2024年2月10日发(作者：新苹果什么时候上市)

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热固性树脂　ｌ６　Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔｔｉｎｇ　Ｒｅｓｉｎ　第２３卷第４期Ｖｏ１．２３　Ｎｏ．４　２００８年７月　Ｊｕｌｙ　２００８　聚苯胺／Ｆｅ３０４复合吸波材料的制备及表征　颜海燕　，寇开昌　（１．西安工业大学材料与化工学院，陕西西安７１００３２；２．西北工业大学理学院化工系，陕西西安７１００７２）　摘要：用原位聚合法合成了聚苯胺／　０４（Ｐ＾Ｍ／ｖ，￣ｏ４）复合材料，合成产物为以ｖ，￣ｏ４为核，聚苯胺为壳的球　状微粒。采用Ｆｒ—ＩＲ、ＸＲＤ、ＸｔＸ３、ＴＥＭ等方法对ＰＡＮＵ　Ｖ，￣０４进行了结构表征。以矩形波导法测定了ＰＡＮＵ　Ｆｅ３０４在９．３　ＧＨｚ微波环境中的性能。结果表明，改变ｖ，￣ｏ４含量可以调节复合材料的电磁参数。当ｖ，￣ｏ４质量分　数为ｌｏ％ｕ￣，复合材料介电损耗ｔｇ　＝１．８７、磁损耗ｔｇ　吸波性能。　０．０３５，达到最大微波损耗７．６４１（一ｄＢ），具有良好的　关键词：聚苯胺；氧化铁（　０４）；复合材料；微波吸收　中图分类号：ＴＢ３４；ＴＱ２４６．３文献标识码：Ａ文章编号：１００２—７４３２（２００８）０４—００１６—０３　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｂｓｏｒｂｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｆ％０４　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ＹＡＮ　Ｈａｌ—ｙａｈ　，ＫＯＵ　Ｋａｉ—ｃｈａ　（』．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ　ａｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ　ａｎ：７１００３２，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｅｅｒｎｉｇ，Ｎｏｒｎｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ　ａｎ　７１００７２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｆｅ３　０４　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ（ＰＡＮＩ／Ｆｅ３　０４）ｗｅｒｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｉｎ—ｓｉｔｕ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｗｅｒｅ　ｓｐｈｅｒｉｃａｌ　ｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｗｉｔｈ　Ｆｅ３　０４　ｃｏｒｅ　ａｎｄ　ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ　ｓｈｅｌ１．Ｔｈｅ　ＦＨＲ，ＸＲＤ，ＸＰＳ，ＴＥＭ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｆｅ３０４　ａｔ　ｔｈｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｏｆ　９．３　ＧＨｚ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｗｅｒｅ　ｔｅｓｔｅｄ　ｂｙ　ｗａｖｅ—ｇ，ｉｄｅ　ｔｅｃｈ—　ｎｉｑｕｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｏｍａｇｎｅｔｒｉｃ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｃｈａｎｇｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｅｎｔ　ｏｆ　Ｆｅ３０４　ｒｅａｃｈｅｄ　１０％，ｔｈｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｌｏｓｓ　ｔｇ　＝１．