[发明专利]一种聚苯胺/镀镍碳纤维复合吸波材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明聚苯胺(PANI)复合材料的制备方法，特别涉及一种聚苯胺/镀镍碳纤维复 合吸波材料的制备方法。

背景技术

聚苯胺具有合成简单，价格低廉，耐高温，抗氧化性好，电导率高和电致变色等 优点，是最具前景的导电高分子材料，在二次电池、抗静电及吸波材料、防腐蚀材料、 超级电容器、选择性透过膜、传感器、分子导线及分子器件等方面有着广泛的应用。 将具备电磁性能的粒子用聚苯胺包覆，可以制得新型高效的电磁双复微波吸收复合材 料。

现有的聚苯胺材料的导电性、导热性、高吸波性和磁性的仍无法满足二次电池、 抗静电及吸波材料、防腐蚀材料、超级电容器、选择性透过膜、传感器、分子导线及 分子器件等领域的应用。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种聚苯胺/镀镍碳纤维复合吸波材料 的制备方法

技术方案

一种聚苯胺/镀镍碳纤维复合吸波材料的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将苯胺单体加入盐酸溶液中，搅拌均匀后加入镀镍碳纤维和十六烷基三 甲基溴化铵CTAB后超声20min，使其均匀分散；所述的苯胺单体与盐酸溶液的体积 比为1:20～60；所述的苯胺单体与镀镍碳纤维的质量比为2:1～3；所述的苯胺单体与 十六烷基三甲基溴化铵CTAB的质量比为8:1～3；

步骤2：将体系置于冰浴中10min后滴加过硫酸铵溶液后搅拌超过5h；所述的苯 胺单体与过硫酸铵的比例为1：1.5～3；

步骤3：将产物取采用盐酸溶液洗涤3次后在75℃下真空干燥12h得到聚苯胺/ 镀镍碳纤维复合材料。

所述镀镍碳纤维是在碳纤维上镀镍得到，镀镍步骤为：

步骤一、镀镍前碳纤维的表面处理.：先将碳纤维置于400℃管式炉中处理1h，再 用氢氟酸和盐酸的混合液对其进行表面刻蚀；

步骤二：利用SnCl₂.2H₂O与盐酸的混合溶液对碳纤维进行敏化，再利用含镍主盐 和其对应的质子酸的混合溶液对其进行活化，然后利用去离子水洗涤使其PH呈中性； 所述SnCl₂.2H₂O的浓度为1mol.L^-1；

步骤三：将处理后的碳纤维加入表面活性剂中超声并搅拌20min，使其充分混合 均匀；

步骤四：将步骤三处理的碳纤维置于化学镀镍镀液中超声10min～20min，再将还 原剂溶液倒入其中，超声并搅拌持续30min镀镍反应结束，抽滤后置于80℃烘5h即 得到了镀镍碳纤维；所述化学镀镍镀液各组份的质量份为：碳纤维100份、含镍主盐 80～120份、表面活性剂10～30份、缓冲剂1～5份、螯合剂1～5份、稳定剂2～ 10mg.L^-1；所述还原剂为50～100份。

所述过硫酸铵的浓度为1mol.L^-1。

所述盐酸的浓度均为0.5mol.L^-1。

所述含镍主盐为硫酸镍、硝酸镍或醋酸镍。

所述稳定剂为硫脲或丙烯基硫脲。

所述还原剂为NaH₂PO₂.H₂O，Na₂HPO₂和水合肼。

所述表面活性剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅 烷。

所述缓冲剂为硼酸和氯化铵中的一种或几种。

所述螯合剂为柠檬酸、柠檬酸钠和柠檬酸钾中的一种或几种。

有益效果

本发明提出的一种聚苯胺/镀镍碳纤维复合吸波材料的制备方法，先利用化学镀镍 的方法，使碳纤维被金属镍包覆，再通过原位聚合法使镀镍碳纤维被聚苯胺所包覆， 从而制得了一种聚苯胺/镀镍碳纤维复合材料。该复合材料结合了碳纤维的导电性，金 属镍的磁性和导电性，聚苯胺的良好的加工性、稳定性及电性能，是一种高效实用的 微波吸收材料。本发明得到的镀镍碳纤维复合填料结合了碳纤维和金属镍的导电性及 镍的磁性能，是一种新型电磁双复材料。