具有自愈性能的交叉疊層定向無紡布用于電磁干擾屏蔽

DOI:10.1016/j.carbon.2020.02.034

高效、柔性、自愈型電磁干擾（EMI）屏蔽材料是電磁屏蔽行業中非常理想且有價值的材料。此外，為了達到商業級的電磁屏蔽效果，需要大量的填充劑。采用磁場輔助電紡和交叉疊層的方法制備了定向碳納米管聚甲基丙烯酸羥乙基酯（CNT-PHEMA）無紡布，從而制備了一種自愈型電磁屏蔽織物。獨特的定向碳納米管堆疊和多孔結構使材料在很低的碳納米管負載量（0.17 wt%）下也能有效地吸收電磁干擾。β-環糊精（β-CD）與金剛烷（Ad）的主客體相互作用不僅使織物在100%濕度環境下能自動粘合在一起，而且能自我修復劃痕。愈合后，EMI屏蔽性能可恢復90.86±3.90%。

圖1.a）含有宿主-客體基團的CNT-PHEMA的制備工藝示意圖；b）HEMA和無紡布的FT-IR光譜；c）多層重疊無紡布的制備示意圖；d）16層重疊無紡布的柔性數碼照片。（尺寸：2 cm*1 cm*2 mm）。（此圖的彩色版本可以在線查看。）

圖2.采用磁場輔助靜電紡絲技術制備的CNT-PHEMA納米纖維的低倍放大a（比例尺為500μm）和高倍放大b（比例尺為50μm）的掃描電鏡圖像；c）不借助磁場的CNT-PHEMA納米纖維的掃描電鏡圖像；d）單個CNT-PHEMA納米纖維的透射電鏡圖像。

圖3.電磁干擾屏蔽性能比較。a）SEA、b）SER和c）SETotal隨定向多層重疊無紡布、非定向無紡布和直接澆鑄膜的頻率變化；d）不同頻率的電紡無紡布和直接澆鑄膜的SETotal直方圖比較。（此圖的彩色版本可以在線查看。）

圖4.多孔無紡布電磁干擾屏蔽示意圖。（此圖的彩色版本可以在線查看。）

圖5.磁場輔助定向無紡布重疊的示意圖及相應的SAXS表征。（比例尺：1 cm）。

圖6.a）無紡布在刮擦之前和之后的LSCM表征；b）無紡布的自愈機理；c）原始-16層織物、破裂-16層織物和愈合-16層織物的SETotalmax的變化（基于三次試驗）。（此圖的彩色版本可以在線查看。）