论文部分内容阅读
手性聚苯胺是一种特殊的导电聚合物,在电化学不对称合成、手性拆分和电磁功能材料等方面有着良好的应用前景。本论文采用二次掺杂法制备了具有手征特性的聚苯胺,利用傅立叶红外光谱(FT-IR)、元素分析、X射线衍射仪(XRD)、圆二色谱仪(CD)和紫外-可见光分光光度计(UV-vis)等分析手段对聚苯胺的结构、性能和手征特性进行表征,结果表明,通过过硫酸铵作引发剂,盐酸掺杂获得盐酸掺杂态聚苯胺(PANI-HCl);通过氨水脱掺杂后得到本征态聚苯胺(EB),EB通过手性樟脑磺酸(CSA)诱导,由于氢键和静电力的作用,聚苯胺主链发生重排,优先向一种方向螺旋卷曲,形成单手征性螺旋构型,得到手性聚苯胺。对手性聚苯胺进行导电性能、磁学性能和电磁学性能等方面的研究分析发现:当CSA与EB的摩尔比达到3时呈最大掺杂水平,其手性程度最强,导电率也达到最大值0.58 S/cm。手性聚苯胺主链的螺旋方向对其导电率没有明显影响。手性聚苯胺在室温低外加磁场下表现出独特的弱铁磁性,在300 K和200 K温度下磁化曲线(M-H)表现出典型的磁滞回线,饱和磁化强度分别为0.031 emu/g和0.032 emu/g,矫顽力分别为70 Oe和80 Oe;在100 K和50 K温度下M-H曲线为S曲线,表现出超顺磁性。通过分析,提出手性聚苯胺的室温铁磁性和低温超顺磁性主要来源于其主链的螺旋构型。手性聚苯胺不含任何磁性金属杂质,属于有机磁体。手性聚苯胺具有较好的电磁损耗特性,在2～12 GHz频段主要为介电损耗,12～18 GHz频段主要为磁损耗。手性螺旋构型是聚苯胺磁损耗的主要原因。手性聚苯胺表现出较非手性聚苯胺优越的吸波性能,厚度为2 mm的平板吸波有效频宽(＞-5 dB)达7 GHz,最大电磁波衰减为-10.8 dB。