通过碳酸乙烯酯塑化作用改善海藻酸-PVA-羟基乙酸生物聚合物电解质的介电和电学性能

《Macromolecular Symposia》：Enhancement of Dielectric and Electrical Properties in Alginate-PVA-Glycolic Acid Biopolymer Electrolytes via Ethylene Carbonate Plasticization

本研究开发了一种基于海藻酸钠和聚乙烯醇的复合生物电解质（BBEs），通过溶液浇铸法制备。发现添加4%乙二醇 carbonate可使离子电导率达1.20×10?? S/cm，并显著提升低频介电常数。但过量添加导致离子聚集，介电性能下降。

　　

摘要

本研究重点开发并表征了一种基于海藻酸盐和聚乙烯醇（PVA）的生物聚合物混合物电解质（BBEs）系统，该系统掺杂了乙醇酸（GA）并使用碳酸乙烯酯（EC）进行了塑化。通过溶液浇铸法制备了这些BBEs，并系统地研究了EC含量对其电学和介电性能的影响。采用电抗谱（EIS）分析了BBEs系统在室温下的阻抗响应。电等效电路（EEC）拟合结果显示，当EC含量为4 wt.%时，样品的导电性能最佳，电导率为1.20 × 10^—4 S cm^?1。观察到的性能提升归因于EC塑化作用提高了聚合物链的柔韧性和离子迁移率。同时，介电谱分析表明，在低频下由于可移动离子数量增加，介电常数（ε'）和介电损耗（ε'')有所提高。然而，过高的EC含量会导致离子聚集，从而降低整体的介电性能。电模量分析进一步证实了非德拜松弛行为，即模量的虚部（M'''）出现了松弛峰，这表明离子传导与极化效应之间存在强烈的相关性。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。