CN116675983B - 一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用 - Google Patents
一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116675983B CN116675983B CN202310735146.XA CN202310735146A CN116675983B CN 116675983 B CN116675983 B CN 116675983B CN 202310735146 A CN202310735146 A CN 202310735146A CN 116675983 B CN116675983 B CN 116675983B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyetherimide
- energy storage
- fluorene polyester
- composite material
- organic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 title claims abstract description 117
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N fluorene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3C2=C1 NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 154
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 claims abstract description 67
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 claims abstract description 67
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 11
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 3
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 4
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 abstract description 3
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229920002595 Dielectric elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920005559 polyacrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/14—Organic dielectrics
- H01G4/18—Organic dielectrics of synthetic material, e.g. derivatives of cellulose
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/33—Thin- or thick-film capacitors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
- C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
一种全有机聚醚酰亚胺‑芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用，涉及聚醚酰亚胺储能技术领域。本发明的目的是为了解决传统的聚醚酰亚胺聚合物薄膜由于击穿场强和介电常数低进而导致的储能密度低的问题。方法：将聚醚酰亚胺颗粒加入到N‑甲基吡咯烷酮溶液中，在45～50℃的温度条件下机械搅拌至聚醚酰亚胺颗粒完全溶解，得到聚醚酰亚胺混合溶液；将芴聚酯粉末加入到聚醚酰亚胺混合溶液中，充分搅拌后，得到混合溶液a；将混合溶液a均匀涂覆在预处理过的基板上，固化完成后剥离，得到全有机聚醚酰亚胺‑芴聚酯共混储能复合材料。本发明可获得一种全有机聚醚酰亚胺‑芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用。
Description
技术领域
本发明涉及聚醚酰亚胺储能技术领域，具体涉及一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用。
背景技术
随着现代电子和电力系统技术的不断发展，聚合物薄膜电容器由于具有高储能密度和击穿强度，所以聚合物薄膜电容器在现代电子和电力系统领域具有越来越重要的应用价值。尽管人们在提高聚合物复合材料的储能和方面做了大量的工作，但在大规模工业化生产的前提下，如何提高聚合物复合材料的储能性能仍然是一个巨大的挑战。聚醚酰亚胺作为一种高性能的电介质材料，在电化学储能领域中具有重要的应用前景。聚醚酰亚胺具有良好的高温稳定性、电化学稳定性、耐腐蚀性和低介电损耗，可在高温、酸碱等环境下工作，在物理、化学和工程领域均得到了广泛的应用。然而，与其他储能材料相比，聚醚酰亚胺的比容量较低、储能密度有限，限制了其更广泛的应用。如何在不牺牲损耗的条件下提升聚醚酰亚胺的介电常数是研究的主要重点，以往的研究主要集中掺杂纳米无机填料方面。但是，还会出现复合薄膜的介电损耗和电导率明显增加以及充放电效率降低的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统的聚醚酰亚胺聚合物薄膜由于击穿场强和介电常数低进而导致的储能密度低的问题，而提供一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用。
