微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的電磁屏蔽性能：結(jié)構(gòu)、影響因素與應(yīng)用一、引言1.1研究背景與意義在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時代，電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用給人們的生活和工作帶來了極大的便利。然而，電子設(shè)備在工作時會向外輻射大量不同頻率和波長的電磁波，這些電磁波不僅會對臨近的電路和設(shè)備造成干擾，影響精密電子儀器的正常工作，還可能引發(fā)信息安全風(fēng)險。隨著電子設(shè)備和電子產(chǎn)品數(shù)量的不斷增長，其中包含的電子元器件也在走向多樣化、小型化、精密化、高密度化，由此引發(fā)的電磁干擾所帶來的危害愈發(fā)顯著，已成為電子行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問題。例如，在5G通信設(shè)備中，由于信號頻段的提高和數(shù)據(jù)傳輸速率的增加，電磁干擾問題變得更加突出，嚴(yán)重影響通信質(zhì)量和穩(wěn)定性。電磁屏蔽材料作為解決電磁干擾問題的理想方案，通過反射或吸收電磁波的能量，造成電磁波的衰減，從而阻斷電磁波的傳播路徑，實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備和元器件的電磁兼容。常見的電磁屏蔽材料包括導(dǎo)電布、導(dǎo)電布膠帶、導(dǎo)電泡棉、導(dǎo)電海綿、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電涂料、吸波材料等，廣泛應(yīng)用于通訊設(shè)備、計算機(jī)、消費(fèi)電子、汽車電子、國防軍工等眾多領(lǐng)域。隨著移動通訊技術(shù)的進(jìn)步和信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，電子產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了高速增長，電子設(shè)備硬件配置不斷提高，處理器向高性能多核方向升級，顯示屏幕朝著大尺寸高分辨率發(fā)展，內(nèi)部元器件結(jié)構(gòu)逐漸精密化、集成化。這一系列的發(fā)展變化使得高頻率和高功耗成為電子設(shè)備的顯著特點(diǎn)，也對EMI屏蔽防護(hù)性能提出了更高的要求，推動著電磁屏蔽材料產(chǎn)品種類不斷豐富，材料性能和加工工藝持續(xù)升級。聚丙烯（PP）作為一種通用塑料，憑借其原料來源廣泛、綜合性能較好、價格相對低廉等優(yōu)勢，在汽車產(chǎn)品、醫(yī)療衛(wèi)生和食品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，PP本身電氣絕緣性能較強(qiáng)，體積電阻率高達(dá)1012-1013數(shù)量級（Ω?cm），成型后產(chǎn)品在使用中易聚集靜電，這在一些特定領(lǐng)域，如電子電氣元器件生產(chǎn)貯運(yùn)中，會對產(chǎn)品產(chǎn)生損傷和危害。為了解決這一問題，需要對PP進(jìn)行改性，使其具備導(dǎo)電性能，降低體積電阻率。將PP與導(dǎo)電填料復(fù)合制備聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料是一種有效的方法，這種復(fù)合材料不僅具備PP的原有優(yōu)點(diǎn)，還因?qū)щ娋W(wǎng)絡(luò)的形成而擁有了特殊的導(dǎo)電性能，在電磁屏蔽領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。在眾多制備聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的方法中，注塑成型是一種常用的加工工藝。然而，傳統(tǒng)注塑成型的聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料制品存在一些問題，如內(nèi)部導(dǎo)電填料容易沿著流動方向（In-plane，I-P方向）取向，導(dǎo)致制品厚度方向（Through-plane，T-P方向）的電導(dǎo)率下降，進(jìn)而影響其電磁屏蔽性能的均勻性和穩(wěn)定性。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)的出現(xiàn)為解決這些問題提供了新的思路。通過在注塑過程中引入泡孔結(jié)構(gòu)，可以增強(qiáng)導(dǎo)電填料之間的搭接，促進(jìn)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，并且泡孔結(jié)構(gòu)還可以使沿著I-P方向取向的導(dǎo)電填料沿著泡孔生長的方向重新取向，增強(qiáng)T-P方向?qū)щ娋W(wǎng)絡(luò)的形成，從而有效提升聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的電磁屏蔽性能。此外，微發(fā)泡注塑成型技術(shù)還具有諸多其他優(yōu)勢。在成本方面，熔體的發(fā)泡可補(bǔ)償模具壁上的收縮，發(fā)泡所需的合模壓力相對低很多，甚至在理想狀態(tài)下根本無需合模壓力，內(nèi)部模具壓力也比傳統(tǒng)注塑的注塑壓力大幅降低，熔體和模具溫度相應(yīng)降低，保壓和冷卻階段的時間減少，成型周期縮短（一般可以縮短15%-30%成型時間），每臺注塑機(jī)每小時可多生產(chǎn)20-33%的零件，還可以采用更小噸位的注塑機(jī)，從而降低成本。在產(chǎn)品質(zhì)量方面，微發(fā)泡注塑使得塑件設(shè)計自由度高，可以在強(qiáng)度有要求的部位配合適當(dāng)?shù)牟牧虾穸?，在非結(jié)構(gòu)性部位減少壁厚，澆口位置可開在薄截面處以優(yōu)化填充，同時在填充末端的厚截面處以泡孔成長提供保壓，能夠減少翹曲變形，通?？梢园殃P(guān)鍵尺寸改善50-75%，例如平面度、圓度和翹曲度，同時消除所有縮痕。