静电纺丝制备聚酰亚胺无纺布纤维膜工艺及性能研究

利用含氟聚酰胺酸(PAA)为原料,采用静电纺丝技术制备聚酰胺酸无纺布毛毡,通过热处理亚胺化制备含氟聚酰亚胺(PI)无纺布用作锂电池隔膜。实验探讨了制备PAA毛毡的纺丝参数:浓度、电压、流量和PI隔膜热处理温度。表征热处理前后无纺布隔膜拉伸性能、孔隙率和吸液率,并与商用隔膜Celgard 2320进行对比。PAA毛毡具有较高的吸液率和空隙率,是理想的锂电池隔膜材料,但是热处理后PI隔膜孔隙率和吸液率低至3.86%和78.17%,根本原因是热处理过程出现纤维热熔,堵塞了空隙。实验为后续研究提供一系列合理的纺丝参数。     

二次锂电池用PVDF-HFP/SiO2复合聚合物隔膜的研究

采用倒相法制备了二次锂电池用的聚偏氟乙烯–六氟丙烯复合聚合物(PVDF-HFP/SiO₂)隔膜，测定了它的吸液率、电导率、机械强度等性能，并通过扫描电镜对其形貌进行了分析。研究结果表明， PVDF-HFP/SiO₂隔膜具有较高的吸液率、电导率和韧性：电解质吸收率达184.4%、 室温电导率为1.20mS/cm、断裂伸长率高达163%。利用PVDF-HFP/SiO2隔膜装配的二次锂电池的首放比容量为834.8mAh/g，第40次的放电比容量达到400mAh/g, 循环效率达到99.8%以上，表现出良好的电化学性能。     

细菌纤维素/TiO2锂离子电池复合隔膜的研究

利用细菌纤维素（BC）的纳米纤维与纳米TiO2颗粒进行溶液混合制备具有多孔、极性和良好热稳定性的BC/TiO2锂离子电池隔膜,并对其孔结构、亲液性、热稳定性、电化学稳定性、离子电导率和电池性能循环稳定性等性能进行研究. 结果表明,BC/TiO2复合膜具有三维多孔结构、良好吸液性和高温尺寸稳定性.相对于商品化隔膜（Celgard?2325）,BC/TiO2隔膜具有更高的离子电导率,并且随着纳米TiO2含量的增加,离子电导率先升高后降低,当纳米TiO2质量分数为20.81 %时,BC/TiO2复合膜具有最大的室温离子电导率（1.7010-3 S/cm）. BC/TiO2复合膜作为锂离子电池隔膜时,电池具有较好的循环稳定性和倍率性能. 该研究对制备优异热稳定性和离子电导率的锂离子电池隔膜具有指导意义.     

改性PAN铸膜液的热力学条件与膜的结构和性能的关系

本文讨论了聚丙烯腈铸膜液中添加剂的种类及用量,PAN含量和温度,以及PAN-Cell共混液中纤维素含量等因素与膜的形态结构、微孔孔径、孔隙率、膜的截留率和水通量的关系.结果表明,上述诸因素对膜的结构和性能有明显的影响,可通过调节铸膜液的热力学条件,在较大范围内调整膜的结构和性能,为制得适用于多种用途的系列膜奠定基础.     

铸膜液与PAN中空纤维超滤性能的关系

应用中空纤维超滤器、扫描电子显微镜等测试手段,研究了铸膜液组成及温度与聚丙烯腈(PAN)中空纤维膜超滤性能的关系。证明铸膜液中 PAN 含量和添加剂含量对纤维的渗透性能有显著影响。降低铸膜液中的 PAN 含量有利于提高纤维的渗透性能。应用结果表明 PAN 中空纤维用于血液超滤性能优良。而当 PAN 中空纤维用于血液透析时,对尿素、肌肝的清除率高达80%。     

功能纳米流体分散液的制备与降压排油

水基纳米流体具有很好的适配性,能够进入渗透率低的油藏储层发挥特有的功效。采用硅烷偶联剂法改性纳米二氧化硅,优选分散剂制备了功能纳米二氧化硅流体分散液(0.05wt%改性纳米+0.01wt%APE-X)。利用动态光散射粒度仪分析了改性纳米粒度主要分布在20～30 nm,且澄清透明。通过润湿吸附测试、降压增注、渗吸物理模拟实验考察纳米流体分散液的性能。结果表明,改性纳米颗粒可以分散吸附在岩石壁面,从而改变岩石的润湿性,"滑移效应"让注入流体进入微孔道;当注入量不高于0.3PV倍孔隙体积(PV)时,高效地降低注入压力,最高的降压率达到34%,纳米分散液进入储层后具有比常规表面活性剂更好的渗吸排油能力。     

