一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供的一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料及其制备方法。所述导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料包括导电聚合物与超交联共轭聚合物，其中，导电聚合物分布于超交联共轭聚合物的纳米孔道之中以及延展至表面。在10wt％的低填充比条件下，合成的导电超交联共轭聚合物有效吸收带宽可以达到5.76GHz，在合适的厚度下最大吸收达到

【技术实现步骤摘要】
一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电磁波吸收材料
，具体而言，涉及一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]现代电子技术的迅速发展，特别是大功率电子器件、多波段雷达和高度集成电路，产生了日益严重的电磁辐射，对人体健康、信息安全以及敏感电子设备的正常工作造成了不利影响。为了解决这些问题，电磁吸收材料的研究受到了广泛关注。尤其是碳质材料包括石墨烯(专利技术专利CN201811417776.8)，碳纳米管、碳纤维；磁性材料包括羰基铁(专利技术专利CN201510002989.4)，核壳α
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Fe2O3@CoFe2O4、NiCu合金，以及它们的混合物。但是，上述的碳质材料的制备及量产成本偏高，大规模应用有一定难度；磁性材料制备条件难以量化，也达不到轻质的要求。所以新型材料的开发仍有很高的要求。
[0003]共轭微孔聚合物是一类通过共轭π键连接起来的刚性结构微孔有机聚合物。为了进一步提高聚合物的优势，已经开发了一些常用的改性方法，包括碳化法、后功能化和复合工艺，但都无法达到理想的预期。考虑到其骨架修改和易于交联的特性，可以作为新型有机聚合物的原料。论文Journal of Hazardous Materials，426(2022)127850以1,4
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双(氯甲基)苯和4,4
‑
双(氯甲基)联苯为膨胀分子，通过傅克
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反应重铸了共价有机框架(COFs)该工艺使比表面积和总孔容分别提高了2.56和4.68倍，极大的提高其吸附CO2的性能。通过外交联剂的编织，得到了超交联共轭聚合物。其具有独特优势，包括:
①
比表面积大，通常大于1000mg/g(基于原料的比表面积)；
②
优异的化学稳定性，不溶于任何酸碱及有机溶剂；
③
良好的热稳定性，通常分解温度大于300℃。我们有理由相信赋予绝缘聚合物适当的导电性可能是设计高性能电磁波吸收材料的有效策略。
[0004]为了在绝缘材料中实现合理的导电性，一种常见的策略是指共轭键构建的分子骨架和离子掺杂过程。通过这种策略合成的材料通常被称为固有导电聚合物，通常包括聚吡咯，聚苯胺和聚(3，4
‑
乙烯二氧噻吩)。另一种方法通过与导电成分(聚吡咯等)杂交或将导电介质(聚吡咯等)封装在孔中来赋予绝缘材料导电性，展现出增强的介电损耗和聚吡咯之间的界面极化。而分子扩撑工艺，是为了应对低比面积有机聚合物，提高导电成分(聚吡咯等)的受控聚合能力，提高导电超交联共轭聚合物在电磁波吸收领域的应用潜力。
[0005]公开号为CN112679949A的现有技术公开了一种导电共轭微孔聚合物及其制备方法，导电共轭微孔聚合物是由导电聚合物与共轭微孔聚合物组成，其中，导电聚合物分布于共轭微孔聚合物的纳米孔道之中。但是该导电共轭微孔聚合物涉及到导电微孔材料
，不涉及电磁波吸收材料
，而且导电聚合物在共轭微孔聚合物的纳米孔表面含量较少，将会极大影响导电性，从而导致对电磁波的吸收效果明显降低。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料及其制备
方法，以解决现有技术中导电聚合物在纳米孔通道中而表面较少，导致电磁波吸收效果差的问题。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0008]一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料，包括导电聚合物和超交联共轭聚合物，其中，导电聚合物分布于超交联共轭聚合物的纳米孔道之中以及延展至表面，使其具有较好的导电性，能达到较好的电磁波吸收效果。
[0009]进一步地，所述超交联共轭聚合物由共轭微孔聚合物和外交联剂傅
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克反应所得。有效的分子扩撑策略(傅
‑
克反应)可以得到比表面积增大约三倍的超交联共轭聚合物，为导电聚合物的受控聚合提供有利条件。
[0010]进一步地，所述导电聚合物包括聚吡咯、聚3,4
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乙烯二氧噻吩、聚苯胺中任意一种或其混合物。
[0011]进一步地，所述外交联剂为联苯二氯苄、1,4
‑
对二氯苄、对二甲氧基苯、4,4'
‑
二甲氧基联苯中的任意一种。
[0012]进一步地，所述共轭微孔聚合物由溴代芳烃单体、硼酸酯单体在催化剂存在下发生偶联聚合反应所得。
[0013]进一步地，所述溴代芳烃单体为1,3,5
‑
三(4
‑
溴苯基)苯、2,4,6
‑
三(4
‑
溴苯基)
‑
1,3,5
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三嗪、三(4
