聚氨酯固体电解质软段结构对离子导电性能的影响

摘要

该文成功地制备了以聚醚和聚酯为软段的单一软段和混合软段聚氨酯固体电解质,以低聚醚、磺化低聚醚为增塑剂,对聚酯和聚醚聚氨酯固体电解质进行了增塑改性,运用多种分析表征手段研究了上述新型聚氨酯固体电解质体系的结构、形态及离子导电性能.软段结构是影响聚氨酯固体电解质的结构、形态以及离子导电性能的关键因素之一.磺化低聚醚可以作为离子源和增塑剂而应用于聚氨酯固体电解质体系.通过选取相对平均分子质量适当的磺化低聚醚,控制磺化低聚醚的含量,可以优化聚氨酯固体电解质体系的离子导电性能.对于EGPU/SPDXL固体电解质体系,SPDXL的相对分子质量为800时,离子电导率最高;而对于EGPU/SPEG固体电解质体系,样品EGPU132-SPEG100-12和EGPU132-SPEG300-20均具有相对较好的离子导电性能.这些样品的离子电导率室温均达到10<'-6>S.cm<'-1>以上.

目录

文摘

英文文摘

第一章聚合物固体电解质的研究进展

1.1聚合物固体电解质的应用

1.2聚合物基体

1.2.1聚醚基体

1.2.2脂肪族聚脂基体

1.2.3聚业胺及其它线性聚合物基体

1.3聚合物/盐体系

1.3.1共聚改性

1.3.2交联改性

1.3.3共混/增塑改性

1.4单离子体系

1.4.1均聚物

1.4.2共混增塑体系的单离子导体

1.4.3共聚单体的单离子导体

1.5影响因素

1.5.1内部因素

1.5.2外界因素

1.6离子导电行为

1.6.1电导率与温度的关系符合Arrhenius的么式：

1.6.2聚合物电解历的电导率符合VTF方程：

1.6.3其他类型

1.7表征研究

1.7.1核磁共振分析

1.7.2红外和拉曼光谱分析

1.7.3广角X-衍射分析

1.7.4小角X-散射分析

1.7.5正电子湮没分析

1.7.6复阻抗分析

1.7.7 DSC分析

1.7.8 DMA分析

1.7.9电镜分析

1.8本文的研究目的及思路

1.8.1聚氨酯型聚合物固体电解质

1.8.2研究思路及体系设计

1.8.3具体研究体系

第二章实验部分

2.1试剂和处理

2.2实验路线

2.2.1低聚二氧戊环二元醇(PDXL)的合成

2.2.2d化低聚二氧戊环二元醇(SPDXL)的合成

2.2.3磺化低聚乙二醇(SPEG)的合成

2.2.4聚氨酯合成(EGPU为例)

2.3合成步骤

2.3.1 SPDXL的合成

2.3.2 SPEG的合成

2.3.3聚氨酯的合成

2.3.4固体电解质膜的制备

2.4物理表征

第三章低聚醚及磺化低聚醚的合成与表征

3.1低聚二氧戊环二元醇(PDXL)的合成与表征

3.1.1 PDXL的合成

3.1.2 PDXL的结构分析

3.2磺化低聚二氧戊环二元醇(SPDXL)的合成与表征

3.2.1 SPDXL的合成

3.2.2 SPDXL的结构分析

3.3磺化低聚乙二醇(SPEG)的合成与表征

3.3.1 SPEG的合成

3.3.2 SPEG的结构分析

3.4小结

第四章不同软段聚氨酯固体电解质的结构和形态及离子导电性能

4.1单一软段聚氨酯固体电解质的结构和形态及离子导电性能

4.1.1红外光谱分析

4.1.2 DSC分析

4.1.3微商热重分析(DTG)

4.1.4原子力显微镜分析(AFM)

4.1.5离子导电性能

4.2.2 DSC分析

4.2.3 DTG分析

4.2.4AFM分析

4.2.5离子导电性能

4.3小结

第五章低聚醚/聚氨酯固体电解质的结构和形态及离子导电性能

5.1低聚醚/EGPU固体电解质

5.1.1红外光谱分析

5.1.2 DSC分析

5.1.3 DTG 分析

5.1.4 AFM分析

5.1.5离子导电性能

5.2低聚醚/PTHFPU固体电解质

5.2.1红外光谱分析

5.2.2 DSC分析

5.2.3 DTG分析

5.2.4 AFM分析

5.2.5离子导电性能

5.3小结

第六章磺化低聚醚/聚氨酯固体电解质的结构和形态及离子导电性能

6.1磺化低聚二氧戊环/EGPU固体电解质

6.1.1红外光谱分析

6.1.2 DSC分析

6.1.3 DTG分析

6.1.4 AFM分析

6.1.5离子导电性能

6.2磺化低聚乙二醇/EGPU固体电解质

6.2.1红外光谱分析

6.2.2 DSC分析

6.2.3 DTG分析

6.2.4离子导电性能

6.3小结

第七章总结

参考文献

附录论文发表情况

致谢