在輕量化方面，通過微發(fā)泡注塑成型的制品內(nèi)部形成蜂窩狀的泡孔結(jié)構(gòu)，刨開制品后截面呈現(xiàn)三明治結(jié)構(gòu)，上下是厚實(shí)的皮層，中間是具有微孔結(jié)構(gòu)的發(fā)泡層，在保證制品一定性能的情況下可大幅減輕重量，通?？梢詼p少材料和制品重量20%以上，且微孔結(jié)構(gòu)還改善了熱絕緣及具備降噪特性。在可持續(xù)性方面，該技術(shù)是一種物理發(fā)泡工藝，工藝操作窗口較為寬闊，在最終的零部件上沒有化學(xué)添加劑殘留物，并且由于工藝不會改變聚合物的化學(xué)性質(zhì)，發(fā)泡零部件可按原聚合物類別回收利用，減少了石油類原料消耗和注塑機(jī)能耗。綜上所述，開展微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料及其電磁屏蔽性能研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。一方面，有助于解決電子設(shè)備的電磁干擾問題，滿足電子行業(yè)對高性能電磁屏蔽材料的迫切需求，推動電子設(shè)備向更高性能、更小尺寸、更安全可靠的方向發(fā)展。另一方面，微發(fā)泡注塑成型技術(shù)賦予聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料更優(yōu)異的性能和更多的優(yōu)勢，拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域和市場前景，同時也為材料科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新提供了新的途徑和方法，對推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的研究方面，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的工作。在導(dǎo)電填料的選擇上，碳系填料如炭黑（CB）、碳納米管（CNT）、石墨烯（G）以及金屬顆粒等都被廣泛應(yīng)用。例如，四川大學(xué)的楊波以聚丙烯(PP)為基體，炭黑(CB)為導(dǎo)電填料，利用熔融共混的方法制備聚丙烯導(dǎo)電復(fù)合材料，研究了引入第三組分乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、尼龍6(PA6)及碳納米管(CNTs)對CB/PP體系的電性能及結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響。結(jié)果表明，在CB/PP體系中加入第三組分EAA或PA6，復(fù)合材料的體積電阻率顯著下降。當(dāng)PP/EAA質(zhì)量比為60/40的時候，材料的導(dǎo)電性能最佳；PP/PA6質(zhì)量比為80/20時體系電阻率下降最明顯。采用CB/CNTs(質(zhì)量比19：1)復(fù)合填料填充PP得到的電性能要優(yōu)于單獨(dú)填充其中一種導(dǎo)電填料。在制備方法上，熔融共混法由于操作簡單，并且和注射成型等加工工藝相兼容，目前被廣泛應(yīng)用。然而，熔融共混過程中導(dǎo)電填料和PP無法混合均勻，導(dǎo)致逾滲值較高。為解決這一問題，一些研究嘗試引入其他技術(shù)或添加劑來改善填料的分散性。如通過添加分散劑、偶聯(lián)劑等助劑，或采用特殊的混煉設(shè)備和工藝，來提高導(dǎo)電填料在PP基體中的分散程度。但這些方法在一定程度上增加了制備過程的復(fù)雜性和成本，且效果仍有待進(jìn)一步提高。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)作為一種新興的注塑工藝，近年來也受到了廣泛的關(guān)注。上世紀(jì)80年代初，美國麻省理工學(xué)院（MIT）首先提出微發(fā)泡塑料的概念并發(fā)展了相應(yīng)的成型技術(shù)。20世紀(jì)90年代，Trexel公司與MIT合作，率先實(shí)現(xiàn)了微發(fā)泡注塑的商業(yè)化應(yīng)用。此后，微發(fā)泡注塑成型技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，相關(guān)的研究也不斷涌現(xiàn)。在微發(fā)泡注塑成型技術(shù)的研究中，主要集中在以下幾個方面：一是微發(fā)泡注塑成型的機(jī)理研究，包括氣泡的成核、生長和穩(wěn)定等過程；二是微發(fā)泡注塑成型工藝參數(shù)的優(yōu)化，如溫度、壓力、注射速度等對制品性能的影響；三是微發(fā)泡注塑成型設(shè)備的研發(fā)和改進(jìn)，以提高生產(chǎn)效率和制品質(zhì)量。盡管國內(nèi)外在聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料及微發(fā)泡注塑成型技術(shù)方面取得了一定的研究成果，但仍存在一些不足與挑戰(zhàn)。例如，在聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的研究中，如何進(jìn)一步提高導(dǎo)電填料在PP基體中的分散性和界面相容性，降低逾滲值，提高復(fù)合材料的綜合性能，仍然是需要解決的關(guān)鍵問題。在微發(fā)泡注塑成型技術(shù)的研究中，如何精確控制氣泡的尺寸和分布，提高制品的性能穩(wěn)定性和一致性，以及如何降低設(shè)備成本和生產(chǎn)成本，擴(kuò)大微發(fā)泡注塑成型技術(shù)的應(yīng)用范圍，也是亟待解決的問題。此外，對于微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的電磁屏蔽性能研究還相對較少，其電磁屏蔽機(jī)理和影響因素尚不完全清楚，需要進(jìn)一步深入研究。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的制備：以聚丙烯（PP）為基體，選擇合適的導(dǎo)電填料，如碳納米管（CNT）、石墨烯（G）、炭黑（CB）等，通過熔融共混法制備不同導(dǎo)電填料含量的聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料。研究導(dǎo)電填料的種類、含量以及不同填料之間的混雜比例對復(fù)合材料導(dǎo)電性能的影響，確定最佳的填料配方。