柔性高储能TPU/P(VDF-HFP)全有机复合薄膜的制备及性能表征

拥有超快放电速率以及超高功率密度的聚合物薄膜电容器, 在脉冲功率技术、先进电力与电子系统等诸多领域中发挥着关键的作用. 本工作采用溶液刮涂的方法, 制备了柔性全有机热塑性聚氨酯/聚偏氟乙烯-六氟丙烯(TPU/P(VDF-HFP))复合薄膜, 并结合多种表征手段系统地研究了复合薄膜的微观特性、介电特性、绝缘特性、储能特性以及力学性能. 系统观察和测试结果表明: 适量热塑性聚氨酯添加到P(VDF-HFP)中, 能够形成分散性和相容性均十分优异的两相交联结构, 从而进一步提高复合材料的电学、储能、力学等性能. 在P(VDF-HFP)中添加2% (φ) TPU时, 复合薄膜的特征击穿强度为450 MV/m, 对应的放电能量密度为7.03 J/cm³, 分别提高了25.35%和49%. 此外, 复合材料的机械性能也随着TPU的添加得到一定程度的提高, TPU-2% (φ)/P(VDF-HFP)复合薄膜的杨氏模量、抗拉强度以及断裂伸长率分别达到591.22 MPa, 25.6 MPa, 362%. 通过以上表征分析, 发现在聚合物中添加弹性体橡胶能够形成具有高击穿强度、高能量密度以及高充放电效率等优点的柔性电介质材料, 有望在大规模的工业生产中获得较好的应用.     

以水作相分离造孔剂制备P(VDF-HFP)/PMMA聚合物电解质膜

介绍了一种以水代替常用的有机物质作为相分离造孔剂制备混合型聚合物电解质的新方法.所研究的混合型聚合物为聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)和聚甲基丙烯酸甲酯的混合物.扫描电镜SEM图表明这种混合型聚合物膜具有蜂窝状结构,有利于膜电导率的增加.利用FTIR,XRD和DSC等方法研究了混合型聚合物电解质中两种聚合物间的相互作用.用电化学交流阻抗方法测得在30℃下P(VDF-HFP)/PMMA摩尔比为1:1的混合型聚合物电解质的离子电导率为0.804×10^-3S/cm.对照其它方法,本方法具有制备容易、成本较低和有利于环境保护等优点.     

P(AA-co-DMAPS)两性聚合物陶瓷减水剂的制备及性能研究北大核心CSCD

以甲基丙烯酰氧乙基二甲基胺(DM)与1,3-丙磺酸内酯为原料合成了3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐(DMAPS),接着以过硫酸铵为引发剂、次亚磷酸钠为链转移剂,与丙烯酸共聚制备了新型两性共聚物(P(AA-co-DMAPS)),通过FT-IR、1 H NMR以及GPC对产物进行分析与表征,研究了P(AA-coDMAPS)聚合工艺对陶瓷料浆减水性能的影响,并确定最佳合成条件为:丙烯酸与DMAPS的摩尔比为1∶2,反应温度为80℃。比较了自制的P(AA-co-DMAPS)、聚丙烯酸钠(PA)、三聚磷酸钠(STP)对陶瓷料浆减水性能的影响。结果表明,与PA和STP相比,P(AA-co-DMAPS)对陶瓷料浆具有优异的分散减水性能。     

磨盘碾磨制备PA6/PP/SBS共混物的结构与性能

采用磨盘形力化学反应器,在室温下制备了PA6/PP超细混合粉体,与SBS共混制得PA6/PP/SBS共混物,测定了材料的力学性能并用TEM研究了材料在不同加工温度下相结构的变化.结果表明,通过固相力化学粉碎制备的PA6/PP混合微粉,改善了PA6与PP和SBS的相容性,促进了PA6及PP的分散和与SBS的相界面结合.在微粉填充量为4%～8%(质量分数)时,材料的拉伸强度大幅度提高,扯断伸长率保持不变.加工温度变化引起材料相结构的变化对材料性能产生显著影响.在PP熔融温度下加工,PP粒子产生粘连形成链状结构,可提高材料的力学性能.     

