本文關鍵詞：聚乙烯醇復合材料的制備及其性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西北師范大學》 2014年

聚乙烯醇復合材料的制備及其性能研究

李佳佳  

【摘要】：聚乙烯醇(PVA)是一種無毒、無腐蝕性且環(huán)境友好的親水性高分子材料，，能在水中溶脹或溶解從而形成分散液或溶液。PVA的親水性源于其結(jié)構(gòu)中的羥基等親水性官能團，這些官能團還可以進行再反應，生成具有新官能團的化合物；PVA不同的聚合度和醇解度可以通過反應控制，因此，PVA具有性能和品種的多樣性，從而成為材料研究領域的一個熱點。由于PVA分子是嚴格的線型結(jié)構(gòu)，并且含有大量的-OH和-H鍵，它們之間通過氫鍵發(fā)生交聯(lián)后能夠形成大分子網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，因此，PVA材料具有一定的機械強度和穩(wěn)定的化學性質(zhì)；此外，PVA因有良好的成膜性、粘結(jié)性和生物親和性等優(yōu)點，而在黏合劑、膜材料、凝膠材料、纖維材料和生物醫(yī)學材料等領域具有廣泛的應用。 隨著材料科學的發(fā)展，單純的PVA材料已不能滿足使用要求，這就要求對已有的PVA進行改性，從而滿足對材料的性能需求。近年來，利用無機材料、天然礦物和有機高分子等對PVA進行復合改性成為了研究熱點。PVA復合材料不僅在基礎科學研究方面有重要的意義，在生產(chǎn)技術方面更是有潛在的應用價值。本論文利用PVA作為基質(zhì)，通過與氧化石墨烯、坡縷石黏土、鐵氰化鉀復合得到三種不同的材料，對前兩種材料進行了FT-IR、SEM和XRD表征，同時測試了復合膜的熱性能、力學性能和耐水性能；第三種復合材料則作為全固態(tài)超級電容器電解質(zhì)進行研究，對其電化學性能進行了測試。主要內(nèi)容如下： 1.以PVA為基質(zhì)，采用改進的Hummers法制備了氧化石墨烯(GO)，利用超聲分散法和流延成膜法制備了具有層狀結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇/氧化石墨烯（PVA/GO）納米復合膜。采用FTIR、SEM和XRD對納米復合膜的結(jié)構(gòu)進行了表征，測試了復合膜的熱性能、力學性能和耐水性能。結(jié)果表明，GO片層可以均勻地分散在PVA基體中，GO的加入并沒有影響PVA的晶體結(jié)構(gòu)，同時利用GO中含氧官能團與PVA分子中羥基間強烈的相互作用，提高了復合膜的熱穩(wěn)定性、耐水性和力學性能。 2.采用物理球磨法對坡縷石礦粉進行棒晶聚集體解束，制備了一維納米坡縷石。同時，以PVA作為基質(zhì)，利用超聲分散法和流延成膜法制備了聚乙烯醇/坡縷石（PVA/PGS）納米復合膜。采用FTIR、SEM和XRD對復合膜的結(jié)構(gòu)進行了表征，測試了復合膜的熱性能、力學性能和耐水性能。結(jié)果表明，納米坡縷石可以較均勻地分散在PVA基體中，并且沒有影響PVA的晶體結(jié)構(gòu)，同時利用納米坡縷石中羥基等含氧官能團與PVA分子中羥基間強烈的相互作用，提高了復合膜的熱穩(wěn)定性、耐水性和力學性能。 3.利用PVA、KOH和K3[Fe(CN)6]制備出凝膠聚合物薄膜作為固態(tài)電解質(zhì)，同時用活性炭作為電極材料組裝成為全固態(tài)超級電容器。在超級電容器中，PVA-KOH-K3[Fe(CN)6]凝膠聚合物材料作為電解質(zhì)的同時也起到隔膜的作用。它不僅具有柔韌性和高的離子電導率，而且使超級電容器具有大的電位窗口。超級電容器的電化學性能通過循環(huán)伏安法，恒電流充放電和電化學阻抗測試技術進行表征。電化學測試顯示，加入K3[Fe(CN)6]能夠明顯提高電解質(zhì)的離子導電性，超級電容器的比電容達到430.95F g-1；在相同電流密度下同PVA-KOH作為電解質(zhì)的超級電容器相比，其比電容增加了293.15F g-1，能量密度和功率密度分別達到57.94Wh kg-1和59.84kW kg-1。此外，PVA-KOH-K3[Fe(CN)6]凝膠材料作為電解質(zhì)，經(jīng)過1000次恒電流充/放電循環(huán)測試后，超級電容器的比電容仍然能夠達到380F g-1。PVA-KOH-K3[Fe(CN)6]凝膠聚合物可以作為全固態(tài)超級電容器理想的電解質(zhì)材料。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：西北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：O632.31
【目錄】：

