聚苯胺/石墨烯复合涂层织物的制备及介电性能研究
发布时间：2021-02-21 10:21
导电聚苯胺是新兴热门的轻质吸波材料。采用传统原位聚合法在织物表面聚合生成聚苯胺时存在牢度差、易脱落、使用周期短的问题。为解决这一问题,本课题首先采用操作及设备简单、成本低廉的涂层法。利用树脂粘合力强的特点将聚苯胺紧紧包覆于涤纶织物表面,制备了聚苯胺涂层织物。系统探讨了制备过程中不同条件对织物介电性能的影响规律,观察了不同掺杂剂对应涂层织物的微观形貌,测定了涂层织物的耐摩擦牢度。接着通过超声辐射结合化学还原法制备了石墨烯材料,并将其均匀负载于测试载体棉织物表面。系统探讨了制备过程中不同条件对石墨烯介电性能的影响规律,通过SEM、XRD、XPS、RAMAN等测试手段对石墨烯性能加以表征。最后为提升涂层织物的综合性能,将制备的石墨烯作为增强体添加到聚苯胺基体中,制备了聚苯胺/石墨烯复合涂层织物。比较了石墨烯添加前后织物各项性能的变化。结果表明,在聚苯胺涂层织物制备过程中,相比于盐酸、硝酸和冰乙酸,选用对甲苯磺酸为掺杂剂所得块状或棒状聚苯胺在树脂中分布最为均匀致密。当苯胺浓度为0.4 mol/L,过硫酸铵浓度为0.4～0.5 mol/L,对甲苯磺酸浓度为0.2 mol/L,反应温度为30～40...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２聚苯胺大分子链结构??
苯胺带来导电所需的载流子，在外界电场作用下，这些定向漂移的载流子可在聚??苯胺中形成传导电流（电流的大小由电解质本身的性质决定），聚苯胺因此由绝??缘体转变为导体或半导体［２４’２５］，所得产物被称作掺杂态聚苯胺（结构如图１－３所??示）。其电导率大小取决于高分子链长、分子结构对偶极子的约束力、氧化程度??和质子酸掺杂率等因素［２６’２７］。通常较长的分子链、较高的结构规整性、较高的氧??化及掺杂程度有利于导电性的提升。??Ａ＇??图１－３掺杂态聚苯胺大分子链结构??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｈｅ?ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｃｈａｉｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｄｏｐｅｄ?ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ??导电聚苯胺是极具发展潜力的轻质导电损耗型吸波材料，电磁能主要衰减于??电阻上，导电率越大，载流子引起的宏观电流（包括电场变化引起的电流以及磁??场变化引起的涡流）越大，越有利于电磁能转化成为热能或其它形式的能量。原??因是当外界电磁场与之相互作用时，会在聚苯胺导体内部产生感应电流，感应电??流继而产生与外界磁场方向相反的感应磁场，同时该磁场可与外界磁场相抵消，??从而达到吸波效果［２８］。不同的导电率下，材料呈现不同的电磁特性。而聚苯胺可??在导体、半导体、绝缘体之间转变，这意味着聚苯胺具备可控的阻抗和介电常数，??能够动态适应外界电磁波环境
天津工业大学硕士学位论文??的弹道传输特性：３４’３５］。此外，银齿形边缘的孤对电子使得石墨烯存在磁开磁性等磁学性能。研宄表明，通过化学改性［３６］或不同方向上的裁剪［３７］或对物理吸附：３８］等方式可对磁性能加以调控以达到增加网络结构磁阻或促进区域出现的目的。??ＣＯＯＨ?ＣＯＯＨ?０Ｈ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]含不锈钢纤维机织物的电磁屏蔽效能研究[J]. 林铭港,温惠文,杨甜甜,孙浪涛. 轻纺工业与技术. 2018(09)
