Page 85 - 《橡塑技术与装备》2022年10期

材料与配方 康永·碳纳米管 / 聚乙烯醇复合材料电磁屏蔽性能研究

表 8 1~3 GHz 频段的不同种类多壁碳纳米管在不同质量 依然具有使用价值。
分数的情况下吸波性能 ： 聚乙烯醇为绝缘物质，但由于加入了不同质量多
频率
/GHz A1/dB A2/dB B1/dB B2/dB C1/dB C2/dB D1/dB D2/dB 壁碳纳米管之后，复合材料的电阻率发生了明显的变
1 0.2 0.1 0.2 0.3 0.2 0.3 0.1 0.1 化，在碳纳米管含量很低时，复合材料的表面电阻率
2 0.1 0.1 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.1
3 0.1 0.1 0.2 0.2 0.1 0.2 0 0 基本不发生变化或变化非常小，材料仍为绝缘性 ；随
注 ：① A 代表无改性多壁碳纳米管，B 代表羟基改性多壁碳纳
着碳纳米管含量的增大，电阻率逐渐下降，在达到渗
米管，C 代表羧基改性多壁碳纳米管，D 镀 Ni 多壁碳纳米管 ；
滤阈值附近，电阻率突然急剧下降几个数量级，转变
② 1 代表质量分数为 0.56% 多壁碳纳米管质量，2 代表质量分
数为 0.84% 多壁碳纳米管质量。 为导电性材料，说明此时碳纳米管在复合体系中已形
成连续的导电通路或网络 而碳纳米管含量超过渗滤阈
根据表 8 我们发现多壁碳纳米管 / 聚乙烯醇复合
值后，由于导电网络已经形成，再增大碳纳米管用量，
材料膜具有电磁波屏蔽性能，不同种类的多壁碳纳米
对电阻率的影响很小。
管随着质量分数的增加，屏蔽性能也随之增大，其中
多壁碳纳米管 / 聚乙烯醇溶液碳纳米管经过超声
无改性多壁碳纳米管在 1 GHz 时是个例外，我们认为
处理成膜后，可以达到分散的效果，但仍有相互缠绕
是由于测验试样的分散效果不好，所以导致了实验数
的现象，其中，超声分散产生的超声波能够破坏碳纳
据的偏差。羟基以及羧基多壁碳纳米管制备的复合材
米管间的范德华力从而将分布于 PVA 中的碳纳米管团
料膜的屏蔽性能要好于无改性以及镀 Ni 多壁碳纳米管
块震荡散开。而向其中加入表面活性剂能在碳纳米管
制备的复合材料。四种多壁碳纳米管随着频率的增大，
表面或界面进行规则排列，形成分子定向排列的层状
电磁屏蔽性能呈下降趋势，说明在 1~3 GHz 频段，频
或特定形状，是碳纳米管在保持自身结构完整的同时
段在 1 GHz 时，材料膜达到最大的电磁屏蔽效果。
良好的分散于 PVA 溶液中，并长时间保持稳定。
根据表 8 所示，多壁碳纳米管 / 聚乙烯醇复合材
多壁碳纳米管 / 聚乙烯醇复合材料膜能有电磁屏
料膜具有电磁屏蔽性能，我们认为其主要机理有以下
蔽性能，其主要机理有以下几点 ：
几点 ：
（1）由于多壁碳纳米管的小尺寸效应、表面效应、
（1）由于多壁碳纳米管的小尺寸效应、表面效应、
量子尺寸效应和宏观量子隧道效应的共同作用，使复
量子尺寸效应和宏观量子隧道效应的共同作用，使复
合材料显示出良好的吸波性能 ；
合材料显示出良好的吸波性能 ；
（2）碳纳米管巨大的比表面积构成了大量的悬键，
（2）碳纳米管巨大的比表面积构成了大量的悬键，
导致界面极化和多重散射，加强了复合材料的吸波性
导致界面极化和多重散射，加强了复合材料的吸波性
能；
能；
（3）量子尺寸效应使电子能级分裂，分裂后的电
（3）量子尺寸效应使电子能级分裂，分裂后的电
子能级间隔处于微波的能量范围，从而导致复合材料
子能级间隔处于微波的能量范围，从而导致复合材料
出现新的吸波通道。
出现新的吸波通道。
参考文献 ：
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年