Page 50 - 《精细化工》2019年第11期
P. 50
·2198· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷
2.2.4 介电常数及反射损耗测定 处达到最低值（–13.38 dB），有效带宽为 2.2 GHz
对吸波材料而言，在满足阻抗匹配的基础上， （8.2~10.4 GHz）。复合材料的吸波机理为∶电磁波
更高的介电常数表明材料具有更强的电磁波损耗能 进入泡沫玻璃内部后在孔壁间发生多重反射，从而
力。泡沫玻璃和复合材料的介电常数见图 7。由泡 能量被衰减；分散在内部的聚苯胺在电磁波的作用
沫玻璃和复合材料的 （介电常数的实部）和 （介 下发生极化作用，通过极化损耗和介电损耗将电磁
电常数的虚部）可知，复合材料比泡沫玻璃具有更 波消耗掉。所以，原位聚合和乳液聚合所制备的复
强的电磁波损耗能力。乳液聚合制得 PANI/泡沫玻 合材料相比纯泡沫玻璃而言，吸波性能都有很大程
璃的 的为 2.23~2.46，原位聚合制得 PANI/泡沫玻 度提升，并且乳液聚合比原位聚合所制备材料的吸
璃的 为 1.94~2.01。泡沫玻璃的 仅为 0.62~0.64。 波性能更好。
材料的介电常数实部（ ）代表材料的介电极化能
力，复合材料因为界面极化使 提高。虚部 越高 3 结论
意味着介电损耗越大，掺杂 PANI 具有半导体的特
（1）PANI 作为吸波剂添加到泡沫玻璃中可以
性，与泡沫玻璃复合后在泡沫玻璃内部形成导电网
实现材料抗压强度、气孔结构和吸波性能的最优化。
络，降低了泡沫玻璃的电阻率，提高了泡沫玻璃的
（2）以硼玻璃粉为原料、炭黑含量为 0.1%、
介电常数。所以，PANI 与泡沫玻璃复合后，得到的
Fe 2 O 3 和炭黑的物质的量比为 2∶3 时，泡沫玻璃的
复合材料相比纯泡沫玻璃具有更强的介电损耗能力。 气孔结构均匀，体积密度为 0.62 g/cm ，吸水率为
3
4.1%，抗压强度为 2.2 MPa。
（3）原位聚合 PANI/泡沫玻璃的最小反射损耗
为–12.56 dB，有效带宽为 2.0 GHz，乳液聚合制得
PANI/泡沫玻璃的最小反射损耗为–13.38 dB，有效
带宽为 2.2 GHz。
本文成功制备了吸波性能优异的泡沫玻璃复合
吸波材料，材料可应用在结构型微波吸收材料领域。
为之后导电高分子类吸波剂与泡沫玻璃复合提供了
参考。
图 7 泡沫玻璃和复合材料的介电常数 参考文献：
Fig. 7 Dielectric constants of foam glass and composites [1] Héctor Lorduy G, Castellanos L M. Electromagnetic waves'
self-focusing in metamaterials having both LHM and RHM behavior:
泡沫玻璃和复合材料的反射损耗见图 8。可以 An application to filter design[J]. Journal of Electromagnetic Waves
看到，纯泡沫玻璃在 X 波段具有一定的吸波性能， and Applications, 2018, 33(5): 564-571.
[2] Sabban I F, Pangesti G, Saragih H T. Effects of exposure to
主要是由于残留在泡沫玻璃内部的炭黑作用所致。 electromagnetic waves from 3G mobile phones on oxidative stress in
原位聚合制得 PANI/泡沫玻璃的反射损耗在频率为 fetal rats[J]. Pakistan Veterinary Journal, 2018, 38(4): 384-388.
[3] Lee W J, Baek S M, Kim S Y. Design of electromagnetic wave
8.53 GHz 时达到最低，为–12.56 dB，反射损耗小于 absorbing sandwich composite for secondary bonding application[J].
–10 dB 的有效带宽为 2.0 GHz（8.2~10.2 GHz）。同时， Journal of Electromagnetic Waves and Applications, 2019, 33(5):
625-636.
乳液聚合制得 PANI/泡沫玻璃的反射损耗在 8.45 GHz [4] Huo W L, Yan S, Wu J M, et al. A novel fabrication method for glass
foams with small pore size and controllable pore structure[J]. Journal
of the American Ceramic Society, 2017, 100(12): 5502-5511.
[5] Qu Y N, Xu J, Su Z G, et al. Lightweight and high-strength glass
foams prepared by a novel green spheres hollowing technique [J].
Ceramics International, 2016, 42(5): 6526-6527.
[6] D'amore G K O, Caniato M, Travan A, et al. Innovative thermal and
acoustic insulation foam from recycled waste glass powder[J].
Journal of Cleaner Production, 2017, 165: 1306-1315.
[7] Huo W, Zhang X, Chen Y, et al. Novel mullite ceramic foams with
high porosity and strength using only fly ash hollow spheres as raw
material[J]. Journal of the European Ceramic Society, 2018, 38(4):
2035-2042.
[8] Qu Y N, Huo W L, Xi X Q, et al. High porosity glass foams from
waste glass and compound blowing agent[J]. Journal of Porous
图 8 泡沫玻璃和复合材料的反射损耗 Materials, 2016, 23(6): 1451-1458.
Fig. 8 Reflection loss of foam glass and composites （下转第 2212 页）
