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吸波材料研究是军事隐身领域的重要课题,目前国内外对新型吸波材料研究相当广泛,但作为雷达隐身用的聚苯胺微波吸收材料尚需进一步深入研究。本论文采用化学法进行了质子酸掺杂聚苯胺、聚苯胺/无机磁性物质复合材料的制备,对其结构、性能及相关影响因素进行了系统的分析和讨论;并对以聚苯胺复合物为吸波剂所制涂层的微波吸收及相关性能进行了评价。 采用化学氧化法合成了HCl一次掺杂聚苯胺PANI-HCl,用掺杂—脱掺杂—再掺杂的方法进行有机功能磺酸掺杂聚苯胺的制备。并用FTIR、TEM、XPS、TGA、四探针电导率测量法、矩形波导线测量法等对相关材料进行了分析研究。结果表明:①氧化剂、体系酸度、合成温度等因素影响苯胺聚合。合成温度的提高,使聚苯胺分子量降低,结晶性能变好,电导率先增大后减小,且在半导体范围。其中HCl/1M介质中20℃合成的PANI-HCl具有较高的电导率0.74S/cm。②掺杂剂性质影响聚苯胺的结构、热稳定性、红外发射率、微波吸收等性能。由于有机功能磺酸具有大的分子尺寸,且不易挥发,使其掺杂的聚苯胺热稳定性好,TGA曲线转变溫度在250℃以上。其中十二烷基苯磺酸（DBSA）掺杂聚苯胺PANI-DBSA具有大尺寸对阴离子,使分子链伸展,利于电荷传输,电导率最大达0.79 S/cm,且其近红外反射率比其他酸掺杂聚苯胺的要高。③质子酸掺杂聚苯胺在9.3GHz频率具有微波吸收性能,其中PANI-HCl和PANI-DBSA吸波性能优良,其微波反射率R值分别为—4.94dB和—5.12dB,且红外发射率比本征态聚苯胺低。 通过化学法制备聚苯胺原位包覆Fe3O4复合物,对HCl、DBSA掺杂聚苯胺/Fe3O4复合物的结构及相关性能进行了分析研究。结果表明:①合成过程中苯胺附着在Fe3O4微粒表面聚合生长,形成具有导电导磁性的外层聚苯胺良好包覆内层Fe3O4微粒的复合物;②Fe3O4含量、掺杂剂性质及浓度影响聚苯胺复合物的结构、热稳定性、光谱特性及微波吸收性能。与纯掺杂态聚苯胺相比,聚苯胺包覆Fe3O4利于复合物耐热性能提高,热分解温度在560℃以上。非导电性物质Fe3O4使复合物导电性有所下降,但其电导率值仍在半导体范围。③聚苯胺/Fe3O4复合物在9.3GHz频率具吸波性能,Fe3O4赋予复合物较大的磁损耗,使其兼具微波电、磁损耗。可以通过调节掺杂剂性质及无机磁性物质含量,得到电磁参量良好匹配的复合材枓。当Fe3O4质量分数为10%的聚苯胺以0.1M的DBSA再掺杂所得的聚苯胺复合材料在9.3GHz频率吸波性能优良,微波反射率R为—11.23dB。西北工业大学硕十论文摘要 根据对聚苯胺/Fe3O;复合物的研究结果,以复合聚苯胺为吸波剂、聚氨酷/经基丙烯酸树脂为基体制备的吸波涂层,对其综合性能进行了评价。结果显示,涂层的附着力、柔韧性均为一级,其物理力学性能满足雷达吸波涂层的基本技术要求,在9.3GHz频率具有微波吸收。 综上所述,所制备的聚苯胺/Fe3O;复合物具有良好的热稳定性和微波吸收性能,且其红外发射率可调,有望作为新型的雷达吸波材料应用。文中对合成条件、掺杂剂、无机磁性物质等因素的分析,及聚苯胺材料的结构、热稳定性、微波吸收性能等的系统研究,可供聚苯胺吸波材料进一步研究参考。关键词:聚苯胺,掺杂,隐身,吸波材料,化学氧化法,复合物,涂层