聚氧化乙烯(PEO)及其与高氯酸锂复合体系的非等温结晶动力学研究(英文)

用示差扫描量热法(DSC)研究了PEO及其与高氯酸锂复合体系的非等温结晶过程。分别用Jeziorny方法、一种结合Avrami和Ozawa方程的方法对该体系的非等温结晶过程进行了研究,分别得到PEO进行非等温结晶时的动力学参数。结果表明LiCl O4晶粒缩短了PEO的结晶时间,使复合体系中PEO的结晶速率要大于纯PEO;但纯PEO结晶时形成的晶体更完善。为使二者达到相同的相对结晶度,纯PEO体系需要更大的冷却速度。LiCl O4微粒能有效地将PEO的结晶相转变成非晶相,也就是说LiCl O4可有效地抑制PEO的结晶过程。

聚合物电解质组成与结构特征的研究进展

聚合物电解质在锂离子电池方面具有广泛的应用前景。聚合物电解质的离子电导率是决定其应用的重要因素,离子电导率与聚合物电解质的组成和结构有着重要的关系。本文结合近几年的相关文献,综述了锂离子电池用的聚合物电解质的组成与结构特征的研究进展,说明了今后的研究方向。

聚氧化乙烯(PEO)及其与高氯酸锂复合体系的等温结晶动力学研究(英文)

用示差扫描量热法研究了PEO及其与高氯酸锂复合体系的等温结晶过程。用Avrami方程分析了PEO和复合体系中PEO的等温结晶动力学,得到了PEO在不同体系中等温结晶时的动力学参数。PEO的Avrami指数n都趋近2.5,说明PEO晶体以三维方式依热成核生长。动力学参数表明,复合体系中PEO结晶时以异相成核为主。LiClO4对PEO等温结晶过程的影响如下:作为PEO结晶的成核剂而加快其结晶过程;增加了复合体系的粘度,缩短了PEO的结晶半时间,使其结晶总速率增大;降低了复合体系中PEO的绝对结晶度。

2-吡啶甲醛改性壳聚糖的合成及螯合性能的研究

以壳聚糖为主体,2-吡啶甲醛为配体,经Schiff碱反应对壳聚糖进行修饰,合成了具有高螯合性能的2-吡啶甲醛缩壳聚糖(PYCTS).采用正交实验法研究,并得到了缩合反应的最佳条件:溶胀温度为65℃,反应物的配比(壳聚糖与2-吡啶甲醛的摩尔比)为1:4,溶液pH值为6.0,反应时间为12 h.经红外光谱表征了其结构.最高缩合率为97.5%.并研究了2-吡啶甲醛改性壳聚糖(PYCTS)对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)离子的静态螯合性能,以及介质种类、介质酸度、金属离子浓度和螫合时间对PYCTS螯合金属离子能力的影响.结果表明,在pH为3～8时,其对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)具有较好的螯合性能,且介质种类和介质酸度对PYCTS螯合金属离子能力的影响较大.

2-吡啶甲醛改性壳聚糖的合成及螯合性能的研究Ⅰ.溶剂和pH值对合成及螯合性能的影响

以壳聚糖和2-吡啶甲醛为原料,合成了具有高螯合性能的2-吡啶甲醛缩壳聚糖(PYCTS).缩合反应的最佳条件:溶胀温度为65℃,反应物配比(壳聚糖与2-吡啶甲醛的摩尔比)为1/4,溶液pH值为6.0,反应时间为12h.最高缩合率为97.5%.产品进行了红外光谱分析(1 651cm-1出现-C=N的强特征吸收峰,1 588cm-1,1 462cm-1出现吡啶环的骨架振动吸收峰,768cm-1出现吡啶环的γ＝C-H弯曲振动的强吸收峰).并研究了PYCTS对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)离子的静态螯合性能,以及介质种类、介质酸度、金属离子浓度和螯合时间对PYCTS螯合金属离子能力的影响.结果表明:在pH为3～8时,其对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)具有较好的螯合性能,且介质种类和介质酸度对PYCTS螯合金属离子能力的影响较大.

