基于介电与流变分析的导电网络转变型低温增韧聚丙烯复合材料电磁屏蔽性能研究

本研究针对轻量化电磁屏蔽材料的需求，通过熔融共混制备了聚丙烯(PP)/乙丙橡胶(EPR)/高密度聚乙烯(HDPE)/镍包碳纤维(NCF)复合材料。研究发现添加25 wt% NCF时材料低温冲击强度提升172%，弯曲强度提高21%，并通过介电-流变行为揭示了导电网络转变机制。该材料在3 GHz频率下屏蔽效能(EMI SE)达79.7 dB，且具备频率选择性屏蔽特性，经老化测试仍保持稳定性能，为电子与航空航天领域宽频(1.5-30 GHz)电磁防护提供了创新解决方案。

　　

通过介电性能与流变学分析，研究人员揭示了基于导电网络转变的低温增韧聚丙烯复合材料电磁屏蔽机制。采用熔融共混技术制备的聚丙烯(PP)/乙丙橡胶(EPR)/高密度聚乙烯(HDPE)/镍包碳纤维(NCF)复合材料，当NCF添加量达25 wt%时展现出卓越性能：低温冲击强度显著提升172%，弯曲强度提高21%。研究观察到当NCF含量≥15 wt%时，储能模量出现弱化的低频幂律依赖现象，且随着导电网络密度增加该趋势愈发明显。

特别值得注意的是，该复合材料展现出频率选择性的电磁干扰屏蔽(EMI shielding)特性：致密导电网络显著增强低频波段的屏蔽效能(EMI SE)，而稀疏网络则在高频波段表现优异。含25 wt% NCF的复合材料在3 GHz频率下实现79.7 dB的峰值屏蔽效能，并在更高频段保持50-60 dB的稳定性能。经过老化测试后，材料屏蔽性能仍保持稳定，证明其具有出色的耐久性。

这种PP/EPR/HDPE/NCF复合材料可作为轻质频率选择型电磁屏蔽材料，在电子设备与航空航天领域的宽频范围(1.5-30 GHz)具有重要应用价值。作者声明本研究不存在利益冲突。