纤维素基水凝胶抑制磷酸铁锂电池火灾性能研究

近年来,锂离子电池火灾事故频发,且火灾事故的后果也极为严重,开发锂离子电池高效灭火剂成为研究的热点之一。本文采用高分子材料、交联剂与阻燃剂合成了一种纤维素基阻燃水凝胶,并与水按比例复配成水凝胶灭火剂,搭建锂离子电池灭火试验平台进行了灭火试验。灭火试验表明,与纯细水雾相比,该种水凝胶灭火剂能够更快速地降低电池表面的温度并有效扑灭明火,高温时,能够覆盖于电池表面,起到持续降温的作用,有效降低了第二温度峰的高度。且加入阻燃剂后能够进一步提高降温速率,对磷酸铁锂电池具有良好的灭火效果,可用于锂离子电池应急消防灭火工作中。

三元N-乙烯基吡咯烷酮共聚物高亲水性接触镜水凝胶的制备

以三甘醇为单体稀释剂,合成了N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)-α-甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)-甲基丙烯酸乙酯(EMA)三元共聚水凝胶,确定了较优工艺条件为:w(EMA)=6％,m(单体稀释剂):m(单体总量)=0.3:1,引发剂(偶氮二异丁腈)加入量为单体总量的0.1％(质量分数),交联剂(Bis)的加入量为0.1％(质量分数),在90℃反应20 h。分析结果表明:所合成的水凝胶具有良好的光学透明度和机械强度,其平衡含水量大于84％,拉伸强度为1.42 MPa。比NVP-HEMA二元共聚物的机械强度(0.51 MPa)约提高了2倍。

医用复合亲水材料的实验研究

水凝胶材料是一类在医学方面具有较大开发潜力的生物材料.单一的水凝胶材料虽然生物相容性良好,然而往往具有机械性能较差等不足.本研究利用高分子共混原理,将亲水性的甲基丙烯酸羟烷酯同非亲水性的丙烯酸酯复合,制备出新型复合亲水材料,使其兼具两者的特点以适应特殊要求.在制成新材料的基础上,进行一系列的理化性能分析和表征.

盐度超敏感离子水凝胶的制备及其在可视化盐度检测和智能液体阀上的应用

对超低浓度盐溶液响应产生大尺度形变的功能水凝胶在海水渗透能收集、刺激响应分离材料、智能传感和致动器等方面具有广阔的应用前景.本文结合聚电解质和两性离子聚合物开发了一种盐度超敏感离子水凝胶.以稀盐作为分散介质时,水凝胶体积缩小为原来1/60.本文研究了盐响应水凝胶的溶胀、形态和力学性能,并基于拉曼光谱对聚合物网络盐响应重构行为进行了表征.此外,利用毛细管和盐响应水凝胶成功设计了一种可视化、便携离子检测计,可媲美商用水质监测计.同时开发了具有传感和致动功能的智能液阀,用于自动感应调节液体的流出和输送.该盐敏感水凝胶在淡水监测和调控、海水渗透能收集、刺激响应分离材料、智能软机器人和电子穿戴等方面具有很大的应用潜力.

磁性温敏水凝胶的制备及其在交变磁场中的热效应研究

目的制备磁性温敏水凝胶并考察其在体外交变磁场中的升温情况以及影响因素。方法以混旋丙交酯、乙交酯和聚乙二醇1500为原料采用开环聚合法合成聚丙交酯-乙交酯-聚乙二醇-聚丙交酯-乙交酯(PLGA-PEG-PLGA)共聚物,加入不同剂量的磁流体配制成不同浓度的磁性温敏水凝胶,设定不同交变磁场电流,分别观察磁流体浓度和交变磁场电流对体系升温的影响。结果所制备的聚丙交酯-乙交酯-聚乙二醇-聚丙交酯-乙交酯共聚物具有良好的温度敏感性,加入磁流体后仍可保持其原有的温敏性;磁流体5、10、20 min的温升与磁流体的浓度呈直线正相关关系(r=0.998 5、0.989 3和0.971 1,n=3),与磁场电流呈直线正相关关系(r=0.994 8、r=0.997 7和0.999 4,n=4)。结论磁性温敏水凝胶具有良好的温度敏感性,并且在体外交变磁场中能够很好的升温并达到水凝胶相变温度使其发生相变。并可通过改变磁流体的浓度和交变磁场电流来实现对体系温度的控制。