[2]滑石粉涂层复合材料的制备及其介电性能和电导率[J]. 刘元军,刘国熠,赵晓明. 材料导报. 2017(18)
[3]聚吡咯/聚酯纤维复合材料吸波性能的探讨[J]. 刘元军,刘国熠,赵晓明. 材料科学与工艺. 2017(04)
[4]滑石粉涂层玻璃纤维膨体纱织物的性能研究[J]. 刘元军,赵晓明. 棉纺织技术. 2017(04)
[5]直流电弧法制备SiC@C核壳型纳米粒子及吸波性能研究[J]. 卓绝,黄昊,丁昂. 兵器材料科学与工程. 2016(06)
[6]关于石墨烯制备与表征技术的概述[J]. 陈明礼,金燚翥. 炭素. 2016 (02)
[7]某型模型验证机机载系统电磁干扰抑制设计[J]. 安玉娇,李静雯,王连波. 测控技术. 2016(05)
[8]导电高分子类吸波材料的研究进展及展望[J]. 郭亚晋,刘峥,魏席. 化工新型材料. 2016(04)
[9]基于有限积分法的机织物电磁屏蔽效能仿真分析[J]. 苏钦城,赵晓明,李卫斌,李建雄. 纺织学报. 2016(02)
[10]纺织品电磁屏蔽效能评价标准的现状分析[J]. 吴雄英,张亚雯,袁志磊. 纺织学报. 2016(02)
博士论文
[1]石墨烯及其异质结的非线性表面等离子体激元研究[D]. 吴粤湘.深圳大学 2017
[2]石墨烯三维复合材料的制备及其微波吸收性能研究[D]. 王雷.西北工业大学 2014
[3]化学还原石墨烯的制备、组装及电化学性能研究[D]. 常云珍.山西大学 2013
[4]类石墨烯体系电子结构和磁电效应的第一性原理研究[D]. 刘宗民.复旦大学 2013
[5]碳纳米管和稀土化合物改性氢化丁腈橡胶复合材料的结构与吸波性能研究[D]. 翟滢皓.上海交通大学 2013
[6]掺杂少层石墨烯电子性质的第一性原理研究[D]. 陆地.南京航空航天大学 2012
[7]纳米层状聚苯胺及其复合物的制备、性能和机理研究[D]. 史莉.南京理工大学 2010
[8]电化学技术制备白钨矿晶态薄膜的生长动力学研究[D]. 杨祖念.四川大学 2006
硕士论文
[1]石墨烯对不同纤维织物负载整理及电性能研究[D]. 沈伟峰.天津工业大学 2017
[2]石墨烯对碳纤维聚合物复合材料电磁屏蔽性能的影响[D]. 吴佳明.济南大学 2016
[3]Fe3O4@BaTiO3/RGO复合材料的制备及其吸波性能的研究[D]. 彭铮.南京理工大学 2016
[4]多孔钛基体二氧化铅管式膜电极的制备及应用[D]. 许哲.南京理工大学 2015
[5]还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与气敏性能研究[D]. 张文博.燕山大学 2014
[6]超声辐射结合原位聚合法制备高分子导电织物[D]. 张庆伟.北京服装学院 2013
[7]基于石墨烯材料的防静电材料的制备与研究[D]. 范培宏.合肥工业大学 2013
[8]石墨烯复合材料的制备及其在生物检测中的应用[D]. 韩玉杰.复旦大学 2012
[9]聚酰胺6织物化学镀银工艺及屏蔽效测试方法的研究[D]. 刘志才.浙江理工大学 2011
[10]钛酸钡/聚偏氟乙烯多层复合材料的制备与介电性能研究[D]. 杨泰.北京化工大学 2009
本文编号：3044215
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２聚苯胺大分子链结构??