一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，按以下步骤进行：
步骤一、制备聚醚酰亚胺混合溶液：
将聚醚酰亚胺颗粒加入到N-甲基吡咯烷酮溶液中，在45～50℃的温度条件下机械搅拌至聚醚酰亚胺颗粒完全溶解，得到聚醚酰亚胺混合溶液；
步骤二、制备聚醚酰亚胺/芴聚酯共混储能复合材料：
将芴聚酯粉末加入到步骤一中的聚醚酰亚胺混合溶液中，充分搅拌后，得到混合溶液a；将混合溶液a均匀涂覆在预处理过的基板的一个面上，固化完成后，将基板上的薄膜剥离，得到全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料，所述的全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料中芴聚酯粉末的质量分数为10％～50％。
一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的应用，所述的全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料在电介质和电容器中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，首先将聚醚酰亚胺加入到N-甲基吡咯烷酮溶液中，由于聚醚酰亚胺颗粒比较难溶解，所以需要在50℃的温度条件下充分搅拌。再利用溶液共混法制备复合薄膜，以聚醚酰亚胺为基体，将芴聚酯粉末加入其中，利用溶液共混的方法制备而成。全有机共混聚合物的制备中，有机物之间的相容性是首要考虑的问题本发明采用的聚醚酰亚胺和芴聚酯具有良好的相容性，聚醚酰亚胺/芴聚酯共混储能复合薄膜的介电常数比纯聚醚酰亚胺和芴聚酯薄膜的高，且击穿强度有了明显的提升，提高了以聚醚酰亚胺为基体的传统复合材料的储能性能，解决了复合材料中同时存在的高介电常数和充放电效率的问题，从而使后复合材料的储能密度显著增高。
(2)采用本发明工艺制备的一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料具有优异的介电性能和储能性能，并且损耗较低，可以广泛地应用于电气、电子和新能源汽车等先进领域。本发明制备工艺简单，经济实用，有效的节约了资源，适合大规模工业化产生，为开发聚偏氟乙烯基储能复合介质新的应用途径提供了一个很好的策略。
本发明可获得一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用。
附图说明
图1为本发明全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的红外光谱图，a表示纯聚醚酰亚胺薄膜，b表示芴聚酯粉末的质量分数为10％，c表示芴聚酯粉末的质量分数为30％，d表示芴聚酯粉末的质量分数为50％，e表示纯芴聚酯薄膜；
图2为本发明全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的放电能量密度图，●表示纯聚醚酰亚胺薄膜，◆表示纯芴聚酯薄膜，表示芴聚酯粉末的质量分数为10％，▼表示芴聚酯粉末的质量分数为30％，▲表示芴聚酯粉末的质量分数为50％；
图3为本发明全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的充放电效率图，●表示纯聚醚酰亚胺薄膜，◆表示纯芴聚酯薄膜，表示芴聚酯粉末的质量分数为10％，▼表示芴聚酯粉末的质量分数为30％，▲表示芴聚酯粉末的质量分数为50％；
图4为本发明全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的介电常数测试图，●表示纯聚醚酰亚胺薄膜，◆表示纯芴聚酯薄膜，表示芴聚酯粉末的质量分数为10％，▼表示芴聚酯粉末的质量分数为30％，▲表示芴聚酯粉末的质量分数为50％；
图5为本发明全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的介电损耗测试图，●表示纯聚醚酰亚胺薄膜，◆表示纯芴聚酯薄膜，表示芴聚酯粉末的质量分数为10％，▼表示芴聚酯粉末的质量分数为30％，▲表示芴聚酯粉末的质量分数为50％；
图6为本发明全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的电导率测试图，●表示纯聚醚酰亚胺薄膜，◆表示纯芴聚酯薄膜，表示芴聚酯粉末的质量分数为10％，▼表示芴聚酯粉末的质量分数为30％，▲表示芴聚酯粉末的质量分数为50％。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，按以下步骤进行：
步骤一、制备聚醚酰亚胺混合溶液：
将聚醚酰亚胺颗粒加入到N-甲基吡咯烷酮溶液中，在45～50℃的温度条件下机械搅拌至聚醚酰亚胺颗粒完全溶解，得到聚醚酰亚胺混合溶液；
步骤二、制备聚醚酰亚胺/芴聚酯共混储能复合材料：
将芴聚酯粉末加入到步骤一中的聚醚酰亚胺混合溶液中，充分搅拌后，得到混合溶液a；将混合溶液a均匀涂覆在预处理过的基板的一个面上，固化完成后，将基板上的薄膜剥离，得到全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料，所述的全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料中芴聚酯粉末的质量分数为10％～50％。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中机械搅拌的时间为23～24h。
其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同点是：步骤一中聚醚酰亚胺颗粒的质量与N-甲基吡咯烷酮溶液的体积的比为(0.95～1.05)g：(9～10)mL。
其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤二中搅拌的时间为11～12h。