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐東;周寧琳;沈健;;羧基化氧化石墨烯的血液相容性[J];高等學�；瘜W學報;2010年12期

2 尚振平,方天如;水溶性聚合物和兩親聚合物:14.丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基十六烷磺酸銨無規(guī)共聚物[J];功能高分子學報;1993年01期

3 辛忠，馮巖，黃德音;高分子染料的進展[J];功能高分子學報;1994年03期

4 王鳳森;聚乙烯醇粘結(jié)劑[J];國外耐火材料;1998年11期

5 張翠玲;常青;黃丹;;巰基乙酰殼聚糖制備條件的優(yōu)化及其絮凝性能[J];工業(yè)水處理;2010年08期

6 尹向春;水溶性聚合物[J];廣州化工;1996年02期

7 武照強;孟令芝;;熒光聚合物研究進展[J];化學進展;2007年09期

8 臧亞南;丁恩勇;;聚乙烯醇/氯化聚乙烯相變材料的制備及性能[J];石化技術與應用;2008年03期

9 楊小華;王中華;;國內(nèi)AMPS類聚合物研究與應用進展[J];精細石油化工進展;2007年01期

10 伍艷輝;張海峰;譚惠芬;李佟茗;;季銨化殼聚糖-聚乙烯醇陰離子交換膜的性能[J];膜科學與技術;2011年01期

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊超;欒維濤;徐洪霞;;2005年我國工程塑料應用進展[J];工程塑料應用;2006年07期

2 楊魁;李貞;;PVA/MMT復合材料結(jié)構(gòu)性能研究[J];四川建筑科學研究;2010年05期

3 胡志勇;張旭東;熊燕;程鵬;;兩性離子型瓜爾膠的制備及稀溶液性質(zhì)[J];日用化學工業(yè);2007年04期

4 孫翠華,宋國君,王俊霞,王立;蒙脫土/橡膠納米復合材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能[J];材料導報;2003年02期

5 戈明亮,闞長華,徐衛(wèi)兵;聚合物/粘土納米復合材料的插層制備方法[J];材料導報;2003年S1期

6 夏燎原;譚紹早;謝瑜珊;;聚合物/層狀硅酸鹽納米復合阻燃材料進展概述[J];材料導報;2007年S1期

7 李志杰;郭方方;林樅;徐政;彭虎;;工業(yè)微波在制備高嶺石-二甲基亞砜插層復合物中的應用[J];材料導報;2007年S2期

8 許開卿;吳季懷;范樂慶;冷晴;鐘欣;蘭章;黃妙良;林建明;;水凝膠聚合物電解質(zhì)超級電容器研究進展[J];材料導報;2011年15期

9 ;Polycarbonate/Polypropylene/Fibrillar Silicate Ternary Nanocomposites: Morphology and Mechanical Properties[J];Journal of Materials Science & Technology;2006年01期

