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三明治结构多壁碳纳米管/聚醚醚酮电磁屏蔽复合材料的制备

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高等学校化学学报 2021年第8期42卷 2627-2634页

作者：吴同华岳喜贵梅笑寒梁留博彭鑫马友美张淑玲吉林大学化学学院特种工程塑料教育部重点实验室长春130012

以聚醚砜(PES)为黏结剂,多壁碳纳米管(MWCNTs)为芯层,聚醚醚酮(PEEK)薄膜为皮层,制备了具有三明治结构的MWCNTs/PEEK电磁屏蔽复合材料.研究结果表明,将适量的黏结剂PES引入到MWCNTs芯层中,当芯层层数增加到3层时,复合材料的平均厚度仅有... 详细信息

以聚醚砜(PES)为黏结剂,多壁碳纳米管(MWCNTs)为芯层,聚醚醚酮(PEEK)薄膜为皮层,制备了具有三明治结构的MWCNTs/PEEK电磁屏蔽复合材料.研究结果表明,将适量的黏结剂PES引入到MWCNTs芯层中,当芯层层数增加到3层时,复合材料的平均厚度仅有0.28 mm,其密度、拉伸强度、5%热失重温度(T_(d,5%))、导电率、电磁屏蔽值及比电磁屏蔽值分别可以达到1.349 g/cm^(3),80 MPa,581.8℃,2.6 S/cm,32 dB及115 d B/mm,是一种质量轻、厚度薄、机械性能好且电磁屏蔽性能高的复合材料.其优异的综合性能主要归因于在三明治结构MWCNTs/PEEK复合材料的制备过程中,在碳纳米管芯层中引入适量的聚醚砜作为黏结剂可以改善芯层内部碳纳米管之间及芯层与聚醚醚酮皮层之间的界面作用,有利于芯层及芯层与皮层黏结成一个整体,从而提高复合材料的机械性能;同时,芯层中碳纳米管互相搭接成密集导电网络又可以使得复合材料拥有较高的电磁屏蔽性能.

关键词：碳纳米管聚醚醚酮聚醚砜黏结剂电磁屏蔽性能

基于聚苯并咪唑/超支化聚合物的交联共混体系的高温质子交换膜

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高等学校化学学报 2021年第6期42卷 2049-2055页

作者：曹凯悦彭金武李宏斌石埕荧王鹏刘佰军吉林大学特种工程塑料教育部重点实验室化学学院长春130012

在可溶性高分子量芳醚型聚苯并咪唑(OPBI)基体中引入超支化聚对氯甲基苯乙烯(H-VBC),通过便捷的溶液共混-浇铸法,制备了基于聚苯并咪唑/超支化聚合物的新型交联体系(OPBI/H-VBC-1和OPBI/H-VBC-2),并对膜进行季铵盐化处理(OPBI/H-VBC-QA-... 详细信息

在可溶性高分子量芳醚型聚苯并咪唑(OPBI)基体中引入超支化聚对氯甲基苯乙烯(H-VBC),通过便捷的溶液共混-浇铸法,制备了基于聚苯并咪唑/超支化聚合物的新型交联体系(OPBI/H-VBC-1和OPBI/H-VBC-2),并对膜进行季铵盐化处理(OPBI/H-VBC-QA-1和OPBI/H-VBC-QA-2),实现了复合膜综合性能的提升.与原始OPBI膜相比,交联型复合膜表现出优异的尺寸稳定性和"抗塑化"能力.在85%磷酸中浸泡72 h后,OPBI/H-VBC-2和OPBI/H-VBC-QA-2的体积膨胀率只有184.2%和152.4%,而OPBI的体积膨胀率达到336.5%;OPBI/H-VBC-2和OPBI/H-VBC-QA-2的最大拉伸强度分别达到36.3和21.9 MPa,比单一OPBI膜的10.9 MPa提高了56%-233%.研究发现,季铵盐化的复合膜具有更高的质子传导率(在200℃下的质子传导率分别达到151.5和103.4 mS/cm)与磷酸吸收水平比值.对比研究发现,所制备的交联型复合膜比已报道大多数高温质子交换膜(HT-PEM)具有更优异的质子传导率与力学强度平衡能力.

关键词：燃料电池高温质子交换膜大分子交联剂超支化聚合物聚苯并咪唑

基于半互穿聚合物网络的高温质子交换膜的制备

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高等学校化学学报 2020年第12期41卷 2845-2850页

作者：梁敏慧王鹏李宏斌李天洋曹凯悦彭金武刘振超刘佰军吉林大学特种工程塑料教育部重点实验室长春130012 吉林大学化学学院长春130012

通过构筑基于含不饱和双键的磺化聚芳醚酮(Allyl-SPAEK)与芳醚型聚苯并咪唑(PBI)的半互穿聚合物网络(IPN),获得综合性能优异的可用于高温质子交换膜燃料电池的PBI/Allyl-SPAEK复合膜材料.在对Allyl-SPAEK和PBI的分子进行设计和合成的基... 详细信息

