EMPA赵善宇团队、东华大学张清华团队 Adv. Mater.:在可回收高性能聚酰亚胺复合气凝胶的多尺度制造方向取得新进展
2024-11-29 来源:高分子科技
随着全球能源供应逐步转向可再生材料,减少碳排放正变得愈发重要。生物基材料作为合成聚合物的一种潜在可持续替代品备受关注,但其性能往往尚未达到聚合物的水平。鉴于当前多重复杂、极端条件对高性能材料的高度依赖,确保这类材料的可回收利用尤为重要。
图1:可回收聚酰亚胺-二氧化硅气凝胶复合材料的合成。a)多尺度聚酰亚胺-二氧化硅气凝胶的制备及回收方案。b)聚酰亚胺与DMAc相互作用示意图及RDG结果。c)不同聚酰亚胺-二氧化硅分散液的储能模量(G′)和损耗模量(G″)与剪切应力的关系。d)适用于静电纺丝、湿法纺丝和3D打印的粘度和剪切应力范围。e)湿纺丝制备1D纤维,f)静电纺丝制备2D薄膜,g) 3D打印的扭曲花瓶图片。
图2:湿纺丝、静电纺丝和3D打印制备复合材料的微观结构。a) RPS-20%?1.0气凝胶纤维,b) RPS-20%?0.5静电纺纳米纤维薄膜,c) RPS-15%?1.9 3D打印立方体的显微照片。d)气凝胶纤维,e)静电纺丝膜中的纳米纤维,f)3D打印的SEM横截面图像。g)气凝胶纤维,h)静电纺纳米纤维薄膜,i)打印立方体(0.43-0.93μm3,有效像元尺寸18μm)的横切面和层析图。
图3:RPS复合气凝胶的回收利用。a)13C NMR谱,b)分子量及分布,c) RPS复合气凝胶的回收过程,d)应力-应变曲线,e) N2吸附等温线,f)回收后RPS复合气凝胶的TGA曲线。
图4. 复合气凝胶的高温屏蔽性能。a) 复合气凝胶在消防服中的潜在应用。b) 复合气凝胶织物的热防护和防火性能。c)红外热像图和d)热防护测试时纺织品上下表面的实时温度变化。e) 复合气凝胶在热失控保护下锂离子电池组中的应用及结构图。f)标准电池热失效试验时复合气凝胶的实时温度、压力变化曲线。g) 复合气凝胶织物保护下的锂离子电池热测试照片,h)实时温度曲线,i)锂离子电池电压。
论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202411599
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(责任编辑:xu)
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