浙工大叶会见等轻质三维多孔导电泡沫复合材料研究取得进展

成果简介

具有良好延展性、低密度、高屏蔽性能的电磁屏蔽材料在通信电子、航空航天、军工等领域具有优异的应用前景。具有高导电性和电磁屏蔽效率的轻质三维多孔导电泡沫复合材料近年来受到广泛关注。本文，浙江工业大学叶会见副教授，徐立新教授等在《Polym. Compos》期刊发表名为“Three-dimensional graphene/carbon nanotube electromagnetic shielding composite material based on melamine resin foam template”的论文，研究通过与石墨烯（GNs）和多壁碳纳米管（CNTs）协同改性制备了一种特殊的物理改性碳化三聚氰胺泡沫（CMF）。

采用独特的3D孔结构的轻质CMF复合材料，可实现高效率的EMI屏蔽。利用稀层纳米片和碳纳米管在定制微孔结构中的协同效应，15wt% GNs-CNTs/CMF复合材料表现出0.03g/cm3的低密度和 34.0S/m 的高导电性，从而具有 3840dB⋅cm2/g 的显著 EMI 屏蔽效果.微孔结构通过引入多个接口来增加电磁波的多次反射损耗，并改善导电路径的结构以提供出色的屏蔽性能。本工作说明了具有靶功能轻质EMI屏蔽材料的潜在应用参考意义。

图文导读

图1、制备具有多孔结构的GNs-CNTs/CMF复合材料的示意图。

图2、在HBPE的帮助下，剥落石墨烯和碳纳米管的形貌和结构

图3、多孔复合材料的SEM图像

图4、填料负载量为15 wt%的CMF泡沫的EMI屏蔽性能

图5、碳化泡沫三聚氰胺复合材料电磁干扰屏蔽机理示意图.

小结

根据三聚氰胺泡沫的独特多孔结构这一特点，通过简单的真空浸渍和热处理制备了GNs-CNTs/CMF复合泡沫。在超支化HBPE作为聚合物稳定剂的帮助下，对所需的导电石墨烯和碳纳米管进行液相剥离。所得的CMF泡沫具有出色的EMI屏蔽能力、低密度和大导电性。根据上述材料特性，得出低密度复合材料的高电磁屏蔽效果在便携式电子通信和高标准军事或航空航天应用中具有广阔的应用前景。

文献：

https://doi.org/10.1002/pc.27284