功能纳米流体分散液的制备与降压排油的

水基纳米流体具有很好的适配性,能够进入渗透率低的油藏储层发挥特有的功效。采用硅烷偶联剂法改性纳米二氧化硅,优选分散剂制备了功能纳米二氧化硅流体分散液(0.05wt%改性纳米+0.01wt%APE-X)。利用动态光散射粒度仪分析了改性纳米粒度主要分布20~30nm,且澄清透明。通过润湿吸附测试、降压增注、渗吸物理模拟实验考察纳米流体分散液的性能。结果表明,改性纳米颗粒可以分散吸附在岩石壁面,从而改变岩石的润湿性,“滑移效应”让注入流体进入微孔道;当注入量不高于0.3PV时,高效地降低注入压力,最高的降压率达到34%,纳米分散液进入储层后具有比常规表面活性剂更好的渗吸排油能力。     

水稻秸秆改性及吸油性能研究

为了更加合理高效地利用废弃农作物秸秆,同时制得价格低廉性能优越的天然吸油材料,本文对水稻秸秆进行了相关改性.利用丙酮和正己烷对水稻秸秆预处理,预处理后的水稻秸秆在一定温度下利用无水乙酸改性.未改性水稻秸秆对不同油品的吸油量、保油率分别为原油6.68 g/g和8%,植物油11.1 g/g和17%.通过对比不同改性时间和改性温度,在本实验设定的温度时间范围内,120℃,4 h改性效果相对较好.改性后水稻秸秆对不同油品的吸油量、保油率分别为原油16.5 g/g和21.4%,植物油19.2 g/g和34%.利用傅里叶变换红外光谱仪和电子显微镜对吸油材料表征,结果表明,水稻秸秆中纤维素、木质素和非纤维素上的羟基发生反应,导致结构发生转变,结晶度下降,孔隙明显增大增多,比表面积增大.     

LiFePO_4锂电池正极材料的Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3包覆改性

研究了以快离子导体Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3(LLTO)包覆的LiFePO_4正极材料的锂离子电池的电化学性能。采用溶剂热法制备锂电池正极材料LiFePO_4,再采用溶胶凝胶法制备的LLTO粉体对LiFePO_4进行包覆,包覆量为LiFePO_4质量分数的1%~4%.通过进行充放电测试、交流阻抗测试及循环伏安测试,研究了不同包覆量对电池的充放电比容量、循环性能及可逆性的影响。发现当LLTO含量为3 wt%,2 C、5 C时,充放电时相对于没有包覆LLTO的电池正极材料的比容量分别提高29.7%、31.6%,30次循环之后,容量损失率减小4.13%,循环伏安曲线上氧化还原峰之间的电位差仅为0.117 V,以3 wt%的LLTO包覆改性LiFePO_4显著提高了电池的电化学性能。     

PVA改性半纤维素-g-AA/膨润土复合高吸水树脂合成研究

为使再生纤维和造纸行业生产过程中产生的带碱半纤维素废液得到有效利用,解决传统高吸水树脂成本高、耐盐性差、凝胶强度低等问题,以半纤维素、部分中和的丙烯酸、膨润土为原料,过硫酸铵-亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,引入聚乙烯醇（PVA）,在微波辐射条件下合成了聚乙烯醇改性半纤维素-g-丙烯酸/膨润土半互穿网络高吸水树脂,采用FTIR,TG和SEM对产物结构和性能进行表征和测试,考察PVA的引入及其与黏土的协同作用对树脂网络结构和吸液、保水性能的影响。结果表明：在半纤维素-g-丙烯酸/膨润土基础上引入适量的PVA,可以成功制得聚乙烯醇改性半纤维素-g-丙烯酸/膨润土复合高吸水树脂;当PVA质量分数为3%时,树脂的吸水率和吸盐水率分别提高了40.6%和34.7%;改性后树脂的三维网络结构得到有效改善,表现出良好的吸液性能和保水性能。在纤维素综合利用中,利用半纤维素废碱液制备高吸水树脂,可以变废为宝,经济效益和社会效益明显。     

改性再生纤维素膜的制备及表征

为了获得改性再生纤维素膜并对改性再生纤维素膜的性能有所了解,以聚乙烯醇(PVA)1750±50、1799和多壁碳纳米管(MWCNT)为材料分别对纤维素膜进行改性试验,通过差示扫描量热法和拉伸强度试验对改性膜进行了性能表征。结果表明:PVA1750±50、PVA1799、MWCNT与再生纤维素有良好的兼容性;PVA1750±50和PVA1799均能提高改性膜的拉伸强度;当PVA1750±50含量为1%时,改性膜热分解温度提高,热稳定性增强;改性膜的溶胀性较纯RC膜均有提高,吸水性能增强。     

