[發明專利]磁性復合納米纖維及其制備方法

無效

• 申請號: 200910187312.7
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN101649501A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 車如心
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: D01F6/44
• 分類號: D01F6/44;D01F1/10;D01D5/00;D01F6/46
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 賈漢生

1.磁性復合納米纖維，其特征在于用于隱身技術與電磁屏蔽中吸波劑的多 層復合納米纖維，由外層導電聚合物材料、里層磁性納米晶核所組成，纖維直 徑為80nm～4.0μm，磁性納米晶質量分數為10～15％，纖維長度在2μm～80μm 范圍可調，纖維長徑比為5～1000；

由其制備的納米復合吸波材料能覆蓋厘米波、毫米波、紅外、可見光波段； 在2-18GHz頻率范圍，平均衰減大于-20dB，峰值吸收達到-60dB，反射率均小 于-10dB；密度為d＝0.2-0.6g/cm3，強度可達2-4Mpa，分散性能優良，可均勻地 分散在基料中；

其中：所述導電聚合物為聚二溴乙炔、聚二氯乙炔及聚二苯基乙炔及其嵌 段或接枝共聚物中的一種：當聚乙炔鏈段含量為10％-25％時與苯乙烯或異戊二 烯成為的嵌段共聚物；當聚苯乙烯或聚異戊二烯為主鏈，聚乙炔為側鏈的接枝 共聚物；其中聚乙炔鏈段含量為10％-40％；其嵌段或接枝共聚物均為可溶性導 電高分子，W_M為3×10⁴～1×10⁷；

所述磁性納米晶核為納米鐵氧體或空心微珠型磁性納米晶；其中所述的納 米鐵氧體選自軟磁γ-Fe₂O₃材料或硬磁材料BaFe₁₂O₁₉；空心微珠型磁性納米晶 為SmFeO₃/Fe₂O₃納米晶+空心微珠，空心微珠直徑1-3μm；

是用以下步驟制得的：

(a)為磁性流體層，(b)為導電聚合物溶液層，(c)反電極，(d)為電極插入磁性 流體中，(e)為高壓電源，(f)為提供強磁場的永磁鐵或線圈；磁場輔助電紡法是 在垂直強的磁場中的耐熱容器(g)中進行的：一個電極(d)插入耐熱容器(g)中的底 部，另一反電極(c)置于耐熱容器上方，導電聚合物溶液(b)表面同反電極之間的 距離可調；操作時，當導電聚合物溶液(b)加入后，沉浸在耐熱容器(g)中的底部 電極上的電壓不斷增加至35～40KV、上面的反電極與液面相距10～15cm時聚 合物溶液開始向接地的反電極實現多股噴射，下層磁性流體沖擊上層導電聚合 物溶液形成無數針狀物而電紡絲得到納米纖維；

所述強磁場的磁鐵的磁通量為80mT；強磁場的線圈的磁通量為50mT。

2.根據權利要求1所述磁性復合納米纖維，其特征在于以磁性納米晶為核 的復合磁性納米纖維：其圓形橫截面的外層為導電聚合物(a)，內層為納米鐵 氧體核(b)；

纖維直徑為85～165nm，平均直徑為10nm的軟磁γ-Fe₂O₃納米粒子或硬磁 Fe₃O₄納米粒子較均勻地分布在導電聚合物纖維中；

在2～18GHz頻率范圍，磁性復合納米纖維吸波劑對電磁波的衰減平均大 于-15dB，峰值吸收達到-40dB，反射率均小于-10dB；密度為d＝0.6g/cm³，強度 可達2.6Mpa。

3.根據權利要求1所述磁性復合納米纖維，其特征在于以空心微珠型磁性 納米晶為核的復合磁性納米纖維：其圓形橫截面的外層為導電聚合物(a)，其 內層為納米鐵氧體與富鐵空心微珠中的鐵相形成的兩相交換耦合包裹體(c)， 最中心為空心微珠的空腔(d)；

纖維直徑約在2-3.5μm，平均直徑為1.5-3.0μm，SmFeO₃/Fe₂O₃納米晶包裹 空心微珠較均勻地分布在導電聚合物纖維中；

在2～18GHz頻率范圍，磁性復合納米纖維吸波劑對電磁波的衰減平均大 于-20dB，峰值吸收達到-60dB，反射率均小于-10dB；密度為d＝0.2g/cm³，強度 可達4Mpa。