靜電紡絲法制備鋰離子電池用PVDF-PU納米纖維隔膜.pdf

1、靜電紡絲技術(shù)是目前制備超細(xì)纖維和納米纖維重要的方法之一。本文主要針對(duì)聚偏氟乙烯(PVDF)以浸滯法和共紡絲法引入聚氨酯預(yù)聚體(PUR)組成雙組份膜。引入PUR的目的在于利用其聚合反應(yīng)，形成低軟化點(diǎn)的聚氨酯(PU)，使其與PVDF形成半互穿網(wǎng)絡(luò)，從而提高靜電紡絲纖維膜的力學(xué)性能，同時(shí)使復(fù)合膜起到一定自關(guān)閉性。
　　 首先探討各種因素對(duì)PVDF靜電紡絲纖維形貌及直徑分布的影響。以掃描電鏡(SEM)對(duì)纖維形貌進(jìn)行表征，得到了PVDF體

2、系的最佳靜電紡絲條件為PVDF質(zhì)量濃度12wt％、混合溶劑中DMF/丙酮質(zhì)量比6/4、接受距離12cm、工作電壓15kv、流量0.3mL/h。
　　 在PVDF體系中加入PUR，于PVDF的最佳紡絲條件下進(jìn)行靜電紡絲，討論P(yáng)UR加入量、聚合反應(yīng)對(duì)電紡絲纖維形貌的影響，并以SEM進(jìn)行表征。SEM結(jié)果表明，PUR的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5wt％時(shí)，纖維生長最好；PUR加入量在其聚合反應(yīng)前對(duì)纖維形貌沒有顯著影響。而聚合反應(yīng)后，隨著PUR加入量的增

3、加，纖維直徑有變粗的趨勢(shì)。
　　 將PVDF纖維膜浸漬在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PUR溶液中，后處理得到PVDF/PU雙組份纖維膜，討論P(yáng)UR的聚合反應(yīng)對(duì)PVDF纖維膜形貌的影響，并以SEM表征。SEM結(jié)果表明，浸漬PUR溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8％時(shí)，纖維膜結(jié)構(gòu)形貌最好；聚合反應(yīng)后，纖維直徑有變粗的趨勢(shì)，纖維與纖維之間粘結(jié)。
　　 在對(duì)上述兩種方法制備的纖維膜進(jìn)行的膜性能測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，聚合反應(yīng)能夠提高纖維膜的力學(xué)性能，共紡絲法制備纖維膜拉

4、伸強(qiáng)度由4.5Mpa提高到7.5Mpa，浸漬法制備纖維膜拉伸強(qiáng)度由4.5Mpa提高到11.2Mpa。對(duì)孔隙率和吸液率的測(cè)定表明，浸滯法制備的纖維膜分別達(dá)到65±2％，230±10％；而共紡絲法制備的纖維膜分別分別達(dá)到80％，342％。對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)試表明，浸滯法制備的纖維膜達(dá)到0.88×10-3；共紡絲法制備的纖維膜達(dá)到1.18×10-3。熱穩(wěn)定性測(cè)試表明，在200℃內(nèi)，浸滯法纖維膜未發(fā)生收縮，而共紡絲法制備纖維膜收縮率為3％。說明浸滯法