[发明专利]一种细菌纤维素/铁氧体复合吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸波材料领域，特别是指一种细菌纤维素/铁氧体复合吸波材料的制备方法。

背景技术

随着电子工业的飞速发展和越来越多电子产品的广泛使用，近年电磁屏蔽技术、隐身技术得到了进一步的发展，人们对吸波材料的研究也受到更多的关注和重视。并且世界各种防御体系的探测、跟踪、攻击能力日益增强，海、陆、空各军兵种军事目标的生存力、突防能力等受到了严重威胁；因此作为提高武器系统生存、突防，尤其是打击能力的有效手段之一的隐身技术，正逐渐成为最重要、最有效的战术手段。而吸波材料技术则是隐身技术最佳选择，它可以将投射到表面的电磁波能量吸收，不会产品因反射电磁波而造成的二次电磁辐射和干扰，并能使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量。而且现今科学技术的不断发展也导致电磁波辐射对环境、人体的影响越来越大。因此，吸波材料的研究开发无论是对于军用或是民用都有着极为重要的意义。吸波材料主要有磁性吸波材料、金属微粉、导电高聚物和纳米吸波材料等。其中磁性吸波材料——铁氧体，由于具有吸收强、吸收频带宽、较好的频率特性、成本低及制备工艺简单等优势而受到了广泛的关注和认可。

在军事方面，现代化战争对吸波材料的性能提出了越来越高的要求，一般传统意义的吸波材料已经很难满足薄、轻、宽、强的综合要求。在民用方面，其柔韧性、超薄、型式多变性成为了近期吸波材料研究的热点。因此，开发一种具有良好机械性能、超薄、超轻及吸收强、吸收频带宽的吸波材料是具有很大发展潜力的新一代吸波材料。

细菌纤维素是一种天然的生物高聚物，具有超精细网状结构，由直径3～4纳米的微纤组合成40～60纳米粗的纤维束，并相互交织形成发达的超精细网络结构。这种纳米级超细纤维对物体极强的缠绕结合能力和拉力强度，能有效吸附更多的具有吸波性能的物体，大大提升了复合材料的吸波性能。细菌纤维素的高纯度、高结晶度、高聚合度及分子高度取向的特性，使其具有优良的力学性能。并且细菌纤维素的弹性模量为一般植物纤维的数倍至十倍以上，具有高抗张强度和耐用度，因此也更适于吸波材料的形式多变性及一些特殊环境中使用。

本专利采用溶剂热法在磁性吸波材料铁氧体的制备过程中加入具有超细纤维结构的细菌纤维素，制备出细菌纤维素三维网络内部均匀分布有铁氧体的复合吸波材料。本发明制备过程绿色环保、简单易行、操作方便、成本低，得到的复合吸波材料电磁波吸收强、吸收频带宽，具有良好机械性能和超薄、超轻优势。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种细菌纤维素/铁氧体复合吸波材料及其制备方法。涉及一种吸波材料制备技术。本发明制备过程绿色环保，简单易行、操作方便、成本低，得到的复合吸波材料电磁波吸收强、吸收频带宽，具有良好机械性能和超薄、超轻优势。

本发明的公开了一种细菌纤维素/铁氧体复合吸波材料，由细菌纤维素和铁氧体复合材料制成，细菌纤维素和铁氧体复合材料的质量比为0.1～1：1，其中铁氧体复合材料由铁盐和锌盐、镍盐、镁盐、铜盐及钴盐中的一种或几种制成。其制备方法，包括：

（1）    称取铁盐溶于浓度为90～99.9wt%的乙二醇中，并加入锌盐、镍盐、镁盐、铜盐及钴盐中的一种或几种，其中Zn²⁺、Ni²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Co²⁺的摩尔数或几个摩尔数之和与Fe³⁺的摩尔数之比为1:2，将细菌纤维素加入进行超声分散30～120分钟，铁盐、锌盐、镍盐、镁盐、铜盐及钴盐的总重量与细菌纤维素的质量比为1:0.1～1；

（2）    再分别加入与Fe³⁺的摩尔数之比为8～12:1的无水乙酸钠，体积占乙二醇体积2～4%的分散剂，加温溶解60℃～100℃，15～30min，待粉体完全溶解得到混合物；

（3）    将上述混合物放入反应釜中，在140～180 ℃反应9～15 h，反应完成后自然冷却至室温，用去离子水洗涤2～5次后干燥，得到细菌纤维素/铁氧体复合吸波材料。

作为优选的技术方案： 

其中，如上所述的一种细菌纤维素/铁氧体复合吸波材料的制备方法，所述的铁盐、锌盐、镍盐、镁盐、铜盐、钴盐为可溶性的铁、锌、镍、镁、铜、钴的氯化物、硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐。

如上所述的一种细菌纤维素/铁氧体复合吸波材料的制备方法，所述的分散剂为聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或几种。