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随着微型化、智能化和便携化电子设备的广泛使用,电磁辐射污染、电磁通信干扰以及电磁信息泄露的问题日益突出。电磁辐射的不利影响主要体现在电子设备之间的电磁干扰、电磁泄露以及电磁波对人体健康的危害。为了应对这些挑战,开发柔性、轻质的高性能电磁屏蔽材料具有重要的科学意义和应用价值。因此,本文将低密度、柔性纤维织物(如碳纤维织物和聚丙烯织物)和高导电金属涂层相结合制备出金属化织物用于屏蔽电磁辐射。主要内容分为以下三个部分:(1)选用高比强度和比模量的碳纤维织物(carbon fiber fabrics,CFFs)作为基体,采用双组分喷镀铜方法制备了镀铜碳纤维织物Cu@CFFs。研究结果表明Cu@CFFs的体积电阻率随着喷镀次数增加逐渐下降,当喷镀次数为100次时,Cu@CFFs-100复合材料具有最佳的导电率,其体积电阻率可达到5.01×10-3Ω·cm。此外,900-1500 MHz的频率区间内,Cu@CFFs表现出优异的电磁屏蔽效能,Cu@CFFs-100的SET要比原始碳纤维织物高出20 d B左右,这主要依赖于金属铜沉积层赋予了碳纤维织物良好的导电率,提升了空气界面与Cu@CFFs的阻抗不匹配,增强了入射电磁波的反射损耗以及内部网状结构的多重反射。此外,对Cu@CFFs的电磁屏蔽机制进行了深入研究,结果表明Cu@CFFs是电磁屏蔽材料而不是吸波材料。(2)采用双组分喷镀银法制备了具有高效电磁屏蔽性能的镀银碳纤维织物Ag@CFFs。系统研究了喷镀次数对织物的导电性能、电磁屏蔽性能、金属涂层沉积量的影响。实验结果表明,化学镀银可以显著提高碳纤维织物的电磁屏蔽性能,在900-1500MHz范围内,Ag@CFFs-100的电磁屏蔽效率可达到99.999996%,仅有0.000004%的入射电磁波能透过样品。此外,Ag@CFFs呈现出优良的电磁屏蔽性能稳定性,在中性(PH=7.0)、强碱(PH=12.0)和酸(PH=2.0)环境浸泡40小时后保持率分别可以达到96%、94%和82%。因此,研究成果为制备高效电磁屏蔽材料提供了一种简捷、快速的有效方法。(3)基于镀银碳纤维织物,为了扩大双组分喷镀银与其他织物的兼容性,选用低成本、来源广泛的聚丙烯织物(polypropylene textiles)作为研究对象,制备了镀银Ag/PP复合材料。采用绿色环保的分子接枝技术代替钯活化的前处理工艺,详细分析了分子接枝过程的键合机理和界面结合强度。对Ag/PP的电磁屏蔽性能进行研究,结果表明原始PP纺织品的电磁屏蔽效能接近于零,随着喷镀次数的增加,电磁屏蔽效能增加至37~77 d B。与此同时,Ag/PP纺织品表现出良好的柔韧性和耐久性,80℃下加热80 h、弯曲5000次、在盐雾环境中放置24 h后,Ag/PP复合材料的仍能保持稳定的电磁屏蔽性能。此外,为了满足新型电磁屏蔽材料的户外使用要求,采用一步电沉积法在Ag/PP无纺织物表面构筑微纳粗糙结构,使其从亲水效果转变为超疏水效果,从而具有自清洁和防污功能。与原始Ag/PP-20比较,Ag/PP-20/30 V仍保持76.1 d B的高电磁屏蔽效能,电磁屏蔽效能仅降低了1.3%,说明疏水膜层的制备过程中未破坏PP表面致密的金属银层。