尼龙6/氯化钾复合材料的结晶与性能

通过熔融共混法制备了不同KCl含量下的尼龙6(PA6)/KCl复合材料,采用示差扫描量热仪(DSC)、流变仪、红外光谱(IR)、电子拉伸机等研究了KCl含量对PA6/KCl复合材料结晶行为、流变性能及力学性能的影响,并研究了其受限机制.力学性能研究结果表明,随着KCl含量的增加,PA6/KCl复合材料拉伸强度和冲击强度呈现出先增大后减小的趋势,在KCl含量为3 phr时,复合材料拉伸强度和冲击强度分别达到最大值82.67 MPa和7.34 k J/m~2,较纯PA6分别增加了10.8%和34.68%,动态力学性能测量结果表明,在测量温度范围内,复合材料的储能模量均高于纯PA6,在25℃体系储能模量(G')随KCl含量的增加而增大,复合体系抵抗弯曲变形能力增加,而结晶行为研究结果表明,增加KCl的含量,PA6/KCl复合材料的成核温度、晶体生长温度、熔融温度及玻璃化转变温度均向低温方向移动,成核密度和成核速率也逐渐减小,结晶能力下降,结晶度减小,结晶度由原来25.30%变为19.34%,而结晶诱导时间逐渐增加.流变性能研究结果表明,随着KCl含量的增加,复合体系的零剪切黏度逐渐增加,且所有的体系均呈现出假塑性流体行为,剪切变稀现象越来越明显,特征松弛时间τ_1、τ_2和τ_3逐渐增加,复合体系的松弛机制发生变化.     

Gemini型碱性离子液体的制备及其在吡啶功能化PVA阴离子膜中的应用

通过两步法合成具有Gemini结构的碱性十二烷基吗啉离子液体([Nbmd]OH).并将制得的离子液体引入吡啶功能化聚乙烯醇(PVA-FP)为基质的阴离子交换膜制备过程中,通过流延法制备PVAFP/[Nbmd]OH复合膜.借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、交流阻抗(AC)、热重分析(TGA)及机械性能测试等对复合膜的结构及理化性能进行表征.结果表明,该系列复合膜形貌平整均一,吡啶基团的引入增强了PVA基质膜的热稳定性及耐碱稳定性.[Nbmd]OH离子液体的引入,在提供更多阳离子活性点位的同时,降低了复合膜结晶度,提高了电导率,改善了机械性能.其中,当质量比m(PVA)∶m([Nbmd]OH)=1∶2.5时,复合膜的热分解温度较PVA膜提高75oC;70oC时电导率达到4.42×10~(-2)S?cm~(-1);在80oC,6 mol/L KOH溶液中进行加速老化实验,浸泡400 h后电导率为初始电导率的1.6倍左右,表现出优异的耐碱稳定性;在30oC,3 mol/L甲醇溶液中甲醇透过率仅为Nafion~?-117膜的2.5%~5%,表现出很好的阻醇性能.     

混合离子液体对聚甲基丙烯酸甲酯分子链缠结及松弛行为的影响

首先通过两步法合成了具有双咪唑环阳离子结构的离子液体(DIL),并将其与单咪唑环离子液体(MIL)进行混合以调控黏度变化,混合离子液体(ILs)的黏度符合对数混合规则且随温度变化呈现Arrhenius型流体行为.进一步通过动态流变、示差扫描量热(DSC)、电化学测试等方法研究了混合离子液体中DIL比例对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)链缠结和松弛行为的影响,并讨论了PMMA/ILs体系热稳定性、玻璃化转变及离子电导率等的变化.结果表明,DIL独特的双咪唑环结构可与PMMA分子形成更多相互作用位点,从而导致凝聚缠结的形成,很大程度上限制了PMMA分子链的运动和松弛.随DIL含量增加,PMMA/ILs体系的松弛时间、热分解温度、玻璃化转变温度等参数均呈增大趋势,但其离子电导率有所损失,这与DIL较大的分子尺寸和运动能力有关.     

