[发明专利]一种高分散各向异性电磁功能复合薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁功能复合薄膜的制备方法，特别涉及一种高分散各向异性电磁功能复合薄膜的制备方法。

背景技术

近年来，电磁功能化聚苯胺复合薄膜受到了研究者越来越多的重视。电磁功能化聚苯胺复合薄膜被广泛地应用在电池、电显示、分子电器件、非线性光学、传感器、电磁屏蔽等各个领域。采用传统的电化学、平面旋涂、浸渍、或流延法等方法能够得到一定厚度的自支撑导电聚苯胺薄膜。但当向聚苯胺基体中加入磁性纳米颗粒时，由于磁性纳米颗粒的磁性和小尺寸性极易产生团聚，其在聚苯胺中的分散效果很差，导致成膜性不佳，不能产生良好的电磁性能。并且这些方法无法对聚苯胺复合薄膜的结构进行各向异性设计，很难制备出高质量的电磁功能的复合薄膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高分散各向异性电磁功能复合薄膜的制备方法；该方法操作简单高效，可以制备出高质量的电磁功能化聚苯胺复合薄膜。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的高分散各向异性电磁功能复合薄膜的制备方法，其包括如下步骤：

1）制备PANI/γ-Fe₂O₃复合颗粒，其合成过程如下：

将苯胺单体、磁性γ-Fe₂O₃纳米颗粒和十二烷基苯磺酸加入到去离子水中，0-4℃下超声分散10-20min形成含苯胺、十二烷基苯磺酸和磁性γ-Fe₂O₃纳米颗粒的混合体系；所述混合体系中的苯胺单体浓度为0.1-0.2mol/L，磁性γ-Fe₂O₃纳米颗粒浓度为0.08-0.2mol/L，十二烷基苯磺酸浓度为0.05-0.1mol/L；

然后在室温和超声分散下向上述混合体系中滴加过硫酸铵水溶液，继续搅拌12-18h；再将所得产物分别用乙醇和去离子水交替洗涤四次，而后在真空烘箱中干燥洗涤后的所得产物40-48h，得到PANI/γ-Fe₂O₃复合颗粒；所述含苯胺、十二烷基苯磺酸和磁性γ-Fe₂O₃纳米颗粒的混合体系和所述的过硫酸铵溶液的体积比为2:1-8:5；

2）分别将PANI/γ-Fe₂O₃复合颗粒和本征态聚苯胺粉末溶解在等体积的N-甲基吡咯烷酮溶剂中并超声分散30-40min，形成均相溶液A和均相溶液B；所述均相溶液A中PANI/γ-Fe₂O₃复合颗粒浓度为0.04-0.2g/ml；所述均相溶液B中N-甲基吡咯烷酮溶剂浓度为15g/ml，然后再将均相溶液A和均相溶液B混合并继续超声分散30-40min得混合液C；

3）取混合液C滴在置于磁场中平行于磁力线方向的玻璃片中央，使混合液C经自流延均匀铺满整个玻璃片，而后通过红外灯照射使玻璃片上的溶剂完全蒸发形成一层薄膜，将所形成的薄膜从玻璃片上剥离下来，得到高分散各向异性电磁功能复合薄膜。

所述的磁性γ-Fe₂O₃纳米颗粒为针状γ-Fe₂O₃磁性纳米颗粒，其长度500-700nm，直径70-90nm。

所述过硫酸铵溶液浓度为0.3-0.5mol/L。

所述在室温和超声分散下向混合体系滴加过硫酸铵水溶液的滴加速度为2-4ml/min。

所述的玻璃片长度5cm-20cm，宽度2cm-8cm。

所述步骤3）的混合液C滴在置于磁场中平行于磁力线方向的玻璃片中央的滴加量为0.05-0.15ml/cm²。