高分子抗静电及电磁屏蔽技术

发布时间:2020-12-07

       近年来高分子材料凭借其综合性能优越,在交通运输、电子电气等领域得到广泛的应用,但其体积电阻率和表面电阻大,使用过程中易产生静电,埋下安全隐患。我国近年来在石化企业曾发生30多起较大的静电事故,其中损失达数百万元以上的有数起,因而高分子材料抗静电技术应运而生并得到迅速推广。2015年我国抗静电用导电高分子复合材料市场需求量为20万吨,产值80亿,且2016-2020年将以10%~15%的速度递增。在目前的抗静电高分子材料中,往往需要很高的导电粒子含量(20 wt%炭黑)才能达到抗静电水平,这会带来材料成本增加、力学性能和加工性能变差。
       随着现代电子技术的发展,电磁辐射问题日益严重,不仅会对仪器设备产生干扰,造成重大经济损失,还会给人类健康产生危害。据不完全统计,全世界电子、电气设备由于电磁干扰而发生故障,每年都造成数亿美元的经济损失。为防止电磁辐射,电磁屏蔽材料研究已成为近年来学术界和工业界愈发关注的重要课题。据工信部和In-Stat数据统计,2015年全球电磁屏蔽材料市场价值约500亿元人民币,其中我国占21%。高分子电磁屏蔽材料具有质轻、电磁屏蔽效果可控、形状可控、便于批量生产等优势,可广泛应用在通讯设备、计算机、手机终端、汽车电子、家用电器、国防军工的等领域。但目前存在的问题仍然是达到一定电磁屏蔽水平所需导电粒子含量很高(50 wt%炭黑),同样会带来材料成本增加、力学性能和加工性能变差的问题。
       我们研究组开发了高分子抗静电及电磁屏蔽技术,针对导电粒子的高分子基体中的分散与分布问题,在高分子材料中构建了“纳米包覆结构”和“隔离结构”,显著降低了导电粒子添加量,使得炭黑含量仅为10 wt%和20 wt%时高分子材料即可达到很好的抗静电及电磁屏蔽效果,是材料成本大大降低。


 



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