静电纺PVDF-HFP/ A-POSS 复合膜的制备及其力学性能研究
2021-10-15王震宋晓艳
天津化工 2021年5期
王震,宋晓艳
(天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387)
静电纺丝纳米纤维由于其高比表面积、高孔隙率及特殊的物化性能,近年来被广泛应用于环保、健康、能源等领域[1,2]。近年来,聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)是特别优异的聚合物基体材料,因其制备工艺简单、离子电导率高等优点,而被广泛应用于新能源行业[3,4]。但通过静电纺丝技术所制备的复合膜存在力学性能不够高的缺点,而限制其进一步应用于新能源领域如锂电池、燃料电池等。
为了进一步改善电纺纤维膜的力学性能,许多科研工作者对聚合物基体材料探究了很多改性方法,一般分为化学改性和物理共混改性两种方法[5~7]。通过化学改性可以有效地改善纤维膜的力学性能。然而,本方法纤维膜制备工艺复杂、成本高。因此,物理改性方法因其工艺简单、易于实施、性能提高显著而备受众多科研人员的广泛关注。
目前,大多数研究者采用添加无机纳米粒子(SiO2、Al2O3、TiO2等) 到聚合物基体材料中进行物理共混改性来提高其力学性能[8~10]。然而,传统无机纳米粒子的加入虽然可以提高纤维膜的力学性能,但由于无机纳米粒子与高聚物之间相容性较差,在聚合物中分散不均匀,且容易团聚的缺点,而影响复合膜的孔径分布。
多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)是一种独特的纳米结构材料,其化学成分介于二氧化硅和硅树脂之间。POSS 的核心是由-Si-O-Si-键组成的无机笼状结构,外部由活性和非活性的有机官能团包围。……
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