通过构筑基于含不饱和双键的磺化聚芳醚酮(Allyl-SPAEK)与芳醚型聚苯并咪唑(PBI)的半互穿聚合物网络(IPN),获得综合性能优异的可用于高温质子交换膜燃料电池的PBI/Allyl-SPAEK复合膜材料.在对Allyl-SPAEK和PBI的分子进行设计和合成的基础上,采用溶液共混-浇铸方法,基于UV辐照交联,获得了由丙烯基生成的共价键和咪唑基-磺酸基形成的强酸碱相互作用组成的IPN新体系,并系统研究了新型复合膜的热、机械性能和质子传导率.结果表明,具有PBI/Allyl-SPAEK半互穿聚合物网络的复合膜具有较高的质子传导率和力学性能,在同等磷酸吸附水平和测试条件下优于PBI膜.在磷酸吸附水平为13.0左右时,PBI/Allyl-SPAEK复合膜的最大拉伸强度达到12.1 MPa,杨氏模量达到131.5 MPa,是同等磷酸吸附水平下PBI膜的2.04倍.在200℃时,两种PBI/Allyl-SPAEK复合膜的质子传导率均达到200 mS/cm以上,比PBI膜传导率提高了38%.

关键词：燃料电池聚苯并咪唑磺化聚芳醚酮半互穿交联网络高温质子交换膜

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低熔体黏度聚醚醚酮的合成与性能

高等学校化学学报 2015年第11期36卷 2160-2162页

作者：李云蹊岳喜贵姜振华吉林大学特种工程塑料教育部重点实验室长春130012

高性能聚合物及其复合材料因优异的热性能和机械性能备受关注[1-4]．高性能聚合物分子链的芳香性结构使其具有优异的性能，但分子链的刚性结构导致热塑性高性能聚合物具有很高的熔体黏度，限制了其应用．聚醚醚酮连续纤维增强复合材料... 详细信息

高性能聚合物及其复合材料因优异的热性能和机械性能备受关注[1-4]．高性能聚合物分子链的芳香性结构使其具有优异的性能，但分子链的刚性结构导致热塑性高性能聚合物具有很高的熔体黏度，限制了其应用．聚醚醚酮连续纤维增强复合材料因熔体黏度高而难以预浸[5-8]．为了降低聚醚醚酮的熔体黏度，人们进行了大量的实验探索．

关键词：高性能聚合物熔体黏度聚醚醚酮

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聚芳醚酮基复合吸波材料的制备及性能

高等学校化学学报 2021年第6期42卷 1994-2001页

作者：方基永姜振华岳喜贵广东工业大学材料与能源学院广州510006 吉林大学化学学院特种工程塑料教育部重点实验室长春130012

以磁性多孔碳(WPC/MNPs-80)作为吸波剂材料,通过溶液共混方式将其与聚芳醚酮复合,制备了聚芳醚酮基复合吸波材料(6F-PAEK-Crosslink@WPC/MNPs-80).为了通过溶液共混的方式制备复合材料并避免成膜过程中吸波剂的沉降问题,设计合成了含有... 详细信息

以磁性多孔碳(WPC/MNPs-80)作为吸波剂材料,通过溶液共混方式将其与聚芳醚酮复合,制备了聚芳醚酮基复合吸波材料(6F-PAEK-Crosslink@WPC/MNPs-80).为了通过溶液共混的方式制备复合材料并避免成膜过程中吸波剂的沉降问题,设计合成了含有氨基与六氟异丙基的可溶性可交联型聚芳醚酮(6F-PAEK-NH2).结果表明,在交联剂作用下形成的交联结构不仅避免了吸波剂粒子沉降,而且还赋予了材料优异的耐热性能和力学性能.此外, 6F-PAEK-Crosslink@WPC/MNPs-80还具有优异的吸波性能,当复合膜厚度为1.4 mm时,最大反射损耗达到了-33 dB,损耗超过-10 dB的频带宽度达到4.8 GHz;当复合膜厚度为1.8 mm时,最大反射损耗为-44.5 dB,损耗超过-10 dB的频带宽度达到3.1 GHz.因此, 6F-PAEK-Crosslink@WPC/MNPs-80是一种综合性能优异的电磁波吸收材料.

关键词：聚芳醚酮吸波材料多孔碳交联结构

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主链全碳型芳基聚合物质子交换膜

化学进展 2023年第11期35卷 1559-1578页

作者：李婷婷李海宾刘炳辉赵成吉李昊龙吉林大学化学学院超分子结构与材料国家重点实验室长春130012 吉林大学化学学院特种工程塑料教育部重点实验室长春130012

质子交换膜广泛应用于燃料电池、液流电池、水电解制氢等能源储存和转换技术,是我国“双碳”目标下亟需的关键材料。全氟磺酸膜具有较高的质子电导率和机械性能,是当前应用最广泛的质子交换膜材料。然而,全氟磺酸膜存在着缺点,如低湿条... 详细信息

