本文關(guān)鍵詞： 芳綸納米纖維 鋰離子電池 隔膜 聚氨酯 聚丙烯酸　出處：《武漢紡織大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：芳綸纖維(PPTA纖維)是一種高性能纖維,具有強度大、模量高、耐熱性以及耐溶劑性等優(yōu)點,其分解溫度高達550℃,由其制備的高性能纖維已經(jīng)得到了廣泛的應用。本課題將采用對位芳綸納米纖維分別制備鋰離子電池隔膜、聚氨酯/PPTA納米纖維復合材料和聚丙烯酸/PPTA納米纖維復合膜材料,分析所制備膜材料的結(jié)構(gòu)與性能,具體內(nèi)容如下:(1)本實驗首先通過低溫溶液縮聚法制備PPTA,然后在添加溶劑和高剪切的作用下制備出尺寸均勻的芳綸納米纖維,最后通過真空輔助抽濾法將納米纖維分散液制成薄膜。將芳綸隔膜作為隔膜組裝電池,并且按照鋰離子電池隔膜的要求對其進行一系列的測試和表征。相比于商業(yè)化隔膜PP,芳綸隔膜的力學性能優(yōu)異,拉伸強度在50MPa左右。對電解液的浸潤性好,接觸角測試結(jié)果表明PPTA納米纖維隔膜具有良好的親水性能。同時芳綸隔膜熱穩(wěn)定性能良好,在400℃左右才開始分解,高溫下仍然能保持尺寸的完整性,在150℃和200℃的條件下熱處理30min,PP隔膜已經(jīng)嚴重變形、收縮,而PPTA納米纖維隔膜仍然完好無損。(2)將芳綸納米纖維與聚氨酯(PU)進行共混,然后通過真空輔助抽濾的方法制備PPTA-PU復合薄膜,分析復合薄膜結(jié)構(gòu)與其性能之間的關(guān)系。力學性能結(jié)果表明復合薄膜的力學性能顯著提高,其最大強度可達到79.2MPa,相較于純PU的強度(17.3MPa)提高了4.6倍。紅外光譜分析表明,PPTA與PU之間形成了氫鍵,兩者具有較強的相互作用,使得力學性能明顯提升。(3)將芳綸納米纖維與聚丙烯酸溶液共混,然后通過真空輔助抽濾的方法,制備出具有一定柔韌性的納米增強的透明復合薄膜材料。芳綸納米纖維的引入使得復合薄膜的親水性能增強,接觸角從55.6°降到35.0°。紅外光譜結(jié)果表明聚丙烯酸和芳綸納米纖維之間形成了氫鍵,提高了復合膜的力學性能,復合膜的最大強度可達85MPa,成功制備了力學性能和親水性能優(yōu)異的復合膜。
[Abstract]:Aramid fiber PPTA fiber is a kind of high performance fiber, which has the advantages of high strength, high modulus, heat resistance and solvent resistance, and its decomposition temperature is as high as 550 鈩，

本文編號：1441682