赤霉酸分子印迹聚合物及印迹膜的制备与性能研究

以赤霉酸(GA3)为印迹分子,改变功能单体与致孔剂种类合成了四个分子印迹聚合物(MIP1-4)及两个分子印迹膜(MIM1-2).采用紫外光度法分别测定了印迹分子分别与功能单体丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸(MAA)间的结合常数和化学计量比(n＝2).平衡结合实验研究表明,以AM为单体制备的MIP1对印迹分子GA3具有更高的结合量和良好的印迹效率.膜渗透及膜过滤实验表明,以AM为单体制备的MIM1对GA3分子具有一定的选择性分离性能.     

P{VDF—TrFE）纳米纤维薄膜的柔性压力传感器

采用静电纺丝方法制备了不同含量的偏氟乙烯和三氟乙烯的共聚物（P（VDF—TrFE））纳米纤维薄膜。通过P（VDF—TrFE）纳米纤维薄膜和柔性电极的结合，设计制作了一种针对医疗和服饰等领域应用的新型柔性压力传感器。利用扫描电镜和X射线衍射分析的方法分别对P（VDF—TrFE）纳米纤维的形貌和晶体结构进行了表征，并通过自制的测试系统获得了柔性压力传感器的灵敏度。结果表明：静电纺丝得到的纳米纤维具有较高的结晶度和β相结晶含量，其中P（VDF—TrFE）（n（VDF）／n（TrFE）=77／23）纳米纤维的口相结晶含量达到了51．3％，同时这种纳米纤维薄膜具有柔软、透气和生物相容性好等优点；基于电纺纳米纤维的柔性压力传感器具有良好的响应性能。P（VDF—TrFE）（T／（VDF）／n（TrFE）=77／23）压力传感器具有最高为60．5mV／N的灵敏度，接近于其塑性薄膜传感器，但塑性薄膜传感器的柔软性和透气性较差     

梳状P(MMA-co-MAh)-g-PEGME共聚物的合成及结构与性能

用自制的甲基丙烯酸甲酯和马来酸酐的共聚物P(MMA-co-MAh)为反应物,聚乙二醇单甲醚(PEGME)为接枝单体,合成了梳状P(MMA-co-MAh)共聚物多缩乙二醇酯(P(MMA-co-MAh)-g-MPEG).采用傅立叶红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)13C谱、1H谱以及H,C-COSP谱对所合成的梳状共聚物结构进行表征;热失重分析(TGA)和示差扫描量热法(DSC)对所合成的共聚物的物理性能进行了分析.FTIR及NMR结果表明,聚乙二醇单甲醚通过酯化反应接枝到P(MMA-co-MAh)共聚物上,形成以MMA/MAh共聚物为主链,聚乙二醇单甲醚为侧链的梳状共聚物,其在马来酸酐上的接枝率大约为20%;热性能分析结果表明,合成的梳状共聚物热分解温度与共聚物P(MMA-co-MAh)的分解温度相差不大,接枝后的梳状共聚物也具有高的热稳定性,起始热分解温度在325.9℃左右,且该梳状共聚物具有两个玻璃化转变温度,一个是由于侧链的玻璃化转变引起的,温度为32℃左右;一个是主链的玻璃化转变引起的,温度为120℃左右.在主链玻璃化转变温度以下,侧链是可以移动的,有利于电活性物质和离子等在聚合物基体中的扩散和迁移.     

P(VdF-HFP)型聚合物电解质的结构和导电性研究

制备了以偏氟乙烯与六氟丙烯共聚物[P(VdF-HFP)]为基质的聚合物电解质,并测定了该类电解质的电导率。讨论了锂盐浓度、增塑剂配比、纳米SiO_2粉末掺入等对离子电导率的影响。结果表明:以P(VdF-HFP)为基质的电解质室温电导率最高达到2.81×10~(-3)S/cm。利用红外、扫描电镜、X射线衍射分析对聚合物电解质的结构和性能进行了表征,探讨了聚合物电解质膜的各组分间相互作用的规律。     

槲皮素金属配位印迹聚合物膜的制备及性能研究

以中药活性成分黄酮类化合物槲皮素与Zn(II)的配合物为模板, 以4-乙烯基吡啶为功能单体, 乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂, 水溶性线性聚合物聚乙二醇(PEG, M_w＝600)为添加剂, 利用分子印迹技术紫外光引发原位聚合的方法制备了带支撑的锌离子配位分子印迹聚合物膜. 使用扫描电镜测定了不同PEG用量下膜的表面形貌. 通过膜渗透实验考察了PEG含量对金属配位印迹膜渗透速率的影响, 系列印迹聚合物膜的识别体系及对不同底物的渗透选择性, 同时考察了阳离子和阴离子对印迹膜渗透模板分子的影响. 实验结果表明: 制膜过程中水溶性线性聚合物PEG的加入可以明显改善膜的透过性能|槲皮素-Zn(II)模板印迹聚合物膜对槲皮素表现出明显的渗透选择性, 对槲皮素结构类似物芦丁和柚皮素的渗透选择性较差|且该金属配位印迹聚合物膜对不同阳离子和阴离子也都表现出较好的选择识别作用.     

