导电聚苯胺基吸波复合材料的制备及性能研究

论文摘要

论文采用乳液聚合实施方法,通过系列拟正交实验,在超声波辐助作用下,研究低温超声场下,聚苯胺电导率随不同工艺的变化规律,通过优化,制备具有高吸波效能的、高电导率的聚苯胺材料,并分析其结构与性能;将聚苯胺粉体与多种新型吸波粉体进行复合,制备轻质宽频的吸波涂层。聚苯胺合成实验部分:在非超声场和超声场下,分别采用拟正交实验,研究反应温度、反应时间、超声波频率、超声波强度和超声波作用时间等参数对合成聚苯胺电导率、粒度等影响,优选高电导率、均匀粒度和合成工艺稳定性等多项指标兼顾的聚苯胺粉体合成最佳方案。结果优选的低温超声场下最佳方案为:聚合温度5℃,聚合时间8 h,超声波强度250mA,超声频率设定最大档,及超声波作用时间60min,得到的聚苯胺粉体电导率可达0.231 S/cm,粒度为8 10μm。聚苯胺作为吸波剂应用部分:通过拟正交实验法,选定新型吸波剂（钴锌铁氧体、镧掺杂的镍锌铁氧体及螺旋碳纤维）用高能球磨复合,制备无机复合粉体;通过机械研磨共混法,将聚苯胺与无机复合粉体二次复合,制备用于吸波涂层的聚苯胺基复合吸波剂。将聚苯胺基复合吸波剂与选择的环氧树脂再次复合,制备聚苯胺/无机粉体复合吸波涂层。结果得到的最佳吸波剂组分为聚苯胺、钴锌铁氧体、镧掺杂的镍锌铁氧体及螺旋碳纤维,最终吸波涂层在826GHz展示了宽频吸波的性能,涵盖的主要吸收波段为1214GHz,1620GHz,2426GHz,最大吸收强度达到-22dB,已达到轻质、宽频的目的,但强度有待进一步改进。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 导电聚苯胺的发展历史及其研究意义
• 1.2 导电聚苯胺国内外研究的进展及现状
• 1.2.1 导电聚苯胺的合成
• 1.2.1.1 聚合方法的选择
• 1.2.2 超声波的特性及其在聚苯胺合成中的应用
• 1.3 导电聚苯胺在隐身材料领域的应用研究
• 1.4 导电聚苯胺的复合改性
• 1.4.1 聚苯胺/聚合物复合材料
• 1.4.2 聚苯胺/无机物复合材料
• 1.5 新型吸波剂及其复合
• 1.5.1 吸波剂
• 1.5.2 黏结剂
• 1.6 论文意义、目的及研究内容
• 1.6.1 论文意义
• 1.6.2 研究目的
• 1.6.3 研究内容
• 第2章 导电聚苯胺及其吸波涂层的制备
• 2.1 实验方案选择与确定
• 2.1.1 实验目的
• 2.1.2 技术路线
• 2.2 实验试剂、仪器及设备
• 2.3 预备实验
• 2.3.1 苯胺的减压蒸馏
• 2.3.2 乳液的制备
• 2.3.3 乳液聚合法制备导电聚苯胺步骤及工艺流程
• 2.4 低温非超声场下导电聚苯胺制备方案
• 2.4.1 基础实验
• 2.4.2 正交实验
• 2.5 低温超声场下导电聚苯胺制备方案
• 2.5.1 趋势实验
• 2.5.2 正交实验
• 2.6 聚苯胺/无机粉体复合吸波剂的制备方案
• 2.6.1 吸波剂的制备
• 2.6.2 复合吸波剂的制备
• 2.7 聚苯胺/无机粉体吸波涂层的制备方案
• 2.7.1 E-51 黏度的确定
• 2.7.2 吸波涂层配比的确定
• 2.7.3 实验涂层的成型工艺
• 2.8 材料性能表征
• 2.8.1 聚苯胺合成实验的性能表征
• 2.8.2 聚苯胺/无机粉体吸波涂层的性能表征
• 第3章 导电聚苯胺合成实验的结果与讨论
• 3.1 低温非超声场下聚苯胺电导率的影响因素
• 3.1.1 反应体系量的影响
• 3.1.2 聚合反应合成条件的影响
• 3.1.3 低温非超声场正交实验结果
• 3.2 低温超声场下聚苯胺电导率的影响因素
• 3.2.1 超声波作用时间对聚苯胺电导率的影响
• 3.2.2 超声波频率对聚苯胺电导率的影响
• 3.2.3 超声波强度对聚苯胺电导率的影响
• 3.2.4 低温下超声场正交实验结果
• 3.3 低温下聚苯胺粉体的综合表征
• 3.3.1 紫外光谱表征
• 3.3.2 红外光谱表征
• 3.3.3 粒度分析
• 3.3.4 电导率分析
• 3.3.5 XRD 分析
• 3.3.6 SEM 形貌分析
• 3.3.7 TEM 形貌分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 聚苯胺/无机粉体涂层的结果与讨论
• 4.1 引言
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 RAC 的技术要求
• 4.2.2 E-51 黏度测试结果
• 4.2.3 正交实验涂层反射率测试结果
• 4.2.4 实验涂层反射率结果
• 4.2.5 涂层粉体的粒径分析
• 4.2.6 涂层粉体形貌分析
• 4.2.7 吸波涂层的物理化学性能
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