一種在超寬頻譜范圍內具有良好電磁波吸收能力的聚酰胺基紡織材料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于納米材料及功能性紡織品制備技術領域，具體設及一種在超寬頻譜范 圍內具有良好電磁波吸收能力的聚酷胺基紡織材料的制備方法。
【背景技術】
[0002] 電磁波污染會嚴重危害人體健康，特別是對一些弱體質人群，如孕婦等。此外，電 磁波對通訊設備和電氣電子設備的正常運行會造成嚴重危害。在軍事領域和通訊領域中， 電磁波的泄露還會造成泄密。因此，開發各類電磁波防護材料一直都是研究熱點，也是市場 熱點。特別是具有防電磁波福射功能的紡織面料，市場需求極大。因為在日常生活中，隨著 各種電子設備的日益普及，人們在每天都可W接觸到大量的電磁波，而研究已經表明強電 磁波的存在對人體的健康是有危害的，尤其是對一些特殊人群，如孕婦、老人、特種行業工 作者等。
[0003] 在現實生活中，各種頻段的電磁波共存，因此無論是研究者還是市場，都希望開發 出在超寬頻率范圍內都具有良好電磁波吸收能力的材料。總所周知，要讓紡織面料具有防 電磁福射功效，必須往紡織面料中加入各種能夠吸收或反射電磁波的介質。而一般介質對 電磁波的吸收或反射能力與其成分或形貌結構密切相關，因而如要讓紡織面料在很寬的頻 率下都具有良好的電磁波防護能力，則往往需要添加多種類型的電磁波吸收或反射介質， 而如要加入大量介質則面臨著兩大技術難題： 1、如何將大量介質負載到紡織面料中去。一般將介質負載到紡織面料中去的方法有2 中：一是對紡織面料進行表面涂覆;二是通過某些粘接劑將介質粘接到面料上去。但顯然， 在兩種方法中大量介質負載到面料中去都是極為困難的。
[0004] 2、過多介質負載到面料上去必然導致面料的紡織性能的下降。由于紡織面料最終 需要做成各種穿戴用品，因此對其有一定的紡織性能要求，如流動性、彎曲性、初性等。而過 多負載介質必然影響其紡織性能，從而不利于產品的大規模應用。
[0005] 因此，如需讓紡織面料在超寬頻率范圍內都具有良好的電磁波吸收或反射能力， 就必須讓防電磁波介質本身具有良好的超寬頻率電磁波吸收能力。基于上述分析，本發明 擬采用鐵磁共振頻率處于lOOMHz~10G化超寬頻率范圍內的儀鋒鐵氧體作為電磁波吸收介 質，通過將鐵氧體設計成一維納米棒和Ξ維納米顆粒的多形貌組合，特別是采用具有直徑 呈現一維梯度變化的納米棒，運些對于拓寬鐵氧體的電磁波吸收頻率范圍是極為有利的。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種在超寬頻譜范圍內 具有良好電磁波吸收能力的聚酷胺基紡織材料的制備方法，該材料在lOOMHz~10G化超寬頻 率范圍內，其電磁波吸收率不低于30地。
[0007] 所述的一種在超寬頻譜范圍內具有良好電磁波吸收能力的聚酷胺基紡織材料的 制備方法，其特征在于其主要合成步驟如下： 1) 吸波介質的選擇:W具有納米尺寸的一維線狀結構和Ξ維顆粒結構的儀鋒鐵氧體為 吸波介質，且一維線狀結構和Ξ維顆粒結構的儀鋒鐵氧體的質量比為1:2~3; 2) 漿料制備:將步驟1)的儀鋒鐵氧體加入去離子水中，然后加入離子液體作為分散劑， 開啟機械攬拌，W140-160轉/分鐘的轉速攬拌6-10分鐘，制得儀鋒鐵氧體吸波介質源分散 液，備用； 3) 紡織材料的選擇與表面處理:選擇聚酷胺纖維長線作為紡織材料，將聚酷胺纖維長 線放入無水乙醇和丙酬混合液中浸泡6-10分鐘后，分離并烘干，備用； 