聚苯胺复合材料的制备及其吸波性能的研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:jackli2
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电磁波吸收材料在电磁屏蔽、隐身技术方面具有重要应用。具有吸收强、频带宽、质量轻等优良综合性能的吸收材料是当前研发的重点。聚苯胺(PANI)以制备简便、密度小、电导率可控、形貌多样等优点,成为吸波剂研究的热点。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。本文分别将PANI和层状蒙脱土(MMT),多孔碳纤维(PCFs)进行复合制备PANI与MMT和PANI与PCFs的复合吸波剂,并将其加入到石蜡或环氧树脂中制备吸波复合材料,研究复合吸波剂的吸波性能。主要工作包括以下几个方面:在苯胺单体的水体系中,加入层状蒙脱土(MMT),以过硫酸铵(APS)为氧化剂,分别采用盐酸(HCl)和十二烷基苯磺酸(DBSA)为掺杂剂制备了PANI/MMT复合体系,其中MMT的含量为10%-70%。通过红外光谱分析(FTIR),X射线衍射(XRD),热失重分析(TGA),扫描电镜(SEM),电导率测试等分析手段表征了复合体系的形态结构及其性能。结果表明:PANI在MMT片层间发生插层聚合,MMT层间距变大;PANI/MMT的热稳定性高于PANI,并且在MMT达到某一含量值时,PANI/MMT的电导率甚至高于纯的PAI。HCl掺杂的PANI/MMT复合体系呈现片状结构,不同于纯的PANI-HCl的颗粒状,经HF刻蚀掉MMT后,PANI仍然保持片层形貌。而DBSA掺杂的PANI/MMT复合材料呈现出网状结构,经HF刻蚀后发现PANI-DBSA呈针状结构。将制得的PANI/MMT作为吸波剂,均匀分散在石蜡中制备成吸波复合材料小样,用以测试其电磁参数及吸波性能。结果表明:当以MMT为10%和30%时的PANI/MMT为吸波剂,其添加量在20%时,复合材料的吸波性能得到明显提高。片层状的PANI-HCl/MMT10%的吸波性能明显优于颗粒状PANI-HCl的吸波性能,特别是拓宽了吸波频率。在一定的厚度(d=3mm)下,其最低反射率由-24dB提高到了-27dB,-10dB下的反射波段范围由7.2GHz至10.8GHz提高到了7.6GHz至12.8GHz。而包含针状形态PANI的PANI-DBSA/MMT10%吸波样品的吸波性能明显优于PANI-DBSA吸波样品,在一定的厚度(d=81mn)下,其最低反射率由-2.4dB提高到了-28dB,-10dB下的波段范围也提高到了10.5GHz到13GHz。选择PANI-HCVMMT10%和PANI-HCyMMT30%为吸波剂,与玻璃纤维和环氧树脂复合制备复合材料板材(180mm×180mm)。由网络矢量仪实测的PANI-HCl/MMT/玻纤/环氧树脂复合材料的吸波性能与计算机模拟的结果相吻合,板材厚度为3mm,吸波剂含量为20%时,PANI-HCl/MMT10%和PANI-HCl/MMT30%的最低反射率分别达到了-21dB和-19dB,低于-10dB的频宽分别为5.5GHz (6.6GHz-11.8GHz),4.5GHz (7.8GHz-12.3GHz)表明以PANI-HC1/MMT为吸波剂的复合材料吸波性能优良。分别在水介质下和水/乙醇介质下,将PANI分别和实验室自制的PAN5基和PAN8基多孔碳纤维进行复合,制备PANI/多孔碳纤维(PCFs)复合体系,在水/乙醇介质下合成的复合体系中PANI颗粒较小,分布均匀,与PCFs的复合较好。将制备好的PANI/PCFs作为吸波剂以不同含量添加到石蜡中进行电磁参数的测试,并用计算机模拟其吸波性能。结果表明:PCFs8的吸波性能明显优于PCFs5,这可能与PCFs8在手工研磨后较好的保持了多孔碳纤维特有的孔隙结构有关。而以PANI/PCFs为吸波剂的复合材料吸波性能明显高于PCFs的吸波性能。当吸波剂含量达到12%时,水介质下合成的PANI/PCFs5吸波样品的最低反射率降低至-15.7dB,反射率低于-10dB的波段范围为13.1GHz到15.9GHz,而水/乙醇介质中合成的PANI/PCFs5的最低反射率可达到-25.6dB,反射率低于-10dB的波段范围为10.6GHz到14GHz。相对于PCFs8的吸波样品,两种介质下合成的PANI/PCFs8的吸波性能也都有了一定的提高。
其他文献
水肯有来源广泛、尤污染、安全性、难燃性等特性,是一种最具有发展潜力的润滑介质。橡胶作为水涧滑橡胶轴承的基体材料,具有较好的耐摩擦磨损性、抗磨粒磨损和疲劳磨损性较强并且易加工和重量轻等优点。如果将水与橡胶的优点结合,制备水润滑橡胶轴承,可以解决传统轴承使用过程中对油料和贵重有色金属等战略资源的浪费以及污染水资源环境的许多问题。橡胶轴承与传统的金属轴承间也存在着很大的差异,不同的橡胶品种、硫化条件、润
目前粉煤灰主要应用于土木建筑等行业,但存在附加值低、污染环境、工艺成本高等问题。粉煤灰用作橡胶补强填料,不仅提高粉煤灰的附加值,而且还可以降低橡胶的成本,具有较大的经济与社会效益。将粉煤灰应用于橡胶补强填料,必须先对其改性。本课题分别采用不同的改性技术,分析粉煤灰的结构与性能间的关系,并在橡胶中得以验证,得到了一些较有意义的结果。根据粉煤灰易团聚、富含硅铝的特点,先对其球磨预细化,后采用硅烷、铝酸
本文通过对荣华二采区10
期刊
第一章绪论  1.1选题理论意义与实用价值  电炉粉尘是指电弧炉冶炼钢铁过程中随气体带出的原料粉尘以及反应产物的微粒,其主要成分为铁、锌及铅等氧化物和少量的碳,粉尘粒
城市公园是城市生态系统、城市景观的重要组成部分;除具有维护生态平衡、调节城市气候的功能外,还具有休闲、游憩、娱乐等功能。对城市公园生态景观美景度的评价,可以进一步认识
针对国内外对新型环保船舶防污涂料的需要,在对低表面能防污涂料、仿生技术以及海洋生物污损机理和材料表面结构与性质关系研究分析基础的上,提出了采用适合船舶工业大面积涂
近年来,俄中双边经济关系持续稳定发展.2017-2018年俄中贸易大幅增长,2018年两国贸易额首次突破1 000亿美元.中国是俄罗斯主要的贸易伙伴,俄罗斯则是中国第10大贸易伙伴.原材
微生物燃料电池(MFC)是一种新兴的生物处理技术,引起了广大研究人员的强烈兴趣。质子交换膜作为MFC的重要组成成分,俨然成为各专业人士关注的焦点。本研究将无机物二氧化钛(TiO2)与聚合物(PVDF-g-PSSS)进行物理共混,利用溶剂挥发法并酸化得到了TiO2/PVDF-g-PSSA复合膜,对TiO2/PVDF-g-PSSA复合膜的结构和性能进行表征。FT-IR测试,TiO2/PVDF-g-PS
对3则新型冠状病毒肺炎验案进行总结,分析其中医病机和证治特点.患者多因感受湿毒之邪所致,病位在肺,涉及其他脏腑.用药宜选苦辛、芳香、淡渗之剂,药性清灵,重在醒脾运化,忌