８７，ｔｈｅ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｌｏｓｓ　ｔｇ　０４．Ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔ＿　０．０３５　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉ—　ｔｙ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｅｃａｙ　ｖａｌｕｅ　ｒｅａｃｈｅｄ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　７．６４１（一ｄＢ）．Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｈａｄ　ｇｏｏｄ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｂｓｏｒｂｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ；Ｆｅ３０４；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ；ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｂｓｏｒｂｉｎｇ　０引　言　ｈｅＴｒｍｏ　Ｎｉｃｏｌｌｅｔ　Ｎｅｘｕｓ傅里叶变换红外光谱仪；　岛津ＸＲＤ一６０００Ｘ射线衍射仪，ｃｕ靶，　辐射，　０．１５４　ｎｍ；日本Ｈｉｔａｃｈｉ公司的Ｈ一６００型透射电　＝聚苯胺是具有共轭结构的聚合物，通过掺杂可　以表现出半导体的特性，它的环境稳定性好，易于　合成，在微波屏蔽和吸收方面具有一定的优势＿１　Ｊ。　聚苯胺作为微波吸收剂主要是电损耗材料，要获得　理想的吸波效果，具有适当的电磁参数适当匹配　］。　因此无机磁介质与导电聚苯胺的复合吸波材料研究　引起人们的极大关注＿３　］。本文用原位复合法制备　ＰＡＮＩ／Ｆｅｚ０４复合材料，采用ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＦＴ—ＩＲ、　ＸＰＳ对聚苯胺／　０４进行结构表征，通过改变其中　的　含量来调节复合材料的电磁参数和微波损　镜观察样品微观形貌。以石蜡作粘结剂，将样品压　制成１　ｉＴｌｉｎ厚的矩形薄片，采用多端口微波散射技　术测定样品微波性能。　１．２试样制备　取０．３０　ｍｏｌ经二次减压蒸馏的苯胺，加入到一　定浓度的ＨＣ１溶液中，边搅拌：边加入适量经表面处　理的　（）４粉末。将０．３３　ｍｏｌ　溶于ＨＣ１溶液　中，待苯胺和　０４在反应介质中分散均匀后，缓　耗，制备兼具有微波电、磁损耗的吸波材料。　１　实验部分　１．１试剂与仪器　【收稿日期】２００８—０３—０４；【修回日期】２００８—０３—２１　【基金项目】西安工业大学校长基金（）　Ｇ　（ＪＪ０６１Ｏ）　【作者简介】颜海燕（１９７９一），女，浙江省金华市人，硕士，讲师　主要从事功能高分子复合材料方面的研究，发表论文１５篇。　Ｅｍａｉｌ：ｈｙｙａｎ１９７９＠１６３．ｃｏｒｎ　苯胺和盐酸：广东汕头市西陇化工厂，分析　纯；过硫酸铵（　）：西安化学试剂厂，分析纯；　０４，上海化学试剂公司，化学纯。　

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第４期　颜海燕等：聚苯胺ＩＦ％０４复合吸波材料的制备及表征　１７　慢滴加ＡＰＳ溶液引发苯胺聚合，经１．５　ｈ滴完，反　应体系温度控制在０～５℃，继续反应８～１２　ｈ。反　应结束后，用布氏漏斗滤出沉淀物，先用大量蒸馏　水洗涤至中性，再用少量无水乙醇抽提。所得产物　６ｏ℃真空干燥２４　ｈ以上，待用。　２结果与讨论　２。１　ＦＩ暇光谱分析　个因素，峰形不确定时，其值一般取０．８９，由此可　以计算出　０４晶体的粒径约在１．５～５．０　Ｂｉｎ。另　外，从表１对产物的ＸＰＳ表面状态各基团与元素强　度比例表可见，ＰＡＮＩ／Ｆ％０４表面不含Ｆｅ元素。以　上分析可以确定，合成产物具有以　０４为核，聚　苯胺为壳的复合结构。　表１　ＸＰＳ分析ＰＡＮＩ／Ｆｅ３０４表面　图１是ＰＡＮＩ／Ｆｅ３０４的ＦＴ—ＩＲ光谱。