聚乳酸導(dǎo)電高聚物復(fù)合纖維膜電磁屏蔽性能研究【畢業(yè)設(shè)計(jì)+開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　聚乳酸/導(dǎo)電高聚物復(fù)合纖維膜電磁屏蔽性能研究</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 紡織工程

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　摘要：本文用靜電紡絲技術(shù)制備聚乳酸纖維膜，用原位聚合法在聚乳酸纖維膜表

3、面鍍上一層聚吡咯膜。研究了聚吡咯聚合反應(yīng)的時(shí)間、溫度和復(fù)合膜中聚吡咯的含量對(duì)復(fù)合纖維膜電導(dǎo)率及靜電屏蔽性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同的聚合反應(yīng)時(shí)間、不同的反應(yīng)溫度和添加不同的聚吡咯的量都會(huì)使得復(fù)合膜的電磁屏蔽性能發(fā)生變化，當(dāng)聚合反應(yīng)時(shí)間為5小時(shí)、反應(yīng)溫度為常溫時(shí)、添加0.75克的聚吡咯使復(fù)合膜獲得良好的電磁屏蔽性能。此外，本文還通過(guò)對(duì)比不同條件下處理后的復(fù)合纖維膜的導(dǎo)電性性能，進(jìn)而分析得出影響聚乳酸/導(dǎo)電高聚物復(fù)合纖維膜電磁屏蔽性能的客

4、觀因素。</p><p>　　關(guān)鍵詞：聚乳酸；聚吡咯；電導(dǎo)率；電磁屏蔽性</p><p>　　The electromagnetic Shielding properties of polypyrrole-coated poly(L-Lactic) acid Nonwovens </p><p>　　Abstract：Poly(l-lactic) acid (PL

5、LA) nanofiber nonwoven has been fabricated by electrospinning. The polypyrrole (PPy) -coated PLLA composite fiber nonwoven was synthesized by in situ polymerization. The influence of polymerization time, temperature and

6、the PPy content in composite on the conductivity and elecytrostatic shielding performance were researched. The results show that polymerization reaction time, temperature and content of polypyrrole will affect the condu

7、ctivity and electromagnetic </p><p>　　Keywords: Polylactic acid; Polypyrrole intercalative; Conductivity; Electromagnetic shielding </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b&g

8、t;　　1 緒 論1</b></p><p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2 發(fā)展背景、現(xiàn)狀及趨勢(shì)1</p><p>　　1.2.1 歷史背景1</p><p>　　1.2.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.3 發(fā)展

9、趨勢(shì)3</p><p>　　2 研究基本原理4</p><p><b>　　2.1 聚乳酸4</b></p><p><b>　　2.2 聚吡咯4</b></p><p>　　2. 3 靜電紡絲5</p><p>　　2.3.1 原理5</p>

10、<p>　　2.3.2 影響因素5</p><p>　　2.4 復(fù)合纖維膜5</p><p><b>　　3 實(shí)驗(yàn)部分6</b></p><p>　　3.1 實(shí)驗(yàn)用品6</p><p>　　3.1.1 試劑6</p><p>　　3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備6<

11、/p><p>　　3.2 實(shí)驗(yàn)方法6</p><p>　　3.2.1 電導(dǎo)率的測(cè)定6</p><p>　　3.2.2 電阻率6</p><p>　　3.2.3 電阻率的測(cè)定7</p><p>　　3.3 實(shí)驗(yàn)配方7</p><p>　　3.4 實(shí)驗(yàn)步驟7</p>

12、<p>　　3.4.1 靜電紡絲法制備聚乳酸纖維膜7</p><p>　　3.4.2 聚乳酸/聚吡咯復(fù)合纖維膜的制備7</p><p>　　3.4.2.1 硫酸摻雜聚吡咯/聚乳酸復(fù)合纖維膜的制備7</p><p>　　4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論9</p><p>　　4.1 電導(dǎo)率9</p><p&g

13、t;　　4.1.1 厚度測(cè)量及結(jié)果9</p><p>　　4.2 電磁屏蔽性能9</p><p>　　4.2.1 導(dǎo)電性和屏蔽性能的關(guān)系9</p><p>　　4.2.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)電磁屏蔽性能的影響10</p><p>　　4.2.3 反應(yīng)溫度對(duì)電磁屏蔽性能的影響10</p><p>　　4.2.

14、4 摻雜物對(duì)電磁屏蔽性能的影響11</p><p>　　4.2.5 聚吡咯的量對(duì)電磁屏蔽性能的影響11</p><p><b>　　5 結(jié)論13</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p>　　致 謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p&

15、gt;<b>　　附錄15</b></p><p>　　附錄A 樣品厚度數(shù)據(jù)表15</p><p>　　附錄B 樣品電流 電壓等16</p><p><b>　　緒 論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>

16、　　隨著電子技術(shù)發(fā)展迅速,計(jì)算機(jī)、無(wú)線電通訊得以廣泛應(yīng)用和密集配置,使空間充斥了不同波長(zhǎng)和頻率的電磁波,這些電磁波干擾了電子產(chǎn)品的正常使用,成為繼大氣污染、水污染、噪聲污染后的一種新的污染源——電磁污染。經(jīng)醫(yī)學(xué)證明 ,電磁輻射可對(duì)生物體產(chǎn)生3種作用[1]:熱效應(yīng)、 非熱效應(yīng)、 累積效益 ,這些效應(yīng)對(duì)人體各器官、組織、系統(tǒng)都產(chǎn)生不同程度的危害。另一方面,在電子對(duì)抗技術(shù)中,電磁屏蔽材料成為了保障電子設(shè)備抵抗電磁干擾,使其正常運(yùn)行所必不可少的

17、新型材料。</p><p>　　早期的電磁屏蔽技術(shù)主要使用金屬及其復(fù)合材料,雖然這類材料具有良好的屏蔽性能,但是其彈性低、密度大、易腐蝕,價(jià)格昂貴,難于調(diào)節(jié)屏蔽效能,再生能力差。近年來(lái)隨著導(dǎo)電聚合物材料的出現(xiàn)及快速發(fā)展 ,因其具有使用方便、 質(zhì)量輕、易加工成型、低電阻率、性價(jià)比優(yōu)良等特點(diǎn),在屏蔽電磁波應(yīng)用領(lǐng)域有著很好的潛在優(yōu)勢(shì)[2,3]。電磁屏蔽聚合物材料主要分為復(fù)合型與結(jié)構(gòu)型[4]。復(fù)合型電磁屏蔽聚合物材料是以

18、絕緣聚合物為基質(zhì) 通過(guò)在其中加入一定量具有優(yōu)良導(dǎo)電性能的物質(zhì)復(fù)合而成 ,其導(dǎo)電過(guò)程靠金屬微粒提供自由電子載流子來(lái)實(shí)現(xiàn)。 結(jié)構(gòu)型電磁屏蔽聚合物材料是指分子結(jié)構(gòu)本身能導(dǎo)電或經(jīng)過(guò)摻雜處理之后具有導(dǎo)電功能的聚合物,如聚乙炔、聚苯胺等。</p><p>　　1.2 發(fā)展背景、現(xiàn)狀及趨勢(shì)</p><p>　　1.2.1 歷史背景</p><p>　　隨著現(xiàn)代電子工業(yè)的高速發(fā)