质子交换膜广泛应用于燃料电池、液流电池、水电解制氢等能源储存和转换技术,是我国“双碳”目标下亟需的关键材料。全氟磺酸膜具有较高的质子电导率和机械性能,是当前应用最广泛的质子交换膜材料。然而,全氟磺酸膜存在着缺点,如低湿条件下电导率显著降低、玻璃化转变温度较低和合成工艺复杂等。在过去的几十年里,人们致力于发展各种替代材料,如聚醚醚酮、聚苯醚、聚砜和聚酰亚胺等。但是,这些聚合物的主链结构中通常含有杂原子,当长时间处于复杂的实际工况下,杂原子位置容易发生断键,从而降低了这类材料的化学稳定性。相比而言,主链全碳型芳基聚合物具有优异的化学稳定性、热稳定性和机械性能,是一类极具潜力的质子交换膜替代材料,近年来受到了广泛关注。本文总结了主链全碳型芳基聚合物的近期研究进展,重点介绍了这类聚合物材料的合成策略、结构-性能关系及其在质子交换膜领域的应用。

关键词：质子交换膜主链全碳型芳基聚合物质子电导率化学稳定性结构-性能关系

生物膜电极反应器降解对氨基二甲基苯胺的研究

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高等学校化学学报 2007年第3期28卷 556-558页

作者：康博黄卫民张应玖张雪娜林海波吉林大学化学学院吉林大学分子酶学工程教育部重点实验室长春130021

4-Amino-dimethyl-aniline hydrochloride is one of the main components of the wastewater from vanillin production plant. So it is used for the target contamination to be degraded by microorganism, electrochemical oxidation and bio-electro reactor in this paper. We found out a economical, efficient and non-polluted methods for the treatment of wastewater from vanillin production plant. The results indicate that there are a lot of special microbes and bacteria eating 4-amino-dimethyl-aniline hydrochloride in the activated sludge after 20 days′ incubation, at the same time, a stable bio-filmed electrode was formed. Under the condition of 25 ℃, pH=6—7. The use of bio-electro reactor not only increased the biodegradability and decreased the electrical energy consumption, but also solved the problem which the second pollution of organic compounds containing chlorine in the process of indirect electrochemical degradation on the organic pollutants.

关键词：香兰素生物膜电极反应器降解对氨基二甲基苯胺

N-(2-甲基-6-乙基苯基)丙氨酸对映体的毛细管电泳分离

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高等学校化学学报 2003年第12期24卷 2165-2168页

作者：郑良玉张锁秦高贵曹淑桂张桂荣王智韩四平权静吉林大学分子酶学工程教育部重点实验室吉林大学化学学院长春130023

采用高效毛细管区带电泳法 ,以β-环糊精及其衍生物作为手性选择剂 ,对外消旋 N -( 2 -甲基 -6-乙基苯基 )丙氨酸 ( EMPA)的两个对映体进行了手性分离 ,比较了环糊精种类、环糊精浓度、电解质溶液 p H值、温度和电场强度对分离的影响 .... 详细信息

采用高效毛细管区带电泳法 ,以β-环糊精及其衍生物作为手性选择剂 ,对外消旋 N -( 2 -甲基 -6-乙基苯基 )丙氨酸 ( EMPA)的两个对映体进行了手性分离 ,比较了环糊精种类、环糊精浓度、电解质溶液 p H值、温度和电场强度对分离的影响 .实验结果表明 ,采用 2 ,6-O-二甲基 -β-环糊精为手性选择试剂 ,环糊精浓度为 40 mmol/L、电解质溶液 p H=5 .5及温度为 2 0℃时分离效果最佳 ,对映体基本达基线分离 ,线性范围为2 0～ 2 0 0 mg/L,最低检测限为 1 0 mg/L.

关键词： N-(2-甲基-6-乙基苯基)丙氨酸对映体毛细管电泳手性分离除草剂

磺化聚醚醚酮酮/氨基封端超支化聚酰亚胺复合膜的制备

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高等学校化学学报 2018年第3期39卷 405-407页

作者：王鹏吴宪张汉宇由凯元刘振超刘佰军高性能聚合物合成技术国家地方联合工程实验室吉林大学特种工程塑料教育部重点实验室化学学院吉林大学材料科学与工程学院长春130012

质子交换膜燃料电池因具有能量转换效率高及对环境无污染等优点,而受到广泛关注.燃料电池的核心部件是质子交换膜,其性能对燃料电池的使用性能有直接的影响[1,2].目前具有工业化水平的是Nafion~膜,但是其价格高,运行温度低,因而人们... 详细信息

质子交换膜燃料电池因具有能量转换效率高及对环境无污染等优点,而受到广泛关注.燃料电池的核心部件是质子交换膜,其性能对燃料电池的使用性能有直接的影响[1,2].目前具有工业化水平的是Nafion~膜,但是其价格高,运行温度低,因而人们希望研制能够替代Nafion~的非全氟磺酸型质子交换膜[3,4].研究发现,磺化聚芳醚酮等芳香型聚合物膜在实现了高质子传导率的同时,往往会牺牲其在高温和高湿度下的尺寸稳定性和力学强度[5,6].

关键词：超支化聚合物聚芳醚酮磺化质子交换膜聚酰亚胺