一種鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于吸波材料領(lǐng)域，具體涉及一種鐵氧體/聚合物復(fù)合吸波材料及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電磁輻射已成為繼水污染、大氣污染和噪音污染之后的第四大環(huán)境污染，嚴(yán)重的 電磁污染不僅會(huì)使電子設(shè)備儀器的正常工作受到干擾，長(zhǎng)期的高頻電磁輻射也會(huì)對(duì)人的神 經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)造成影響。在此背景下，吸波材料的發(fā)展越來(lái)越 重要。
[0003] 將兩種具有吸波功能的材料聚苯胺和鐵氧體復(fù)合，不僅能夠提高吸波效能、拓寬 吸收頻帶并降低重量，而且還具有以下兩個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：第一，鐵氧體和線型聚苯胺不僅損 耗方式不同且有著不同的吸收頻率范圍，從而達(dá)到進(jìn)一步拓寬吸收頻帶的目的；第二，對(duì)于 鐵氧體而言，通過(guò)與聚苯胺進(jìn)行復(fù)合還可以有效改善其與聚合物基體的相容性，從而提高 其與聚合物基體的結(jié)合性能。
[0004] (中國(guó)專利：CN200610037966)公開(kāi)了一種采用聚苯胺包鐵氧體的結(jié)構(gòu)制備鐵氧 體/聚苯胺復(fù)合吸波材料的方法，是最為簡(jiǎn)單直接的方法，近年來(lái)該領(lǐng)域的研宄也多采用 這種結(jié)構(gòu)。盧佃清等（"鋰鑭鐵氧體/PANI納米復(fù)合材料的磁性質(zhì)和吸波性能"，《材料科 學(xué)與工程學(xué)報(bào)》，2011 (01):第30-34頁(yè)）利用高能球磨法制備了聚苯胺包覆Li-La鐵氧體 納米復(fù)合材料。測(cè)試結(jié)果表明，與單純的鐵氧體納米材料相比，該復(fù)合材料的阻抗匹配特性 得到了改善，其介電損耗和磁損耗均有所提高。然而，通過(guò)對(duì)其測(cè)試結(jié)果進(jìn)一步分析可以看 到復(fù)合材料的吸收頻率與聚苯胺接近，主要表現(xiàn)為聚苯胺的吸收作用。經(jīng)分析，可推斷為聚 苯胺的包覆產(chǎn)生了電磁屏蔽作用，從而限制了鐵氧體吸波作用的發(fā)揮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材 料，該復(fù)合材料具有能夠充分發(fā)揮聚苯胺與鐵氧體各自吸波作用，并使二者能夠產(chǎn)生協(xié)同 效果的結(jié)構(gòu)；本發(fā)明的目的還在于提供制備上述鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的方法。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是：
[0007] -種鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料，所述復(fù)合材料以鐵氧體為核心，線型聚苯胺呈現(xiàn) 以該核心為中心的向外放射線狀，所述鐵氧體核體與線型聚苯胺包覆層通過(guò)含有苯環(huán)的有 機(jī)硅烷連接，整體形狀類似海膽狀。
[0008] 上述鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法，該方法包括以下幾個(gè)步驟：
[0009] (1)對(duì)鐵氧體進(jìn)行預(yù)處理，使其表面富含羥基；
[0010] (2)通過(guò)偶聯(lián)處理將含有苯環(huán)的有機(jī)硅烷接枝到鐵氧體表面；
[0011] ⑶以引入苯環(huán)上的苯氨基為起點(diǎn)，進(jìn)行線型聚苯胺的聚合反應(yīng)。
[0012] 可選地，上述制備方法中所含的各步驟可以具體實(shí)施如下（所述份數(shù)均為質(zhì)量份 數(shù)）：
[0013] (1)將鐵氧體置于水中攪拌靜置后烘干，以使其表面富含羥基；
[0014] (2)將質(zhì)量份數(shù)為0. 1-50份的含有苯環(huán)的有機(jī)硅烷溶于質(zhì)量份數(shù)為100份的無(wú)水 酒精或丙酮中，再將經(jīng)步驟（1)處理后的鐵氧體置入上述溶液中后烘干，以通過(guò)偶聯(lián)處理 將含有苯環(huán)的有機(jī)硅烷接枝到鐵氧體表面，主要化學(xué)反應(yīng)如下（其中，含有苯環(huán)的有機(jī)硅 烷以苯胺甲基三乙氧基硅烷為例）：
