聚乙烯吡咯烷酮水溶液中聚苯胺-羰基鐵復(fù)合物的制備及吸波性能研究.pdf

1、磁性/高分子復(fù)合材料是一種把磁性無(wú)機(jī)顆粒嵌入在聚合物基體中的功能材料。近年來(lái)聚苯胺/無(wú)機(jī)磁粒子的復(fù)合因?yàn)樵陔姶牌帘?、微波吸收、電磁感?yīng)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景而引起了人們極大的興趣。在磁性材料中羰基鐵(CIP)作為傳統(tǒng)的微波吸收劑，具有較高的純度和磁導(dǎo)率，對(duì)電磁波有較強(qiáng)的吸收性，但其自身存在的密度大、吸波頻帶窄等問(wèn)題，明顯影響了在微波吸收中的實(shí)際應(yīng)用。而在眾多的導(dǎo)電聚合物中，聚苯胺(PANI)由于具有良好的介電損耗性能、較寬的微波吸收頻

2、帶和較小的質(zhì)量密度等特點(diǎn)，而成為微波吸收材料中最具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的導(dǎo)電聚合物之一。
　　PANI與CIP無(wú)機(jī)磁粒子復(fù)合可實(shí)現(xiàn)對(duì)材料電、磁性能的有效調(diào)控，彌補(bǔ)單一材料的缺陷，是開(kāi)發(fā)質(zhì)輕、寬頻、電磁吸波材料的理想途徑之一。但研究發(fā)現(xiàn)CIP磁粒子是極易出現(xiàn)自團(tuán)聚現(xiàn)象的，復(fù)合物中其顆粒也易呈現(xiàn)出分散不均勻的問(wèn)題；同時(shí)PANI與較大CIP團(tuán)聚體復(fù)合時(shí)對(duì)其較難完全包覆，形成核殼結(jié)構(gòu)的PANI/CIP復(fù)合吸收劑。已知的研究報(bào)道中，核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合物的

3、吸波性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于核或殼作為單一吸波材料使用時(shí)的性能。此外，導(dǎo)電聚合物與羰基鐵無(wú)機(jī)磁粒子復(fù)合還會(huì)具有彼此的優(yōu)異性能以及耦合效應(yīng)的產(chǎn)生。為了實(shí)現(xiàn)PANI與CIP的有效復(fù)合，本課題將聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為穩(wěn)定分散劑引入反應(yīng)體系中，以解決CIP的團(tuán)聚和包覆不完全的問(wèn)題。
　　本文將采用在PVP水溶液中采用原位聚合法合成PANI/CIP復(fù)合物。通過(guò)掃描電鏡(SEM)、傅里葉變換紅外(FT-IR)、X射線衍射分析(XRD)和矢量網(wǎng)絡(luò)分析

4、儀(VNA)測(cè)試表征，對(duì)復(fù)合物微觀形貌、吸波性能進(jìn)行了探討，同時(shí)還對(duì) PVP在聚合過(guò)程中的作用機(jī)理進(jìn)行了分析。研究表明：PVP的加入有利于CIP的分散和保護(hù)，并且可以形成包覆均勻、體系分散良好的核殼結(jié)構(gòu)PANI/CIP復(fù)合物.測(cè)試了復(fù)合物在26.5—42GHz波段的電磁參數(shù)。與采用普通原位聚合法合成的PANI/CIP復(fù)合吸收劑相比，經(jīng)PVP修飾CIP后合成的復(fù)合吸收劑，其微波吸收能力增大了16-dB，達(dá)到35-dB，頻帶寬度提高了3倍，