其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二中预处理过的基板按以下步骤处理：先将基板用清水清洗1～3次，然后用无尘纸擦拭干净，再用无水乙醇清洗3～5次，最后在50～60℃下干燥1～2h，得到预处理过的基板，所述的基板为耐高温玻璃板。
其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤二中固化温度为75～85℃，时间为10～11h。
其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤二中固化完成后，将基板直接放入常温的去离子水中冷却后，再进行剥离。
其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤二中先将混合溶液a抽真空3～4h后，排除溶液中的气泡，再将混合溶液a均匀涂覆在预处理过的基板上。
其他步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤二中所述的全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料中芴聚酯粉末的质量分数为10％、30％或50％。
其他步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的应用，所述的全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料在电介质和电容器中的应用。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，按以下步骤进行：
步骤一、制备聚醚酰亚胺混合溶液：
先准备一块尺寸为200mm×16mm×4mm的耐高温玻璃板，在使用前要先将耐高温玻璃板用清水清洗2次，然后用无尘纸擦拭干净，再用无水乙醇清洗4次，最后在50℃下干燥1h，得到预处理过的基板。
将1g聚醚酰亚胺颗粒加入到10mL N-甲基吡咯烷酮溶液中，在50℃的温度条件下机械搅拌24h至聚醚酰亚胺颗粒完全溶解，得到聚醚酰亚胺混合溶液。
步骤二、制备聚醚酰亚胺/芴聚酯共混储能复合材料：
将0.1g芴聚酯粉末加入到步骤一中的聚醚酰亚胺混合溶液中，搅拌12h后，得到混合溶液a；先将混合溶液a抽真空4h后，再均匀涂覆在预处理过的基板的一个面上，在80℃下固化10h后，将基板直接放入常温的去离子水中冷却后，再将基板上的薄膜剥离，得到全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料，所述的全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料中芴聚酯粉末的质量分数为10％。
实施例2：本实施例全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料中芴聚酯粉末的质量分数为30％。其他实验条件均与实施例1中相同。
实施例3：本实施例全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料中芴聚酯粉末的质量分数为50％。其他实验条件均与实施例1中相同。
实施例4：本实施例中不执行步骤一，并在步骤二中不添加聚醚酰亚胺颗粒。其他实验条件均与实施例1中相同。
图1为本发明全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的红外光谱图，a表示纯聚醚酰亚胺薄膜，b表示芴聚酯粉末的质量分数为10％，c表示芴聚酯粉末的质量分数为30％，d表示芴聚酯粉末的质量分数为50％，e表示纯芴聚酯薄膜。如图1所示，复合材料在745cm-1和1780cm-1波长处为C-N振动峰和亚胺羰基对称拉伸峰，随着芴聚酯质量分数的增加，以上两峰不断地减小。
图2为本发明全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的放电能量密度图，●表示纯聚醚酰亚胺薄膜，◆表示纯芴聚酯薄膜，表示芴聚酯粉末的质量分数为10％，▼表示芴聚酯粉末的质量分数为30％，▲表示芴聚酯粉末的质量分数为50％。如图2所示，芴聚酯的加入对对聚合物放电能量密度的提升是明显的。纯聚聚醚酰亚胺的放电能量密度为6.4J/cm3，纯芴聚酯的放电能量密度为5.7J/cm3，当聚醚酰亚胺/芴聚酯的质量分数为90/10％时，放电能量密度为11.3J/cm3，与纯聚醚酰亚胺薄膜相比，放电能量密度提高了176％，与纯芴聚酯薄膜相比，放电能量密度提高了198％，表明当聚醚酰亚胺/芴聚酯的质量分数比为90/10％时，聚醚酰亚胺/芴聚酯复合材料获得最优异的储能性能。
图3为本发明全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的充放电效率图，●表示纯聚醚酰亚胺薄膜，◆表示纯芴聚酯薄膜，表示芴聚酯粉末的质量分数为10％，▼表示芴聚酯粉末的质量分数为30％，▲表示芴聚酯粉末的质量分数为50％。如图3所示，芴聚酯的加入对于聚合物的损耗增加很小，在600MV/m的电场下，所有的共混复合薄膜充放电效率都在90％以上。
图4为本发明全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的介电常数测试图，●表示纯聚醚酰亚胺薄膜，◆表示纯芴聚酯薄膜，表示芴聚酯粉末的质量分数为10％，▼表示芴聚酯粉末的质量分数为30％，▲表示芴聚酯粉末的质量分数为50％。如图4所示，随着芴聚酯质量分数的增加，聚醚酰亚胺/芴聚酯共混储能复合材料的介电常数先增加后降低，但都高于纯的聚醚酰亚胺薄膜和纯的芴聚酯薄膜。在100Hz频率下，聚醚酰亚胺/芴聚酯的质量分数比为70/30％时具有最高的介电常数为4.1，而纯的聚醚酰亚胺薄膜的介电常数仅为3.5。
图5为本发明全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的介电损耗测试图，●表示纯聚醚酰亚胺薄膜，◆表示纯芴聚酯薄膜，表示芴聚酯粉末的质量分数为10％，▼表示芴聚酯粉末的质量分数为30％，▲表示芴聚酯粉末的质量分数为50％。如图5所示，随着芴聚酯质量分数的增加，聚醚酰亚胺/芴聚酯共混复合材料的介电损耗有微弱的提升，但在1～106Hz下都低于0.02。
