ABS基電磁屏蔽復(fù)合材料及擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本論文針對(duì)目前電磁屏蔽復(fù)合材料的屏蔽效能較低、力學(xué)性能差或成本高的特點(diǎn),以膨脹石墨、不銹鋼纖維作為填充型電磁屏蔽基元材料,與ABS樹(shù)脂采用共混、擠出成型、熱壓成型等工藝制備電磁屏蔽復(fù)合材料。考察了膨脹石墨、不銹鋼纖維的含量、處理方法、形狀等因素對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能、力學(xué)性能和電磁屏蔽效能的影響。以金屬網(wǎng)、金屬箔作為導(dǎo)電央層,與純ABS樹(shù)脂及上述填充型電磁屏蔽復(fù)合材料進(jìn)行組合設(shè)計(jì),制備出高屏蔽效能的多相電磁屏蔽夾層復(fù)合材料；并將金屬網(wǎng)、金屬

2、箔和純樹(shù)脂三者復(fù)合的夾層材料進(jìn)行擴(kuò)大尺寸實(shí)驗(yàn),通過(guò)自由空間法對(duì)它的電磁屏蔽效能進(jìn)行分析。最后,對(duì)復(fù)合材料中金屬網(wǎng)和金屬箔導(dǎo)電夾層的回收做了初步設(shè)計(jì)。
　　 在填充型電磁屏蔽基元材料的處理中,采用硅烷偶聯(lián)劑KH550對(duì)膨脹石墨和不銹鋼纖維具有良好的改性作用。在70 wt％的乙醇水溶液中,超聲波對(duì)膨脹石墨有很好的粉碎效果。
　　 對(duì)于膨脹石墨/ABS電磁屏蔽復(fù)合材料,膨脹石墨采用三種處理方法,1號(hào)膨脹石墨用硅烷偶聯(lián)劑KH55

3、0改性:2號(hào)膨脹石墨在70 wt％的乙醇水溶液中超聲波粉碎,再用硅烷偶聯(lián)劑KH550改性；3號(hào)是膨脹石墨原樣。三種填料相同含量下,填加2號(hào)膨脹石墨的復(fù)合材料體積電阻率最小,填加1號(hào)膨脹石墨的復(fù)合材料體積電阻率次之；三種填料相同含量下,填加2號(hào)膨脹石墨的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度最大、沖擊強(qiáng)度最小,填加1號(hào)膨脹石墨的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度居于中間,填加1號(hào)膨脹石墨原樣的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度最小、沖擊強(qiáng)度最大。以前兩種處理方式的膨脹石墨為填料,在頻率

4、范圍為30 MHz～1.8 GHz內(nèi),厚度為2 mm的復(fù)合材料電磁屏蔽效能隨膨脹石墨含量的增加而逐漸增強(qiáng),并且這兩種填料相同含量下,以填充2號(hào)膨脹石墨的復(fù)合材料電磁屏蔽效能較高,將其厚度增加為3 mm時(shí),電磁屏蔽效能提高了2～3 dB。
　　 對(duì)于膨脹石墨/不銹鋼纖維/ABS電磁屏蔽復(fù)合材料,采用1.5 wt％硅烷偶聯(lián)劑改性的膨脹石墨為填料,保持其含量為20 wt％。2 wt％硅烷偶聯(lián)劑改性直徑為12μm的不銹鋼纖維。隨著不銹鋼

5、纖維含量增加,復(fù)合材料的體積電阻率迅速下降。將不銹鋼纖維改為直徑為6.5μm,其含量為10 wt％時(shí),體積電阻率從2.01×104Ω·cm降到2307Ω·cm。隨著不銹鋼纖維含量增加,拉伸強(qiáng)度先增加后減小,沖擊強(qiáng)度基本不變。改為直徑為6.5μm的不銹鋼纖維時(shí),復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度變化不大。添加了不銹鋼纖維之后,電磁屏蔽效能明顯增強(qiáng),當(dāng)不銹鋼纖維含量達(dá)到16wt％時(shí),在頻率范圍為30 MHz～1.8 GHz內(nèi),2 mm厚的復(fù)合材料

6、電磁屏蔽效能可達(dá)10.21～33.68 dB；不銹鋼纖維改為直徑為6.5μm后,其含量為10wt％、復(fù)合材料的電磁屏蔽效能可達(dá)22.5～46.37 dB。
　　 在復(fù)合了單層200目不銹鋼網(wǎng)后,單層200目不銹鋼網(wǎng)/ABS樹(shù)脂的電磁屏蔽效能在30 MHz～1.8 GHz頻率范圍內(nèi)可達(dá)23～70 dB。在復(fù)合了單層鋁箔后,鋁箔厚度為30μm,單層鋁箔/ABS樹(shù)脂的電磁屏蔽效能在30 MHz～1.8 GHz頻率范圍內(nèi)可達(dá)61～84

7、dB。在復(fù)合了單層200目不銹鋼網(wǎng)和單層鋁箔時(shí),單層200目不銹鋼網(wǎng)/單層鋁箔/ABS基層復(fù)合材料的屏蔽效能在30 MH～1.8 GHz頻率范圍內(nèi)可達(dá)81～88 dB,屏蔽效能大于同頻率下的單層200目不銹鋼網(wǎng)或單層鋁箔,但不是兩者同頻率下屏蔽效能簡(jiǎn)單的疊加。把以上三種夾層材料中的純ABS樹(shù)脂改為填充型電磁屏蔽復(fù)合材料作為匹配層后,電磁屏蔽效能均有所提高,但提高幅度不大。
　　 對(duì)于大尺寸平板材料,厚度均約為1 mm、面積為1