19、展, 以及各種商用和家用電子產(chǎn)品數(shù)量的急劇增加, 尤其是隨著電子線路和元件的微型化、集成化、輕量化和數(shù)字化, 導(dǎo)致日常使用的電子產(chǎn)品易受外界電磁波干擾（即EMI）而出現(xiàn)誤動(dòng)、圖像障礙以及聲音障礙等。同時(shí), 這些電子產(chǎn)品本身也向外發(fā)射電磁波, 從而形成了電磁波公害的問(wèn)題。如國(guó)外曾發(fā)生電子游戲機(jī)妨礙警察通訊袖珍電子計(jì)算機(jī)造成民航導(dǎo)航裝置發(fā)生誤動(dòng), 以及電腦控制的流水生產(chǎn)互失控、機(jī)械手亂動(dòng)作傷人等事件, 重則導(dǎo)致機(jī)毀人亡。為此, 世界上一些經(jīng)

20、濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家及有關(guān)國(guó)際組織先后制訂了防止電磁干擾的各種法規(guī), 以限制電子公害的發(fā)展。其中較著名的法規(guī)包括國(guó)際無(wú)線電抗干擾特別委員會(huì)頒布的CISPR國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)的FCC規(guī)定, 德國(guó)的VDE法規(guī), 以及英國(guó)、加拿大和日本等國(guó)的規(guī)定等。在已經(jīng)實(shí)施有關(guān)法規(guī)的國(guó)家中, 凡電磁波干擾的控制達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的電子電氣產(chǎn)品不允許出廠和進(jìn)口。另一方面, 電子產(chǎn)品的殼體材料已由大量的塑料或類似的高分子材料取代了原來(lái)的金屬或其它有效屏蔽材料。例如198

21、0年金屬殼體的使用量占60%, 塑料只占40%。而1986年金屬材料所占的比例降至35%, 塑料</p><p>　　1.2.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　目前,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家電磁屏蔽材料發(fā)展很快,特別是美國(guó)、英國(guó)、日本等已經(jīng)形成生產(chǎn)各種類別和系列規(guī)格的屏蔽材料產(chǎn)業(yè),至上世紀(jì)80年代末,美國(guó)生產(chǎn)屏蔽材料的公司就已超過(guò)25家,年銷售額以每年50%的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)在電磁屏蔽材料領(lǐng)域

22、相對(duì)滯后,開發(fā)應(yīng)用的品種較少,屏蔽性能低,未能形成產(chǎn)品的系列化和產(chǎn)業(yè)化。研究較多限于頻率1GHz以上的屏蔽材料,而10kHz～1GHz范圍內(nèi)屏蔽材料的研究起步較晚,僅有少數(shù)研究單位進(jìn)行研究,至今國(guó)內(nèi)使用的高檔屏蔽材料主要依靠國(guó)外進(jìn)口[6]。統(tǒng)計(jì)表明,在美國(guó)使用電磁屏蔽涂料方法占各種屏蔽方法的80 %以上。目前,國(guó)外開發(fā)重點(diǎn)為填充型復(fù)合材料[7]。</p><p>　　電磁屏蔽主要用來(lái)防止高頻電磁場(chǎng)的影響, 從而有

23、效地控制電磁波從某一區(qū)域向另一區(qū)域進(jìn)行輻射傳播。其基本原理是: 采用低電阻的導(dǎo)體材料, 并利用電磁波在屏蔽導(dǎo)體表面的反射和在導(dǎo)體內(nèi)部的吸收以及傳輸過(guò)程的損耗而產(chǎn)生屏蔽作用, 通常用屏蔽效果(SE)表示[8]。電磁波能量的衰減程度的大小表示了屏蔽效應(yīng)的好壞,它以分貝值(dB)來(lái)表示,分貝值越大,則衰減的效果越好[7]。</p><p>　　目前按所使用的主要有以下幾種電磁屏蔽材料：</p><p

24、><b>　　高分子導(dǎo)電涂料</b></p><p>　　目前研究較多的是摻合型導(dǎo)電涂料,主要由高分子聚合物、稀釋劑、添加劑以及導(dǎo)電性填料組成,即把導(dǎo)電微粒如金屬粉末金、銀、銅、鎳等和非金屬粉末碳、石墨、云母片等摻入到高分子聚合物,如丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯和乙烯基樹脂等,并使其具有導(dǎo)電性。高分子導(dǎo)電涂料包括銀系、碳系、銅系、鎳系等。</p><p><

25、;b>　　發(fā)泡金屬</b></p><p>　　對(duì)需要透氣散熱的電子儀器的通風(fēng)窗進(jìn)行電磁屏蔽時(shí)，原來(lái)只能采用金屬網(wǎng)或蜂窩狀截止波導(dǎo)。由于金屬網(wǎng)的屏蔽效果較低，不能滿足一些精密儀器設(shè)備的要求。蜂窩狀截止波導(dǎo)的效果雖然很好，但其體積很大，不便被安裝于精密儀器和設(shè)備中?，F(xiàn)在，人們開發(fā)了一種電磁屏蔽性能優(yōu)良、具有透氣結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬，它是理想的精密儀器設(shè)備的散熱屏蔽材料發(fā)泡金屬是由金屬骨架和連通的空洞組成

26、的多孔材料, 材料主要是發(fā)泡金屬鎳和發(fā)泡金屬銅鎳, 其材料結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)使之具有良好的反射和吸收電磁波的能力[9]。文獻(xiàn)[10]對(duì)發(fā)泡金屬鎳的電磁屏蔽性能進(jìn)行了研究,試驗(yàn)表明,發(fā)泡金屬的孔徑越小屏蔽性能越好。在14kHz～10MHz范圍內(nèi), SE ≥77dB; 在10 ～500MHz內(nèi), SE達(dá)90dB。</p><p>　　(三)表面敷層薄膜屏蔽材料</p><p>　　這類材料是使塑料等

27、絕緣體的表面附著一層導(dǎo)電層, 從而達(dá)到屏蔽的目的, 屬于以反射損耗為主的屏蔽材料。常用的制備方法包括化學(xué)鍍金、真空噴鍍、濺射、金屬熔射以及貼金屬箔等[11]?；瘜W(xué)鍍金是采用非電解電鍍法把金屬Ni、Fe- Ni[7]或Cu/Ni [12]等鍍到ABS 等工程塑料表面。該方法是目前塑料表面金屬化用得最多、效果最好的一種方法, 也是目前唯一不受殼體材料形狀及大小限制且能獲得厚度均勻?qū)щ妼拥姆椒?。真空鍍是采用PVD技術(shù)使金屬氣化,然后在基材表面

28、形成金屬鍍層,國(guó)內(nèi)外在這方面的公開交流的資料不多。目前真空鍍Al在30～1000MHz時(shí), SE可達(dá)50～70dB[6]。濺射鍍金是在真空容器中將氬離子用高能量沖擊到金屬上使金屬氣化,然后在塑料織物等的表面形成金屬薄膜[13]。濺射鍍金也能適用于各種塑料,與真空鍍金法相比,其鍍層金屬與塑料的粘附力一般要更強(qiáng)一些,但是其設(shè)備費(fèi)用高昂,也同樣存在真空鍍金法所存在的優(yōu)缺點(diǎn)。金屬熔射法是將金屬在電弧高溫下瞬間熔融后立即用高壓空氣將熔融金屬吹成霧