图6为本发明全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的电导率测试图，●表示纯聚醚酰亚胺薄膜，◆表示纯芴聚酯薄膜，表示芴聚酯粉末的质量分数为10％，▼表示芴聚酯粉末的质量分数为30％，▲表示芴聚酯粉末的质量分数为50％。如图6所示，随着聚丙烯酸橡胶介电弹性体质量分数的增加，聚偏氟乙烯和聚丙烯酸酯橡胶能复合材料的介电损耗仅有微弱的提升。
Claims (9)
1.一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，其特征在于该制备方法按以下步骤进行：
步骤一、制备聚醚酰亚胺混合溶液：
将聚醚酰亚胺颗粒加入到N-甲基吡咯烷酮溶液中，在45～50℃的温度条件下机械搅拌至聚醚酰亚胺颗粒完全溶解，得到聚醚酰亚胺混合溶液；聚醚酰亚胺颗粒的质量与N-甲基吡咯烷酮溶液的体积的比为(0.95～1.05)g：(9～10)mL；
步骤二、制备聚醚酰亚胺/芴聚酯共混储能复合材料：
将芴聚酯粉末加入到步骤一中的聚醚酰亚胺混合溶液中，充分搅拌后，得到混合溶液a；将混合溶液a均匀涂覆在预处理过的基板的一个面上，固化完成后，将基板上的薄膜剥离，得到全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料，所述的全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料中芴聚酯粉末的质量分数为10％～50％。
2.根据权利要求1所述的一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中机械搅拌的时间为23～24h。
3.根据权利要求1所述的一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中搅拌的时间为11～12h。
4.根据权利要求1所述的一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中预处理过的基板按以下步骤处理：先将基板用清水清洗1～3次，然后用无尘纸擦拭干净，再用无水乙醇清洗3～5次，最后在50～60℃下干燥1～2h，得到预处理过的基板，所述的基板为耐高温玻璃板。
5.根据权利要求1所述的一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中固化温度为75～85℃，时间为10～11h。
6.根据权利要求1所述的一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中固化完成后，将基板直接放入常温的去离子水中冷却后，再进行剥离。
7.根据权利要求1所述的一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中先将混合溶液a抽真空3～4h后，再将混合溶液a均匀涂覆在预处理过的基板上。
8.根据权利要求1所述的一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料中芴聚酯粉末的质量分数为10％、30％或50％。
9.如权利要求1-8任意一项所述的方法制备的一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的应用，其特征在于所述的全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料在电介质和电容器中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310735146.XA CN116675983B (zh) | 2023-06-20 | 2023-06-20 | 一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310735146.XA CN116675983B (zh) | 2023-06-20 | 2023-06-20 | 一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116675983A CN116675983A (zh) | 2023-09-01 |
| CN116675983B true CN116675983B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=87783546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310735146.XA Active CN116675983B (zh) | 2023-06-20 | 2023-06-20 | 一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116675983B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117624670B (zh) * | 2023-11-22 | 2024-05-31 | 哈尔滨理工大学 | 一种聚醚酰亚胺-三（2-羟乙基）异氰尿酸酯共混型薄膜的制备方法及应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009167231A (ja) * | 2008-01-10 | 2009-07-30 | Osaka Gas Co Ltd | フルオレン系ポリエステル樹脂微粒子及びその製造方法 |
| JP2009209292A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Toray Ind Inc | 光学用ポリエステル樹脂組成物 |
| CN107454910A (zh) * | 2015-02-03 | 2017-12-08 | 沙特基础全球技术有限公司 | 用于电容器膜的聚醚酰亚胺混溶聚合物共混物 |
