PMMA-b-PS结构及有机累托石对其凝胶聚合物电解质性能的影响.pdfVIP

宋 颖 等 ：PMMA—b—PS结构及有机累托石对其凝胶聚合物 电解质性能的影响 PMMA—b—PS结构及有机累托石 对其凝胶聚合物 电解质性能的影响 宋 颖，马晓燕，唐 林 ，管兴华 (西北工业大学 空问应用物理与化学教育部重点实验室，陕西省高分子科学与技术重点实验室，陕西 西安 710072) 摘 要： 通过原子转移 自由基聚合反应 (ATRP)合 解质[。一，其中纳米粘土不但在改善凝胶 电解质 的成 成 3种嵌段 比不 同的聚 甲基 丙烯酸 甲酯一b一聚苯 乙烯 膜性 、热稳定性方面有显著的效果 ，而且还可以大大改 (PMMA—b—PS)，研究其嵌段 比例对凝胶聚合物 电解质 善 电解质 的离子传输性能，所 以成为人们关注 的对 (GPE)电性能的影响。结果发 现，以3种嵌段共聚物 象[】 ；另一种是利用特殊结构共聚物 ，如梳状共聚 为基体 的 GPE导 电性均优 于纯 PMMA基 GPE，这可 物 、超支化共聚物等为基体制备新型凝胶聚合物体 能是 因为 刚性链段 的存 在改变 了凝胶 体 系的 自由体 系[1316]。 积；当聚合 物含 量 为 4O (质 量 分数)时，PMMA 一 结合上述两种改性方法 ，本文提 出选用 刚性苯 乙 1PS基 GPE的电导率最高。选择 电性 能较优 的PM— 烯单体 、通过原子转移 自由基聚合反应 (ATRP)合成 MA—b一1PS为基体 ，研究有机 累托石 (0REC)对该凝胶 几种嵌段 比不 同的聚 甲基丙烯酸 甲酯一b一聚苯 乙烯 电解质 (NGPE)性能的影响。在保持凝胶体 系固含量 (PMMA—b—PS)，分别以其为基体制备GPE膜，研究嵌 为 4O (质量分数)，OREC添加量为聚合物的 3 (质 段共聚物中刚柔结构对 电解质性能的影响规律；在此 量分数)时，室温下 NGPE的 电导率达到 了 3．1l× 基础上 ，选用 电性能最好的嵌段聚合物为基体 ，探讨有 10一S／cm，约为PMMA基 GPE的 18倍；热失重分析 机纳米累托石对凝胶聚合物电解质的结构与性能的影 表明，质量损失 5 时，PMMA—b一1PS基 GPE热分解 响，并提 出了离子传输微观结构模型 。 温度 比PMMA基 GPE热分解温度 高66．1C，NGPE 2 实 验 的热分解温度相 比 PMMA基 GPE提高了78．0℃。 关键词 ： 嵌段共聚物；凝胶聚合物 电解质 ；离子传输 2．1 主要试剂和仪器 性能 ；热稳定性 ；有机累托石 甲基丙烯酸甲酯 (MMA)、苯乙烯 (St)、四氢呋喃、 中图分类号 ： O631．5；TM911．3 文献标识码 ：A N，N一二甲基 甲酰胺 ，分析纯 ，均购于天津 市富宇精细 文章编号 ：1O01-9731(2013)07—0983—05 化工有限公司；氯化亚铜 (CuC1)，分析纯 ，购于天津市 巴斯夫化工有限公司；2一溴异丁酸乙酯 (EBiB)，纯度 1 引 言 98 ，购于 Al{aAesar；N，N，N’，N’，N”一五 甲基 二亚 凝胶聚合物电解质 (GPE)是 由聚合物基体 、增塑 乙基 三胺 (PMDETA)，纯 度 98Vo；高氯酸 锂 (Li— 剂与电解质盐三者组成的，它既有聚合物 良好 的加工 ClO )，纯度 99．9 ；碳酸丙烯酯 (PC)，化学纯，三者均 性能，又有较高的离子 电导率，因此在锂离子 电池、太 购于上海晶纯试剂有 限公司；有机 累托石 (OREC)，为 阳能电池 、超级 电容器 以及电致变色器件等多个领域 十二烷基季铵盐改性的黏土累托石，制备方法见参考 展现出良好的应用前景 。