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信息技术的发展,人工智能、物联网以及大数据信息的广泛应用,5G技术的应用普及,深刻地影响着人类社会的发展。信息的发展与传播离不开电磁波和电子设备的使用,电子设备在运行期间不仅会互相干扰运行,电磁污染还会给人类和其他生物造成不可逆转的伤害。除了从源头上禁止外,研究和开发使用具有电磁屏蔽性能的材料成为切断电磁干扰主要手段,轻质、高效、柔性的电磁屏蔽复合材料成为追求目标。目前,存在金属基和聚合物基两大类具有电磁屏蔽性能的复合材料。金属电磁屏蔽材料虽然电磁屏蔽性能优良,但其电磁屏蔽机制会出现电磁波的二次污染,且其还存在着密度大、易腐蚀、柔韧性差等缺点。聚合物基电磁屏蔽复合材料,虽有质轻、耐腐蚀等特点,但由于大多数聚合物本身不具有导电性或导电性较低,故而电磁屏蔽性较差。为改善其导电性,通常使用导电填料改善性能。质轻、长径比大、导电性好的碳材料在电磁屏蔽机制中主要起到吸收的作用,可有效避免电磁波的二次污染,通过调整填料的含量和种类可以基本满足增强电磁屏蔽性能的要求。为改善纯单相碳填充纳米复合材料不能提供有效电磁屏蔽的缺点,将碳材料和金属的两相混合物应用于电磁屏蔽复合材料中,它们之间的协同作用不仅降低了传导损耗和介电损耗,还提供了多重反射损耗。本论文针对现阶段聚合物基体的电磁屏蔽复合材料的电磁屏蔽性能较低、质量较大、刚性较强等问题,基于聚醚醚酮树脂质轻、机械性能优良、耐腐蚀、热稳定性较强等特点,以聚醚醚酮为纤维基体,通过添加碳纳米管改善聚醚醚酮纤维导电性,制备了掺杂碳纳米管的聚醚醚酮纤维(MWCNTs/PEEK纤维),其中,通过制备可溶的聚醚醚酮前驱体(PEEK-1,3-二氧戊环)包覆碳纳米管作为填料可有效解决碳纳米管团聚问题,而PEEK-1,3-二氧戊环经过酸化还原可转化为聚醚醚酮,整个体系并未引入其他杂质。以MWCNTs/PEEK纤维为基体,通过调节浸渍液中碳纳米管的含量以及树脂基体中的导电填料(碳纤维、铜包覆的PEEK纤维(Cu@PEEK纤维))的种类及含量,通过抽滤成纸、浸渍以及热压等步骤,得到了一系列具有电磁屏蔽性能的聚醚醚酮纤维复合纸,由于导电纤维和导电填料的存在,聚醚醚酮纤维复合纸内部出现三维导电网络,有利于提升材料的电磁屏蔽效能。结果表明,浸渍液中的羧基碳纳米管含量的增加对MWCNTs/PEEK纤维复合纸的电导率、电磁屏蔽性能具有积极作用,导电纤维(Cu@PEEK、CF纤维)含量的增加对Cu@PEEK+MWCNTs/PEEK、CF+MWCNTs/PEEK纤维复合纸的电导率和电磁屏蔽性能也具有积极作用,当Cu@PEEK和CF纤维含量相当时,Cu@PEEK+CF+MWCNTs/PEEK纤维复合纸的电导率以及电磁屏蔽性能达到最高值。MWCNTs/PEEK、Cu@PEEK+MWCNTs/PEEK、CF+MWCNTs/PEEK、CF+Cu@PEEK+MWCNTs/PEEK纤维复合纸都是以吸收为主的电磁屏蔽材料。MWCNTs/PEEK纤维和Cu@PEEK或CF纤维搭接形成二维网络结构,羧基碳纳米管结合二维网络结构构成空间三维有效导电网络。其中,0.30CF纤维复合纸的电导率和电磁屏蔽性能为11.81 S·cm-1和40.6 d B,0.15CF+0.15Cu@PEEK复合纸的电导率和电磁屏蔽性能可达14.37 S·cm-1和54.4 d B。MWCNTs/PEEK、Cu@PEEK+MWCNTs/PEEK、CF+MWCNTs/PEEK、CF+Cu@PEEK+MWCNTs/PEEK纤维复合纸在经过严酷的温度处理后可以保持一定的电导率和电磁屏蔽性能,0.15CF+0.15Cu@PEEK复合纸经高温烘箱处理后,电导率为11.2 S·cm-1,电磁屏蔽值为47.2 d B。使用循环近红外高频激光照射0.3CF和0.15CF+0.15Cu@PEEK复合纸后,由于近红外高频激光照射过程中由Cu氧化生成的Cu O的存在以及PEEK树脂的部分软化和熔化会导致电导率和电磁屏蔽性能下降。然而,PEEK纤维复合纸在严酷的近红外高功率激光照射后仍保持较高的电磁屏蔽性能,其中,0.15CF+0.15Cu@PEEK复合纸的电导率和电磁屏蔽值(12GHz)为11.11 S·cm-1和43.5 d B。此外,MWCNTs/PEEK、Cu@PEEK+MWCNTs/PEEK、CF+MWCNTs/PEEK、Cu@PEEK+CF+MWCNTs/PEEK纤维复合纸具有良好的热稳定性,可在较高温环境下长期使用。