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具柔性链段磺化聚芳醚酮质子交换膜的制备与性能研究

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化工新型材料 2012年第10期40卷 51-53页

作者：陈清松陈娟陈亮黄雪红赖寿莲李晓燕丁富传福建师范大学材料科学与工程学院福建省高分子材料重点实验室福州350007

以二氟二苯甲酮(DFBP),磺化二氟二苯甲酮(SDFBP),4,4’-二羟基二苯醚(DOPE)和双酚芴(BHF)为单体,通过亲核缩聚反应合成了分子链磺酸含量不同具柔性链段的磺化聚芳醚酮。研究结果表明:所合成的聚合物具有较高的分子量,可通过流延成膜的... 详细信息

以二氟二苯甲酮(DFBP),磺化二氟二苯甲酮(SDFBP),4,4’-二羟基二苯醚(DOPE)和双酚芴(BHF)为单体,通过亲核缩聚反应合成了分子链磺酸含量不同具柔性链段的磺化聚芳醚酮。研究结果表明:所合成的聚合物具有较高的分子量,可通过流延成膜的方法制备出柔韧、透明的膜。所制备的膜具有较高的吸水率与尺寸稳定性及抗氧化性,在同等测试条件下,具有与Nafion 117膜相当的质子传导率,且甲醇透过率比Nafion 117膜低1、2个数量级。

关键词：柔性链段磺化聚芳醚酮质子交换膜质子电导率

水性聚氨酯性能对柔性链段结构的依赖性及对纸张的增强作用

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造纸科学与技术 2013年第3期32卷 47-51,69页

作者：费贵强朱科王海花李菁熠税小军教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室陕西科技大学化学化工学院陕西西安710021

以聚四氢呋喃二元醇(PTMG,Mn=1000)、聚己内酯二元醇(PCL,Mn=1000)作为柔性链段制备得到了一系列不同柔性链段的水性聚氨酯纸张表面施胶液,通过傅里叶红外(IR)、原子力显微镜(AFM)和Zeta粒径分析等方法研究了聚合物的物性关系;并讨论了... 详细信息

以聚四氢呋喃二元醇(PTMG,Mn=1000)、聚己内酯二元醇(PCL,Mn=1000)作为柔性链段制备得到了一系列不同柔性链段的水性聚氨酯纸张表面施胶液,通过傅里叶红外(IR)、原子力显微镜(AFM)和Zeta粒径分析等方法研究了聚合物的物性关系;并讨论了不同n(NCO)/n(OH)(R值)比值条件下,PTMG型施胶液与PCL型施胶液对于纸张耐折度和湿强度的影响。结果表明:当n(NCO)/n(OH)=1.2～2.0,w(DMPA)=9.25%时,乳液粒径在30～100nm之间,乳液透明稳定;AFM表明PTMG型涂膜表面粗糙度低;应力应变结果说明PCL型涂膜力学性能及耐水性更佳;PCL型聚氨酯施胶液对纸张耐折度和湿强度的提高明显优于PTMG型聚氨酯施胶液;对于PCL型施胶液,R=1.8时纸张耐折度达到1075次,R=2.0时湿强度为33.78%。

关键词：水性聚氨酯表面施胶柔性链段纸张

含柔性链段聚砜膜的制备及其在CO2/CH4分离中的应用

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含柔性链段聚砜膜的制备及其在CO2/CH4分离中的应用

作者：和小奇太原理工大学

学位级别：硕士

沼气,广泛用于民用和工业的可再生清洁能源,是由秸秆、污水中的有机物在严格无氧的环境下发酵生成的一种可燃气体。尽管沼气用途广泛,但是由于沼气中含有较多的CO,不仅会使得沼气的热值和燃烧势降低,而且会对天然气管道产生腐蚀作用。... 详细信息

