سنتز نانوكامپوزيت‌هاي پلي‌آنيلين/ فريت‌كبالت‌روي و استفاده از آنها در ساخت پوشش ضد رادار

Synthesis of polyaniline/zinc-cobalt ferrite nanocomposites and their use in the preparation of radar absorber coatings

در اين پژوهش ابتدا ذرات فريت كبالت- روي ( با فرمول Co0.5Zn0.5Fe2O4) به روش سل ژل خود احتراقي سنتز شدند. صحت انجام سنتز فوق توسط روش هاي FT-IR و پراش اشعه ايكس با زاويه پهن (WAXD) تاييد شد. در آزمون WAXD ذرات، پيك هاي مربوط به ساختار بلوري اسپينل ديده شد. ذرات مغناطيسي سنتزي، در تهيه كامپوزيت‌هاي پلي آنيلين / فريت كبالت- روي با نسبت هاي 1:3، 1:1 و 6:1 به كار گرفته شدند. براي تهيه اين كامپوزيت ها، پليمريزاسيون اكسايشي درجاي آنيلين با شروع كننده آمونيوم پرسولفات و در حضور ذرات فريت كبالت- روي صورت گرفت. كامپوزيت هاي سنتز شده توسط روشهاي FT-IR، WAXD و SEM مورد آناليز قرار گرفتند. از پخش كامپوزيت هاي پلي آنيلين/ فريت كبالت- روي در ماتريس اپوكسي در درصد وزني 20%، كامپوزيت هاي نهايي سنتز شدند. آناليز TEM پخش مناسب ذرات در مقياس nm 10-100 را نشان داد، لذا كامپوزيت هاي سنتزي در مقياس نانوكامپوزيت به حساب مي آيند. خاصيت جذب اين كامپوزيت-ها در محدوده فركانس GHz 8-12 كه محدوده رادار محسوب مي شود، مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در بين مواد سنتز شده، كامپوزيت حاوي پلي-آنيلين/فريت كبالت- روي با نسبت 1 به 1 كمترين ميزان جذب، برابر با dB -16 را در فركانس GHz 11.5 نشان مي‌دهد.

In this research, first Zinc- Cobalt ferrite particles, with Co0.5Zn0.5Fe2O4 formula, was prepared via sol–gel auto-combustion method. The magnetic particles were characterized by WAXD and FT- IR techniques. WAXD analysis exhibited the diffraction peaks of the cubic spinel structure for the synthesized nanoparticles. Then, they were employed in the preparation of PANI/ Co0.5Zn0.5Fe2O4 composites, with 3:1, 1:1 and 1:6 weight ratios, by in situ polymerization of aniline monomer in the presence of proper amount of Co0.5Zn0.5Fe2O4 nano particles and ammonium persulfate as initiator. The synthesized composites were analyzed by FT-IR, SEM and XRD methods. Subsequently, polyaniline/Co0.5Zn0.5Fe2O4 particles were incorporated (in 20 wt. %) in an epoxy resin matrix to produce final nanocomposites. The morphological properties of these composites were investigated by TEM. Based on TEM image, particle sizes between 10-100 nm were found for polyaniline/Co0.5Zn0.5Fe2O4 nano powders. The reflection loss of fabricated nano composites was measured in the radar region, i.e. the frequency range of 8-12 GHz. In the proper amount of 1:1 weight ratio of polyaniline to Co0.5Zn0.5Fe2O4, reflection loss reached its minimum value of -16 dB.