聚磷腈/碳纳米管复合材料的电磁屏蔽和导电性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.005

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (2): 21-25.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.005

聚磷腈/碳纳米管复合材料的电磁屏蔽和导电性能研究

张晓光¹^,²(), 卫天琪¹, 崔哲¹, 毛明珍¹, 黎汉生², 王伯周¹^,³(), 吴芹²()

^1.西安近代化学研究所，西安 710065
^2.北京理工大学化学与化工学院，北京 100081
^3.氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室，西安 710065

收稿日期:2024-04-22 出版日期:2025-02-26 发布日期:2025-02-27
通讯作者: 王伯周（1967—），男，研究员，从事含能材料合成与性能研究，wbz600@163.com
吴芹（1976—），女，副教授，绿色催化工艺与工程和清洁能源化工，wuqin_bit@126.com
E-mail:xg_zhang396@163.com;wbz600@163.com;wuqin_bit@126.com
作者简介:张晓光（1985—），男，副研究员，从事精细化学品及高分子材料的合成及性能研究， xg_zhang396@163.com
基金资助:
《中国塑料》是国家科委和国家新闻出版署批准的全国性(中央级)科学技术期刊，月刊，由中国塑料加工工业协会、北京工商大学、轻工业塑料加工应用研究所主办。属于中国科学引文索引数据库（CSCD）核心期刊、美国化学文摘（CA）收录核心期刊、中国科技核心期刊（中国科技论文统计源期刊）、中国学术期刊综合评价数据库来源期刊、全国中文核心期刊，荣获第三届国家期刊奖。《中国塑料》每月26日出书，国内外公开发行，国内统一刊号(CN11-1846/TQ);国际标准刊号:ISSN 1001-9278。《中国塑料》被美国《化学文摘》(CA)、日本科学技术振兴机构中文数据库(JST)、中国科技论文统计源、中文科技期刊数据库、中国学术期刊(光盘版)（CNKI）、美国艾博思科（EBSCO）数据库、万方数据库、维普数据库、超星域出版等国内外知名数据库收录。2023年入选中信所“第6届中国精品科技期刊”，即“中国精品科技期刊顶尖学术论文（F5000）”项目来源期刊

Study on electromagnetic shielding and electrically conductive performance of polyphosphazene/carbon nanotubes composites

ZHANG Xiaoguang¹^,²(), WEI Tianqi¹, CUI Zhe¹, MAO Mingzhen¹, LI Hansheng², WANG Bozhou¹^,³(), WU Qin²()

^1.Xi′an Modern Chemistry Research Institute，Xi′an 710065，China
^2.School of Chemistry and Chemical Engineering，Beijing Institute of Technology，Beijing 100081，China
^3.State Key Laboratory of Fluorine & Nitrogen Chemicals，Xi′an 710065，China

Received:2024-04-22 Online:2025-02-26 Published:2025-02-27
Contact: WANG Bozhou, WU Qin E-mail:xg_zhang396@163.com;wbz600@163.com;wuqin_bit@126.com

摘要/Abstract

摘要：

以聚磷腈为基体，碳纳米管（SWNTs）为填料，通过溶液共混法制备了聚磷腈/SWNTs复合材料，其中SWNTs随机分布在聚磷腈基体形成导电相。采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、热失重分析仪（TG）、导电性能测试仪和矢量网络分析仪等对复合材料的结构和性能进行表征分析。结果表明，聚磷腈/SWNTs复合材料的电磁屏蔽和导电性能与SWNTs的添加量密切相关，当含量为15 %（质量分数，下同）时，电磁屏蔽效能达到 60.9 dB，平均导电率达到0.989 4 S/cm，且在700 ℃时的质量保留率达到35.66 %。

关键词: 聚磷腈, 碳纳米管, 电磁屏蔽效能, 导电性能

Abstract:

Polyphosphazene/carbon nanotubes （SWNTs） composites were prepared by using a solution⁃blending method. SWNTs were randomly distributed on the polyphosphazene matrix to form a conductive phase. The structure and properties of the as⁃prepared composites were characterized by using Fourier⁃transform infrared spectrometer， scanning electron microscope， thermogravimetric analyzer， electrical conductivity tester， and vector network analyzer. The results indicated that the electromagnetic shielding effectiveness and electrical conductivity of polyphosphazene/carbon nanotubes composites were related to the loading of carbon nanotubes in the matrix. The electromagnetic shielding effectiveness of the composites reached 60.9 dB at a SWNTs content of 15 wt%， its average electrical conductivity reached 0.989 4 S/cm， and its residual char yield was 35.66 wt% at 700 ℃.

Key words: polyphosphazene, carbon nanotube, electromagnetic shielding, electrical conductivity

中图分类号:

TQ325

张晓光, 卫天琪, 崔哲, 毛明珍, 黎汉生, 王伯周, 吴芹. 聚磷腈/碳纳米管复合材料的电磁屏蔽和导电性能研究[J]. 中国塑料, 2025, 39(2): 21-25.

ZHANG Xiaoguang, WEI Tianqi, CUI Zhe, MAO Mingzhen, LI Hansheng, WANG Bozhou, WU Qin. Study on electromagnetic shielding and electrically conductive performance of polyphosphazene/carbon nanotubes composites[J]. China Plastics, 2025, 39(2): 21-25.

图/表 7

图1 JLJ的化学结构式

Fig.1 Chemical structure of JLJ

图2 聚磷腈/SWNTs复合材料制备过程示意图

Fig.2 Fabrication process of the polyphosphazene/SWNTs composites

图3 样品的SEM照片

Fig.3 SEM images of the samples

图4 样品的FTIR谱图

Fig.4 FTIR spectra of the samples

图5 样品的TG曲线

Fig.5 TG curves of the samples

图6 JLJ⁃SWNTs复合材料的导电率

Fig.6 Electrical conductivity of the JLJ⁃SWNTs composites

图7 JLJ⁃SWNTs复合材料的电磁屏蔽效能曲线

Fig.7 Electromagnetic shielding efficiency curves of the JLJ⁃SWNTs composites

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聚磷腈/碳纳米管复合材料的电磁屏蔽和导电性能研究

Study on electromagnetic shielding and electrically conductive performance of polyphosphazene/carbon nanotubes composites

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