聚α-萘胺基红外—激光隐身复合材料制备研究

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功能多样性的复合材料是当代材料领域的研究热点。具备良好的光、电等特性的导电高分子和纳米材料在制备多功能复合材料研究中得到广泛应用。本研究以导电高分子为连续相,纳米材料为填料制备具有红外-激光兼容隐身复合材料。  以α-萘胺(α-NPA),十二烷基苯磺酸(DBSA),过硫酸铵(APS)为主要原料,采用乳液聚合制备导电聚α-萘胺[P(α-NPA)]。采用红外光谱仪、紫外光谱仪,电阻测量仪,红外发射率仪等对聚合物结构和电光学性能进行表征。结果表明:当乳化剂与单体物质量比是1.5∶1,引发剂与单体物质量比0.4∶1,反应温度5℃,反应时间16h。制备的导电聚合物的产率为70.3%,电导率为5.78×10-2S/cm。在8~14μm波段的最低红外发射率为0.81。具有红外隐身特性,对红外隐身材料的开发具有应用前景。  以三氯化铬、四氯化锡、片状铝粉和氨水为主要原料,采用水热氢氧化物沉淀法制备颜料粉体前躯体,再经高温煅烧制得纳米级的颜料粉体。采用扫描电镜、红外发射率测试仪、X-射线衍射仪和可调谐二氧化碳激光器等对颜料粉体放热结构和光学性能进行表征。结果表明:m(Al)∶m(CrCl3.6H2O)∶m(SnCl4.5H2O)为1∶1.2∶0.5,分散剂选择柠檬酸且加入量为铝粉添加量的8%,分散方式采用超声分散,反应温度为50℃,反应时间为4小时,控制反应体系pH在8时,反应体系稳定,片状铝粉被三氧化二铬、二氧化锡包覆较为完全,反应制得的纳米颜料粉体经红外发射率和激光反射测量具有较低红外发射率和较好的抗激光反射性能,可以作为红外-激光兼容纳米复合材料的填料。  以自制的纳米颜料粉体为填料,聚α-萘胺为连续体,采用超声乳液聚合法制备聚α-萘胺基红外-激光兼容隐身复合材料。采用红外发射率测量仪、可调谐二氧化碳激光器和扫描电镜对纳米复合材料薄膜在8~14μm红外发射率、10.6μm激光反射性能和微观形貌进行测试。结果表明:纳米复合材料在8~14μm波段发射率和10.6μm激光的反射性能都随着纳米颜料粉体的增加先减小后缓慢增加,当加入量达到20%时,材料的红外发射率可以降低至0.61,激光反射能量降至初始入射能量的0.91%,且材料的综合物理性能良好,达到红外—激光兼容隐身的要求。
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