一种纤维素-聚苯胺电磁屏蔽复合纸及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纤维素

【技术实现步骤摘要】
一种纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种电磁屏蔽复合纸及其制备方法，特别涉及一种纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸及其制备方法。

技术介绍

[0002]电子设备的广泛应用使得人类社会的电磁环境日益复杂，电磁辐射污染不仅会干扰精密电子器件的工作，同时也会影响到人类健康，因此人们急需研发高性能的电磁屏蔽材料来有效管理电磁波在空间的传播路径；
[0003]当前的电磁屏蔽材料主要为金属材料(如铜、银、镍等)以及碳材料(如石墨烯、碳纳米管等)，虽然他们具有良好的屏蔽性能，但同时存在成本高、制备过程复杂等缺点；新型环保电磁屏蔽材料中，主要以纳米纤维、聚苯胺等为基本原料，其中，制成的复合材料导电性能与传统电磁屏蔽材料相差不大，但其力学性能一般，含有聚苯胺的复合材料中随着聚苯胺含量的增加，材料拉伸性能还会随之下降，因此材料存在易断裂和易拉伸变形的问题。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术目的旨在提供一种具有高力学强度和良好电磁屏蔽性能的纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸，同时提供上述纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸的制备方法。
[0005]技术方案：本专利技术所述的纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸，所述复合纸包括纤维素骨架及生长在纤维素骨架上的聚苯胺层。
[0006]纤维素骨架和聚苯胺层的质量比为(1.7～3.8):1；复合纸的厚度为70～100μm；聚苯胺通过氢键与纤维素骨架结合，聚苯胺在纤维素骨架上均匀生长，原位聚合使聚苯胺可稳定覆于纤维素表面，且聚苯胺中掺杂有质子酸，能够有效增强复合纸的导电性，从而增强复合纸的电磁屏蔽性能。
[0007]上述纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸的制备方法，该方法包括：
[0008](1)将木材经过处理得到纤维素骨架；
[0009](2)将纤维素骨架浸入含苯胺和过硫酸铵的盐酸溶液中在纤维素骨架表面原位聚合聚苯胺；
[0010](3)通过清洗、辊压、干燥得到电磁屏蔽复合纸。
[0011]进一步地，步骤(1)具体操作为：取木材，浸入NaOH
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Na2SO3混合溶液，加热沸腾6～6.5h取出，再浸入H2O2溶液中加热沸腾2～2.5h，取出，得到纤维素骨架。
[0012]进一步地，步骤(2)具体操作为：取苯胺和过硫酸铵分别溶于同浓度盐酸溶液，分别得到苯胺溶液和过硫酸铵溶液，其中苯胺和过硫酸铵的摩尔质量相等，取纤维素骨架，浸入苯胺溶液中，向苯胺溶液中缓缓加入过硫酸铵溶液，搅拌均匀，反应结束后取出纤维素骨架，用去离子水清洗至中性，得到纤维素
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聚苯胺复合材料，该步骤制备得到的纤维素
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聚苯胺复合材料中聚苯胺层生长更加均匀，形成致密的聚苯胺网络层，因此提高复合材料的电磁屏蔽效果。
[0013]进一步地，步骤(3)具体操作为：取纤维素
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聚苯胺复合材料，置于滤纸之间进行辊压，辊压结束后取出置于空气中干燥，得到产品纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸。
[0014]进一步地，步骤(1)中，NaOH
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Na2SO3混合溶液中，NaOH的浓度为2.5mol/L，Na2SO3浓度为0.5mol/L；H2O2溶液中，H2O2浓度为2.5mol/L。
[0015]进一步地，步骤(2)中，苯胺溶液中苯胺的浓度为0.1～0.5mol/L，过硫酸铵溶液中，过硫酸铵浓度为0.1～0.5mol/L。原位合成方法在纤维素骨架表面合成聚苯胺层，由于纤维素和聚苯胺之间存在大量的氢键，因此聚苯胺可以稳定存在于纤维素表面；表面致密的聚苯胺网络层有利于屏蔽电磁波。
[0016]进一步地，步骤(2)中，盐酸溶液中，盐酸浓度为1mol/L，盐酸溶液能够在苯胺聚合过程中提供质子酸，增强产物聚苯胺的导电性能。
[0017]进一步地，步骤(2)中，反应时间为1～3h，反应温度为0～5℃，反应温度过高时聚苯胺分子量减少导致其导电率降低，最终电磁屏蔽效果降低，因此反应温度在0℃左右最佳。
[0018]进一步地，步骤(3)中，空气干燥时间为3.5～4.5h，空气干燥温度为25～30℃，室温空气干燥可以避免复合纸干燥时收缩过快而导致的形状变形，影响其力学性能。
