【摘 要】
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随着科学技术的进步与发展,电磁干扰、电磁信息泄露和电磁污染等问题日益显现,这不仅会影响设备的正常工作和信息安全,而且危害人们的身体健康。因此,减轻和屏蔽不良的电磁辐射成为科学领域的一个重要课题。目前,新型导电聚合物复合材料（Conductive polymer composites,CPC）因其优异的柔韧性、灵活性及电磁屏蔽效能正在逐渐替代传统的金属材料,引领下一个时代电磁屏蔽材料的走向。因此,论
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随着科学技术的进步与发展,电磁干扰、电磁信息泄露和电磁污染等问题日益显现,这不仅会影响设备的正常工作和信息安全,而且危害人们的身体健康。因此,减轻和屏蔽不良的电磁辐射成为科学领域的一个重要课题。目前,新型导电聚合物复合材料（Conductive polymer composites,CPC）因其优异的柔韧性、灵活性及电磁屏蔽效能正在逐渐替代传统的金属材料,引领下一个时代电磁屏蔽材料的走向。因此,论文通过在原纸表面铺设纳米银片（AgNFs）作为电磁波反射底层,在此之上堆积MXene（Ti3CNTX）损耗层,并在MXene中穿插交织网格状的纳米银线（AgNWs）作为导热和辅助反射网络,成功制备了高性能柔性电磁屏蔽复合功能材料。在此基础上,研究还对复合材料的电磁屏蔽效能、机械性能、阻燃性能和导热性能等进行了表征与测定,并探究了各屏蔽组分在复合材料中的作用机制及屏蔽机理。主要研究结果如下:通过LiF和HCl的混合酸蚀刻法制备得到单层MXene悬浮液,然后通过真空辅助过滤法制备得到MXene薄膜。通过对MXene薄膜的功率系数（SEA、SER和SET）分析可知,MXene薄膜的吸收损耗可达26.1 d B。并且对MXene薄膜250℃退火处理6 h以后,其吸收损耗达到最佳的34.8 d B。以纸张作为基材,将AgNFs复合在原纸表面制备得到AgNFs屏蔽层,其导电性能和电磁屏蔽效能分别为500 s/cm和48.97 d B。通过在AgNFs屏蔽层表面负载一层MXene电磁波损耗层,制备得到MXene/AgNFs复合纸。其电磁屏蔽效能提升至61.59 d B。如若通过提拉法在AgNFs屏蔽层表面负载一层AgNWs网络,再通过涂布的方式在AgNWs网络内部填充一层MXene,制备得到MXene@纳米银线/纳米银片（MXene@AgNWs/AgNFs,MAA）纸基电磁屏蔽材料。其电磁屏蔽效能能够进一步增加至65.98 d B,并且还具备优异的导热性能,在LED灯加热50 s内MAA复合纸表面温度最低为27℃,且温度变化率最低可达8.0%。以纸张为柔性基材,在原纸表面复合AgNFs涂层,再在AgNFs涂层表面构建AgNWs网络,最后将MXene涂覆并填充在AgNWs网络中,制备得到MAA纸基电磁屏蔽材料。其电磁屏蔽效能、拉伸强度和杨氏模量分别可以达到70.96 d B、44.4 MPa和0.6 GPa。同时,在100℃环境中放置24 h,复合材料电磁屏蔽效能和机械性能分别为51.69 d B、22.27MPa和0.92 GPa。除此以外,MAA复合纸燃烧60 s后仍然可以保持原有形状。并且即使浸泡在无机和有机环境中6 h,该材料仍能展现出51.01-62.48 d B的电磁屏蔽效能。以墙纸原纸作为基纸,基于上述方法制备电磁屏蔽墙纸,经测定其各项物理指标均符合GB/T 30129-2013。并且即使在100℃和100 RH%的环境中放置24 h,其电磁屏蔽效能依旧可以分别达到55.87 d B和46.85 d B。综上所述,本研究成功制备了一种具有高效电磁屏蔽效能的柔性纸基多功能复合材料。在具备优异的电磁屏蔽效能的同时,该材料也展现出良好的导热性能、阻燃性能、机械性能以及稳定性能,展现出了在先进柔性电磁屏蔽产品中较好的应用潜力。
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