SFMO/Ti3C2复合纳米结构:提升光固化环氧丙烯酸酯涂层微波吸收与热性能的新路径

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Applied Materials Today 7.2

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  随着无线通信发展,环境中微波增多带来诸多问题。研究人员开展 SFMO/Ti3C2复合纳米结构用于环氧丙烯酸酯涂层的研究。结果显示该复合体系提升了涂层微波吸收和热稳定性。这为微波应用提供了新途径。

  在如今这个无线通信飞速发展的时代,各种电子设备如雨后春笋般涌现,极大地便利了人们的生活。然而,这背后却隐藏着一个不容忽视的问题:大量电子设备的使用使得环境中充斥着高强度的电磁波,尤其是 2 - 18GHz 频率范围内的微波过量,不仅会造成信号干扰、通信中断,还可能对人体健康构成潜在威胁。为了应对这些问题,研发高性能的电磁干扰屏蔽和吸收材料迫在眉睫。在此背景下,研究人员展开了一系列探索,致力于开发各类微波吸收材料(MAMs),包括铁氧体、磁性合金、介电陶瓷等。但在实际应用中,这些材料需要具备轻质、抗氧化、耐腐蚀等特性,以确保长期稳定的性能。
为了解决上述难题,来自未知研究机构的研究人员开展了一项关于 “Sr2FeMoO6(SFMO)钙钛矿 / Ti3C2 MXene 纳米结构用于光固化环氧丙烯酸酯涂层以增强微波吸收和热性能” 的研究。研究结果表明,该复合体系显著提升了环氧丙烯酸酯涂层的微波吸收能力和热稳定性,这一成果对于拓展环氧丙烯酸酯材料在微波应用领域的潜力具有重要意义,相关研究成果发表在《Applied Materials Today》上。

研究人员在此次研究中用到了几个主要关键的技术方法。首先是材料的合成技术,通过环氧树脂的酯化反应合成环氧丙烯酸酯树脂;其次利用扫描电子显微镜(SEM)对 SFMO 磁性纳米颗粒和 Ti3C2Tx MXene 进行形态分析,观察材料的微观结构。

下面来详细介绍研究结果:

  • 优化固化过程:研究人员测试了多种引发剂、共引发剂和光源,以优化环氧丙烯酸酯树脂的固化过程。结果发现,在 TPO(引发剂)、TEA(共引发剂)和 UV - B 光源存在的情况下,丙烯酸的 C=C 双键完全断裂,环氧丙烯酸酯树脂有效固化。
  • 微波吸收性能研究:将 SFMO 纳米颗粒和 Ti3C2 MXene 纳米片掺入聚合物薄膜中评估其电磁波吸收能力。发现 2 % wt 的 SFMO 纳米颗粒因其半金属性质显著改善了波吸收。而且,SFMO 与 Ti3C2 MXene 纳米片的组合进一步增强了吸收性能,该复合体系增加了反射损耗值(在 8 - 12GHz 范围内为 31 - 46dB),衰减常数从 2200 提高到 2220,表明波衰减得到改善。
  • 热稳定性研究:研究还发现,掺入 SFMO/MXene 纳米复合材料大幅提高了环氧丙烯酸酯薄膜的热稳定性。

综合研究结论,本研究成功制备了具有增强电磁波吸收性能的环氧丙烯酸酯薄膜。优化的固化过程使得环氧丙烯酸酯树脂有效固化;SFMO/Ti3C2复合体系显著提升了涂层的微波吸收性能,这得益于两者之间的协同作用;同时,复合纳米材料的加入增强了薄膜的热稳定性。该研究为提升环氧丙烯酸酯薄膜在电磁波吸收领域的应用潜力提供了新的思路和方法,有望推动微波吸收材料在实际应用中的进一步发展,如在电子设备电磁屏蔽、通信基站干扰防护等方面具有广阔的应用前景。

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