聚丙烯腈基聚合物电解质的研究进展
炭黑接枝聚丙烯腈及其导电性能研究
3 实验部分
• 炭黑接枝率的影响因素 (1)引发剂用量对接枝率的影响 (2)单体用量对接枝率的影响 (3)反应温度对接枝率的影响 (4)反应时间对接枝率的影响
(1)引发剂对接枝率的影响
(2)单体用量对接枝率的影响
(3)反应温度对接枝率的影响
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(4)反应时间对接枝率的影响
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• 气体浓度对薄膜电阻的影响 (1)乙醇气体浓度对薄膜电阻的影响 (2)丙烯酸气体浓度对薄膜电阻的影响
(1)乙醇气体浓度对薄膜电阻的影响
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(2)丙烯酸气体浓度对薄膜电阻的影响
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5实验结论
(1)各个因素对接枝率而言都存在一个最佳值,若 要提高接枝率,在一定条件可相对改变某一因素 。 (2)薄膜电阻对0-0.6ml乙醇气体有很灵敏反应, 而对丙烯酸气体的则有较窄测量范围为0-0.3ml。 (3)通过对乙醇、丙烯酸的气敏测定,薄膜电阻 对气体浓度有很灵敏的反应。可推测接枝聚丙烯 腈的炭黑聚合物对极性气体有吸附性,可应用对 其检测或是控制。
2 实验原理
(1)接枝原理:利用炭黑表面的稠环芳香结构 和醌型结构对自由基有捕获作用的性质,使可产 生自由基的聚合物所产生的自由基终止在炭黑表 面,从而达到炭黑表面接枝聚合物的目的 (2)反应过程中以超声波洗涤器为反映环境,利用 超声波在液体中传递时产生的空化效应,一方面 使炭黑更好地分散于反应液中,使炭黑与自由基 接触的机会增多,另一方面可以使均聚合物链断 裂产生新的自由基,进而使聚合继续进行。
炭黑接枝聚丙烯腈及 其导电性能研究
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内容简介
1 实验内容 2 实验目的 3 实验部分 4 实验因素的探索 • 接枝炭黑聚合物应用的问题
聚丙烯腈纳米纤维的发展现状与展望
聚丙烯腈纳米纤维的发展现状与展望关键词:聚丙烯腈;静电纺丝;纳米纤维;活化;纳米碳纤维摘要:聚丙烯腈(PAN),一种以良好的稳定性和机械性能著称的聚合物,已经广泛应用于碳纳米纤维(CNFs)的生产中,由于其环境友好性和商业可行性等诸多优良特点,近来很受关注。
在生产碳纳米纤维(CNFs)的众多单体中,由于聚丙烯腈的高含碳量和加工中的灵活性,以及腈类聚合物的阶梯型结构组成,碳纳米纤维(CNFs)也很容易获得稳定的产品。
由此可见,它们在电子、组织工程膜、过滤材料和高性能复合材料等领域有广泛的应用。
本文综述了PAN和PAN 预聚体是生产PAN碳纳米纤维(CNFs)聚合物原料中的混合物和各种复合材料。
各种PAN的改性和PAN未来的前景在不同的科学技术学科领域都将得以研究。
1. 介绍聚丙烯腈(PAN)和聚丙烯腈的共聚物已经广泛地地在商业/技术开发领域研究了近一个世纪。
PAN可被交联,但也可能存在不交联。
PAN的交使其产生了一些重要的物理性能。
比如不溶性和耐普通有机溶剂溶胀性。
近来,相当大的努力一直致力于研究聚丙烯腈(PAN)的加工和纤维成型技术。
在用于生产碳纳米纤维(碳纳米纤维)的各种不同预聚体中,聚丙烯腈是最常用的聚合物,由于梯形结构的腈类通过聚合形成;主要是由于其高的碳产率(高达56%)、弹性剪切最终使碳纳米纤维(CNF)产品容易获得稳定的结构。
PAN的化学性质是非常重要,因为其在形成纳米碳纤维的不同应用中,包括高多孔结构化纳米碳纤维的预聚体的使用中表面存储电子和能量应用,以及在石墨增强丝线用于高强度和高刚度的有机复合材料中的应用。
最近Inagaki等;介绍了化学和纳米碳纤维的应用科学技术发展研究主要限于日本。
Barhate和罗摩克里希发表了纳米纤维作为过滤微小材料的过滤介质。
李霞讨论关于静电技术生产纳米纤维的发展趋势。
然而,据我们所知,关于PAN-based CNFs研究的不同的技术和PAN-based CNFs 在诸多不同领域中的应用,如图1,对PAN基碳纳米纤维的整体批判性的评价没有过评论。
抗静电聚丙烯腈及其技术进展
抗靜電聚丙烯腈及其技術進展摘要:介紹抗靜電聚丙烯腈的製造方法及抗靜電聚丙烯腈的發展概況,對當今世界抗靜電聚丙烯腈的主要生産方法進行了分析對比,對中國開發抗靜電聚丙烯腈産品的方法與途徑的提出了建議。
關鍵字:聚丙烯腈;抗靜電劑;體積比電阻1 前言聚丙烯腈是合成纖維的主要品種之一,其質地膨鬆、手感柔軟、密度小、保暖性能好、回彈性高,有人造羊毛之稱,是羊毛的最佳代用品;聚丙烯腈具有優異的耐光性、耐候性、耐蟲蛀性、耐輻射性、抗微生物降解性和較好的染色性。
常規聚丙烯腈的體積比電阻爲1013-1014Cm,屬絕緣材料,後加工時因摩擦産生靜電,集束困難,與工件發生纏繞;製成成品後易沾汙吸塵;穿著時因放電使人産生不舒服感;放電引起系列危害限制了它的應用。
一般在生産過程中採用表面施加抗靜電劑的方法進行抗靜電處理,但僅獲得暫時抗靜電效果,只能滿足局部加工需要,在濕、熱處理(洗滌、染色、汽蒸)中會喪失。
抗靜電聚丙烯腈的體積比電阻一般在1010Ωcm以下,導電聚丙烯腈體積比電阻在105Ω·cm以下,電荷衰減時間應在100s以內。
在實際生産中,順利通過各道紡織加工的比電阻應小於109Ωcm。
抗靜電(導電)聚丙烯腈用途廣泛,可被用作醫藥、食品、電子、日用化工、電腦、精密機械等工業領域的無絨毛、防塵工作服;煉油、石化、冶煉、塗料製造工業的防爆工作服;醫院、輪船、車輛等防靜電起火的裝飾織物;通訊、輸電等防靜電干擾織物;日常生活中作內衣、裙子與服裝襯裏。
2 抗靜電聚丙烯腈製備方法與性能表徵2.l 抗靜電聚丙烯腈的製備方法抗靜電聚丙烯腈的製備一般是通過對聚丙烯腈進行抗靜電改性來實現的,通常採用以下方法:本體化學改性法、纖維表面處理法及共混改性法。
2.1.1 本體化學改性法在聚丙烯腈共聚體的合成過程中加入親水性單體,通過共聚反應合成親水性聚丙烯腈,提高産品的吸濕性,從而使聚丙烯腈具有抗靜電性能。
如將常用的第二單體丙烯酸甲酯用聚氧乙烯改性後與丙烯腈進行共聚,製得含有大量羥基(-OH)的吸濕性聚丙烯腈,或將常規腈給大分子中氰基(-CN)部分水解,製得含大量羧基(-COOH)的吸濕性聚丙烯腈,一旦産生靜電會很快散逸移去。
丙烯腈可控_活性_自由基聚合研究进展
基金项目:国家自然科学基金(20774080)和杰出青年科学基金(50625309);浙江大学第十期SRTR 资助;作者简介:丁尧,男,浙江大学高分子系本科生,从事结构可控聚合物合成研究;3通讯联系人:E 2mail :xuzk @丙烯腈可控Π“活性”自由基聚合研究进展丁 尧,万灵书,徐志康3(浙江大学高分子系和高分子合成与功能构造教育部重点实验室,杭州 310027) 摘要:可控Π“活性”自由基聚合能有效控制聚合物的分子量及其分布,并且能调控其微观拓扑结构。