沼气,广泛用于民用和工业的可再生清洁能源,是由秸秆、污水中的有机物在严格无氧的环境下发酵生成的一种可燃气体。尽管沼气用途广泛,但是由于沼气中含有较多的CO,不仅会使得沼气的热值和燃烧势降低,而且会对天然气管道产生腐蚀作用。未经纯化的沼气,其CH浓度低于车用燃料和管道天然气需要的浓度,不能直接进行使用。因此,对沼气中的CH与CO进行分离就显得尤为重要。相较于其它的分离方法(如:深冷分离法、PSA法),有机膜分离法具有成膜性好、易操作、投资少的优势,一直受到广泛关注。其中,聚砜(PSF)因其良好的成膜性和气体选择性,被广泛用于气体分离性能的研究。但是因其气体透过速率较差,阻碍了聚砜类膜的进一步发展。合成一种兼具柔性链段和刚性链段的共聚物,是改性高聚物常见有效的一种方法。因此,本文采用缩聚的合成方法,制备了PSF-PEG和PSF-PDMS两种共聚物,对其结构进行了表征;并用溶液涂膜法,制备了一系列气体分离膜,对膜的热稳定性及结构进行了表征,同时考察了温度、压力、PEG分子量、PEG含量、PDMS含量对气体分离膜的影响。主要的工作内容如下:(1)选用六氟双酚A,4,4-二氟二苯砜及PDMS4200为单体,制备了一系列不同PDMS含量的PSF-PDMS,通过H-NMR和FT-IR对其结构进行表征,结果表明PSF-PDMS成功制备。测试了PDMS含量为5%和10%的PSF-PDMS膜在不同温度下(25℃,35℃,45℃,55℃),对CO,CH的透气量和理想分离系数。测试结果表明:随着PDMS含量的增加,PSF-PDMS膜对CO和CH的透气量呈现逐渐增大的规律;随着温度的增加,PSF-PDMS膜对CO和CH的透气量都表现出逐渐增大的规律。在1atm,55℃下,PDMS含量为10%的PSF-PDMS膜对CO的渗透量为73.7Barrer,CO/CH的选择性为4.2。(2)选用六氟双酚A,4,4-二氟二苯砜及PEG2000/PEG1000制备了一系列不同PEG含量的PSF-PEG,通过H-NMR和FT-IR对其结构进行表征,结果表明PSF-PEG成功制备。对PSF-PEGs膜进行了TGA分析,其分解温度为350℃。考察了PEG分子量为1000和2000,PEG含量为5%、10%、15%、20%的PSF-PEGs膜在不同压力(0.5atm,1.0atm,1.5atm)、不同温度(25℃,35℃,45℃,55℃)的条件下,对CH,CO的透气量,扩散系数,溶解系数以及理想分离系数。测试结果表明:随着压力的增加,PSF-PEGs膜对CO、CH的透气量呈逐渐减少的规律;随着温度的增加,PSF-PEGs膜对CO、CH的透气量呈逐渐增大的规律;随着PEG含量的增加,PSF-PEGs膜对CO、CH的透气量呈逐渐减少的规律;相较于PSF-PEG1000-y膜,PSF-PEG2000-y膜对CO、CH的透气量更高。在25℃,1.5atm条件下,PSF-PEG2000-20膜的CO透气量为6.4Barrer,CO/CH的选择性为43.0。

关键词： PSF 柔性链段 PEG PDMS 气体膜 CO2/CH4分离

基于噻吩衍生物柔性链段的三元可拉伸共聚物的设计合成及性能研究

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基于噻吩衍生物柔性链段的三元可拉伸共聚物的设计合成及性能研究

作者：甘梓琪华南理工大学

学位级别：硕士

聚合物光伏器件由于同时具备光电性能好、光热稳定性强和力学性能优异等特点而备受研究者和光伏厂商的关注。作为新一代光伏器件,全聚合物有机太阳电池发展潜力巨大,目前器件的能量转化效率已经突破17%。与富勒烯太阳电池和小分子非富... 详细信息

