本技术涉及高分子复合材料技术领域,尤其涉及一种芳纶纳米纤维低频吸波复合材料及其制备方法。该芳纶纳米纤维低频吸波复合材料的制备原料包括磁性吸波纤维和芳香族聚酰胺纳米纤维;磁性吸波纤维由包括FeCo磁性吸波填料、芳香族聚酰胺纤维以及超支化聚硅氧烷改性剂的原料体系制备而成。将磁性吸波纤维和芳香族聚酰胺纳米纤维为原料进行制备得到的芳纶纳米纤维低频吸波复合材料在具有优异的力学性能(拉伸强度可达133Mpa)的同时还具有优异的吸波性能(最小反射损耗可达‑46.8dB、低频有效吸收带宽(EAB)为2.24GHz(5.52GHz~7.76GHz)),可以广泛应用于通信和电子设备等领域。
背景技术
随着5G通信和电子设备的快速发展,电子元器件的高功率化、高密度化和高集成化使电磁辐射、电磁干扰和电磁泄露等电磁污染问题日益突出,不仅影响电子设备的正常工作,还可能对人体健康造成负面影响。为了解决电磁污染问题,通常的手段是使用吸波材料来对电磁辐射、电磁干扰和电磁泄露等进行有效的屏蔽。
目前,大多数吸波材料的吸收范围主要集中在中高频微波区域(X波段:8~12GHz和Ku波段:12GHz~18GHz),而随着5G通讯和电子设备的快速发展,低频微波区域(S波段:2GHz~4GHz和C波段:4GHz~8GHz)中存在的电磁污染问题愈加严重,因此,探索高效的低频吸波材料迫在眉睫。
芳香族聚酰胺纳米纤维(芳纶纳米纤维,ANFs)具有质轻、比强度高、易加工、耐热、耐腐蚀等优点,在航空航天及电子设备等高精尖领域具有广泛的应用,但其本体吸波性能差,限制了其在制备吸波材料中的应用。
公开号为CN 115159500 A的中国专利技术公开了一种碳纳米纤维气凝胶微球及其制备方法,通过对芳纶纳米纤维经老化、冷冻干燥以及热处理得到碳纳米纤维气凝胶微球,该碳纳米纤维气凝胶微球在中高频微波区域具有优异的吸波性能(最小反射损耗可达-51.89dB)。但是,该专利中碳纳米纤维气凝胶微球在低频微波区域的吸波性能差(反射损耗为-20dB)。
公开号为CN 118994714 A的中国专利技术公开了一种载黑磷的芳纶纳米纤维气凝胶电磁屏蔽材料的制备方法,将芳纶纳米纤维水凝胶通过在叔丁醇水溶液中进行两次溶剂交换后再与黑磷分散液混合,经真空冷冻干燥得到黑磷/芳纶纳米纤维气凝胶,该黑磷/芳纶纳米纤维气凝胶具有优异的力学性能(拉伸强度最高为1.43Mpa)和吸波性能(反射损耗最高为-25.6dB)。然而,该专利中黑磷/芳纶纳米纤维气凝胶存在力学性能差的问题。
因此,如何获得一种在低频微波区域具有优异的力学性能与吸波性能兼具的芳纶纳米纤维吸波材料成为亟待解决的技术问题。
实现思路