聚醋酸乙烯酯/二氧化硅杂化纳米纤维膜的制备与性能

采用溶胶-凝胶法将二氧化硅（SiO₂）溶胶加入到聚醋酸乙烯酯（PVAc）的丙酮溶液中形成杂化纺丝液,测试了纺丝液的表面张力、粘度、电导率,再采用高压静电纺丝法制备了PVAc/SiO₂杂化纳米纤维膜。结果表明,SiO₂的加入改善了纳米纤维膜的形貌特征,膜的断裂强力增大,但断裂伸长率却有所降低,而膜的热稳定性也得到了提高。     

磺化聚芳醚酮酮的制备及磷酸硼复合膜的性能

通过亲核缩聚反应合成含二氮杂萘酮结构的磺化聚芳醚酮酮(SPPEKK),并经原位复合制备了磺化聚芳醚酮酮/磷酸硼(SPPEKK/BP04)复合质子交换膜.用核磁共振谱(1H-NMR)和FT-IR光谱表征纯膜及其复合膜结构,研究了BPO4的含量对复合膜的保水能力、热稳定性能、质子传导率以及复合膜中BPO4稳定性能的影响.结果表明,随着BPO4含量的增加,SPPEKK/BPO4的复合质子交换膜质子传导率逐渐增大.当BPO4含量达到30%时,质子传导率达到6.3×10-2S/cm(90℃).用原位生成法制备的SPPEKK/BPO4在保持一定尺寸稳定性和热稳定性的前提下,膜的导电性能明显改善.     

基于季铵化壳聚糖-聚乙烯醇互穿网络型复合碱性聚电解质膜EI北大核心CSCD

通过对溶胶-凝胶法所制的纳米SiO_2进行季铵化改性得到季铵化SiO_2(QSiO_2),再将其与季铵化壳聚糖(QCS)和聚乙烯醇(PVA)的共混膜基体进行复合,经戊二醛交联制备了一系列不同QSiO_2添加量的互穿网络型QCS-PVA/QSiO_2复合碱性聚电解质膜。采用红外光谱、扫描电镜、热重分析、交流阻抗等考察了膜的结构、热稳定性和OH-离子电导率等。结果表明,无机粒子的加入使得复合膜的热稳定性提高,离子电导率呈现先上升后下降的趋势,在QSiO_2质量分数为5%时,其室温离子电导率达到最高0.0644 S/cm,是未添加QSiO_2的纯膜电导率(0.022 S/cm)近3倍,有望作为碱性聚电解质膜用于燃料电池中。     

涂料用纳米氧化锌/聚醋酸乙烯酯的制备及抗紫外性能

ZnO抗老化性能优良,聚醋酸乙烯酯(PVAc)热塑性好,由两者制成的复合材料具有优异的抗紫外性能,用于涂料可以提高抗老化性能.以ZnSO4和尿素为原料,用水解法制得纳米ZnO溶胶,将ZnO溶胶分散于PVAc-丙酮溶液中,制得无色透明的纳米ZnO/PVAc复合溶胶,再将两者合成无色透明的ZnO/PVAc复合膜.结果表明:ZnO在PVAc中分布均匀,形态一致;ZnO含量低于2.0%o时,ZnO/PVAc中纳米颗粒粒径在20～30 nm范围内,平均密度为27.4 nm,体积平均为27.8 nm,数均25.4 nm;与纯PVAc溶液相比,最大吸收峰蓝移了13.2 nm;复合材料中ZnO含量仅0.65%o时,吸光度增大近1倍,且随材料中ZnO含量的增加而增大.     

静电纺丝法制备聚丙烯腈/聚醋酸乙烯酯复合纳米纤维膜

采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)/聚醋酸乙烯酯(PVAc)复合纳米纤维膜。利用原子力显微镜(AFM)、电子显微镜(SEM)分析了纤维的直径分布、整体形貌及单根纳米纤维的表面形貌;利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了PAN、PAN/PVAc、PVAc纳米纤维膜的化学组成;同时借助热重(TG)分析了PVAc的加入对复合纤维膜热性能的影响。结果表明,当m(PAN)∶m(PVAc)=5∶5、质量分数为10%时,所得纤维膜最有利于制备聚合物电解质膜;PAN与PVAc之间产生配位键,从而提高了纤维膜的热性能。     