[0015]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料，其特征在于：所述復(fù)合材料以鐵氧體為核心，線型聚 苯胺呈現(xiàn)以該核心為中心的向外放射線狀，所述鐵氧體核體與線型聚苯胺包覆層通過(guò)含有 苯環(huán)的有機(jī)硅烷連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料，其特征在于：所述的鐵氧體為L(zhǎng)i-Zn 鐵氧體。
3. 如權(quán)利要求1或者2所述的鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料，其特征在于：所述的含有苯 環(huán)的有機(jī)硅烷是苯胺甲基三乙氧基硅烷。
4. 一種如權(quán)利要求1所述的鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以 下幾個(gè)步驟： (1) 對(duì)鐵氧體進(jìn)行預(yù)處理，將鐵氧體置于水中攪拌靜置后烘干，使其表面富含羥基； (2) 將含有苯環(huán)的有機(jī)硅烷溶于無(wú)水酒精或丙酮中，再將經(jīng)步驟（1)處理后的鐵氧體 置入上述溶液中后烘干，通過(guò)偶聯(lián)處理將含有苯環(huán)的有機(jī)硅烷接枝到鐵氧體表面； (3) 將苯胺溶于四氯化碳或二氯甲烷中，形成A溶液；將過(guò)硫酸銨、濃鹽酸和步驟（2) 處理后鐵氧體加入水中，形成B溶液；將B溶液緩慢加入A溶液中，以引入苯環(huán)上的苯氨基 為起點(diǎn)，進(jìn)行線型聚苯胺的聚合反應(yīng)，最后形成有機(jī)相和水相界面，隨后靜置，分離出有機(jī) 相，經(jīng)過(guò)洗滌、烘干得到鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料。
5. 如權(quán)利要求4所述的鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟（1)中 所述的鐵氧體是Li-Zn鐵氧體。
6. 如權(quán)利要求4所述的鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟（2)中 所述的含有苯環(huán)的有機(jī)硅烷是苯胺甲基三乙氧基硅烷。
7. 如權(quán)利要求4所述的鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟（2)中 是將質(zhì)量份數(shù)為〇. 1-50份的含有苯環(huán)的有機(jī)硅烷溶于質(zhì)量份數(shù)為100份的無(wú)水酒精或丙 酮中。
8. 如權(quán)利要求4所述的鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，質(zhì)量份數(shù)為 0. 01-30份的苯胺溶于100份四氯化碳或二氯甲烷中；將0. 01-10份過(guò)硫酸銨、1-20份濃鹽 酸（37% )和1份步驟⑵處理后鐵氧體加入100份水中。
9. 如權(quán)利要求4所述的鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟（2)中 所述的攪拌時(shí)間為1-5分鐘。
10. 如權(quán)利要求4所述的鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟（3) 中所述的室溫靜置時(shí)間為0. 5小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料，該復(fù)合材料以鐵氧體為核心，線型聚苯胺呈現(xiàn)以該核心為中心的向外放射線狀，形成類似海膽狀的結(jié)構(gòu)。該材料的制備方法包含以下幾個(gè)步驟：1)對(duì)鐵氧體進(jìn)行預(yù)處理，使其表面富含羥基；2)通過(guò)偶聯(lián)處理將含有苯環(huán)的有機(jī)硅烷接枝到鐵氧體表面；3)以引入苯環(huán)上的苯氨基為起點(diǎn)，進(jìn)行線型聚苯胺的聚合反應(yīng)。由上述制備方法獲得的線型聚苯胺修飾鐵氧體海膽狀結(jié)構(gòu)，能夠充分發(fā)揮兩者各自的吸波作用，從而進(jìn)一步拓寬吸收頻帶；此外，線型聚苯胺的結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)一步提高該復(fù)合材料對(duì)電磁波的吸收效果，從而充分發(fā)揮線型聚苯胺與鐵氧體之間的協(xié)同作用。
【IPC分類】C09K3-00, C08L79-02, C08G73-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104877132
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510337509
【發(fā)明人】周金堂, 姚正軍, 李琳, 魏東博, 李淑琴
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年6月17日