10 鐘凱;劉若望;翟蘭蘭;袁繼新;;水溶性高分子染料的研究進展[J];材料科學與工程學報;2012年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳曉鋒;溫兆銀;張向鋒;朱修劍;;乳液聚合法制備P(St/BA)-KAI(OH)_2CO_3納米復合物[A];中國硅酸鹽學會2003年學術年會論文摘要集[C];2003年

2 胡先海;張興元;戴家兵;許戈文;;水性聚氨酯-分散熒光黃高分子熒光染料的合成與熒光特性[A];第五屆中國功能材料及其應用學術會議論文集Ⅲ[C];2004年

3 楊瑞成;陳奎;傅公維;;蒙脫土吸附季胺鹽CTAB的動力學研究[A];第六屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（9）[C];2007年

4 張俐娜;;納米高分子材料[A];新世紀科技與湖北經(jīng)濟發(fā)展——2001首屆湖北科技論壇論文集[C];2001年

5 楊瑞成;陳奎;馮輝霞;羊海棠;;聚合物/蒙脫土納米復合材料的特征與進展[A];納米材料和技術應用進展——全國第三屆納米材料和技術應用會議論文集（下卷）[C];2003年

6 楊晉濤;范宏;卜志揚;李伯耿;;乳液聚合制備聚合物/MMT納米復合材料中幾個影響因素的研究[A];2004年全國高分子材料科學與工程研討會論文集[C];2004年

7 靳添絮;劉立;陳樹新;;軍用裝備中基于超級電容器的混合動力裝置設計及應用[A];2011年中國智能自動化學術會議論文集（第一分冊）[C];2011年

8 張迪;李青山;張巖;趙立嬌;;PVA基稀土納米纖維的制備與紅外分析[A];全國第十四屆紅外加熱暨紅外醫(yī)學發(fā)展研討會論文及論文摘要集[C];2013年

9 姜潛遠;馬凱凱;蔣之銘;任學宏;黃東時;;二苯基甲烷二異氰酸酯交聯(lián)抗菌納米醋酯纖維的制備[A];第九屆中國抗菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會論文集[C];2013年

10 李佳佳;彭輝;馬國富;雷自強;;PVA-KOH-KIO_3凝膠聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究[A];甘肅省化學會第二十八屆年會暨第十屆中學化學教學經(jīng)驗交流會論文集[C];2013年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張貴軍;聚丙烯酸酯/納米氧化錫銻復合乳液的制備、表征及其在透明隔熱涂料中的應用研究[D];華南理工大學;2010年

2 姜卸宏;微化蒙脫土懸浮液的制備及其處理材性能和表征[D];北京林業(yè)大學;2011年

3 鄭云輝;納米晶須的合成及其性能的研究[D];吉林大學;2011年

4 劉聰;聚氯乙烯/埃洛石納米管納米復合材料的結(jié)構(gòu)與性能[D];華南理工大學;2011年

5 鄭雪楓;9’，9二氧雜蒽二醇（BIXAN）引發(fā)活性自由基聚合新體系研究[D];北京化工大學;2011年

6 張琴;熔體插層聚丙烯納米復合材料：形成過程、剝離機理、形態(tài)與性能[D];四川大學;2002年

7 胡志勇;可交聯(lián)高分子染料的合成與染色性能研究[D];大連理工大學;2002年

8 張惠峰;層狀硅酸鹽/橡膠納米復合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究[D];北京化工大學;2004年

9 劉國棟;苯乙烯-N-苯基馬來酰亞胺—丙烯腈/蒙脫土納米復合材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能[D];河北工業(yè)大學;2003年

10 楊騖遠;氫氧化鋁—聚丙烯酰胺雜化材料的制備和稀溶液行為及其絮凝性能研究[D];浙江大學;2005年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 任娟;有機膨潤土對水中克百威的吸附研究[D];中國海洋大學;2010年