聚合物光伏器件由于同时具备光电性能好、光热稳定性强和力学性能优异等特点而备受研究者和光伏厂商的关注。作为新一代光伏器件,全聚合物有机太阳电池发展潜力巨大,目前器件的能量转化效率已经突破17%。与富勒烯太阳电池和小分子非富勒烯太阳电池相比,全聚合物太阳电池的溶液加工难度大大降低,材料柔性显著提高,为制备柔性可穿戴光伏设备奠定了基础。尽管如此,柔性全聚合物光伏器件在实际应用中缺乏塑性,不能大角度弯折,这极大限制了其使用场景。光伏器件的高柔性和新型可拉伸光伏器件的制备,不仅需要适配的柔性电极和衬底,也对全聚合物活性层的本征拉伸性能提出了更高的要求。为了制备本征可拉伸的聚合物光伏活性层,本论文的工作主要包括以下三个方面:本文第二章,通过合成手段在PTz BI-Si和N2200聚合物给受体主链中引入反-1,2-二(2-噻吩基)乙烯(TVT)单元,制备含有不同比例TVT的聚合物PTz BI-Si-5%-TVT、PTz BI-Si-10%-TVT和N2200-10%-TVT、N2200-20%-TVT。研究发现引入TVT单元后的三元共聚物带隙略微变窄。将N2200、N2200-10%-TVT、N2200-20%-TVT与PTz BISi共混,制备光伏器件,器件的PCE分别为8.15%、7.26%和6.65%,表明N2200体系对TVT单元的引入不敏感。此后,对活性层共混膜进行力学测试,发现PTz BI-Si:N2200的裂纹起始应变为2.1%,而PTz BI-Si:N2200-10%-TVT和PTz BI-Si:N2200-20%-TVT的裂纹起始应变分别为初始值的5倍和7倍,相比PTz BI-Si:N2200具有较大的提升。上述研究说明向N2200体系中引入TVT单元,可以在仅牺牲少量PCE的基础上,提高给受体材料的拉伸强度。本文第三章,为了进一步提高引入链段的柔性,采用1,8-二(2-噻吩基)辛烷(TOT)单元共聚,制备含有不同比例TOT的聚合物PTz BI-Si-5%-TOT、PTz BI-Si-10%-TOT和N2200-10%-TOT、N2200-20%-TOT。将PTz BI-Si-5%-TOT、PTz BI-Si-10%-TOT与N2200共混,制备光伏器件,器件的PCE分别为8.00%和7.59%。PTz BI-Si体系对TOT单元的引入不敏感,可以保持器件的光伏性能。对活性层的力学性能进行表征,发现PTz BISi-5%-TOT:N2200和PTz BI-Si-10%-TOT:N2200的裂纹起始应变分别为8.3%和12.2%,与第二章相比,力学性能的提升程度较小,这与受体N2200属于“硬而脆”的材料有关。研究表明,向PTz BI-Si体系中引入TOT单元可以在保持器件光伏性能的同时,提升活性层共混膜的力学性能。本文第四章,对比柔性单元及其添加比例对材料光伏性能和拉伸性能的影响,优选出最佳比例和搭配的含柔性链段共聚物给受体材料。研究发现基于优化后的PTz BI-Si-5%-TOT:N2200-10%-TVT器件的PCE最高,达到了8.45%,与基于PTz BI-Si:N2200器件8.15%的效率相当。此时,活性层的裂纹起始应变高达19.8%,提升了接近10倍,基本满足可穿戴器件对活性层力学性能的要求。此工作为可拉伸聚合物给受体材料的设计提供了新的策略。

关键词：可拉伸有机太阳电池可拉伸共聚物柔性链段力学性能酰亚胺苯并三唑单元

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柔性链段光驱动分子马达材料设计

中国科技信息 2018年第15期 89-90+12页

作者：张超慧沈阳医学院

本文针对节能环保材料中的光能应用出发,提出的观点。在光能与机械能转化行业起到分子微观快速调控作用。如付诸现实将产生较高的经济效益。

关键词：柔性链段功能性高分子偶氮苯光驱动分子马达聚合物

向列中介相嵌段共聚物的研究——具有刚性及柔性链段的嵌段共聚物的合成

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合成纤维工业 1990年第4期13卷 31-34页

作者：张树范宝净生中国科学院化学研究所

用磷酰化反应合成了具有刚性及柔性链段的六种向列中介相嵌段共聚物:PBA/PPD-4,PBA/PPD-6,PBA/PPD-8,,PPTA/PPD-4,PPTA/PPD-6及 PPTA/PPD-8.嵌段共聚物的比浓对数粘度及耐热性与柔性链的长度有关.PBA/柔性链嵌段共聚物在二甲基乙酰胺-3... 详细信息

用磷酰化反应合成了具有刚性及柔性链段的六种向列中介相嵌段共聚物:PBA/PPD-4,PBA/PPD-6,PBA/PPD-8,,PPTA/PPD-4,PPTA/PPD-6及 PPTA/PPD-8.嵌段共聚物的比浓对数粘度及耐热性与柔性链的长度有关.PBA/柔性链嵌段共聚物在二甲基乙酰胺-3%氯化锂溶液中的液晶性能及溶解性受柔性链长及其在嵌段共聚物中的组分影响.而PPTA 的嵌段共聚物仅能在浓硫酸中显示液晶态。

关键词：嵌段共聚物刚性链段柔性链段

具有刚性、半柔性及柔性链段的分子复合物的研究

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产业用纺织品 1988年第S1期 44-46页

作者：张树范中国科学院化学研究所

近年来一种新的分子复合物的概念已进入高分子材料中,这种分子复合物的组成是刚性分子分散在柔性分子的模板上而形成的,由于它的热膨胀系数不同,故不存在界面之间的粘结及因热而产生的微观应力,并可控制刚性分子在分子复合物中的定向及... 详细信息

近年来一种新的分子复合物的概念已进入高分子材料中,这种分子复合物的组成是刚性分子分散在柔性分子的模板上而形成的,由于它的热膨胀系数不同,故不存在界面之间的粘结及因热而产生的微观应力,并可控制刚性分子在分子复合物中的定向及组分比.Helminiak及Hwang等曾研究了棒状刚性分子聚苯撑苯并二噻唑(PBT)与聚

