聚吡咯是重要的导电聚合物,具有合成工艺简单、密度低、导电性好、耐腐蚀、化学性能稳定等优点,此外,优异的介电性使其在电磁波吸收领域受到人们的关注。为达到高效、宽频、轻质的吸波要求,如何进一步提高聚吡咯基复合材料的吸波性能仍是国内外学者需要解决的重要问题。

针对聚吡咯基复合材料的研究现状与未来发展,西北工业大学化学与化工学院的黄英教授课题组撰写了题为“Polypyrrole-Based Composite Materials for Electromagnetic Wave Absorption”的综述文章,已于近日在Polymer Reviews杂志在线发表(Polymer Reviews. 2021, DOI: 10.1080/15583724.2020.1870490).该文系统论述了近年来聚吡咯基复合材料在电磁波吸收方面的研究成果,对聚吡咯基复合材料的设计与制备方法,聚吡咯的电磁吸波机理,聚吡咯的聚合方法、掺杂机理等进行了重点介绍,总结了聚吡咯基电磁吸波材料类型,分析了电磁参数对其吸波性能的重要影响,指出了聚吡咯基电磁吸波材料所面临的挑战以及未来的发展方向。

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(1)作者阐述了聚吡咯作为吸收剂的电磁波吸收机理。

(2)聚吡咯的高导电率、热稳定性与其聚合方式和聚合条件密切相关;良好的导电性只能通过选择适当的掺杂剂来实现;导电聚合物的形貌与其吸波性能密切相关。聚吡咯的聚合方法、掺杂机理、形貌和粒径是影响其吸波性能的重要因素。

(3)为提高聚吡咯基复合材料的吸波性能,可从合成聚吡咯的形态、大小和结构出发;也可将介电损耗型聚吡咯与其它介电损耗材料(如石墨烯、碳纳米管和其他导电聚合物)、或磁性材料(铁氧体,磁性纳米颗粒和合金颗粒)进行复合,实现介电损耗和磁损耗的协同作用,以达到阻抗匹配,获得良好的电磁吸收能力。

(4)作者进一步指出了在聚吡咯中氮的掺杂对电磁吸波性能的影响机制;聚吡咯的稳定性;磁性材料在与聚吡咯复合的分散性;聚吡咯复合材料内部之间的相互作用;借助3D打印技术实现聚吡咯的产业化等方面聚吡咯复合吸波材料面临的机遇和挑战。

论文第一作者为西北工业大学闫婧博士,通讯作者为西北工业大学黄英教授

论文链接网址为:

https://doi.org/10.1080/15583724.2020.1870490

来源:高分子科学前沿

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