輕質(zhì)導(dǎo)電-磁性復(fù)合空心微球的研究.pdf

1、隨著材料科學(xué)的逐步發(fā)展,人們逐漸開始關(guān)注微型功能化材料?？招奈⑶虿牧弦云涞兔芏群透弑缺砻娣e等優(yōu)點(diǎn)成為新型材料的研究熱點(diǎn)。同時(shí),導(dǎo)電-磁性的復(fù)合材料在電磁屏蔽、吸波材料等領(lǐng)域有很重要的應(yīng)用。本論文以聚苯胺(PANI)和四氧化三鐵(Fe3O4)作為導(dǎo)電-磁性的功能材料,分別以聚苯乙烯為模板和空心玻璃微球(HGS)為載體制備輕質(zhì)導(dǎo)電-磁性空心微球,使用FTIR、SEM、XRD、EDX、TGA、XPS、Zeta電位測(cè)定等表征手段對(duì)其組成和微觀結(jié)

2、構(gòu)進(jìn)行了表征,并使用四探針電阻測(cè)定儀和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)進(jìn)行導(dǎo)電性和磁性的測(cè)試,同時(shí)對(duì)其復(fù)合機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　首先使用聚苯乙烯(PS)微球?yàn)槟０?通過官能團(tuán)轉(zhuǎn)化,在微球模板上衍生磺酸基團(tuán),誘導(dǎo) Fe3O4/PANI復(fù)合,去除模板制備了導(dǎo)電-磁性空心微球。采用一系列表征手段對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行分析。通過控制 PS磺化時(shí)間有效地調(diào)控了Fe3O4的吸附量。對(duì)比了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)改性對(duì)聚苯胺復(fù)合的影響,得到了具有較高飽和磁

3、化率和高導(dǎo)電率的電磁復(fù)合空心微球。復(fù)合空心微球最高飽和磁化率可達(dá)9.13emu/g,最高導(dǎo)電率可達(dá)1.27S/cm。
　　采用硅烷偶聯(lián)劑改性HGS,研究了硅烷偶聯(lián)劑改性條件對(duì)微球結(jié)構(gòu)的影響。進(jìn)而利用微球表面雙鍵與苯乙烯進(jìn)行共聚合反應(yīng),在 HGS表面包覆聚苯乙烯,通過磺化處理衍生的磺酸基吸附 Fe3O4,再?gòu)?fù)合PANI制備出殼體結(jié)構(gòu)完整的輕質(zhì) HGS/SPS/Fe3O4/PANI導(dǎo)電-磁性復(fù)合材料。分析結(jié)果表明磺酸基對(duì)Fe3O4納米

4、顆粒具有強(qiáng)吸附作用,復(fù)合材料的飽和磁化率可達(dá)11.707emu/g,電導(dǎo)率可達(dá)10-3數(shù)量級(jí)。
　　通過改進(jìn) HGS表面修飾的方法,提高了改性后 HGS的分散性。研究不同改性程度的 HGS及 Fe3O4表面電位隨 pH的變化,分析了聚苯乙烯改性條件、磺化程度對(duì) HGS表面結(jié)構(gòu)及吸附 Fe3O4性能的影響規(guī)律。分析了 PVP改性對(duì)復(fù)合聚苯胺的影響作用。研究結(jié)果表明,隨磺化程度的提高,HGS對(duì)Fe3O4的吸附量增加。PVP修飾導(dǎo)致復(fù)合