微孔发泡PP/PET/CNTs复合材料的制备及其电磁屏蔽效能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.02.001

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (2): 1-7.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.02.001

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微孔发泡PP/PET/CNTs复合材料的制备及其电磁屏蔽效能研究

宋仁达(), 武高健, 陈俊翔, 张有忱, 杨卫民, 谢鹏程()

北京化工大学机电工程学院，北京 100029

收稿日期:2021-07-09 出版日期:2022-02-26 发布日期:2022-02-23
通讯作者: 谢鹏程（1979—），男，教授，从事高分子材料智能制造开发研究，xiepc@mail.buct.edu.cn
E-mail:974018776@qq.com;xiepc@mail.buct.edu.cn
作者简介:宋仁达（1997—），男，在读硕士研究生，从事高分子材料微孔发泡研究，974018776@qq.com
基金资助:
大容量塑料内胆可靠性设计技术、可控成型与焊接工艺研究(2020YFB1506102)

Preparation and its electromagnetic shielding performance of PP/PET/CNTs foaming composites

SONG Renda(), WU Gaojian, CHEN Junxiang, ZHANG Youchen, YANG Weimin, XIE Pengcheng()

College of Mechanical and Electrical Engineering，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China

Received:2021-07-09 Online:2022-02-26 Published:2022-02-23
Contact: XIE Pengcheng E-mail:974018776@qq.com;xiepc@mail.buct.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

采用聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、碳纳米管（CNTs）制备了具有纤维结构的微孔发泡复合材料，借助层叠器内部流道的变化，实现了造粒阶段PET的连续化原位成纤。通过差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、矢量网络分析仪和万能试验机对复合材料的结晶性能、表观形态、电磁屏蔽效能（EMI SE）和拉伸性能等进行了表征和测试。结果表明，当PET含量为2.5 %（质量分数，下同）时，复合材料的EMI SE最优，此时原位成纤效果和微孔发泡效果最好，对CNTs导电网络的构建十分有利，微孔发泡材料的EMI SE达29.84 dB；复合材料的力学性能和成纤效果有关，成纤效果越好，复合材料承受外力能力越强。

关键词: 原位成纤, 注塑发泡, 聚丙烯, 聚对苯二甲酸乙二醇酯, 碳纳米管, 电磁屏蔽

Abstract:

The microcellular foam composites with a fiber structure were prepared using polypropylene （PP）， poly（ethy?lene terephthalate）（PET）， and carbon nanotubes （CNTs） as raw materials. The in?situ formation of PET continuous fiber in the granulation stage was realized through changing the internal flow channel of the laminator. The crystalline pro?perties， apparent morphology， electromagnetic shielding effectiveness （EMI SE）， and tensile properties of the obtained composite materials were characterized using differential scanning calorimeter， scanning electron microscope， vector network analyzer， and universal testing machine. The results indicated that the composites containing 2.5 wt% PEG achieved optimal electromagnetic shielding performance， presenting the optimal in?situ fiber forming and microcellular foaming effects. This is beneficial to the construction of a conductive network based on CNTs. The microcellular foaming materials exhibited an EMI SE of 29.84 dB， and their mechanical properties were related to the fiberizing effect. The better the fiberizing effect， the stronger was the ability to bear external forces.

Key words: in?situ fibrillation, injection foaming, polypropylene, poly（ethylene terephthalate）, carbon nanotube, electroma?gnetic shielding

中图分类号:

TQ328

宋仁达, 武高健, 陈俊翔, 张有忱, 杨卫民, 谢鹏程. 微孔发泡PP/PET/CNTs复合材料的制备及其电磁屏蔽效能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(2): 1-7.

SONG Renda, WU Gaojian, CHEN Junxiang, ZHANG Youchen, YANG Weimin, XIE Pengcheng. Preparation and its electromagnetic shielding performance of PP/PET/CNTs foaming composites[J]. China Plastics, 2022, 36(2): 1-7.

图/表 8

图1 实验流程图

Fig.1 Experimental flow chart

样品	$结晶温度 / ℃$	结晶焓/J·g^-1	$熔融温度 / ℃$	$结晶度 / %$
A1	110.83	63.28	151.50	31.21
A2	115.61	70.53	152.31	35.71
A3	115.03	66.92	154.67	34.86
A4	116.92	62.73	154.09	33.54

样品	$结晶温度 / ℃$	结晶焓/J·g^-1	$熔融温度 / ℃$	$结晶度 / %$
A1	110.83	63.28	151.50	31.21
A2	115.61	70.53	152.31	35.71
A3	115.03	66.92	154.67	34.86
A4	116.92	62.73	154.09	33.54

表1 复合材料的结晶性能

Tab.1 Crystallization properties of the composite materials

表1 复合材料的结晶性能

Tab.1 Crystallization properties of the composite materials

图2 复合材料的非等温结晶曲线

Fig.2 Non?isothermal crystallization curve of the composites

图3 PET纤维网络的SEM照片

Fig.3 SEM images of the network of PET fibers

图4 微孔发泡复合材料的SEM照片

Fig.4 SEM images of injection?molded nanocomposites foam

图5 不发泡样条的EMI SE

Fig.5 EMI SE of non?foaming splines

图6 微孔发泡样条的EMI SE

Fig.6 EMI SE of microcellular foaming splines

图7 复合材料的拉伸性能

Fig.7 Tensile properties of the composites

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