碳纳米管对炭纤维/聚碳酸酯复合材料界面结合性能的影响

为改善炭纤维和聚碳酸酯界面结合性能,制备了含碳纳米管的水性聚碳酸酯上浆剂和水性聚氨酯上浆剂,通过上浆工艺将碳纳米管引至炭纤维表面.分别采用单丝段裂法和定向纤维增强聚合物基复合材料垂直方向拉伸两种方法从微观和宏观两个角度研究了上浆剂种类及碳纳米管含量对复合材料界面结合性能的影响.结果表明:上浆剂可明显改善炭纤维/聚碳酸酯...     

碳纳米管纸/聚合物复合材料制备及其性能研究进展

碳纳米管纸(又称巴基纸)/聚合物复合材料是纸状的碳纳米管薄层和聚合物复合制成的新型高性能复合材料。巴基纸/聚合物复合材料的制备方法主要有真空过滤热压法、原位电化学法和等离子体法。此种新型碳纳米管复合材料具有优异的电磁屏蔽、力学和电学性能。综述了巴基纸/聚合物复合材料的制备方法、性能及其应用前景。     

镀银织物基Fe3O4/WPU发泡涂层复合材料电磁屏蔽性能研究

为实现材料与结构协同增强织物电磁屏蔽性能,以镀银织物为基布,引入磁损耗材料Fe₃O₄,利用多孔结构,采用发泡涂层法制备镀银导电布基Fe₃O₄/水性聚氨酯（WPU）发泡涂层材料,探究Fe₃O₄添加量对涂层表观结构以及电磁材料协同和泡孔结构协同作用下复合材料的电磁屏蔽性能的影响。实验结果表明,当Fe₃O₄添加量不超过20%的情况下,Fe₃O₄在水性聚氨酯基体中分散性相对较好,泡孔孔径分布均匀,复合材料整体协同的电磁屏蔽性能在8.2～12.4GHz内高达85dB,较原基布提高了18%,体现较好的电磁屏蔽性能。     

一种碳纳米管掺杂改性聚氨酯水性分散体的制备与性能研究

采用化学改性方法研制了一种碳纳米管掺杂改性的聚氨酯水性分散体,并采用扫描电镜、激光粒径分析、紫外-可见光吸收和热失重等测试手段对该新型聚氨酯水性分散体的性能进行研究.实验结果表明,该聚氨酯水性分散体具有良好的室温贮存稳定性,碳纳米管与水性聚氨酯分散体具有良好的相容性和协同增强效应,碳纳米管的掺杂改性能够提高聚氨酯涂膜的耐热性能,同时该聚合物涂膜在可见光区的透过率仍然能够达到80%以上,而在紫外光区的透过率则明显降低.     

3D打印制备碳纳米管/环氧树脂电磁屏蔽复合材料

采用3D打印技术制备具有连续通孔的环氧树脂基体,利用浸渍工艺将碳纳米管（CNTs）附着于环氧树脂基体孔壁,获得具有优异电性能和电磁屏蔽功能的CNTs/环氧树脂复合材料。研究结果表明,CNTs含量仅为2.86vol%时,CNTs/环氧树脂复合材料电导率高达35 S/m,总电磁屏蔽效能高达39.2 dB（厚度为2.0 mm）。研究表明,CNTs/环氧树脂复合材料对进入其内部电磁波的吸收占总屏蔽效能的98%,表现出吸收屏蔽为主导的电磁屏蔽机制。CNTs/环氧树脂复合材料的弯曲强度和弯曲模量相比环氧树脂基体也有一定的提高。该研究为具有优异电磁屏蔽性能的高分子基复合材料制备提供了新思路和方法。      

碳纳米管含量对碳纳米管-纤维素复合材料电磁屏蔽性能的影响

以石墨化处理的碳纳米管为导电填料、纤维素纤维为基体,用真空抽滤法制备碳纳米管-纤维素纤维复合材料,用扫描电子显微镜、四探针电阻仪、矢量网络分析仪等手段对其进行了表征,研究了碳纳米管含量对碳纳米管-纤维素复合材料电磁屏蔽性能的影响。结果表明,样品的形状和电阻可控,具有良好的柔韧性、导电性能和电磁屏蔽性能。碳纳米管吸附于纤维上,构成了良好的导电网络。在碳纳米管加载量由10%提高到71%的过程中,碳纳米管复合纸的电导率和屏蔽性能明显提高,电导率由9.92 S/m提高为216.3 S/m,在175 MHz-1600 MHz频段屏蔽效能由15d B提高为45d B。     

铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合物的制备及其电磁性能

采用水热法制备铜钴镍铁氧体粉末,通过原位聚合法制备具有改善电磁屏蔽性能的铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热失重分析仪(TG)来表征该复合材料的形态和结构.研究结果表明,聚苯胺均匀包覆铜钴镍铁氧体,与原始的铜钴镍铁氧体和聚苯胺相比,铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合材料显示出增强的屏蔽效果.当铜钴镍铁氧体含量为40％、涂层厚度为2.5 mm时,铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合材料的最佳屏蔽效果达到-50 dB,这表明铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合材料具有良好的电磁性能.     

碳纳米管/镍铁氧体涂层的吸波性能及吸波机理

采用柠檬酸络合物形成的溶胶凝胶制备了镍铁氧体,并将所得镍铁氧体与碳纳米管混合均匀,得到不同碳纳米管质量分数的复合材料。采用微波矢量网络分析仪测量了复合材料的电磁参数,根据电磁参数研究了1mm厚涂层在2~18GHz频段的微波反射率。结果表明:复合材料的吸波性能明显优于单纯的镍铁氧体材料,而且复合材料中碳纳米管含量对吸波性能有明显的影响。对于厚度为1mm的薄涂层,当碳纳米管的质量分数为20%时,涂层具有最优的吸波性能,最大吸收峰值达-14.02dB,小于-10dB的有效带宽达3GHz;然后通过电损耗功率密度分析了复合材料的微波吸收机理,并给出了厚度为1mm的薄涂层,当其中的碳纳米管含量为20%时,吸波效果最佳的理论解释。     

碳微/纳米纤维复合微波吸收材料的研究进展

随着电子信息技术的蓬勃发展,电磁干扰及电磁污染已成为亟须解决的问题,因此电磁波吸收材料引起研究人员的关注.铁基复合材料和陶瓷基复合材料作为传统吸波材料存在密度大、吸收性能差、吸收频宽窄等缺点,极大地限制了其在电磁波吸收领域的应用.碳基复合材料因具有密度低、电导率高等优点,在吸波材料中脱颖而出.其中石墨烯、碳纳米管复合材料呈现出优异的吸波性能,但石墨烯、碳纳米管的合成方法繁琐、制备成本高,严重阻碍了其工业化应用.碳纤维具有可规模化生产、热稳定性高、分散性好的优势.碳纤维是一种电阻率相对低(<10-3Ω·m)的介电损耗吸波材料.单一碳纤维因为介电常数高,不能直接用于吸波领域,所以对其进行改性,调控电磁特性,使其具有优异的电磁波吸收性能.近年来,颗粒、涂层改性碳纤维复合吸波材料的相关研究取得了一定的成果,但与石墨烯、碳纳米管复合材料相比,在吸波性能方面仍然有一定的差距.因此,需进一步提升碳纤维复合材料的吸波性能,研究工艺简单、低成本的制备方法,以利于工业化应用.本文介绍了吸波材料的电磁波吸收理论,并综述了近年来碳纳米纤维、碳微米纤维、碳螺旋纤维复合材料的吸波机理和吸波性能的研究进展,对碳纤维复合吸波材料的发展趋势进行了展望.     

