聚乙烯乙烯醇碱性电池隔膜的制备及性能研究

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1、哈尔滨理工大学工学硕士学位论文聚乙烯．乙烯醇碱性电池隔膜的制备及性能研究摘要高压静电纺丝，简称电纺，是国内外最近几年才开始采用的一种制备超细纤维及其无纺布的重要方法，它所制得的无纺布是由直径在数十纳米到数百纳米之间的纤维所铺置成的一种具有纳米微孔的多孔材料，具有很大的比表面积，在物理、化学性质方面表现出特异性，近年来已经应用于很多领域。目前对聚乙烯．乙烯醇(EVOH)电纺的研究在国内外少见报道，尤其在对电池隔膜方面的研究更为少见。本文采用高压静电纺丝技术制备了EVOH无纺布，通过对混合溶剂配比、溶液浓度、纺丝电压、接收距离和辊筒转速等不同条件下所制得的纤维微观形貌的表征和性能研究，来确定最

2、佳的纺丝工艺条件。利用x射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)及电子万能试验机等仪器对无纺布的性能进行了研究．采用戊二醛交联及Ti02掺杂等方法对EVOH无纺布进行改性处理，来提高无纺布的力学性能及耐热性能。实验分析表明，当复合溶剂异丙醇／水配比为70／30(v／v)、纺丝液浓度为10％(w／v)条件下制得的EVOH无纺布的拉伸强度为53．7MPa，断裂伸长率为57．5％，较其它溶液体系的无纺布的力学性能好。通过对无纺布的结晶性能、热稳定性及电池隔膜性能进行了研究，结果表明，EVOH无纺布与其铸膜相比，结晶度提高，结晶完善程度增大；无纺布的热分解温度(386．4

3、3℃)与铸膜的热分解温度(385．55℃)基本一致。经戊二醛交联后的无纺布的结晶度有所降低，且交联程度越大的无纺布，其结晶度越小，交联液戊二醛与蒸馏水的体积比为2％时的无纺布(EEM一4)表现得最为明显；无纺布的热稳定性随交联程度的增加逐渐提高，其中EEM．4的热分解温度最高，为401．84℃；拉伸强度随交联程度的增加而提高，其中EEM一4最高，为97．9MPa，较EVOH无纺布提高了82．4％，而断裂伸长率却是逐渐降低的，EEM-4最低，为24．5％，较EVOH无纺布降低了57．4％；随着Ti02掺杂量的增加，纤维的直径逐渐减小，且分布渐均匀；无纺布的结晶度、热稳定性、断裂伸长率和拉伸强

4、度在Ti02掺杂后均有所降低。哈尔滨理工大学工学硕士学位论文EEM-4无纺布的尺寸稳定性最好：掺杂15wt％Ti02的无纺布的吸碱率最大，为950％：交联液戊二醛与蒸馏水的体积比为O．1％时的无纺布(EEM．1)的相对面电阻最小，为39．9Q·cm2／mm。关键诃高压静电纺丝；乙烯．乙烯醇共聚物；无纺布：电池隔膜；交联．U一竺查堡圣三奎耋王茎竺圭兰堡堡兰PREPARATIoNANDRESEARCHoFPOLY(ETHYLENE—-CO--VINYLALCOHOL)ALKALINEBATTERYSEPARATORAbstractRecently,electrospinningisbecomi

5、ngallincreasinglyimportantmethodtopreparesuperfinefihersandnon．wovenmembranesbothathomeandabroad．TheresultingmembraneiSakindofnano-porousnon-wovenmaterialswithfibersdiametersrangingfromnanometerstomicrometers．Becauseofthehighspecificsurface，thenon-wovenmembraneshaveshoweditsspecialphysicalandchemi

6、calperformancesinmanypotentialapplications．TherearefewreportsabouttheresearchofEVOHnon-wovenmembranes，especiallyinbatteryseparator．Inthepaper,EVOHnon—wovens，preparedthroughelectrospinningunderdifferentspinningconditions，includingratioofmixedsolvents，solutionconcentrationandspinningvoltage，etc，were

7、investigatedtowardthemorphologiesandthepropertiesbyX-rayDiffraction(XRD)，DifferentialScanningCalorimeter(DSC)，ThermogravimetricAnalysis(TG)andElectronicUniversalTestingMachine．T1lenon-wovensmembranesweremodifiedw