梳状光学活性螺旋聚氨酯固体电解质的制备及其吸波性能研究

基本信息
批准号:51303083
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:杨勇
学科分类:
依托单位:南京理工大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:方敬坤,李平云,朱文凤,蒋珍超,刘天宇,聂雪玫
关键词:
光学活性聚氨酯聚合物电解质吸波
结项摘要

In response to the problems of low conductivity, poor stability and insufficient mechanical strength of the polymer electrolyte, this project intends to graft the ion donor with flexible macromolecular chain on the optically active helical polymer as the mainchain, and investigate the ion migration procedure in crystalline structure, accordingly develop a new solid polyelectrolyte as the absorbing materials. The details are as following, at first, based on the chiral amplification effect of helical polymer and isocyanate-phenol synthesized previously, the "majority rule", "domino effect" and "sergeant and soldier effect" will be utilized to prepare the optically active polyurethanes with high configuration stabilities, the adjustment mechanism of chiral parameters is also clarified. Secondly, ion donors of polycarboxylate lithium will be prepared through the RAFT polymerization technique and spliced on the helical backbones by the click chemistry. The conductivity and permeability related to the macromolecular structure will be investigated, and the transportation model of current carrier is then established. Thirdly, electromagnetic loss mechanism of the polyelectrolyte under different chiral parameters is to be studied by the analysis of electromagnetic parameters, thus the reasonable match and regulation between microwave absorption and infrared radiation will be achieved. By carrying out above experiments, the helical secondary structure can be used as the space of ionic conduction.This has important guiding significance to the design and preparation of high-performance polyelectrolyte,hence expands the application of the material in the field of electromagnetic wave absorbing.

本项目针对聚合物电解质电导率低、稳定性差、机械强度不足等问题,拟将柔性高分子离子供体接枝于光学活性螺旋聚合物主链上,开展晶态结构中离子迁移机制的研究,并据此开发新型吸波材料用全固态螺旋聚电解质。内容包括:(1)根据螺旋聚合物的手性放大效应,基于前期开发的异氰酸酯-酚单体及其合成方法,通过"少数服从多数效应"、"多米诺效应" 和"长官与士兵规则",制备具有高构象稳定性的光学活性聚氨酯,明确手性参数的调节机制;(2)聚羧酸锂离子供体的RAFT制备及其与螺旋骨架的点击化学拼接,考察材料的电导率、磁导率等性能与大分子结构的关系,建立相应的载流子传输模型;(3)通过电磁参数的分析研究不同手性参数下材料的损耗机理,实现微波吸收与红外辐射之间的合理匹配与调节。通过本项目的开展,以螺旋二级结构作为离子传导的空间,对高性能聚电解质的设计制备具有重要的指导意义,同时也拓展了材料在电磁波吸收领域中的应用。

项目摘要

本项目以酪氨酸为原料分别合成了手性与外消旋双酚单体,并通过与二苯甲烷二异氰酸酯聚合制备了相应的光学活性螺旋聚氨酯和外消旋聚氨酯。结果表明,手性不对称场的诱导作用使得聚合物形成了单手螺旋结构,其大分子链更加规整和有序,使得光学活性聚氨酯的氢键作用明显强于相应的无规外消旋体系。规整有序的二级结构有利于热量的传导和散失,协同聚合物结构中存在的大量氢键作用使其不饱和度大大降低,改变了聚合物的分子振动模式,导致光学活性聚合物的红外发射率明显低于外消旋体系。在此基础上,进一步采用化学接枝法,通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷的架桥作用,制备了光学活性聚氨酯@La2O3、外消旋聚氨酯@La2O3和叠层核壳结构光学活性聚氨酯/TiO2/MnO2有机/无机纳米复合材料。复合材料的红外发射率都明显低于无机粉体本身,且基于光学活性聚氨酯复合材料的红外发射率低于相应的外消旋复合物。同时,随着包覆层的增加,材料红外发射率呈现逐渐下降的趋势,界面作用、晶态结构的形成、光学活性聚合物规整有序的二级结构共同发挥了至关重要的作用。同时,基于酪氨酸自聚物分别制备了双离子、单离子固态电解质薄膜,考察了不同锂盐、锂盐含量、单体对映体过量百分数相应固态电解质电导率的影响,随着聚合物螺旋二级结构含量的增加,其离子电导率逐渐升高,相对于外消旋聚合物体系的电导率(1.09×10-7S/cm),基于100%对映体过量(手性单体)聚氨酯的电导率提升1个数量级,达到3.70×10-6S/cm,基于该螺旋聚氨酯的单离子导体的室温电导率为8.06×10-7S/cm,螺旋结构对于材料离子电导率的提升发挥了重要作用。通过本项目的实施,我们明确了大分子规整有序的二级结构、分子间作用力、界面体系对于材料红外辐射性能、离子电导率的影响和作用机制,为后续新型宽频吸波材料、全固态电解质锂离子电池的研发工作奠定了理论基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
2

