g^-1的容量.PyDB优异的电化学性能主要归因于其延伸的共轭结构和高比表面积的多孔结构,大的共轭结构有利于分子链的掺杂反应和电子传导,高比表面积的多孔结构有利于提供大量的活性位点并促进离子的迁移.     

超临界二氧化碳制备聚合物微孔膜的研究进展

超临界二氧化碳做非溶剂制备聚合物微孔膜是一个新的研究热点,具有传质系数高、聚合物膜干燥速度快且不破坏结构、溶剂容易回收、CO2可循环使用、CO2的低毒性与环境友好性等特点.本文介绍采用超临界CO2制备聚合物微孔膜的热力学及动力学原理,重点介绍近年来采用此技术制备微孔膜的研究成果,如以聚苯乙烯（PS）、聚丙烯腈（PAN）、聚醚砜（PES）等为基体的微孔聚合物膜.     

聚合物基纳米复合功能纤维材料研究进展北大核心CSCD

通过纳米材料与纤维基体的复合制备出聚合物基纳米复合材料,使其兼具纳米材料的功能性和聚合物的易加工性。本文综述了纳米复合阻燃纤维、纳米复合抗紫外纤维、纳米复合抗菌纤维和纳米复合导电纤维材料及纳米复合功能纤维的研究现状,包括纳米材料的改性、设计构筑及其复合聚合物、复合材料纺丝和功能性评价。提出未来聚合物基纳米复合纤维的几个主要发展方向:纳米材料的结构设计及可控制备与功能复合技术、成纤高聚物纳米改性技术,以及纳米复合纤维后整理加工技术;开发多功能复合产业用纤维,以及利用纳米技术开发战略性新兴产业用功能纤维;智能纤维的开发研究;纳米复合功能纤维及纺织品的生态安全性及系统评价。     

PEO/LiClO_4纳米SiO_2复合聚合物电解质的电化学研究

将实验室制备的纳米二氧化硅和市售纳米二氧化硅粉末与PEO LiClO4复合 ,制得了复合PEO电解质 .它们的室温离子电导率可比未复合的PEO电解质提高 1～ 2个数量级 ,最高可以达到 1 2 4× 10 - 5S cm .离子电导率的提高有两方面的原因 :一是无机二氧化硅粉末的加入抑制了PEO的结晶 ,是二氧化硅粉末和聚合物电解质之间形成的界面对电导率的提高也有一定的作用 .在进一步加入PC EC(碳酸丙烯酯 碳酸乙烯酯 )混合增塑剂后制得的复合凝胶PEO电解质 ,可使室温离子电导率再提高 2个数量 ,达到 2× 10 - 3 S cm .用这种复合凝胶PEO电解质组装了Li|compositegelelectrolyte|Li半电池 ,并测量了该半电池的交流阻抗谱图随组装后保持时间的变化 ,实验观察到在保持时间为 144h以内钝化膜的交流阻抗迅速增大 ,但在随后的时间内逐渐趋于平稳 ,表明二氧化硅粉末的加入可以有效地抑制钝化膜的生长     

纳米阻燃氢氧化镁/聚氧化乙烯复合聚合物电解质

合成了纳米氢氧化镁作为聚氧化乙烯(PEO)基聚合物电解质的增塑剂和阻燃剂,并对其进行X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和热重(TG)分析研究.制得的氢氧化镁为片状六方晶体,尺寸在50-80nm之间,纳米氢氧化镁在340℃时开始热分解.对纳米氢氧化镁/PEO复合聚合物电解质的电化学研究结果显示:纳米氢氧化镁/PEO复合聚合物电解质的离子电导率随着添加纳米氢氧化镁的质量分数的增加先增大后减小,其在5%-10%之间时,复合聚合物电解质的离子电导率达到最大值.纳米氢氧化镁的添加使复合聚合物电解质的阳极氧化电位有一定程度的提高,纳米氢氧化镁具有改善PEO阳极抗氧化能力的作用.     

无机纳米粒子填充聚合物的研究进展

对纳米粒子的历史、结构及特性作了简要介绍，着重介绍了纳米粒子的表面处理及其在填充了聚合物方面的应用开发。     

纳米Al2O3填充的PVDF-HFP复合电解质的导电性

用真空蒸发法制备了不同配方的PVDF-HFP复合电解质膜,通过交流阻抗测试,优选出机械和电化学性能较好的PVDF-HFP复合电解质的工艺参数,m(纳米Al₂O₃)∶m(增塑剂DBP)∶m(PVDF-HFP)=10∶45∶45.用丙酮抽提制得的PVDF-HFP聚合物膜中的增塑剂,再于1mol/LLiPF₆/DEC-EC(体积比1∶1)的液态电解质中浸渍,浸渍后聚合物膜的电导率达到10-3S/cm数量级.     