图中各吸　收峰位置及其所属官能团为：１　５６３　ｏｎ　和１　４８５　状态各基团与元素强度比例　Ｔａｂ．１　ＸＰＳ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｆ　Ｏ４　ｃｍ　是聚苯胺的２个特征吸收峰，分别是醌环和苯　环Ｃ—Ｃ伸缩振动吸收峰；１　２８９　ｏｎＩ１处是与苯环　相连的仲胺（Ｃ—Ｎ）的伸缩振动吸收峰；１　１０９　ｏｎ　为掺杂后醌式氮原子的振动吸收峰；８０５　ｏｎ　为二　取代苯ｃ—Ｈ面外弯曲振动特征吸收峰。因此，合　成的产物含掺杂态聚苯胺。　波数／ｃｍ。　图１　ＰＡＮＩ／Ｆ　ｏ４的ＦＴＩＲ光谱图　∞（Ｆ　Ｏ４）＝１０％　Ｆｉｇ．１　ＦＴＩＲ　ｓｐｅｃｔｒａ　ｏｆ　ＰＡＮｌ／　０４　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　２。２　ＰＡＮＩ／Ｆ％０４的ＸＲＤ、ＸＰＳ分析　２０／。　图２　ＰＡＮＩ／Ｆｅ３０４复合材料的ＸＲＤ图谱　（Ｆｅ３　Ｏ４）＝１０％　Ｆｉｇ．２　ＸＲＤ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｏｆ　ＰＡＮＩ／Ｆｅ３　０４　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　图２为ｌ＃复合聚苯胺样品的ｘ射线衍射图。　图中２　０＝１８．１６，２９．９８，３５．３２，３６．９６，４２．９６，　５３．２８，５６．８０。为　０４晶体的特征衍射峰，证明该　复合粒子含有Ｆｅ３Ｏ４晶体组分。２　０＝２６．５４。处为聚　苯胺的非晶衍射峰。根据Ｓｈｅｒｒｅｒ公式＿６］：　Ｄ＝Ｋ２／ｐｃｏｓ　０　式中，　为　射线波长，Ｋ为峰形因子，Ｄ为晶体　的平均粒径，　为衍射角，　为半峰宽。Ｋ值取决于几　ｏｃｍｐｏｓｉｔｅ（１０％Ｆ　ｏ４）　２．３　ＰＡＮＩ／Ｆ％０４的形貌分析　（ａ）掺杂态ＰＡＮＩ；　（ｂ）ＰＡＮＩ／Ｆｅ￣０４　图３掺杂态ＰＡＮＩ与ＰＡＮＩ／Ｆ　ｏ４的ＴＥＭ照片　Ｆｉｇ．３　ＴＥＭ　ｐｈｏｔｏｓ　ｏｆ　ｄｏｐｅｄ　ＰＡＮＩＩ　ａｎｄ　ＰＡＮｌ／Ｆ　Ｏ４　从图３的ＴＥＭ照片中可以看出，没有与ＰＡＮＩ／　Ｆｅ３　ｏ４复合的掺杂态聚苯胺呈松散粉末状，而ＰＡＮＩ／　０４则呈颗粒状，平均粒径在２００～４００　ｎｌＴｌ范围。　这是因为苯胺单体吸附在　０４粒子表面聚合生长，　形成　０４外层包覆聚苯胺的核壳结构微粒。　２。４　ＰＡＮＩ／Ｆ％０４吸波性能分析　在９．３　ＧＨｚ中测定聚苯胺／Ｆｅａｏ４复合材料的电　磁参数及微波反射率，结果如图４所示。从图中（ａ）　和（ｂ）可见，Ｆｅ３０４的加入，使复合材料介电损耗减　小，磁损耗有所增大，且两者呈相反趋势变化。从　图中（ｃ）可见，随Ｆｅ３０４含量的增加，复合材料的微　波损耗先增大后减小，再增大。当Ｆｅ３０４质量分数　为１Ｏ％时，复合聚苯胺的微波反射率Ｒ最大７．６４１　（一ｄＢ）。聚苯胺包覆磁性物质在微波场中会改变两　者的界面状况，一方面，表面吸附的聚苯胺提高了　磁『生物质的表面电导率；另一方面，磁性物质分布　引起的局部消磁作用会增加复合材料的总体磁各向　异性，在交变电磁场作用下，使体系具有微波共振　吸收。从而使体系具有适当的电磁参数匹配，提高　体系的微波损耗。当复合聚苯胺的微波电磁参数达　到适当匹配时，材料具有较好的吸波性能。　

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１８　热固性树脂　第２３卷　３结论　１）用化学氧化法制备了聚苯胺ＩＦ％０４复合材　料。将　０４分散于苯胺的酸溶液中，ＡＰＳ引发苯　胺原位聚合，在无机物表面成核生长，生成以　０４为核，掺杂聚苯胺为壳的球状微粒。　２）ＰＡＮＩ／Ｆｅ３０４在９．３　ＧＨｚ微波场中同时具有　（Ｆｅ　ＯＪ／％　介电损耗和磁损耗，改变　０４浓度可以调节复合　（ａ）一培　材料的电磁参数，当　０４质量分数为１０％时，　复合材料的ｔｇ　＝０．１８７，　０．０３５，具有最大微　波损耗７．６４１（一ｄＢ）。　参考文献：　［１］王扬勇，张柏宇，王景平．本征型导电高分子电磁干扰屏蔽材　料研究进展［Ｊ］．兵器材料科学与工程，２００４，２７（３）：５４—６０．　［２］廖绍彬，尹光俊，周丽年．微波吸收材料电磁参数的控制［Ｊ］．　（Ｆｅ３０　）／％　宇航材料工艺，１９８９（４／５）：３９—４４．　（ｂ）～培　［３］Ｐ　Ｃｈａｎｄｒａｓｅｌｃｈａｒ，Ｋ　Ｎａｉｓｈａｄｈａｍ．