‑
溴苯基)胺中的任意一种或者几种。
[0014]进一步地，硼酸酯单体为1,3,5
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苯三硼酸三频哪醇酯、4,4'
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双苯基二硼酸二频哪酯、1,4
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苯二硼酸双(频哪醇)酯中的任意一种。
[0015]一种电磁波吸收材料的制备方法，用导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料，包括以下步骤：
[0016]1)将溴代芳烃单体、硼酸酯单体、碳酸钾和催化剂分散于溶剂中，在惰性气体保护下，加热至80～100℃反应48～72小时，然后反应液冷却至室温，倒入去离子水中过滤收集固体，依次以水，乙醇、甲醇和二氯甲烷洗涤滤饼，然后用四氢呋喃中索氏提纯2～4天，真空干燥得到共轭微孔聚合物；
[0017]2)将所述共轭微孔聚合物分散于含有外交联剂的1，2
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二氯乙烷溶液中，在磁力搅拌下加入无水氯化铁，在惰性气体保护下，加热至80～100℃反应24小时然后反应液冷却至室温，倒入去离子水中过滤收集固体，依次以水，乙醇、N，N
‑
二甲基甲酰胺和二氯甲烷洗涤滤饼，然后用四氢呋喃溶剂中索氏提纯2～4天，真空干燥得到超交联共轭聚合物。
[0018]3)将超交联共轭聚合物和导电聚合物单体分散于甲醇溶液中，蒸发去除溶剂，加入预冷的氯化铁溶液，室温下搅拌2～8小时，产品经过滤、水和乙醇洗涤、减压干燥而成。
[0019]进一步地，步骤(3)超交联共轭聚合物和导电聚合物单体的质量比1:1～1:10。通过调控超交联共轭聚合物和聚吡咯的质量配比来影响材料的介电损耗和聚吡咯之间的界面极化，达到最优电磁吸波性能。
[0020]进一步地，步骤(3)预冷的氯化铁溶液指冷却至零度且浓度为1mol/L的氯化铁溶液。
[0021]相对于现有技术，本专利技术所述的一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料及其制备方法。具有以下优势：
[0022]1)一方面有效的分子扩撑策略(傅
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克反应)可以得到比表面积增大约三倍的超交
联共轭聚合物，为导电聚吡咯的受控聚合提供有利条件。另一方面通过调控超交联共轭聚合物和聚吡咯的质量配比来影响材料的介本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料，其特征在于，包括导电聚合物和超交联共轭聚合物，其中，导电聚合物分布于超交联共轭聚合物的纳米孔道之中以及延展至表面。2.根据权利要求1所述的一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料，其特征在于，所述超交联共轭聚合物由共轭微孔聚合物和外交联剂傅
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克反应所得。3.根据权利要求1所述的一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料，其特征在于，所述导电聚合物包括聚吡咯、聚3,4
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乙烯二氧噻吩、聚苯胺中任意一种或其混合物。4.根据权利要求2所述的一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料，其特征在于，所述外交联剂为联苯二氯苄、1,4
‑
对二氯苄、对二甲氧基苯、4,4'
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二甲氧基联苯中的任意一种。5.根据权利要求2所述的一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料，其特征在于，所述共轭微孔聚合物由溴代芳烃单体、硼酸酯单体在催化剂存在下发生偶联聚合反应所得。6.根据权利要求5所述的一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料，其特征在于，所述溴代芳烃单体为1,3,5
‑
三(4
‑
溴苯基)苯、2,4,6
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三(4
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溴苯基)
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1,3,5
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三嗪、三(4
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溴苯基)胺中的任意一种或者几种。7.根据权利要求5所述的一种导电超交联共轭聚合物电磁波吸收材料，其特征在于，硼酸酯单体为1,3,5
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢志鹏，陈浩，叶志民，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：