最新刊期
      2015 年 第 卷 11 期

        专论

      • 向明,蔡燎原,曹亚,亢健,吴桐
        2015(11): 1235-1245. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15165
        摘要： 总结了对-PP铸片晶片分布的均匀性进行快速评价,进而衡量隔膜的孔径分布、厚度分布均匀性的最新研究思路和进展.相关研究通过精确控制结晶温度制备了5组具有相似结晶度、高晶含量但是不同晶片厚度分布的-PP流延铸片,并对其晶片的厚度分布情况进行分析.对其进行拉伸测试,发现了其应力应变曲线出现奇特的二次屈服现象.通过对-PP在不同拉伸阶段的结构形态进行详细表征,得出二次屈服点是折叠链晶片拉直转化为无定型相的过渡点.同时发现晶晶片分布越窄,二次屈服出现时的应变值就越大.另一方面,对铸片进行双向拉伸制备隔膜,发现晶片分布越窄的铸片生产的隔膜孔径分布就越窄.退火热处理后的拉伸测试也进一步验证了此规律.因此,可利用室温下的单轴拉伸测试对-PP流延铸片内部晶片分布宽度,以及其所制备隔膜的孔径分布进行简单而有效地评价.  
        关键词：聚丙烯;二次屈服;晶片分布宽度;孔径分布均匀性   
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        发布时间：2021-03-19

        综述

      • 刘志宏,柴敬超,张建军,崔光磊
        2015(11): 1246-1257. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15147
        摘要： 随着锂离子电池单体容量及模块容量的提高,电池的安全性问题愈发严峻.传统的聚烯烃隔膜尺寸耐热性能较差,因而迫切需要开发高安全性的锂离子电池隔膜.纤维素是一种热固性高分子材料,具有耐热性能优异的优点,而且其天然产量大,成本低,易于抄纸加工,特别适用于制造尺寸热稳定性好的新型锂离子动力电池隔膜.本文主要综述了近年来纤维素基锂离子电池隔膜的研究进展,并对该领域的未来应用和挑战进行了展望.  
        关键词：锂离子电池;隔膜;纤维素;复合材料   
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        发布时间：2021-03-19
      • 康卫民,马晓敏,赵义侠,赵卉卉,程博闻,刘延波
        2015(11): 1258-1265. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15161
        摘要： 锂硫电池因其具有较高的理论容量和能量密度、原料丰富、环保性好、成本低等优点,被认为是目前最具发展潜力的新型高性能电池之一.锂硫电池主要由正极材料、电解液、隔膜以及负极材料构成.隔膜作为锂硫电池的重要组成部分之一,其性能优劣对电池整体性能有着重要的影响,高品质隔膜材料开发已是锂硫电池重要研究方向之一.本文全面综述了聚烯烃、聚环氧乙烷、聚偏氟乙烯、共混聚合物等微孔隔膜和纳米纤维多孔膜在锂硫电池隔膜材料中的最新研究进展,并对未来高性能锂硫电池隔膜材料的开发进行了展望.  
        关键词：锂硫电池;隔膜材料;改性;纳米纤维   
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        发布时间：2021-03-19
      • 沈衡,赵宁,徐坚
        2015(11): 1266-1270. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15145
        摘要： 随着科学技术的日新月异,作为绿色电池之一的锂离子电池已成为储能最重要的途径,亦是移动信息和日常生活中不可或缺的产品.锂离子电池隔膜是锂离子电池的重要组成部分,隔膜在正负电极之间起物理隔离作用,可以有效防止电路短路,同时隔膜允许锂离子从中通过,使电池充放电功能得以实现.因此,锂离子电池隔膜对锂电池性能和安全性有着重要的影响.为了了解锂离子电池隔膜技术在世界范围及国内的分布及发展趋势,通过德温特(DII)数据库以及国家知识产权局专利检索与服务系统分别对近十年(2005~2014年)国际范围内及国内专利情况进行了检索和统计,并对其知识产权的发展趋势进行分析和预测.  
        关键词：锂离子电池;隔膜;专利   
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        发布时间：2021-03-19

        研究论文

      • 姜红娟,张燕青,吴大勇,于晓慧,操建华
        2015(11): 1271-1279. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15138
        摘要： 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2 m,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 LiPF6/(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5.0410-3S/cm,电化学稳定窗口达到4.62 V (Li/Li+).组装成LiFePO4/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.  