微發(fā)泡注塑成型工藝對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響：采用微發(fā)泡注塑成型技術(shù)，將制備好的聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料加工成標(biāo)準(zhǔn)樣條。通過改變微發(fā)泡注塑成型的工藝參數(shù)，如超臨界流體（SCF）的注入量、熔體溫度、注射壓力、模具溫度等，研究工藝參數(shù)對泡孔結(jié)構(gòu)（泡孔尺寸、泡孔密度、泡孔分布等）的影響規(guī)律。同時，測試不同工藝條件下微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的力學(xué)性能（拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等）、導(dǎo)電性能（體積電阻率、表面電阻率等）以及電磁屏蔽性能（電磁屏蔽效能），分析泡孔結(jié)構(gòu)與材料性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。復(fù)合材料電磁屏蔽性能的研究：利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等設(shè)備，測試微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料在不同頻率下的電磁屏蔽效能，研究其電磁屏蔽性能的頻率依賴性。分析導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成、泡孔結(jié)構(gòu)以及導(dǎo)電填料與PP基體之間的界面相互作用等因素對復(fù)合材料電磁屏蔽性能的影響機(jī)制，建立電磁屏蔽性能與材料微觀結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)之間的理論模型。影響因素分析與優(yōu)化：綜合考慮導(dǎo)電填料的種類和含量、微發(fā)泡注塑成型工藝參數(shù)、泡孔結(jié)構(gòu)以及復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)等因素，對微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的電磁屏蔽性能進(jìn)行全面的影響因素分析。通過正交試驗(yàn)、響應(yīng)面分析等方法，優(yōu)化制備工藝和材料配方，獲得具有優(yōu)異電磁屏蔽性能的微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料。1.3.2研究方法實(shí)驗(yàn)研究：按照一定的配方和工藝，制備聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料及微發(fā)泡注塑成型制品。在制備過程中，嚴(yán)格控制原料的質(zhì)量、混合比例以及加工條件，確保實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性。測試表征：利用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)電填料的分散情況、泡孔的形態(tài)和分布等；使用X射線衍射儀（XRD）分析材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)；通過萬能材料試驗(yàn)機(jī)測試材料的力學(xué)性能；采用四探針法測量材料的體積電阻率和表面電阻率，以表征其導(dǎo)電性能；運(yùn)用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試材料的電磁屏蔽效能。理論分析：基于復(fù)合材料的導(dǎo)電理論和電磁屏蔽理論，如逾滲理論、Maxwell-Garnett理論等，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析和解釋。建立數(shù)學(xué)模型，模擬導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成過程以及電磁波在復(fù)合材料中的傳播和衰減機(jī)制，從理論上預(yù)測復(fù)合材料的電磁屏蔽性能，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證。二、微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的制備2.1原材料選擇2.1.1聚丙烯基體聚丙烯（PP）作為一種半結(jié)晶性熱塑性樹脂，具有眾多優(yōu)異特性，使其在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中得到廣泛應(yīng)用。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，PP由丙烯單體通過聚合反應(yīng)制得，其分子鏈中含有甲基側(cè)鏈，這種結(jié)構(gòu)賦予了PP獨(dú)特的性能。在力學(xué)性能方面，PP具有較高的拉伸強(qiáng)度和彎曲模量，使其能夠承受一定的外力作用而不易發(fā)生變形或斷裂。同時，PP還具有良好的抗疲勞性能，在反復(fù)受力的情況下，依然能夠保持較好的力學(xué)性能。在化學(xué)穩(wěn)定性方面，PP表現(xiàn)出卓越的耐腐蝕性，能夠抵抗多種有機(jī)溶劑和酸堿的侵蝕。這使得PP在化工、制藥等領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用于儲存和運(yùn)輸化學(xué)物質(zhì)的容器和管道。在加工性能方面，PP的成型加工性能良好，易于通過注塑、擠出、吹塑等多種加工方法制成各種形狀和尺寸的制品。其加工溫度范圍較寬，在加工過程中流動性較好，能夠填充復(fù)雜的模具型腔，從而實(shí)現(xiàn)高精度的成型加工。此外，PP還具有相對密度小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)，這不僅有利于減輕制品的重量，降低運(yùn)輸和使用成本，還符合現(xiàn)代工業(yè)對輕量化材料的需求。在一些對重量有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，如航空航天、汽車制造等，PP的輕量化特性使其成為一種理想的材料選擇。