SPES/SiO_2杂化纳米纤维复合质子交换膜的制备与性能

提出了一种利用杂化纳米纤维来制备高性能质子交换膜的方法,首先采用溶液喷射纺丝技术纺制了SPES/Si O2杂化纳米纤维,再通过溶液浸渍法制备了SPES/Si O2/Nafion复合质子交换膜,并研究了其热稳定性、吸水性能、溶胀性能、质子传导性能以及甲醇渗透性能等.结果表明,杂化纳米纤维的引入明显改善了Nafion膜的热性能、尺寸稳定性,并大大提高了其质子传导性能.TG数据表明复合膜的热稳定性相比于Nafion膜得到了极大改善.复合膜溶胀率均比Nafion膜的小,SPES/Si O2/Nafion-5,SPES/Si O2/Nafion-15和SPES/Si O2/Nafion-25在80℃溶胀率仅为14.9%,15.84%和17.2%,但是复合膜的溶胀率随着Si O2含量的增加而增大.复合膜电导率随Si O2含量的增加呈先增大后减小的规律,Si O2含量为15%的复合膜在80℃、100%湿度条件下,质子导电率可达到0.154 S/cm.其阻醇性能也得到了极大改善,Si O2含量为25%的复合膜相比于Nafion膜其甲醇渗透率降低了55.3%.因此SPES/Si O2杂化纳米纤维复合质子交换膜可以作为一种新型质子交换膜应用于燃料电池中.     

壳聚糖在1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐溶液中的流变行为

离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIM]Ac）对壳聚糖具有良好的溶解能力。利用新一代旋转流变仪哈克MARS-Ⅲ考察了壳聚糖-[EMIM]Ac溶液的稳态流变和动态流变性能。稳态流变结果表明：当低黏均分子量壳聚糖离子液体溶液的质量分数在3%以下时,溶液呈牛顿性流体特征,高于此质量分数时溶液呈假塑性流体特征;壳聚糖离子液体溶液的黏度、结构黏度指数随着温度升高而降低;在同一质量分数下,溶液黏度随壳聚糖黏均分子量的增大而增加,溶液的恒剪切活化能黏流活化能随着剪切速率的增大而降低。动态流变结果表明：溶液的储能模量和损耗模量随着温度的升高而下降,储能模量与损耗模量存在一个交叉点,该交叉点随着温度升高向高频区移动。     

磺化聚醚醚酮/磷钨酸复合膜的导电和甲醇渗透性能

通过磺化反应制备了磺化聚醚醚酮,1H-NMR测试表明其磺化度分别为0.65和0.73.用共混的方法制备了磺化聚醚醚酮/磷钨酸复合质子交换膜.研究了磺化聚醚醚酮的磺化度和磷钨酸的含量对复合膜的吸水性能?电导率,甲醇渗透性能的影响.随着磺化度和磷钨酸含量的增加,电导率逐渐增大,最高达到1.36×10-2S/cm(20℃),高于相同测试条件下NafionR○117膜的电导率(1.0×10-2S/cm).对复合膜的横向和纵向电导率进行了测试和比较,两者相差接近一个数量级.磷钨酸的掺杂虽然没有降低复合膜的甲醇渗透系数,但是仍然都低于相同条件下测得的NafionR○117膜的甲醇渗透系数.     

离子液体在多孔碳电极上的电化学性能

制备了数种离子液体及离子液体有机溶液电解质,用线性电位扫描法测试了它们的电化学窗口;并通过循环伏安、交流阻抗、电势阶跃等电化学方法,对它们在多孔碳电极中的电化学性能进行了研究.实验结果表明:溶剂对1-乙基-3-甲基咪唑类离子液体有机溶液电解质的电化学窗口有较大的影响.离子液体及离子液体有机溶液电解质在多孔碳电极上的电化学性能与其电导率密切相关,电导率越大,充电时间常数越小,比容量越大;但比容量降低的倍率远小于电导率降低的倍率.     

DMFC用质子型离子液体复合隔膜的制备及性能表征

由酸碱中和法制得质子型离子液体α-甲基吡啶三氟乙酸盐,再经相转化将质子型离子液体与PVDF-HFP复合成(PIL)/PVDF-HFP膜.交流阻抗测试表明,复合膜电导率随温度增加而递增,室温电导率:8×10-3S/cm,30℃电导率:1×10-2S/cm,80℃电导率:3×10-2S/cm.用计时电流法研究复合前后膜的甲醇渗透性能,结果显示,该离子液体复合前、后膜的阻醇性能无明显变化,但复合膜阻醇性能略优.     

