随着现代通信和电子技术的飞速发展，人们对集电磁干扰（EMI）屏蔽、隔热、电绝缘和轻质等多功能于一体的聚合物复合材料的需求日益增长。然而，如何在单一聚合物体系中实现这些性能的协同优化仍面临重大挑战。热塑性聚氨酯发泡珠粒（E-TPU）是由热塑性聚氨酯（TPU）通过物理发泡工艺制备而成。这种材料兼具高机械强度、优异的耐磨性、低密度、高弹性、能量吸收性、隔热性以及环境友好等特性，在众多工程领域展现出巨大应用潜力。
近日，湖北民族大学智能科学与与工程学院、超轻弹性体材料绿色制造国家民委重点实验室的研究团队通过简便的喷涂工艺制备了E-TPU@Ag/PDMS复合材料。其中，E-TPU@Ag作为导电组分构建导电网络，而聚二甲基硅氧烷（PDMS）同时充当粘合剂和绝缘保护层。得益于隔离结构设计，该复合材料在X波段（8.2–12.4GHz）表现出优异的综合性能：电磁干扰屏蔽效能（EMI SE）达53.3 dB，吸收系数为0.74，体积电阻率超过1011 Ω·cm，密度仅0.51 g/cm³，热导率为0.19 W·m-1·K-1。这项研究为设计兼具高屏蔽效能、良好的能量吸收能力、优异电绝缘性、高效隔热性和轻质特性的多功能复合材料提供了一种新策略。同时，制备出的E-TPU@Ag/PDMS复合材料在便携式与可穿戴电子设备的电磁干扰屏蔽领域展现出广阔应用前景。
研究概要
研究人员首先将E-TPU颗粒置于液氮（-196°C）中进行低温脆化处理，然后用高速研磨机进行机械粉碎。所得粉末经0.6 mm标准筛筛分，收集粒径均一的颗粒备用。将E-TPU粉末和导电银漆按预定质量比充分混合，然后将混合物在120℃的鼓风干燥箱中加热1小时，以促进界面结合。热处理结束后，将样品自然冷却至室温，以促进银浆固化并在E-TPU颗粒上形成连续的导电涂层。所得银包覆复合颗粒被命名为E-TPU@Ag。
将PDMS预聚物和固化剂按10:1的质量比混合。充分搅拌后，将混合物静置，直至所有气泡完全消除，得到均匀的PDMS混合物备用。随后，将预定量的预合成E-TPU@Ag粉末置于烧杯中，再加入适量的上述PDMS混合物，充分搅拌使其混合均匀。将所得浆料浇注到不同尺寸的模具中，并在120℃的烘箱中固化2小时。固化后，脱模并冷却至室温，得到最终的E-TPU@Ag/PDMS复合泡沫。
(0)
