CNTs-PMMA微發(fā)泡納米復合材料的制備及其電學性能研究.pdf

1、碳納米管(CNTs)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微發(fā)泡納米復合材料是一種新型的功能泡沫材料，這種材料具有良好的電磁波吸收性能，在靜電保護、防雷宇航腔、電磁屏蔽外殼等電子科學領域中都有廣泛的應用前景。本文采用超臨界流體發(fā)泡技術制備了泡孔直徑小且分布均勻的CNTs/PMMA微發(fā)泡納米復合材料，詳細的研究了微發(fā)泡納米復合材料的泡孔結構，并研究了微發(fā)泡納米復合材料的電學性能及電磁波吸收性能。
　　CNTs的引入可以明顯降低CNTs/PM

2、MA微發(fā)泡納米復合材料的泡孔直徑以及提高其泡孔密度。CNTs含量對CNTs/PMMA微發(fā)泡納米復合材料的泡孔結構沒有明顯影響。當CNTs含量為1～2.5wt.％時，微發(fā)泡納米復合材料的泡孔直徑為3.9～4.8μm，泡孔密度為5.83×1010～6.71×1010 cells/cm3。CNTs/PMMA微發(fā)泡納米復合材料的泡孔直徑隨著CNTs長徑比的增大先增加后減小。CNTs長徑比為50～5000時，CNTs/PMMA微發(fā)泡納米復合材料的

3、泡孔直徑為3.6～6.1μm，泡孔密度為6.71×1010～8.62×1010 cells/cm3。且在CNTs長徑比為500時泡孔直徑最小，泡孔密度最高。當發(fā)泡溫度為50～95℃時，CNTs/PMMA微發(fā)泡納米復合材料的泡孔直徑為2.2～7.3μm，泡孔密度為1.05×1010～3.29×1011cells/cm3。
　　CNTs/PMMA微發(fā)泡納米復合材料的電導率與納米復合材料相比，在低頻段會有顯著降低，在高頻段能夠維持納米復

4、合材料的電導率。其電導率隨著CNTs含量的增加而增大;隨CNTs長徑比的增大先升高后降低。隨著發(fā)泡溫度的升高，CNTs/PMMA微發(fā)泡納米復合材料的電導率先升高后降低。當CNTs含量為2.5wt.％、長徑比為50時，CNTs/PMMA微發(fā)泡納米復合材料的電導率在1GHz頻率時可以達到0.46S/m。由于存在大量微泡孔，CNTs/PMMA微發(fā)泡納米復合材料的介電常數(shù)與納米復合材料相比顯著降低，降低幅度可達到82～96％。隨著CNTs含量的

5、增加，其介電常數(shù)增大;隨CNTs長徑比的增加，其介電常數(shù)先增大后減小。當CNTs長徑比為50、含量低于2.5wt.％時，CNTs/PMMA微發(fā)泡納米復合材料的介電常數(shù)在1GHz頻率時為1.32～2.7。
　　CNTs/PMMA微發(fā)泡納米復合材料在高頻下的電磁波吸收效能主要受到電導率和介電常數(shù)影響，當電導率為0.04S/m～1S/m、介電常數(shù)為1～8時，其吸收效率超過50％。本研究中，當CNTs含量在1.5～2wt.％時，CNTs/