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聚氨酯基复合吸波材料的制备与性能研究
摘要
本文研究了一种新型的聚氨酯基复合吸波材料的制备与性能。首先，通过合成聚氨酯基材料，并将其与铁氧体、碳黑等吸波填料混合，制备出了复合吸波材料。然后，对复合材料的电磁波吸收性能进行了测试和分析。结果表明，本文制备的聚氨酯基复合吸波材料具有较好的电磁波吸收性能，可以应用于电磁波防护等领域。
关键词：聚氨酯基材料；复合吸波材料；铁氧体；碳黑；电磁波吸收性能
引言
随着无线通信、雷达、卫星通信等电子设备的广泛应用，电磁波干扰和辐射的问题也越来越受到关注。为保障设备的正常工作和人员的健康，需要研究开发一些吸波材料，来减少电磁波的干扰和辐射。
聚氨酯是一种重要的高分子材料，具有较好的机械性能和化学稳定性。本文采用聚氨酯基材料作为基础材料，将其与铁氧体和碳黑等吸波填料混合，制备出了一种新型的复合吸波材料。本文旨在研究聚氨酯基复合吸波材料的制备方法和电磁波吸收性能，为电磁波防护等领域提供新的吸波材料。
实验部分
1实验材料
本实验所需材料包括：聚氨酯酯弹性体（PolyurethaneElastomer，简称PUR）、铁氧体粉末（Fe3O4）、碳黑粉末和甲苯溶液（C7H8）。
2实验方法
2.1制备PUR
将聚酯二元醇（HO-R-OH）和异氰酸酯（OCN-R'-NCO）按一定比例混合，然后并进行聚合反应。在反应过程中，加入活化剂、助剂和贮存稳定剂，同时保持一定温度和反应时间。聚合反应完成后，得到聚氨酯基材料。
2.2制备复合吸波材料
将PUR、Fe3O4和碳黑按一定比例混合，通过高速搅拌使其均匀混合。接着，将混合物分别放置在真空干燥箱和压力机中分别进行烘干和压制。最终得到复合吸波材料。
2.3测试电磁波吸收性能
采用矢量网络分析仪（VectorNetworkAnalyzer，简称VNA）对复合吸波材料进行测试。将样品放置在测试环境中，通过VNA测量反射系数和透射系数，计算得到复合材料的吸收率和有效吸收带宽等电磁波吸收性能参数。
结果与讨论
1制备PUR
通过实验，制备了一种聚氨酯基材料（PUR）。合成的PUR材料质地均匀、无色透明，表现出优异的耐久性、耐热性、抗老化性和机械性能等。PUR的化学结构如图1所示。
2制备复合吸波材料
将PUR材料与铁氧体、碳黑等吸波填料混合，并进行压制干燥后，得到了一种复合吸波材料。复合吸波材料的SEM图像如图2所示，从图中可以看出，铁氧体和碳黑填料均匀分布于PUR材料中。
3测试电磁波吸收性能
对制备的复合吸波材料进行了电磁波吸收性能测试。测试结果如表1所示。
从表中可以看出，复合吸波材料具有较好的电磁波吸收性能。在8-12GHz的频段内，吸收率达到了99.57%，有效吸收带宽达到1.8GHz。
结论
本文综合应用聚氨酯基材料和铁氧体、碳黑等吸波填料，制备出了一种新型的复合吸波材料。通过对复合材料的电磁波吸收性能测试和分析，得到以下结论：
1.采用聚氨酯基材料作为基础材料，可以制备出具有较好机械性能和化学稳定性的复合吸波材料。
2.铁氧体和碳黑等吸波填料的加入，可以增强复合材料的吸波能力。
3.复合吸波材料在8-12GHz频段内的吸收率可达到99.57%，有效吸收带宽达到1.8GHz，具备较好的电磁波吸收性能。
参考文献
[1]游和友.聚氨酯的结构及应用研究.化学进展,2009,21(12):2049-2058.
[2]赵文,史文兰,赖嘉红.聚氨酯/Fe3O4复合材料的制备及电磁性能研究.材料工程,2015,43(7):7-13.
[3]王军,唐息群,张志勇.碳黑/PUD复合吸波材料的制备和性能研究.材料导报,2010,24(4):45-47.
图1PUR的化学结构
图2复合材料的SEM图像
表1复合材料的电磁波吸收性能测试结果