关键词：嵌段共聚物缩聚方法柔性链段分子复合物半柔性

链段疏水性对聚咔唑基三联苯基哌啶阴离子交换膜的影响

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膜科学与技术 2023年第6期43卷 79-88页

作者：蔡志鸿张秋根朱爱梅刘庆林厦门大学化学化工学院厦门361000

通过引入不同疏水性的柔性链段(含氟链段、烷基链段和含羟基链段)可以提升阴离子交换膜(AEM)的性能。本研究采用超酸催化反应制备了3种AEM,分别为含氟戊烷与1-己基-1-甲基哌啶鎓的聚咔唑基三联苯基哌啶(PCTPPF)、含正己烷与1-己基-1-甲... 详细信息

通过引入不同疏水性的柔性链段(含氟链段、烷基链段和含羟基链段)可以提升阴离子交换膜(AEM)的性能。本研究采用超酸催化反应制备了3种AEM,分别为含氟戊烷与1-己基-1-甲基哌啶鎓的聚咔唑基三联苯基哌啶(PCTPPF)、含正己烷与1-己基-1-甲基哌啶鎓的聚咔唑基三联苯基哌啶(PCTPPC)和含戊醇与1-己基-1-甲基哌啶鎓的聚咔唑基三联苯基哌啶(PCTPPO).通过测试接触角、溶胀率、电化学电阻和单电池性能来表征AEM的亲疏水性、离子电导率、碱性稳定性和单电池功率密度等性能.结果表明,强疏水性的PCTPPF具有低溶胀(14.9%,80℃)的特性,而且其离子电导率(160.4 mS/cm,80℃)和单电池功率密度(646 mW/cm^(2),80℃)均具有优势.而亲水链段的PCTPPO能够在较为恶劣的碱性环境中维持高离子电导保留率(86.3%,2 mol/L NaOH).相较于PCTPPF和PCTPPO,PCTPPC的各项性能较为均衡.

关键词：燃料电池阴离子交换膜柔性链段

基于阻燃离子凝胶电解质的高安全性柔性超级电容器

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中国科学:材料科学(英文版) 2023年第8期66卷 3129-3138页

作者：王哲王琳江万源蹇锡高胡方圆 State Key Laboratory of Fine Chemicals Frontiers Science Center for Smart Materials Oriented Chemical EngineeringSchool of Chemical EngineeringTechnology Innovation Center of High Performance Resin Materials(Liaoning Province)Key Laboratory of Energy Materials and Devices(Liaoning Province)Dalian University of TechnologyDalian 116024China School of Materials Science and Engineering State Key Laboratory of Fine ChemicalsFrontiers Science Center for Smart Materials Oriented Chemical EngineeringTechnology Innovation Center of High Performance Resin Materials(Liaoning Province)Key Laboratory of Energy Materials and Devices(Liaoning Province)Dalian University of TechnologyDalian 116024China

在传统的超级电容器中,有机电解质的存在导致其安全性和灵活性能差,限制了超级电容器的发展和应用.因此,我们开发了一种简易制备的具有强阻燃性、热稳定性、灵活性和电化学特性的离子凝胶超级电容器.具体来说,通过在电极上使用离子凝胶... 详细信息

在传统的超级电容器中,有机电解质的存在导致其安全性和灵活性能差,限制了超级电容器的发展和应用.因此,我们开发了一种简易制备的具有强阻燃性、热稳定性、灵活性和电化学特性的离子凝胶超级电容器.具体来说,通过在电极上使用离子凝胶电解质的原位交联,获得了具有优良性能的离子凝胶超级电容器.在离子凝胶电解质中引入大量含醚的柔性链段后,其室温电导率可以高达6.5×10^(−3)S cm^(−1).同时,原位交联的制备方法使电解质和电极之间具有紧密的界面接触.由于该离子凝胶电解质具有紧密的电极/电解质界面接触和良好的机械特性,使其在弯曲时保持了稳定的电化学性能.此外,在交联的电解质中加入二氮杂萘结构为离子凝胶电解质提供了良好的阻燃性和热稳定性,使其能够在150℃下保持30分钟的尺寸稳定性.使用离子凝胶电解质制备的超级电容器的比容量为105 F g^(-1),能量密度为41.6 W h kg^(-1).这项工作为制备和优化离子凝胶交联电解质提供了一种实用方法和新的见解.

关键词：超级电容器凝胶电解质室温电导率有机电解质电化学性能能量密度电化学特性柔性链段