聚丙烯腈及其共聚物具有良好的成纤成膜性能,是一类应用十分广泛的聚合物。
本文综述了可控Π“活性”自由基聚合法合成聚丙烯腈及其共聚物的研究现状与进展,从氮氧自由基法(NMP )、引发转移终止剂法(iniferter )、原子转移自由基聚合(ATRP )和可逆加成-断裂链转移(RAFT )聚合等方面对丙烯腈均聚物和共聚物的合成研究作了全面的总结,提出了存在的问题,并且对今后的研究方向作了展望。
关键词:丙烯腈;可控Π“活性”聚合;氮氧自由基法;引发转移终止剂法;原子转移自由基聚合;可逆加成-断裂链转移聚合聚丙烯腈(PAN )是一种良好的成纤成膜聚合物,化学稳定性好,不易水解,抗氧化,耐溶剂,能有效阻止气体的渗透[1]。
丙烯腈单体反应活性比较大,易与其它单体共聚,从而能制备出具有较好机械强度、化学和热稳定性的高分子材料。
目前,聚丙烯腈及其共聚物一般通过自由基聚合、阴离子聚合或水相沉淀聚合制备而成。
传统自由基聚合由于其可选择单体广泛以及聚合条件温和等特点,是制备聚合物的重要方法。
但缺点是无法控制反应的进程和聚合物的微结构、聚合度及多分散性,不容易在聚合物链末端引入功能基团。
阴离子聚合是一种活性聚合,能实现对反应的控制,但催化体系复杂,反应条件苛刻,单体选择局限性大,氰基与催化剂还可能发生副反应。
可控Π“活性”自由基聚合的问世使合成具有良好拓扑结构和化学组成的PAN 成为可能。
聚丙烯腈论文:碳纤维用聚丙烯腈溶液共聚合反应研究
聚丙烯腈论文:碳纤维用聚丙烯腈溶液共聚合反应研究【中文摘要】碳纤维自上世纪六十年代开始发展以来,以其比重小、强度高、模量高、耐高温、耐腐蚀等一系列优良特性,成为未来最具发展前景的材料之一。
制备碳纤维的前驱体有很多,其中聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的产量占到了90%以上。
聚丙烯腈基碳纤维的生产可分为两步:聚丙烯腈纺丝原液的制备和原丝的预氧化与炭化。
其中的聚丙烯腈往往是丙烯腈和少量其它单体的共聚物,共聚物的合成是制备碳纤维的第一步,也是最为关键的环节,其性能直接影响到碳纤维的性能。
本论文采用高浓度的丙烯腈(AN)和少量衣康酸(IA)混合物为共聚单体,低浓度的偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在溶剂二甲基亚砜(DMSO)中,进行丙烯腈溶液共聚合,制备高分子量的聚丙烯腈。
通过测定不同温度、引发剂浓度、共聚单体含量、总单含量下,经过不同反应时间条件所得到的AN-IA共聚物的转化率,探讨了上述因素对聚合反应速率的影响。
以DMF为溶剂,在30℃条件下,用乌氏粘度计测量各个反应条件下所得共聚物的分子量,探讨聚合条件对分子量的影响。
经过上述实验,得到了转化率30%以下,粘均分子量在30-100万的AN-IA共聚物。
发现不同的条件下,聚合过程中聚合液及共聚物的形态差别较大。
经过定量测定,绘制了各个条件下反应的转化率-时间关系曲线。
发现反应速率和分子量均随总单浓度的增大而增大,却均随衣康酸含量的增大而减小。
温度、引发剂含量的增大均使反应速率显著增大,却使分子量减小,而反应时间的增大虽使转化率增大,但对分子量却基本没有影响。
以衣康酸单正丁酯(MI)为共聚单体,中等浓度的偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在二甲基亚砜(DMSO)中,进行AN-MI溶液共聚合。
初步探讨了IA的加入对共聚反应的影响,并得到一组转化率-时间关系图。
在各个不同温度下,改变AN/MI配比,得到转化率为10%以下的AN-MI共聚物。
采用元素分析方法,得到共聚物中两种单体单元的组成。
超高分子量聚丙烯腈已读
分子量分布为 +4I6 8 9436。这种聚合反应为多相反应, 反应之始, 部分反应单体能 +4!! 8 #46 7 !$6 , [!K] 溶于反应介质, 聚合后形成的聚合物不溶于反应介质而变成沉淀。 E-J-J 等 认为聚合反应存在三 种情况: (!) 增长自由基沉淀前引发反应和增长反应发生在水相; (+) 第二种反应发生在沉淀粒子和 溶液的界面; (9) 第三种反应发生在包埋的自由基中, 受单体到活性点的扩散速度控制。 作者也曾用二甲基甲酰胺 G 水混合溶剂, 以 ;DE? 为引发剂, 以聚乙烯醇为分散剂, 合成了丙烯
[/(] 可达 *) + ,))&・ 。这样, 可以提高纺丝溶液的浓度, 减少溶剂回收及单耗, 而且用干喷湿纺法 . 纺制的纤维结构均匀致密, 纤维强度、 弹性及光泽性能都比较好, 为制备高性能碳纤维提供了有利
条件。由于国内几十年来, 研制聚丙烯腈基碳纤维的方法大都是采用溶液聚合, 得到平均分子量为 然后进行湿法纺丝, 所得碳纤维性能不高, 长 ,) 万左右的丙烯腈0丙烯酸甲酯0衣糠酸三元共聚物, 时间没有大的突破。日本、 美国等发达国家已有许多通过制备 "#$%&#’ 树脂来生产碳纤维的专
[4B, 4,] 采用离子聚合不仅合成了超高平均分子量的聚丙烯腈树脂, 而且 日本 &%HIA#$0 (%"%(0 等 聚丙烯腈树脂具有较高的立构规整度。由于制备高性能碳纤维需要高平均分子量和高立构规整 [4;] 度 的 J!KLM!: 树脂, 因此, 这种聚合方法将有助于进一步提高聚丙烯腈基碳纤维的力学性能。
聚丙烯腈
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建筑工程
论民用建筑暖通工程施工要点
张鹏 (哈尔滨投资集团有限责任公司,黑龙江 哈尔滨 150000)
摘 要:随着人们对住宅环境要求的不断提高,我国民用住宅小区的建设达到了一个新的高度。随着住宅小区建设的不断增加,暖通故障也时 常出现,分析其原因,一方面是由于业主进驻后对暖通系统的私自改装,另一方面也有暖通工程施工过程质量不达标造成的。针对这样的情况,如何 提高民用建筑暖通工程施工质量,已经成为了目前暖通工程施工单位的首要问题。根据国家对民用建筑暖通工程的要求,详细的论述了民用建筑暖 通工程施工的要点及施工的注意事项。
优雅自然的光泽,它还可以用于机织外衣,像正装
聚丙烯腈的合成,直到 1929 年德国的巴斯夫公司
这种方法的主要缺点是聚合物在硫氰酸钠水 面料、仿麂皮飞行员夹克、外衣及夹克面料等。
(BASF) 成功地合成出聚丙烯腈。1942 年德国的 溶液中的溶解度小,只有 13%左右。
PAN 还可用于高品质的天鹅绒室内装饰织物(三
成纺丝原液,此法称为腈纶生产的两步法。因非均 充料以及休闲装饰则是其另外的应用。其他最终 [4]任铃子.中国腈纶工业现状与前景展望[J].合成纤
相的溶液聚合介质通常采用水,所以又称为水相 用途还包括旗帜、各种类型的防水油布、小船盖 维工业,2005,2 28(1):46-49.
