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技术

一种全有机聚醚酰亚胺

【技术实现步骤摘要】
一种全有机聚醚酰亚胺
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芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及聚醚酰亚胺储能
，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。

技术介绍

[0002]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。

技术实现思路

[0003]本专利技术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
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芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用。
[0004]一种全有机聚醚酰亚胺
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芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，按以下步骤进行：
[0005]步骤一、制备聚醚酰亚胺混合溶液：
[0006]将聚醚酰亚胺颗粒加入到N
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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；
[0007]步骤二、制备聚醚酰亚胺/芴聚酯共混储能复合材料：
[0008]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
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芴聚酯共混储能复合材料，所述的全有机聚醚酰亚胺
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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％。
[0009]一种全有机聚醚酰亚胺
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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
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芴聚酯共混储能复合材料在电介质和电容器中的应用。
[0010]本专利技术的有益效果：
[0011](1)本专利技术一种全有机聚醚酰亚胺
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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
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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专利技术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。
[0012](2)采用本专利技术工艺制备的一种全有机聚醚酰亚胺
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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。本专利技术制备工艺简单，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。
[0013]本专利技术可获得一种全有机聚醚酰亚胺
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芴聚酯共混储能复合材料的制备方法及应用。
附图说明
[0014]图1为本专利技术全有机聚醚酰亚胺
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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；
[0015]图2为本专利技术全有机聚醚酰亚胺
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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％；
[0016]图3为本专利技术全有机聚醚酰亚胺
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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％；
[0017]图4为本专利技术全有机聚醚酰亚胺
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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％；
[0018]图5为本专利技术全有机聚醚酰亚胺
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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％；
[0019]图6为本专利技术全有机聚醚酰亚胺
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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
[0020]具体实施方式一：本实施方式一种全有机聚醚酰亚胺
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芴聚酯共混储能复合材料的制备方法，按以下步骤进行：
[0021]步骤一、制备聚醚酰亚胺混合溶液：
[0022]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；
[0023]步骤二、制备聚醚酰亚胺/芴聚酯共混储能复合材料：
[0024]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；将混合溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全有机聚醚酰亚胺
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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；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
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芴聚酯共混储能复合材料，所述的全有机聚醚酰亚胺
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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
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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
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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聚醚酰亚胺颗粒的质量与N
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甲基吡咯烷酮溶液的体积的比为(0.95～1.05)g：(9～10)mL。4.根据权利要求1所述的一种全有机聚醚酰亚胺
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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。5.根据权利要求1所述的一种全有机聚醚酰亚胺
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【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇，刘世宇，张文超，岳东，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：