人们越来越关注使用不同的废料来制造聚合物复合材料以屏蔽电磁干扰 (EMI)。

根据发表在《工业与工程化学研究》杂志上的一篇论文，废聚氨酯泡沫可用于生产高效的 EMI 屏蔽材料，方法是用碳纳米管覆盖表面，然后对其进行热压。

EMI 屏蔽材料的重要性

电磁干扰是电路释放的电磁信号，会破坏附近电气设备的正常功能或对生物体造成辐射损伤。

千兆赫频率电子系统和通信设备的广泛使用已将电磁污染增加到前所未有的水平。因此，开发适用于各种应用的高性能 EMI 屏蔽材料势在必行。

传统的 EMI 屏蔽材料

铝、银、铜及其合金等金属是典型的 EMI 屏蔽材料，由于它们的高电导率和相当大的磁损耗而表现出良好的 EMI 屏蔽性能。

不幸的是，这些传统的 EMI 屏蔽材料并不能消除或减轻电磁污染。几乎所有的电磁信号都被金属板反射，仅屏蔽这些板正后方的区域并产生二次电磁波污染。

在过去的几年中，已经进行了几项研究以开发基于聚合物材料的 EMI 屏蔽材料，这些聚合物材料通过吸收电磁波起作用。

导电聚合物复合材料作为 EMI 屏蔽材料

由聚合物骨架和导电填料制成的导电聚合物复合材料最近已成为有前途的 EMI 屏蔽材料，具有重量轻、柔韧性高和吸收电磁波能力出色等显着优势。

大多数具有分离结构的导电聚合物复合材料是通过首先将聚合物颗粒或颗粒与导电填料结合，然后进行热压制成的。在这个过程中，导电填料分离聚合物颗粒或颗粒。

这种偏析不利于应力传递，导致分离结构的不稳定甚至倒塌。

代替单纯的物理混合，将导电填料加载到单个连续聚合物骨架上可以产生相当稳定的分离结构。

使用废聚氨酯泡沫的原因

聚氨酯是一种重要的聚合物材料。聚氨酯泡沫因其低成本、多功能性和高弹性而被广泛用于不同的应用，包括座椅、床垫和汽车内饰。

经常会产生大量废聚氨酯泡沫塑料。它们难以回收，经常被丢弃在垃圾填埋场或焚烧，导致严重的环境污染。

废聚氨酯的回收和高价值使用为保护环境和可持续发展提供了巨大的潜力。

研究方法论

本文提出了一种具有皮芯分离结构的有效 EMI 屏蔽材料。将多壁碳纳米管（MWCNTs）分布在纤维素纳米纤维（CNFs）的水溶液中，然后将其浸涂在废聚氨酯泡沫骨架的表面。

热压后形成了具有皮芯微尺度结构的废聚氨酯泡沫、MWCNTs和CNFs的导电复合材料。导电的MWCNT/CNF片材作为表皮，不导电的废聚氨酯泡沫骨架作为核心。

研究结果

本研究提出了一种利用废弃聚氨酯泡沫生产实用且有效的 EMI 屏蔽材料的简单技术。独特的皮芯分离结构使废聚氨酯泡沫复合材料的导电性随着多壁碳纳米管负载量的增加而增加。

6.6 wt% 的 MWCNT 负载使废聚氨酯泡沫能够实现最大的导电性。由于连续的废弃聚氨酯泡沫骨架，复合材料的拉伸强度和断裂伸长率显着增加，在压缩成型后得到很好的保存。

具有 6.6 wt% MWCNT 负载量的废聚氨酯泡沫复合材料表现出的 EMI 屏蔽效果明显高于大多数先前报道的 EMI 屏蔽材料。

废弃的聚氨酯泡沫复合材料表现出足够的柔韧性和可靠的 EMI 屏蔽性能。即使经过 1000 次的混合和弯曲循环，它仍然保持着强大的 EMI 屏蔽效果。

在这项工作中生产的有效 EMI 屏蔽材料有望在多种 EMI 屏蔽应用中显示出巨大的前景，为固体聚合物废物的可持续利用提供了一种可行的技术。