聚合物/碳系填料发泡复合材料电磁屏蔽性能的研究进展
发布时间：2020-12-21 12:42
综述了聚合物/碳系填料发泡复合材料在电磁屏蔽领域应用的研究进展,重点讨论了各种碳系填料(石墨烯、碳纳米管、碳纤维)以及多组分碳系填料对发泡复合材料电磁屏蔽性能的影响及相关电磁屏蔽原理。结果表明,碳系填料的功能化、泡孔结构的调控、材料多层次结构的设计、制备工艺的优化等是改善聚合物/碳系填料发泡复合材料电磁屏蔽性能的有效途径。
【文章来源】：中国塑料. 2020年10期 北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
电磁屏蔽材料的技术应用
对于PCC来说，碳系填料的加入可以增加电磁波的反射损耗（SER）和吸收损耗（SEA)[14]。但是，当电磁波从空气射入到PCC表面时，2种介质的介电常数不同会造成波阻抗不匹配，很难射入PCC内部，造成电磁波在材料表面反射，引起电磁波的二次污染[15]。采用发泡的方法制备PCFC不仅可以显著改善电磁波在PCC表面反射的问题，还可以进一步提高电磁屏蔽性能。主要作用机理如下：（1）发泡剂气体的引入可以显著降低PCC的介电常数，有利于电磁波进入PCFC内部被消耗掉[16];(2）多孔结构与碳系填料间存在着协同作用，即泡孔的生长有利于碳系填料在泡孔壁上的富集和取向，增加了碳系填料间的有效搭接，促进了导电网络的形成。碳系填料不仅具备成核剂的作用而且还能增大聚合物的熔体黏弹性，可以在发泡基体内部形成大量的小尺寸多孔结构[17];(3)PCFC多孔结构内部由碳系填料搭接而成的导电网络可以使电磁波转变为局部电流（感应电流）而被吸收。同时，电磁波在泡孔内部可以发生多重反射作用，转变成热能被消耗，机理示意图如图2所示[18]。值得指出的是，发泡工艺的选择可以有效控制PCFC的泡孔结构和发泡性能，进而改善PCFC的电磁屏蔽性能。如图3所示[19]，在泡孔成核初期，碳系填料均匀的分散在聚合物基体内部；随着泡孔的生长，发泡驱动力引起双向拉伸诱导作用使得碳系填料重新分布，增加了碳系填料间的搭接效率，电导率和SE在这个过程中存在最大值；随着发泡时间的延长，泡孔尺寸的进一步增加会破坏导电网络的完整性，引起PCFC的电导率和SE大幅度降低。图3 PCFC的微观结构随泡孔生长的变化
PCFC的微观结构随泡孔生长的变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳系填料填充型电磁屏蔽材料的研究进展[J]. 王丽君,尧银海,鲁云. 西华大学学报(自然科学版). 2020(03)
[2]导电硅橡胶泡沫材料的制备与性能研究[J]. 贾亚兰,张文焕,刘涛,罗世凯. 功能材料. 2020(03)
[3]环氧树脂基碳纳米复合电磁屏蔽材料研究[J]. 李克训,马江将,张泽奎,马晨,贾琨,刘伟,张捷,李静,王东红. 强激光与粒子束. 2019(10)
[4]GNS/PMMA泡沫复合材料的制备及其电磁屏蔽性能[J]. 赵慧慧,姬科举,许银松,黄正跟,戴振东. 材料科学与工程学报. 2014(03)
[5]导电聚合物电磁屏蔽材料及其应用[J]. 余凤斌,夏祥华,王文华,冯立明. 绝缘材料. 2008(01)
[6]电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状[J]. 赵灵智,胡社军,何琴玉,李伟善,陈俊芳,汝强. 包装工程. 2006(02)
博士论文
[1]PMMA/MWCNTs微孔发泡复合材料制备方法及电磁屏蔽性能研究[D]. 李婷婷.山东大学 2019
[2]环氧树脂/碳纳米复合材料的微孔发泡及其电磁屏蔽性能研究[D]. 李建通.西北工业大学 2018
[3]PVDF基复合材料的微观结构设计与电磁屏蔽性能研究[D]. 王慧.中国科学技术大学 2018
硕士论文
[1]Fe基磁性金属及其石墨烯复合吸波材料研究[D]. 李俊.南京邮电大学 2019
[2]聚偏氟乙烯基纳米复合材料的制备及电磁屏蔽性能研究[D]. 程浩然.郑州大学 2019
[3]轻质聚醚醚酮电磁屏蔽材料的制备及性能研究[D]. 韩冰.吉林大学 2017
[4]环氧树脂/镀镍碳纤维导电复合泡沫的制备及性能研究[D]. 杨建明.中北大学 2017
[5]通过超临界二氧化碳发泡技术制备导电聚苯乙烯/石墨烯纳米复合材料微孔泡沫[D]. 胡琪卉.北京化工大学 2014