29、狀噴到塑料表面上。將金屬Zn經(jīng)電弧高溫熔化后用高速氣流將其以極細(xì)的顆粒狀粉末吹到塑料表面,形成一層極薄</p><p>　　(四)纖維織物類復(fù)合材料</p><p>　　電磁屏蔽纖維織物材料在20世紀(jì)80年代主要采用的是普通布化學(xué)鍍金屬化合物織物、普通布電鍍金屬化合物織物、普通化纖絡(luò)合銅纖維織物、碳纖維與普通纖維混紡織物及金屬纖維無(wú)紡布等。至90年代則主要采用導(dǎo)電纖維加成電化學(xué)織物。上述這

30、些纖維織物, 由于諸多因素的制約, 還存在著許多技術(shù)缺陷怕揉搓、拉伸、洗滌或屏蔽性能不持久等。碳纖維由于具有比重小、比強(qiáng)度高、導(dǎo)電性良好等特點(diǎn)正受到從事電磁屏蔽復(fù)合材料研究人員的重視。普通的碳纖維可以借助特殊的工藝處理方法, 通過(guò)改善碳纖維的電磁性能而使屏蔽效能得到進(jìn)一步的提高。這些方法包括在碳纖維表面包覆金屬、鍍覆SiC、沉積石墨碳粒, 以及將碳纖維原料與其他的成分混合制成復(fù)合碳纖維等,其中碳纖維表面沉積或鍍覆碳?；騍iC膜是碳纖維電

31、磁改性的常用方法。</p><p>　　1.2.3 發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　聚吡咯納米復(fù)合纖維膜是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新型納米材料 ,它不但保持著聚吡咯的多種特性而且擁有基體材料良好的力學(xué)性能,性能與成本的雙優(yōu)使得其應(yīng)用前景十分誘人。</p><p><b>　　研究基本原理</b></p><p><b>

32、;　　2.1 聚乳酸</b></p><p>　　聚乳酸(PL A) 纖維,又稱為玉米纖維,是以玉米、小麥等淀粉為原料，經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化成乳 酸再經(jīng)聚合、紡絲而制成的合成纖維。聚乳酸纖維的最大特點(diǎn)是同時(shí)具備天然纖維和化學(xué)纖維兩方面的優(yōu)點(diǎn)其強(qiáng)度和聚酯纖維接近，達(dá)6.23cN／dtex；其織物有極好的懸垂性、滑爽性、吸濕透氣性、耐曬性、抑菌和防霉性；具有絲綢般的光澤；回彈性好；有較好的卷曲性和卷曲持久性；耐磨性

33、好；不易變形，尺寸穩(wěn)定性好；UV(抗紫外)穩(wěn)定性好； 抗起毛起球；易染色；成型加工性好等。聚乳酸纖維的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是可完全降解性，其原料豐富，可循環(huán)利用PLA纖維廢棄后在土壤和水中，可在微生物作用下分解成二氧化碳和水 隨后在光合作用下，它們又會(huì)成為淀粉的起始原料。這個(gè)循環(huán)過(guò)程，既能重新得到聚乳酸纖維的起始原料淀粉，又能借助光合作用減少空氣中二氧化碳的含量。聚乳酸是一種熱塑性樹脂，通過(guò)乳酸單體直接聚合或開環(huán)聚合而成。其紡絲成形可采用溶液紡

34、絲、熔融紡絲和靜電紡絲，其中靜電紡絲可制成聚乳酸納米級(jí)纖維。隨著社會(huì)發(fā)展、人口增多，對(duì)石油的開采日益增加導(dǎo)致能源枯竭，另一方面，石油制品使用廢棄物的不可自然分解性對(duì)環(huán)境造成了極大的威脅。聚乳酸纖維作為一種來(lái)</p><p><b>　　2.2 聚吡咯</b></p><p>　　1977 年, Shirakawa 等發(fā)現(xiàn)含交替單鍵和雙鍵的聚乙炔經(jīng)過(guò)碘摻雜后, 其電性能

35、不僅由絕緣體(10- 9S/cm) 轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘賹?dǎo)體(103S/cm)，而且伴隨著摻雜過(guò)程,其薄膜顏色也由銀灰轉(zhuǎn)變?yōu)楹薪饘俟鉂傻慕瘘S色。從此,打破了聚合物都是絕緣體的觀念，標(biāo)志著新一代功能材料—本征型導(dǎo)電聚合物的誕生。導(dǎo)電聚合物由于其獨(dú)特的電磁學(xué)性能而受到國(guó)內(nèi)外極大的關(guān)注。目前,最典型的電磁導(dǎo)電聚合物有PPy、 聚苯胺( PANI) 、聚苯乙炔( PPA) 、聚噻吩( PTh)和聚對(duì)苯撐乙烯( PPP) 等,都可廣泛用于納米復(fù)合材料的導(dǎo)

36、電基。而在這些導(dǎo)電聚合物中, PPy 由于具有較高的電導(dǎo)率、耐環(huán)境穩(wěn)定性好、易于氧化合成等優(yōu)點(diǎn),用其制備的多功能型復(fù)合材料可以廣泛應(yīng)用于各種電子器件,如二次電池、電磁干擾、二極管、化學(xué)生物傳感器、導(dǎo)電復(fù)合材料等,具有潛在的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。摻雜態(tài)的本征型導(dǎo)電聚合物的電磁性能和力學(xué)性能均不是很突出,純PPy 很難溶于常用的有機(jī)溶劑,為了改善PPy 的這些性能,導(dǎo)電聚合物/ 納米復(fù)合材料引起了人們極大的興趣,因?yàn)槠洚a(chǎn)生導(dǎo)電聚合物不具

37、備的新的物理化學(xué)性能,以及使導(dǎo)</p><p>　　2. 3 靜電紡絲</p><p><b>　　2.3.1 原理</b></p><p>　　靜電紡絲是通過(guò)在聚合物溶液中施加外加電場(chǎng)來(lái)制造聚合物纖維的紡絲技術(shù)(即聚合物噴射靜電拉伸紡絲法) ,是一種制造超細(xì)纖維的重要方法。該方法與傳統(tǒng)的方法明顯不同,首先將聚合物溶液或熔體帶上幾千至上萬(wàn)伏

38、高壓靜電,帶電的聚合物液滴在電場(chǎng)力的作用下在毛細(xì)管的Taylor 錐頂點(diǎn)被加速。當(dāng)電場(chǎng)力足夠大時(shí),聚合物液滴可克服表面張力形成噴射細(xì)流。細(xì)流在噴射過(guò)程中溶劑蒸發(fā)或固化,最終落在接收裝置上,形成類似非織造布狀的纖維氈(如圖1 所示) 。靜電紡絲能使纖維變成納米級(jí)的原因主要是在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,流體從Taylor 錐中被頂出,形成射流,直徑變小[7]。</p><p>　　圖1 　靜電紡絲原理圖</p>&

