Page 25 - 《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 ·17·
屏蔽材料（静电纺）、PI 纸基 EMI 屏蔽材料（湿法 纺体系内只能添加 PI 基体质量的 10%左右的电磁损
造纸）和 PI EMI 屏蔽织物（织造）三类。 耗功能材料，纺丝效率低，且纺丝过程用到的强腐
3.2.1 PI 纳米纤维基电磁屏蔽材料 蚀性或高剧毒性溶剂成本高、不易回收，易造成环
静电纺丝技术制备的纳米纤维材料具有孔径 境污染。以上缺点均限制了 PI 纳米纤维基 EMI 屏
小、孔隙率高、纤维均一性好、力学性能好等优点， 蔽材料的进一步工业化生产。因此，目前 PI 纳米纤
因此，静电纺纳米纤维在制备轻质、柔性和高性能 维基 EMI 屏蔽材料仅限于实验室范围内的研究。
PI 基 EMI 屏蔽材料方面具有巨大的应用潜力 [66-67] 。 3.2.2 PI 电磁屏蔽织物
ZHANG 等 [68] 以 AgNWs 和 MXene 为导电材料， 基于织物的透气性、延展性和灵活性等特点，以
采用静电纺丝和热压技术制备了具有高热稳定性和 PI 纤维制备轻质、柔性的 PI EMI 屏蔽织物受到了越
高韧性的“三明治结构”的 AgNWs/MXene/AgNWs 来越多的关注。通过在 PI 纤维表面镀覆金属导电层制
（AP x M y AP x ）纳米复合膜，如图 9 所示。该复合膜 备 PI EMI 屏蔽织物是制备织物电磁屏蔽材料用得最
除了具有优异的力学性能和电磁屏蔽性能（38 dB） 多且效果最好的方法。常用的镀覆金属导电层制备技
以外，还具有优异耐酸性能及机械稳定性。该纳米 术有化学镀、电镀等 [40] 。化学镀和电镀是通过氧化还
+
3+
2+
2+
复合膜经过强酸处理（pH 2.0 和 1.0）以及机械弯曲 原法将金属离子（Ni 、Al 、Ag 、Cu 等）镀覆在
测试（1000 次）后，其电磁屏蔽性能仍能保持在 80% PI 纤维织物表面，获得 PI EMI 屏蔽织物。
以上，因此该复合膜可在恶劣环境下长期使用。 镀覆金属 PI EMI 屏蔽织物的主要电磁屏蔽机
理是通过金属镀层表面反射电磁波以达到电磁屏蔽
的目的，其中镍镀覆 PI EMI 屏蔽织物除了表面反射
外，还存在吸收损耗。WANG 等 [70] 通过原位聚合和
化学镀制备了一种具有低反射、强吸收特性的镍-
钴-铁-磷（Ni-Co-Fe-P）/PANI/PI 复合织物（图 10）。
随着化学镀时间的延长，其电磁屏蔽性能不断提升。
Ni-Co-Fe-P/PANI/PI 复合织物的厚度仅为 0.2 mm
时，其在 X 波段的 SE 为 40.5~69.4 dB，优于传统金
属织物或导电聚合物涂层织物。DING 等 [43] 同样通
过镍-钨-磷（Ni-W-P）化学镀的方法制备了一种具
有良好导电性和电磁屏蔽效果的功能 PI 织物。该功
能 PI 织物在 1000 次的弯曲测试后仍可保持良好的
导电性。此外，该功能 PI 织物还具有良好的抗氧化
性能、优异的防腐性能，其在不同 pH 溶液中浸泡
12 h 后，其表面电阻略有增加。
PI EMI 屏蔽织物多用作室内屏蔽墙布或作为电
磁屏蔽防护面料使用，但电磁损耗功能材料涂层与
皮肤直接接触可能引起过敏或不适，因而不适宜直
接作为防护内衣面料使用，可与另一种材料复合制
图 9 AP x M y AP x 纳米复合膜的制备示意图（a）；不同 为亲服型屏蔽织物使用。
MXene 加载下 AP x M y AP x 的 EMI SE（b） [68] 3.2.3 PI 纸基电磁屏蔽材料
Fig. 9 Preparation process for AP x M y AP x composite films (a); EMI 纸基材料因其制备工艺成熟、易于操作、可工
SE of AP x M y AP x at different MXene loadings (b) [68]
业化生产等特点受到了越来越多研究学者的关注。
董馨茜等 [69] 首先采用共沉淀法制备出了一种 因此，基于纸基材料独有的网络结构，在湿法造纸
F 3 O 4 磁性纳米粒子，随后采用原位聚合法，将制备 的基础上构造结构和功能一体化复合材料纸基 EMI
出的 Fe 3 O 4 磁性纳米粒子加入到聚酰胺酸溶液中， 屏蔽复合材料已成为当下研究的热点。
最后经静电纺丝及热亚胺化后制备出了一种 F 3 O 4 / PI 纸基 EMI 屏蔽材料的制备如同 PI EMI 屏蔽
PI 复合纤维膜。当 F 3 O 4 的添加量为 PI 基体质量的 纺织物的制备，大多都是通过在 PI 纤维表面涂覆一
7%时，该复合纤维膜在 X 波段的 SE 为 35 dB，可 层电磁损耗功能涂层，进而构建一层导电网络，以
达到一般工业或商业电子设备用电磁屏蔽的要求。 达到电磁屏蔽的效果。ZHANG 等 [46] 以 PI 纤维纸为
PI 纳米纤维基 EMI 屏蔽材料在制备过程中，电 基材，首先通过气相聚合在 PI 纤维纸上成功地生长
