功能填料表面修饰对聚合物基复合材料电磁屏蔽性能影响研究进展.docxVIP

第40卷第1期

高分子材料科学与工程

Vol.40,No.1

2024年1月

POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERING

Jan.2024

功能填料表面修饰对聚合物基复合材料电磁屏蔽性能影响研究进展

王庆宇，温变英

（北京工商大学化学与材料工程学院，北京100048）

摘要：对于自身不具备电磁屏蔽性能的聚合物材料而言，加入功能填料是赋予其屏蔽性能的主要方法。然而，简单的填充并不能达到上述目的，填料表面的功能化修饰对聚合物基复合材料电磁屏蔽性能具有重要影响。文中总结了填料表面功能化修饰的主要方法，包括化学镀、表面炭化、包覆聚合物、表面接枝和表面生长金属有机骨架（MOF）等，讨论了各种表面修饰对聚合物基复合材料性能产生的改性效果及最终对电磁屏蔽效能的影响，并对相关研究的未来发展提出了建议。

关键词：功能填料；表面修饰；聚合物基复合材料；电磁屏蔽

中图分类号：TB34文献标识码：A文章编号：1000-7555（2024）01-0151-08

随着信息技术的急速发展，电磁干扰和电磁污染问题越来越受到关注，因此研发电磁屏蔽材料十分必要，其中聚合物基电磁屏蔽复合材料因屏蔽效能可调、质轻、易加工、成本低等优点而成为研究热点。大多数聚合物自身不具备导电性，通过添加功能填料赋予聚合物以导电性或/和导磁性是电磁屏蔽材料领域常用的技术方法，常用的功能填料包括碳系填料、金属填料、无机非金属填料等。但由于填料团聚以及填料与基体界面相容性差等问题，所制备复合材料的综合性能往往不尽人意。通过对填料进行合理的表面处理，不仅能改善填料与聚合物之间的界面相互作用，增强界面黏结，还可通过表面功能化修饰赋予填料新的性能以提升聚合物基复合材料的电磁屏蔽效能（Shieldingefficiency,SE），进而获得性能更优异的复合材料。本文对近年来文献报道的一些填料表面修饰方法及产生的效果进行了归纳和分析。

1填料表面修饰的主要方法

填料的表面修饰方法包括化学方法和物理方法，因具体操作手段而呈现出不同的类型。

1.1化学镀

化学镀是指将填料置于含有某种金属离子的溶液中，然后通过向体系内加入还原剂，使金属离子在填料表面均匀沉积形成镀层，从而使填料获得导电或导磁性或进一步提高其导电性的方法。为了获得高负载率和提高镀层的牢固性，在进行化学镀工艺前，一般都需对填料表面进行粗化、敏化或活化处理。

1.1.1镀银：金属银的电导率很高，镀银是赋予复合材料优异导电性能的主要手段，常以硝酸银溶液为银离子来源。Zhou等[1]将氨水和甲醛加入到分散有羰基铁颗粒（CIP）的硝酸银溶液中，进行还原反应使CIP表面附着一层银颗粒，银镀层优秀的介电性能和导电性共同贡献了优异的电磁屏蔽性

doi:10.16865/ki.1000-7555.2024.0001

基金项目：北京市自然科学基金暨北京市教委科技计划重点项目（KZ202110011018）

通讯联系人：温变英，主要从事功能复合材料、聚合物基绿色复合材料研究，E-mail：wenbianying@

152高分子材料科学与工程2024年

Fig.1SchematicforthesynthesisofNi@GNPfunctionalparticles

能。Chen等[2]对锶铁氧体@纳米石墨复合粒子进行镀银得到了多界面的银@锶铁氧体@纳米石墨功能复合粒子。样品厚度2mm时，其最大反射损耗（Returnloss,RL）在10.9GHz达到－29dB。

1.1.2镀铜：铜的电导率虽不及银，但原料价格低，且铜镀层致密，是填料表面金属化常用的元素之一，其中五水合硫酸铜是常用的铜离子来源。Zhao等[3]先在碳纤维（CF）表面原位聚合聚吡咯，再选用五水合硫酸铜进行化学镀，最终获得CF@PPy@Cu导电复合材料。Kumar等[4]也使用五水合硫酸铜，以水合肼为还原剂成功地在Pd-MWCNT上生成铜颗粒，并可以通过调整铜颗粒的负载量来调整SE的大小。

1.1.3镀磁性金属：虽然镀银和镀铜能提升复合材