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随着智能通信设备的迅速增加,电磁波污染已经成为不可忽视的重大污染之一,高性能电磁屏蔽材料的研究与应用引起了学术与工程界的极大关注。相比于传统的金属基电磁屏蔽材料,导电聚合物材料具有柔性、轻质、耐腐蚀以及加工成本低等优点,成为了近年来电磁屏蔽领域的研究热点之一。然而导电聚合物材料的电导率要远低于金属材料的电导率,因此,如何在实现高效的电磁屏蔽性能的同时,尽可能降低导电聚合物材料的密度和厚度,提高材料的电磁波吸收损耗占比成为了聚合物基电磁屏蔽材料的关键研究问题。本文主要研究了碳纳米管(CNTs)和金属镍(Ni)对聚偏氟乙烯(PVDF)材料导电和电磁屏蔽性能的影响,探讨了PVDF基复合材料超临界CO2的发泡性能,揭示了泡孔结构对PVDF基复合材料的导电和电磁屏蔽性能的影响机理,其主要研究内容如下:1、采用溶剂热法原位合成了新型链状碳纳米管包覆镍(Ni@CNTs)磁性粉末,然后通过溶液混合和热压成型的方法制备了柔性的PVDF/CNTs/Ni@CNTs复合材料。研究了碳纳米管(CNTs)和Ni@CNTs对PVDF/CNTs/Ni@CNTs柔性复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能的影响程度。通过调节CNTs和Ni@CNTs的配比,获得了具有优良电磁屏蔽性能的柔性材料,其最大屏蔽效能/厚度(d)为102.8 dB·mm-1。此外,采用热处理工艺提升了复合材料结晶度,使复合材料的电磁屏蔽性能提高了约10%。力学性能测试证明,该复合材料表现出良好的柔韧性及拉伸性能,平均抗拉强度为70 MPa,平均断裂伸长率为16.9%。2、采用溶液混合和注射成型的方法制备了PVDF/10wt%CNTs柔性复合材料。通过在不同饱和温度下对该复合材料进行超临界CO2发泡,获得了具有不同形貌的泡孔结构,研究了泡孔结构对该复合材料泡沫电导率及电磁屏蔽性能的影响规律。研究发现,由于不同泡孔结构对复合材料中导电填料分布的影响不同,复合材料的导电性及电磁屏蔽性能发生相应的变化。微米开孔结构比微米闭孔及纳米孔结构对复合材料的电导率及电磁屏蔽性能影响更大。在最佳泡孔形貌下,复合材料的电导率最高可达0.121 S/cm。同时,该复合材料在K频段的电磁屏蔽效能最大值为36.3 dB。3、通过液相还原法制备了海胆状镍磁性颗粒,并加入到PVDF/CNTs复合材料中以提高复合材料的电磁屏蔽性能。研究了不同饱和温度下PVDF/CNTs/Ni复合材料的发泡性能,获得海胆状镍对PVDF/CNTs复合材料发泡性能的影响规律,探讨了不同泡孔结构下复合材料导电性能与电磁屏蔽性能的变化趋势。研究发现,发泡后的PVDF/CNTs/Ni复合材料,其电导率及电磁屏蔽性能得到显著提升。相比于固体复合材料,由发泡后材料的导电性能提升了近一倍,最高可达0.214 S/cm,K频段的电磁屏蔽效能达到43.4 dB,特征屏蔽效能/厚度为402.0 dB/(g/cm2)。此外,该复合材料泡沫表现出较高的抗压性能,其抗压强度高于3.5 MPa。