用于制备聚氨酯纳米复合物的高岭石粒子的表征

Clay such as kaolinite， is commonly used as an additive to modify the thermal properties of polymer. In this paper， the morphology， composition， shape and structure of kaolinite was characterized by various advanced techniques. The TEM/ EDX data showed that the kaolinite had a larger particle size and a Si/Al ratio of 1.8. The individual particle of kaolinite was a single crystalline. TEM also showed that these particles were always stacked together due to the presence of electrostatic cohesive energy and hydrogen bond between plaletes. The PAS-FTIR spectra showed that no absorbance of hydroxyl group for hydration water in hydrogen bond region or at 1650cm^-1 was observed at room temperature. It meant a little ability to adsorb water for kaolinite particle. Kaolinite clay also showed no change for its PAS-FTIR spectra with increasing temperature. The TGA results revealed that kaolinite almost doesn′t lose weight at 60℃ due to loss of dehydration of absorbed water， however， it will decomposed around 510℃ and lose its hydroxyl functional group in the form of water (dehydroxylation). The result is consistent with that of PAS-FTIR analysis. This suggests that the structural hydroxyl group on the surface of individual kaolinite clay particle is very stable below 500℃， and the kaolinite composed polymer could be got by the reaction of its stable structural hydroxyl group with isocynate group of polyurethane prepolymer.     

一种新型复合微孔聚合物电解质及其与锂离子电池负极相容性研究

以介孔分子筛SBA-15为造孔剂和填料, 研究出一种无需使用增塑剂制备复合微孔型聚合物电解质(SBA-15 CMPE)的新方法. 组装Li/SBA-15 CMPE/Li对称电池, 并利用电化学阻抗谱(EIS)技术研究了存放时间、循环伏安(CV)扫描、恒电流极化以及环境温度等对Li/SBA-15 CMPE界面性质的影响. 通过将成膜浆料直接浇铸在用水性粘合剂制备的中间相微球碳(MCMB)电极片上, 制备附有SBA-15 CMPE的一体化电极(MCMB/SBA-15 CMPE). 用该MCMB/SBA-15 CMPE所组装的三电极模拟电池具有良好的循环性能, EIS研究揭示了其首次阴极极化过程中碳电极上SEI膜的形成、生长和稳定的过程.     

热塑性聚氨酯基聚合物电解质的制备与表征

采用非溶剂诱导相转化法（NIPS）制备了热塑性聚氨酯/醋酸纤维素（TPU/CA）新型聚合物隔膜。然后,将隔膜浸入液体电解质中得到TPU/CA凝胶聚合物电解质（GPEs）。研究TPU与CA的质量比对GPEs性能的影响。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、热重（TG）、差示扫描量热（DSC）、线性扫描伏安（LSV）、电化学阻抗（EIS）等对TPU/CA膜进行表征。结果表明,在共混隔膜中引入CA可以降低TPU的结晶度,增加隔膜的吸液率。其中,室温下TPU/CA = 7/3基电解质的离子电导率为1.04 mS·cm^-1,电化学窗口为5.1 V(vs. Li/Li⁺)。组装的电池LiFePO₄/TPU/CA/Li在0.5 C循环100次后,仍具有较高的放电比容量和较好的容量保持率,具有良好的循环稳定性。这些结果表明,这种新型的TPU/CA共混GPEs是锂离子电池的理想选择。     

聚合物燃烧方法制备Co_3O_4纳米粒子

纳米粒子因其独特的物理化学特性成为近年来材料科学领域的研究热点 .制备方法是获得性能优越材料的关键 .Co3 O4 具有正常的尖晶石结构 ,Co2 占据八面体位置 ,在空气中低于 80 0℃时十分稳定 ,是优良的催化剂材料 [1,2 ] ,采用燃烧方法可通过控制反应条件在不发生沉淀的情况下获得化学组成均匀的复合氧化物粉体[4～ 7] .本文利用聚合物燃烧方法探索制备粒径均匀、分散性好的立方 Co3 O4 纳米粒子 .选择聚乙烯醇 ( PVA)的原因是其分子内包含大量的羟基极性基团 ,能与金属离子尤其是过渡金属离子形成良好的化学键 ,促使金属离子在 PVA…     

具有微孔结构的聚合物电解质

具有微孔结构的聚合物电解质;纳米Al2O3;离子导电率;交流阻抗;相转化     

智能聚合物包覆的金纳米粒子*

本文综述了智能聚合物包覆的金纳米粒子的研究进展,重点介绍了智能聚合物包覆金纳米粒子的制备方法,包括原位合成法、配体置换法、表面引发聚合法和表面接枝聚合法等,以及智能聚合物包覆的金纳米粒子的智能响应类型,如温度敏感型、pH敏感型、pH/电解质双重敏感型、pH/温度双重敏感型、溶剂敏感型等。