模板法制备聚苯胺及其吸波性能研究

发布时间：2019-11-29 03:17

【摘要】：聚苯胺(PAni)由于具有低密度,形态结构多样化,电磁参数可调等优点而成为一种极有应用前景的新型微波吸波材料。因此,如何提高聚苯胺及其复合材料的电磁吸收性能成为聚苯胺研究的主要方向之一。 本文以小分子2-蒽-9-基亚甲基-丙二腈(AYM)自组装成的微/纳米线为模板制备具有管状结构的聚苯胺,研究管状聚苯胺及其复合材料的吸波性能。主要工作包括以下几个方面： 以AYM为模板,盐酸为掺杂剂制备出聚苯胺(PAni)与AYM的复合材料(PAni/AYM),经有机溶剂CH2C12脱除AYM可得具有管状结构的PAni。通过扫描电镜(SEM),红外分析(FTIR), X射线衍射(XRD),热失重(TGA)等测试研究反应时间,盐酸掺杂浓度对聚苯胺微观形态和性质的影响。结果表明：当反应体系中HCl浓度为0.1mol/L,反应时间为12h时可获得长度几十微米,直径1～2μm左右的管状聚苯胺,管状PAni热稳定性能稍优于球状颗粒PAni,而且管状PAni的电导率随着盐酸浓度的增加而增大,当HCl浓度为0.1mol/L,聚苯胺的电导率达10-2S/cm。 将制备所得的管状聚苯胺与球状颗粒聚苯胺以4%-20%的比例与环氧树脂混合,制成标准样片测试其在8-13GHz频率范围内的复介电常数及吸波性能。结果表明：以两种形态聚苯胺为吸波剂的复合材料表现出相似的规律,即在一定厚度(3mm)下,复合材料的介电常数实部和虚部及吸波性能均随着吸波剂含量的增加而增大,且当吸波剂聚苯胺为管状时,材料的电磁参数均值及吸波性能均优于球状颗粒的聚苯胺复合材料,例如管状PAni质量百分数为20%时,复合材料材料在频率为10.07GH处的最小反射率可达-26.5dB,-10dB以下的频宽为8.5GHz～12.4GHz,而以球形颗粒PAni为吸波剂的复合材料9.8GHz处的最小反射率为-20.7dB,-10dB频宽为8.4～11.6GHz。 通过对PAni吸波机理的初步探讨,计算后发现材料的吸收截面比散射截面大十儿个数量级,而且管状PAni的吸收截面比球形颗粒PAni的大。 将制备所得的微管聚苯胺与磁损耗型羰基铁按不同质量比混合,将其添加到石蜡中制样进行电磁参数测试,研究表明羰基铁的加入提高了聚苯胺/羰基铁复合材料的复磁导率(μ′,μ″),同时使复合材料在高频处也有一定的磁损耗,增强了复合材料在高频处的吸波性能。拓宽材料的吸收频带。 本文从两个方面改善聚苯胺吸波性能：一是改变聚苯胺微观形态,提高其介电损耗；二是将聚苯胺与磁损耗型材料进行复合来增强其微波吸收性能,具有一定参考价值。
【图文】：

用化学法把这些击痕腐蚀成孔。Martin[川等首次以不同孔径的微孔聚碳酸酷(Pc)滤膜为模板制备PAni。如图1一3所示，单体苯胺在两种孔径的PC滤膜内从孔壁逐步向孔中心方向沉积聚合，反应一定时间后，PC膜孔内会形成一定厚度的管状队ni，用二氯甲烷将模板PC溶解，，即可得到队ni微/纳米管，但是在去除模板过程中，PAni部分管状结构会受到破坏。此外，在反应过程中有少量单体苯胺在PC滤膜表面聚合

第一章绪论Delvaux[‘21等采用不同孔径(20一 1ooonm)的聚碳酸酷(PC一PTM)为模板，分别以NaV03，(NH4)25208为氧化剂制备PAni(如图1一4，1一5)，通过确定最佳实验条件，制备出结构规整的PAni微/纳米管，发现PAni的电导性随着队ni微管外径(即模板孔径)的减小而增大，当PC一PTM模板孔径为20lun时，PAnl纳米管的电导率为1405/cm。图1一4以NaVO3为氧化剂，PC为模板制备的聚苯胺管状形态(已去模板)Figurel一 4ScanningeleetronmicrograPhoftyPiealPolyanilinenanostrUctures obtainedwithNaVO3Polylnerizationinitiator图1一5以 (NH4)25208为氧化剂
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：O633.21

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵九蓬,李W

本文编号：2567293