聚合法[7]。
布、雨伞织物以及汽车内部装饰织物等。
2700kt,占合成纤维总量的 9%左右;我国的腈纶 感需求,使其特别适合于衬衫、套衫及绒头织物、 MAC 纤维在火灾中不会燃烧)。另外如拼装地毯、
产量也已达到 430kt。进入 2003 年已建成生产能 内衣、运动服及休闲服等商品的制造。
窗帘以及装饰织物等也有生产[8]。
聚丙烯腈基碳纤维电化学氧化表面处理研究
碳纤 维初始 样 品 , 以英 国考 陶尔 ( C o u r t a u l d s )
公 司聚丙 烯腈 ( P A N) T 3 0 0级原 丝 为原料 , 经过 吨
和并易 于控制 、 纤 维表 面处理 均匀 、 易于 工业化 而
得 以广 泛应 用 。
级 连续 预氧化 、 碳化 和表 面处理 制得 的碳 纤维 ; 碳 纤 维标 准 样 品 , 经 过 表 面 处 理 的东 丽 T 3 0 0碳 纤 维; 碳 酸氢铵 ( N H H C O ) , 沧 州化 学试 剂 厂 生产 ;
文章 以碳酸 氢 铵溶 液 为 电解 液 , 对碳 纤 维 进
行电化学氧化表面处理 , 运用 x射线光 电子能谱 ( X P S ) 、 扫 描 电子 显微镜 ( S E M) 、 力学 性 能分 析等
手段 , 研究 上述 电化学 氧 化 表 面处 理 工 艺 参 数对
碳纤 维及 其复 合材 料 力 学 性 能 的影 响 ; 表 面 处理 前后 碳纤 维表 面形 貌 变 化 、 表 面 处理 前 后 碳 纤 维 增 强热 固性树 脂复合 材料 断面 形貌 和表 面形貌 的
季春 晓 常 丽 周新露 李 昌俊
( 中国石 化上 海石 油化 工股份 有限公 司, 2 0 0 5 4 0 )
摘 要 : 介绍 了电化学氧化法聚丙烯腈基碳 纤维表面处 理工艺 , 研 究了不同表 面处 理工艺对 碳纤维及碳
纤维增强热固性树脂复合材料力学性能的影响 。研究结果 表 明采用 碳酸氢铵 为电解 液进行 电化学氧化表 面处理的最佳工艺条件为 : 电解液质量分数 9 . 5 %、 电流密度 1 . 2 m A / c m 、 电解时 间 9 0 s 、 电解 温度 3 4 。 经过 电化学氧化表面处理 的碳纤维表面的沟槽变得更深 、 更宽 , 树脂可 以牢 固地嵌 入纤维表面 的沟槽 之中 , 且碳纤维与树脂的黏结性越好 , 复合材料的 I L S S越大 ; 碳纤维表面 大量 的含氧官能团和含氮 官能 团有利 于 改善碳纤维增强热固性树脂复合材料的力学性 能, 碳纤维 I L S S可达到 9 0 MP a以上 。 关键词 : 碳纤维 电化学氧化 表面处理 形貌 表面化学分析
交联剂和无纺布增强聚丙烯腈凝胶聚合物电解质膜的研究
构 、热 性 能 、拉 伸 强 度 和 离 子 电 导
表 征 。 结 果 表 明 :EG D M A交 联 剂 和 P P 无 纺 布 都 可 以 明 显 提 高 G P E 膜 的 拉 伸 强 度 ;当 E G D M A 的 用 量
- - - - 为 单 体 质 量 的 2 .5 % ,LiCI〇4 的 浓 度 为 1 m o l/L ,电 解 液 质 量 含 量 为 PAN EDGMA G P E 的 8 7 .5 % 时 ,NWF PAN-EGDMA G P E 膜 的 拉 伸 强 度 为
2 In s titu tio n o f C h e m is tr y ,H e n a n A c a d e m y o f S c ie n c e s ,Zhe ngzhou 4 5 0 0 0 2
T he polyacrylonitrile based gel polymer electrolyte #PAN-EGDMA-GPE) cross-linked by ethylene glycol dimethacrylate #EGDMA) ,and the PAN-EGDMA-GPEcomposited with the non-woven fabrics ( NWF-PAN-EGDMA-GPE) were successfully prepared by in-situ polymerization. The molecular structure,thermal properties,tensile strength and ionic conductivity of GPEfilms were detected with the infrared spectrometer,integrated thermal analyzer,universal testing machine and electrochemical workstation. The results showed that the tensile strength of GPE films were significantly improved by EGDMA cross-linker and PP non-woven fabrics. When the amount of EGDMA used was 2.5% ( weight) of the monomer,the concentration of LiCI〇4 was 1 m o l/L ,and the electroly^te mass content was 8 7 .5% of PAN-EGDMA-GPE,the NWF-PAN-EGDMAGPE film had the comprehensive performance,the tensile strength of that was 8.47 MPa,which was increased by 31.6 times,comparing to the
丙烯腈可控_活性_自由基聚合研究进展
ATRP 的关键是引发剂与碳碳双键的加成, 产物中的 C X 断裂产生自由基。AN 中的氰基与卤原子能 形成共轭结构, 起到稳定作用 , 从而可控性提高。同时 , ATRP 适用的单体非常广泛 , 对共聚合单体的选择 范围就比较宽。已见诸文献报道的丙烯腈 ATRP 研究工作列在表 2 中。
3
反向 ATRP
聚丙烯腈( PAN) 是一种良好的成纤成膜聚合物 , 化学稳定性好, 不易水解, 抗氧化 , 耐溶剂, 能有效阻 止气体的渗透 。丙烯腈单体反应活性比较大, 易与其它单体共聚, 从而能制备出具有较好机械强度、 化 学和热稳定性的高分子材料。目前 , 聚丙烯腈及其共聚物一般通过自由基聚合、 阴离子聚合或水相沉淀 聚合制备而成。传统自由基聚合由于其可选择单体广泛以及聚合条件温和等特点, 是制备聚合物的重要 方法。但缺点是无法控制反应的进程和聚合物的微结构、 聚合度及多分散性, 不容易在聚合物链末端引 入功能基团。阴离子聚合是一种活性聚合, 能实现对反应的控制 , 但催化体系复杂, 反应条件苛刻, 单体 选择局限性大, 氰基与催化剂还可能发生副反应。可控 活性 自由基聚合的问世使合成具有良好拓扑 结构和化学组成的 PAN 成为可能。当前广泛研究的氮氧自由基法 ( NMP) 、 引发转移终止剂法 ( iniferter) 、 原子转移自由基聚合 ( ATRP) 和可逆加成 - 断裂链转移 ( RAFT ) 聚合都已经应用于 PAN 制备。本文旨在 对丙烯腈及其共聚物可控 活性 自由基聚合合成的研究现状和进展作一综述。
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2008 年 3 月
活性聚合进入一个新时代。1995 年王锦山在卡内基梅隆大学做博士后研究时首次发现了 ATRP, 在真正 意义上实现了活性自由基聚合。由于其操作方法简单 , 适用单体范围广泛 , 对聚合条件要求较低 , 因此一 出现就受到了极大的关注。ATRP 的机理如图 2 所示, 卤代化合物 R X 为引发剂, Mt 为还原态金属络合 n+ 1 物, 它与卤原子结合生成氧化态金属络合物 Mt , 同时 R!引发聚合 ; 自由基 R!也可夺回 X 原子形成休 眠种 , 由于 k deact 远大于 k act , 这种可逆过程变得非常容易。因此, 体系中的自由基浓度维持在比较低的水 平, 大大降低了不可逆终止反应, 从而实现了可控 活性 自由基聚合 。目前 , ATRP 已广泛应用于各种 单体的均聚及嵌段、 接枝和无规共聚中。
碳纤维用聚丙烯腈基原丝的研究进展
碳纤维用聚丙烯腈基原丝的研究进展碳纤维根据原丝类型可分为:聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、黏胶基碳纤维、沥青基碳纤维、酚醛基碳纤维,其中聚丙烯腈基碳纤维由于其优越的性能,受到最广泛的应用。
聚丙烯腈(PAN)原丝质量决定着碳纤维最终性能,目前是制约我国碳纤维工业发展的重要因素。
本文详细介绍了国内外PAN原丝的发展现状,对目前国内外纺丝工艺所用纺丝方法和溶剂等发展状况进行了系统的阐述。
标签:碳纤维;聚丙烯腈基原丝;研究进展1 前言PAN碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、热膨胀系数小等优异性能,可与树脂、金属、陶瓷、碳复合而成增强复合材料,被广泛应用于航天航空工业领域和民用领域,如卫星、运载火箭、飞机等尖端领域,及体育器材、建筑材料、医疗器械、运输车辆、机械工业等。
高性能碳纤维的生产需要高性能的原丝,因此原丝的生产技术是碳纤维生产的关键技术。
要进一步提高碳纤维的性能,必须进一步提高原丝的质量。
2 国内外PAN原丝的发展状况2.1 PAN纺丝液的制备目前,国内外普遍采用DMSO法丙烯腈间歇溶液聚合,这种方式虽然获得的纺丝液质量较好,但是其聚合的主反应过程并不稳定,放热集中,黏度变化大,同时,间歇聚合采用分批次进、出料,而不同批次的物料使得聚合液的黏度和分子量存在差异,影响聚合液的均一性和稳定性。
