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聚苯胺(PANI)由于其合成简单,结构可设计性强,介电性能良好和密度低等优点成为电磁波吸收材料领域一大研究热点。通过合理设计可以优化聚苯胺的电磁参数,制备出轻质强吸收的聚苯胺基吸波材料。作为吸波填料使用的吸波剂,对于涂层的防腐性能也有很强的要求。防腐填料的加入会影响吸波剂的电磁性能,进而影响电磁匹配,因此研制兼具吸波与防腐的功能材料是迫切需求,而聚苯胺在防腐吸波领域均应用广泛,本文研究了聚苯胺基复合材料的防腐和吸波性能,期望获得防腐与吸波兼具的功能性材料。 (1)碳纳米管/聚苯胺复合材料的合成与防腐性能研究:利用苯胺与羧基化碳纳米管(CNT)可以产生相互作用,在CNT表面进行苯胺氧化聚合反应制备CNT/PANI(CP)复合材料。相比PANI,CP的电化学活性拓展中性与碱性。研究了包覆有机酸掺杂聚苯胺对CNT在聚合物涂层中分散的影响。结果表明,填充少量(0.1%)的CP即可涂层获得抗静电性能,相比CNT达到抗静电时所需要的1%的填充量降低了10倍。用电化学方法对复合材料填充树脂体系的防腐性能进行了研究,发现其防腐性能优异。 (2)碳纳米管/四氧化三铁/聚苯胺复合材料的合成与吸波性能研究:首先通过共沉淀法在CNT上沉积四氧化三铁(Fe3O4),然后在二元复合材料中通过原位聚合法在其表面包覆了聚苯胺层,实现了三元复合吸波材料的制备。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FITR)等测试表征手段来表征了聚合物结构以及形貌。对合成的纳米复合材料作为填料填入石蜡制备吸波样品,通过同轴法测试了其电磁参数,传输线理论计算了材料的反射率,讨论了二元三元吸波性能的差异,并探究影响吸波性能的原因,通过对电磁参数的讨论,深入对其影响因素进了分析,研究了Fe3O4和聚苯胺的加入的影响,从而为制备吸波材料提供理论基础。 (3)还原氧化石墨烯/四氧化三铁/聚苯胺复合材料的合成与防腐吸波性能研究:通过两步法设计合成了三元还原氧化石墨烯(rGO)/Fe3O4/PANI(GMP)复合材料。首先水热法制备了rGO/Fe3O4(GM)二元复合材料,然后在GM表面进行原位苯胺聚合反应制备得到三元GMP复合材料。用XRD,FTIR,UV-vis,TEM表征了复合材料的结构和形貌。结果显示成功合成了表面包覆聚苯胺的Fe3O4负载还原氧化石墨烯复合材料。磁性能,氧化还原活性和微波吸收性能通过VSM,CV,VNA表征。三元GMP的饱和磁化强度为22.88emu/g,呈顺磁性,由于界面电子转移相互作用使GMP的氧化还原活性拓展至中性。样品厚度2mm时GMP的微波吸收性能在14.4Ghz时达到-28.2GHz,小于-10dB的带宽达到5.4GHz。这些优异的性能源于很好设计的纳米形貌,带来了三元复合材料中各个组分之间的有效匹配。