高分子吸波材料的研究进展

高分子吸波材料研究前景展望
纵观国内外的研究进展我们可以发现高分子吸波材料将会向以下几个方面发 展：
• 宽频化。身材料具备宽频带吸波特性，即用同一种隐身材料对抗多种 波段的电磁波源的探测。 • 低维化。低维材隐料具有吸收频带宽、兼容性好、吸收率高、比重轻 等多方面优点，是隐身材料发展中极具潜力的一个方向。 • 智能化。所谓智能型材料是指具有感知功能、信息处理功能、自我指 令并能对信号作出最佳响应功能的材料与结构。 • 功能化。研发多功能吸波材料，如吸声、隔热、透明等，使高分子吸 波材料成为功能型吸波材料 随着制备方法的发展，高分子吸波材料与其它电磁材料复合有望实现 新型吸波材料的薄、轻、强、宽性能的要求，在抗电磁干扰、电磁屏 蔽和隐身技术等方面有广阔的应用前景。
碳纤维吸波材料
• 碳纤维是由有机纤维经碳 化及石墨化而得到的微晶 石墨材料。改性后的碳纤 维可以实现对电磁波的吸 收。改变碳纤维横截面的 形状和大小，可精确控制 电导率。 • 碳纤维主要包括连续碳纤 维、短切碳纤维、手征碳 纤维、掺杂改性碳纤维等。
铁氧体/ 高分子纳米复合吸波材料
• 铁氧体吸波性能
复合型导电导磁高分子吸波材料
• 复合型导电高分子吸波材料， 可通过在高分子材料中添加不 同的组分相来改变、调整导电、 导磁高分子吸波材料不同的介 电参数，以满足对新型吸波材 料的薄、轻、强、宽的性能要 求 • 主要制备方法：（1）导电高分 子材料与无机导电、导磁物质 复合法。（2）导电高分子材料 与碳纳米管复合法
铁氧体材料具有较好的频率特性， 其相对磁导率较大，且相 对介电常 数较小，适合制作匹配层，在低频 拓宽频带方面具有良好的应用前 景．主要缺点是密度较大、温度稳 定性较差．为此．各国研究人员期 望通过调整材料本身的化学组成、 粒径及其分布、粒子形貌及分散技 术等提高损耗特性和降低密度
• 高分子纳米复合吸波性能 纳米复合隐身材料的具体技术 具有如下特征：（1)具有高饱 和磁化强度及形状各向异性,磁 导率高,其磁损耗远高于目前磁 性金属微米吸收剂。（2) 通过 调整吸波材料的成分、结构等, 可进行电磁谱频率响应特性的 调控。（3) 吸波材料尺度在 100nm 之内,低于微波频段趋肤 深度。（4 ) 可复合形成周期或 准周期结构,通过结构和成分的 优化设计,易于实现阻抗匹配。 （5) 隐身涂层的厚度薄,面密度 小,吸波带宽。
高分子吸波材料的研发与利用
主讲人：尹 清 09级化工（1）班 06109125
高分子吸波材料研发背景:
• 随着现代电子信息和通信产业的飞速发展，电磁波干扰 (EMl)已成为一种新型的污染源，所造成的影响越来越严 重，同时也威胁着人类的身体健康，破坏人类良好的生态 环境。 • 此外，吸波功能材料的研究是军事隐身技术领域中的前沿 课题之一, 其目的是最大限度地减少或消除雷达、红外等 对目标的探测特征。隐身和反隐身技术已成为现代国防和 军事作战中极其重要的部分。 • 因此，解决电磁污染已成为现代防护工程中一个非常紧迫 的问题。而高分子吸波材料作为一种新型吸波材料成为当 今吸波材料领域研究的热点，尤其是导电高分子吸波具有 很好的发展前景。
铁氧体/高分子复合纳米吸波材料制备技术
• 共混分散复合和粉末包覆
可以将已制得的纳米级无机粉 体作为填料与聚合物基体共混 分散复合, 但要求分散相能制备 成纳米级粉末，两者通过分子 间力和氢键作用的包覆称为吸 附包覆。通过形成化学键相互 作用的包覆称为接枝包覆。
• 原位复合法
将磁性粒子均匀分散到含有导 电聚合物对应单体的溶液或乳 液中，利用引发剂引发单体进 行聚合反应，即可得到内部包 含有一定量磁性微粒的导电高 分子微球。原位复合法主要包 括: 悬浮聚合、分散聚合、乳液 聚合等。
碳纳米管吸波材料
• 1991年被Sumio IijimaL2 （日 本）发现 • 纳米材料具有量子尺寸效应、 宏观量子隧道效应和界面效应， 同时纳米颗粒表面原子比例高， 悬挂的化学键多，导致其具有 极高的表面活性，使碳纳米管 具有很好的吸波性能 。 • 湿化学方法将Co纳米粒子加入 到多壁碳纳米管中，能提高复 合材料的介电常数和磁导率。 碳纳米管也具有一定的高温红 外隐身特性 。
纳米管和纳米线高分子吸波材料
• 优点：聚吡咯和聚苯胺具 有环境稳定性好、电导率 高且变化范围大及易合成
• 制备方法主要有模板法、电纺 丝技术法 • 模板法是近年来合成导电高分 子纳米管(线)常用的方法，即在 主体分子或材料的内部含有能 生成纳米线(管)的空间结构(通 常为纳米级孔道或缺陷)，而客 体在这些空间结构中生长则可 得到纳米线或纳米管。主体的 这个空间结构就称为“模板” • 电纺丝技术是将聚合物溶液装 入纺丝容器内，在高压电场作 用下，聚合物液体从喷丝嘴喷 射出去形成细流，由于电荷间 的相互作用，细流发生劈裂， 同时溶剂挥发，于是形成微米 ／纳米纤维并沉积在收集电极 上。
ห้องสมุดไป่ตู้
高分子吸波材料主要类型：铁氧体/高分子复合型吸波材
料、纳米型吸波材料、导电高分子吸波材料、纤维吸波材料
应用领域:军事雷达隐身技术和解决电磁污染
导电高分子吸波材料
• 1977年美国化学家MacDiarmid、物理学家Heeger和日本 化学家Shirakawa教授首次报道掺杂聚乙炔(PA)具有明显 的导电性(电导率为103S/cm) • 应用范围日益扩大，如用在电池、抗静电涂料、雷达吸波 材料、电磁屏蔽材料和传感器等方面，对其结构和性能的 认识也不断提高 . • 导电高分子吸波材料可分为纳米管和纳米线高分子吸波材 料、复合型导电高分子吸波材料