碳纤维/木质素基酚醛树脂复合材料的电磁屏蔽性能研究

• 作者: 何晖宇 唐亚玲 宋剑斌 张明昕 王兵 袁占辉 郑志伟 郭锐 黄彪
• 来源期刊: 材料科学
• 学科: 工学
• 关键词: 木质素 酚醛树脂 电阻率 电磁屏蔽效能
• 年，卷（期）: clkx_2018,（1）
• 页码范围: 21-28
• 页数: 8页
• 分类号: TB3

摘要

目的:为了扩大木质素应用领域,本文采用模压方法制出碳纤维/木质素基酚醛树脂复合材料,并对复合材料的力学性能,体积电阻率,电磁屏蔽效应进行详细研究,获得结果期望为木质素在电磁屏蔽领域提供有利借鉴。方法:本文以木质素基酚醛树脂(木质素质量分数为10wt%)为基体树脂,填充20wt%,30wt%,40wt%,50wt%质量分数的碳纤维,混合均匀后使用平板硫化机制备不同碳纤维含量的碳纤维/木质素基酚醛树脂复合材料标样。采用微机控制电子万能试验机,金属四探头电阻率方阻测试仪和电磁屏蔽效能测试仪对复合材料进行表征。结果:碳纤维/木质素基酚醛树脂复合材料的力学性能随着碳纤维含量增加而增加,并在40wt%达到最大值,此后力学性能开始下降。复合材料的体积电阻率则随着碳纤维含量增加而逐渐下降,复合材料的电磁屏蔽效能则随着碳纤维含量增加而增加,并在40wt%碳纤维时,导电性和电磁屏蔽效能达到最大值。此时复合材料弯曲模量高达9203MPa,弯曲强度达到82MPa,体积电阻率达到0.003Ω·cm,电磁屏蔽效能最高能达到75dB(30MHz~1500MHz)。结论:碳纤维/木质素基酚醛树脂复合材料的力学性能,体积电阻率,电磁屏蔽效应都与碳纤维的含量有关。当碳纤维含量达到40wt%时,碳纤维分散在木质素基酚醛树脂中,连接不同木质素基酚醛树脂分子,形成立体交联网络结构,从而增强复合材料的力学性能和导电性能。但是过多的碳纤维填充量会降低体系的润湿性,带来许多物理缺陷从而降低力学性能。当体系的碳纤维填充量为40wt%时,碳纤维形成较完整的导电网络,可强烈反射电磁波并且消耗电磁能量,提高了复合材料的电磁屏蔽效能。