4) 吸波紡織材料的制備:將步驟3)表面處理后的聚酷胺纖維長線放入步驟2)得到的儀 鋒鐵氧體吸波介質源分散液中，開啟機械攬拌，W210-230轉/分鐘的轉速攬拌10-20分鐘， 再浸泡20-40分鐘，繼續機械攬拌，攬拌轉速控制在110-130轉/分鐘，攬拌為6-10分鐘后，將 聚酷胺纖維長線從分散液中取出； 5) 后續處理:將步驟4)中取出的聚酷胺纖維長線放入室溫的去離子水中，機械攬拌清 洗，攬拌轉速控制在90-110轉/分鐘，時間為4-6分鐘，分離后再放入室溫去離子水中浸泡8- 12分鐘取出，將取出的長線于100°C烘干，得到聚酷胺基紡織材料。
[000引所述的一種在超寬頻譜范圍內具有良好電磁波吸收能力的聚酷胺基紡織材料的 審恪方法，其特征在于步驟1)中所述的儀鋒鐵氧體具有如下成分：（Nii-x-yZnxCoy)Fe204，其 中 X為0.^0.15，y 為0.01 ~0.012。
[0009] 所述的一種在超寬頻譜范圍內具有良好電磁波吸收能力的聚酷胺基紡織材料的 制備方法，其特征在于步驟1)中所述的儀鋒鐵氧體具有納米尺寸的一維線狀結構和Ξ維顆 粒結構，一維線狀結構為納米棒，直徑呈現梯度變化，尺寸范圍為30~1 lOnm; Ξ維顆粒結構 為納米顆粒，顆粒的直徑為20~50nm。
[0010] 所述的一種在超寬頻譜范圍內具有良好電磁波吸收能力的聚酷胺基紡織材料的 制備方法，其特征在于步驟2)中機械攬拌轉速為150轉/分鐘，攬拌時間為8分鐘。
[0011] 所述的一種在超寬頻譜范圍內具有良好電磁波吸收能力的聚酷胺基紡織材料的 制備方法，其特征在步驟2)中所述離子液體為[BMIN]BCU，其含量控制在5~8 wt%，運里的 含量是指離子液體相對于去離子水的百分含量。
[0012] 所述的一種在超寬頻譜范圍內具有良好電磁波吸收能力的聚酷胺基紡織材料的 制備方法，其特征在于步驟3)中所述無水乙醇和丙酬體積比為2:1。
[0013] 所述的一種在超寬頻譜范圍內具有良好電磁波吸收能力的聚酷胺基紡織材料的 制備方法，其特征在于步驟4)機械攬拌轉速為220轉/分鐘，攬拌時間為15分鐘，浸泡時間為 30分鐘，浸泡后繼續機械攬拌轉速為120轉/分鐘，時間為8分鐘。
[0014] 所述的一種在超寬頻譜范圍內具有良好電磁波吸收能力的聚酷胺基紡織材料的 制備方法，其特征在于步驟5)后續處理攬拌轉速為100轉/分鐘，時間為5分鐘，浸泡時間為 10分鐘。
[0015] 所述的一種在超寬頻譜范圍內具有良好電磁波吸收能力的聚酷胺基紡織材料的 制備方法，其特征在于制得的聚酷胺基紡織材料在lOOMHz~10G化超寬頻率范圍內，其電磁 波吸收率不低于30地。
[0016] 通過采用上述技術，與現有技術相比，本發明的有益效果如下： 1) 本發明通過采用儀鋒鐵氧體的納米棒和納米顆粒混合物作為吸波介質，且其納米棒 的直徑為梯度分布，尺寸范圍為30~llOnm，納米顆粒直徑為20~50nm，能使納米棒和納米顆 粒混合均勻，通過將鐵氧體設計成一維納米棒和Ξ維納米顆粒的多形貌組合，特別是采用 具有直徑呈現一維梯度變化的納米棒，運些對于拓寬鐵氧體的電磁波吸收頻率范圍是極為 有利;且將該儀鋒鐵氧體充分混入紡織面料中，能滿足其紡織性能要求，如流動性、彎曲性、 初性等，利于該類紡織產品的大規模應用； 2) 本發明將限定的儀鋒鐵氧體混合物加入去離子水中，并W離子液體作為分散劑，攬 拌均勻制得鐵氧體吸波介質源分散液;采用無水乙醇和丙酬混合液對聚酷胺長線進行表面 