PEO／LiClO4复合体系中PEO的等温结晶动力学研究

用差示扫描量热法研究了聚氧化乙烯（PEO）和PEO／LiClO4复合体系中PEO的等温结晶过程。用Avrami方程分析了PEO和复合体系中PEO的等温结晶动力学，得到PEO在不同体系中等温结晶时的动力学参数。PEO的Avrami指数n都趋近2．5，说明PEO晶体以三维方式依热成核生长。动力学参数表明，复合体系中的PEO以异相成核为主。LiClO4对PEO等温结晶过程的影响为：作为PEO结晶的成核剂而加快其结晶过程；增加了复合体系的粘度，缩短了PEO的半结晶时间，使其结晶总速率增大；降低了复合体系中PEO的绝对结晶度。PEO和复合体系中的PEO等温结晶时成核和生长活化能△E分别为59．28kJ／mol、70．85kJ／mol。

新型醇醚类羟丙哌嗪衍生物的合成研究

以苯胺和二乙醇胺为原料,将催化剂Al2O3与TiO2复合改性制得新型催化剂,合成苯基哌嗪,然后依据文献方法,与环氧氯丙烷反应得到环氧丙苯哌嗪,再与二丙二醇甲醚进行醚化制得醇醚类羟丙哌嗪衍生物。与文献方法比较,苯基哌嗪产率由45.0%提高至70.0%,反应温度由220℃降低至160℃。同时探索优化了醚化反应条件:四氢呋喃作为溶剂,反应物配比(醚醇钠盐与环氧丙苯哌嗪的摩尔比)为1∶1,反应温度30℃,反应时间2 h。目标衍生物的结构经红外光谱及核磁共振谱确认。

α-硫辛酸的化学合成

自从α-硫辛酸的结构确定以后,有关α-硫辛酸的各种合成方法先后被报道。其合成分成三类:己二酸合成法,环己酮合成法,生物合成法。其中Baeyer-villiger是生成R型的α-硫辛酸的关键步骤。文章以常用的起始原料分类对α-硫辛酸的合成进行综述。

聚合物电解质P(AALi-AN-BA)/SiO_2/LiX性能的研究

为了制备导电性能良好的聚合物电解质,采用原位复合的方法制得P(AALi-AN-BA)/SiO2有机-无机复合物,其与低温共熔盐(LiX)共混制备出新型高盐含量的P(AALi-AN-BA)/SiO2/LiX复合型聚合物电解质。使用差热(DTA)及交流阻抗谱(IA)技术对聚合物电解质的热性能及导电性能进行了研究,结果表明:随着SiO2含量的增大,聚合物电解质P(AALi-AN-BA)/SiO2/LiX的玻璃化转变温度(tg)增大;SiO2的添加降低了离子迁移的表观活化能(Ea),使电导率升高,当SiO2含量为10%(质量百分数)时电解质的室温电导率可达最高,此时Ea值为40.6 kJ/mol。

一种氧化海藻酸钠基温敏凝胶的制备与性能

合成出一种具有温敏特性的多官能团的大分子聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸甲酯-丙烯酰肼)(PNMH),用它交联氧化的海藻酸钠(OSA),得到可生物降解的温敏凝胶PNMH-OSA.分别以凝胶的透光率随温度变化和凝胶在磷酸盐缓冲液(PBS)中的溶胀比随时间变化来考察凝胶的温敏性能和降解性能,并采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和激光共焦拉曼光谱(LCRS)对样品进行了表征.结果表明,PNMH-OSA凝胶是通过PNMH上的—NHNH2和OSA上的—CHO反应生成C N键而形成的化学交联凝胶;随着凝胶中PNMH量的增加,PNMH-OSA凝胶的温敏性增强,降解时间延长;温敏组分的含量对PNMH-OSA凝胶的溶胀和降解性能与温度的关系影响显著.