        关键词：静电纺丝;复合纳米纤维膜;锂离子电池;界面稳定性   
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        发布时间：2021-03-19
      • 李丹,王丽华,刘帅,任晓玲,韩旭彤
        2015(11): 1280-1287. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15152
        摘要： 以浓硫酸为溶剂和磺化剂制备磺化度(DS)为65%的磺化聚醚醚酮(SPEEK),根据SPEEK和氧化石墨烯(GO)不同质量比制备一系列共混膜(S/GO).对共混膜的含水量、离子交换容量、面电阻、质子电导率、钒离子渗透率、机械强度以及耐氧化性进行研究.采用扫描电子显微镜(SEM)观察S/GO共混膜的形态;通过热重分析(TG)表征共混膜的热稳定性.结果表明随着GO引入量的增加,共混膜的含水量增加,离子交换容量(IEC)降低,质子电导率减小,钒离子渗透率减小,机械性能增强.共混膜能量效率均高于Nafion115,其中S/GO-2(GO含量2 wt%)的电池效率最佳,能量效率达到80%,相比于Nafion115提高近9%.在运行100次循环以后S/GO共混膜电池效率稳定性良好.S/GO共混膜有望在全钒液流电池中得到应用.  
        关键词：磺化聚醚醚酮;氧化石墨烯;全钒液流电池;钒离子渗透;电池效率   
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        发布时间：2021-03-19
      • 胡志宇,李利平,周建军,李林
        2015(11): 1288-1293. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15158
        摘要： 用氧化铝(Al2O3)、硫酸钡(BaSO4)、锆钛酸铅(PZT)、二氧化钛(TiO2)、气相二氧化硅R202(RSiO2)、A380(ASiO2)和沉淀相二氧化硅(PSSiO2)7种无机纳米材料制备成分散液,在单向拉伸聚丙烯(PP)隔膜表面单面涂覆制备了复合隔膜.对复合隔膜的形貌、透气性及热稳定性进行了研究,并通过线性扫描曲线和不同倍率下电池充放电循环考察了复合隔膜对电解液的电化学稳定性和电池循环性能的影响.结果表明,7种复合隔膜与空白PP隔膜相比,在140 ℃下的热收缩率均减小1倍以上,表明其中无机纳米材料对PP隔膜的热收缩性能有很大改善.电池循环性能研究表明,这几种复合隔膜电池循环性能都有不同程度的提高,且在较高倍率下依旧可以发挥优势(ASiO2涂层复合隔膜除外).ASiO2涂层复合隔膜电池在2 C高倍率放电时容量快速衰减,其原因可能是ASiO2过大的比表面积增加了锂离子迁移的阻力.  
        关键词：锂离子电池;无机涂层;复合隔膜   
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        发布时间：2021-03-19
      • 李剑思,王晶,陈春海,党国栋,周建军,李林
        2015(11): 1294-1298. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15159
        摘要： 以单向拉伸的PP隔膜为基膜,PVDF、PTFE、PEK-C、PES和PPSU等多种具有耐高温性能的聚合物为涂层材料,制备了有机/PP复合隔膜.对复合隔膜的形貌、透气性及热稳定性进行了研究,并考察了复合隔膜对电解液的电化学稳定性和电池循环性能的影响.研究发现,有机复合隔膜的透气性能略有降低,但热收缩性能有了明显的改善.电化学性能表明,复合隔膜在锂离子电池工作的电化学窗口性能稳定.电池循环性能发现,采用有机复合隔膜电池的放电容量普遍增加,倍率放电性能也优于使用PP隔膜的电池.  
        关键词：有机复合隔膜;锂离子电池;聚丙烯隔膜   
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        发布时间：2021-03-19
      • 戴泽辉,刘宏宇,高阳,徐军,郭宝华
        2015(11): 1299-1306. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15176
        摘要： 为了降低目前商用聚乙烯锂离子电池隔膜在闭孔温度下的热收缩比率、同时提高复合隔膜的电化学性能,通过浸没沉淀法在聚乙烯(PE)隔膜两侧涂覆聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯(PVDF-HFP)微孔涂层.通过改变强沉淀剂和弱沉淀剂的比例,研究混合沉淀剂与溶剂的溶度参数差异()对于微孔涂层结构的影响.随着逐渐增加,固-液相分离产生的微孔结构逐渐扩展,涂层由致密表面结构向球状颗粒聚集的微孔结构转变.微孔涂层的结构对于复合隔膜的热收缩比率、电化学性能均有明显的影响.在沉淀剂中水含量40%、60%的条件下,成功地制备出了热收缩显著降低,电导率、循环性能和倍率性能等电化学性能均有所提升的三层复合隔膜.  
