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伴随着电子化和信息化发展,电磁波作为信息传播重要载体而被广泛应用,同时,也导致了复杂的电磁污染。开发综合性能优异的电磁屏蔽材料成为当今的研究热点,其中,填充型聚合物泡沫材料由于具有质轻、填料体积分数低等优点而备受关注。聚醚醚酮(PEEK)是一种综合性能优异的特种工程塑料,在汽车、航空航天、电子电气及医疗器械等领域具有广阔的应用市场。为了进一步拓宽PEEK的应用领域,充分发挥其作为特种工程塑料的优势,开发轻质结晶性PEEK及其电磁屏蔽材料具有重要的意义。首先,选择结晶性PEEK板片材为研究对象,采用快速降压法,通过对基体树脂的选择和发泡工艺参数的筛选,系统地研究了熔融指数、结晶度、饱和温度、饱和压力、饱和时间、卸压速率和冷却介质等因素对泡孔形貌的影响。成功制备出一系列体积膨胀倍率1.78-7.11,泡孔密度5.18×108-7.7×107 cells/cm3,泡孔尺寸11-45μm的PEEK泡沫板片材。在Ku频率波段内,结晶性PEEK泡沫材料屏蔽效能较低,虽然泡沫内的多孔结构可以引起电磁波在材料内部的多重反射作用,但这并不能弥补基体本身的绝缘性对屏蔽性能造成的损失。此外,结晶性PEEK泡沫材料具有优异的耐热性能和耐腐蚀性能。为了进一步改善结晶性PEEK泡沫材料的电磁屏蔽性能,选择多壁碳纳米管(MWCNTs)作为导电填料,并用与基体相容性较好的聚醚砜(PES)对碳纳米管表面包覆(PES@MWCNTs)以改善其在聚醚醚酮基体中的分散。值得注意的是,碳纳米管的添加具有多重效应,它既可以增加体系的熔体黏度,又在后续的发泡过程中起到异相成核作用。然后,选用优化的发泡工艺,制备出一系列PES@MWCNTs/PEEK泡沫材料。在Ku频率波段,密度0.39 g/cm3的3 wt%PES@MWCNTs/PEEK泡沫材料的特定屏蔽效能高达16.46 dB g-1 cm3,比其未发泡复合材料高出7 dB g-1 cm3,并以吸收损耗为主。随着频率从Ku波段到Ka波段,泡沫材料的屏蔽效能逐渐升高。同时,在相同MWCNTs含量下,泡孔密度越大,泡孔尺寸越小,PES@MWCNTs/PEEK泡沫材料屏蔽效能越高。此外,复合材料泡沫具有优异的耐热性能和耐腐蚀性能。简言之,PES@MWCNTs/PEEK泡沫材料可以作为一种轻质、宽频、吸收型的电磁屏蔽材料。