Ｂｒｏａｄｂａｎｄ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｈｉｅｌｄｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ａ　ｐｏｌｙ（ａｎｉｌｉｎｅ）［Ｊ］．Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｍｅｔａｌｓ，１９９９，１０５　（２）：１１５—１２０．　［４］Ｇ　Ｖ　Ｋｕｒｌｙａｎｄｓｋａｙａ，Ｊｅｓｓｉｃａ　Ｃｔｍａｎａｎ，Ｓ　Ｍ　Ｂｈａｇａｔ，ｅｔ　ａ１．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｉｎ　０４　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ａｎｄ　０４／ｐｏｌｙａｎ／ｌｎｉｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｓｎｙ—　ｈｔｅｓｉｚｅｄ　ｂｙ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄｓ，２００７，６８（８）：１５２７—１５３２．　［５　３　Ｘｉａｏ　Ｑｉ，Ｔａｎ　Ｘｉａｏｋｅ，Ｊｉ　Ｌｉｕｇｌｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａ—　ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／ｎａｎｏ—Ｆｅ３　０４　ｃｏｍｐｏｓｉｂ￣ｖｉａ　ａ　ｎｏｖｅｌ　ｐｉｃｋｅｔｉｎｇ　ｅｍｕｌ—　（Ｃ）一Ｒ　ｓｉｏｎ　ｒｏｕｔｅ［Ｊ］．Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ｍｅｔａｌｓ，２ＯＯ７，１５７（１８／２０）：７８４—７９１．　图４　ＰＡＮＩＩＦｅ３　ｏ４复合吸波材料的电磁损耗及微波吸收　［６］ＫｌｏｎｇＨＰ，ＡｌｅｘａｎｄｅｒＬＥ．Ｘ—ＲａｙＤｉｆｒａｃｔｉｏｎＰｒｏｃｅｄｕｌ＇￣ｆｏｒＣｒｙｓｔａｌｌｎｉｅ　Ｆｉｇ．４　Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｓｍ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｎｄ　Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　Ｍａｔｅｒｉｌａｓ［Ｍ］．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：Ｗｉｌｅｙ，１９５４．１４３．　ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ＰＡＮＩ／Ｆｅ３　Ｏ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　陶瓷涂层使复合材料可应用于高温条件　英国牛津郡Ｄｉｄｃｏｔ的ＺＩＲＣＯＴＥＣ公司宣称其陶瓷涂层能使复合材料应用于高温环境下，例如在摩托赛，　航空和军事应用中，同时只增加很小的重量。　陶瓷热障技术使得复合材料能在高于其熔点的温度环境下使用。在典型的应用测试中，复合材料的表　面温度下降超过１２５℃。Ｚｉｒｃｏｔｅｃ相信这是这种类型产品中唯一值得商业推广的产品。　Ｚｉｒｃｏｔｅｃ的销售经理Ｐｅｔｅｒ　Ｗｈｙｍａｎ说：摩托赛和航空应用中的热环境不总是有益于复合材料的使用。这　导致厚重的材料或大体积的热屏蔽的使用，从而降低了总性能。　涂层可以根据客户详细需求进行改变，通过调整涂层厚度可以改变表面涂层性能，从而制件能够在高温　环境下应用。这种涂层同样能根据客户需求进行不同形式的热传递，例如热辐射、热传导及热对流。　Ｗｈｙｍａｎ接着说：我们可以应用有效的表面涂层帮助抵抗辐射热，或者可以在热源处增加陶瓷涂层的厚　度。同样具有制造传导内层能力，帮助热量从热源处消散，还能帮助提供短暂的热方案。这意味着采用适量　的涂层进行必要的保护，同时减少涂层重量的影响。这项技术，已经进行了专利申请，是基于Ｚｉｒｃｏｔｅｃ公司的　ＴｈｅｒｍｏＨｏｌｄ＆群８４８２技术，并设计能有效抵抗振动和机械破坏。它与基底的复合材料结构件粘接良好。