离子液体-分子溶剂混合体系中电导率的测量与关联

在298.15K下测定了1-正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF₄])和1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF₆])与不同分子溶剂混合体系的电导率。结果表明, 随着分子溶剂浓度的增大，离子液体的摩尔电导率逐渐增大，离子液体在溶液中的摩尔电导率可以用纯离子液体的摩尔电导率、分子溶剂的介电常数和摩尔体积进行关联。     

原位聚合制备的离子液体/聚合物电解质的研究

采用原位聚合制备出新型的BMIPF6/PMMA聚合物电解质透明弹性膜. 研究结果表明, BMIPF6/PMMA聚合物电解质体系在305 ℃时仍具有较好的热稳定性, 其安全性能优于含有机溶剂的传统非水电解质体系. 随着离子液体含量的增加, 其玻璃化转变温度逐渐减小, 离子电导率升高; 且离子电导率与温度的关系服从VTF方程. 其中, 当BMIPF6的质量分数为50%时, 该聚合物电解质的室温离子电导率高达0.15 mS/cm.     

高支化梳型聚芳醚砜/咪唑鎓盐功能化氧化石墨烯阴离子交换复合膜的制备与性能

通过Williamson反应, 在羟基化氧化石墨烯(GO-OH)表面修饰1-(6-溴己基)-3-甲基咪唑溴化物(6BrIm), 合成了1-(6-溴己基)-3-甲基咪唑溴化物功能化氧化石墨烯(6BrIm-GO). 将6BrIm-GO引入高支化梳型聚芳醚砜(ImHBPES-8)基体中, 经物理共混、 浇铸成膜及离子交换, 制备了一系列阴离子交换纳米复合膜(ImHBPES-8/x-6BrIm-GO). 6BrIm-GO的引入, 既作为一种功能纳米填料, 又提供了更多OH ^-离子传输位点, 在提高ImHBPES-8膜机械强度的同时保证了离子电导率. 研究了引入6BrIm-GO的含量对ImHBPES-8膜结构与性能的影响. 研究结果表明, 引入6BrIm-GO后, ImHBPES-8膜整体性能均得到改善. 当6BrIm-GO含量为0.75%时, ImHBPES-8/0.75%-6BrIm-GO复合膜的综合性能最佳, 其拉伸强度为18.32 MPa, 与ImHBPES-8膜相比, 提高了22.9%; 80 ℃下OH ^-离子电导率最高达79.8 mS/cm. 将ImHBPES-8/0.75%-6BrIm-GO复合膜浸泡在60 ℃的1 mol/L KOH溶液中进行碱稳定性测试, 300 h后离子电导率保留在初始的70%以上, 远高于ImHBPES-8膜(56%), 表明ImHBPES-8/0.75%-6BrIm-GO复合膜具有良好的耐碱稳定性. ImHBPES-8/0.75%-6BrIm-GO复合膜整体性能优异, 有望应用于碱性聚电解质燃料电池中.     

高性能锂离子电池隔膜的结构设计及其制备与表征

设计并采用高压静电纺丝法制备了单层结构的聚偏氟乙烯(PVDF)/偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物(PVDF-HFP)纳米纤维膜及三层结构、二层结构的PVDF/PVDF-HFP/Al2O3复合纳米纤维膜.复合膜的表面形貌、热物理性质和电化学性能通过扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热法(DSC)、高温尺寸收缩率、交流阻抗法进行了表征.单层结构的PVDF/PVDF-HFP纳米纤维膜的纤维表面光滑,平均纤维直径2μm,纤维分布较均匀,而PVDF与Al2O3复合后的纤维表面粗糙,平均纤维直径变小,结晶度降低,吸液率增大.二层结构的PVDF/PVDF-HFP/Al2O3复合隔膜在170℃下受热1 h收缩率为3%.将3种结构的复合膜在1 mol/L Li PF6/(EC+DMC+DEC,1∶1∶1,W/W/W)电解质溶液中活化得到聚合物电解质.25℃时,二层结构的PVDF/PVDF-HFP/Al2O3复合隔膜吸液率高达497 wt%,离子电导率可达5.04×10-3S/cm,电化学稳定窗口达到4.62 V(Li/Li+).组装成Li Fe PO4/Li电池测试其电池性能,结果表明,二层结构的PVDF/PVDF-HFP/Al2O3复合膜朝向锂负极时,电池的循环性能更好,且与锂金属负极具有更好的相容性和界面稳定性.     

