碳纖維紙基屏蔽材料的制備與性能研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)和電子技術(shù)的快速發(fā)展，人們生活中出現(xiàn)了大量的電器設(shè)備，各種電器設(shè)備在提高人們的工作效率和生活質(zhì)量的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量的電磁輻射，給人們的生活帶來(lái)了不便，對(duì)人類(lèi)的生命健康造成了威脅。因此，對(duì)高性能屏蔽材料研究就顯得非常重要了。
　　石墨烯擁有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，超強(qiáng)的導(dǎo)電性能，是很有發(fā)展前景的電磁屏蔽材料。同時(shí)鎳也是一種具有高磁導(dǎo)率物質(zhì)，可以對(duì)電磁波產(chǎn)生很大的吸收損耗，是一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ钠帘尾牧稀１狙芯恐饕蕴祭w維和植物纖維

2、作為基本骨架原料，通過(guò)真空減壓抽濾法來(lái)制備石墨烯/碳纖維電磁屏蔽紙和化學(xué)鍍鎳植物纖維/碳纖維電磁屏蔽紙，并對(duì)導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能進(jìn)行系統(tǒng)研究，為高性能的電磁屏蔽產(chǎn)品的制備提供一定的理論依據(jù)。
　　首先，對(duì)碳纖維進(jìn)行氧化改性處理，使其表面的活性基團(tuán)數(shù)量增多。然后分別對(duì)化學(xué)鍍鎳后的植物纖維、碳纖維的混合體系的分散性和石墨烯、植物纖維、碳纖維混合體系的分散性進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)混合體系的粘度,隨著還原劑二甲基氨硼烷(DMAB)用量的增大，

3、先降低后升高，當(dāng)還原劑二甲基氨硼烷(DMAB)用量為3g/L時(shí)，混合體系的粘度最低，分散性能最好，同時(shí)包覆率也較大。同時(shí)對(duì)石墨烯、植物纖維和碳纖維漿料混合體系分散性的因素進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)疏解轉(zhuǎn)數(shù)為20000r/min，超聲時(shí)間為22.5min，加入的CPAM用量為0.5％時(shí)，石墨烯、植物纖維和碳纖維漿料的混合體系分散性最好。
　　其次，采用真空抽濾將具有超強(qiáng)導(dǎo)電性的石墨烯材料加入到紙基材料內(nèi)部，制備出石墨烯/碳纖維紙基屏蔽材料，研

4、究了石墨烯添加量對(duì)碳纖維紙基材料的導(dǎo)電性能和屏蔽性能的影響；采用探究得到的最佳實(shí)驗(yàn)工藝制備石墨烯/碳纖維紙基材料，采用掃描電鏡、抗張強(qiáng)度測(cè)試儀、四探針電阻率測(cè)試儀和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)石墨烯/碳纖維紙基材料進(jìn)行表面形貌、力學(xué)性能、導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能的表征，研究石墨烯添加量對(duì)石墨烯紙基材料的影響，發(fā)現(xiàn)石墨烯添加量為10wt%時(shí)，石墨烯/碳纖維紙的電阻率降低到最小值0.662?·cm，同時(shí)，石墨烯/碳纖維紙具有最高的電磁屏蔽效能。
　

5、　此外，使用化學(xué)鍍的方法在植物纖維表面進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，然后采用真空抽濾制備植物纖維化學(xué)鍍鎳的碳纖維紙基材料，研究了鎳的包覆量對(duì)紙基材料的力學(xué)性能、導(dǎo)電性能和屏蔽性能的影響，并將化學(xué)鍍鎳碳纖維紙基材料和石墨烯/碳纖維紙基材料進(jìn)行了對(duì)比分析研究。綜合對(duì)比兩種碳纖維紙基材料，得到結(jié)論：相比于石墨烯/碳纖維紙基材料，化學(xué)鍍鎳的碳纖維紙基材料在力學(xué)性能和導(dǎo)電性能方面相差都比較大，但其電磁屏蔽性能卻和石墨烯/碳纖維紙基材料無(wú)明顯差異，相同頻率下，相差