[0019]进一步地，步骤(3)中，辊压时的工作压力不低于1.25MPa，当压力为1.25MPa时辊压形成的复合纸能够满足拉伸性能强的同时电磁屏蔽效果好。
[0020]有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：复合纸的拉伸强度可达到55MPa，同时其电磁屏蔽效能可达21.1dB；复合纸采用木材制备纤维素骨架，在纤维素骨架上原位聚合聚苯胺层，最后以辊压的方式得到复合纸，采用该方法能够得到低厚度的电磁屏蔽复合纸，低厚度电磁屏蔽复合纸具有良好的拉伸强度和电磁屏蔽效果。
附图说明
[0021]图1为纤维素骨架的SEM图；
[0022]图2为纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸的SEM图；
[0023]图3为纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸的X射线衍射图谱；
[0024]图4为纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸的XPS分析图谱；
[0025]图5为纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸屏蔽效能图；
[0026]图6为纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸屏蔽效能图；
[0027]图7为纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸应力应变曲线图。
具体实施方式
[0028]实施例1
[0029]本专利技术在木材经过去木质素处理后得到的纤维素骨架表面生长一层聚苯胺层，得到纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸。
[0030]所述纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸的制备方法，包括以下步骤：
[0031](1)去木质素：将0.15g初始木材浸入浓度为2.5mol/L的NaOH和0.5mol/L的Na2SO3混合溶液中，加热沸腾6h，取出后浸入浓度为2.5mol/L的H2O2溶液中再次加热沸腾2h去除木质素，用去离子水清洗3次，得到纤维素骨架；
[0032](2)制备复合材料：取0.1mol/L的苯胺溶液和0.1mol/L的过硫酸铵溶液分别溶于1mol/L盐酸溶液中，待用；将0.096g纤维素骨架先浸入苯胺溶液中，再缓慢加入过硫酸铵溶液，搅拌均匀，0℃下反应1h后用去离子水清洗至中性，得到纤维素
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聚苯胺复合材料；
[0033](3)成型复合纸：取步骤(2)中纤维素
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聚苯胺复合材料，置于滤纸之间进行辊压，辊压压力为1.25MPa，辊压结束后取出置于25℃下干燥3.5h，得到厚度为81μm的纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸，其特征在于：所述复合纸包括纤维素骨架及生长在纤维素骨架上的聚苯胺层。2.根据权利要求1所述的纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸，其特征在于：所述纤维素骨架和聚苯胺层的质量比为(1.7～3.8):1。3.根据权利要求1所述的纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸，其特征在于：所述聚苯胺层通过氢键与纤维素骨架连接。4.一种权利要求1所述的纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)将木材经过处理得到纤维素骨架；(2)将纤维素骨架浸入含苯胺和过硫酸铵的盐酸溶液中在纤维素骨架表面原位聚合聚苯胺；(3)通过清洗、辊压、干燥得到电磁屏蔽复合纸。5.根据权利要求4所述的纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，取木材，浸入NaOH
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Na2SO3混合溶液中，加热沸腾6～6.5h取出，再浸入H2O2溶液中加热沸腾2～2.5h，取出，得到纤维素骨架。6.根据权利要求5所述的纤维素
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聚苯胺电磁屏蔽复合纸的制备方法，其特征在于：NaOH
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Na2SO3混合溶液中，NaOH的浓度为2.5mol/L，Na2SO3浓度为0.5mol/L；H2O2溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬广斌，周明，林奕希，王嘉玲，谢正婵，郝星宇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：