镁合金及其复合材料电磁屏蔽性能研究进展

航空航天、信息通信等领域不断发展,随之产生的电磁干扰也逐渐被人们重视,面对电磁屏蔽材料兼顾结构轻量化的功能/结构一体化发展趋势,已经有越来越多的研究者将关注点放在了镁合金及其复合材料上。镁合金作为一种密度极低的金属材料,具有较高的比强度和比刚度、优异的阻尼和电磁屏蔽性能,以镁合金为基体制备复合材料可进一步提升材料的综合性能,兼具高导电性、导热性和优异力学性能的碳纳米管（CNTs）、纳米石墨烯（GNPs）等纳米碳基材料和具有特殊空心结构的粉煤灰球（FACs）均可作为镁合金复合材料的增强体,综合提升材料的力学和电磁屏蔽性能。目前,针对镁合金及其复合材料的电磁屏蔽性能研究主要集中于合金化元素选择及成分设计、热处理及加工工艺、晶粒尺寸、织构及相分布、复合材料体系设计等方面。从电磁屏蔽原理出发,综述了近年来镁合金及其复合材料电磁屏蔽性能的研究,主要对镁合金及其复合材料导电、导磁性的影响因素进行了介绍,并讨论了作为复合材料提升镁合金电磁屏蔽性能的机理,最后针对这类轻量化电磁屏蔽结构材料的应用前景进行了展望。     

表面接枝TDI碳纳米管/聚氨酯复合材料的研制

为改善碳纳米管的分散性,用2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)对碳纳米管进行表面修饰,采用溶液复合方法与聚氨酯共混制备了碳纳米管/聚氨酯复合材料.通过FTIR证明了TDI确实接枝到碳纳米管表面,采用SEM、DMA、TGA等手段分析了碳纳米管修饰后的分散性及复合材料的力学性能和热性能.结果表明,经TDI修饰后的碳纳米管可以更好的分散在聚氨酯基体中,提高了聚氨酯的力学性能和热性能.     

GNS/PMMA泡沫复合材料的制备及其电磁屏蔽性能

本文采用电泳法在泡沫镍表面沉积一层石墨烯,接着浸渍一层聚甲基丙烯酸甲酯,最后去除泡沫镍模板获得石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯泡沫复合材料。采用扫描电镜、四探针电导率仪及矢量网络分析仪等对材料的形貌结构及性能进行表征。结果表明该泡沫复合材料完整地继承了泡沫镍的三维骨架结构,石墨烯在聚合物骨架中相互连接形成全连通的导电网络,使得该复合材料具有良好的电导率及电磁屏蔽性能。孔径0.25mm、厚度1.5mm的该复合材料的电导率最大可达1.5S·m-1,在8~12GHz范围内,其电磁屏蔽效能最高可达12.7dB,其中吸收损耗占总损耗的99%。因此以吸收损耗为主要屏蔽机制的石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯泡沫复合材料是一种有前途的轻质、透气型电磁屏蔽材料。     

聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备及其对血小板黏附的抑制作用

通过原位聚合的方法将官能化碳纳米管引入聚氨酯中制备了聚氨酯/碳纳米管复合材料(PU/MWNTs),并对其物理学性能和生物学功能进行了研究.通过差示扫描量热法和拉伸性能测试对材料的基本性能进行了研究;通过血小板黏附实验评价了复合材料的生物学性能.结果表明,PU/MWNTs材料的玻璃化温度升高、力学性能得到了提高,碳纳米管(CNTs)的加入使复合材料显示出与聚氨酯基体材料不同的血小板吸附行为,尽管MWNTs的增加明显促进了纤维蛋白原的吸附,但PU/MWNTs表现出对血小板黏附和活化有抑制作用.     

氧化铁-石墨/ABS复合材料制备及电磁屏蔽性能

研究将氢氧化铁和可膨胀石墨粉末混合均匀,在高温下迅速膨化,制备得到了一种具有导电和亚铁磁性的电磁屏蔽功能微集料,将功能微集料与ABS树脂复合,制备得到了一种对电磁波具有反射和吸收功能的复合材料.利用XRD、SEM对功能微集料物相和形貌进行了分析,并对样品的电磁屏蔽传输系数曲线、最大电磁屏蔽效能及屏蔽机理进行了探讨,分析了石墨及氧化铁-石墨功能微集料含量对复合材料低频电磁屏蔽效能的影响.实验结果表明,随着膨化温度升高,氧化铁粒子在膨胀石墨表面、褶皱和沟壑中的分散性逐渐提高,粒径逐渐变小;在1MHz～1.8GHz低频范围内,氧化铁-石墨填充ABS复合材料的电磁屏蔽性能优于柔性石墨/ASB复合材料的电磁屏蔽性能,且其屏蔽方式兼有电损耗和磁损耗机制.     