        关键词：复合微孔隔膜;聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯;热收缩;锂离子电池   
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        发布时间：2021-03-19
      • 刘宏宇,徐军,郭宝华,李建军,何向明
        2015(11): 1307-1312. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15178
        摘要： 以二氧化硅(SiO2)为陶瓷颗粒,以聚乙烯醇(PVA)为粘结剂,以水为分散介质,制备出一种水性SiO2分散液.采用浸涂法将SiO2陶瓷层涂覆到聚丙烯(PP)隔膜表面.对SiO2/PVA涂覆层的表面及断面形貌进行了表征,对原隔膜及复合隔膜的孔结构进行了分析,对水及水性SiO2分散液在隔膜表面的接触角进行了测试,并研究了陶瓷涂覆层对隔膜热稳定性、润湿性、吸液量、离子电导率、倍率性能及循环性能的影响.测试结果表明,涂覆层具有多孔网络结构,其厚度仅为800 nm.涂覆层的引入,使复合隔膜的孔隙率增大到62.9%,而其Gurley数则降低到515 s.与原隔膜相比,复合隔膜的热收缩率降低,液体电解液对复合隔膜的润湿性明显改善,复合隔膜的吸液量和离子电导率增大,电池倍率性能和循环性能提高.  
        关键词：陶瓷涂覆层;水性分散液;多孔网络结构;聚丙烯隔膜   
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        发布时间：2021-03-19
      • 姜鸿基,张金龙
        2015(11): 1313-1321. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15074
        摘要： 通过将咔唑和芴衍生物之间进行Suzuki偶联反应得到大分子引发剂,再通过原子转移自由基聚合引入8-羟基喹啉和叔丁基功能化的丙烯酸酯类单体,得到了具有刚性主链柔性侧链结构的蓝光聚合物分子刷P2和P3.聚合物P2在四氢呋喃中的紫外吸收最大峰在330 nm左右,薄膜的紫外吸收峰基本没有变化,聚合物P2在四氢呋喃中的荧光发射峰在460 nm的蓝光区域,薄膜的荧光发射峰有10 nm左右的蓝移.聚合物P3在四氢呋喃中的紫外吸收最大峰在355 nm左右,薄膜的紫外吸收峰没有变化,荧光发射在430 nm的蓝光区域,薄膜的荧光发射峰红移了50 nm左右.对聚合物P2在不同温度、不同体积比水和四氢呋喃混合溶剂以及溶液pH值条件下自组装形成胶束的行为发现,聚合物P2在溶液pH值为11时,形成核-壳结构的胶束;在不同实验条件下聚合物P2自组装形成胶束的形貌也有较大区别.对聚合物P3不同实验条件下自组装形成胶束的行为发现,聚合物P3在体积比为3:2的四氢呋喃和水混合溶剂中更易形成稳定的胶束;聚合物P3的水溶性比聚合物P2差,这使该聚合物更易在水含量更高的混合溶剂中形成规整的球形胶束.  
        关键词：蓝光;聚合物分子刷;自组装;胶束;形貌   
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        发布时间：2021-03-19
      • 门菲,张洁,崔宇恒,张立群,岳冬梅
        2015(11): 1322-1327. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15076
        摘要： 利用丙炔胺分别和Boc-L-丙氨酸及丙烯酸反应合成了Boc-L-丙氨酸丙炔酰胺和丙烯酸丙炔酰胺2种单体,即手性单体1和非手性单体2.以(nbd)Rh+[6-C6H5B-(C6H5)3]为催化剂将2种单体进行共聚制得产率为60%,相对数均分子量Mn=2.0104的新型螺旋聚合物.圆二色光谱(CD)及紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱表征发现聚合物具有很强的光学活性且能形成单一方向的螺旋构象.共聚物的螺旋构象不受非手性单体的影响,共聚物的光学活性及CD吸收峰的强度比均聚物略低.在三氟乙酸/二氯甲烷混合溶液作用下将聚合物侧链上的叔丁氧羰基(Boc)基团脱除得到带有氨基的螺旋聚合物.利用缩合方法将带有氨基的螺旋聚合物接枝到改性后的SiO2纳米粒子表面,经热失重曲线计算得到表面接枝密度=2.4 mol/m2.最后采用蒸馏-沉淀聚合方法制备手性荧光聚合物微球,并利用TEM及SEM观察手性荧光聚合物微球的表面形貌及粒径.紫外-可见吸收光谱及荧光光谱表明新型手性荧光聚合物微球具有一定的荧光性能,并将在药物运载、生物标记学领域发挥作用.  
        关键词：手性;聚乙炔;螺旋构象;荧光;纳米粒子   
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        发布时间：2021-03-19
      • 王腾,宋然,刘念,庹新林
        2015(11): 1328-1335. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15080
        摘要： 利用2,3,4,5,5,5-六氟-2,4-双(三氟甲基)戊基甲基丙烯酸酯(FDPMA)聚合前后溶解性的差异,研究其在与端双键聚氨酯低聚物聚合过程中的自组装行为.通过两步反应制备端双键聚氨酯低聚物(DCU),然后通过自由基反应制备出含氟聚氨酯(FU).FU的聚合过程和典型的乳液聚合类似,聚合初期有蓝光效应,然后会逐渐形成稳定的乳液.利用动态光散射(DLS)研究了自组装微粒随着反应时间的变化趋势.通过透射电镜(SEM)对形成的自组装结构的研究进一步证实了FU在聚合的过程中会形成稳定的纳米结构,但是这种纳米结构受各组分含量的影响较大,导致其结构在脱去溶剂固化的过程中会发生变形或二次组装,形成各种形态的纳米或微米结构.利用透射电子显微镜(TEM)证明了这些自组装生成的纳米微球具有明显的核壳结构.所有结果证明FDPMA聚合前后溶解性的差异可以作为一种有效的手段来制备和调控自组装纳米结构.  