氧化多壁碳纳米管对PVA-CS-O-MWNTs/PAN渗透汽化膜性能的影响

在涂膜液聚乙烯醇(PVA)-壳聚糖(CS)混合物中加入无机相氧化多壁碳纳米管(O-MWNTs),使用浸渍法涂膜的方式制备PVA-CS-O-MWNTs/PAN中空纤维膜(PAN为聚丙烯腈),应用于渗透汽化分离甲醇(Me OH)/碳酸二甲酯(DMC)混合物.考察了O-MWNTs含量、热处理温度、料液温度对渗透汽化性能的影响.结果表明,加入氧化多壁碳纳米管可以提高PVA-CS/PAN膜的渗透通量、亲水性和机械性能.较佳的工艺条件为:O-MWNTs质量分数为0.1%,热处理温度为80℃,料液温度为40℃,Me OH的质量分数为70%.在此实验条件下,PVA-CS-O-MWNTs/PAN膜的渗透汽化性能达到最佳,渗透通量为210 g·m-2·h-1,甲醇选择性为7.82.     

纤维素/大豆分离蛋白/蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究

以离子液体为溶剂，天然竹纤维和高度剥离的大豆蛋白/蒙脱土（SPI/MMT）复合材料为原料，采用溶液共混的方法制备了纤维素/SPI/MMT纳米复合材料。讨论了SPI/MMT的加入对于MMT在纤维素基体中分散程度的影响。通过XRD，SEM，TG，力学性能、阻隔性能测试等方法研究了纤维素/SPI/MMT纳米复合材料的相容性，结构及MMT的加入对于纤维素性能的影响。实验结果表明，当MMT含量小于6wt%时，可以形成剥离或插层结构的纤维素/SPI/MMT纳米复合材料，材料具有较好的力学性能，热稳定性和气体阻隔性能。     

纤维素/大豆分离蛋白/蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究

以离子液体为溶剂，天然竹纤维和高度剥离的大豆蛋白/蒙脱土（SPI/MMT）复合材料为原料，采用溶液共混的方法制备了纤维素/SPI/MMT纳米复合材料.讨论了SPI/MMT的加入对于MMT在纤维素基体中分散程度的影响.通过XRD，SEM，TG，力学性能、阻隔性能测试等方法研究了纤维素/SPI/MMT纳米复合材料的相容性，结构及MMT的加入对于纤维素性能的影响.实验结果表明，当MMT含量小于6wt%时，可以形成剥离或插层结构的纤维素/SPI/MMT纳米复合材料，材料具有较好的力学性能，热稳定性和气体阻隔性能.     

热固性高固体分丙烯酸酯树脂的合成和改性研究

摘要:以BPO和AIBN为引发剂,在引发剂用量分别为2.5%和8%（质量分数）时合成了羟基丙烯酸酯树脂,并用丙烯酸环氧酯改性．用甲醚化三聚氰胺甲醛树脂固化羟基丙烯酸酯树脂,固化过程的DSC曲线表明树脂为中低温固化．测试了系列树脂的分子量和粘度以及树脂固化涂膜的机械性能,耐化学试剂性能和热稳定性能等．发现并讨论了在引发剂BPO用量提高到较高浓度时树脂的分子量和粘度增加的现象.改性后羟基丙烯酸酯树脂固化涂膜具有良好的机械性能,耐酸性能得到明显提高,热稳定性也有一定的提高．     

聚苯乙烯改性纤维素纳米晶体对聚甲基丙烯酸甲酯热稳定性的增强作用

采用原子转移自由基聚合(SI-ATRP)在纤维素纳米晶体(CNC)表面接枝聚苯乙烯,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)对改性前后的纤维素纳米晶体的化学结构和热稳定性进行了研究。测试结果表明,聚苯乙烯可成功地接枝到纤维素纳米晶体的表面; 纤维素纳米晶体的热分解温度由150 ℃上升到220 ℃,改性后纤维素纳米晶体的热稳定性得到提高。采用溶液浇铸法制备聚甲基丙烯酸甲酯/纤维素纳米晶体复合材料(PMMA/CNC),并利用TGA、透光率测试对复合材料热稳定性和透光率进行了研究。结果表明,当温度达到350 ℃时,PMMA/CNC的热分解温度比纯PMMA提高了近150 ℃, CNC的加入量为1%时,复合材料的透光率为89%,接近纯PMMA的透光率(91%)。聚苯乙烯改性纤维素纳米晶体可用于在保持PMMA透明性的前提下更好地改善PMMA复合材料的热稳定性。     