PP的型號眾多，不同型號的PP在性能上存在一定差異。例如，均聚聚丙烯（HIPS）具有較高的結(jié)晶度和剛性，但其韌性相對較低；而共聚聚丙烯（COPP）則通過在分子鏈中引入其他單體，如乙烯等，改善了其韌性和低溫性能。在選擇PP基體時，需要綜合考慮復(fù)合材料的最終用途和性能要求。如果復(fù)合材料需要用于承受較大外力的結(jié)構(gòu)件，如汽車零部件、機(jī)械零件等，應(yīng)選擇具有較高強(qiáng)度和剛性的PP型號；如果復(fù)合材料需要在低溫環(huán)境下使用，或者對柔韌性有較高要求，如包裝材料、密封件等，則應(yīng)選擇韌性較好、低溫性能優(yōu)良的PP型號。此外，PP的熔體流動速率（MFR）也是一個重要的選擇指標(biāo)。MFR反映了PP在一定溫度和壓力下的流動性，MFR值越大，PP的流動性越好，越容易加工成型。但過高的MFR值可能會導(dǎo)致制品的力學(xué)性能下降。因此，需要根據(jù)具體的加工工藝和制品要求，選擇合適MFR值的PP基體。在微發(fā)泡注塑成型工藝中，由于需要將超臨界流體（SCF）溶解到熱融膠中形成單相溶體，并通過開關(guān)式射嘴將單相溶體射入模具型腔中，因此要求PP基體具有較好的流動性，以確保SCF能夠均勻地溶解在PP熔體中，并順利地注入模具型腔。一般來說，選擇MFR值在10-30g/10min之間的PP基體較為合適。2.1.2導(dǎo)電填料導(dǎo)電填料是賦予聚丙烯基復(fù)合材料導(dǎo)電性能的關(guān)鍵成分，常見的導(dǎo)電填料包括碳黑（CB）、碳納米管（CNT）、石墨烯（G）等碳系填料。這些導(dǎo)電填料具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的導(dǎo)電性能，在復(fù)合材料中發(fā)揮著重要作用。碳黑是一種由碳納米顆粒組成的材料，其最顯著的特點(diǎn)之一就是出色的導(dǎo)電性能。碳黑的導(dǎo)電性取決于其顆粒的尺寸、表面形貌和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成。研究表明，碳黑的顆粒尺寸越小，導(dǎo)電性能越好。這是因?yàn)樾〕叽绲奶己陬w粒能夠增加單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)量，從而提供更多的導(dǎo)電通道。此外，碳黑的表面形貌也對導(dǎo)電性起著重要的影響。表面具有多孔結(jié)構(gòu)和高比表面積的碳黑能夠提供更多的導(dǎo)電通道，從而提高導(dǎo)電性能。碳黑在電子工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，常用于制造導(dǎo)電油墨、導(dǎo)電橡膠和導(dǎo)電聚合物等產(chǎn)品。在聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料中，碳黑可以有效地降低復(fù)合材料的體積電阻率，提高其導(dǎo)電性能。然而，碳黑也存在一些缺點(diǎn)。首先，碳黑的添加會使復(fù)合材料的顏色變黑，這在一些對顏色有要求的應(yīng)用場景中受到限制。其次，碳黑的添加量較高時，會對復(fù)合材料的力學(xué)性能產(chǎn)生較大影響，導(dǎo)致復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性下降。這是因?yàn)樘己谂c聚丙烯基體之間的界面相容性較差，過多的碳黑會在基體中形成團(tuán)聚，從而破壞基體的連續(xù)性，降低復(fù)合材料的力學(xué)性能。碳納米管是一種由碳原子組成的管狀結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能。碳納米管的導(dǎo)電性取決于其結(jié)構(gòu)、直徑和外壁性質(zhì)。單壁碳納米管（SWCNT）和多壁碳納米管（MWCNT）是兩種常見的碳納米管形態(tài)。研究表明，SWCNT具有更好的導(dǎo)電性能，主要由于其晶格結(jié)構(gòu)更規(guī)整，電子輸運(yùn)更順暢。碳納米管在電子器件中具有廣泛的應(yīng)用，作為一種可替代硅材料的候選，碳納米管能夠制造更小、更快速和更高性能的電子器件。在聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料中，碳納米管可以形成高效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，顯著提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性能。與碳黑相比，碳納米管具有更高的長徑比和更好的力學(xué)性能，能夠在較低的添加量下實(shí)現(xiàn)較好的導(dǎo)電性能，同時對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響較小。然而，碳納米管的制備成本較高，且在基體中的分散性較差，需要采用特殊的分散方法來提高其在聚丙烯基體中的均勻分散性。石墨烯是一種由碳原子組成的二維平面材料，具有優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性能。石墨烯的導(dǎo)電性源于其獨(dú)特的二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)，其中的碳原子通過共價鍵相互連接，形成了一個高度共軛的π電子體系，使得電子能夠在石墨烯平面內(nèi)自由移動，從而具有極高的電導(dǎo)率。在聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料中，石墨烯可以有效地提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性能、力學(xué)性能和熱性能。由于石墨烯具有較大的比表面積和優(yōu)異的力學(xué)性能，能夠與聚丙烯基體形成良好的界面相互作用，從而在提高復(fù)合材料導(dǎo)電性能的同時，還能增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能。然而，石墨烯的制備工藝復(fù)雜，成本較高，且在基體中的分散性和界面相容性問題仍有待進(jìn)一步解決。