鎳-聚苯胺-PTT電磁屏蔽織物的制備及其性能.pdf

1、電磁波不僅能對電子儀器與設(shè)備引發(fā)電磁干擾、損壞，而更為嚴(yán)重的是電磁波會造成環(huán)境電磁污染，電磁輻射會危害人類的健康。為了減少或消除電磁波輻射干擾，以及對人體造成的危害，各種功能性的電磁屏蔽織物也應(yīng)運而生并得到迅速的發(fā)展。目前，許多電磁屏蔽織物的防護機理主要以反射、散射為主，以及少量的透射。然而，反射、散射、透射會分別對人體與環(huán)境造成再次的危害和污染。所以要重點開發(fā)以吸收損耗為主的電磁屏蔽材料，增加吸收值，才能徹底地起到屏蔽效果。本課題正是

2、針對上述存在的問題，提出了利用具有吸波特性的本征型導(dǎo)電聚苯胺和具有磁導(dǎo)性，且以吸收損耗為主的金屬鎳來獲得柔軟的電磁屏蔽織物。
　　本論文以聚對苯二甲酸1.3丙二醇酯（PTT）織物作為基質(zhì)材料，苯胺單體為原材料，通過化學(xué)原位聚合法，將苯胺單體氧化形成聚苯胺（PANI）導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)層，并吸附在PTT織物表面，從而得到具有一定導(dǎo)電性和電磁屏蔽效能的PANI/PTT復(fù)合導(dǎo)電織物。研究了苯胺單體(An)濃度、過硫酸銨(APS)濃度、鹽酸(HCl

3、)濃度、聚合反應(yīng)時間對PANI/PTT復(fù)合導(dǎo)電織物的導(dǎo)電性和電磁屏蔽效能的影響。同時還利用傅里葉變換紅外光譜分析（FTIR）、X射線衍射分析（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）表征方法，對PANI/PTT復(fù)合導(dǎo)電織物的結(jié)構(gòu)進行了分析，以及探討了復(fù)合織物在聚合前后力學(xué)性能的變化情況。研究結(jié)果表明 PANI/PTT復(fù)合織物的導(dǎo)電性最佳工藝條件為：An0.4mol/L，APS0.4mol/L，HCl1.25mol/L，聚合反應(yīng)時間為120mi

4、n，而電磁屏蔽效能最佳的聚合反應(yīng)條件為An0.4mol/L，APS0.5mol/L， HCl1.25mol/L，聚合反應(yīng)時間120min，且制備得到的復(fù)合織物在300kHz~3GHz范圍內(nèi)，最大屏蔽效能為9~10dB左右。SEM分析表明聚苯胺附著在PTT織物上形成了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)通路，同時FTIR表明了聚苯胺在整個聚合反應(yīng)體系中沒有引入新的雜質(zhì)，復(fù)合織物的純度比較高，對PTT織物的分子化學(xué)結(jié)構(gòu)也沒有破壞，以及XRD說明了聚苯胺滲透到復(fù)合織物纖

5、維的內(nèi)部，使原子的有序排列逐漸被打破，無定形區(qū)的面積變大，導(dǎo)致織物的纖維結(jié)晶度下降。此外，強力拉伸測試結(jié)果表明了聚苯胺聚合后對織物的力學(xué)性能有影響，且聚合后織物的斷裂強力有所提高，而斷裂伸長率下降。
　　在制備得到的PANI/PTT復(fù)合導(dǎo)電織物基礎(chǔ)之上，采用化學(xué)鍍鎳的方法將金屬鎳(Ni)鍍覆在復(fù)合導(dǎo)電織物表層，形成導(dǎo)電性和電磁屏蔽性能更好的Ni/PANI/PTT電磁屏蔽織物。研究了硫酸鎳濃度、次磷酸鈉濃度、檸檬酸鈉濃度、醋酸鈉濃度

6、對電磁屏蔽織物性能影響，還采用掃描電子顯微鏡研究了電磁屏蔽織物鍍層表面形貌，以及探討了復(fù)合織物在鍍覆前后力學(xué)性能的變化情況。研究結(jié)果表明Ni/PANI/PTT電磁屏蔽織物的導(dǎo)電性和電磁屏蔽效能最佳鍍覆工藝條件為：硫酸鎳濃度為25g/L，次磷酸鈉濃度為20g/L，檸檬酸鈉濃度為15g/L，醋酸鈉濃度為20g/L，且制備得到的Ni/PANI/PTT電磁屏蔽織物在300kHz~3GHz范圍內(nèi)，最大屏蔽效能為42~43dB左右。同時，對電磁屏蔽