基于樟脑磺酸诱导手性聚苯胺/铁氧体复合物的制备、表征及吸波性能研究

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手性聚苯胺是一种特殊的导电高分子,不仅具有频率敏感性小、吸收性能好等优点,而且具有相对密度小、化学稳定性良好、价格低廉等特点,是最具有应用前景的手性高分子之一,近年来,是手性吸波材料领域的研究热点。
　　本文采用3-氨丙基三乙氧基硅烷对钡铁氧体(BF)进行有机改性,改性后的钡铁氧体用于聚合。通过原位聚合法,以樟脑磺酸(CSA)为掺杂酸和手性诱导剂,以过硫酸铵为引发剂,制备了手性聚苯胺/钡铁氧体复合材料,分别探讨了有机改性、樟脑磺酸用量、钡铁氧体用量和手性结构对复合材料的电化学性能和微波吸收性能等的影响。
　　研究结果表明:改性后的PANI/BF复合材料的电化学性能及微波吸收性能均优于改性前的PANI/BF复合材料。在nL-CSA/nAn=1.5:1,mBF/mAn=1:2,nAPS/nAn=1:1,冰水浴中反应15h的条件下,原位聚合法所制备的手性PANI-APTS-BF复合材料的微波吸收性能最好。红外光谱表明樟脑磺酸掺杂的聚苯胺已成功合成,复合材料中聚苯胺与钡铁氧体之间并不是简单的物理混合,而是存在某种相互作用;反射损耗计算结果表明当涂层厚度为0.9mm时,手性PANI/BF复合材料的最大反射损耗值达到30.5dB,反射损耗大于10dB的有效带宽达到12.8GHz(26.5~39.3GHz),几乎覆盖了整个Ka频带(26.5~40GHz)。
　　四氧化三铁作为自然矿物中磁性最强的磁性物质,具有较高的居里温度、稳定性和磁性可调等特殊性质和优点,本文将四氧化三铁引入聚苯胺的聚合体系中,制备了PANI/Fe3O4复合材料。考察了Fe3O4含量对PANI/Fe3O4复合材料的电导率、电磁参数及吸波性能的影响。并基于PANI和PANI/Fe3O4复合材料两种材料,控制总厚度为1mm,设计了双层结构吸波材料。
　　当mFe3O4/mAn=1:1时,PANI/Fe3O4复合材料的吸波性能达到最佳,当涂层厚度为1mm时,最大反射损耗值达到37.4dB,有效带宽达到11.53GHz。以PANI为匹配层,以PANI/Fe3O4复合材料为吸收层,且吸收层和匹配层的厚度都为0.5mm时,最大反射损耗值提高到54dB;而以PANI/Fe3O4复合材料为匹配层,以PANI为吸收层,且吸收层和匹配层厚度分别为0.4mm和0.6mm时,有效带宽可以拓宽到11.8GHz。

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作者
徐分芳;
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作者单位

重庆大学;

展开▼
授予单位重庆大学;
学科化学
授予学位硕士
导师姓名马利;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类金属－非金属复合材料;功能材料;
关键词
手性聚苯胺; 钡铁氧体; 有机改性; 复合材料; 双层吸波材料; 吸波性能;

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