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随着高新科技的发展,大量电子设备的出现就不可避免的产生不同频率和波长的电磁波,不仅影响其他电子设备的正常使用,同时还严重威胁人们的身心发展。因此,电磁屏蔽材料的研究成为刻不容缓的课题。研究得知,石墨烯是目前已知的导电性能最佳,力学性能最好的材料,同时它还兼具导热性能优异,质轻,等优点,所以石墨烯是制备电磁屏蔽材料的最佳选择。因此本课题的目的是在保证电磁屏蔽性能的同时尽量降低薄膜的厚度,同时提高薄膜的拉伸性能。本课题主要从两方面着手来改善石墨烯膜的性能:一、充分利用共价键的作用,用聚乙烯亚胺(PEI)功能化的氧化石墨烯(PEI-rGO)为基体,加入聚丙烯腈(PAN)制备石墨烯功能薄膜;二、通过调控GO水溶液的pH值,从而得到结构致密的石墨烯膜。本课题的主要对以下几个方面进行研究:1.PEI-rGO薄膜的性能研究首先用H法制得氧化石墨烯(GO),然后用聚乙烯亚胺(PEI)末端的氨基,与GO片层上的羧基发生酰胺化反应,与环氧基团发生亲核取代反应,从而得到PEI-GO膜,之后使PEI-GO膜经过高温煅烧获得PEI-rGO膜。经过高温还原后,PEI-rGO膜具有优异的导电性,电导率可以达到7.69×104S·m-1;而且PEI-rGO膜的电磁屏蔽效能都在30 dB左右,吸收反射电磁波的效率高达99.9%;PEI-rGO膜的拉伸强度基本都能达到(18.0 ±0.75 MPa)左右。2.PEI-rGO/PAN薄膜的性能研究以PEI-GO作为基体,加入PAN,再经过高温煅烧获得石墨烯功能复合薄膜。经过高温还原后,PEI-rGO/PAN复合薄膜的电导率可以达到7.14×104 S.m-1;PEI-rGO/PAN薄膜的电磁屏蔽效能都在30 dB左右;同时,PEI-rGO/PAN复合薄膜拉伸强度基本都能达到(21.6 ±0.51 MPa)左右,比PEI-rGO复合薄膜提高了 22.2%,与纯 rGO(4.0±0.65MPa)薄膜相比,提高了 450%。3.pH值对GO膜性能影响的研究首先用对比两种不同方法制备GO,选择性能优异的S-GO进行实验,通过简单的调节GO溶液的pH值,发现当GO溶液处于弱碱性条件时(pH=8-9)时,GO膜结构紧密排列规整有序,拉伸性能达到最佳(205.0-231.5 MPa),将GO膜浸入HI酸中进行还原,得到了 rGO薄膜。rGO薄膜的拉伸性能进一步提高,可以达到(310.0±8.02MPa),比GO-9薄膜又提高37.7%;同时,rG0-9薄膜电导率能达到2.54×104S·m-1;厚度仅为10μm的膜,电磁屏蔽性能达到39.2 dB,吸收反射电磁波的效率高达99.987%。