2019年05月27日 星期一
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学会动态
陕科大马建中教授与北大白树林教授等在柔性电磁屏蔽复合材料方面取得新进展
来源: 时间: 2019-05-10 浏览: 763

电子器件在运行时易受相邻器件的干扰,随着电子器件的柔性化、微型化发展,制备超薄柔性的电磁屏蔽材料对于改善电子器件的运行环境十分重要。聚合物基导电复合材料(CPC)被广泛用于电磁屏蔽领域,然而基于有机溶剂的溶液共混工艺环保性不佳,限制了其实际应用。水性聚合物材料,例如聚丙烯酸酯乳液等,具有可调节的成膜性能和环保的制备工艺,有望作为CPC的新型聚合物基材应用于电磁屏蔽领域。石墨烯具有优异的力学和电学性能,常用作CPC的导电填料。然而其与聚合物基质间的界面相容性不佳,限制了CPC的性能提升。陕西科技大学马建中教授与北京大学白树林教授合作,提出利用水性苯丙乳液P(St-BA)中丰富的π共轭基团与磺化石墨烯S-GNS形成π-π作用提升石墨烯在苯丙乳液中的分散和界面强度,制备了超薄、高导电的P(St-BA)/S-GNS电磁屏蔽复合涂层。利用拉曼、拉伸试验等手段证明了π-π作用的存在,分子动力学模拟的计算结果也表明苯丙乳液聚合物-石墨烯之间的结合能高于纯丙乳液聚合物-石墨烯间的结合能,为石墨烯水性涂料的基体选择提出了理论依据。当填料含量为20wt%时,复合材料的拉伸强度提升了574%。填料含量为25wt%的复合材料在50 μm时的电磁屏蔽性能可达21.5 dB,满足商业化电磁屏蔽材料的使用要求。涂层材料的电磁屏蔽性能在弯折1000次前后并无显著变化,有望作为下一代柔性电磁屏蔽涂层用于皮革、电子器件、纺织等领域。

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相关研究成果发表在《Carbon》(IF=7.082)杂志上(DOI: 10.1016/j.carbon.2019.04.058)。

陕西科技大学博士生卫林峰、青年教师张文博为本论文的共同第一作者,陕西科技大学马建中教授和北京大学白树林教授为论文的共同通讯作者。

作者特别感谢国家重点研发计划、政府间科技交流项目和陕西省重点研发计划等项目的大力支持。

会员简介

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马建中,陕西科技大学教授、博士生导师。主要从事水性高分子的设计合成、有机/无机纳米复合材料的关键技术以及轻纺化学产品的技术与应用等方面的研究。正在承担或完成的纵向科研项目有30余项(其中包括973预研专项1项,863计划1项,国家自然科学基金重点项目1项、国家重点研发计划课题1项等)。

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白树林,北京大学教授、主要从事长纤维增强热塑性复合材料的制备工艺开发;石墨烯填充高聚物热界面复合材料的制备和性能;复合材料性能与微观结构关系等方面的研究。长期从事高聚物基复合材料的微观结构和力学行为的研究工作,在纤维增强、颗粒填充和共混高聚物复合材料领域取得了一些重要的研究成果。近几年 主要研究工作集中在具有热、力电综合性能的石墨烯填充高聚物复材料主要研究工作。已经发表杂志和会议论文140余篇。

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