Cu3(BTC)2对PDMS/PEI复合膜气体分离的改性研究

将金属骨架化合物(MOFs) ——Cu3(BTC)2填充到聚二甲基硅氧烷中,制备聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺(PDMS/PEI)非对称平板复合膜,进行了4种气体O2、N2、CO2及CH4的渗透过程研究,考察了Cu3 (BTC)2填充量及操作条件对膜分离性能的影响.结果表明,随Cu3 (BTC)2填充量的增加,4种气体的渗透通量及O2/N2、CO2/N2和CO2/CH4的分离系数较未改性的复合膜均有所提高,其中填充量为25％的改性复合膜获得了较优的效果;随操作压力的升高,气体的渗透通量增大而分离系数略有上升;随操作温度的升高,气体的渗透通量增大,CO2/N2和O2/N2的分离系数有所下降,而CO2/CH4的分离系数略有增加.     

壳聚糖-聚己内酯复合膜的制备及其性能研究

为综合壳聚糖(CS)和聚己内酯(PCL)的性能,将CS和PCL在醋酸溶液中进行共混,利用流延法制备5/95,10/90,15/85,20/80 4种不同比例的壳聚糖-聚己内酯复合膜.采用元素分析、FTIR、XRD和SEM对膜的组分、结构和形貌进行了表征,证明了壳聚糖和聚己内酯在复合膜中有一定的相容性.探讨了体系中壳聚糖含量对多孔膜的力学性能和吸水率、溶胀比、孔隙率的影响,结果表明:在实验范围内随壳聚糖含量的增加,复合膜的刚度从4 188.17N/m提高到20 436.00 N/m;杨氏模量亦从30.52 MPa增加到69.69 MPa;断裂伸长率降低.吸水率可达76.39%,孔隙率亦可增加到约35%,而溶胀比几乎不变.     

聚醋酸乙烯酯／二氧化硅杂化纳米纤维膜的制备与性能

采用溶胶一凝胶法将二氧化硅（SiO2）溶胶加入到聚醋酸乙烯酯（PVAc）的丙酮溶液中形成杂化纺丝液，测试了纺丝液的表面张力、粘度、电导率，再采用高压静电纺丝法制备了PVAC／SiO2杂化纳米纤维膜。结果表明，SiO2的加入改善了纳米纤维膜的形貌特征，膜的断裂强力增大，但断裂伸长率却有所降低，而膜的热稳定性也得到了提高。     

PMMA和PVAc共混改性对TiO_2/PAN混合基质膜结构及性能的影响

以聚丙烯腈(PAN)为基膜材料,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醋酸酯(PVAc)为共混膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,钛酸四丁酯(TBT)为无机前驱体,采用非溶剂相转化(NIPS)法制备超滤膜.并借助扫描电镜、红外光谱、接触角和渗透性能测试等手段,探讨了PMMA与PVAc添加量对膜结构、水通量、接触角、孔隙率、牛血清蛋白截留率的影响.结果表明,PMMA和PVAc的共混改性,改善了TiO_2/PAN混合基质膜的结构与渗透性能.随着PMMA与PVAc添加量的增加,膜孔隙率增加,膜渗透通量先增加后减小.其中PMMA共混改性膜截留率基本不变,而PVAc共混改性膜截留率略有提升.与PAN混合基质膜相比,当PMMA添加量为2%,所制备的共混改性混合基质膜纯水通量为423.16 L/(m~2·h),提高了2.26倍,对牛血清蛋白的截留率均在93%以上.     

疏水性纳米SiO2填充PDMS/PET复合膜的制备及分离性能研究

采用聚酯(PET)为支撑层,以疏水性气相法纳米SiO2填充改性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为皮层制备硅橡胶复合膜,用SEM、WSM-5 KN、TGA对膜改性后的物理形貌、拉伸强度及热稳定性进行分析与表征,并以乙醇/水物系为研究对象,着重考察了料液温度和浓度对改性复合膜渗透分离性能的影响.结果表明,改性膜的热稳定性显著提高,拉伸强度从空白膜的1.5 MPa增加到7.4 MPa.随着疏水气相法纳米SiO2含量的增加填充膜的分离因子极值不断增加并提前.     

