(三)在涂料设备中的应用
填料在基体中的分散是否均匀对其导电性十分重要。以石墨为例,制备综合性能优异的膨胀石墨填充导电复合材料的关键是减少复合材料的孔隙,特别是要保证基体充分浸润膨胀石墨,使得石墨层片均匀分散在基体当中并与基体良好粘结。在填料体积分数不变的情况下,片状填料粒子比球状填料粒子具有更低的导电渗滤阈值。这是因为片状填料粒子在基体中形成导电网络时比球状填料粒子所需的填充分数小。并且片状粒子的径厚比大,容易在基体中形成导电网络。对插层复合导电高分子材料的研究也证实了这一点。导电填料粒度越小越好,但必须有一个适当的分布,以便获得紧密堆积和增大接触面积,提高导电能力;而其用量则与填料的导电性能、粒度、形状等密切相关。以普通的金属微粉或碳粉作为导电填料时,复合材料的渗滤阈值约在15%~20%(质量分数,下同),甚至30%,而以纳米级的导电粉末作填料时,该值仅在1%~3%。石墨的剥离程度对于该复合材料的导电渗滤阈值的影响也很重要。在较低的填充分数下,未完全剥离的石墨粒子其粒子间相互接触的几率比较小,而当石墨完全剥离成纳米厚度后,在不变的填充分数下,石墨粒子的数量和径厚比均明显增大,从而使得各粒子之间相互接触的几率大大增加,更容易形成导电网络。石墨粒子的完全剥离、巨大的径厚比以及在基体中的均匀分散是该导电复合材料的具有低渗滤阈值和高导电性能的主要原因。利用原位聚合反应,能够充分保证石墨粒子的剥离,避免石墨粒子的团聚,使得石墨在基体中能够分散均匀,最大限度地保证了这3个条件的满足,因而是制备聚合物/石墨纳米导电复合材料的优良方法[12]。
四、研究展望
将有机组份和无机组份在纳米尺寸上相结合,设计和制备出具有各种独特性质(包括光化学性质)的杂化材料,一直是材料化学研究和努力的方向。溶胶—凝胶合成技术,为实现材料的制备提供了可靠的实验手段。无疑,光化学杂化材料展现出广阔的应用前景。
从电磁屏蔽材料的发展来看,未来电磁屏蔽材料的发展趋势主要有:一、屏蔽材料内部结构优化、成型工艺改进,可以提高材料的综合电磁屏蔽材料;二、材料的非晶化和纳米化,通过这两种手段,可以对材料内部组织进行优化,甚至使材料内部晶粒细化到纳米级别,从而可能产生质的飞跃,大大提高材料包括电磁屏蔽性能在内 的综合性能;三、用工艺及结构的复合化改良材料的电磁屏蔽材料,例如将有机组份和无机组份在纳米尺寸上想组合,制得各种性质独特的杂化材料[13]等。
电磁屏蔽材料在电子工业高速发展的时代是一种防止电子污染所必须的防护性功能材料,是目前新技术发展领域中的新型化工材料。其电磁屏蔽性能及材料的物理机械性能将随着我国电子工业的飞速发展而日益改善和提高。
五、结束语
随着电子工业的发展,各家对电磁干扰、信息安全、人员安全问题都越来越重视。以上综述的几类主要电磁屏蔽材料,在不同目的和使用条件的工程应用中,往往需兼顾其它方面进行综合设计,所以开发综合性能好、方便、适用且成本低的电磁屏蔽材料具有重要的社会和经济效益。 |