苯胺带来导电所需的载流子，在外界电场作用下，这些定向漂移的载流子可在聚??苯胺中形成传导电流（电流的大小由电解质本身的性质决定），聚苯胺因此由绝??缘体转变为导体或半导体［２４’２５］，所得产物被称作掺杂态聚苯胺（结构如图１－３所??示）。其电导率大小取决于高分子链长、分子结构对偶极子的约束力、氧化程度??和质子酸掺杂率等因素［２６’２７］。通常较长的分子链、较高的结构规整性、较高的氧??化及掺杂程度有利于导电性的提升。??Ａ＇??图１－３掺杂态聚苯胺大分子链结构??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｈｅ?ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｃｈａｉｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｄｏｐｅｄ?ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ??导电聚苯胺是极具发展潜力的轻质导电损耗型吸波材料，电磁能主要衰减于??电阻上，导电率越大，载流子引起的宏观电流（包括电场变化引起的电流以及磁??场变化引起的涡流）越大，越有利于电磁能转化成为热能或其它形式的能量。原??因是当外界电磁场与之相互作用时，会在聚苯胺导体内部产生感应电流，感应电??流继而产生与外界磁场方向相反的感应磁场，同时该磁场可与外界磁场相抵消，??从而达到吸波效果［２８］。不同的导电率下，材料呈现不同的电磁特性。而聚苯胺可??在导体、半导体、绝缘体之间转变，这意味着聚苯胺具备可控的阻抗和介电常数，??能够动态适应外界电磁波环境
天津工业大学硕士学位论文??的弹道传输特性：３４’３５］。此外，银齿形边缘的孤对电子使得石墨烯存在磁开磁性等磁学性能。研宄表明，通过化学改性［３６］或不同方向上的裁剪［３７］或对物理吸附：３８］等方式可对磁性能加以调控以达到增加网络结构磁阻或促进区域出现的目的。??ＣＯＯＨ?ＣＯＯＨ?０Ｈ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]含不锈钢纤维机织物的电磁屏蔽效能研究[J]. 林铭港,温惠文,杨甜甜,孙浪涛. 轻纺工业与技术. 2018(09)
[2]滑石粉涂层复合材料的制备及其介电性能和电导率[J]. 刘元军,刘国熠,赵晓明. 材料导报. 2017(18)
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[4]滑石粉涂层玻璃纤维膨体纱织物的性能研究[J]. 刘元军,赵晓明. 棉纺织技术. 2017(04)
[5]直流电弧法制备SiC@C核壳型纳米粒子及吸波性能研究[J]. 卓绝,黄昊,丁昂. 兵器材料科学与工程. 2016(06)
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博士论文
[1]石墨烯及其异质结的非线性表面等离子体激元研究[D]. 吴粤湘.深圳大学 2017
[2]石墨烯三维复合材料的制备及其微波吸收性能研究[D]. 王雷.西北工业大学 2014
[3]化学还原石墨烯的制备、组装及电化学性能研究[D]. 常云珍.山西大学 2013
[4]类石墨烯体系电子结构和磁电效应的第一性原理研究[D]. 刘宗民.复旦大学 2013
[5]碳纳米管和稀土化合物改性氢化丁腈橡胶复合材料的结构与吸波性能研究[D]. 翟滢皓.上海交通大学 2013
[6]掺杂少层石墨烯电子性质的第一性原理研究[D]. 陆地.南京航空航天大学 2012
[7]纳米层状聚苯胺及其复合物的制备、性能和机理研究[D]. 史莉.南京理工大学 2010
[8]电化学技术制备白钨矿晶态薄膜的生长动力学研究[D]. 杨祖念.四川大学 2006
硕士论文
[1]石墨烯对不同纤维织物负载整理及电性能研究[D]. 沈伟峰.天津工业大学 2017
[2]石墨烯对碳纤维聚合物复合材料电磁屏蔽性能的影响[D]. 吴佳明.济南大学 2016
[3]Fe3O4@BaTiO3/RGO复合材料的制备及其吸波性能的研究[D]. 彭铮.南京理工大学 2016
[4]多孔钛基体二氧化铅管式膜电极的制备及应用[D]. 许哲.南京理工大学 2015
[5]还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与气敏性能研究[D]. 张文博.燕山大学 2014
[6]超声辐射结合原位聚合法制备高分子导电织物[D]. 张庆伟.北京服装学院 2013
[7]基于石墨烯材料的防静电材料的制备与研究[D]. 范培宏.合肥工业大学 2013
[8]石墨烯复合材料的制备及其在生物检测中的应用[D]. 韩玉杰.复旦大学 2012
[9]聚酰胺6织物化学镀银工艺及屏蔽效测试方法的研究[D]. 刘志才.浙江理工大学 2011
[10]钛酸钡/聚偏氟乙烯多层复合材料的制备与介电性能研究[D]. 杨泰.北京化工大学 2009
本文编号：3044215
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