不同導(dǎo)電填料在性能上存在明顯差異，在選擇導(dǎo)電填料時，需要綜合考慮復(fù)合材料的性能要求、成本以及加工工藝等因素。如果對復(fù)合材料的導(dǎo)電性能要求較高，且對顏色沒有嚴(yán)格限制，可以優(yōu)先選擇碳黑作為導(dǎo)電填料，通過優(yōu)化碳黑的添加量和分散方法，在保證導(dǎo)電性能的同時，盡量減少對力學(xué)性能的影響。如果對復(fù)合材料的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能都有較高要求，且成本不是主要考慮因素，可以選擇碳納米管或石墨烯作為導(dǎo)電填料。在實(shí)際應(yīng)用中，也可以采用多種導(dǎo)電填料混雜的方式，充分發(fā)揮不同導(dǎo)電填料的優(yōu)勢，以獲得綜合性能優(yōu)異的聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料。例如，將碳黑與碳納米管或石墨烯混合使用，可以在降低成本的同時，提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和力學(xué)性能。2.1.3其他添加劑除了聚丙烯基體和導(dǎo)電填料外，在制備微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料時，還需要添加其他添加劑，如增韌劑、相容劑、發(fā)泡劑等。這些添加劑在復(fù)合材料中各自發(fā)揮著重要作用，對復(fù)合材料的性能產(chǎn)生著顯著影響。增韌劑是一種能夠降低復(fù)合材料脆性、提高其抗沖擊性能的助劑。其主要作用是賦予塑料更好的韌性，增加塑料的柔軟性、曲撓性、耐寒性和斷裂伸長率。在聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料中，由于導(dǎo)電填料的添加往往會導(dǎo)致復(fù)合材料的韌性下降，因此添加增韌劑尤為重要。增韌劑的作用機(jī)理主要有以下幾種。對于帶環(huán)氧官能團(tuán)型增韌劑，其環(huán)氧基團(tuán)開環(huán)后與聚合物端羥基、羧基或胺基發(fā)生加成反應(yīng)，從而改善聚合物的韌性。核殼型增韌劑的外層官能團(tuán)與組分充分相容，其中的橡膠相起到增韌效果。離聚體型增韌劑則借助金屬離子與高分子鏈的羧酸根之間的絡(luò)合作用形成物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，從而起到增韌的作用。不同類型的增韌劑對聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料性能的影響有所不同。例如，采用彈性體增韌劑可以有效地提高復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度，但可能會對復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和剛性產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。因此，在選擇增韌劑時，需要根據(jù)復(fù)合材料的具體性能要求，綜合考慮增韌劑的種類和添加量，以達(dá)到最佳的增韌效果。相容劑是一種能夠改善不同聚合物之間相容性的助劑。在聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料中，由于聚丙烯基體與導(dǎo)電填料的化學(xué)結(jié)構(gòu)和極性差異較大，兩者之間的相容性較差，導(dǎo)致導(dǎo)電填料在基體中難以均勻分散，從而影響復(fù)合材料的性能。相容劑的作用原理是通過其分子結(jié)構(gòu)中的雙親基團(tuán)，一端與聚丙烯基體相容，另一端與導(dǎo)電填料相容，從而在兩者之間形成橋梁，增強(qiáng)它們之間的界面結(jié)合力，提高導(dǎo)電填料在基體中的分散性。例如，在PP與碳納米管復(fù)合體系中，添加PP接枝馬來酸酐（PP-g-MAH）作為相容劑，MAH基團(tuán)可以與碳納米管表面的含氧基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而PP鏈段則與PP基體相容，從而有效地改善了碳納米管在PP基體中的分散性和界面相容性，提高了復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和力學(xué)性能。相容劑的種類和用量對復(fù)合材料的性能有著重要影響。合適的相容劑種類和用量可以顯著提高復(fù)合材料的性能，而不當(dāng)?shù)倪x擇則可能導(dǎo)致復(fù)合材料性能下降。因此，在選擇相容劑時，需要根據(jù)聚丙烯基體和導(dǎo)電填料的特性，進(jìn)行充分的實(shí)驗(yàn)研究，以確定最佳的相容劑種類和用量。發(fā)泡劑是微發(fā)泡注塑成型工藝中不可或缺的添加劑，其作用是在材料中產(chǎn)生氣體，形成多孔狀蜂窩式結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)制品的微發(fā)泡。發(fā)泡劑可分為物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑。物理發(fā)泡劑通常是在一定條件下能夠產(chǎn)生氣體的物質(zhì)，如超臨界流體（CO?或N?）。在微發(fā)泡注塑成型工藝中，超臨界流體在高壓下溶解于聚丙烯熔體中，形成單相溶體。當(dāng)單相溶體注入模具型腔后，由于溫度和壓力降低，超臨界流體迅速膨脹，形成大量的氣泡核，這些氣泡核逐漸長大生成微小的孔洞，從而實(shí)現(xiàn)制品的微發(fā)泡?；瘜W(xué)發(fā)泡劑則是通過加熱分解產(chǎn)生氣體的物質(zhì)，如偶氮二甲酰胺（AC）等?；瘜W(xué)發(fā)泡劑在加熱時分解產(chǎn)生氮?dú)狻⒍趸嫉葰怏w，使塑料發(fā)泡。發(fā)泡劑的種類和用量對泡孔結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料性能有著顯著影響。發(fā)泡劑用量過少，可能無法形成足夠的泡孔，導(dǎo)致發(fā)泡效果不明顯；而發(fā)泡劑用量過多，則可能使泡孔過大、分布不均勻，甚至出現(xiàn)泡孔破裂等問題，影響復(fù)合材料的性能。