聚合物-SiO-,2-材料的原位復(fù)合法制備及無機(jī)粒子生長過程研究.pdf

1、本文首先以原位復(fù)合法制備復(fù)合固態(tài)聚合物電解質(zhì)中無機(jī)粒子生長過程為研究對象，重點(diǎn)研究聚合物與鋰鹽對TEOS水解反應(yīng)與SiO<,2>粒子生長的影響。采用激光粒度分布儀、高分辨透射電鏡(IITEM)、掃描電鏡(SEM)、熱重(TG)、紅外(IR)、X-射線衍射(XRD)、紫外-可見光分光光度計(jì)等手段，對原位復(fù)合法所得樣品進(jìn)行了表征與分析，并探討了原位生成SiO<,2>的機(jī)理。 SEM、HTEM和粒徑分析結(jié)果表明，加入高分子聚合物(PE

2、G和PEO)后，聚合物包覆在了SiO<,2>粒子的表面，限制了SiO<,2>粒子的長大。酸催化下，SiO<,2>粒子形狀不甚規(guī)則，粒徑約為100nm；堿催化下，SiO<,2>粒子呈球狀，粒徑為50nm左右；從XRD結(jié)果可知，在PEO中添加SiO<,2>后，體系的結(jié)晶度由原來的66.05﹪降低到了12.76﹪；加入鋰鹽，有利于SiO<,2>的結(jié)晶。 其次，采用IR、TEM、AFM、TG、XPS和透光率測試對原位復(fù)合法制備的PMMA

3、/SiO<,2>，P(MMA-MPTMS)/SiO<,2>雜化材料的結(jié)構(gòu)、粒子分布、形貌、熱穩(wěn)定性能、表面化學(xué)組成和光學(xué)性能進(jìn)行了分析。IR分析表明，P(MMA-MPTMS)/SiO<,2>中形成SiO<,2>無機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其中的C=O與無機(jī)網(wǎng)絡(luò)中未完全縮合的Si-OH之間形成了氫鍵作用。從TEM：和AFM可知，P(MMA-MPTMS)/SiO<,2>中兩相間比較模糊，未出現(xiàn)明顯相分離，粒子間沒有明顯的團(tuán)聚，比較均勻地分散于P(MMA-MP

4、TMS)基體，且樣品表面十分平整光滑，SiO<,2>的粒徑小于10nm。TG分析表明，偶聯(lián)劑MPTMS的加入，提高了P(MMA-MPTMS)/SiO<,2>的熱穩(wěn)定性能。透光性測試表明，偶聯(lián)劑MPTMS共聚改性后的雜化材料透光性明顯高于PMMA/SiO<,2>，透光率可達(dá)95﹪。從XPS分析可知， P(MMA-MPTMS)/SiO<,2>樣品中存在SiO<,2>無機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 最后采用原位復(fù)合法制備了PMMA/LiClO<,4>

5、/SiO<,2>和P(MMA-MPTMSTMS)/LiClO<,4>/SiO<,2>復(fù)合聚合物電解質(zhì)，通過TG、XPS、交流阻抗等技術(shù)對所制備的CSPE材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征與分析，探討了原位復(fù)合無機(jī)粒子和MPTMS共聚改性PMMA對CSPE材料導(dǎo)電性能的增強(qiáng)機(jī)制。TG分析表明，添加無機(jī)粒子SiO<,2>和MPTMS可以提高聚合物電解質(zhì)的熱穩(wěn)定性。XPS分析表明，聚合物電解質(zhì)中存在SiO<,2>無機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)O/Li=8時(shí)，PMM