溶液聚合投料的浓度较低,需要大量溶剂,并且纺丝效率低,溶剂回收过程能耗大,成本高。
而本体聚合不需要溶剂,大大提高了生产效率,降低生产成本,且聚合工艺过程简单、设备简单,虽然存在反应体系黏度大、聚合反应热不易导出,影响PAN分子量分布的缺点,但在未来可能会成为PAN聚合的发展方向。
2.2 PAN原丝的制备及预氧化目前,国内外生产用于碳纤维的PAN原丝主要采用湿法纺丝工艺,并且大多公司采用有机溶剂,以DMSO为溶剂生产的原丝产量最大。
比如:日本东丽采用DMSO,日本三菱和中国台湾台塑采用二甲基甲酰胺。
也有不少公司使用无机溶剂,比如:日本杜邦公司采用ZnCl2水溶液,吉林化工公司采用HNO3。
“腈纶”----探秘聚丙烯腈
导语聚丙烯腈,化学式为(C3H3N)n,是一种高分子化合物,由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。
大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的聚丙烯腈纤维的优点是耐候性和耐日晒性好,在室外放置18个月后还能保持原有强度的77%。
它还耐化学试剂,特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。
聚丙烯腈1结构(a)螺旋构象;(b)平面Z型构象PAN是一种较难结晶的聚合物,不同于其他极性烯烃类聚合物,即使是无规PAN也可以形成二维有序的准晶结构或三维有序的结晶结构。
对于二维有序准晶结构的PAN,普遍认为有两种结晶结构,一种属于六方晶系,一种属于正交晶系。
2聚丙烯腈如何制备?1.溶液聚合溶液聚合方法是将丙烯腈、溶剂和引发剂混合,形成均匀的溶液,经过加热到一定的温度后,引发剂开始催化聚合反应,聚合生成聚丙烯腈。
溶液聚合法的最大优点在于可以控制聚合过程中物料的组成以及反应温度,从而得到具有不同性能的聚丙烯腈。
溶液聚合反应结束后,通过蒸发或萃取使剩余的溶剂被去除。
2.悬浮聚合悬浮聚合方法是将丙烯腈和引发剂混合到水和表面活性剂组成的体系中,形成微小的液滴,并在液滴表面进行聚合反应,最终生成聚丙烯腈微粒。
悬浮聚合法的优点在于反应速度快、聚合产物颗粒均匀、操作简单等,但难以对反应过程进行精确的控制。
3聚丙烯腈的结构导致其有哪些特殊的性质?由于聚合物主链上的碳-碳键为单键,链具有柔性,可以进行一定程度的移动,有利于材料加工成纤维或膜的能力。
同样重要的是腈(-CN) 基团的存在,它是极性的,这意味着它会吸引水分子,使PAN 具有一定的亲水性或吸水性。
此外,腈基可以参与氢键结合,从而赋予材料额外的性能。
4聚丙烯腈的应用有哪些?1. 纺织品:聚丙烯腈纤维具有优异的强度和耐磨性,被广泛用于制作衣物、地毯、窗帘等纺织品。
聚丙烯腈主要用于制造合成纤维(如腈纶)。
纤维的特点是蓬松性和保暖性好,手感柔软,并具有良好的耐气候性和防霉、防蛀性能。
聚丙烯腈纤维的文献综述
文献综述1.绪论聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。
大分子链中的丙烯腈单元是接头尾方式相连的。
主要用于制聚丙烯腈纤维,聚丙烯腈纤维(俗称晴纶)的强度并不高,耐磨性和抗疲劳性也较差。
聚丙烯腈纤维的优点是耐候性和耐日晒性好,在室外放置18个月后还能保持原有强度的77%。
它还耐化学试剂,特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。
2.聚丙烯腈的性能及用途聚丙烯腈纤维是一种高分子长链合成的聚合物形成的人造纤维,其丙烯腈含量至少占85%。
它表面平滑,具有良好的悬垂性能,可以生产保暖且很轻的织物。
它的弹性和回弹性具佳,并具有优异的耐阳光和耐气候性能。
这种纤维可以水洗或干洗。
但是聚丙烯腈纤维的强度一般,湿态时强度约降低20%,但是干燥后即恢复。
是一种疏水性纤维(回潮率为1%),常发生静电和起球现象,其耐磨性能一般。
有着人造羊毛美称的腈纶,又有着便宜的价格,所以成为了羊毛和棉花的最佳替代品。
在我国化纤工业中,聚酯纤维主要用于仿棉或仿丝型织物、而仿毛型织物以腈纶为主要原料。
腈纶外观蓬松,手感柔软,具有良好的耐光、耐气候、其弹性和保暖性可以和羊毛媲美,深受消费者欢迎。
在我国毛纺及人造毛皮所用原料中腈纶占最主要地位。
腈纶的优良性能使其在服装、服饰、产业领域有广泛的应用。
聚丙烯腈纤维根据不同的用途可纯纺或与天然纤维混纺,可与羊毛混纺成毛线,或织成毛毯、地毯等,还可与棉、人造纤维、其他合成纤维混纺,织成各种衣料和室内用品。
3.腈纶的发展历史早在100多年前人们就已制得聚丙烯腈,但因没有合适的溶剂,未能制成纤维。
1942年,德国人莱因与美国人莱瑟姆几乎同时发现了二甲基甲酰胺溶剂,并成功地得到了聚丙烯腈纤维。
1950年,美国杜邦公司首先进行工业生产。
以后,又发现了多种溶剂,形成了多种生产工艺。
1954年,联邦德国法本拜耳公司用丙烯酸甲酯与丙烯腈的共聚物制得纤维,改进了纤维性能,提高了实用性,促进了聚丙烯腈纤维的发展。
丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展
丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展摘要:丙烯腈是化工企业需要的主要原材料,在工业当中扮演者重要的角色,丙烯腈是丙烯通过氨氧化所得到的产物,纤维、橡胶、树脂都是其衍生产品。
丙烯腈分子当中具有碳碳双键和氰基这两种不饱和化学键,使得丙烯腈所具有的化学性质十分活泼。
丙烯腈可以发生聚合、加成、水解等一系列的反应,丙烯腈通过聚合反应能够生产聚丙烯腈,丙烯腈通过催化水和可以制得丙烯酰胺。
本文将根据丙烯腈生产工艺,对其日后的发展前景进行相关的分析,并结合当下国内外对于丙烯腈的研究,对其制取工艺和在未来化工行业上的发展进行相关的探讨。
关键词:丙烯腈;生产工艺;催化剂1894年穆勒首次用化学脱水剂法制得到了丙烯腈,丙烯腈化学研究方法在二战之后便开始渐渐的受到许多人的广泛重视。
丙烯腈的具体的制取方法有过许多种,但最受到重视的还是丙烯氨氧化法,也是当下化工企业制取丙烯腈的重要方法。
制取过程中所选择的反应器一般为无挡板的流化床,制取的流程为将各种盐按照一定的比例进行配制,其次将流化床当中所需要的浆料进行合理的配制,之后进行喷雾干燥,最后对其进行焙烧。
这种方式是我国近些年来经过不断的实践所研究出来的,减少了依靠国外进口丙烯腈的数量,还具有代替国外进口丙烯腈的作用,大大的降低了化工企业采购丙烯腈这种原材料的价格,同时,化工企业在使用催化剂的时候也能够得到很好的回报,提高了化工企业在未来当中的经济收益。
一、催化剂的影响原理丙烯腈的钼铋系催化剂,作为最受欢迎的催化剂,在反应过程当中需要控制好影响其温度、压力、重时空速等一些因素,这样才能够确保催化剂的效率。
丙烯腈钼铋系催化剂主要的催化成分为氧化钼,氧化钼能够参与到反应的循环当中,与此同时,晶格氧在其中也扮演了重要的角色,担任了化学反应当中的催化剂[2]。
氧化钼在遇见高温后就会发生升华,若没有采取恰当的措施去防范氧化钼的升华就会导致反应过程的不可逆,使得催化剂的催化效率降低,进而会降低整个反应的反应速率,消耗更多的反应物,加大了原材料的使用成本[3]。
聚丙烯腈/离子液体溶液流变性能的研究
王华平
204 ; 0 5 0 2 12 ) 0 6 0
( .中国石化上海 石油化工股份有限公 司腈纶 事业部 , 1 上海
摘 要 : 用应力流变仪对聚丙 烯N/ 一 采 ] 丁肇.一 咪唑 氯化物 (A / B I C) 液体 系的稳态和动 态 3甲基 P N [ MM] 1溶
流 变 性 能 进 行 了研 究 ,讨 论 了 P N相 对 分 子 质 量 (M ) 溶 液 稳 态 和 动 态 流 变 性 能 的 影 响 。结 果 表 明 : A 对
一一 1 ●一 2 ▲_ 3 V ; ; _ ;
收 稿 日期 :20 — 91 ;修 改 稿 收 到 日期 :0 0 0 -0 0 9 0 —0 2 1 . 32 。
作者简介 :严国 良(9 5 ) 男 , 16 一 , 高级工程师 。从事化纤新 产 品、 新技术开发与推广工作 。
} 通 讯 联 系 人 (hny zagm@ d ue u  ̄ ) h .d .n d
2 结 果 与讨论
业化 的腈纶溶液纺丝方法 中, 所用传统溶剂有毒 或有 强烈 的腐 蚀性 , 回收 处理 困难 , 易造 成环 境 容
污染 。2 O世 纪 9 0年 代 开 始 , 色溶 剂 离 子 液 体 绿
的应 用 研 究 引 起 了科 学 界 的 广 泛 兴 趣 。2 0 04
宽度 指数 分别 为3 4 2 4 ,.4,. 7 由 中 国石 .0,. 8 2 1 2 3 , 化 上海 石油化 工 股份 有 限公 司腈纶 事业 部 生产 。 12 P N/ . A 离子 液体 溶液 的制备 将 P N粉 末在 6 ℃ 的真 空干 燥 箱 中干燥 2 A 0 4
关键相对分子质量
中图分类号 : Q 2. T 358
聚丙烯腈聚酯无纺布微孔复合锂电隔膜的制备及性能
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第5期聚丙烯腈/聚酯无纺布微孔复合锂电隔膜的制备及性能段曼华,程丹,肖伟,杨占旭(辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺113001)摘要:为了改善锂电隔膜的耐热性、电解液亲和性和机械性能,本文以聚丙烯腈为主要材料,采用相转化法制备了聚酯无纺布支撑的聚丙烯腈微孔复合锂电隔膜,对隔膜的理化性能(孔道结构、机械性能、电解液性能和耐热性)和电池性能(循环性能、倍率性能)进行系统研究。
结果表明,复合隔膜具有均匀的微孔结构,平均孔径约为425nm ,孔隙率为74%,拉伸强度为30MPa ;电解液亲和性良好,吸液率为385%,接触角接近0°,锂离子电导率较市售隔膜显著提高,达到1.65mS/cm ;在150℃、0.5h 的热处理条件下,复合隔膜的热收缩率为0。