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2020.19.016
发表时间:2020
3

感应不均匀介质的琼斯矩阵

感应不均匀介质的琼斯矩阵

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804052
发表时间:2019
4

不同改良措施对第四纪红壤酶活性的影响

不同改良措施对第四纪红壤酶活性的影响

DOI:10.11766/trxb202008100444
发表时间:2022
5

基于混合优化方法的大口径主镜设计

基于混合优化方法的大口径主镜设计

DOI:10.3788/AOS202040.2212001
发表时间:2020

杨勇的其他基金

批准号:21473148
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:11403085
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51071167
批准年份:2010
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:31870125
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:50708040
批准年份:2007
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81301552
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11572232
批准年份:2015
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:30840084
批准年份:2008
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:60906049
批准年份:2009
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21233004
批准年份:2012
资助金额:300.00
项目类别:重点项目
批准号:81271744
批准年份:2012
资助金额:100.00
项目类别:面上项目
批准号:39570721
批准年份:1995
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:31101208
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11474171
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51471182
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:49503046
批准年份:1995
资助金额:8.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81730084
批准年份:2017
资助金额:295.00
项目类别:重点项目
批准号:81001222
批准年份:2010
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51177151
批准年份:2011
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:61662026
批准年份:2016
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:91227105
批准年份:2012
资助金额:75.00
项目类别:重大研究计划
批准号:61262034
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51206015
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50701018
批准年份:2007
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30701032
批准年份:2007
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51102074
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20802080
批准年份:2008
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51672067
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:20473068
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:91529304
批准年份:2015
资助金额:233.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51007090
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:90606015
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:重大研究计划
批准号:81071289
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81072661
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41101193
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40272110
批准年份:2002
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:81502686
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11671063
批准年份:2016
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:11872126
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81400341
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81900532
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51778525
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41671217
批准年份:2016
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:81473591
批准年份:2014
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:60963012
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11205065
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71373189
批准年份:2013
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:61501475
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51805346
批准年份:2018
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61502432
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51408272
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81860044
批准年份:2018
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81671038
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:71873097
批准年份:2018
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:71003077
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81473230
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81570601
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:51407124
批准年份:2014
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91129731
批准年份:2011
资助金额:80.00
项目类别:重大研究计划
批准号:50907062
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51105216
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:29673033
批准年份:1996
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:20873115
批准年份:2008
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:81273626
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:30770685
批准年份:2007
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:81673044
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:51705113
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51902266
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51602134
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51578443
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81673468
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:11875190
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:21572208
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:51803224
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30400168
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81901250
批准年份:2019
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81774167
批准年份:2017
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:50978109
批准年份:2009
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:81070603
批准年份:2010
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:11474285
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51577080
批准年份:2015
资助金额:66.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

多功能梳状结构丁腈橡胶基固体聚合物电解质的制备及其性能和结构研究

批准号:51373095
批准年份:2013
负责人:任文坛
学科分类:E0304
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
2

活性聚合联用制备梳状功能大分子及其单分子自组装行为

批准号:21574119
批准年份:2015
负责人:张延武
学科分类:B0109
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
3

介孔碳基吸波材料的制备及其吸波规律研究

批准号:21003029
批准年份:2010
负责人:杜耘辰
学科分类:B0305
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
4

梳状聚芳醚类质子交换膜的制备及性能研究

批准号:50973040
批准年份:2009
负责人:刘佰军
学科分类:E0309
资助金额:37.00
项目类别:面上项目