模板法制備聚苯胺及其吸波性能研究.pdf

1、聚苯胺(PAni)由于具有低密度，形態(tài)結(jié)構(gòu)多樣化，電磁參數(shù)可調(diào)等優(yōu)點而成為一種極有應(yīng)用前景的新型微波吸波材料。因此，如何提高聚苯胺及其復(fù)合材料的電磁吸收性能成為聚苯胺研究的主要方向之一。
　　 本文以小分子2-蒽-9-基亞甲基-丙二腈(AYM)自組裝成的微/納米線為模板制備具有管狀結(jié)構(gòu)的聚苯胺，研究管狀聚苯胺及其復(fù)合材料的吸波性能。主要工作包括以下幾個方面:
　　 以AYM為模板，鹽酸為摻雜劑制備出聚苯胺(PAni)與A

2、YM的復(fù)合材料(PAni/AYM)，經(jīng)有機溶劑CH2Cl2脫除AYM可得具有管狀結(jié)構(gòu)的PAni。通過掃描電鏡(SEM)，紅外分析(FTIR)，X射線衍射(XRD)，熱失重(TGA)等測試研究反應(yīng)時間，鹽酸摻雜濃度對聚苯胺微觀形態(tài)和性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:當(dāng)反應(yīng)體系中HCl濃度為0.1mol/L，反應(yīng)時間為12h時可獲得長度幾十微米，直徑1～2μm左右的管狀聚苯胺，管狀PAni熱穩(wěn)定性能稍優(yōu)于球狀顆粒PAni，而且管狀PAni的電導(dǎo)率隨著鹽

3、酸濃度的增加而增大，當(dāng)HCl濃度為0.1mol/L，聚苯胺的電導(dǎo)率達10-2S/cm。
　　 將制備所得的管狀聚苯胺與球狀顆粒聚苯胺以4％-20％的比例與環(huán)氧樹脂混合，制成標準樣片測試其在8-13GHz頻率范圍內(nèi)的復(fù)介電常數(shù)及吸波性能。結(jié)果表明:以兩種形態(tài)聚苯胺為吸波劑的復(fù)合材料表現(xiàn)出相似的規(guī)律，即在一定厚度(3mm)下，復(fù)合材料的介電常數(shù)實部和虛部及吸波性能均隨著吸波劑含量的增加而增大，且當(dāng)吸波劑聚苯胺為管狀時，材料的電磁參數(shù)

4、均值及吸波性能均優(yōu)于球狀顆粒的聚苯胺復(fù)合材料，例如管狀PAni質(zhì)量百分數(shù)為20％時，復(fù)合材料材料在頻率為10.07GH處的最小反射率可達-26.5dB，-10dB以下的頻寬為8.5GHz～12.4GHz，而以球形顆粒PAni為吸波劑的復(fù)合材料9.8GHz處的最小反射率為-20.7dB，-10dB頻寬為8.4～11.6GHz。
　　 通過對PAni吸波機理的初步探討，計算后發(fā)現(xiàn)材料的吸收截面比散射截面大十幾個數(shù)量級，而且管狀PAn

5、i的吸收截面比球形顆粒PAni的大。
　　 將制備所得的微管聚苯胺與磁損耗型羰基鐵按不同質(zhì)量比混合，將其添加到石蠟中制樣進行電磁參數(shù)測試，研究表明羰基鐵的加入提高了聚苯胺/羰基鐵復(fù)合材料的復(fù)磁導(dǎo)率(μ′，μ″)，同時使復(fù)合材料在高頻處也有一定的磁損耗，增強了復(fù)合材料在高頻處的吸波性能。拓寬材料的吸收頻帶。
　　 本文從兩個方面改善聚苯胺吸波性能:一是改變聚苯胺微觀形態(tài)，提高其介電損耗;二是將聚苯胺與磁損耗型材料進行復(fù)合來