2 譚秀花;丁醇高產(chǎn)菌的選育及小麥淀粉廢水與木薯發(fā)酵生產(chǎn)丁醇的研究[D];江南大學;2010年

3 王瑋;貝殼粉的改性及其增強復合材料的應用[D];東華大學;2011年

4 王福強;磷酸酯淀粉微波干法低溫制備技術及性質(zhì)研究[D];西南大學;2011年

5 周靜;氧化石墨烯和石墨烯的制備、表征與應用[D];南京大學;2011年

6 張勝海;熒光素交聯(lián)聚合物的合成及其一些分析應用特性[D];陜西師范大學;2011年

7 頡曉玲;不同方法處理凹凸棒黏土的理化性能及其對雙氯芬酸鈉的吸附研究[D];蘭州大學;2011年

8 廖輝;有機改性蒙脫土的制備及其對PVC熱穩(wěn)定性能的影響[D];廣東工業(yè)大學;2011年

9 沈威;聚氯乙烯/蒙脫土發(fā)泡復合材料的研究[D];華南理工大學;2011年

10 孟建;高分子量聚氧化乙烯的制備[D];浙江大學;2010年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳燕丹;章文貢;;導電聚合物納米材料的研究進展[J];材料導報;2001年10期

2 桑益洲;劉忠;;陽離子殼聚糖的合成及應用[J];中華紙業(yè);2006年05期

3 王瑾;王誠;董國君;毛宗強;;堿性直接甲醇燃料電池的研究進展[J];電池;2007年04期

4 崔亞;王業(yè)飛;何龍;戴彩麗;焦翠;趙福麟;;AMPS交聯(lián)體系堵水劑研究[J];斷塊油氣田;2006年02期

5 方天如;尚振平;朱小兵;姚春慶;;丙烯腈、1-十六烯和發(fā)煙硫酸反應產(chǎn)物的分析和表征[J];分析化學;1991年04期

6 胡小洋;張燕霞;張弢;于謙;陳紅;;以PEG為間隔基固定賴氨酸制備血液相容的聚氨酯材料[J];高等學�；瘜W學報;2009年03期

7 姜勇,丁恩勇,黎國康;聚乙二醇/二醋酸纖維素相變材料的組成與儲能性能間的關系[J];高分子學報;2000年06期

8 姜勇,丁恩勇,黎國康;一種新型的相變儲能功能高分子材料[J];高分子材料科學與工程;2001年03期

9 王茹 ,王琪 ,李莉 ,華正坤;改性聚乙烯醇熱塑加工性能的研究[J];高分子材料科學與工程;2001年06期

10 劉郁楊,邵穎惠;PVA/SiO_2雜化材料的制備及表征[J];高分子材料科學與工程;2002年01期

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1 唐旭晟,高誠輝;納米復合膜的研究進展[J];材料保護;2003年05期

2 彭曉;王福會;;一種新型的抗高溫腐蝕納米復合膜的制備和性能[J];中國材料進展;2009年Z2期

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4 劉之景,王克逸,朱俊,張凱;自組裝法制備聚合物納米復合膜的新進展[J];膜科學與技術;2003年01期

5 李曉娥,閻宏濤,James R.Durrant;二氧化鈦-聚合物納米復合膜的制備與光致耗氧行為[J];高校化學工程學報;2005年04期

6 任雨松,花國然;納米復合膜制備技術及其在干式切削刀具涂層中的應用[J];工具技術;2005年11期

7 呂秋豐;黃美榮;李新貴;;苯胺-磺化苯胺共聚物/二醋酸纖維素納米復合膜[J];石油化工;2007年05期

8 魏曉毳;孫玉風;許林;;多金屬氧酸鹽/中性紅納米復合膜的制備、表征和應用[J];渤海大學學報(自然科學版);2011年01期

9 陳文娟;康玉茹;王愛勤;;聚乙烯醇/凹凸棒黏土納米復合膜的制備及其性能[J];應用化工;2011年05期

10 劉平桂,龔克成;用自組裝法制備聚合物納米復合膜[J];婁底師專學報;1998年02期

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1 徐小雨;王宇瀛;趙凌云;唐勁天;;醫(yī)用磁性納米復合膜的制備及對腦膠質(zhì)瘤的療效評價[A];中國儀器儀表學會醫(yī)療儀器分會2010兩岸四地生物醫(yī)學工程學術年會論文集[C];2010年

