Page 23 - 《精细化工》2023年第1期
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第 1 期 张如强，等: 高性能聚酰亚胺电磁屏蔽材料的研究进展 ·15·
3 PI EMI 屏蔽材料的研究进展 MXene 系 PI 基 EMI 屏蔽材料在 X 波段的 SE
存在较大的波动性。因此，为了不断提升 MXene 系
PI 材料因具有质量轻、可柔化、机械性能好、 PI 基 EMI 屏蔽材料 SE 的稳定性以及屏蔽材料的综
热学稳定性好等特点，被用作很多高性能电磁屏蔽 合性能，仍需花大精力进行高性能 MXene 系 PI 基
复合材料的基体材料 [51-53] 。目前，PI EMI 屏蔽材料 EMI 屏蔽材料的研发。
主要有两种类型，一种是以 PI 树脂制备的 PI 基 EMI
屏蔽材料；另一种是以 PI 纤维制备的 PI 纤维基 EMI
屏蔽材料。借助于 PI 材料的优异特性，使得高性能
PI EMI 屏蔽材料表现出非常好的热学稳定性、机械
稳定性以及环境适应性，有望在航空航天、机械化
工、电磁屏蔽、原子能工业和国防军工等重要领域
获得广泛应用。
3.1 PI 基电磁屏蔽材料
3.1.1 MXene 系 PI 基电磁屏蔽材料
MXene 材料是一类二维层状结构的金属碳/氮
化物，具有过渡金属/碳化物的金属导电性，在电
图 6 纯 PI、MXene@PI、C-MXene@PI 复合泡沫在 X 波
磁屏蔽、超级电容器、电池等领域中得到越来越广 段的电磁屏蔽效能 [58]
泛的应用，MXene 材料已经成为最热门的导电材料 Fig. 6 X-band EMI SE of pure PI, MXene@PI and
之一 [54-56] 。 C-MXene@PI foams [58]
目前，一些研究人员将 MXene 材料作为导电填
3.1.2 金属系 PI 基电磁屏蔽材料
料制备了一系列 MXene/PI 基电磁屏蔽材料。SANG
等 [57] 首先 将导 电 MXene 沉积 在聚 偏氟 二乙 烯 尽管金属材料具有良好的电磁屏蔽效能，但易
腐蚀、密度大以及低灵活性等缺陷阻碍了其在某些
（PVDF）薄膜表面，然后集成在自带黏结性能的
领域的应用 [59] 。电导率是影响电磁屏蔽材料 SE 的
PI 胶带上构建了一种多功能 PVDF/MXene/PI 复合
重要因素之一。因此，在制备电磁屏蔽材料时又不
材料。基于导电的 MXene 网络，PVDF/MXene/PI
复合材料表现出优异的 EMI SE。ZENG 等 [58] 通过浸 可避免地使用具有良好导电性的金属材料。
AgNWs 由于纳米级别的尺寸效应，具有优良的
涂和化学交联方法制备了一种轻质、超柔韧和坚固
的 C-MXene@PI 复合泡沫（图 5），其中，PMDI 为 导电性以及优异的透光性和耐曲挠性，被广泛用于
异氰酸酯。如图 6 所示，C-MXene@PI 复合泡沫在 导电、导热材料等领域。MA 等 [60] 以 AgNWs 为导
X 波段 EMI SE 最高可达 62.5 dB。此外，该复合泡 电填料，通过一锅液体发泡工艺制备了一种具有微
沫还具有一定的疏水性、抗氧化性和极端温度稳定 孔结构、低密度的 AgNWs/PI 复合泡沫。当复合泡
性，可在恶劣极端环境下使用。 沫中 AgNWs 的含量为 PI 基体质量的 4.6%时，制备
的 PIF-WS SE 在 8~12 GHz 频率范围内可达 3.5~4.0
dB（图 7）。张林等 [61] 以 PI 板为基底，通过化学镀
铜技术在其表面沉积了一层致密、均匀，且具有良
好导电性的铜层，制备了一种镀铜 PI 基板。该镀铜
PI 基板具有优异的导电性，且其方阻随镀层厚度的
增加而减小。进一步测试其电磁性能可知，该材料在
100 kHz~12 GHz 频率范围内，镀铜 PI 基板的最高
SE 可达 55 dB。PI 基板表面的金属铜镀层在室内环
境下性能较为稳定。然而，在高湿度环境下容易与
空气中的 CO 2 或氯化物作用，生成碱式碳酸铜或氯
化铜。由于金属铜镀层的厚度很薄，时间久了会被腐
蚀。因此，金属系 PI 基 EMI 屏蔽材料不适合在高湿
图 5 MXene 薄片（a）和 C-MXene@PI 复合泡沫（b）
的制备过程示意图 [58] 环境下使用。
Fig. 5 Schematic diagrams of preparation process of MXene 基于纳米金属粒子制备的 PI 基 EMI 屏蔽材料
flakes (a) and C-MXene@PI composite foams (b) [58] 表现出令人满意的 SE、力学性能以及灵活性。因此，
