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不过,聚合物树脂本身却并没有电磁屏蔽/吸波性能,必须通过外加大量的吸收剂来实现,比如铁氧体类或者碳材料类等,但这些吸收剂均与聚合物基体不相容性,从而导致吸收剂不能被聚合物基体完全浸润。
而对于聚合物复合材料发泡来说,大量吸收剂的添加不仅增加了基体中缺陷的数量,还增强了复合材料的刚度,而这直接导致大量的发泡剂不能用于材料的膨胀,因此,高填充聚合物复合材料发泡变得异常困难。
作为大比表面的碳材料——石墨烯具有良好的电磁屏蔽/吸波性能。特别是采用CVD等方法制备的石墨烯性能几乎接近“完美”,与聚合物没有亲和性,且在聚合物基体中很难均匀分散。
笔者所在的科研团队,通过调控氧化石墨中的可挥发物质的含量,成功实现了氧化石墨的低温常压剥离,制备了含有大量含氧基团的氧化石墨烯,并已成功申请中国发明专利。
聚酰亚胺微发泡电磁屏蔽材料显威力
利用氧化石墨烯表面丰富的含氧基团,中科院宁波材料所的研究人员通过共混手段改善了氧化石墨烯在热塑性聚酰亚胺树脂中的分散,并通过相分离工艺成功在聚酰亚胺/氧化石墨烯复合材料中引入了均匀泡孔结构。
研究人员发现,聚合物微发泡过程原位形成的拉伸作用不但有助于石墨烯的二次分散,还促进了石墨烯围绕泡孔结构进行取向。微发泡材料中氧化石墨烯的添加量可以高至10wt%,材料的密度为0.3g/cm3左右,材料在X波段的平均比电磁屏蔽效能为36.4dB/(g/cm3)。
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