39、lt;p>　　2.3.2 影響因素</p><p>　　影響靜電紡絲過(guò)程的因素主要有兩個(gè)方面,一為溶液性質(zhì),包括粘度、電導(dǎo)率、表面張力等;二為紡絲設(shè)備參數(shù),例如毛細(xì)管中的流體靜壓、毛細(xì)管尖的電位以及尖端和收集裝置之間的距離[15]。除此之外還包括溫度、濕度、紡絲室的氣流速度等一些環(huán)境參數(shù)的影響[16] 。</p><p>　　2.4 復(fù)合纖維膜</p><p&

40、gt;　　取一定量的聚乳酸加二氯甲烷溶解配成一定濃度的二氯甲烷溶液， 使用靜電紡絲法將溶液紡成膜，配制一定濃度的參雜物溶液，將膜放入該溶液中并加入聚吡咯，再將配制好的過(guò)硫酸銨溶液慢慢加入并不斷攪拌，乳化聚合若干小時(shí)，用無(wú)水乙醇和丙酮洗滌， 脫膜、真空干燥即得到PPY/PDLLA 多孔復(fù)合導(dǎo)電材料。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p><

41、b>　　3.1 實(shí)驗(yàn)用品</b></p><p><b>　　3.1.1 試劑</b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)所用的試劑如表3-1</p><p>　　表3-1 所用試劑如表</p><p>　　3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

42、如表3-2</p><p>　　表3-2 所用儀器和設(shè)備</p><p><b>　　3.2 實(shí)驗(yàn)方法</b></p><p>　　3.2.1 電導(dǎo)率的測(cè)定</p><p>　　電導(dǎo)率是物質(zhì)傳送電流的能力，是電阻率的倒數(shù)，計(jì)算公式為：</p><p>　　K=1/ ρ

43、 （3-1）</p><p>　　式中，K---電導(dǎo)率（S/m）</p><p>　　ρ---電阻率（Ω·m ）</p><p>　　3.2.2 電阻率</p><p>　　電阻率是用來(lái)表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。某種材料制成的長(zhǎng)1米、橫截面積是1平方毫米的在常溫下（20℃時(shí)）導(dǎo)線的電阻，叫做

44、這種材料的電阻率。在溫度一定的情況下，有公式R=ρL/S 其中L為材料的長(zhǎng)度, S為面積。可以看出，材料的電阻大小正比于材料的長(zhǎng)度，而反比于其面積。</p><p>　　由上式可知電阻率的定義：</p><p>　　ρ=RS/L （3-2）</p><p>　　式中，R---電阻（Ω）</p>&

45、lt;p>　　ρ---樣品的橫截面積（m2）</p><p>　　L---測(cè)量電阻值所用的樣品的長(zhǎng)度（m）</p><p><b>　　而橫截面積的公式：</b></p><p>　　S=D*L (3-3)</p><p>　　式中，D---樣品的厚

46、度（m）</p><p>　　測(cè)量樣品的長(zhǎng)度L，用厚度測(cè)量?jī)x器測(cè)量樣品的厚度D,記錄其數(shù)據(jù)，并計(jì)算其橫截面積S.</p><p>　　3.2.3 電阻率的測(cè)定</p><p><b>　　電阻的公式：</b></p><p>　　R=U/I （3-4

47、） </p><p>　　式中，U---電壓（V）</p><p>　　I---電流（A） </p><p>　　先用電壓測(cè)量?jī)x器測(cè)量不同電流值下的電壓值，記錄數(shù)據(jù)并計(jì)算其電阻值。</p><p><b>　　3.3 實(shí)驗(yàn)配方</b></p><p>　　表3–3 摻雜物，反應(yīng)時(shí)間，反

48、應(yīng)溫度變化</p><p><b>　　3.4 實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　3.4.1 靜電紡絲法制備聚乳酸纖維膜</p><p>　　將3.6克聚乳酸顆粒溶于22.61g二氯甲烷，并用攪拌棒攪拌，然后放在磁力攪拌器上攪拌6個(gè)小時(shí)。</p><p>　?。?）把聚乳酸溶液輸入針筒里，放置在靜電紡絲器上加上1

49、2千伏的高壓進(jìn)行紡絲，紡絲的速度是0.1mL/h,針頭距離錫箔紙（接收裝置）是15cm,完成這個(gè)步驟一般所需時(shí)間是10小時(shí)。</p><p>　?。?）從聚乳酸復(fù)合膜上剪10cm*10cm規(guī)格的膜若干塊，將聚乳酸纖維膜分二批，然后分批進(jìn)行試驗(yàn)。</p><p>　　3.4.2 聚乳酸/聚吡咯復(fù)合纖維膜的制備</p><p>　　3.4.2.1 硫酸摻雜聚吡咯/聚

50、乳酸復(fù)合纖維膜的制備</p><p>　　a. 蒸發(fā)皿一個(gè)，用電子秤稱6.7g的濃硫酸，然后量取73.3ml的去離子水稀釋，得到80ml的稀硫酸。</p><p>　　b. 小燒杯一只，用電子秤量取過(guò)硫酸銨粉末2.44克放入小燒杯中，量取80ml的稀硫酸溶解過(guò)硫酸銨粉末，攪拌，得溶液。</p><p>　　c. 將樣品放入溶液a中，待樣品完全浸透后，稱取聚吡咯

51、0.75克，慢慢滴入溶液a中，并用攪拌棒攪拌，然后放入離心器，將時(shí)間調(diào)半個(gè)小時(shí)，為了溶液a可以充分快速地進(jìn)入到樣品中。</p><p>　　d. 十分鐘后，將b溶液慢慢滴入溶液a中，并用攪拌棒不斷攪拌，15分鐘后，待b溶液慢慢滴完，蒸發(fā)皿中的乳液慢慢變黑，甚至完全黑，讓其繼續(xù)置在離心器內(nèi)，5 分鐘后取出。</p><p>　　e. 分別將三塊樣品在常溫下靜置在蒸發(fā)皿中各3小時(shí)，5小時(shí)，

52、5小時(shí)。</p><p>　　f. 然后分別用20ml的丙酮和去離子水將樣品各清洗洗三次。</p><p>　　g. 將樣品放入真空干燥器放置24小時(shí)，溫度為25℃。</p><p>　　3.4.2.2 去離子水摻雜聚吡咯/聚乳酸復(fù)合纖維膜的制備</p><p>　　a. 蒸發(fā)皿一個(gè)，量取80ml的去離子水</p>&

53、lt;p>　　b. 小燒杯一只，用電子秤量取過(guò)硫酸銨粉末2.44克放入小燒杯中，量取80ml的去離子水溶解過(guò)硫酸銨粉末，攪拌，得溶液。</p><p>　　c. 將樣品放入溶液a中，待樣品完全浸透后，稱取聚吡咯0.67克，慢慢滴入溶液a中，并用攪拌棒攪拌，然后放入離心器，將時(shí)間調(diào)半個(gè)小時(shí)，為了溶液a可以充分快速地進(jìn)入到樣品中。</p><p>　　d. 十分鐘后，將b溶液慢慢滴

54、入溶液a中，并用攪拌棒不斷攪拌，15分鐘后，待b溶液慢慢滴完，蒸發(fā)皿中的乳液慢慢變黑，甚至完全黑，讓其繼續(xù)置在離心器內(nèi)，5 分鐘后取出。</p><p>　　e. 分別將兩塊樣品在常溫下靜置在蒸發(fā)皿中5小時(shí)。</p><p>　　f. 然后分別用20ml的丙酮和去離子水將樣品各清洗洗三次。</p><p>　　g. 將樣品放入真空干燥器放置24小時(shí)，溫度為25