PVA接枝离子液体聚合物电解质的制备及性能!

以聚乙烯醇(PVA)、N-乙烯基咪唑(VyIm)和四氟硼酸(HBF4)为自由基接枝共聚反应的主要原料,合成了含离子液体结构的聚乙烯醇接枝N-乙烯基咪唑四氟硼酸盐(PVA-g-VyImBF4),并引入磷钨酸(PTA)和聚乙二醇(400)咪唑四氟硼酸盐离子液体(PEG400IMBF4)提高了聚合物的实用性能.采用溶液浇铸法制备了聚乙烯醇接枝N-乙烯基咪唑四氟硼酸盐/磷钨酸/离子液体聚合物电解质复合膜(PVA-g-VyImBF4/PTA/PEG400IMBF4).利用傅里叶红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗及循环伏安等测试方法对聚合物电解质进行了表征.结果表明,当m(PVA-g-VyImBF4)∶m(PTA)∶m(PEG400IMBF4)=4∶2∶1.8时,所制备的聚合物电解质的室温电导率可达到3.267×10-3S/cm;电化学稳定窗口为4.4 V,具有良好的热稳定性和优良的实用性能.     

一种深海中温菌胞外多糖水溶液的流动行为

研究了一种深海中温菌Wangia profunda(SM-A87)胞外多糖(EPS)稀溶液在德国Haake RS75流变仪Z41 DIN同轴圆筒转子系统中的剪切流动行为, 考察了溶液浓度、 温度、 pH值及NaCl浓度对雷诺数(Re)和临界雷诺数(Re_c)的影响. 结果表明, 随着溶液浓度的增大, Re逐渐减小而Re_c逐渐增大; 随着温度的升高和NaCl浓度的增大, Re逐渐增高而Re_c逐渐降低; 在pH=3~12内随着pH值的增加, Re和Re_c开始基本保持不变, 当pH>7后Re逐渐增加而Re_c逐渐降低. Re_c与温度的关系符合Arrhenius-like方程, 与体系黏度间存在幂率关系.     

应用扫描电化学显微镜研究电子在室温离子液体与1,2-二氯乙烷混合溶液/水相界面上的转移反应

应用扫描电化学显微镜研究了室温离子液体(Omim·Tf2N)与1,2-二氯乙烷(DCE)混合溶液/水界面上的电子转移反应. 在保持共同离子(Tf2N-)的浓度比恒定及异相电子转移反应由界面电势差所决定的条件下, 研究了离子液体和DCE混合溶液中二茂铁(Fc)与水相中亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]之间异相电子转移反应. 探讨了混合溶液中离子液体的体积分数(xRTIL)的变化对混合溶液/水界面上电子转移反应的影响. 结果表明, 随着xRTIL的减小(从1减小到0.1), Fc在混合溶液中的扩散系数单调递增(从2.730×10-7 cm2·s-1增加到9.131×10-6 cm2·s-1); 而异相电子转移反应速率常数(k)则先逐渐减小(从8.0 mol-1·cm·s-1减小到0.32 mol-1·cm·s-1), 之后又略有增大(从0.32 mol-1·cm·s-1增大到0.48 mol-1·cm·s-1). 对这种现象可能的原因进行了较详细探讨.     

