尽管近年来电磁干扰(EMI)屏蔽材料引起了广泛关注,但开发具有可拉伸、自修复和可回收性能的EMI材料仍然是一个巨大挑战,以实现可靠的使用并避免电子废物。在本文中,他们开发了一种多功能弹性粘接剂,称为MFEA,其由聚二甲基硅氧烷、丁二酮肟/4,4-亚甲基双(苯异氰酸酯)和邻苯二酚组成。MFEA表现出卓越的力学性能(3.75 MPa),强大的粘附力(1 MPa),自修复能力(91%)和可回收性。通过利用其粘附性能,他们可以将MFEA与银纳米线结合起来。复合材料MFEA/AgNWs薄膜不仅表现出优异的性能,包括可拉伸性、自修复性、粘附性和可回收性,还可用于制造EMI屏蔽膜,其屏蔽强度高达53.6 dB。此外,复合薄膜表现出焦耳加热行为,在1.5V下迅速升温至50℃以上,并在较长时间内保持稳定。此外,MFEA可以用于粘附其他商业EMI屏蔽膜,以使用传统方法实现所需的功能。这种方法为制备具有各种功能的柔性电子材料提供了一种通用、方便和快速的策略。
图1:多功能弹性体胶粘剂的分子结构及制备策略,以及导电性弹性体胶粘剂的应用。
图2:多功能弹性体粘合剂的粘附性能
图3 多功能弹性体粘合剂的自愈合性能
4、由于MFEA具有出色的粘附性能,它们可以轻松地与银纳米线(AgNWs)结合形成柔性电子复合膜。AgNWs部分嵌入到MFEA薄膜基底的关键表面,形成导电网络。与传统的刚性EMI薄膜不同,得到的MFEA/AgNWs薄膜可以在一定程度的拉伸下经受一定的拉伸,同时保持其固有的EMI行为。由高纵横比AgNWs构建的导电网络表现出可伸缩性,在低应变下,膜表面的拉伸AgNWs经历相对滑动,但仍保持导电路径。
值得注意的是,应用EMI屏蔽膜时机械损伤往往是不可预测的(例如,在电子、通信、航空航天等领域)。因此,EMI屏蔽膜应在拉伸恢复周期和人为损伤后恢复其EMI屏蔽性能。通过切割MFEA/AgNWs膜,他们研究了在热处理下导电路径的恢复情况。经过1小时的加热后,剪切的MFEA/AgNWs膜的屏蔽能力基本恢复到原始水平。这种EMI屏蔽膜的恢复能力基于MFEA的优秀动态特性,允许在受损的MFEA/AgNWs膜中重新建立连续的AgNWs渗透网络。
有趣的是,由于MFEA具有广泛的粘附能力,MFEA还可以粘附到商业导电膜上(例如铁、碳、铜、铝),以便以一种便捷而灵活的方式形成复合EMI屏蔽膜。因此,开发的EMI屏蔽膜在需要灵活性和可靠性操作的各种应用中具有巨大潜力。
图4 多功能弹性体粘合剂的电磁屏蔽性能
图5 多功能弹性体粘合剂的焦耳加热性能
原文链接:Composite polymeric film for stretchable, self-healing, recyclable EMI shielding and Joule heating
Yang Bai, Boyuan Zhang, Guiqiang Fei, Zhonglei Ma
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894723061132
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