西南大学王明教授课题组Carbon综述：多界面多尺度电磁屏蔽高分子复合材料的构建、屏蔽机理及研究展望

点击上方“蓝字” 一键订阅

随着电子/电气设备使用量的增加，电磁干扰（EMI）屏蔽技术的研究日益受到重视。电磁干扰不仅会引起电气设备的故障，而且也危险人民的身体健康，因此电磁干扰屏蔽在现在社会中已成为一个重要的问题。金属材料由于其良好的电磁波反射性能是一种传统电磁屏蔽材料。然而，金属材料由于密度大、成本高、不耐腐蚀、成型加工性差等缺点限制了其应用发展，而且金属材料由于较高的电磁波反射率容易造成电磁波的二次污染。因此，导电高分子复合材料（CPC）具有优异的成型加工性、低成本、低密度、耐腐蚀等优势有望替代传统的金属电磁屏蔽材料。然后，传统的CPC具有较差的电磁屏蔽效能，而且往往需要高的导电填料填充量，使其力学性能变差，很难获得大规模的应用。因此，如何通过复合材料的结构设计获得高效电磁屏蔽高分子复合材料是解决问题的关键。

近年来，西南大学王明教授课题组在功能性粒子网络构建和导电高分子复合材料多界面多层次结构调控方面取得了系列进展，并在较大程度上实现了电磁屏蔽性能的高效设计：（1）通过在复合材料中可控构建泡孔结构，在轻量化的同时提高复合材料的多界面散射损耗，提高复合材料的电磁屏蔽性能[Chemical Engineering Journal, 2020, 393, 124805]，并研究了复合材料电磁屏蔽性能的温度和应力变化规律[Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2021, 140, 106188]；（2）研究了填料粒子网络对复合材料电磁屏蔽效能的影响，发现了复合材料电磁屏蔽效能与填料粒子浓度的关系和电磁屏蔽效能的愈渗行为[Composites Science and Technology, 2019, 170, 70-76]，并通过调控导电粒子分布来调控复合材料电磁屏蔽性能[Applied Surface Science, 2020, 508, 145178]；（3）通过模板法在高分子基体内构建均匀分布的大尺度银纳米片，利用大尺度银纳米片的界面效应，提高了复合材料的电磁屏蔽性能 [Composites Part B: Engineering, 2019, 171, 204-213]，通过界面金属化，提高界面的电磁波能量耗散，提高复合材料的电磁屏蔽性能[Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2020, 139, 106116.]；（4）利用在聚合物基体中受限分布策略，高效构筑了功能性粒子网络，实现复合材料的高效电磁屏蔽性能[Composites Part B:Engineering, 2020, 196, 108121]；（5）通过研究相形态结构对复合材料电磁屏蔽性能的影响，明晰了多相多组分体系中相形态结构与电磁屏蔽效能的内在关联 [Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2020, 137, 106008]，并通过刻蚀对复合材料进行空化处理，进一步提高复合材料的电磁屏蔽性能[Journal of Colloid and Interface Science, 2020, 565, 536-545]；（6）利用的第三组分在导电复合材料中构建多层次界面，研究不同含量和粒径第三组分对电磁屏蔽效能的影响，发展了界面散射与基体吸收的平衡理论 [Applied Surface Science, 2019, 466, 657-665; Composites Part B: Engineering, 2019, 177, 107378]。

最近，课题组与四川大学郭少云教授课题组合作，对具有多层次结构的导电高分子电磁屏蔽复合材料进行了总结和归纳；主要综述了隔离结构、多层/三明治结构、发泡/多孔结构、预制导电网络结构、多相多组分结构等结构的构建和电磁屏蔽机理（如下图所示），并对多界面多尺度导电高分子电磁屏蔽材料的研究进行了展望。

相关研究成果“Construction, Mechanism and Prospective of Conductive Polymer Composites with Multiple Interfaces for Electromagnetic Interference Shielding: A Review” 近期发表在 Carbon上。通讯作者为西南大学化学化工学院王明教授、四川大学高分子材料工程国家重点实验沈佳斌教授、郭少云教授。该项目受到重庆市科技局项目，高分子材料工程国家重点实验开放课题资助。

论文链接：

M. Wang*, X.-H. Tang, J.-H. Cai, H. Wu, J.-B. Shen*, S.-Y. Guo*, Construction, Mechanism and Prospective of Conductive Polymer Composites with Multiple Interfaces for Electromagnetic Interference Shielding: A Review, Carbon, 2021, 177, 377-402.

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.02.047

相关进展

高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：[e-mail]

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至[e-mail]，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群，请先加审核微信号PolymerChina （或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。

点

这里“阅读原文”，查看更多