静电纺丝法制备PI/MOF–808 混合基质膜及性能
2020-12-21翟燕谢建新刘浩薛亚楠王鹏祥石浩楠王祥青
工程塑料应用 2020年12期
翟燕,谢建新,刘浩,薛亚楠,王鹏祥,石浩楠,王祥青
(1.太原工业学院,太原 030008; 2.中北大学,太原 030051)
目前,广泛应用于市场的锂离子电池隔膜是聚烯烃微孔膜,具有强度高、化学稳定性好、成本低的特点,但在高温条件下其热稳定性和孔隙率较差,不能有效隔离电池正负极,存在一定安全隐患[1–3]。聚酰亚胺(PI)是一种极其优异的有机功能高分子材料,具有优异的热稳定性和力学性能,通过静电纺丝法制备的PI 多孔膜可以有效解决聚烯烃隔膜热稳定性差和孔隙率低的问题[4–5]。但是,静电纺丝法制备的PI 纤维膜常为无纺结构,纤维排列无序,体积蓬松,纤维之间相互作用较弱,所以PI 纤维膜的力学性能较差,限制了其进一步的发展[1,6]。研究人员为优化PI 纤维膜的性能,将PI 与有机填料或者无机填料共混,制备得到杂化纤维膜[7–9],通过研究发现,通过填料改性后的PI 纤维膜的热稳定性、力学性能等得到有效提升。近年来,出现了一类新型的多孔材料——金属有机骨架材料,它以多齿有机配体与金属阳离子配位结合,形成特殊的骨架结构,其比表面积大,孔径可控,渗透性高,且有机配体可以提高聚合物基质与金属有机骨架材料粒子之间的亲和力和两者的相容性[10–12]。因此可以选择金属骨架材料对聚合物进行改性。
笔者以金属有机骨架材料(MOF–808)为填料,利用静电纺丝法制备得到PI/MOF–808 混合基质膜,利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪、广角X 射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)和拉伸测试等对MOF–808 晶体和混合基质膜进行分析,研究不同含量的MOF–808 对混合基质膜性能的影响。……
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