分子印迹膜的制备研究进展

将分子印迹技术与膜分离技术相结合的分子印迹膜,由于其高选择性,近年来受到了国内外研究者的广泛关注.本文初步探讨了分子印迹膜(MIM) 的两种分离机理以及目前主要的制备方法:同步法和复合法.     

PZT/P(VDF-TrFE)纤维膜的静电纺丝制备及其性能

以锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)和聚(偏氟乙烯-三氯乙烯)(P(VDF-TrFE))共聚物为原料,利用静电纺丝的方法制备了PZT/P(VDF-TrFE)纤维膜。用扫描电子显微镜、精密阻抗测试仪和拉力试验机对纤维膜的形貌、电学性能、力学性能进行了表征。结果表明,适当地提升PZT的质量分数能有效提升纤维膜中纤维丝的均匀性。当PZT质量分数为4%时,纤维丝的均匀性最佳;静电纺丝方法能够得到低介电常数的PZT/P(VDF-TrFE)纤维膜,并且通过调节PZT的质量分数,可以保证纤维膜的介电常数在一定范围内变化。PZT颗粒的加入能够有效调节PZT/P(VDFTrFE)纤维膜的拉伸强度和断裂伸长率,当PZT质量分数为4%时,纤维膜具有最佳的综合力学性能,能够满足可穿戴设备的要求。     

P(HB-co-HV)/PVPh的相容性与聚集态结构

采用差热扫描分析、红外光谱、固体核磁、小角X光散射等方法研究了聚(β-羟基丁酸酯-co-β-羟基戊酸酯(P(HB-co-HV))/聚(对-羟基苯乙烯)(简称PVPh)共混物的相容性和形态。结果表明两组分间形成较强的分子间氢键,形成完全相容的共混体系。固体核磁结果表明P(HB-co-HV)/PVPh(50/50)在3.4nm尺寸上是完全均相的。小角X光散射结果表明,在等温结晶的共混物中无定形的PVPh分子分散在P(HB-co-HV)片晶之间与非晶的P(HB-co-HV)分子形成非晶区,从而使非晶区加宽,长周期增加。     

开环聚合制备高分子量聚二茂铁衍生物及其性能的研究

综述了近年来国内外高分子量聚二茂铁衍生物的研究进展。对热引发、阴离子引发、过渡金属催化等开环聚合方法及机理以及聚合物结构、性能及潜在应用作了介绍。     

纳米储能纤维复合过滤膜的制备及性能

以静电纺丝技术制备的同轴聚甲基丙烯酸十八烷基酯(PSMA)/聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纳米储能纤维为支撑层,经聚偏氟乙烯(PVDF)涂覆成膜和溶剂化处理,制备了一种低压高水通量的纳米储能纤维复合过滤膜(NFCM),其中以水或乙醇为凝固溶液的复合过滤膜分别记为NFCM@H2O或NFCM@EtOH.分析并讨论了不同溶剂处理方式对NFCM力学性能和表面形貌的影响,表征了膜的纯水通量和抗污性能,用扫描电子显微镜(SEM)观察了膜的横断面形貌.结果表明,PSMA/PET纳米储能纤维具有明显的吸放热行为,熔融温度和热焓值分别为36.5℃和10.7J/g,NFCM的熔融温度和热焓值分别为36℃和2.7J/g.NFCM的形貌结构、纯水通量和截留率与溶剂处理方式相关,NFCM@EtOH膜的水通量介于100~1400L/(m2·h)之间,而NFCM@H2O膜的水通量仅在40~220L/(m2·h)之间.NFCM的拉伸强度由初始0.925MPa(PVDF)提高到4.28MPa以上.NFCM中的相变材料对膜过滤性能有重要影响,并在过滤温度低于50℃时具有减缓作用.     

