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多倫多大學(xué)Tobin Filleter和Chul B. Park課題組--電熱功能梯度的微孔聚合物-石墨烯納米片復(fù)合泡沫及其電磁屏蔽性能
        這項(xiàng)工作提出了一種簡(jiǎn)單的工藝路線,以制備梯度微孔結(jié)構(gòu),即包含有石墨烯納米片的聚合物復(fù)合泡沫,從而實(shí)現(xiàn)分級(jí)的功能特性。通過(guò)在注射成型機(jī)中進(jìn)行超臨界流體處理,然后在模腔中快速減壓發(fā)泡制備得聚合物/石墨烯復(fù)合泡沫是。復(fù)合材料泡沫內(nèi)形成的微觀結(jié)構(gòu)梯度,從剪切誘導(dǎo)的細(xì)長(zhǎng)泡孔到更多各向同性的泡孔結(jié)構(gòu)貫穿了整個(gè)模塑復(fù)合材料。這種獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)提供了分級(jí)的電學(xué)和熱學(xué)性能。納米復(fù)合泡沫的電導(dǎo)率、介電常數(shù)和熱導(dǎo)率分別增加了高達(dá)7個(gè)數(shù)量級(jí)、1340%和143%。特定的電磁屏蔽性能(EMI)高達(dá)45%。這項(xiàng)研究表明,發(fā)泡法為制造功能梯度的聚合物復(fù)合材料鋪平了道路,更好的應(yīng)用于現(xiàn)有和新興領(lǐng)域,如電磁屏蔽、儲(chǔ)能材料和傳感器。
 
 
Figure 1.(A)HDPE/12.6% GnP復(fù)合泡沫在不同距離處的SEM圖(泡沫樣品具有7% VF)。(B)模塑樣品和尺寸的示意圖,復(fù)合材料在模具中的流動(dòng)以及泡沫注射成型樣品的細(xì)胞形態(tài)。
 
 
Figure 2. (A)對(duì)于固體和泡沫(7% VF) HDPE/GnP復(fù)合材料在不同位置的滲透曲線,(C)固體和(B,E)泡沫復(fù)合材料在不同GnP含量下的DC電導(dǎo)率,(D)顯示了電導(dǎo)率增強(qiáng)的速率,(F)HDPE/GnP復(fù)合材料(含有12.6 vol.% GnP,7%VF)的寬帶電導(dǎo)率。
 
 
Figure 3.復(fù)合泡沫(7% VF)在10+3赫茲下的(A) 真實(shí)介電常數(shù)和(D)介電損耗,不同GnP含量下,(B)介電常數(shù)和(E)介電損耗的增強(qiáng)速率。HDPE/GnP (含有12.6 vol.% GnP)復(fù)合材料的(C)寬帶真實(shí)介電常數(shù)和(F) 介電損耗。
 

Figure 4.HDPE/19vol% GnP和7%VF復(fù)合材料的比(A)EMI SE和(B)平均比EMI SE。
  
       該研究工作由多倫多大學(xué)Tobin Filleter和Chul B. Park課題組于2021年發(fā)表在Carbon期刊上。原文:Electrically and Thermally Graded Microcellular Polymer/Graphene Nanoplatelet Composite Foams and Their EMI Shielding Properties。

轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)

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