【摘 要】
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现代化社会推动了电子设备以及无线设备的飞速发展,随之而来的电磁辐射问题也亟待解决,因此人们采用电磁屏蔽材料来防止电磁波的危害。由于具有实际应用所需要的柔韧性、耐腐蚀性、耐候性及密封性,导电硅橡胶复合材料在众多电磁屏蔽材料中脱颖而出。对于导电复合材料而言,其导电性和电磁屏蔽性能依赖于导电填料在基体中的分散性及连通性,但用传统的共混方式构建复合材料往往会产生填料易聚集、难分散、不连通、用量大及复合材料
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现代化社会推动了电子设备以及无线设备的飞速发展,随之而来的电磁辐射问题也亟待解决,因此人们采用电磁屏蔽材料来防止电磁波的危害。由于具有实际应用所需要的柔韧性、耐腐蚀性、耐候性及密封性,导电硅橡胶复合材料在众多电磁屏蔽材料中脱颖而出。对于导电复合材料而言,其导电性和电磁屏蔽性能依赖于导电填料在基体中的分散性及连通性,但用传统的共混方式构建复合材料往往会产生填料易聚集、难分散、不连通、用量大及复合材料力学性能差等缺点。故本文提出先构建三维导电网络气凝胶实现填料预分散,再回填硅橡胶的方式构建电磁屏蔽复合材料,实现以低填料量达到高电磁屏蔽效能。本课题以新型高导电性二维纳米材料Ti3C2TxMXene作为导电填料,以芳纶纳米纤维（ANFs）作为气凝胶的增强材料,先构筑多孔的三维导电MXene/ANF气凝胶作为骨架,再回填硅橡胶（PDMS）制备了MXene/ANF/PDMS复合材料。由于MXene的凝胶化能力较弱,因此引入高长径比的ANF来连接MXene片层以构筑力学性能良好的气凝胶,保证气凝胶中导电通路的完整性;同时,在分散液中MXene能起到分散ANFs的效果,有利于通过冷冻干燥法制备均匀的导电气凝胶结构;多孔的气凝胶结构还有利于电磁波的强耗散。以上策略既构建了高效的导电网络,又极大地减少了填料的使用。因此,MXene/ANF/PDMS复合材料在较低的填料量（2.89 wt%）下获得了高电导率(10.03 S cm-1),电磁屏蔽效能可达到40.43 d B,屏蔽效率高达99.99%,并具有优秀的力学性能。这种轻质、高效、柔韧的电磁屏蔽复合材料对军工领域、航空航天、柔性穿戴等领域的电磁屏蔽具有十分重要的意义。
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