2 徐小雨;趙凌云;王宇瀛;陽兵;王曉文;高福平;張曉東;唐勁天;;醫(yī)用磁性納米復合膜的制備與表征[A];中國儀器儀表學會醫(yī)療儀器分會2010兩岸四地生物醫(yī)學工程學術年會論文集[C];2010年

3 沈廣霞;陳藝聰;林昌健;;TiO_2-VO_x納米復合膜制備及耐腐蝕性研究[A];第五屆中國功能材料及其應用學術會議論文集Ⅲ[C];2004年

4 欒野梅;安茂忠;;CdS/Cd納米復合膜電化學膜模擬法制備及表征[A];第五屆中國功能材料及其應用學術會議論文集Ⅱ[C];2004年

5 周金平;李燃;李倩;劉石林;張俐娜;;纖維素/四氧化三鐵納米復合膜的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究[A];2007年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2007年

6 任鵬剛;黃華東;李忠明;;超高阻隔GO/PVA納米復合膜的制備及性能研究[A];第七屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（第6分冊）[C];2010年

7 高守建;石準;張文彬;張豐;靳健;;可用于水包油乳液超快分離的超浸潤SWCNT/TiO_2超薄納米復合膜[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第01分會：表面物理化學[C];2014年

8 薛雙喜;王浩;楊輔軍;王君安;曹歆;WY Cheung;SP Wong;;(CoPt/Ag)_n納米復合膜的結(jié)構(gòu)與磁性[A];2004年中國材料研討會論文摘要集[C];2004年

9 薛雙喜;王浩;楊輔軍;王君安;曹歆;WY Cheung;SP Wong;;(CoPt/Ag)_n納米復合膜的結(jié)構(gòu)與磁性[A];2004年材料科學與工程新進展[C];2004年

10 陳強;岳蕾;廖燕;楊麗珍;劉忠偉;;ICP輔助磁控濺射制備納米復合膜[A];中國真空學會2008年學術年會論文摘要集[C];2008年

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1 楊耀彬;多酸/半導體納米復合膜的制備及其光電性能研究[D];東北師范大學;2011年

2 趙小宇;改性碳納米管/聚偏氟乙烯納米復合膜的制備、表征及性能研究[D];東北師范大學;2012年

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1 穆靜靜;超硬納米復合膜致硬機理的研究[D];北京工業(yè)大學;2008年

2 麻洪霞;聚合物納米復合膜的制備及其摩擦學行為研究[D];河南大學;2008年

3 馬俊;磷（膦）酸鋯/聚合物納米復合材料結(jié)構(gòu)和性能研究[D];西南大學;2012年

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5 陳劍松;多巴胺修飾的二氧化鈦納米粒子—導電聚合物納米復合膜的制備、表征及其光電轉(zhuǎn)換性質(zhì)[D];華東師范大學;2008年

6 李素琴;TiO_2-Cu_2O納米復合膜的制備、性質(zhì)研究及其應用[D];華中師范大學;2007年

7 林妹;聚合物/無機物納米復合膜的制備及其光學特性的研究[D];福建師范大學;2008年

8 孫偉曉;離子液體改性PVDF/TiO_2納米復合膜的制備及表征[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

9 孫翠霞;豌豆淀粉納米復合膜的制備及性質(zhì)研究[D];青島農(nóng)業(yè)大學;2014年

10 張宏宇;多金屬氧酸鹽納米復合膜的制備、表征與光致發(fā)光/變色性質(zhì)研究[D];東北師范大學;2002年

  本文關鍵詞：聚乙烯醇復合材料的制備及其性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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