银基玻璃抗菌剂/硅胶复合材料的制备与性能研究

以硅胶和玻璃系纳米银离子抗菌剂为原料，采用共混法制备了一系列抗菌剂含量为0.2 wt%～1.0 wt%的银基玻璃抗菌剂/硅胶复合材料，并研究了其耐热性能、力学性能、透过率和抗菌性能.结果表明，添加抗菌剂1.0 wt%的硅胶复合材料，其5%热分解温度位于459℃,较未添加抗菌剂有所提高；拉伸强度和拉伸弹性模量随抗菌剂含量增加而出现略微下降，分别为4.42～3.35 MPa, 1.13～1.02 MPa;透光性测试显示，随着抗菌剂的增加，透光性逐渐下降，但整体保持半透明状态，其中抗菌剂添加量为0.2 wt%样品的透过率为58%;硅胶复合材料抗菌性能测试结果显示，抗菌剂低添加量就可对大肠杆菌起到良好的抑制作用，1.0 wt%抗菌剂添加的样品抗菌率达到了99.68%,且在80℃高温水浴1 h后，其抗菌性能无明显影响.     

聚丙烯/凹凸棒土复合材料的制备与性能研究

本文以聚丙烯(PP)为基体,分别以凹凸棒土(ATB)有机改性凹凸棒土(ATBf)为无机粒子填充剂,通过熔融共混的方法制备了PP/ATB、PP/ATBf复合材料。对改性ATBf进行了TEM结构表征并讨论和比较了ATB、改性ATBf对PP/ATB、PP/ATBf复合材料的机械性能、流动性能、结晶行为的影响。结果表明PP-g-MAH均匀地吸附在ATB表面,达到了表面改性的效果测试,ATB和ATBf的加入都能使复合材料的拉伸性能和冲击性能大大提高:在ATB含量为1wt%时,PP/AT复合材料的拉伸强度达34MPa,冲击强度达到了2.8kJ/m2;当ATBf的含量达到2wt%时,PP/ATBf复合材料的拉伸强度达到了37.5MPa,冲击强度明达到了3.3kJ/m2。ATB、ATBf的加入,对基材起到了明显的成核作用,降低了复合体系对对结晶温度的依赖性,提高了结晶速率。ATB的加入对复合材料熔融指数的增加不大,而ATBf的加入对提高了复合材料流动性能。     

两亲性膨润土稳定的皮克林乳液用于低黏稠油冷采

对于低粘稠油,冷采降粘技术是最主要的采油方法之一。本工作利用硅羟基与聚乙烯接枝马来酸酐间的酯化反应,对亲水性膨润土颗粒进行了疏水改性,制备了具有较高两亲性的膨润土微米颗粒HMBent。粘土自 身固有的双电层结构、高热稳定性及补强性能使HMBent稳定的乳液具有较强耐盐性、耐温性及抗剪切性。同时,增强的表面活性使HMBent驱替液具有更高的乳化能力及机械性能,从而有效提升了驱替液的降粘效果和驱油效率,其降粘率和原油采收率分别达97.35%及73.6%。     

锂离子电池用PSA/PET/PSA复合无纺布隔膜结构与电解质吸附性能

以聚酯(PET)无纺布为基体材料,通过静电纺丝将聚芳砜(PSA)纳米纤维修饰到PET无纺布表面,得到PSA/PET/PSA复合锂离子电池隔膜。通过扫描电子显微镜表征、接触角测试、电解质渗透试验、隔膜孔隙率和电解质保有率测试,以及电解质吸咐试验,对复合隔膜的结构及电解质吸附性能进行研究。结果表明:具有纳米孔结构的PSA静电纺丝层与微米孔结构的基体材料成功复合并得到"三明治结构"的复合隔膜,其具有三维贯通的孔结构。电解质在隔膜中的突破压力为127.2 Pa,突破压力下电解质流速为0.019 57 cm3/s,以此计算得到复合隔膜突破孔隙半径为286.0μm,突破孔隙有效长度为0.24μm。复合隔膜电解质保有率(338%)相比商用聚丙烯(PP)隔膜(163%)提高了107%。电解质吸附行为研究得到复合隔膜电解质扩散系数为0.226 1,比商用PP隔膜(0.003 4)提高了近66倍。