鉴于良好的理化特性,该隔膜所装配的钴酸锂/锂金属电池表现出优异的循环容量和倍率容量保持性,如在0.2C 倍率下,经历200次循环后电池的放电容量保持率为95.2%,在10C 倍率下电池的放电容量为0.5C 倍率下的58.3%。
因此,相转化法制备的聚丙烯腈基微孔复合隔膜在锂离子电池中显示出较好的应用前景。
关键词:锂离子电池;隔膜;相转化法;微孔结构;放电性能中图分类号:TB332;TQ340.64文献标志码:A文章编号:1000-6613(2022)05-2615-08Preparation and performance of polyacrylonitrile/polyester nowovenmicroporous composite separator for lithium-ion batteriesDUAN Manhua ,CHENG Dan ,XIAO Wei ,YANG Zhanxu(School of Petrochemical Engineering,Liaoning Petrochemical University,Fushun 113001,Liaoning,China)Abstract:In order to improve the thermal resistance and electrolyte affinity of separators for lithium-ionbatteries,a composite separator (PPCS)based on polyethylene terephthalate (PET)nonwoven and polyacrylonitrile (PAN)resin was prepared by the phase inversion method.The physical-chemical properties and battery performances of PPCS were systematically characterized,such as the structure,tensile strength,electrolyte property and thermal resistance as well as the charge-discharge performance.The results indicated that PPCS had a uniform microporous structure with an average pore diameter of about 425nm and a porosity of 74%,and its tensile strength was up to pared with commercial separators,PPCS exhibited better electrolyte properties (electrolyte uptake of 365%,contact angle of 0°)and higher ion conductivity (1.65mS/cm).Meanwhile,this composite separator possessed superior thermal stability with a shrinkage ratio of about 0at 150℃for 0.5h.Based on the above advantages,lithium cobalt oxide/Li cells assembled with PPCS exhibited good battery performances.For example,the dischargecapacity retention was 95.2%after 200cycles at 0.2C and the discharge capacity retention at 10C was研究开发DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2021-1132收稿日期:2021-05-29;修改稿日期:2021-06-29。
聚丙烯腈(PAN)凝胶电解质的研究的开题报告
聚丙烯腈(PAN)凝胶电解质的研究的开题报告一、研究背景及意义电化学电容器是一种储能器件,其能量密度高、功率密度大、循环寿命长,广泛应用于电动汽车、智能手机、笔记本电脑等领域。
电化学电容器的性能关键在于电解质,高性能电解质可以显著提高电化学电容器的性能。
近年来,聚丙烯腈(PAN)凝胶电解质作为一种新型电解质材料,其具有一定的导电性和稳定性,在电化学电容器领域受到了广泛关注。
二、研究内容本课题主要研究PAN凝胶电解质的制备方法、物理化学性质以及在电化学电容器中的应用。
具体研究内容包括:1. 优化PAN凝胶电解质的制备方法,探究不同制备条件对PAN凝胶电解质的物理化学性质的影响。
2. 研究PAN凝胶电解质的电导率、电化学稳定性、热稳定性等物理化学性质,并与其他常用电解质进行比较。
3. 将PAN凝胶电解质应用于电化学电容器,并通过电化学测试、循环寿命测试等手段评价其性能。
三、研究方法1. 制备PAN凝胶电解质:采用原位聚合法制备PAN凝胶电解质,探究不同原材料、不同反应条件对PAN凝胶电解质的制备影响。
2. 对PAN凝胶电解质进行物理化学性质测试:包括电导率测试、热稳定性测试、电化学稳定性测试等。
3. 将PAN凝胶电解质应用于电化学电容器:采用卷曲电极的装配方式,在电化学测试系统中进行电化学测试,通过循环伏安曲线、充放电曲线、循环寿命测试等手段评价PAN凝胶电解质在电化学电容器中的应用性能。
四、预期实现的结果1. 确定制备PAN凝胶电解质的优化方法,并探究不同制备条件对PAN凝胶电解质物理化学性质的影响。
2. 研究PAN凝胶电解质的电导率、热稳定性、电化学稳定性等物理化学性质,并与其他常用电解质进行比较。
3. 评价PAN凝胶电解质在电化学电容器中的应用性能,并探究PAN 凝胶电解质在提高电化学电容器性能方面的潜在作用。
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聚丙烯腈基聚合物电解质的研究进展化学化工学院班级:2009131144周明香学号:2009131144专业:化学任课教师:王丽萍2011年12月19日聚丙烯腈基聚合物电解质的研究进展摘要:详细介绍了锂离子电池用PAN(聚丙烯腈)基聚合物电解质的发展过程,提出了PAN基凝胶型聚合物电解质所存在的主要问题,介绍了PAN的改性方法。
关键词:凝胶、聚合物、电解质、聚丙烯腈随着便携式电子器件的不断小型化,二次电池也要向质量轻超薄的方向发展。
而聚合物锂离子电池具有比能量高,无电解液泄漏问题、安全性能好、设计灵活、易于大规模生产等特点。
因此倍受市场的青睐。
聚合物电解质是聚合物锂离子电池的核心部分,它需要具有较高的电导率和电化学稳定性,良好的机械性能以及与电极的相容性,目前所开发出的聚合物电解质体系主要有PEO[1~4]、PMMA[5~6]、PVDF[7~10]、PVC[11]、PAN[12]几大类,还有许多新体系的电解质也在尝试之中。
但能应用于生产的却不多,这是因为大多数聚合物电解质体系难以同时具有较高的电导率和良好的机械强度。
1.研究进展1975年Feuillade和Perche[13]首次研究制备出PAN-PC-NH4ClO4三元凝胶聚合物电解质,后来Abraham[14]等作了深入研究,这类聚合物电解质是通过在聚合物基质中固化大量的液态电解质溶液而制成的,其电导率已达到1X10-3S/cm数量级。
近年来对凝胶型聚合物电解质的研究发展很快,并取得了较大的成就。
PAN是一种稳定性好、耐热性强且阻燃性好的聚合物,较为适合用作基质材料,采用有机电解液对其进行增塑后,可形成凝胶电解质。
随着对微观结构、界面性质以及导电机理研究的深入,其性能有了较大的提高。
Watanabe[15]等在PAN-LiClO4聚合物体系中加入EC(碳酸乙烯酯)、PC(碳酸丙烯酯)、DMF(二甲基甲酰胺)等塑化剂,结果发现电导率随着塑化剂与LiClO4摩尔比率的增加而增加,最大电导率在25℃时可达10-4~10-5S/cm,Appetecchi[16]等研究了一种组成为PAN-EC-DMC-LiPF6(16-60-20-4摩尔比)+A12O3(6wt.%,w/o)的新型凝胶电解质,在25℃时离子电导率可达3 X 10-3S/CM,而且电化学稳定窗口很宽,与锂离子界面稳定性也较好。
但是因为这些研究中各种合成、制备工艺较为复杂,而且条件高,不能达到聚合物锂离子动力电池的技术指标,因此难用于实际生产。
Megahed[17]等人用复合增塑剂对PAN进行改性,室温离子传导率达4×10-3S/cm,锂离子迁移数也大大提高到0.6~0.7之间。
Kim D[18]等用乳液聚合法合成了AN-MMA-LiClO4-EC/PC聚合物电解质,在室温下的离子电导率达 1.9×10-3S.cm-1,而且保液性好,放电容量为130mAhg-1。
Jayathilaka等[19]制备了PAN/EC/PC/LiTFSI的凝胶聚合物电解质,在室温条件下,当PAN(15.4%)/EC(41.0%)/PC(41.0%)/LiTFSI(2.6%) (质量比) 时,电导率为 2.5×10 -3S.cm-1。
Hyo-Sik Min[20]等应用倒相法制备PAN膜,将PAN膜浸泡在不同的电解液中:1 M LiClO4-EC-DMC, 1M LiPF6-EC-DMC 和1M LiBF4 EC-DMC (体积比为1:1),用扫描电镜观察了膜在浸泡前后的变化,测得其电化学稳定压均在5.0V以上,其中PAN-LiPF6-EC-DMC电解质在室温时的离子电导率为2.8×10-3S/cm。