        关键词：含氟聚氨酯;共聚物;聚合诱导自组装   
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        发布时间：2021-03-19
      • 王慧萍,丁妮,周佑亮,陈艳军,张超灿
        2015(11): 1336-1343. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15081
        摘要： 以天然高分子壳聚糖季铵盐和海藻酸钠为壁材,利用气-液剪切原理,在自制的微通道装置中通过复凝聚法形成壳聚糖季铵盐/海藻酸钠微胶囊;同时,原位沉淀法得到的CaCO3微粒被引入到微胶囊的囊壁中,最终得到壳聚糖季铵盐/海藻酸钠/CaCO3复合微胶囊.通过三维显微镜和扫描电镜观察复合微胶囊形态和尺寸,并统计复合微胶囊的平均粒径,探索制备复合微胶囊的最佳工艺条件.研究复合微胶囊在不同pH条件下、不同离子强度溶液中的溶胀行为.以水杨酸钠为模型药物,探讨复合微胶囊对药物的包埋作用和释放性能.  
        关键词：微胶囊;气-液剪切;天然高分子;CaCO3微粒;溶胀行为;药物释放   
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        发布时间：2021-03-19
      • 焦宇,陈冬,肖梦睫,丁晓双,方杰,范冯岚
        2015(11): 1344-1352. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15079
        摘要： 通过环氧氨解反应,将聚醚胺(Huntsman Jeffamine M-2005)共价接枝到氧化石墨烯表面,同时实现氧化石墨烯的还原.通过红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱、X射线衍射分析(XRD)、以及透射电镜(TEM)对聚醚胺接枝的还原石墨烯材料进行了表征. 结果表明,聚醚胺不仅成功地接枝到了还原氧化石墨烯表面,而且还一定程度上还原了氧化石墨烯. 进一步地,将聚醚胺接枝的还原氧化石墨烯添加到环氧树脂中,制备了功能化石墨烯/环氧树脂纳米复合物. 热重分析(TGA)和极限氧指数(LOI)测试显示当聚醚胺接枝的还原石墨烯添加量为10 wt%时,复合物的残碳率(700 ℃)和LOI分别提高了137%和30%,表明聚醚胺接枝的还原石墨烯显著提高了环氧树脂的阻燃性能,是一种优良的具有潜在应用价值的阻燃剂.  
        关键词：石墨烯;聚醚胺;共价接枝;环氧树脂纳米复合物;阻燃   
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        发布时间：2021-03-19
      • 陈涛,史楠,高保娇
        2015(11): 1353-1362. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15139
        摘要： 通过分子设计, 将大量可聚合双键引入交联聚乙烯醇(CPVA)微球表面, 然后采用穿过法(grafting through method)将对苯乙烯磺酸钠(SSS)接枝于CPVA微球表面, 制备了具有阴离子聚电解质接枝刷状结构的接枝微粒CPVA-g-PSSS. 采用红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对接枝微粒进行了表征, 使用zeta 电位分析仪测定了接枝微粒zeta 电位曲线. 将接枝微粒CPVA-g-PSSS用于对胰蛋白酶(TRY)和溶菌酶(LZM)2种碱性蛋白的吸附, 考察了主要因素对吸附性能的影响, 探讨了吸附机理, 研究了吸附热力学. 研究结果表明, 采用本研究的方法, 可顺利的实现阴离子单体SSS的接枝聚合. 在强静电相互作用的驱动下, 阴离子聚电解质接枝刷CPVA-g-PSSS对2种碱性蛋白表现出很强的吸附能力. 介质的pH值对吸附容量有很大的影响, 随着介质pH值的增大, TRY和 LZM的吸附容量均呈现先增大后减小的变化趋势, 当pH值等于它们的等电点时, 具有最高的吸附容量(TRY, 82 mg/g; LZM, 78 mg/g). 以2种碱性蛋白等电点为界, 离子强度对吸附容量产生完全相反的影响作用, 当介质pH值等于它们等电点时, 吸附容量几乎不随电解质的浓度发生变化. 吸附是一放热过程, 且使体系的熵值增大.  
        关键词：交联聚乙烯醇微球;对苯乙烯磺酸钠;聚电解质接枝刷;碱性蛋白质;吸附机理   
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        发布时间：2021-03-19
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