| CN113480760A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-10-08 | 哈尔滨理工大学 | 一种高击穿和高介电的fpe基复合材料薄膜的制备方法 |
| CN114559719A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-31 | 哈尔滨理工大学 | 一种高击穿和高储能的fpe与p(vdf-hfp)基多层结构复合薄膜及其制备方法 |
| CN116082683A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-05-09 | 哈尔滨理工大学 | 一种芴聚酯与聚丙烯酸乙酯-氯乙醚基全有机共混复合材料的制备方法及应用 |
-
2023
- 2023-06-20 CN CN202310735146.XA patent/CN116675983B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009167231A (ja) * | 2008-01-10 | 2009-07-30 | Osaka Gas Co Ltd | フルオレン系ポリエステル樹脂微粒子及びその製造方法 |
| JP2009209292A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Toray Ind Inc | 光学用ポリエステル樹脂組成物 |
| CN107454910A (zh) * | 2015-02-03 | 2017-12-08 | 沙特基础全球技术有限公司 | 用于电容器膜的聚醚酰亚胺混溶聚合物共混物 |
| CN113480760A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-10-08 | 哈尔滨理工大学 | 一种高击穿和高介电的fpe基复合材料薄膜的制备方法 |
| CN114559719A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-31 | 哈尔滨理工大学 | 一种高击穿和高储能的fpe与p(vdf-hfp)基多层结构复合薄膜及其制备方法 |
| CN116082683A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-05-09 | 哈尔滨理工大学 | 一种芴聚酯与聚丙烯酸乙酯-氯乙醚基全有机共混复合材料的制备方法及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116675983A (zh) | 2023-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN116675983B (zh) | 一种全有机聚醚酰亚胺-芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用 | |
| CN100344020C (zh) | 两相或多相的用于锂二次电池的控制电池性能、粘合强度及涂敷性能的粘合剂 | |
| CN111599603B (zh) | MXene/ZnMnNi LDH范德华异质结构及其制备方法和应用 | |
| CN113480760B (zh) | 一种高击穿和高介电的fpe基复合材料薄膜的制备方法 | |
| CN110635137A (zh) | 导电聚合物粘结剂及其制备方法、硅基负极片及其应用 | |
| CN110670107A (zh) | 碳化钛纳米片/碳纳米管电磁屏蔽薄膜及其制备方法 | |
| CN112391018B (zh) | 一种三元共混的高储能聚合物基介电薄膜及其制备方法 | |
| CN116082683B (zh) | 一种芴聚酯与聚丙烯酸乙酯-氯乙醚基全有机共混复合材料的制备方法及应用 | |
| CN111978573B (zh) | 富勒烯类改性的聚醚酰亚胺聚合物材料的制备方法 | |
| CN111961241A (zh) | 一种高储能低损耗的双层复合膜的制备方法 | |
| CN116285184B (zh) | 一种全有机四项共混储能复合材料的制备方法及应用 | |
| CN108003520B (zh) | 一种高介电性能聚偏氟乙烯碳化钛纳米片复合材料的制备方法 | |
| CN117683350B (zh) | 一种聚醚酰亚胺基储能复合介质薄膜及其制备方法和应用 | |
| CN116218215B (zh) | 一种聚丙烯酸橡胶介电弹性体/聚酰亚胺绝缘复合材料的制备方法及应用 | |
| CN110655788A (zh) | 一种二硫化钼/聚二茂铁基席夫碱复合材料及其制备方法 | |
| CN111218072B (zh) | 一种高介电高储能的二维片状钛酸锶复合材料及制备方法 | |
| CN114220906A (zh) | 一种水基共溶剂处理的pedot:pss柔性热电薄膜及其制备方法 | |
| CN113321863A (zh) | 一种在直流电缆用Al2O3/XLPE复合材料的制备方法 | |
| CN117209818A (zh) | 一种聚碳酸酯基聚丙烯酸弹性体复合薄膜的制备方法及应用 | |
| CN117866251A (zh) | 一种高击穿的热塑性聚氨酯弹性体-芴聚酯复合材料的制备方法及应用 | |
| CN117624670B (zh) | 一种聚醚酰亚胺-三（2-羟乙基）异氰尿酸酯共混型薄膜的制备方法及应用 | |
| CN117467171A (zh) | 一种热塑性聚氨酯弹性体-聚醚酰亚胺复合材料的制备方法及应用 | |
| CN113912883B (zh) | 一种耐湿导热绝缘膜及其制备方法 | |
| CN117866249A (zh) | 1,3,5-三(2-羟乙基)氰尿酸-聚甲基丙烯酸甲酯复合薄膜的制备方法及应用 | |
| CN117683258B (zh) | 一种羟基化氮化硼填料-聚酰亚胺绝缘复合薄膜的制备方法及应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |