聚苯胺/石墨烯復(fù)合涂層織物的制備及介電性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-21 10:21
導(dǎo)電聚苯胺是新興熱門的輕質(zhì)吸波材料。采用傳統(tǒng)原位聚合法在織物表面聚合生成聚苯胺時(shí)存在牢度差、易脫落、使用周期短的問(wèn)題。為解決這一問(wèn)題,本課題首先采用操作及設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉的涂層法。利用樹(shù)脂粘合力強(qiáng)的特點(diǎn)將聚苯胺緊緊包覆于滌綸織物表面,制備了聚苯胺涂層織物。系統(tǒng)探討了制備過(guò)程中不同條件對(duì)織物介電性能的影響規(guī)律,觀察了不同摻雜劑對(duì)應(yīng)涂層織物的微觀形貌,測(cè)定了涂層織物的耐摩擦牢度。接著通過(guò)超聲輻射結(jié)合化學(xué)還原法制備了石墨烯材料,并將其均勻負(fù)載于測(cè)試載體棉織物表面。系統(tǒng)探討了制備過(guò)程中不同條件對(duì)石墨烯介電性能的影響規(guī)律,通過(guò)SEM、XRD、XPS、RAMAN等測(cè)試手段對(duì)石墨烯性能加以表征。最后為提升涂層織物的綜合性能,將制備的石墨烯作為增強(qiáng)體添加到聚苯胺基體中,制備了聚苯胺/石墨烯復(fù)合涂層織物。比較了石墨烯添加前后織物各項(xiàng)性能的變化。結(jié)果表明,在聚苯胺涂層織物制備過(guò)程中,相比于鹽酸、硝酸和冰乙酸,選用對(duì)甲苯磺酸為摻雜劑所得塊狀或棒狀聚苯胺在樹(shù)脂中分布最為均勻致密。當(dāng)苯胺濃度為0.4 mol/L,過(guò)硫酸銨濃度為0.4~0.5 mol/L,對(duì)甲苯磺酸濃度為0.2 mol/L,反應(yīng)溫度為30~40...
【文章來(lái)源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2聚苯胺大分子鏈結(jié)構(gòu)??
苯胺帶來(lái)導(dǎo)電所需的載流子,在外界電場(chǎng)作用下,這些定向漂移的載流子可在聚??苯胺中形成傳導(dǎo)電流(電流的大小由電解質(zhì)本身的性質(zhì)決定),聚苯胺因此由絕??緣體轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體或半導(dǎo)體[24’25],所得產(chǎn)物被稱作摻雜態(tài)聚苯胺(結(jié)構(gòu)如圖1-3所??示)。其電導(dǎo)率大小取決于高分子鏈長(zhǎng)、分子結(jié)構(gòu)對(duì)偶極子的約束力、氧化程度??和質(zhì)子酸摻雜率等因素[26’27]。通常較長(zhǎng)的分子鏈、較高的結(jié)構(gòu)規(guī)整性、較高的氧??化及摻雜程度有利于導(dǎo)電性的提升。??A'??圖1-3摻雜態(tài)聚苯胺大分子鏈結(jié)構(gòu)??Figure?1-3?The?macromolecular?chain?structure?of?doped?polyaniline??導(dǎo)電聚苯胺是極具發(fā)展?jié)摿Φ妮p質(zhì)導(dǎo)電損耗型吸波材料,電磁能主要衰減于??電阻上,導(dǎo)電率越大,載流子引起的宏觀電流(包括電場(chǎng)變化引起的電流以及磁??場(chǎng)變化引起的渦流)越大,越有利于電磁能轉(zhuǎn)化成為熱能或其它形式的能量。原??因是當(dāng)外界電磁場(chǎng)與之相互作用時(shí),會(huì)在聚苯胺導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電??流繼而產(chǎn)生與外界磁場(chǎng)方向相反的感應(yīng)磁場(chǎng),同時(shí)該磁場(chǎng)可與外界磁場(chǎng)相抵消,??從而達(dá)到吸波效果[28]。不同的導(dǎo)電率下,材料呈現(xiàn)不同的電磁特性。而聚苯胺可??在導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體之間轉(zhuǎn)變,這意味著聚苯胺具備可控的阻抗和介電常數(shù),??能夠動(dòng)態(tài)適應(yīng)外界電磁波環(huán)境
天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文??的彈道傳輸特性:34’35]。此外,銀齒形邊緣的孤對(duì)電子使得石墨烯存在磁開(kāi)磁性等磁學(xué)性能。研宄表明,通過(guò)化學(xué)改性[36]或不同方向上的裁剪[37]或?qū)ξ锢砦剑海常福莸确绞娇蓪?duì)磁性能加以調(diào)控以達(dá)到增加網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)磁阻或促進(jìn)區(qū)域出現(xiàn)的目的。??COOH?COOH?0H??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]含不銹鋼纖維機(jī)織物的電磁屏蔽效能研究[J]. 林銘港,溫惠文,楊甜甜,孫浪濤. 輕紡工業(yè)與技術(shù). 2018(09)
[2]滑石粉涂層復(fù)合材料的制備及其介電性能和電導(dǎo)率[J]. 劉元軍,劉國(guó)熠,趙曉明. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(18)
[3]聚吡咯/聚酯纖維復(fù)合材料吸波性能的探討[J]. 劉元軍,劉國(guó)熠,趙曉明. 材料科學(xué)與工藝. 2017(04)
[4]滑石粉涂層玻璃纖維膨體紗織物的性能研究[J]. 劉元軍,趙曉明. 棉紡織技術(shù). 2017(04)
[5]直流電弧法制備SiC@C核殼型納米粒子及吸波性能研究[J]. 卓絕,黃昊,丁昂. 兵器材料科學(xué)與工程. 2016(06)
[6]關(guān)于石墨烯制備與表征技術(shù)的概述[J]. 陳明禮,金燚翥. 炭素. 2016 (02)
[7]某型模型驗(yàn)證機(jī)機(jī)載系統(tǒng)電磁干擾抑制設(shè)計(jì)[J]. 安玉嬌,李靜雯,王連波. 測(cè)控技術(shù). 2016(05)
[8]導(dǎo)電高分子類吸波材料的研究進(jìn)展及展望[J]. 郭亞晉,劉崢,魏席. 化工新型材料. 2016(04)
[9]基于有限積分法的機(jī)織物電磁屏蔽效能仿真分析[J]. 蘇欽城,趙曉明,李衛(wèi)斌,李建雄. 紡織學(xué)報(bào). 2016(02)
[10]紡織品電磁屏蔽效能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀分析[J]. 吳雄英,張亞雯,袁志磊. 紡織學(xué)報(bào). 2016(02)
博士論文
[1]石墨烯及其異質(zhì)結(jié)的非線性表面等離子體激元研究[D]. 吳粵湘.深圳大學(xué) 2017
[2]石墨烯三維復(fù)合材料的制備及其微波吸收性能研究[D]. 王雷.西北工業(yè)大學(xué) 2014
[3]化學(xué)還原石墨烯的制備、組裝及電化學(xué)性能研究[D]. 常云珍.山西大學(xué) 2013
[4]類石墨烯體系電子結(jié)構(gòu)和磁電效應(yīng)的第一性原理研究[D]. 劉宗民.復(fù)旦大學(xué) 2013
[5]碳納米管和稀土化合物改性氫化丁腈橡膠復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與吸波性能研究[D]. 翟瀅皓.上海交通大學(xué) 2013
[6]摻雜少層石墨烯電子性質(zhì)的第一性原理研究[D]. 陸地.南京航空航天大學(xué) 2012
[7]納米層狀聚苯胺及其復(fù)合物的制備、性能和機(jī)理研究[D]. 史莉.南京理工大學(xué) 2010
[8]電化學(xué)技術(shù)制備白鎢礦晶態(tài)薄膜的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)研究[D]. 楊祖念.四川大學(xué) 2006
碩士論文
[1]石墨烯對(duì)不同纖維織物負(fù)載整理及電性能研究[D]. 沈偉峰.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[2]石墨烯對(duì)碳纖維聚合物復(fù)合材料電磁屏蔽性能的影響[D]. 吳佳明.濟(jì)南大學(xué) 2016
[3]Fe3O4@BaTiO3/RGO復(fù)合材料的制備及其吸波性能的研究[D]. 彭錚.南京理工大學(xué) 2016
[4]多孔鈦基體二氧化鉛管式膜電極的制備及應(yīng)用[D]. 許哲.南京理工大學(xué) 2015
[5]還原氧化石墨烯及其復(fù)合材料的制備與氣敏性能研究[D]. 張文博.燕山大學(xué) 2014
[6]超聲輻射結(jié)合原位聚合法制備高分子導(dǎo)電織物[D]. 張慶偉.北京服裝學(xué)院 2013
[7]基于石墨烯材料的防靜電材料的制備與研究[D]. 范培宏.合肥工業(yè)大學(xué) 2013
[8]石墨烯復(fù)合材料的制備及其在生物檢測(cè)中的應(yīng)用[D]. 韓玉杰.復(fù)旦大學(xué) 2012
[9]聚酰胺6織物化學(xué)鍍銀工藝及屏蔽效測(cè)試方法的研究[D]. 劉志才.浙江理工大學(xué) 2011
[10]鈦酸鋇/聚偏氟乙烯多層復(fù)合材料的制備與介電性能研究[D]. 楊泰.北京化工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3044215
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2聚苯胺大分子鏈結(jié)構(gòu)??
苯胺帶來(lái)導(dǎo)電所需的載流子,在外界電場(chǎng)作用下,這些定向漂移的載流子可在聚??苯胺中形成傳導(dǎo)電流(電流的大小由電解質(zhì)本身的性質(zhì)決定),聚苯胺因此由絕??緣體轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體或半導(dǎo)體[24’25],所得產(chǎn)物被稱作摻雜態(tài)聚苯胺(結(jié)構(gòu)如圖1-3所??示)。其電導(dǎo)率大小取決于高分子鏈長(zhǎng)、分子結(jié)構(gòu)對(duì)偶極子的約束力、氧化程度??和質(zhì)子酸摻雜率等因素[26’27]。通常較長(zhǎng)的分子鏈、較高的結(jié)構(gòu)規(guī)整性、較高的氧??化及摻雜程度有利于導(dǎo)電性的提升。??A'??圖1-3摻雜態(tài)聚苯胺大分子鏈結(jié)構(gòu)??Figure?1-3?The?macromolecular?chain?structure?of?doped?polyaniline??導(dǎo)電聚苯胺是極具發(fā)展?jié)摿Φ妮p質(zhì)導(dǎo)電損耗型吸波材料,電磁能主要衰減于??電阻上,導(dǎo)電率越大,載流子引起的宏觀電流(包括電場(chǎng)變化引起的電流以及磁??場(chǎng)變化引起的渦流)越大,越有利于電磁能轉(zhuǎn)化成為熱能或其它形式的能量。原??因是當(dāng)外界電磁場(chǎng)與之相互作用時(shí),會(huì)在聚苯胺導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電??流繼而產(chǎn)生與外界磁場(chǎng)方向相反的感應(yīng)磁場(chǎng),同時(shí)該磁場(chǎng)可與外界磁場(chǎng)相抵消,??從而達(dá)到吸波效果[28]。不同的導(dǎo)電率下,材料呈現(xiàn)不同的電磁特性。而聚苯胺可??在導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體之間轉(zhuǎn)變,這意味著聚苯胺具備可控的阻抗和介電常數(shù),??能夠動(dòng)態(tài)適應(yīng)外界電磁波環(huán)境
天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文??的彈道傳輸特性:34’35]。此外,銀齒形邊緣的孤對(duì)電子使得石墨烯存在磁開(kāi)磁性等磁學(xué)性能。研宄表明,通過(guò)化學(xué)改性[36]或不同方向上的裁剪[37]或?qū)ξ锢砦剑海常福莸确绞娇蓪?duì)磁性能加以調(diào)控以達(dá)到增加網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)磁阻或促進(jìn)區(qū)域出現(xiàn)的目的。??COOH?COOH?0H??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]含不銹鋼纖維機(jī)織物的電磁屏蔽效能研究[J]. 林銘港,溫惠文,楊甜甜,孫浪濤. 輕紡工業(yè)與技術(shù). 2018(09)
[2]滑石粉涂層復(fù)合材料的制備及其介電性能和電導(dǎo)率[J]. 劉元軍,劉國(guó)熠,趙曉明. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(18)
[3]聚吡咯/聚酯纖維復(fù)合材料吸波性能的探討[J]. 劉元軍,劉國(guó)熠,趙曉明. 材料科學(xué)與工藝. 2017(04)
[4]滑石粉涂層玻璃纖維膨體紗織物的性能研究[J]. 劉元軍,趙曉明. 棉紡織技術(shù). 2017(04)
[5]直流電弧法制備SiC@C核殼型納米粒子及吸波性能研究[J]. 卓絕,黃昊,丁昂. 兵器材料科學(xué)與工程. 2016(06)
[6]關(guān)于石墨烯制備與表征技術(shù)的概述[J]. 陳明禮,金燚翥. 炭素. 2016 (02)
[7]某型模型驗(yàn)證機(jī)機(jī)載系統(tǒng)電磁干擾抑制設(shè)計(jì)[J]. 安玉嬌,李靜雯,王連波. 測(cè)控技術(shù). 2016(05)
[8]導(dǎo)電高分子類吸波材料的研究進(jìn)展及展望[J]. 郭亞晉,劉崢,魏席. 化工新型材料. 2016(04)
[9]基于有限積分法的機(jī)織物電磁屏蔽效能仿真分析[J]. 蘇欽城,趙曉明,李衛(wèi)斌,李建雄. 紡織學(xué)報(bào). 2016(02)
[10]紡織品電磁屏蔽效能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀分析[J]. 吳雄英,張亞雯,袁志磊. 紡織學(xué)報(bào). 2016(02)
博士論文
[1]石墨烯及其異質(zhì)結(jié)的非線性表面等離子體激元研究[D]. 吳粵湘.深圳大學(xué) 2017
[2]石墨烯三維復(fù)合材料的制備及其微波吸收性能研究[D]. 王雷.西北工業(yè)大學(xué) 2014
[3]化學(xué)還原石墨烯的制備、組裝及電化學(xué)性能研究[D]. 常云珍.山西大學(xué) 2013
[4]類石墨烯體系電子結(jié)構(gòu)和磁電效應(yīng)的第一性原理研究[D]. 劉宗民.復(fù)旦大學(xué) 2013
[5]碳納米管和稀土化合物改性氫化丁腈橡膠復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與吸波性能研究[D]. 翟瀅皓.上海交通大學(xué) 2013
[6]摻雜少層石墨烯電子性質(zhì)的第一性原理研究[D]. 陸地.南京航空航天大學(xué) 2012
[7]納米層狀聚苯胺及其復(fù)合物的制備、性能和機(jī)理研究[D]. 史莉.南京理工大學(xué) 2010
[8]電化學(xué)技術(shù)制備白鎢礦晶態(tài)薄膜的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)研究[D]. 楊祖念.四川大學(xué) 2006
碩士論文
[1]石墨烯對(duì)不同纖維織物負(fù)載整理及電性能研究[D]. 沈偉峰.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[2]石墨烯對(duì)碳纖維聚合物復(fù)合材料電磁屏蔽性能的影響[D]. 吳佳明.濟(jì)南大學(xué) 2016
[3]Fe3O4@BaTiO3/RGO復(fù)合材料的制備及其吸波性能的研究[D]. 彭錚.南京理工大學(xué) 2016
[4]多孔鈦基體二氧化鉛管式膜電極的制備及應(yīng)用[D]. 許哲.南京理工大學(xué) 2015
[5]還原氧化石墨烯及其復(fù)合材料的制備與氣敏性能研究[D]. 張文博.燕山大學(xué) 2014
[6]超聲輻射結(jié)合原位聚合法制備高分子導(dǎo)電織物[D]. 張慶偉.北京服裝學(xué)院 2013
[7]基于石墨烯材料的防靜電材料的制備與研究[D]. 范培宏.合肥工業(yè)大學(xué) 2013
[8]石墨烯復(fù)合材料的制備及其在生物檢測(cè)中的應(yīng)用[D]. 韓玉杰.復(fù)旦大學(xué) 2012
[9]聚酰胺6織物化學(xué)鍍銀工藝及屏蔽效測(cè)試方法的研究[D]. 劉志才.浙江理工大學(xué) 2011
[10]鈦酸鋇/聚偏氟乙烯多層復(fù)合材料的制備與介電性能研究[D]. 楊泰.北京化工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3044215
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