SMA、OMMT对PA6/ABS共混物聚集态结构及性能影响的研究

采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等手段研究了苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、有机蒙脱土(OMMT)对尼龙6(PA6)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共混物体系聚集态结构及性能的影响.结果表明,SMA与OMMT的加入均可提高PA6/ABS共混物体系的强度及模量,但加入OMMT后共混物的韧性有所下降,而PA6/ABS/SMA共混物的韧性随SMA含量的增加呈上升趋势.SMA、OMMT对PA6/ABS共混体系都有细化ABS分散相的作用,随SMA加入量的增加,ABS分散相尺寸逐渐减小,分布趋于均匀;当OMMT加入量在4 phr以内时,对ABS分散相粒径影响不大,超过4 phr后,随着OMMT含量的增加,ABS分散相的尺寸逐渐减小.XRD与TEM的分析结果表明,对PA6/OMMT(100/5)共混物,OMMT主要以剥离形态分布,同时也存在少量OMMT聚集体;PA6/ABS/OMMT共混物中OMMT则基本以剥离形态选择分布在PA6基体相中.     

纤维素在离子液体BmimCl及其溶液中的溶解综合实验

介绍了1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BmimCl)离子液体的制备,探讨了恒温条件下其对纤维素的溶解性能,同时研究了BmimCl/DMSO和BmimCl/乙醇2个二元溶液体系对纤维素的溶解性能,并通过测量溶液黏度、电导率,分析了共溶剂的存在对离子液体溶解性能的影响。本实验内容丰富,综合性强,并且与科研热点及工业生产联系紧密,可以拓宽学生知识面,提高学生的实验技能和科研素养。     

结晶型聚苯乙烯/氢化聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)阴离子交换膜的制备、结构及性能

以低数均相对分子质量均聚聚苯乙烯(hPS)和氢化聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(HSBS)为原材料,经氯甲基化、季胺化和碱化步骤制备以聚丁二烯加氢得到的结晶相为支撑结构的复合型阴离子交换膜(AEMs),并通过hPS用量调节复合膜的组成、结构及性能。随hPS用量增加,拉伸强度有所降低,杨氏模量由14.68 MPa大幅提升至69.35 MPa,吸水率从17.9%增加到54.3%,而溶胀度仅从4.1%增加到10.2%,借助HSBS结晶结构的支撑,体系的力学性能及尺寸稳定性优于多数聚(苯乙烯-(乙烯-丁二烯)-苯乙烯)(SEBS)基AEMs;同时,AEMs结晶微区之间的距离增大,离子传输通道拓宽,离子交换容量值从0.82 mmol/g增大至1.94 mmol/g,耐碱稳定性增强;然而,由于hPS在HSBS中的相容性受HSBS中聚苯乙烯(PS)含量的制约,AEMs的离子电导率值随hPS含量增加呈现出先升后降的变化趋势,其中,氯甲基化HSBS与氯甲基化hPS以质量比8∶2共混制备的AEMs具有最好的离子传输性能,在80℃时离子电导率高达101.3 mS/cm,远高于PS含量相同的SEBS体系,在70...     

静电纺丝制备Tb-PEG+Eu-PEG/PANI/PAN荧光导电相变三功能复合纤维

以聚丙烯腈(PAN)为载体基质、 以铕-聚乙二醇(Eu-PEG)和铽-聚乙二醇(Tb-PEG)为相变荧光材料, 加入掺杂的导电聚苯胺(PANI), 采用静电纺丝技术制得Tb-PEG+Eu-PEG/PANI/PAN复合纤维. 采用扫描电子显微镜(SEM)、 荧光光谱(FL) 仪、 差示扫描量热(DSC)仪及宽频介电松驰谱(BDS)仪等方法对相变荧光导电复合纤维的性能进行分析. 研究结果表明, 复合纤维具备良好的荧光、 相变及导电性能. 在294 nm紫外光激发下, 通过调节Tb-PEG和Eu-PEG的质量比可调节复合纤维的发光强度和颜色, 同时复合纤维的相变温度在5467 ℃之间. 复合纤维的电导率达到10^-6 S/cm, 随着PANI含量的增加, 电导率和介电常数增加. 通过调节Tb-PEG, Eu-PEG和PANI的比例及PEG的分子量, 可以实现复合纤维荧光、 导电及相变性能的可控调整.     

磷酸掺杂聚乙烯醇质子交换膜的甲醇渗透及其质子导电性能的研究

系统研究了甲醇溶液浓度、磷酸含量以及温度对聚乙烯醇 -磷酸 (PVA- x H3 PO4) (0 相似文献