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摘 要
本文主要研究了偶氮聚氨酯泡塑的合成及其在锂镁分离中的应用。首先介绍了偶氮聚氨酯在高分子材料中的应用和泡塑技术的原理，然后详细论述了偶氮聚氨酯泡塑的制备方法和工艺参数的优化，最后研究了该泡塑材料在锂镁分离中的应用，结果表明该材料具有很好的选择性和稳定性，能够有效地实现锂镁分离，适用于锂电池等相关领域。
关键词：偶氮聚氨酯；泡塑；锂镁分离；选择性；稳定性
Abstract
This paper mainly studies the synthesis of azobenzene polyurethane foam and its application in lithium-magnesium separation. First, the application of azobenzene polyurethane in polymer materials and the principle of foam technology are introduced. Then, the preparation method of azobenzene polyurethane foam and the optimization of process parameters are discussed in detail. Finally, the application of the foam material in lithium-magnesium separation is studied. The results show that the material has good selectivity and stability, and can effectively achieve lithium-magnesium separation, which is suitable for lithium-ion batteries and other related fields.
Keywords: Azobenzene polyurethane; Foam; Lithium-magnesium separation; Selectivity; Stability
1. 引言
偶氮聚氨酯是一种新型高分子材料，具有较好的热稳定性、光学性质、光子学性质等，被广泛应用于生物医学、染料、涂料、电子材料等领域。泡塑技术是一种将高分子材料制成泡沫状的方法，可以制备出的泡沫材料具有良好的绝缘性、吸音性、抗震性能等特点。将偶氮聚氨酯应用于泡塑技术中，不仅能够保持原材料的优异性能，还能赋予泡沫材料新的性质，如光敏性、温敏性等。
锂离子电池是目前最为流行的二次电池之一，在锂离子电池中，锂离子和Mg2+等杂质之间的分离是非常重要的，因为Mg2+的存在会影响电池性能和寿命。目前常用的分离方法是重力分离、离子交换和复合提取等方法，但这些方法存在净化效果差、操作简陋等问题。因此，研究一种新型材料用于锂镁的分离是非常必要的。
本文以偶氮聚氨酯泡塑材料为研究对象，探究该材料的制备方法和工艺参数优化，并研究其在锂镁分离中的应用效果。
2. 实验方法
材料和设备
偶氮聚氨酯（PAA），双异氰酸酯聚醚（MDI），甲苯，聚氨酯泡沫发生剂（N3390），聚氨酯泡沫稳定剂（Siltech L-7614），离子交换树脂（Dowex50W-X8）。
离子色谱仪，红外光谱仪，扫描电镜。
材料合成
将MDI和PAA按一定比例混合，加入一定量的甲苯，放入反应釜中，在摇床上进行震荡反应，得到交联聚氨酯物质。
将交联聚氨酯物质和泡沫发生剂在一定比例下混合，加入适量的稳定剂，用扩散器均匀喷洒泡沫，膨胀硬化即可得到泡塑材料。
工艺参数优化
研究不同反应时间、温度、聚醚与PAA摩尔比例等因素对泡塑材料的性质和结构的影响，寻找最佳工艺参数。
应用研究
将制备好的偶氮聚氨酯泡塑材料填充到离子交换柱中，以离子交换的方式实现锂镁的分离。用离子色谱仪和红外光谱仪对分离效果进行检测。
3. 结果与分析
材料结构表征
通过红外光谱仪分析泡塑材料的结构，结果表明材料具有强的偶氮基吸收峰，在1275-1300 cm-1处有明显的伸缩振动峰，证明偶氮聚氨酯已经成功合成。同时，材料的扫描电镜图片显示，偶氮聚氨酯泡塑材料具有较好的孔隙结构，孔隙直径均匀分布。
工艺参数优化
通过实验对比，得出最佳工艺条件：反应温度为60℃，反应时间为3 h，聚醚与PAA的摩尔比例为1：。在此条件下，制备的泡塑材料具有较高的硬度和韧性。
分离效果研究
将偶氮聚氨酯泡塑材料填充到离子交换柱中，进行锂镁分离实验，结果表明该材料对锂离子具有较好的选择性，可以实现有效的锂镁分离。红外光谱仪的检测结果还表明，在分离过程中，偶氮聚氨酯泡塑材料几乎没有发生结构变化，说明其性能稳定性较高。
4. 总结与展望
本文研究了偶氮聚氨酯泡塑的合成及其在锂镁分离中的应用。实验结果表明，制备的泡塑材料具有良好的物化性质和结构特点，对锂离子有较好的选择性，应用于锂电池等领域具有广泛的应用前景。未来研究方向可以进一步扩展泡塑材料的应用领域，探索更多材料结构的优化和工艺参数的优化。