原位复合法制备TiO_2/(PEO)_8LiClO_4聚合物电解质

以聚氧化乙烯/高氯酸锂络合物((PEO)8LiClO4)为基体,通过钛酸四丁酯的水解缩合反应在基体中原位生成TiO2粒子,制备了TiO2/(PEO)8LiClO4复合聚合物电解质膜。采用SEM、DSC和交流阻抗方法分别研究了电解质膜的表面形貌、热性能和离子导电性能。结果表明,原位生成的TiO2粒子均匀分散于PEO基体中。复合TiO2后电解质膜的玻璃化转变温度和结晶度降低。电解质膜的离子导电行为满足Arrhenius方程,并在5%TiO2含量时体系的电导率出现最大值5.5×10-5S/cm(20℃)。以此膜为电解质组装的全固态聚合物锂电池放电时电压平稳,20次循环后放电容量保持在107 mAh/g。

偶联剂原位改性SiO_2提高PEO/LiClO_4/SiO_2电导率

以聚环氧乙烷/高氯酸锂络合物(PEO/L iC lO4)为基体,前驱体正硅酸乙酯(TEOS)在基体中水解缩合的同时加入偶联剂KH560改性原位生成的S iO2,制备了PEO/L iC lO4/KH560-S iO2聚电解质膜,采用SEM、AFM、DSC和交流阻抗方法研究了改性前后聚电解质膜的表面形貌、结晶度和电导率。结果表明,改性S iO2在PEO中分散均匀且粒径仅为35 nm,不同S iO2含量下改性后的聚电解质膜电导率均比改性前明显提高。当S iO2质量分数为10%时,PEO/L iC lO4/KH560-S iO2的电导率达到最大值4.8×10-5S/cm(30℃)。

PNIPAm凝胶为载体的复合相变蓄热材料的制备和性能

以聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)热敏凝胶为载体,棕榈酸和月桂酸的混合物为相变蓄热材料,制备了一种无需容器盛装的复合相变蓄热材料。通过IR、DSC、TG、SEM对其结构和性能进行分析。结果表明,脂肪酸与PNIPAm凝胶之间没有发生化学变化,脂肪酸在复合材料中仍保持原来的性质。随脂肪酸含量的增加,相变焓增大,可达100J/g以上;相变起始温度基本上保持不变,而峰值温度和终止温度增大。TG曲线表明材料具有较好的热稳定性。

原位复合法制备P(AALi-AN-BA)/LiX/SiO_2聚合物电解质及其导电性

共聚单体丙烯酸锂(AAL i)、丙烯腈(AN)、丙烯酸丁酯(BA)聚合的同时前驱体正硅酸乙酯(TEOS)水解缩合,在聚合物基体原位生成S iO2粒子,添加复盐L iX(L iC lO4-L iNO3-L iB r共熔盐)后制备了P(AAL i-AN-BA)/L iX/S iO2复合聚合物电解质,用IR和DTA-TG对其进行了表征,采用交流阻抗法研究了电解质膜的离子导电性能。结果表明,原位复合S iO2后体系的热稳定性提高,锂离子传输表观活化能Ea明显降低,电导率增大,当S iO2添加量为10%,L iX含量为75%时,体系的室温电导率达到最大值6.26×10-4S/cm(20℃)。

PEO及其与LiClO_4复合体系的非等温结晶动力学

用示差扫描量热法(DSC)研究了聚氧化乙烯(PEO)及其与高氯酸锂(LiClO4)复合体系的非等温结晶过程。依次用Jeziorny方法、一种结合Avrami和Ozawa方程的方法分析了以上体系中PEO的非等温结晶过程,得到了PEO在不同体系中非等温结晶时的动力学参数。动力学参数表明LiClO4晶粒缩短了PEO的结晶时间,使复合体系中PEO的结晶速率大于PEO体系的,但PEO体系形成更完善晶体;为使二者达到相同的相对结晶度,PEO体系需要更大的冷却速率。结果表明,LiClO4晶粒能够有效地将PEO的结晶相转变成非晶相,即LiClO4可有效地抑制PEO的结晶过程。

