静电纺丝法制备侧苯基聚芳醚酮纳米复合膜及性能研究

发布时间：2021-05-01 02:54

　　聚芳醚酮（PAEK）具有优异的热性能和力学性能等,可用于制备燃料电池用质子交换膜和锂电池隔膜材料,但是高磺化度的聚芳醚的稳定性也会降低,因此要对复合膜进行改性。纳米纤维素（NCC）具有可再生、高比强度、模量大和高活性等特性,可用于接枝特定功能基团。本论文一方面采用2,5-二羟基联苯和1,4双（4-氟苯甲酰）苯反应制备了侧苯基聚醚醚酮酮,再通过后磺化法制备了磺化侧苯基聚醚醚酮酮（SPEEKK）。另外采用硫酸水解微米纤维素（MCC）制备了纳米纤维素,并用马来酸酐对制备出的纳米纤维素进行改性,在纳米纤维素表面接枝羧基基团,得到改性纳米纤维素（MN）。然后采用静电纺丝技术制备含有不同比例的羧基纳米纤维素/磺化侧苯基聚醚醚酮酮纺丝纳米复合膜,再结合浇铸方法制成燃料电池质子交换膜。结果表明,100°C时,MN含量为2%的复合膜MN2表现出较好的吸水性,吸水率可以达到28%。MN2在90°C时具有较好的质子传导率,可达到0.09 S cm^-1;拉伸强度可达到48.7 MPa,杨氏模量达到1.3 GPa,断裂伸长率为34%。另一方面,本研究将磺化侧苯基聚醚醚酮酮采用静电纺丝技术制... 

【文章来源】：长春工业大学吉林省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 背景
    1.2 燃料电池简介
        1.2.1 质子交换膜燃料电池
        1.2.2 质子交换膜简介
    1.3 锂电池简介
        1.3.1 锂离子电池隔膜简介
        1.3.2 锂离子隔膜材料
        1.3.3 锂电池隔膜制备
    1.4 静电纺丝简介
        1.4.1 静电纺丝原理
        1.4.2 静电纺丝影响因素
        1.4.3 静电纺丝在锂电池隔膜中的应用
    1.5 纳米纤维素简介
        1.5.1 纳米纤维素概况
        1.5.2 纳米纤维素制备及改性
        1.5.3 纳米纤维素复合材料的应用
    1.6 本论文的设计思想
第2章 静电纺丝法制备羧基化纳米纤维素/磺化聚芳醚酮复合纳米质子交换膜及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验原料、试剂、测试仪器
        2.2.1 实验原料及试剂
        2.2.2 实验测试仪器
    2.3 测试表征方法
        2.3.1 傅立叶红外光谱
        2.3.2 核磁氢谱
        2.3.3 微观结构
        2.3.4 吸水率和溶胀率
        2.3.5 氧化稳定性和离子交换能力
        2.3.6 质子传导率
        2.3.7 力学性能
        2.3.8 热稳定性
    2.4 静电纺丝工艺制备质子交换膜
        2.4.1 含羧基纳米纤维素(MN)的制备
        2.4.2 磺化侧苯基聚醚醚酮酮(SPEEKK)的制备
        2.4.3 复合膜的制备
    2.5 复合膜的表征及分析
        2.5.1 红外光谱分析
        2.5.2 SPEEKK核磁分析
        2.5.3 吸水率和溶胀率分析
        2.5.4 氧化稳定性和离子交换能力分析
        2.5.5 质子传导率分析
        2.5.6 力学性能分析
        2.5.7 复合膜的微观结构
        2.5.8 热稳定性分析
    2.6 本章小结
第3章 静电纺丝法制备聚芳醚酮锂电池隔膜及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验原料、试剂、测试仪器
        3.2.1 实验原料及试剂
        3.2.2 实验测试仪器
    3.3 锂电池隔膜的性能表征测试
        3.3.1 微观结构分析
        3.3.2 孔隙率
        3.3.3 担载率
        3.3.4 接触角
        3.3.5 电解液润湿性
        3.3.6 热稳定性
        3.3.7 力学性能
        3.3.8 电化学阻抗
        3.3.9 电化学性能
        3.3.10 离子电导率
    3.4 静电纺丝工艺制备锂电池隔膜
        3.4.1 磺化侧苯基聚芳醚酮的制备
        3.4.2 锂电池隔膜的制备
        3.4.3 电池的制备
    3.5 锂电池隔膜的分析及表征
        3.5.1 锂电池隔膜的形貌分析
        3.5.2 隔膜孔隙率和担载率分析
        3.5.3 电解液润湿性分析
        3.5.4 接触角分析
        3.5.5 热稳定性分析
        3.5.6 力学性能分析
        3.5.7 电化学阻抗和离子电导率分析
        3.5.8 电化学性能分析
    3.6 本章小结
第4章 结论
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]含甲基侧基聚芳醚砜醚酮酮的合成与表征[J]. 童永芬,宋才生,温红丽,谌烈,刘晓玲.  高分子材料科学与工程. 2005(02)



本文编号：3170004