55、℃。</p><p>　　3.4.3 性能表征</p><p>　　3.4.3.1 電導(dǎo)率測(cè)定</p><p>　　測(cè)量干燥后的樣品膜的電流和電壓值，并計(jì)算其電阻值，然后測(cè)量厚度，根據(jù)公式（3-2） 計(jì)算電阻率，進(jìn)而可知計(jì)算電導(dǎo)率。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論</b></p><p

56、><b>　　4.1 電導(dǎo)率</b></p><p>　　4.1.1 厚度測(cè)量及結(jié)果</p><p>　　將樣品放在厚度測(cè)量?jī)x器上，將儀器調(diào)整好之后開始測(cè)量，分別將四個(gè)樣品各測(cè)量五次，得到如下數(shù)據(jù)表：</p><p>　　表4-1 樣品厚度數(shù)據(jù)表（m）</p><p>　　分別測(cè)量五次得到的厚度值見附錄A<

57、;/p><p><b>　　4.1.2 電阻</b></p><p>　　表4-2 電阻平均值（Ω）</p><p>　　詳細(xì)的各個(gè)樣品的電流、電壓及電阻值見附錄B</p><p>　　4.1.3 電阻率</p><p>　　根據(jù)公式（3-2）計(jì)算電阻率并列出以下表格：</p>&l

58、t;p>　　表4-3樣品厚度 長(zhǎng)度 橫截面積 電阻值及電阻率表</p><p>　　4.2 電磁屏蔽性能</p><p>　　4.2.1 導(dǎo)電性和屏蔽性能的關(guān)系</p><p>　　電磁屏蔽主要用來(lái)防止高頻電磁場(chǎng)的影響, 從而有效地控制電磁波從某一區(qū)域向另一區(qū)域進(jìn)行輻射傳播。其基本原理是: 采用低電阻的導(dǎo)體材料, 并利用電磁波在屏蔽導(dǎo)體表面的反射和在導(dǎo)體內(nèi)

59、部的吸收以及傳輸過(guò)程的損耗而產(chǎn)生屏蔽作用。電磁屏蔽效能主要取決于材料的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率。因此可知，優(yōu)良的導(dǎo)電性使其擁有優(yōu)良的屏蔽性能，而電導(dǎo)率是物體傳導(dǎo)電流的能力，電導(dǎo)率越大其導(dǎo)電性越強(qiáng)。本文主要測(cè)試了不同反應(yīng)條件下獲得的聚乳酸/聚吡咯復(fù)合纖維膜的電導(dǎo)率。</p><p>　　4.2.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)電磁屏蔽性能的影響</p><p>　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄表3-3，根據(jù)反應(yīng)溫度的不同，可以分兩組

60、樣品，第一組的反應(yīng)時(shí)間為5小時(shí)有的1#、2#、3#、4#、5#、6#，第二組的反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)的只有7#。 </p><p>　　7#樣品的摻雜物是稀硫酸，與之相應(yīng)的有1# 、3#、5#、6#。</p><p>　　7#樣品中添加的聚吡咯的量是0.67克，與之相同的有5#、6#。最終得到7#與5#、6#樣品進(jìn)行比較。</p><p>　　表4-4 不同反應(yīng)時(shí)間得到的

61、電導(dǎo)率</p><p>　　因此導(dǎo)電性較好的是5#和6#樣品，隨著聚合反應(yīng)時(shí)間的增加，電導(dǎo)率升高。</p><p>　　綜上所述，當(dāng)其它條件相同，而反應(yīng)時(shí)間不同時(shí)，其電磁屏蔽性能也不同（5#和6#的電導(dǎo)率有差異，但與7#相比，其差異可忽略不計(jì)），聚合反應(yīng)時(shí)間多的復(fù)合膜的電磁屏蔽性能較好。</p><p>　　4.2.3 反應(yīng)溫度對(duì)電磁屏蔽性能的影響</p&g

62、t;<p>　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄表3-3，根據(jù)反應(yīng)溫度的不同，可以分兩組樣品，第一組是1#、2#，第二組是3#、4#、5#、6#和7#。 </p><p>　　而在這兩組樣品中，反應(yīng)時(shí)間不一樣的只有7#樣品，所以該樣品淘汰。</p><p>　　在1#和2#樣品中參雜物反別是稀硫酸和去離子水，而與之對(duì)應(yīng)有相同參雜物的是3#、5#、6#和4#。</p>&l

63、t;p>　　表3-1中可知，1#、2#、3#、4#添加的聚吡咯的量都是0.75克，而5#和6#添加的聚吡咯的量是0.67克，將這兩個(gè)樣品淘汰，最終得到1#和3#進(jìn)行比較，2#和4#進(jìn)行比較。</p><p>　　表4-5 不同反應(yīng)溫度得到的電導(dǎo)率</p><p>　　因此3#和4#具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，它們都是在常溫下進(jìn)行反應(yīng)。</p><p>　　綜上所述，當(dāng)其

64、它條件相同，而反應(yīng)溫度不同時(shí)，其電磁屏蔽性能也不同，隨著聚合反應(yīng)溫度的增加，電導(dǎo)率也升高，因此導(dǎo)電性也增強(qiáng)，所以常溫下反應(yīng)的復(fù)合膜的電磁屏蔽性能比在0~5℃時(shí)反應(yīng)的復(fù)合膜的電磁屏蔽性能好。</p><p>　　4.2.4 摻雜物對(duì)電磁屏蔽性能的影響</p><p>　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄表3-3，根據(jù)參雜物的不同，可以分兩組樣品，第一組參雜的去離子水有2#、4號(hào)，第二組參雜的稀硫酸有1#、3#

65、、5#、6#和7#。 </p><p>　　而在這兩組樣品中，反應(yīng)時(shí)間不一樣的只有7#樣品，所以將7#樣品淘汰。</p><p>　　在2#和4#樣品中反應(yīng)時(shí)間反別是0-5℃和常溫，而與之對(duì)應(yīng)有相同溫度的是1#和3#、5#、6#、7#。</p><p>　　表3-3中可知，1#、2#、3#、4#添加的聚吡咯的量都是0.6克，而5#、6#、7#添加的聚吡咯的

66、量是0.67克，不能與4#比較，將這三個(gè)樣品淘汰，最終得到1#和2#進(jìn)行比較，3#和4#進(jìn)行比較。</p><p>　　表4-6 不同摻雜物得到的電導(dǎo)率</p><p>　　從表中數(shù)據(jù)分析，無(wú)法將摻雜物作為單獨(dú)客觀因素來(lái)決定其對(duì)電磁屏蔽性能的影響，當(dāng)反應(yīng)溫度是0~5℃時(shí)，摻雜稀硫酸的復(fù)合膜的電導(dǎo)率比摻雜去離子水的復(fù)合膜的電導(dǎo)率高；當(dāng)在常溫下反應(yīng)時(shí)它們的電導(dǎo)率值相反，而且電導(dǎo)率值的差異比1#