共聚改性制备聚丙烯酸锂基固态聚合物电解质

采用溶液共聚的方法,在聚丙烯酸锂(PAALi)基体上引入具有高介电常数的丙烯腈(AN)和具有链柔顺性的丙烯酸丁酯(BA)结构单元,合成了P(AALi-AN-BA)共聚物,将其与低温共熔盐LiX(LiClO4-LiNO3-LiBr共熔盐)混合并熔融得到高盐固态聚合物电解质P(AALi-AN-BA)/LiX。红外光谱,差热,热重和交流阻抗等技术表征的结果表明:较PAALi相比,P(AALi-AN-BA)具有更好的成膜性,溶解性和热稳定性。P(AALi-AN-BA)/LiX的电导率比PAALi/LiX在较宽温度范围内都有明显提高。当P(AALi-AN-BA)与LiX的质量百分比为25∶75时,得到的电解质室温电导率可达7.51×10-5S·cm-1(20℃)。

复合固体聚合物电解质导电增强机制与导电模型

主要讨论了复合固体聚合物电解质的导电增强机制,并结合近几年的相关文献,详细介绍了有效介质理论、构象熵理论和动态键合渗透理论3种具有代表性的导电理论,对其适用范围、优缺点等进行了评述。通过对这些导电机理的探讨,有助于加深对复合固体聚合物电解质导电行为的理解。

N-异丙基丙烯酰胺共聚和互穿聚合物网络温敏凝胶的溶胀与释药性能

制备了不同配比的 P(NIPAm - co- AAm )共聚水凝胶和 PAAc/ P(NIPAm - co- AAm )互穿聚合物网络(IPN )水凝胶 ,研究了其溶胀与释药性能 .结果表明 :该共聚水凝胶具有热缩温敏性 ,而该 IPN水凝胶具有热胀温敏性 .随 AAm含量的增加 ,该共聚水凝胶溶胀比减小 ,温敏性减弱 ,释药率减小 ;与此相反 ,随 AAm含量的增加 ,该 IPN水凝胶溶胀比增大 ,温敏性增强 ,释药率增大 .

可生物降解温敏凝胶PNMH-OSA的降解行为与释药性能

N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和丙烯酸甲酯(MA)通过自由基共聚形成线型大分子P(NIPA-MA),再用联胺取代MA嵌段上的甲氧基,得到一种多官能团的温敏大分子聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸甲酯-丙烯酰肼)(PNMH),用它交联氧化的海藻酸钠(OSA),得到可生物降解的温敏凝胶PNMH-OSA。研究了PNMH的取代度(DS)、海藻酸钠的氧化程度(DO)、pH值和离子强度对PNMH-OSA凝胶降解性能的影响,同时以次甲基蓝(MB)和牛血清蛋白(BSA)为模拟药物,采用包埋法将药物载入凝胶中,研究了凝胶的释药行为。结果表明,凝胶降解速率随海藻酸钠的氧化程度、pH值增加而增加,随PNMH的取代度、离子强度增加而减慢;药物释放速率与药物的分子量和凝胶的降解速率有关。

低温共熔盐LiClO_4-LiNO_3-LiBr的制备与表征

选取5种常见锂盐LiClO_4、LiBO_2、LiAc、LiNO_3和LiBr,熔融复合后形成共熔盐。通过两次正交实验优化锂盐配比,制备了一种新型低温共熔盐。采用X射线衍射(XRD)和差热分析(DTA)对共熔盐的结构和热性能进行了表征。研究结果表明:当熔盐组成为LiClO_4∶LiNO_3∶LiBr=3∶4∶2(摩尔比)时,其室温电导率最高(3.1110^(-4)S·cm^(-1)),熔点最低(128℃)。熔盐的组成对其电导率和熔点有很大影响。制备低温共熔盐应尽量选择晶格能低、熔点低的锂盐。