[6]微孔发泡聚酰亚胺电磁屏蔽复合材料的制备与表征[D]. 凌建强.宁波大学 2013
本文编号：2929844
【文章来源】：中国塑料. 2020年10期 北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
电磁屏蔽材料的技术应用
对于PCC来说，碳系填料的加入可以增加电磁波的反射损耗（SER）和吸收损耗（SEA)[14]。但是，当电磁波从空气射入到PCC表面时，2种介质的介电常数不同会造成波阻抗不匹配，很难射入PCC内部，造成电磁波在材料表面反射，引起电磁波的二次污染[15]。采用发泡的方法制备PCFC不仅可以显著改善电磁波在PCC表面反射的问题，还可以进一步提高电磁屏蔽性能。主要作用机理如下：（1）发泡剂气体的引入可以显著降低PCC的介电常数，有利于电磁波进入PCFC内部被消耗掉[16];(2）多孔结构与碳系填料间存在着协同作用，即泡孔的生长有利于碳系填料在泡孔壁上的富集和取向，增加了碳系填料间的有效搭接，促进了导电网络的形成。碳系填料不仅具备成核剂的作用而且还能增大聚合物的熔体黏弹性，可以在发泡基体内部形成大量的小尺寸多孔结构[17];(3)PCFC多孔结构内部由碳系填料搭接而成的导电网络可以使电磁波转变为局部电流（感应电流）而被吸收。同时，电磁波在泡孔内部可以发生多重反射作用，转变成热能被消耗，机理示意图如图2所示[18]。值得指出的是，发泡工艺的选择可以有效控制PCFC的泡孔结构和发泡性能，进而改善PCFC的电磁屏蔽性能。如图3所示[19]，在泡孔成核初期，碳系填料均匀的分散在聚合物基体内部；随着泡孔的生长，发泡驱动力引起双向拉伸诱导作用使得碳系填料重新分布，增加了碳系填料间的搭接效率，电导率和SE在这个过程中存在最大值；随着发泡时间的延长，泡孔尺寸的进一步增加会破坏导电网络的完整性，引起PCFC的电导率和SE大幅度降低。图3 PCFC的微观结构随泡孔生长的变化
PCFC的微观结构随泡孔生长的变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳系填料填充型电磁屏蔽材料的研究进展[J]. 王丽君,尧银海,鲁云. 西华大学学报(自然科学版). 2020(03)
[2]导电硅橡胶泡沫材料的制备与性能研究[J]. 贾亚兰,张文焕,刘涛,罗世凯. 功能材料. 2020(03)
[3]环氧树脂基碳纳米复合电磁屏蔽材料研究[J]. 李克训,马江将,张泽奎,马晨,贾琨,刘伟,张捷,李静,王东红. 强激光与粒子束. 2019(10)
[4]GNS/PMMA泡沫复合材料的制备及其电磁屏蔽性能[J]. 赵慧慧,姬科举,许银松,黄正跟,戴振东. 材料科学与工程学报. 2014(03)
[5]导电聚合物电磁屏蔽材料及其应用[J]. 余凤斌,夏祥华,王文华,冯立明. 绝缘材料. 2008(01)
[6]电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状[J]. 赵灵智,胡社军,何琴玉,李伟善,陈俊芳,汝强. 包装工程. 2006(02)
博士论文
[1]PMMA/MWCNTs微孔发泡复合材料制备方法及电磁屏蔽性能研究[D]. 李婷婷.山东大学 2019
[2]环氧树脂/碳纳米复合材料的微孔发泡及其电磁屏蔽性能研究[D]. 李建通.西北工业大学 2018
[3]PVDF基复合材料的微观结构设计与电磁屏蔽性能研究[D]. 王慧.中国科学技术大学 2018
硕士论文
[1]Fe基磁性金属及其石墨烯复合吸波材料研究[D]. 李俊.南京邮电大学 2019
[2]聚偏氟乙烯基纳米复合材料的制备及电磁屏蔽性能研究[D]. 程浩然.郑州大学 2019
[3]轻质聚醚醚酮电磁屏蔽材料的制备及性能研究[D]. 韩冰.吉林大学 2017
[4]环氧树脂/镀镍碳纤维导电复合泡沫的制备及性能研究[D]. 杨建明.中北大学 2017
[5]通过超临界二氧化碳发泡技术制备导电聚苯乙烯/石墨烯纳米复合材料微孔泡沫[D]. 胡琪卉.北京化工大学 2014
[6]微孔发泡聚酰亚胺电磁屏蔽复合材料的制备与表征[D]. 凌建强.宁波大学 2013
本文编号：2929844
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