67、和2#之間的差異更大，在常溫下，導(dǎo)電物聚吡咯更容易通過(guò)聚乳酸纖維膜的空隙進(jìn)入到纖維膜中，使得纖維膜在相同的反應(yīng)時(shí)間下吸收更多的導(dǎo)電物，進(jìn)而提高了復(fù)合膜的導(dǎo)電性，因此常溫下反應(yīng)得到的電導(dǎo)率均高于低溫下反應(yīng)得到的電導(dǎo)率。在沒(méi)有其它摻雜物的干擾下，聚吡咯通過(guò)水分子更加快速的被纖維膜吸收，而摻雜了稀硫酸的溶液減緩了聚吡咯和聚乳酸纖維膜的聚合速度，3#的導(dǎo)電性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于4#的導(dǎo)電性。</p><p>　　4.2.5 聚吡

68、咯的量對(duì)電磁屏蔽性能的影響</p><p>　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄表3-3，根據(jù)添加的聚吡咯的量的不同，可以分成兩組樣品，第一組添加了0.75克有1#、2#、3#、4#，第二組添加了0.67克有5#、6#和7#。 </p><p>　　而在這兩組樣品中，反應(yīng)時(shí)間不一樣的只有7#樣品，所以將其淘汰。</p><p>　　5#和6#樣品的參雜物都是稀硫酸，而與之對(duì)應(yīng)

69、有相同參雜物的是1#和3#。</p><p>　　表3-3中可知，5#和6#的反應(yīng)溫度都是在常溫，而1#、和3#中在常溫下反應(yīng)的只有3#，所以將1#樣品淘汰。最終得到3#和5#、6#樣品進(jìn)行比較。</p><p>　　表4-7 不同聚吡咯量得到的電導(dǎo)率</p><p>　　從該表中得知，3#的電導(dǎo)率比5#和6#的高，所以導(dǎo)電性較強(qiáng)，因此其電磁屏蔽性能較好。</

70、p><p>　　綜上所述，當(dāng)其它條件相同，而添加的聚吡咯的量不同時(shí)，其電磁屏蔽性能也不同，常溫下反應(yīng)時(shí)，隨著聚吡咯的添加，可以使得聚乳酸纖維膜鍍上更多的導(dǎo)電物聚吡咯，因此增加了導(dǎo)電性，從而使復(fù)合膜擁有較好的電磁屏蔽性能。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　隨著聚合反應(yīng)時(shí)間的增加復(fù)合膜的電導(dǎo)率升高，電磁屏蔽性能變好。<

71、;/p><p>　　隨著聚合反應(yīng)溫度的升高，電磁屏蔽性能增強(qiáng)。</p><p>　　無(wú)法將參雜物作為單獨(dú)客觀因素來(lái)決定其對(duì)電磁屏蔽性能的影響，當(dāng)反應(yīng)溫度是0~5℃時(shí)，摻雜稀硫酸的復(fù)合膜的電磁屏蔽性能比摻雜去離子水的復(fù)合膜的電磁屏蔽性能好，而相反的當(dāng)在常溫下反應(yīng)時(shí)它們的電磁屏蔽性能相反，而且常溫下反應(yīng)得到的兩塊樣品膜之間的性能差異更大。</p><p>　　4）隨著聚吡咯

72、的增加，復(fù)合膜的導(dǎo)電性增強(qiáng)，電磁屏蔽性能增加</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]王育萍，童國(guó)秀，赫斌，梁孝錫，陳柯宇.聚吡咯/Ba（0.9）Nd(0.1)Fe(11.5)Cr(0.5)O(19)復(fù)合物的可控合成及電磁性能[J].中國(guó)科學(xué)(化學(xué)),2010,10</p><p>　　[2]馬曉軍,靜電紡絲制備

73、納米級(jí)纖維的研究[J].纖維復(fù)合材料，2005,02:004</p><p>　　[3]吳大誠(chéng),杜仲良.納米纖維[J].化學(xué)工業(yè)出版社,2003</p><p>　　[4]杜仕國(guó)．電磁屏蔽材料的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].化工新型材料,1995,4:002</p><p>　　[5]趙靈智,胡社軍,何琴玉,李偉善,陳俊芳,汝強(qiáng).電磁屏蔽材料的屏蔽原理與研究現(xiàn)狀[D].2002

74、,06</p><p>　　[6]王永杰,許軼,蘆艾,王萍萍.電磁屏蔽與吸波材料研究進(jìn)展[J].化工新型材料,2009,11:008</p><p>　　[7]杜仕國(guó),高欣寶.電磁屏蔽導(dǎo)電復(fù)合材料[J].兵器材料科學(xué)與工程，1999,11:61—67</p><p>　　[8]劉獻(xiàn)明,付紹云,黃傳軍.電磁波屏蔽復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀[J]</p><

75、p>　　[9]黃福祥.發(fā)泡金屬的電磁屏蔽性能研究[J].功能材料,1996,27(2): 147 - 1491 　</p><p>　　[10]丁世敬,趙躍智,葛德彪.電磁屏蔽材料研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào)，2006,04:30—34</p><p>　　[11]王群，高東，郭紅霞.非晶態(tài)電磁屏蔽材料的制備與性能[J].安全與電磁兼容, 2006, (1): 74</p>

76、<p>　　[12]陳文興,杜莉娟,姚玉元.磁控濺射法制備電磁屏蔽織物的研究[J].真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào), 2007, 27(3): 264</p><p>　　[13]Gao Y, Huang L, Zheng Z J, et al. The influence of cobalt on the corrosion resistance and electromagnetic shieding of

77、eletroless Ni-Co-P deposits on Al substrate[J]. Appl Surf Sci,2007, 253(24): 9470</p><p>　　[14]王群,高東海,郭紅霞.非晶態(tài)電磁屏蔽材料的制備與性能[J].安全與電磁兼容,2006,(1): 74</p><p>　　[15]馬曉軍,靜電紡絲制備納米級(jí)纖維的研究[J].纖維復(fù)合材料，2005,

78、02:004</p><p>　　[16]吳大誠(chéng),杜仲良.納米纖維[J].化學(xué)工業(yè)出版社,2003</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄A 樣品厚度數(shù)據(jù)表</p><p>　　表4-1 樣品厚度數(shù)據(jù)表（mm）</p><p>　　附錄B 樣品電流 電壓等</p&

79、gt;<p>　　表4—2樣品電流、電壓測(cè)量表及電阻值</p><p>　　表4—3樣品電流、電壓測(cè)量表及電阻值</p><p>　　根據(jù)電阻值的計(jì)算公式R=U/I 計(jì)算樣品各組的電阻值,并取其平均值</p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　聚乳酸/導(dǎo)電高聚物復(fù)合纖維膜電磁屏蔽性能

80、研究</p><p><b>　　一、前言部分</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代電子工業(yè)的高速發(fā)展, 以及各種商用和家用電子產(chǎn)品數(shù)量的急劇增加, 尤其是隨著電子線路和元件的微型化、集成化、輕量化和數(shù)字化, 導(dǎo)致日常使用的電子產(chǎn)品易受外界電磁波干擾（即EMI）而出現(xiàn)誤動(dòng)、圖像障礙以及聲音障礙等。同時(shí), 這些電子產(chǎn)品本身也向外發(fā)射電磁波, 從而形成了電磁波公害的問(wèn)題。