新型疏水缔合聚合物P(AM/POEA)与表面活性剂的相互作用

采用粘度法、荧光探针和透射电镜研究了新型疏水缔合聚合物P(AM/POEA)和表面活性剂SDS和CTAB在水溶液中的相互作用. 聚合物P(AM/POEA)结构中, 疏水体(2-苯氧乙基丙烯酸酯)呈嵌段状无序地分布在聚丙烯酰胺主链上. 这类聚合物很容易和表面活性剂相互作用, 通过疏水缔合, 形成混合胶束状聚集体, 导致溶液粘度剧增. 随聚合物溶液中SDS的加入, 溶液粘度发生大幅度起伏变化, 出现最大值. 粘度最大值对应的表面活性剂浓度c_S,max位于表面活性剂CMC附近, 并发现它的位置不随聚合物微结构而变化. 然而它们缔合作用的增粘程度却与聚合物疏水体含量X_H及疏水嵌段尺寸N_H有关. 在实验浓度范围内, X_H和N_H愈大, 溶液的粘度越高. 此外用透射电镜直接观察到聚合物/表面活性剂体系中聚集体的交联结构形貌.     

P(VAc-MA)/PMMA为基体的聚合物电解质制备及其在电致变色器件中的应用

以醋酸乙烯酯(VAc)和丙烯酸甲酯(MA)为单体, 采用半连续种子乳液聚合法制备了无规共聚物P(VAc-MA), 以PMMA与P(VAc-MA)的共混物为基体制备了聚合物电解质. 用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、紫外光谱(UV)、力学性能测试及电化学交流阻抗等方法研究了聚合物、聚合物膜和聚合物电解质的性质. 结果表明, VAc与MA通过打开各自的CC键聚合生成P(VAc-MA); P(VAc-MA)与PMMA共混后结晶状态发生了变化, 增加了无定形相区, 降低了链段运动的能量壁垒, 提高了热稳定性和拉伸强度. 以P(VAc-MA)/PMMA为基体的聚合物电解质膜具有很高的透明性, 最大室温电导率达到1.17×10-3 S/cm; 离子电导率随着温度的升高而迅速增加, 电导率-温度曲线符合Arrhenius方程; 将此电解质用于全固态电致变色显示器件显示出优良的性能.     

L-酪氨酸印迹分子的制备及性能研究

利用分子印迹技术采用传统加热法制备出酪氨酸他子印迹聚合物。用红外光谱分析了聚合物结构。研究了印迹他子与功能单体的物质的量对聚合物结合性的影响,吸收效率表征结果显示,与化学组成相同的空白聚合物相比,印迹聚合物具有更高的吸附效率。     

复合,多孔PVDF-HFP聚合物电解质膜的制备及其性能研究

采用溶剂/非溶剂方法—即相转移法制得PVDF＿HFP微孔膜,比较了DMC,DEC和PC等3种增塑剂的制孔作用.结果表明:DEC最好,DMC次之,而PC效果最差.聚合物的导电率为1.86×10-3Sm-1(LiPF6＿1mol/L;EC/DMC:1/1wt).     

表面铅(Ⅱ)印迹聚合物的制备及其分离富集性能研究

以铅(Ⅱ)为印迹离子,以3-氨基丙基-三乙氧基硅烷为功能单体,用表面印迹技术在纳米TiO2/SiO2表面聚合形成铅(Ⅱ)印迹聚合物。试验结果表明:在静态吸附条件下,铅(Ⅱ)印迹聚合物对铅(Ⅱ)的吸附量为非印迹聚合物吸附量的3倍。控制富集的含铅(Ⅱ)样品溶液pH为4,体积最大为200mL,通过柱的流量为1.0mL·min-1。用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定了洗脱液中的铅量。方法的检出限(3s)为0.09μg·L-1。以湖水样品为基体,用标准加入法做回收试验,测得回收率在95.6%~98.1%之间。应用所提出方法分析了2种国家一级标准物质,测得铅含量与认定值一致。     

邻氨基酚电聚合膜的研究

在酸性溶液中, 邻氨基酚(OAP)可电聚合成均匀的活性聚邻氮基酚膜(POAP), 膜有致密结构和“张开”结构。POAP膜的主要结构形式为: 与Ni~(2+)络合后, 形成POAP—Ni~(2+)膜, 其主要结构形式为: