【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料领域，涉及一种聚合物吸波材料技术，具体涉及一种聚苯胺基吸波材料及制备方法。
技术介绍
1、近年来，电子电气设备的各个域控制器有功能域集中的趋势，电磁信号交换的需求随之增大，大功率、ghz频域电磁信号伴生的电磁污染对设备及人体的损害日趋严重。在此电磁防护需求背景下，面向国家重大安全战略需求，开发出对应的电磁波吸收材料(吸波材料)迫在眉睫。吸波材料能通过自身微纳结构特性发挥电磁能量转换站的作用，在不借助外界能量供给的情况下，由自身的介质损耗能力对外来电磁波所携带的能量完成形式转换，被转换成热能或电势能的能量再通过内部的导热或导电网络耗散。传统铁氧体等吸波材料面临着厚度大、密度高、吸收频段窄、吸波效果差的难题。微观结构与电磁参数可调、吸波性能优异的吸波材料一直是研究人员追逐的对象。
2、其中，导电聚合物因具有能影响材料吸波性能的可调控微纳结构，且易成型加工、能长期稳定使用而受到广泛关注。以pani为例，分子链内苯式双极化子随着热振动和质子化，结构不断生成和消失，同时造成电荷的链内传递，使电荷绕过醌式双极化子组成的绝缘段实现传导，而分子链间则是通过电荷能量限制隧道效应来传递电荷实现导电。这些不同层级的结构单元一方面决定了电荷及电磁能量的存储、传导与损耗，另一方面又与pani聚合度、结晶度、交联度等多级结构参数密切相关。通过调整pani的多级结构(聚合度、结晶度、交联度、微观形貌、单原子负载等)，有可能获得吸波性能可调控的高效吸波材料。
3、然而遗憾的是，目前尚没有有效的方式来准确调节pani吸波
4、因此，充分利用pani本身特性，得到开发一种聚苯胺基吸波材料，具有较大的应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种聚苯胺基吸波材料及制备方法，本专利技术制备得到的pani中空微球比表面积大，具有良好的分散性和结晶性，基于该pani中空微球所制备的电磁波吸收材料具有良好的阻抗匹配，优异的电磁损耗性能，在电磁波吸收领域具有良好的应用前景。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供一种聚苯胺基吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
4、s100、将苯胺单体分散在水中后加入低氧化还原电位的氧化剂进行氧化聚合反应，得到中空球前驱体；
5、s200、将中空球前驱体和交联剂进行傅-克烷基化反应，得到超交联的pani中空微球；
6、s300、将pani中空微球和低熔点的固体成型材料混合后进行成型，得到聚苯胺基吸波材料。
7、本专利技术在氧化聚合过程中，以苯胺单体作为聚合反应的原材料，“连接”在一起成为聚苯胺分子链的一环，选用具有较低氧化还原电位的氧化剂来参与反应，不仅能充当引发剂的作用使反应正向进行，且能避免球形胶束结构向线性或片状形貌的转变，从而获得多孔中空微球状的pani，之后通过傅-克烷基化反应，利用交联剂进行交联提高多孔中空微球状的pani的稳定性，使其强化为超交联的pani(聚苯胺)中空微球；之后将低熔点的固定材料加热至熔点以上后与pani中空微球混合通过模具成型，得到所需的聚苯胺基吸波材料，聚苯胺基吸波材料可以通过设计模具形状得到所需形状的结构，以获得最佳吸波性能和最佳安装方式。
8、优选的，步骤s100中，所述氧化剂的氧化还原电位为0.2-0.3v。在该电位反应内的氧化剂才能得到中空球前驱体。
9、优选的，步骤s100中，所述氧化剂包括fepo4、fecl3、cu2o、h3po4、agi中的任意一种或几种组合。经过试验验证，这两种氧化剂能够得到电磁吸波能力强的pani中空微球。
10、优选的，步骤s100中，所述苯胺单体、氧化剂的摩尔比为1：(2～10)。
11、进一步优选，步骤s100中，所述苯胺单体、氧化剂、水的用量比为1mol：(2～10)mol：(1～2)l。
12、进一步优选，步骤s100的反应体系中，所述苯胺单体的浓度为0.1mol/l-0.5mol/l。
13、更进一步优选，步骤s100中，所述苯胺单体、氧化剂、水的用量比为1mol：(5～7)mol：(1.4～1.6)l。
14、优选的，步骤s100中，氧化聚合反应的温度为-2～2℃，更优选为-1～1℃。
15、更进一步优选，步骤s100中，氧化聚合反应的环境为冰水浴。
16、优选的，步骤s100中，聚合反应时长为36～44h，更优选为38～42h。
17、优选的，步骤s100中，通过调控反应温度和时间，使得所述中空球前驱体的粒径为30～50μm，壳层厚度为1.5～3.0μm。所述中空球前驱体的尺寸是指经过中空球前驱体内部的最长长度。
18、优选的，步骤s100中，氧化聚合反应后，反应产物经过洗涤干燥得到中空球前驱体，洗涤方法为水和醇溶剂分别交替洗涤多次。
19、更进一步优选，步骤s100中，水和醇溶剂各自独立洗涤次数为2～3次。
20、更进一步优选，步骤s100中，所述水为去离子水，所述醇为甲醇或乙醇，最优为甲醇。
21、优选的，步骤s100中，得到中空球前驱体的干燥方法为真空烘箱高温干燥，干燥温度为75～85℃，更优选为78～82℃。
22、更进一步优选，步骤s100中，干燥时间为6～14h，更优选为11～13h。
23、优选的，步骤s200中，所述交联剂为八乙烯基倍半硅氧烷，反应溶剂为有机溶剂。
24、更进一步优选，步骤s200中，所述有机溶剂为二氯乙烷。
25、优选的，步骤s200中，在惰性气体氛围保护下，将中空球前驱体、交联剂和有机溶剂搅拌混合进行傅-克烷基化反应。
26、更进一步优选，步骤s200中，惰性气体为氩气。
27、优选的，步骤s200中，所述中空球前驱体、八乙烯基倍半硅氧烷、二氯乙烷的用量比优选为5g：(4～6)g：(100～200)ml，更优选为5g：(5～5.5)g：(140～160)ml。
28、优选的，步骤s200中，所述傅-克烷基化反应的温度优选为75～85℃，更优选为78～82℃.
29、优选的，步骤s200中，所述傅-克烷基化反应的反应时间为12～36h，更优选为20～28h。
30、本专利技术对于进行所述傅-克烷基化反应所采用的容器没有特殊的限定，比如可以采用三口瓶。
31、在本专利技术中，所述傅-克烷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，所述低熔点的固体成型材料包括低熔点合金、热塑性塑料、石蜡、沥青。
3.根据权利要求1所述的聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，所述聚苯胺基吸波材料制成扁平件。
4.根据权利要求3所述的聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，所述扁平件的厚度为1-5mm。
5.根据权利要求4所述的聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，所述混合物中所述PANI中空微球与固体成型材料的质量比优选为1：(2-4)。
6.根据权利要求4所述的聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，成型方法为：将PANI中空微球与加热至熔点以上的固体成型材料混合均匀后倒入模具后冷却成型。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，所述氧化剂的氧化还原电位为0.2-0.3V。
8.根据权利要求7所述的聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，所述氧化剂包括FePO4、FeCl3、
9.根据权利要求7所述的聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，氧化聚合反应的温度为-2～2℃，聚合反应时长为36～44h。
10.一种聚苯胺基吸波材料，其特征在于，采用权利要求1-9任意一项所述制备方法所制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，所述低熔点的固体成型材料包括低熔点合金、热塑性塑料、石蜡、沥青。
3.根据权利要求1所述的聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，所述聚苯胺基吸波材料制成扁平件。
4.根据权利要求3所述的聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，所述扁平件的厚度为1-5mm。
5.根据权利要求4所述的聚苯胺基吸波材料的制备方法，其特征在于，所述混合物中所述pani中空微球与固体成型材料的质量比优选为1：(2-4)。
6.根据权利要求4所述的聚苯胺基吸波材料的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：兰笛，胡颖，朱俊洁，方川，李海丰，王越，王友勇，
申请(专利权)人：湖北汽车工业学院，
类型：发明
国别省市：
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