视黄基席夫碱盐吸波剂
日期：2018-11-28 11:18
由于有机材料密度小,且吸收频带的调节余地较大,因此,研制新型有机高一分子微波吸波材料已引起人们的较大兴趣。美国研制了一种视黄素席夫碱有机聚合物,该材料的吸收频带宽,能减少雷达反射系数约80%。采用维生素A(VA)与一系列胺类化合物反应,生成各种视黄基席夫碱及其金属络合物。通过IR、ESR、NMR和 Mossbauer谱图的表征,确证其基本结构。其物性、电性、磁性和吸波性能的测定表明,视黄基席夫碱是一种半导体物质,其铁络合物是一种半导体顺磁性物质。这类材料的密度约为1.1g/cm3,当吸收衰减大于10dB时,用波导法测得试样1的频宽为8.8~11.2GHz、12.214.0GHz,试样2的频宽为14.6~18.0GHz。
1.制备工艺
所用的原料是用维生素A醋酸酯结晶加精制植物油制成的油溶液,因而先用粗玻璃砂漏斗抽滤,使维生素A醋酸酯与油分离,在一定条件下,将维生素A醋酸酯水解,生成维生素A1;氧化维生素A1,生成视黄醛;将合成的视黄醛与不同的二胺反应,生成相应的视黄基席夫碱;最后,在一定条件下,合成相应的视黄基席夫碱盐。将34.0gVA醋酸酯溶于乙醇-水中,在氮气下于80℃碱性条件下水解反应5h,制成28.8g维生素A1(VA1,即产物1)。在25℃避光,振荡。按MnO2VA1质量比为4:1~5:1,用20.0gMnO2氧化5.0gVA1,通过薄层色谱跟踪分析。1天后有视黄醛色斑,至6天后VA色斑完全消失,制成视黄醛(Ⅱ)。在80℃,以乙醇苯为溶剂,将7.0g视黄醛加热回流共沸脱水后分别与0.41g乙二胺及0.75g对苯二胺反应至无水出现,制成两种视黄基席夫碱产物Ⅲ3.2g和产物ⅣN3.1g。
将FeCl3·6H2O在120℃烘烤脱水,取5.06 g FeCl溶于25.0mL无水乙醇。向装有电动搅拌、回流冷凝管、温度计、恒压滴液漏斗的四口烧瓶中依次加入4.3g产物Ⅲ、0.83g乙二胺、45mL无水乙醇溶液,搅拌并开始水浴加热。向材料，恒压滴液漏斗中加入FC的乙醇溶液,待烧瓶中温度升至80℃,开始滴FeCl1的乙醇溶液,并控制滴液速度为2滴/s,滴后再回流加热约4h,放置冷滤出沉淀,用无水乙醇洗3-4次,加热干燥,得土黄色粉末状固体。在二氯甲烷中重结晶,得2.8g产物V,产率58.6%。 在四口烧瓶中依次加入4.3g产物Ⅳ、2.4g对苯二胺、45mL无水乙醇,搅拌并开始水浴加热。向恒压滴液漏斗中加入FeCl3的乙醇溶液。待烧瓶中温度升」至80℃,开始滴加FeCl2的乙醇溶液,并控制滴液速度为2滴/s,滴完后再回流加热约4h,放置,冷却、滤出沉淀,用无水乙醇洗3-4次,加热干燥,得黑色粉末状固体,在二氯甲烷中重结晶,得2.8g产物Ⅵ,产率5.7%。
2.吸波性能
视黄基席夫碱盐类是由多种视黄基席夫碱盐组成的、在线形多烯主链上含有连接二价基的双链碳氮结构的有机聚合物,这类高极化盐类材料结构中的双联离子位移,具有很强的极性,能迅速使电磁波转换成热能散发出去,因而具有吸波功能。组合不同的盐类,可吸收不同頻率的电磁波,因此它吸收频带宽,能使武器装备的雷达散射波衰减80%,而质量只有铁氧体的1/10。有报道称这种涂层已用于B2轰炸机。
图2-12是吸收剂反射率随频率变化的计算曲线
当视黄基席夫碱与金属离子形成络合物后,其正、负电荷通过双键的重组能够很容易地沿着分子的共轭链移动,从而使材料的复介电常数和复磁导率发生改变,进而影响到材料的丰GHz，图2-12吸收剂反射率随频率的变化曲线吸波性能。由图2-12可见样品V、Ⅵ的反射率小于一9dB的频带为8.41一样品V:2一样品Ⅵ10.7GHz,并且样品Ⅵ对电磁波的衰减效果较样品V好。9.0GHz下测得样品V的电损耗角正切值为0.24,磁损耗角正切值为0.18,说明在其吸收频带下,其对电磁波的衰减不仅表现在电损耗上还表现在磁损耗上;样品Ⅵ的电损耗角正切值为0.22,磁损耗角正切值为0.17,说明在其吸收频带下,其对电磁波的衰减和样品V一样,对电磁波的衰减既有电损耗,又有磁损耗。另外,芳香族视黄基席夫碱盐的吸波性能优于脂肪族,因为芳香族的大键参与共轭,使化合物具有更多的π电子,并能生成比较理想的共平面金属络合物。
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