綜述了聚合物/碳系填料發(fā)泡復(fù)合材料在電磁屏蔽領(lǐng)域應(yīng)用的研究進(jìn)展,重點討論了各種碳系填料(石墨烯、碳納米管、碳纖維)以及多組分碳系填料對發(fā)泡復(fù)合材料電磁屏蔽性能的影響及相關(guān)電磁屏蔽原理。結(jié)果表明,碳系填料的功能化、泡孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控、材料多層次結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制備工藝的優(yōu)化等是改善聚合物/碳系填料發(fā)泡復(fù)合材料電磁屏蔽性能的有效途徑。 

【文章來源】：中國塑料. 2020年10期 北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

電磁屏蔽材料的技術(shù)應(yīng)用

對于PCC來說，碳系填料的加入可以增加電磁波的反射損耗（SER）和吸收損耗（SEA)[14]。但是，當(dāng)電磁波從空氣射入到PCC表面時，2種介質(zhì)的介電常數(shù)不同會造成波阻抗不匹配，很難射入PCC內(nèi)部，造成電磁波在材料表面反射，引起電磁波的二次污染[15]。采用發(fā)泡的方法制備PCFC不僅可以顯著改善電磁波在PCC表面反射的問題，還可以進(jìn)一步提高電磁屏蔽性能。主要作用機(jī)理如下：（1）發(fā)泡劑氣體的引入可以顯著降低PCC的介電常數(shù)，有利于電磁波進(jìn)入PCFC內(nèi)部被消耗掉[16];(2）多孔結(jié)構(gòu)與碳系填料間存在著協(xié)同作用，即泡孔的生長有利于碳系填料在泡孔壁上的富集和取向，增加了碳系填料間的有效搭接，促進(jìn)了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成。碳系填料不僅具備成核劑的作用而且還能增大聚合物的熔體黏彈性，可以在發(fā)泡基體內(nèi)部形成大量的小尺寸多孔結(jié)構(gòu)[17];(3)PCFC多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部由碳系填料搭接而成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)可以使電磁波轉(zhuǎn)變?yōu)榫植侩娏鳎ǜ袘?yīng)電流）而被吸收。同時，電磁波在泡孔內(nèi)部可以發(fā)生多重反射作用，轉(zhuǎn)變成熱能被消耗，機(jī)理示意圖如圖2所示[18]。值得指出的是，發(fā)泡工藝的選擇可以有效控制PCFC的泡孔結(jié)構(gòu)和發(fā)泡性能，進(jìn)而改善PCFC的電磁屏蔽性能。如圖3所示[19]，在泡孔成核初期，碳系填料均勻的分散在聚合物基體內(nèi)部；隨著泡孔的生長，發(fā)泡驅(qū)動力引起雙向拉伸誘導(dǎo)作用使得碳系填料重新分布，增加了碳系填料間的搭接效率，電導(dǎo)率和SE在這個過程中存在最大值；隨著發(fā)泡時間的延長，泡孔尺寸的進(jìn)一步增加會破壞導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的完整性，引起PCFC的電導(dǎo)率和SE大幅度降低。圖3 PCFC的微觀結(jié)構(gòu)隨泡孔生長的變化

PCFC的微觀結(jié)構(gòu)隨泡孔生長的變化

【參考文獻(xiàn)】：
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