Page 20 - 《精细化工》2021年第11期
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·2166· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
共混法是将纤维素纳米纤维与 AgNWs 共混、 表面丰富的官能团（—O、—OH、—F）可以和纤
过滤、剥离得到 AgNWs/纤维素纸基电磁屏蔽材料。 维素纸上的羟基以氢键结合，赋予纤维素纸优异的
AgNWs 的浓度、用量、长度等因素都会影响 AgNWs/ 导电性能与电磁屏蔽性能。研究者常采用浸涂法、
纤维素纸基电磁屏蔽材料的导电性能与电磁屏蔽效 真空过滤自组装法来制备 MXene/纤维素纸基电磁
能，而采用共混法将 AgNWs 引入到纤维素纸中， 屏蔽材料。与 AgNWs 类似，浸涂法也是 MXene/纤
AgNWs 的用量是决定复合纸性能的关键因素。 维素纸基电磁屏蔽材料的主要制备方法。由于
CHEN 等 [45] 将 AgNWs与纤维素纳米纤维共混、过滤、 MXene 易被氧化，因此将 MXene 水分散液浸涂在
剥离得到复合纸，当 AgNWs 质量分数为 2.1%时， 纤维素纸表面后，再选用聚二甲基硅氧烷、全氟辛
复合纸的电磁屏蔽效能为 6 dB，随着 AgNWs 质量 基三乙氧基硅烷、聚酰亚胺等抗氧化性材料对表面
分数的增加，复合纸的电磁屏蔽效能也随之增加， 再次涂覆。HUANG [33] 通过浸涂法制备了 MXene/纸
AgNWs 质量分数为 14.2%时，复合纸的电磁屏蔽效 基电磁屏蔽材料，然后将聚二甲基硅氧烷作为保护
能可达到 39.3 dB。 层来防止 MXene 的氧化，厚度为 0.2 mm 的复合纸
4.1.3 CNT/纤维素纸基电磁屏蔽材料 在整个 X 波段的电磁屏蔽效能超过 43 dB。
CNT 具有高的纵横比、较低的渗透阈值，在低 真空过滤法制备 MXene/纤维素纸基电磁屏蔽
浓度下可实现电导率的突增，容易在纤维素纸上形 材料主要有两种方式：其一是将 MXene 与纤维素共
成导电网络。由于 CNT 侧壁的碳原子主要是以 sp 2 混均匀，再真空抽滤、剥离获得 MXene/纤维素纸基
杂化方式与相邻的碳原子形成高度离域化的 π 电 电磁屏蔽材料，通过改变 MXene 的用量来改善复合
子，导致 CNT 之间存在较强的范德华力，易发生自 纸的电磁屏蔽效能，如 CAO 等 [49] 首先将纳米纤维
团聚，大大降低了 CNT/纤维素纸基电磁屏蔽材料的 素与 MXene 共混均匀，然后真空过滤、剥离获得珍
性能。研究者常通采用超声处理、剪切处理、机械 珠层状结构的复合纸，当 MXene 含量为复合纸质量
搅拌处理等物理方法对 CNT 分散液形成的部分小 的 80%时，在 12.4 GHz 处电磁屏蔽效能达到 25.6
团聚体进行迅速破碎，使之均匀分散。进而将得到 dB；其二是将纤维素与 MXene 分别分散在溶剂中，
的 CNT 分散液与纤维素分散液充分混合，通过真空 然后利用纤维素分散液和 MXene 分散液交替进行
抽滤制备了 CNT/纤维素纸基电磁屏蔽材料。张永 真空过滤得到多层级 MXene/纤维素纸基电磁屏蔽
翔等 [46] 通过使用球磨、超声、剪切和磁力搅拌等多 材料，此方式受到 MXene 分散液浓度以及交替组装
种分散工艺制得 CNT/纤维素复合纸，研究了不同分 次数的影响，研究者通常研究交替组装次数对多层
散工艺对复合纸性能的影响，结果表明，球磨与剪 级 MXene/纤维素纸基电磁屏蔽材料电磁屏蔽性能
切复合工艺制得的复合纸电导率达到 47.35 S/m，电 的影响，如 ZHOU 等 [50] 通过简便有效的交替真空过
磁屏蔽效能为 18~22.5 dB。 滤法制备了包含纤维素纳米纤维层和 MXene 层的
除了采用物理方法，化学方法也较常用。对 CNT 多层复合纸，当交替组装次数由 1 次增加到 5 次时，
表面进行化学修饰的方法主要有两种：一种是在 电磁屏蔽效能由 30 dB 提高至 42 dB。
CNT 分散液中加入表面活性剂，如阳离子表面活性 纤维素纸基电磁屏蔽材料具有轻量化、厚度薄、
剂（十六烷基三甲基溴化铵等）、阴离子表面活性剂 量轻的特点，但制备过程中，电磁损耗材料渗入到
（十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基 纤维之间会导致机械性能大大下降，可能会限制其
磺酸钠等），通过静电排斥或者空间位阻来克服 CNT 应用。
的范德华力，从而实现 CNT 的分散，如 IMAI 等 [47] 4.2 织物基电磁屏蔽材料
采用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸铵对 CNT 进 织物具有灵活性、延展性和透气性等特点，将
行均匀分散，再与植物纤维共混制备 CNT/纤维素复 其作为柔性基底制备的电磁屏蔽织物重量轻、灵活
合纸，复合纸在 5~10 GHz 范围内的屏蔽效能达到 性好、适形性好，在保护人类免受电磁辐射方面受
50 dB；另一种是通过对 CNT 进行酸化、胺化处理， 到了广泛的关注 [51-53] 。根据电磁屏蔽织物的制备工
在 CNT 上引入羧基、氨基等亲水基团，从而提高 艺，可将电磁屏蔽织物分为表面镀覆金属电磁屏蔽
CNT 的溶解度，如程晓圆 [48] 对 CNT 进行酸化、胺 织物、涂层电磁屏蔽织物、导电纤维织物等。
化改性，然后与纤维素共混得到 CNT/纤维素复合 4.2.1 表面镀覆金属电磁屏蔽织物
纸，改性后的 CNT 复合纸相较于未改性的 CNT 复 表面镀覆金属电磁屏蔽织物是在织物表面镀覆
合纸电磁屏蔽效能显著提高。 金属导电层制备而成的，是织物电磁屏蔽材料用得
4.1.4 MXene/纤维素纸基电磁屏蔽材料 最多、效果最好的方法。常用的制备技术有化学镀、
MXene 具有类似于金属的导电性能，导热性能， 电镀等。化学镀和电镀是将铜、银、铝、镍等相应
