碳納米管-硅橡膠復(fù)合電磁屏蔽材料的研制.pdf

1、以硅橡膠為基體的復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料因成型快、制備工藝簡(jiǎn)單、便于加工等優(yōu)勢(shì)而受到廣泛關(guān)注。本文通過對(duì)碳纖維、石墨、導(dǎo)電鈦白粉、銀粉、碳納米管等導(dǎo)電填料制備出硅橡膠復(fù)合材料,并進(jìn)行性能比對(duì),著重研究了碳納米管／硅橡膠復(fù)合材料的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性能。系統(tǒng)的研究了微波處理、提純、剪切分散、球磨等工藝對(duì)碳納米管微觀組織以及對(duì)復(fù)合材料電磁屏蔽性能的影響。
　　 研究表明,在碳納米管的預(yù)處理過程中,微波處理能夠消除CNTs中的非晶碳并提高石

2、墨化程度,減少CNTs的結(jié)構(gòu)缺陷；采用硫酸和硝酸配制出的混酸氧化可以將碳納米管的純度提純到95％以上；機(jī)械球磨會(huì)使CNTs的管壁產(chǎn)生裂口,增加管端的數(shù)量,長(zhǎng)時(shí)間的球磨會(huì)導(dǎo)致CNTs的碳管長(zhǎng)度大幅度降低,甚至形成碳顆粒。導(dǎo)電高分子材料中填料會(huì)在基體中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),在石墨含量為5wt％時(shí)石墨／硅橡膠復(fù)合材料的體積電阻率下降到6.3×1010Ω·cm,石墨含量在5～15wt％這區(qū)間,材料的體積電阻率變化較小,含量到30％時(shí),電阻率下降到105

3、Ω·cm。碳纖維和石墨對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性能影響相近,碳纖維含量為20％時(shí),材料的電阻率下降到109Ω·cm,含量為35wt％時(shí),電阻率下降到了105Ω·cm。碳納米管可以大幅度的提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性能,隨著碳納米管含量的提高,復(fù)合材料的電阻率呈下降趨勢(shì),當(dāng)碳納米管的加載量為12％時(shí),CNTs／硅橡膠復(fù)合材料的體積電阻下降了10個(gè)數(shù)量級(jí),達(dá)到了103Ω·cm。
　　 復(fù)合材料的電磁屏蔽性能隨著電阻的下降而提高,對(duì)于碳纖維／復(fù)合電磁

4、屏蔽材料,碳纖維含量的增加會(huì)提高其屏蔽性能,高添加量的體系中會(huì)形成有效的導(dǎo)電通道,會(huì)增大電磁波的損耗。碳纖維的添加量為60wt％時(shí),屏蔽性能變化相對(duì)平滑。說明導(dǎo)電通道已經(jīng)基本形成,再繼續(xù)增大添加量對(duì)屏蔽性能的影響不大,受碳纖維自身電磁性能的影響,在0.03～1500MHz屏蔽區(qū)間,碳纖維／復(fù)合材料屏蔽峰值只可達(dá)到23dB。碳納米管的導(dǎo)電性能要遠(yuǎn)優(yōu)于碳纖維,低含量的碳納米管就可以達(dá)到高含量碳纖維復(fù)合材料的屏蔽效果,12wt％的CNTs可使