碳纳米管及其复合材料具有电导率高、重量轻、表面积大、环保、密度低、化学稳定性好等一系列优点,是制备集轻、薄、高电磁屏蔽性能于一体的理想材料。然而在碳纳米管复合材料的研究中,碳纳米管容易团聚的问题会制约碳纳米管复合材料的电导率和电磁屏蔽等性能。另外在制备碳纳米管聚合物复合材料时,材料成型的微结构不可控,且结构重现性非常差。针对上述问题,本课题提出采用球磨的方法来实现碳纳米管在复合材料中的均匀分散,并且采用具有微结构可精确控制、重现性强以及无需成型模具等特点的3D打印技术作为成型方式,通过研究制备打印墨水时的球磨时间和碳纳米管浓度,探究打印组件与导电性和电磁屏蔽性能之间的关系,本课题的主要研究内容包括如下几个方面:(1)采用球磨的方式制备碳纳米管在复合材料中均匀分散的3D打印墨水,通过改变球磨参数中的球磨时间,探究3D打印多孔网状结构的碳纳米管/壳聚糖组件的导电性和电磁屏蔽特性。结果显示,球磨时间的增加可以有效提升碳纳米管/壳聚糖复合材料组件的电导率和电磁屏蔽性能。最佳的球磨时间出现在8h,在8.2GHz-12.4GHz的频率范围内,电磁屏蔽效能值最高可以达到25.1d B。(2)通过制备不同碳纳米管浓度的3D打印碳纳米管/壳聚糖组件,验证了前期碳纳米管浓度选择的可行性,并进一步探索了浓度与电磁屏蔽特性的关系。结果显示,碳纳米管浓度的增加可以有效提升组件的电导率和电磁屏蔽效能,并且碳纳米管的浓度为50wt%时,达到了导电饱和的状态,进一步提升碳纳米管浓度并没有获得电导率和电磁屏蔽效能值得有效提升。即验证了碳纳米管浓度为50wt%时具有最优的电磁屏蔽效能,最高可达到25.07d B。(3)通过吸收损耗和反射损耗的测试研究发现,碳纳米管的引入对于电磁波得损耗方式主要以吸收损耗为主,并且随着球磨时间和碳纳米管浓度的增加,吸收损耗占比都会有所提升。另外通过TGA测试和导热系数测试发现,碳纳米管的引入有助于提升材料的热稳定性和导热性能。(4)针对本课题中3D打印模型的方孔网格结构,通过波导效应和截止频率理论,分析计算出了方形孔结构中电磁波得以衰减的最小尺寸为3.23mm。并且据此将波导效应考虑之后,通过matlab程序模拟分析了材料孔径和电导率对电磁屏蔽性能的影响。结果显示,理论结果与实验结果比较吻合,并且验证了对于非磁性材料来说,相比于孔径的变化,材料的电导率对电磁屏蔽性能的影响更大。