Fang Yuan[21]等将不同用量的AN与不同分子量的PEO共聚制备成固体聚合物电解质,控制AN的用量,当PEO分子量为3000000时其室温电导率最大可 6.79×10-4S.cm-1。
2.存在的主要问题CROCE[25-27]等人对PAN基凝胶聚合物电解质(GPE)进行了系统的研究,选择不同的溶剂、不同的锂盐,以不同的配比制备出PAN基凝胶聚合物电解质,通过比较离子电导率、电化学窗口、伏安循环性能、阳离子迁移数和GPE与电极的相容性,发现PAN基GPE的室温离子电导率一般在10-3S/cm数量级,最高可达到5.9 ×10-3S/cm(LiPF6/EC/DMC/PAN),研究发现:由于PAN链上含有强极性基团―CN,与金属锂电极相容性差,凝胶聚合物电解质膜与锂电极界面钝化现象严重,随着时间的延长,电池内阻会不断增大。
此外PAN的结晶性强,当温度上升时,电解液容易发生析出,从而又转化为液体电解质,导致漏液问题严重。
这些问题限制了PAN 体系GPE在锂离子二次电池中的应用。
从实用化角度来看PAN基聚合物电解质还存在一些问题需要解决,主要体现在热力学稳定性和机械强度较差,电极界面稳定性欠佳。
机械强度差是凝胶型聚合物电解质普遍存在的问题。
为了提高电导率,就需要在PAN 基质中固化较多的增塑剂,而增塑剂含量的增加又会使其机械性能下降。
因此,在保持较高电导率的情况下提高其机械强度是研制凝胶型PAN 基聚合物电解质的一个难点。
3.PAN基聚合物电解质改性为了提高PAN基凝胶型聚合物电解质的性能,人们尝试了多种方法对其进行改性,目前改性的办法一般有共聚、共混、交联、添加无机填料等,这样不仅可以改善电解质与电极的界面稳定性,还可以使GPE的机械性能有较大的提高。
Choi[28]等人把PAN和PEO共混制备得到PEO/PAN-LiC104-EC/BL组成的凝胶聚合物电解质膜,离子电导率为1.2×10-3S/cm, PEO的加入提高了PAN凝胶的机械强度。
Kim y[29]等把PAN和PANI共混制备得到PAN-PANI-EC/BL-LiClO4组成的凝胶聚合物电解质,离子电导率达1.9×10-3S/cm,电化学稳定性能、电极界面的相容性都有所改善,但是其机械性能差。
Kim D[30-32]等人采用丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯三元共聚物为基体制备的凝胶电解质,与以PAN均聚物为基体的凝胶电解质相比,与电极界面的相容性改善很多,组成Li/PAN基GPE/Li电池的界面电阻在10天内由224Ω增加到436Ω,但从第10天到第30天,界面电阻变化很小。
Lee[33]等在PAN链上引入了甲基丙烯酸锂盐(LIMA)制备了P(AN-LIMA)离聚物,在LiC104+EC电解质中,25℃时离子电导率为1.9 ×10-3 S/CM。
研究者采用交流阻抗法测试了P(AN-LIMA)电解质膜与电极间阻抗随时间的变化情况,从图1可知,PAN基电解质经30d后,界面阻抗增加了近3倍,而P(AN-LIMA)电解质基本没有增加,同样的,他们还发现经过20次循环伏安后P(AN-LIMA)电解质与电极间界面阻抗无明显增加,但纯PAN基电解质却增加了数倍,他们认为,P(AN-LIMA)界面稳定性提高的原因是LIMA与EC中氧原子相互作用,从而阻止了增塑剂EC的偏析。
此外,向GPE中添加适量的无机填料也可以改善电解质膜/锂电极的界面稳定性。
SLane[34]等用沸石粉末对PAN基凝胶电解质进行改性,制备了LiAsF6-EC-PC-PAN-沸石复合聚合物,图2是不同存放时间后聚合物电解质与电极间阻抗随时间的变化情况,尽管图2(b)初期界面阻抗较大,但再随时间增加,其增加量很小,由此可知,沸石粉末的加入可以起到减缓界面阻抗增加,明显改善了其界面性质。
Panero[35]等人在PAN/LiPF6/PC体系中加入A12O3粉末制成凝胶电解质,在25℃的离子电导率可达8×10-3S/cm,电化学化学稳定窗口达5.5V,特别适用于高电压可充电锂离子电池中作为电解质隔层。
参考文献[1] LaikB,legrandL,ChausseAetal.J.Electrochem.Soc.,1999,146(5):1672.[2] AppetecchiGB,CroceF,PersiLetal.ElectrochimicaActa,2000,45:1481.[3] MunichandraiahN,ShuklaAK,ScanlonLGetal.ElectrochimicaActa,2000,45:1203.[4] AndreevYG,BurcePG.ElectrochimicaActa,2000,45:1417.[5] TatsumaT,TaguchiM,OyamaN.ElectrochimicaActa,2001,46:1201.[6] AgnihotrySA,Pradeep,SekhonSS.ElectrochimicaActa,1999,44:3121.[7] SaitoY,CapigliaC,YamamotoH.J.Electrochem.Soc.,2000,147(5):1645.[8] AbrahamKM,KochVR,BlakleyTJ.J.Electrochem.Soc.,2000,147(4):1251.[9] MichotT,NishimotoA,WatanabeM.ElectrochimicaActa,2000,45:1347.[10] BoudinF,AndrieuX,JehouletCetal.J.PowerSources,1999,81-82:804.[11] RajendranS,UmAT.J.PowerSources,2000,87:218.[12] AppetecchiGB,ScrosatiB.ElectrochimicaActa,1998,43(9):1105.[13]Feuillade G,Perche .Ion-conductive macromolecular gels and membranes for solid lithium cell[J],J Appl Electrochem, 1975,5(1):63-68.Polyacrylonitrile and the research progress of polymer electrolyteAbstract: introduced the lithium ion battery with PAN (polyacrylonitrile) and the development process of polymer electrolyte, and put forward the PAN and gel polymer electrolyte type of the existing main problems, this paper introduces the modification methods of PAN.Keywords: gel, polymer, electrolyte, polyacrylonitrileAlong with the continual miniaturization of portable electronic devices, secondary battery and to light quality ultra-thin direction. And polymer lithium ion battery is better than the high energy, no electrolyte leakage problem, safety performance is good, design flexibility, easy to mass production etc. Characteristics. So much market favour. Polymer electrolyte, polymer lithium ion battery core part, it needs to have higher electrical conductivity and electrochemical stability, good mechanical properties and the compatibility and electrode, the creation of polymer electrolyte system mainly PEO [1 ~ 4], PMMA [5 ~ 6], PVDF (7 ~ 10], PVC [11], [12] a few kinds big PAN, and many of the new system in electrolyte also trying. But can be applied to the production of but not much, this is because most polymer electrolyte system has high conductivity to at the same time and good mechanical strength.1. The research progress1975 Feuillade and Perche [13] first study the preparation PAN-PC-NH4ClO4 three yuan gel polymer electrolyte, Abraham later [14] the thorough research, this kind of polymer electrolyte is through in a polymer matrix curing a large amount of liquid electrolyte solution of made