81、如國(guó)外曾發(fā)生電子游戲機(jī)妨礙警察通訊袖珍電子計(jì)算機(jī)造成民航導(dǎo)航裝置發(fā)生誤動(dòng), 以及電腦控制的流水生產(chǎn)互失控、機(jī)械手亂動(dòng)作傷人等事件, 重則導(dǎo)致機(jī)毀人亡。為此, 世界上一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家及有關(guān)國(guó)際組織先后制訂了防止電磁干擾的各種法規(guī), 以限制電子公害的發(fā)展。其中較著名的法規(guī)包括國(guó)際無(wú)線電抗干擾特別委員會(huì)頒布的CISPR國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)的FCC規(guī)定, 德國(guó)的VDE法規(guī), 以及英國(guó)、加拿大和日本等國(guó)的規(guī)定等。在已經(jīng)實(shí)施有關(guān)法規(guī)的國(guó)家中,

82、 凡電磁波干擾的控制達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的電子電氣產(chǎn)品不允許出廠和進(jìn)口。另一方面, 電子產(chǎn)品的殼體材料已由大量的塑料或類似的高分子材料取代了原來(lái)的金屬或其它有效屏蔽材料。例如1980年金屬殼體的使用量占60%, 塑料只占40%。而1986年金屬材料所占的比例降至35%, 塑料</p><p><b>　　二、主題部分</b></p><p><b>　　2.1 聚吡咯

83、 </b></p><p>　　1977 年, Shirakawa 等發(fā)現(xiàn)含交替單鍵和雙鍵的聚乙炔經(jīng)過(guò)碘摻雜后, 其電性能不僅由絕緣體(10 - 9 S/ cm) 轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘賹?dǎo)體(103 S/ cm) ,而且伴隨著摻雜過(guò)程,其薄膜顏色也由銀灰轉(zhuǎn)變?yōu)楹薪饘俟鉂傻慕瘘S色。從此,打破了聚合物都是絕緣體的觀念,標(biāo)志著新一代功能材料———本征型導(dǎo)電聚合物的誕生 。導(dǎo)電聚合物由于其獨(dú)特的電磁學(xué)性能而受到國(guó)內(nèi)外極

84、大的關(guān)注。目前,最典型的電磁導(dǎo)電聚合物有PPy、聚苯胺( PANI) 、聚苯乙炔( PPA) 、聚噻吩( PTh)和聚對(duì)苯撐乙烯( PPP) 等,都可廣泛用于納米復(fù)合材料的導(dǎo)電基。而在這些導(dǎo)電聚合物中, PPy 由于具有較高的電導(dǎo)率、耐環(huán)境穩(wěn)定性好、易于氧化合成等優(yōu)點(diǎn),用其制備的多功能型復(fù)合材料可以廣泛應(yīng)用于各種電子器件,如二次電池、電磁干擾、二極管、化學(xué)生物傳感器、導(dǎo)電復(fù)合材料等,具有潛在的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。摻雜態(tài)的本征型導(dǎo)電

85、聚合物的電磁性能和力學(xué)性能均不是很突出,純PPy 很難溶于常用的有機(jī)溶劑,為了改善PPy 的這些性能,導(dǎo)電聚合物/ 納米復(fù)合材料引起了人們極大的興趣,因?yàn)槠洚a(chǎn)生導(dǎo)電聚合物不具備的新的物理化</p><p><b>　　2.2 靜電紡絲法</b></p><p><b>　　2.2.1 原理</b></p><p>　　靜電

86、紡絲是通過(guò)在聚合物溶液中施加外加電場(chǎng)來(lái)制造聚合物纖維的紡絲技術(shù)(即聚合物噴射靜電拉伸紡絲法) ,是一種制造超細(xì)纖維的重要方法。該方法與傳統(tǒng)的方法明顯不同,首先將聚合物溶液或熔體帶上幾千至上萬(wàn)伏高壓靜電,帶電的聚合物液滴在電場(chǎng)力的作用下在毛細(xì)管的Taylor 錐頂點(diǎn)被加速。當(dāng)電場(chǎng)力足夠大時(shí),聚合物液滴可克服表面張力形成噴射細(xì)流。細(xì)流在噴射過(guò)程中溶劑蒸發(fā)或固化,最終落在接收裝置上,形成類似非織造布狀的纖維氈(如圖1 所示) 。靜電紡絲能使纖

87、維變成納米級(jí)的原因主要是在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,流體從Taylor 錐中被頂出,形成射流,直徑變小[3]。</p><p>　　圖1 　靜電紡絲原理圖</p><p>　　2.2.2 影響因素</p><p>　　影響靜電紡絲過(guò)程的因素主要有兩個(gè)方面,一為溶液性質(zhì),包括粘度、電導(dǎo)率、表面張力等;二為紡絲設(shè)備參數(shù),例如毛細(xì)管中的流體靜壓、毛細(xì)管尖的電位以及尖端和收集裝置之間的

88、距離[3]。除此之外還包括溫度、濕度、紡絲室的氣流速度等一些環(huán)境參數(shù)的影響[4] 。</p><p>　　2.3 電磁屏蔽材料國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展</p><p>　　目前,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家電磁屏蔽材料發(fā)展很快,特別是美國(guó)、英國(guó)、日本等已經(jīng)形成生產(chǎn)各種類別和系列規(guī)格的屏蔽材料產(chǎn)業(yè),至上世紀(jì)80年代末,美國(guó)生產(chǎn)屏蔽材料的公司就已超過(guò)25家,年銷售額以每年50%的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)在電磁屏蔽材料領(lǐng)域相對(duì)滯

89、后,開發(fā)應(yīng)用的品種較少,屏蔽性能低,未能形成產(chǎn)品的系列化和產(chǎn)業(yè)化。研究較多限于頻率1GHz以上的屏蔽材料,而10kHz～1GHz范圍內(nèi)屏蔽材料的研究起步較晚,僅有少數(shù)研究單位進(jìn)行研究,至今國(guó)內(nèi)使用的高檔屏蔽材料主要依靠國(guó)外進(jìn)口[5]。統(tǒng)計(jì)表明,在美國(guó)使用電磁屏蔽涂料方法占各種屏蔽方法的80 %以上。目前,國(guó)外開發(fā)重點(diǎn)為填充型復(fù)合材料[6].</p><p>　　電磁屏蔽主要用來(lái)防止高頻電磁場(chǎng)的影響, 從而有效地控

90、制電磁波從某一區(qū)域向另一區(qū)域進(jìn)行輻射傳播。其基本原理是: 采用低電阻的導(dǎo)體材料, 并利用電磁波在屏蔽導(dǎo)體表面的反射和在導(dǎo)體內(nèi)部的吸收以及傳輸過(guò)程的損耗而產(chǎn)生屏蔽作用, 通常用屏蔽效果(S E ) 表示[7]。電磁波能量的衰減程度的大小表示了屏蔽效應(yīng)的好壞,它以分貝值(dB) 來(lái)表示,分貝值越大,則衰減的效果越好[6]。</p><p>　　目前按所使用的主要有以下幾種電磁屏蔽材料：</p><

