Page 21 - 《精细化工》2021年第11期
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第 11 期                         高党鸽，等:  柔性基电磁屏蔽材料的研究进展                                   ·2167·


            的离子镀液通过氧化还原法镀覆在织物表面，铜、                             与纱线混纺编织成了织物，在 30 MHz~9.93 GHz 频
            银、铝镀覆织物主要是通过金属表面反射达到屏蔽                             率范围内的电磁屏蔽效能为 25~65 dB。由于金属纤
            电磁波的目的，镍织物材料除了表面反射外，还有                             维自身质量较大，在编织和整理过程中容易弯曲打
            本身的吸收损耗。其中，银织物在 0.15 MHz~20 GHz                    结，纤维的抗弯强度差，制备的织物透气性较差、
            波段内的电磁屏蔽效能可达到 60 dB 以上，该织物                         厚重且手感较硬，应用比较局限。
            具有轻薄、柔软、透气、抗菌的优点，但其价格较                                 碳纤维具有密度低、强度高、屏蔽性能好等优
            为昂贵    [54] 。铜织物电磁屏蔽效能在 35~68 dB 范围                点，是理想的吸波材料之一             [62] 。普通碳纤维是通过
            内，该织物价格便宜、屏蔽效果较好，但抗氧化能                             反射实现电磁屏蔽，基本没有吸波效果，因此，研
            力差  [55] 。镍织物的屏蔽效能为 32~37 dB，抗氧化性能                 究者常通过改变碳纤维形态来提高其吸收电磁波的
            良好、防腐性能优异，但与皮肤直接接触可能引起过                            能力，如支化状       [63] 、螺旋状  [64] 等。QIU 等 [65] 制备了
            敏，因而不适宜直接作为防护内衣面料使用                   [56] 。       具有“树状”结构的吸收剂，以中空多孔碳纤维作
                 表面镀覆技术主要是在棉织物、涤纶、芳族聚                          为“树干”，CNT 结构作为“树枝”，磁铁矿作为“果
            酰胺织物上进行单层或多层镀覆。GUO 等                  [57] 在涤纶     实”，2.5 mm 厚的纤维层在 14.03 GHz 处的最低反
            织物表面进行了化学镀镍，结果表明，织物在 2~                            射损耗为 50.9 dB，具有较好的吸波性能。
            18 GHz 频率范围内的电磁屏蔽效能达到了 60 dB。                          对碳纤维进行掺杂也可以提高其吸波性能，常
            随着电磁环境日益复杂，单层金属镀层的屏蔽织物                             掺杂磁性粒子（如铁、钴、镍等）来提高碳纤维的
            不能满足现实电磁防护要求，研究者将多层金属在                             吸波性能。叶伟等        [66] 采用聚丙烯腈基预氧丝毡浸渍
            织物表面进行镀覆。ALI 等           [58] 采用化学镀的方法在            含铁、钴、镍的盐溶液，经高温处理、炭化后制备
            棉织物表面进行金属化处理，先在织物表面沉积银                             了碳纤维轻质复合材料。该复合材料在 18 GHz 时电
            通纳米粒子対织物进行活化，然后再化学镀一层薄                             磁波损耗达到最高值 20 dB。
            的铜层，对镀覆后织物的导电性能、电磁干扰屏蔽                                 织物基电磁屏蔽材料常用于可穿戴电子设备
            性能进行测试，该复合材料的表面电阻为 20 Ω，电                          中，可能与人体皮肤直接接触。但是有关该类材料
            磁屏蔽效能为 75.53 dB。                                   透气性、耐洗涤性以及对人体的安全性等方面有待
            4.2.2   涂层电磁屏蔽织物                                   进一步研究。
                 涂层电磁屏蔽织物是在涂层整理剂中添加一定                          4.3   皮革基电磁屏蔽材料
            量的金属、碳系损耗材料，然后涂覆在织物表面，                                 皮革具有柔软、机械性能高、孔隙率较高等特
            通过涂层整理剂将金属、碳系损耗材料黏结在织物                             点。皮胶原分子链上含有大量的酸性基团羧基和碱
            表面，使其具有屏蔽电磁波的效果。陈颖等                     [59] 把金    性基团氨基，可作为偶极子消散微波，在电场中这
            属粉末均匀分散在高分子胶黏剂中，再利用浸涂法                             些电偶极子立即沿电场方向排列，在这一过程中由
            将其涂覆在织物表面上得到电磁屏蔽织物，在                               于分子热运动的阻碍，电偶极子弛豫必然发生，导
            30~1500 MHz 波段范围内，电磁屏蔽效能为 23.4~                    致电磁波的介电损耗，因此，皮革是制备柔性电磁
            27.5 dB。                                           屏蔽材料的良好基体。
                 涂层电磁屏蔽织物用于制备可穿戴的防辐射服                              研究者常采用浸涂法在皮革表面附着金属系损
            时，常需要在潮湿或腐蚀条件下使用，因此，研究                             耗材料与碳系损耗材料来制备柔性基电磁屏蔽材
            者常引入疏水材料构筑疏水表面可以延长屏蔽织物                             料，如 LIU 等   [67] 通过将金属纳米粒子浸涂在皮革基
            的使用寿命。JIA 等       [60] 采用 CNT 与 AgNWs 组成的          体上，研制了一种轻质、高性能的电磁屏蔽复合
            导电层和聚四氟乙烯等低表面能物质组成的疏水层                             材料，该复合材料在 0.01~3.0 GHz 频率范围内表
            共同制备了疏水电磁屏蔽织物，该织物在厚度仅为                             现出 76 dB 的优异电磁屏蔽效能，比屏蔽效能为
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            0.6 mm 时，其水接触角和滑动角可达 160.8和 2.9，                 200.0 dB·cm /g。LIU 等 [68] 又以皮革基体为电磁波吸
            电磁屏蔽效能达 51.5 dB。                                   收底物，多壁 CNT 包覆金属纳米粒子为高效微波吸
            4.2.3   导电纤维电磁屏蔽织物                                 收剂，制备了一种轻质、可穿戴、高性能的电磁干
                 导电纤维织物是将导电纤维与织物纤维经混纺                          扰屏蔽材料，制备的复合材料在 0.5~12.0 GHz 的宽
            技术制备而成的，常选用的导电纤维主要有金属纤                             频率范围内具有 30~60 dB 的高屏蔽效能，比屏蔽效
                                                                               2
            维（镍、铜、不锈钢等）、碳纤维等。金属纤维不但                            能高达 162 dB·cm /g。
            具有金属材料固有的优点，还具有良好的柔软性和                                 制革加工过程会产生大量的废革屑，将废革屑
            可纺性，研究者常将金属纤维与织物纤维混纺制备                             磨成超细粉，再用高分子黏结剂将其黏合在一起可
            织物基电磁屏蔽材料。ORTLEK 等              [61] 将不锈钢纤维        作为柔性基电磁屏蔽材料的柔性基底。ZENG 等                    [69]
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