凝固浴强度对原位聚合改性聚偏氟乙烯膜结构与性能的影响

采用原位聚合的方法得到聚偏氟乙烯(PVDF)与聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)的均相共混溶液,以不同配比的水和溶剂磷酸三乙酯(TEP)的混合溶液作为凝固浴,通过非溶剂复合热诱导相分离方法,制备了系列具有互穿网络结构孔的亲水性PVDF微孔膜.X射线光电子能谱(XPS)分析表明,随着凝固浴中水含量的增加,PHEMA在PVDF微孔膜表面富集度增加.原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)发现,随着凝固浴中水含量的增加,PVDF微孔膜上表面由开孔结构逐渐发展为致密结构,且粗糙度随之减小.通过动态接触角测试发现,随着凝固浴中水含量的增加,改性PVDF微孔膜初始接触角由139.7°降低到64.7°,水滴在膜表面的浸润时间由313s减小到16s.水通量测试表明,随着凝固浴中水含量的增加,PVDF微孔膜的纯水通量由2 300L/(m2.h)减小到400L/(m2.h),但由于具有良好的可润湿性,改性干膜仍然保持与湿膜相当的水通量.     

聚丁二酸丁二醇酯/聚ε-己内酯共混物的性能研究

将不同比例的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚ε-己内酯(PCL)经过混炼、压膜成型制成PBS/PCL共混聚酯。通过红外(FT-IR)、热失重(TG)、X-射线衍射(XRD)、偏光显微镜、拉力测试对聚酯的化学结构、热性能、结晶度、表面形貌、拉伸性能等进行了研究。结果表明:共混聚酯的热稳定性随着PBS含量的增加而增强;结晶度随着共混比例的变化呈现减少、增加、又减少的趋势,PBS/PCL60结晶度最大达到58%,聚酯结晶均以球晶为主;延展性随着PCL比例的增加而增强。     

聚醚共聚酰胺/吐温20凝胶膜的制备及其气体渗透性能

通过溶剂挥发法制备了高渗透性聚醚共聚酰胺/吐温20(PEBA/Tween20)凝胶膜,并对其密度、结晶结构和力学强度进行了表征,探讨了Tween20含量对凝胶膜CO2、N2渗透性能的影响。结果表明:PEBA/Tween20凝胶膜具有优异的力学性能,Tween20的加入使得膜结构疏松,膜内聚酰胺链段的结晶消失,因而CO2和N2在凝胶膜内的渗透系数显著增加。同时,Tween20中的乙氧基团(EO基团)对CO2有较强的溶解能力,因而膜的CO2/N2选择性也相应增加。当Tween20含量从0增加到65%(质量分数)时,凝胶膜的CO2渗透系数由169barrer增加到267barrer,CO2/N2的理想分离因子从22.53增加到36.58。     

静电纺丝参数对聚乙酸乙烯酯纤维形貌的影响

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用静电纺丝法制备了聚乙酸乙烯酯(PVAc)纤维.用场发射扫描电镜观察了PVAc纤维的形貌,研究了PVAc溶液质量分数、纺丝电压、收集距离等对纤维形貌及平均直径的影响.研究结果表明,PVAc溶液质量分数和纺丝电压对纤维的形貌有显著影响,随着PVAc溶液质量分数和纺丝电压的增大,纤维的平均直径增大;收集距离对纤维形貌的影响较小.尝试采用静电纺丝法制备了炭黑和PVAc的复合纤维,以增强纤维的导电性,成为导电碳纤维,但炭黑会显著降低PVAc的成纤性,因为它会吸附溶剂DMF,使溶剂在电纺过程中不易挥发,射流不能固化成纤维.     

基于季铵化壳聚糖-聚乙烯醇互穿网络型复合碱性聚电解质膜

通过对溶胶-凝胶法所制的纳米SiO_2进行季铵化改性得到季铵化SiO_2(QSiO_2),再将其与季铵化壳聚糖(QCS)和聚乙烯醇(PVA)的共混膜基体进行复合,经戊二醛交联制备了一系列不同QSiO_2添加量的互穿网络型QCS-PVA/QSiO_2复合碱性聚电解质膜。采用红外光谱、扫描电镜、热重分析、交流阻抗等考察了膜的结构、热稳定性和OH-离子电导率等。结果表明,无机粒子的加入使得复合膜的热稳定性提高,离子电导率呈现先上升后下降的趋势,在QSiO_2质量分数为5%时,其室温离子电导率达到最高0.0644 S/cm,是未添加QSiO_2的纯膜电导率(0.022 S/cm)近3倍,有望作为碱性聚电解质膜用于燃料电池中。     