預處理;再將處理后的聚酷胺纖維長線放入鐵氧體吸波介質源分散液中，充分攬拌混合;最 后將吸附了納米儀鋒鐵氧體的聚酷胺纖維長線進行清洗和烘干后處理，得到了聚酷胺基紡 織材料，該紡織材料在lOOMHz~10G化超寬頻率范圍內，其電磁波吸收率不低于30地，具有良 好的電磁波防護功能，特別適用于一些弱體質人群，如孕婦等，而且能保證通訊設備和電氣 電子設備的正常運行，甚至在軍事領域和通訊領域中，避免了電磁波的泄露造成的泄密，具 體很好的應用前景。
【附圖說明】
[0017] 圖1為所采用的具有直徑梯度分布的儀鋒鐵氧體納米棒的1微米的電鏡照片； 圖2為所采用的具有直徑梯度分布的儀鋒鐵氧體納米棒的50納米的電鏡照片； 圖3為所采用的儀鋒鐵氧體納米顆粒的500納米的電鏡照片； 圖4為所采用的儀鋒鐵氧體納米顆粒的50納米的電鏡照片； 圖5為所采用的儀鋒鐵氧體納米顆粒的200納米的電鏡照片。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合具體實施例對本發明進行進一步描述，但本發明的保護范圍并不僅限于 此： 圖1為本發明實施例所采用的具有直徑梯度分布的儀鋒鐵氧體納米棒的1微米的電鏡 照片；圖2為本發明實施例所采用的具有直徑梯度分布的儀鋒鐵氧體納米棒的50納米的電 鏡照片；圖3為本發明實施例所采用的儀鋒鐵氧體納米顆粒的500納米的電鏡照片；圖4為本 發明實施例所采用的儀鋒鐵氧體納米顆粒的50納米的電鏡照片；圖5為本發明實施例所采 用的儀鋒鐵氧體納米顆粒的200納米的電鏡照片。
[0019] 實施例1:在超寬頻譜范圍內具有良好電磁波吸收能力的聚酷胺基紡織材料的制 備方法，包括如下步驟： 1) 吸波介質的選擇:選擇儀鋒鐵氧體為吸波介質，其成分為(Nio. sssZno. iCOQ. Q12腳2〇4， 儀鋒鐵氧體呈現一維納米棒和Ξ維納米顆粒的組合，其中納米棒的直徑呈現梯度變化，細 端部分的直徑為30nm，粗端部分的直徑為110nm，；S維納米顆粒的直徑為20nm左右，且一維 納米棒和Ξ維納米顆粒的儀鋒鐵氧體的質量比為1:2; 2) 漿料制備:將納米儀鋒鐵氧體材料加入去離子水中，然后加入含量為8 wt%的離子液 體[BMIN]B(n4作為分散劑，開啟機械攬拌，W150轉/分鐘的轉速攬拌8分鐘，制得鐵氧體吸 波介質源分散液，備用； 3) 紡織材料的選擇與表面處理:選擇聚酷胺纖維長線作為紡織材料，將該長線放入無 水乙醇和丙酬體積比為2:1的混合液中浸泡8分鐘后，分離并烘干，備用； 4) 吸波紡織材料的制備:將步驟3)表面處理后的聚酷胺纖維長線放入鐵氧體吸波介質 源分散液中，開啟機械攬拌，W220轉/分鐘的轉速攬拌15分鐘后，浸泡30分鐘后，繼續機械 攬拌，攬拌轉速控制在120轉/分鐘，時間為8分鐘后，將長線從分散液中取出； 5) 后續處理:將取出的長線放入室溫去離子水中，機械攬拌清洗，攬拌轉速控制在100 轉/分鐘，時間為5分鐘，分離后再放入室溫去離子水中浸泡10分鐘取出。將取出的長線于 100°C烘干，制得所需的防電磁波聚酷胺基紡織材料。
[0020] 實施例2:-種在超寬頻譜范圍內具有良好電磁波吸收能力的聚酷胺基紡織材料 的制備方法，包括如下步驟： 1) 吸波介質的選擇:選擇儀鋒鐵氧體為吸波介質，其成分為(Nio.84Zn().i5C〇().()i)Fe2化。 儀鋒鐵氧體呈現一維納米棒和Ξ維納米顆粒的組合，其中納米棒的直徑呈現梯度變化，細 端部分的直徑為30nm，粗