此外，不同的發(fā)泡劑產(chǎn)生氣體的速率和溫度不同，也會對泡孔結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料性能產(chǎn)生影響。因此，在選擇發(fā)泡劑時，需要根據(jù)微發(fā)泡注塑成型工藝的要求和復(fù)合材料的性能需求，合理選擇發(fā)泡劑的種類和用量。2.2微發(fā)泡注塑成型工藝2.2.1工藝原理與流程微發(fā)泡注塑成型工藝是一種革新的精密注塑技術(shù)，其原理基于聚合物的物理發(fā)泡過程。在微發(fā)泡注塑成型中，首先將超臨界流體（SCF），如二氧化碳（CO?）或氮?dú)猓∟?），在高壓下溶解于聚合物熔體中，形成均勻的單相溶液。這一過程通常在注塑機(jī)的塑化單元中完成，通過特殊的混合裝置，確保超臨界流體能夠充分均勻地分散在聚合物熔體中。超臨界流體在聚合物熔體中的溶解降低了熔體的黏度，提高了其流動性，同時也為后續(xù)的發(fā)泡過程提供了氣體來源。當(dāng)單相溶液注入模具型腔時，由于模具型腔中的溫度和壓力條件發(fā)生變化，通常是溫度降低和壓力釋放，導(dǎo)致超臨界流體在聚合物熔體中的溶解度下降，從而引發(fā)相分離。這種相分離使得超臨界流體迅速從聚合物熔體中逸出，形成大量的微小氣泡核。這些氣泡核在適宜的溫度和壓力條件下，通過吸收周圍聚合物熔體中的氣體而逐漸長大，最終在制品內(nèi)部形成均勻分布的微小泡孔。模具的冷卻系統(tǒng)會迅速冷卻制品，使泡孔結(jié)構(gòu)得以固定，從而得到具有微發(fā)泡結(jié)構(gòu)的塑料制品。從原材料準(zhǔn)備到制品成型，微發(fā)泡注塑成型的工藝流程包括以下幾個關(guān)鍵步驟。首先是原材料的準(zhǔn)備，將聚丙烯（PP）顆粒、導(dǎo)電填料以及其他添加劑，如增韌劑、相容劑等，按照一定的比例進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，并充分混合均勻?；旌线^程可以采用高速攪拌機(jī)等設(shè)備，以確保各種成分能夠均勻分散，為后續(xù)的加工提供良好的基礎(chǔ)。接下來是塑化與超臨界流體注入階段，將混合好的原材料加入到注塑機(jī)的料筒中，通過加熱和螺桿的旋轉(zhuǎn)，使原材料逐漸熔融塑化。在塑化過程中，將超臨界流體通過特殊的注入裝置注入到聚合物熔體中，通過螺桿的攪拌和混合作用，使超臨界流體均勻地溶解在聚合物熔體中，形成單相溶液。然后是注射與發(fā)泡階段，通過注塑機(jī)的注射系統(tǒng)，將單相溶液快速注入到模具型腔中。在注入過程中，由于溫度和壓力的變化，超臨界流體在聚合物熔體中形成氣泡核，并逐漸長大形成微泡結(jié)構(gòu)。最后是冷卻與脫模階段，模具中的冷卻系統(tǒng)迅速將制品冷卻，使泡孔結(jié)構(gòu)固定下來。當(dāng)制品冷卻到一定溫度后，通過脫模裝置將制品從模具中取出，完成整個微發(fā)泡注塑成型過程。2.2.2工藝參數(shù)控制微發(fā)泡注塑成型過程中，工藝參數(shù)對復(fù)合材料的性能有著至關(guān)重要的影響。其中，溫度是一個關(guān)鍵參數(shù)，包括熔體溫度和模具溫度。熔體溫度直接影響聚合物的流動性和超臨界流體的溶解狀態(tài)。如果熔體溫度過高，聚合物的降解風(fēng)險增加，可能導(dǎo)致材料性能下降，同時超臨界流體的溶解度也會降低，影響發(fā)泡效果。相反，如果熔體溫度過低，聚合物的流動性差，難以充滿模具型腔，并且可能導(dǎo)致泡孔的生長受到抑制，使泡孔尺寸不均勻。研究表明，對于聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料，適宜的熔體溫度一般在180-220℃之間，具體數(shù)值需要根據(jù)PP基體的型號、導(dǎo)電填料的種類和含量以及其他添加劑的情況進(jìn)行調(diào)整。模具溫度則主要影響制品的冷卻速度和泡孔的穩(wěn)定性。較低的模具溫度可以使制品表面迅速冷卻，形成致密的皮層，有利于提高制品的表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性。但模具溫度過低可能導(dǎo)致泡孔在靠近模具壁的區(qū)域生長受到限制，使泡孔密度不均勻。較高的模具溫度則有助于泡孔的均勻生長，但可能會延長成型周期，并且可能導(dǎo)致制品表面出現(xiàn)缺陷。一般來說，模具溫度控制在30-60℃較為合適。壓力也是影響微發(fā)泡注塑成型的重要參數(shù)，主要包括注射壓力、保壓壓力和背壓。注射壓力決定了單相溶液能否快速、均勻地填充模具型腔。如果注射壓力過低，可能導(dǎo)致型腔填充不滿，制品出現(xiàn)缺料等缺陷。而注射壓力過高，則可能使制品受到過大的剪切應(yīng)力，導(dǎo)致泡孔破裂或變形，同時也會增加設(shè)備的負(fù)荷和能耗。對于微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料，注射壓力通常在50-100MPa之間，具體數(shù)值需要根據(jù)制品的形狀、尺寸和模具結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行優(yōu)化。保壓壓力的作用是在注射完成后，繼續(xù)對制品施加一定的壓力，以補(bǔ)償制品在冷卻過程中的收縮，防止制品出現(xiàn)縮痕和變形。但保壓壓力過高會使泡孔被壓縮，影響發(fā)泡效果，降低制品的輕量化程度。因此，保壓壓力需要根據(jù)制品的實(shí)際情況進(jìn)行合理調(diào)整，一般在20-50MPa之間。背壓是在塑化過程中施加在螺桿上的反向壓力，其作用是提高聚合物熔體的密實(shí)度和均勻性，同時有助于超臨界流體在聚合物熔體中的溶解和分散。適當(dāng)?shù)谋硥嚎梢愿纳婆菘椎馁|(zhì)量和分布，但背壓過高會增加螺桿的扭矩和能耗，并且可能導(dǎo)致聚合物熔體過熱。通常，背壓控制在5-15MPa較為適宜。注射速度同樣對復(fù)合材料性能有著顯著影響。注射速度過快，單相溶液在模具型腔中的流動速度過快，可能導(dǎo)致熔體的剪切速率過高，使泡孔受到較大的剪切力而破裂或變形，同時也容易產(chǎn)生噴射、氣紋等缺陷。此外，過快的注射速度還可能使熔體在型腔中形成不均勻的溫度分布，影響泡孔的均勻生長。注射速度過慢，則會延長成型周期，并且可能導(dǎo)致熔體在型腔中冷卻過快，無法充分填充型腔，影響制品的成型質(zhì)量。