[发明专利]一种PANI/CoFe2O4/PVDF吸波材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学领域，涉及一种PANI/CoFe₂O₄/PVDF吸波材料及制备方法。

背景技术

随着科学技术和电子工业的发展，电磁辐射的危害日益严重，同时具有磁损耗与电损耗的新型复合吸波材料成为当前研究的热点。传统的电磁屏蔽材料，主要是通过对电磁波进行反射来达到屏蔽的目的。但是，被反射的电磁波仍会对外界电子器件的正常工作以及人体的健康产生影响。因此，有必要根据电磁波理论及材料与电磁波的相互作用原理，进行多种不同填料的复合，来研制对电磁波具有高吸收，低反射能力的电磁屏蔽材料，即吸波材料。目前，吸波材料的朝着是“薄、轻、宽、强”，即要求吸波材料的涂层厚度要薄、比重要轻、吸收频带要宽的方向发展。但是，密度大是铁氧体应用范围的一个瓶项，因此在实际总寻找吸收频段宽、吸收性能好及成本低的微波铁氧体吸收材料显得刻不容缓。改善铁氧体吸波材料的吸波性能，减少材料匹配厚度并在低频领域中的应用，目前主要有两种途径：一是通过制备材料的多层结构，充分利用不同材料在不同频段下的吸波性能，使复合吸波材料得到最大限度的优化组合，从而满足多频段、多机制吸收，满足现代社会对吸波材料的综合性能要求。二是通过离子替代、制备工艺等方法改善材料电磁参数值，增大损耗以减薄涂层厚度。

CoFe₂O₄吸波材料因其价格低廉，吸波性能好，即使在低频，厚度薄情况下仍有较好的吸波性能，是目前研究较成熟的吸波材料之一，从50年代至今仍被广泛应用。CoFe₂O₄它的介电是由于分子的自极化效应引起的，而磁性则是材料的自然共振所致，其中自然共振是铁氧体吸波的主要机制，研究发现铁氧体的吸波性能与成分、工艺、形状及所用的频率密切相关。在电学性能方面，铁氧体材料的电阻率较大，有较高的介电性能；在磁性能方面，铁氧体具有明显的亚铁磁性，在高频时具有较高的磁导率。近年来，随着多学科的交叉研究，吸波材料在材料的选择上有了更大的空间，特别是与具有不同特性材料的复合，吸波材料的吸波性能有了更大的提高。PANI(苯胺)和PVDF(聚二偏氟乙烯)作为电磁吸波材料所面临的问题是如何使PANI和PVDF及其复合材料发挥最大的吸波能力。一方面，提高PANI和PVDF及其复合材料的微波电损耗；另一方面，结合磁损耗来达到较好的微波吸收。对于吸波材料来说，国内外已相继开展了导电高聚物雷达吸波材料的研究，并已经取得了一定的进展。但是以目前的应用范围来看，单纯的磁损耗型或电损耗型都不能完全满足应用的需要，蒋军军等人用配位-氧化聚合-水热法制备聚苯胺/CoFe₂O₄纳米复合物并且研究了其吸波性能，研究发现复合物呈多级结构，其中CoFe₂O₄为立方体状，平均粒径小于20mm，当复合物厚度为2mm时，在16.01GHz处最大反射损耗为-16.71dB。

由此可见未来吸波材料的发展方向是集磁损耗和电损耗于一身的复合型吸波材料。复合制备有机/无机多元纳米复合材料，由于其表面效应、量子效应及协同作用的存在，可实现对复合材料电、磁性能的有效调控，具有比单一的聚合物或无机纳米材料无法取代的优势，是开发质轻、宽频、高效电磁吸波材料的理想途径之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PANI/CoFe₂O₄/PVDF吸波材料及制备方法，该吸波材料具有优良的吸波性能，最大反射损耗达-27.4dB，并且制备工艺简单。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种PANI/CoFe₂O₄/PVDF吸波材料，反应合成表达式为PANI/xCoFe₂O₄/(1-x)PVDF，其中x为0.1～0.9。

反应合成表达式为PANI/xCoFe₂O₄/(1-x)PVDF，其中x为0.3～0.9。

反应合成表达式为PANI/xCoFe₂O₄/(1-x)PVDF，其中x为0.6～0.9。

一种PANI/CoFe₂O₄/PVDF吸波材料的制备方法，包括以下步骤：