the conductivity has reached 1 X10-3 S/cm orders of magnitude. In recent years to gel type of polymer electrolyte research and development soon, and made great achievements. PAN is a kind of good stability, heat resistance and flame retardancy good strong polymer, a suitable used as a matrix materials, using organic electrolyte to its plasticized, can form a gel electrolyte. As the core of the micro structure, interface properties and the deepening of the research conductive mechanism, the performance of alarge improvement.Watanabe [15], etc in the PAN-LiClO4 polymer system with EC (ethylene carbonate esters, PC (TanSuanBingXi ester), DMF (DMF) plasticizing agent, and found the conductivity plasticizing agent and with LiClO4 Moore ratio increases with the increase in 25 ℃maximum conductivity can reach up to 10-4 ~ 10-5 S/cm, Appetecchi [16] of a PAN-EC-DMC-LiPF6 (16-60-20-4 Moore than) + A12O3 (6 wt. %, w/o) new gel electrolyte, 25 ℃in when ionic conductivity up to 3 X 10-3 S/cm, and electrochemical stability window is very wide, and lithium ion interface stability is better also. But because these studies various synthesis, preparation technology is relatively complex, and conditions high, cannot achieve polymer lithium ion power battery technology index, so difficult for practical production.[17] Megahed, using composite plasticizer to PAN on modification, room temperature ionic conduction rate up to 4 x 10-3 S/cm, lithium ion migration number also greatly improved to 0.6 to 0.7. [18] Kim D by emulsion polymerization synthesizedMMA-AN-LiClO4-EC/PC polymer electrolyte, the ionic conductivity at room temperature of 1.9 x 10-3 S. Cm-1, and the liquid sex good, discharge capacity for 130 mAhg-1. Jayathilaka [19] such as prepared PAN/EC/PC/LiTFSI gel polymer electrolyte, at room temperature, when PAN (15.4%) / EC (41.0%) / PC (41.0%) / LiTFSI (2.6%) (quality than), the conductivity of 2.5 x 10-3 S. Cm-1. Hyo-Sik Min [20] applications pour in PAN method for film, will be soaked in different PAN film electrolyte: 1 M LiClO4-EC-DMC, 1 M LiPF6-EC-DMC and 1 M LiBF4 EC-DMC (volume ratio of 1:1), with scanning electron microscopy (sem) in the film before and after soaking, the change of the electrochemical stability measured pressure are in the 5.0 V above, includingPAN-LiPF6-EC-DMC electrolyte the ionic conductivity at room temperature for 2.8 x 10-3 S/cm. Fang Yuan [21] will be different with different molecular weight of the amount of AN PEO copolymerization of preparation into solid polymer electrolyte, control of AN amount, when PEO molecular weight for 3000000 when the room temperature conductivity can be biggest 6.79 x 10-4 s. cm-1.2. The main problems of theCROCE [25-27] to PAN the gel polymer electrolyte (GPE) on the system research, choose different solvents, different lithium, with different proportion of preparation and gel polymer electrolyte PAN out, by comparing ionic conductivity, electrochemical window, voltammetric circulation performance, cationic migration number and GPE with electrodes compatibility, found the room temperature, GPE PAN ionic conductivity in general 10-3 S/cm orders of magnitude, the highest reaches 5.9 x 10-3 S/cm (LiPF6 /EC/DMC/PAN), the study found: because in the chain of PAN with strong polar groups-CN, and lithium metal electrodes compatibility is poor, gel polymer electrolyte membrane and lithium electrode interface passivation phenomenon seriously, with the extension of time, the internal battery will increase. In addition the crystallization of the PAN with strong sex, when the temperature rises, electrolyte prone to exhalation, thus and into liquid electrolyte, lead to serious leakage problems. These problems limits the GPE PAN system in lithium-ion secondary battery of application.From the practical Angle and polymer electrolyte PAN also exist some problems to be solved, mainly reflects in thermodynamic stability and mechanical strength is poorer, electrode interface poor stability. Mechanical intensity difference is gel type polymer electrolyte common problem. In order to improve conductivity, they need in the PAN in matrix curing more plasticizer, and the increase of the content of plasticizer and will make its mechanical