电磁屏蔽用硅橡胶复合材料的纳米层级构建
发布时间：2020-12-08 11:34
随着信息技术的飞速发展,电磁波被广泛应用在日常生活的各个领域。然而,随之而来的电磁干扰、电磁泄密和电磁污染等问题给电子设备的正常工作、信息安全和人类健康等带来了严重的威胁。电磁屏蔽用硅橡胶复合材料具有优异的耐高低温性、环境稳定性和密封性等,在航空航天、军事等尖端领域具有重要的应用。目前商品化硅橡胶电磁屏蔽材料是通过在硅橡胶中添加60 wt%以上的银粉制备,存在成本高、密度大、易腐蚀等缺点。因此,开发质轻、高效的硅橡胶电磁屏蔽材料具有重要的应用需求。石墨烯作为一种新型碳纳米材料,其优异的导电性能使其在电磁屏蔽领域具有潜在的应用,然而目前最常用的氧化石墨烯还原法所制备的还原氧化石墨烯（rGO）,由于结构缺陷较多而导致其电导率严重下降,所制备的复合材料的电导率和电磁屏蔽性能离预期的目标还有很大的距离。此外,石墨烯极高的比表面积,使其在硅橡胶基体中极易发生团聚,导致复合材料的综合性能下降;而且对于传统的“随机结构”硅橡胶/石墨烯复合材料,即石墨烯在基体中无规分布,不仅需要较高的石墨烯填充量才能形成导电通路,而且石墨烯被绝缘的硅橡胶包围,导致石墨烯间的电阻较高,直接制约了硅橡胶/石墨烯复合材料电...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
屏蔽体电磁屏蔽原理图
图 1-2 电镀铜法制备环氧树脂/铜复合材料流程图Fig. 1-2 Schematic diagram of the fabrication process combined with synthesizing an adsorptionmodified epoxy resin substrate and electroless copper plating1.2.2.2 碳基材料碳基材料主要指的是用碳纤维（CF）、碳化硅纤维、炭黑、碳纳米管（CNT）、石墨烯等碳系材料作为填充材料与聚合物基体复合制成的屏蔽材料。这种碳基复合型屏蔽材料则具备密度小、比强度高、化学稳定性好、成型性好等长处，在电磁屏蔽复合材料中的应用受到更多重视。对用碳纤维、炭黑、碳纳米管和石墨烯等碳系材料与聚合物制得的复合材料的屏蔽性能进行了大量研究，相比较金属基材料，在相同添加量下，碳基材料的力学性能和屏蔽效果都有显著提高。Meenakshi V.等人[18]报道了利用溶液共混的方法将氧化石墨烯与酸化碳纳米管进行杂化，然后用还原剂水合肼在高温下还原制备石墨烯纳米片与碳纳米管的杂化粒子（GCNT）；再将杂化粒子与聚氨酯（PU）溶液混合，在模具中真空除去溶
图 1-3 石墨烯片与碳纳米管杂化流程图Fig. 1-3 Schematic representation of the synthesis procedure adopted for synthesizing graphennanoplatelets-CNT hybrid虽然一般的碳系材料多作为导电填料应用于电磁屏蔽领域，由于其化学性，与基体聚合物相容性差，往往复合材料需高的填充量，但屏蔽效果却有限随着表面改性处理技术的发展，为解决上述问题提供了可能性。如表面镀金属沉积超细石墨颗粒、碳纤维表面镀覆 SiC[19]、涂敷聚苯胺（PANI）[20]、碳纳管与纤维素复合[21]等。借助这些特殊表面改性工艺处理方法，碳系材料在电磁蔽领域又向前跨进了一大步。Wu J. M.等人[22]报道了运用电泳沉积和化学还原方法用还原氧化石墨烯改性碳纤维，并通过涂敷模板成型的方法制备rGO-CF/EP 复合材料。因为 GO 还原后表面还是会残余一定量的含氧基团，增了与环氧树脂基体的相容性，故碳纤维在基体中分散更加均匀稳定。通过对电过程中的电压和时间的控制能够控制 CF 的改性程度，在相同的填料含量 0.5 wt下，对其导电和电磁屏蔽性能进行了测试比较，最终结果表明当电泳电压为 60 V