原位合成法制备磷钨酸掺杂的聚乙烯醇/聚偏氟乙烯质子交换膜及其在直接甲醇燃料电池中的应用

将磷酸和钨酸钠溶于聚乙烯醇(PVA)和聚偏氟乙烯(PVDF)的二甲基亚砜极性有机溶液中,利用原位合成法制备了膜中分布均匀的磷钨酸掺杂的聚乙烯醇/聚偏氟乙烯质子交换膜(PWA-d-PVA/PVDF)。应用多功能材料实验机表征了膜的力学强度,使用交流阻抗谱和气相色谱仪研究了PVDF含量对PWA-d-PVA/PVDF膜的质子导电、溶胀和阻醇等性能的影响。同时通过热重和电镜扫描等方法对膜的热稳定性和形貌进行了表征。结果表明,膜中PVDF含量增大,膜的溶胀度降低,热稳定性提高,强度增大。与Nafion膜的性能相比,PVDF质量分数为20%的PWA-d-PVA/PVDF膜的溶胀度降低了23.8%,甲醇渗透率降低了1个数量级。PWA-d-PVA/PVDF(20%)膜在甲醇浓度为2mol/L时的直接甲醇燃料电池(DMFC)中测得最大功率密度为15.08mW/cm2。     

香蕉假茎液化物/聚醋酸乙烯酯共混膜的制备与性能

对香蕉假茎加溶剂液化,液化物香蕉假茎基多元醇(BP)与聚醋酸乙烯酯乳液(PVAc)共混制备了一种BP/PVAc薄膜材料;研究了固化条件对共混膜性能的影响;通过拉伸试验、热重分析仪及扫描电子显微镜考察了共混薄膜材料的力学性能、热性能以及断面形貌。结果表明,掺杂BP会提高PVAc的断裂伸长率、柔韧性及耐水性。当BP/PVAc质量比大于1∶10时,制备的BP/PVAc共混薄膜在水中可以保持64 d结构不发生破坏。     

氰酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯互穿聚合物网络的探究

用同步法合成一系列氰酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯(CE/PMMA)体系的互穿聚合物网络(IPN).研究了甲基丙烯酸甲酯(MMA)的含量对CE/PMMA-IPN体系的力学性能及密度的影响.结果表明:CE/PMMA-IPN体系的性能比单一树脂的优异,但其工艺条件有待进一步改进.     

多取代联苯型聚芳醚酮膜的透气性研究

从分子设计出发,合成了自由体积大、玻璃化温度高和优异综合性能的多取代联苯型聚芳醚酮.对其均质膜的气体渗透性进行了测试,并考察了共聚物组成对膜性能的影响.其中两种共聚物的渗透性为COPPEKAD(1:3):PCO2=4.49 barrer,αCO2/N2=41.96,PO2=0.75 barrer,αO2/N2=7.10;COPPEKAC(1:1):PCO2=9.19 barrer,αCO2/N2=34.16,PO2=1.50 barrer,αO2/N2=5.57.此类聚合物的渗透活化能较小,对温度的依赖性小,表明这种聚合物是高渗透性和高选择性的耐高温气体膜分离材料.     

6FDA-TMPDA-DABA/TiO2杂化膜的制备、表征和气体渗透性能

以硅藻土-莫来石陶瓷膜管为支撑体,以TiO2为过渡层,通过溶胶凝胶法利用具有大量支链的聚酰亚胺和TiO2溶胶制备了系列不同TiO2含量的聚酰亚胺/TiO2杂化膜.聚酰亚胺是利用4,4'-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐(6FDA)、2,4,6-三甲基-1,3-苯二胺(TMPDA)和3,5-二氨基苯甲酸(DABA)在溶液中进行亚胺化完成的.采用FTIR、TG/DTA、DSC、TEM、BET和气体渗透测定对系列膜进行了表征和测试.结果表明:聚酰亚胺通过支链上的羧酸基和TiO2相键连织构成了具有规则孔道的空间网状结构,并且随着TiO2含量的增加孔径逐渐减小;杂化膜具有较高的热稳定性和有机无机兼容性;相对于聚酰亚胺膜,杂化膜对H2、CO2和H2O相对于N2具有较高的分离性,TiO2含量为25%(质量分数)的杂化膜对H2/N2、CO2/N2和H2O/N2的分离因子分别达到56.6、31.3和55.3.