91、p><b>　　高分子導(dǎo)電涂料</b></p><p>　　目前研究較多的是摻合型導(dǎo)電涂料,主要由高分子聚合物、稀釋劑、添加劑以及導(dǎo)電性填料組成,即把導(dǎo)電微粒如金屬粉末金、銀、銅、鎳等和非金屬粉末碳、石墨、云母片等摻入到高分子聚合物,如丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯和乙烯基樹脂等,并使其具有導(dǎo)電性。高分子導(dǎo)電涂料包括銀系、碳系、銅系、鎳系等。Cheng - Hsiung Peng等[8]

92、在Ag納米微粒上沉積尖晶石鐵酸鹽Ni0. 5 Zn0. 5 Fe2O4 ,形成了以Ag作為核心以NiZn鐵酸鹽作為包覆層結(jié)構(gòu)的納米粒子粉體,把這種納米粒子粉體填充到樹脂聚亞安酯中形成了高頻電磁波的吸收體,當(dāng)頻率為9GHz時(shí),反射損耗超過(guò)了- 25dB。Magali [9]研制的填充了羥基鐵和鐵酸鹽粉末的涂料,當(dāng)頻率在8～16GHz,其反射損耗達(dá)- 40dB。吳行等[10]采用微米鎳粉、氧化鋅晶須、SiC、鋯鈦酸鉛、Ni -zN軟磁鐵氧體

93、作為填料,制備出寬頻的高吸收低反射涂料,在10kHz～1GHz頻段SE達(dá)40dB。</p><p><b>　　發(fā)泡金屬</b></p><p>　　發(fā)泡金屬是由金屬骨架和連通的空洞組成的多孔材料, 材料主要是發(fā)泡金屬鎳和發(fā)泡金屬銅鎳, 其材料結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)使之具有良好的反射和吸收電磁波的能力[11]。文獻(xiàn)[12]對(duì)發(fā)泡金屬鎳的電磁屏蔽性能進(jìn)行了研究,試驗(yàn)表明,發(fā)泡金屬

94、的孔徑越小屏蔽性能越好。在14kHz～10MHz范圍內(nèi), SE ≥77dB; 在10 ～500MHz內(nèi), SE達(dá)90dB。鳳儀等[13]采用粉末冶金發(fā)泡法制備閉孔泡沫鋁,通過(guò)調(diào)整發(fā)泡劑含量、發(fā)泡溫度、粘度、保溫時(shí)間等手段,制得孔隙率可調(diào),孔洞分布均勻的閉孔泡沫鋁樣品,并測(cè)試了不同孔隙率和孔徑的泡沫鋁樣品的電磁屏蔽性能。結(jié)果表明:在100～1000MHz內(nèi), SE在60～90dB之間,且隨著孔隙率、孔徑的增加,泡沫鋁的電磁屏蔽性能呈下降趨

95、勢(shì)。</p><p>　　(三)表面敷層薄膜屏蔽材料</p><p>　　這類材料是使塑料等絕緣體的表面附著一層導(dǎo)電層, 從而達(dá)到屏蔽的目的, 屬于以反射損耗為主的屏蔽材料。常用的制備方法包括化學(xué)鍍金、真空噴鍍、濺射、金屬熔射以及貼金屬箔等[14]?；瘜W(xué)鍍金是采用非電解電鍍法把金屬Ni、Fe- Ni[6]或Cu/Ni [15]等鍍到ABS 等工程塑料表面。該方法是目前塑料表面金屬化用得最多

96、、效果最好的一種方法, 也是目前唯一不受殼體材料形狀及大小限制且能獲得厚度均勻?qū)щ妼拥姆椒?。真空鍍是采用PVD技術(shù)使金屬氣化,然后在基材表面形成金屬鍍層,國(guó)內(nèi)外在這方面的公開交流的資料不多。目前真空鍍Al在30～1000MHz時(shí), SE可達(dá)50～70dB[5]。國(guó)內(nèi)吉林大學(xué)張麗芳等[16]研究了磁控濺射法在塑料基片H IPS沉積Cu /Ni薄膜的工藝,在10 ～106kHz范圍內(nèi),銅層為1. 0 ～4. 0μm時(shí), SE為80～110d

97、B,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)薄膜的屏蔽主要取決于反射衰減,吸收衰減很小,并認(rèn)為多的反射面數(shù)可以獲得高屏蔽效果。美國(guó)E.Savrun 等人[17]用濺射的方法在ZnS上沉積一層WSi2. 0. 7μm的薄膜,在400MHz～18GHz的屏蔽性能效果良好,其中在</p><p>　　(四)纖維織物類復(fù)合材料</p><p>　　電磁屏蔽纖維織物材料在20世紀(jì)80年代主要采用的是普通布化學(xué)鍍金屬化合物織物、普通

98、布電鍍金屬化合物織物、普通化纖絡(luò)合銅纖維織物、碳纖維與普通纖維混紡織物及金屬纖維無(wú)紡布等。至90年代則主要采用導(dǎo)電纖維加成電化學(xué)織物。上述這些纖維織物, 由于諸多因素的制約, 還存在著許多技術(shù)缺陷怕揉搓、拉伸、洗滌或屏蔽性能不持久等。碳纖維由于具有比重小、比強(qiáng)度高、導(dǎo)電性良好等特點(diǎn)正受到從事電磁屏蔽復(fù)合材料研究人員的重視。普通的碳纖維可以借助特殊的工藝處理方法, 通過(guò)改善碳纖維的電磁性能而使屏蔽效能得到進(jìn)一步的提高。這些方法包括在碳纖維

99、表面包覆金屬、鍍覆SiC、沉積石墨碳粒, 以及將碳纖維原料與其他的成分混合制成復(fù)合碳纖維等,其中碳纖維表面沉積或鍍覆碳?；騍iC膜是碳纖維電磁改性的常用方法。</p><p><b>　　總結(jié)部分</b></p><p>　　電磁屏蔽導(dǎo)電復(fù)合材料是現(xiàn)代電子工業(yè)發(fā)展所必需的功能性防護(hù)材料, 國(guó)外十分重</p><p>　　視這類材料的研究和開發(fā),

100、 并取得了不少研究成果, 各種類別的屏敝材料均占有一定的應(yīng)</p><p>　　用領(lǐng)域, 對(duì)防治電子公害、確保電子產(chǎn)品和設(shè)備安全可靠的工作起到了重要的作用。表面</p><p>　　導(dǎo)電材料和導(dǎo)電復(fù)合材料是目前普遍采用并具有廣闊發(fā)展前景的兩種電磁屏蔽材料, 它</p><p>　　們不僅具有較好的屏蔽效果, 而且工藝簡(jiǎn)便, 成本低廉。盡管我國(guó)在這方面的研究起步較&l

101、t;/p><p>　　晚, 但隨著電子工業(yè)的迅猛發(fā)展和電子產(chǎn)品使用普及率的顯著提高, 而且為了提高電子產(chǎn)</p><p>　　品在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力, 我們必須加強(qiáng)電磁屏蔽導(dǎo)電復(fù)合材料的研究和開發(fā), 不斷開拓</p><p>　　其應(yīng)用領(lǐng)域, 這必將產(chǎn)生顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。</p><p><b>　　四、參考文獻(xiàn)</b&g

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