质子酸掺杂耐热导电聚氨酯的电磁波吸收基质材料机理、性能与应用研究

本研究针对耐热导电聚氨酯（PCPU）的电磁波吸收性能优化问题，通过质子酸掺杂策略系统探究了其导电性增强机制及结构变化。研究发现，掺杂虽略微降低材料热稳定性与力学强度，但可形成离子凝胶网络，显著提升电磁波吸收剂（如纳米石墨Gr）的分散性与界面匹配特性。最终开发的10% Gr-PCPU-2CSA复合材料在2.5 mm厚度下实现最小反射损耗-27.98 dB、有效吸收带宽5.3 GHz，为高性能电磁波吸收基质材料设计提供了新思路。

　　

通过质子酸（Protonic acid）掺杂耐热导电聚氨酯弹性体（PCPU），可显著提升其导电性。研究采用不同种类质子酸及可变摩尔量的樟脑磺酸（CSA），通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见光谱（UV–vis）等技术系统揭示了PCPU的掺杂机制与分子结构变化。热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）和应力-应变测试结果表明，尽管质子酸掺杂会略微降低PCPU的热稳定性与断裂强度，但其可形成离子凝胶网络，促进电磁波（EMW）吸收剂在基质中的均匀分散。此外，掺杂使PCPU与纳米石墨（Gr）复合制备的电磁波吸收材料（EMWAMs）具备可调控的电磁匹配特性与增强的波衰减能力，在宽频范围内展现出优异吸收性能。例如，10% Gr-PCPU-2CSA复合材料在2.5 mm厚度下可实现最小反射损耗-27.98 dB，有效吸收带宽达5.3 GHz。本研究为开发高性能电磁波吸收基质材料提供了新策略。