對于微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料，注射速度一般控制在30-80mm/s之間，具體數(shù)值需要根據(jù)制品的復(fù)雜程度、壁厚以及模具的澆口尺寸等因素進(jìn)行調(diào)整。為了獲得性能優(yōu)異的微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料，需要對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化?？梢酝ㄟ^實(shí)驗(yàn)設(shè)計的方法，如正交試驗(yàn)、響應(yīng)面分析等，系統(tǒng)地研究各工藝參數(shù)之間的交互作用以及對復(fù)合材料性能的影響規(guī)律。通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和建模，建立工藝參數(shù)與復(fù)合材料性能之間的數(shù)學(xué)模型，從而預(yù)測不同工藝參數(shù)組合下復(fù)合材料的性能，并通過優(yōu)化算法尋找最佳的工藝參數(shù)組合。此外，還可以結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù)，如有限元分析、計算流體力學(xué)等，對微發(fā)泡注塑成型過程進(jìn)行模擬分析，直觀地了解熔體在模具型腔中的流動、發(fā)泡以及冷卻過程，預(yù)測制品的質(zhì)量和性能，為工藝參數(shù)的優(yōu)化提供參考依據(jù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，還需要根據(jù)設(shè)備的性能和生產(chǎn)條件，對優(yōu)化后的工藝參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整和驗(yàn)證，以確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和制品質(zhì)量的一致性。2.3樣品制備與表征2.3.1樣品制備方法在制備聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料樣品時，首先進(jìn)行原材料的預(yù)處理。將聚丙烯（PP）顆粒在80℃的真空干燥箱中干燥4-6小時，以去除其中的水分，避免水分在后續(xù)加工過程中對材料性能產(chǎn)生不良影響，如導(dǎo)致材料水解、產(chǎn)生氣泡等。對于導(dǎo)電填料，根據(jù)其種類和特性進(jìn)行相應(yīng)處理。例如，碳納米管（CNT）在使用前可進(jìn)行超聲分散處理，將其分散在適量的無水乙醇中，超聲時間為30-60分鐘，功率為200-400W，以提高其在PP基體中的分散性，減少團(tuán)聚現(xiàn)象。按照一定的配方比例，將干燥后的PP顆粒、導(dǎo)電填料以及其他添加劑（如增韌劑、相容劑等）加入到高速攪拌機(jī)中。配方設(shè)計根據(jù)前期的研究和實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行調(diào)整，例如，研究導(dǎo)電填料含量對復(fù)合材料性能的影響時，保持其他成分不變，僅改變導(dǎo)電填料的含量。在高速攪拌機(jī)中，以1000-1500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10-15分鐘，使各種成分充分混合均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混。雙螺桿擠出機(jī)的溫度設(shè)置從料斗到機(jī)頭依次為160-170℃、170-180℃、180-190℃、190-200℃、200-210℃、210-220℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制在200-300r/min。在這樣的溫度和轉(zhuǎn)速條件下，物料在螺桿的推動下，經(jīng)過熔融、混合、塑化等過程，使導(dǎo)電填料均勻地分散在PP基體中，形成均勻的復(fù)合材料熔體。擠出機(jī)機(jī)頭的口模形狀為圓形，直徑為3-5mm，通過口模將復(fù)合材料熔體擠出成條形狀，然后經(jīng)過水槽冷卻、切粒機(jī)切粒，得到聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料顆粒。將制備好的聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料顆粒用于微發(fā)泡注塑成型。首先將顆粒加入到注塑機(jī)的料斗中，注塑機(jī)料筒的溫度設(shè)置為180-200℃、200-220℃、220-240℃，使顆粒在料筒中充分熔融。將超臨界流體（如CO?或N?）通過特殊的注入裝置注入到注塑機(jī)的螺桿前端，超臨界流體的注入量控制在0.5%-3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），通過螺桿的旋轉(zhuǎn)和攪拌作用，使超臨界流體均勻地溶解在復(fù)合材料熔體中，形成單相溶液。注塑過程中，注射壓力控制在50-100MPa，注射速度為30-80mm/s，模具溫度保持在30-60℃。通過注塑機(jī)的注射系統(tǒng)，將單相溶液快速注入到模具型腔中，在型腔中，由于溫度和壓力的變化，超臨界流體形成氣泡核并逐漸長大，最終得到微發(fā)泡注塑成型的聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料樣品。根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，制備不同尺寸的樣品，如拉伸樣條按照GB/T1040.2-2006標(biāo)準(zhǔn)制備，尺寸為150mm×10mm×4mm；彎曲樣條按照GB/T9341-2008標(biāo)準(zhǔn)制備，尺寸為80mm×10mm×4mm；電磁屏蔽性能測試樣品為直徑50mm、厚度3mm的圓片。2.3.2微觀結(jié)構(gòu)表征方法掃描電子顯微鏡（SEM）是一種常用的微觀結(jié)構(gòu)表征工具，在本研究中具有重要作用。其原理是利用高能電子束與樣品表面相互作用，產(chǎn)生二次電子、背散射電子等信號，通過收集和分析這些信號來獲得樣品表面的形貌信息。