【参考文献】：
期刊论文
[1]化学改性氧化石墨烯交联的聚酰亚胺气凝胶（英文）[J]. 梁祎,卢赟,姚维尚,张学同. 物理化学学报. 2015(06)
[2]镀银玻璃微珠/炭纤维填充导电硅橡胶的电磁屏蔽性能[J]. 彭祖雄,张海燕,陈天立,胡永俊,曾国勋. 高分子材料科学与工程. 2011(01)
本文编号：2905022
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
屏蔽体电磁屏蔽原理图
图 1-2 电镀铜法制备环氧树脂/铜复合材料流程图Fig. 1-2 Schematic diagram of the fabrication process combined with synthesizing an adsorptionmodified epoxy resin substrate and electroless copper plating1.2.2.2 碳基材料碳基材料主要指的是用碳纤维（CF）、碳化硅纤维、炭黑、碳纳米管（CNT）、石墨烯等碳系材料作为填充材料与聚合物基体复合制成的屏蔽材料。这种碳基复合型屏蔽材料则具备密度小、比强度高、化学稳定性好、成型性好等长处，在电磁屏蔽复合材料中的应用受到更多重视。对用碳纤维、炭黑、碳纳米管和石墨烯等碳系材料与聚合物制得的复合材料的屏蔽性能进行了大量研究，相比较金属基材料，在相同添加量下，碳基材料的力学性能和屏蔽效果都有显著提高。Meenakshi V.等人[18]报道了利用溶液共混的方法将氧化石墨烯与酸化碳纳米管进行杂化，然后用还原剂水合肼在高温下还原制备石墨烯纳米片与碳纳米管的杂化粒子（GCNT）；再将杂化粒子与聚氨酯（PU）溶液混合，在模具中真空除去溶
图 1-3 石墨烯片与碳纳米管杂化流程图Fig. 1-3 Schematic representation of the synthesis procedure adopted for synthesizing graphennanoplatelets-CNT hybrid虽然一般的碳系材料多作为导电填料应用于电磁屏蔽领域，由于其化学性，与基体聚合物相容性差，往往复合材料需高的填充量，但屏蔽效果却有限随着表面改性处理技术的发展，为解决上述问题提供了可能性。如表面镀金属沉积超细石墨颗粒、碳纤维表面镀覆 SiC[19]、涂敷聚苯胺（PANI）[20]、碳纳管与纤维素复合[21]等。借助这些特殊表面改性工艺处理方法，碳系材料在电磁蔽领域又向前跨进了一大步。Wu J. M.等人[22]报道了运用电泳沉积和化学还原方法用还原氧化石墨烯改性碳纤维，并通过涂敷模板成型的方法制备rGO-CF/EP 复合材料。因为 GO 还原后表面还是会残余一定量的含氧基团，增了与环氧树脂基体的相容性，故碳纤维在基体中分散更加均匀稳定。通过对电过程中的电压和时间的控制能够控制 CF 的改性程度，在相同的填料含量 0.5 wt下，对其导电和电磁屏蔽性能进行了测试比较，最终结果表明当电泳电压为 60 V
【参考文献】：
期刊论文
[1]化学改性氧化石墨烯交联的聚酰亚胺气凝胶（英文）[J]. 梁祎,卢赟,姚维尚,张学同. 物理化学学报. 2015(06)
[2]镀银玻璃微珠/炭纤维填充导电硅橡胶的电磁屏蔽性能[J]. 彭祖雄,张海燕,陈天立,胡永俊,曾国勋. 高分子材料科学与工程. 2011(01)
本文编号：2905022
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