properties fall. Therefore, in high conductivity of mechanical strength is developed to improve the gel type, the polymer electrolyte PAN a difficulty.3.PAN and polymer electrolyte modification In order to improve the PAN and gel polymerelectrolyte type of performance, people tried several methods to its modification, at present the modification to the general copolymerization, blending, crosslinking, adding inorganic materials, such not only can improve the stability of the electrolyte with electrodes interface, still can make GPE mechanical performance is greatly raised.Choi [28] the PAN and PEO people of mixed preparation get PEO/PAN-LiC104-EC/BL gel polymer electrolyte of membrane, ionic conductivity of 1.2 x 10-3 S/cm, PEO to joinimprove the PAN gel mechanical strength. [29] Kim y the PAN and PANI blending preparation PAN-PANI-get EC/BL-LiClO4 composition gel polymer electrolyte, ionic conductivity of 1.9 x 10-3 S/cm, electrochemical stable performance, electrode interface compatibility are improved, but its mechanical performance is poor.Kim D [30-32] people using acrylonitrile-methyl methacrylate (mma)-styrene three yuan for the preparation of copolymer matrix gel electrolyte, and to all homopolymers as matrix PAN gel electrolyte compared with electrodes of the interface to improve compatibility many, Li/PAN of the GPE/Li battery interface resistance in 10 days Ωincreased to 436 from 224 Ω, but from the day 10 to 30 days, interface changes very little resistance.[and] in Lee PAN chain introduced methylacrylic acid lithium (LIMA) preparation the P (AN-LIMA) from homopolymers, in LiC104 + EC electrolyte, 25 ℃to 1.9 when ionic conductivity x 10-3 S/CM. The researchers used the method of ac impedance test P(AN-LIMA) electrolyte membrane with electrodes over time between the changes of impedance, from figure 1, it is known that the yankees by 30 d PAN electrolyte, interface impedance increased almost 3 times, and P (AN-LIMA) electrolyte basic did not increase, the same, they also found that after 20 times cycle after current-voltage P (AN-LIMA) electrolyte and electrode interface without obvious increase between impedance, but pure PAN and electrolyte actually increased the number of times, they think, P (AN-LIMA) interface stability was the reason for the increase in LIMA and EC oxygen interaction, and so stop plasticizer segregation of EC. In addition, GPE to the addition of appropriate amount of inorganic packing can also improve electrolyte membrane/lithium electrode interface stability.[34] SLane with zeolite powder to the gel electrolyte PAN on modification, the preparation LiAsF6-EC-PC-PAN-zeolite composite polymer, figure 2 is different storage time polymer electrolyte and after between electrodes impedance changing with time, although figure 2 (b) initial interface impedance is larger, but to increase with time, the amount is small, as you can see, zeolite powder to join can rise to slow the increase interface impedance, can significantly improve the its interface properties.Panero [and] in PAN/LiPF6 / PC system to join A12O3 made gel electrolyte powder, 25 ℃in the ionic conductivity can reach 8 x 10-3 S/cm, electrochemical chemical stability window of 5.5 V, especially suitable for high voltage rechargeable lithium ion batteries as a layer between the electrolyte.reference[1] LaikB,legrandL,ChausseAetal.J.Electrochem.Soc.,1999,146(5):1672.[2] AppetecchiGB,CroceF,PersiLetal.ElectrochimicaActa,2000,45:1481.[3] MunichandraiahN,ShuklaAK,ScanlonLGetal.ElectrochimicaActa,2000,45:1203.[4] AndreevYG,BurcePG.ElectrochimicaActa,2000,45:1417.[5] TatsumaT,TaguchiM,OyamaN.ElectrochimicaActa,2001,46:1201.[6] AgnihotrySA,Pradeep,SekhonSS.ElectrochimicaActa,1999,44:3121.[7] SaitoY,CapigliaC,YamamotoH.J.Electrochem.Soc.,2000,147(5):1645.[8] AbrahamKM,KochVR,BlakleyTJ.J.Electrochem.Soc.,2000,147(4):1251.[9] MichotT,NishimotoA,WatanabeM.ElectrochimicaActa,2000,45:1347.[10] BoudinF,AndrieuX,JehouletCetal.J.PowerSources,1999,81-82:804.[11] RajendranS,UmAT.J.PowerSources,2000,87:218.[12] AppetecchiGB,ScrosatiB.ElectrochimicaActa,1998,43(9):1105.[13]Feuillade G,Perche .Ion-conductive macromolecular gels and membranes for solid lithium cell[J],J Appl Electrochem, 1975,5(1):63-68.。