碳纳米管/三元乙丙橡胶复合材料吸波性能的研究

考察了碳纳米管的介电常数,磁导率以及碳纳米管/三元乙丙橡胶复合材料的电磁吸波性能.研究结果表明,碳纳米管介电常数值远大于磁导率值,且电损耗远大于磁损耗,说明碳纳米管是一种电损耗型吸波介质.通过弓形法测定了碳纳米管/三元乙丙橡胶复合材料在2～18GHz范围内的电磁波吸收性能,结果表明,复合材料在5～18GHz范围内具有较好的微波吸收性能.     

纳米管状聚苯胺金属镀覆及抗电磁波性能

利用碳纳米管-纳米管状聚苯胺复合材料，进行化学无电金属镀层。经过采用Ni、Cu和Ni—Cu复合镀层工艺试验对比，形成了纳米金属镀层复合物。通过SEM观察发现纳米结构的金属颗粒在聚苯胺分子的表面形成了均匀分布和稳定的结合，利用TG、XRD等一系列实验分析表明镀层材料具有良好的金属-纳米管状聚苯胺晶体共轭结构。通过压片法，利用波导管进行抗电磁波性能分析，电磁波的屏蔽效应达到了40dB，证明该材料在电磁屏蔽及相关电子、传感器等技术应用中，将具有良好的应用前景。     

多壁碳纳米管/聚乙烯醇复合材料电磁屏蔽性能研究

通过熔融共混、流延成膜法制备了多壁碳纳米管/聚乙烯醇(MWCNTs/PVA)复合材料,并研究了碳纤维作为增强体的作用。扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、热重分析表明:MWCNTs在PVA基体中均匀分散且形成了良好的空间导电网络;MWCNTs的加入会使吸收峰转移并与PVA发生键合反应;MWCNTs/PVA复合材料具有优异的热稳定性,热分解温度低于105℃时只有少量水分蒸发。导电性和电磁屏蔽测试表明,MWCNTs/PVA复合材料电磁屏蔽性能随其导电性的增强而提高,MWCNTs质量分数为1.2%的复合材料样品,在干扰电磁波频率为1~18GHz频段上具有良好的屏蔽性能,当干扰电磁波频率为13.3GHz时,其屏蔽效能为36.7dB。碳纤维可以增强MWCNTs/PVA复合材料的屏蔽性能,MWCNTs质量分数为0.6%的碳纤维增强MWCNTs/PVA复合材料样品,在干扰电磁波频率为1~18GHz频段时,其电磁屏蔽效能大于40dB。     

金属纤维填充聚合物复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能

以不锈钢纤维作为填料,分别与ＡＢＳ和ＰＰ两种聚合物复合制得了电磁屏蔽用导电性高分子复合材料。通过研究复合材料导电性能和电磁屏蔽性能与纤维含量的关系,发现结晶性的ＰＰ基体比无定形ＡＢＳ基体所需的纤维临界填充量低,同时ＳＳＦ／ＰＰ的屏蔽效果高于ＳＳＦ／ＡＢＳ复合材料;此外,结果还表明这类复合材料对电磁波的屏蔽效果以吸收损耗为主,反射损耗量较小。     

塑料和碳纳米管制成的电磁屏蔽材料

美国弗吉尼亚州立大学开发出一种由塑料、碳纳米管和发泡剂组成的电磁屏蔽材料。这种新型纳米复合材料据说还可防止腐蚀，而且比金属更便宜。对重量特轻的导电纳米复合材料的研究表明，仅仅含有1％～2％的纳米管即可使电导率提高10个量级。碳纳米管还可提高热导率，改善其散热能力。     

改性碳系填料填充聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究进展

为了满足电子设备轻量化和高度集成化发展的趋势和社会健康需求,轻量化、低成本、耐腐蚀的电磁屏蔽材料日益受到青睐。碳系导电填料,尤其是碳纳米管和石墨烯,在聚合物基电磁屏蔽复合材料中应用广泛。但碳系导电填料颗粒的应用通常因其在聚合物基中有限的分散性使得它们与聚合物基体的相互作用受到障碍,从而对电磁屏蔽效能产生不利影响。文中综述了碳纳米管和石墨烯及相关复合材料的典型改性方式及其电磁屏蔽性能,旨在为其在聚合物基电磁屏蔽复合材料中的应用提供良好的设计思路。