在對微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料進(jìn)行SEM分析時，首先將樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。對于塊狀樣品，需要將其切割成合適的尺寸，一般為5mm×5mm×5mm左右，然后用砂紙對樣品表面進(jìn)行打磨，使其表面平整光滑。打磨過程中，從粗砂紙（如80目）開始，逐漸更換為細(xì)砂紙（如1000目），以避免在樣品表面留下明顯的劃痕。將打磨好的樣品進(jìn)行噴金處理，在樣品表面鍍上一層約10-20nm厚的金膜，以提高樣品的導(dǎo)電性，防止在電子束照射下產(chǎn)生電荷積累，影響成像質(zhì)量。將處理好的樣品放入SEM的樣品室中，調(diào)整電子束的加速電壓、工作距離等參數(shù)。加速電壓一般選擇10-20kV，工作距離控制在10-15mm。通過SEM可以清晰地觀察到復(fù)合材料中導(dǎo)電填料的分散情況，如導(dǎo)電填料是否均勻分散在PP基體中，是否存在團(tuán)聚現(xiàn)象，以及團(tuán)聚體的大小和分布。還能觀察泡孔的形態(tài)，包括泡孔的形狀、大小、泡孔壁的厚度等，以及泡孔在復(fù)合材料中的分布情況，如泡孔是否均勻分布，是否存在泡孔聚集或稀疏的區(qū)域。通過對SEM圖像的分析，可以直觀地了解微發(fā)泡注塑成型工藝參數(shù)對泡孔結(jié)構(gòu)的影響，以及導(dǎo)電填料與PP基體之間的界面結(jié)合情況。透射電子顯微鏡（TEM）也是一種重要的微觀結(jié)構(gòu)表征手段。其工作原理基于電子的波粒二象性，電子束穿透樣品后，與樣品內(nèi)的原子相互作用，產(chǎn)生的透射電子形成圖像，從而揭示樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原子排列等微觀細(xì)節(jié)。TEM對樣品的要求較高，需要制備非常薄的樣品，以保證電子能夠穿透。對于微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料，制備TEM樣品時，通常采用超薄切片機(jī)進(jìn)行切片。首先將樣品用環(huán)氧樹脂進(jìn)行包埋，使樣品固定在環(huán)氧樹脂塊中，然后在超薄切片機(jī)上，使用金剛石刀片將樣品切成厚度約為50-100nm的薄片。將切好的薄片放置在直徑3mm的銅網(wǎng)上，用于TEM觀察。在TEM觀察過程中，調(diào)整電子束的加速電壓、聚焦等參數(shù)。加速電壓一般為100-200kV。通過TEM可以更深入地研究導(dǎo)電填料在PP基體中的分散狀態(tài)，尤其是在微觀尺度下，能夠觀察到導(dǎo)電填料與PP基體之間的界面結(jié)構(gòu)，以及導(dǎo)電填料之間的相互作用。對于碳納米管填充的聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料，TEM可以清晰地顯示碳納米管在PP基體中的取向、纏繞情況，以及碳納米管與PP基體之間的界面相容性。通過TEM觀察，還可以分析微發(fā)泡注塑成型過程中，泡孔對導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)形成的影響，以及導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)在復(fù)合材料內(nèi)部的分布和連接情況。三、微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能3.1微觀結(jié)構(gòu)分析3.1.1泡孔結(jié)構(gòu)特征泡孔結(jié)構(gòu)作為微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的重要微觀結(jié)構(gòu)特征，對復(fù)合材料的性能有著深遠(yuǎn)的影響。泡孔尺寸是其中一個關(guān)鍵參數(shù)，其大小直接關(guān)聯(lián)著復(fù)合材料的多種性能。較小的泡孔尺寸通常能夠增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能。從力學(xué)原理角度來看，小尺寸泡孔能夠更有效地分散應(yīng)力，當(dāng)復(fù)合材料受到外力作用時，小泡孔可以將應(yīng)力均勻地分散到周圍的基體中，避免應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生。以拉伸試驗(yàn)為例，在拉伸過程中，小泡孔能夠阻礙裂紋的擴(kuò)展，使得復(fù)合材料需要承受更大的拉力才會發(fā)生斷裂，從而提高了拉伸強(qiáng)度。同時，小泡孔還可以增加材料的韌性，因?yàn)樵诹鸭y擴(kuò)展過程中，小泡孔會發(fā)生變形和破裂，吸收大量的能量，使得復(fù)合材料在斷裂前能夠吸收更多的能量，表現(xiàn)出更好的韌性。泡孔密度同樣對復(fù)合材料性能有著重要影響。較高的泡孔密度意味著單位體積內(nèi)泡孔數(shù)量增多，這通常會使復(fù)合材料的密度降低，實(shí)現(xiàn)更好的輕量化效果。在航空航天、汽車制造等對重量有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，降低材料密度可以有效減輕零部件的重量，從而降低能源消耗，提高運(yùn)行效率。此外，高泡孔密度還可能對復(fù)合材料的導(dǎo)電性能產(chǎn)生積極影響。當(dāng)泡孔密度增加時，泡孔之間的距離減小，這有利于導(dǎo)電填料之間形成更緊密的連接，促進(jìn)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的完善。在碳納米管填充的聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料中，較高的泡孔密度使得碳納米管更容易在泡孔壁和泡孔之間形成連續(xù)的導(dǎo)電通路，從而提高復(fù)合材料的電導(dǎo)率。泡孔的分布均勻性也是影響復(fù)合材料性能的關(guān)鍵因素。均勻分布的泡孔能夠保證復(fù)合材料性能的一致性。如果泡孔分布不均勻，在泡孔密集的區(qū)域，材料的密度會顯著降低，力學(xué)性能相應(yīng)減弱；而在泡孔稀疏的區(qū)域，材料的性能則更接近未發(fā)泡的聚丙烯基體。這種性能的不一致性在實(shí)際應(yīng)用中可能會導(dǎo)致材料在受力時出現(xiàn)局部應(yīng)力集中，從而引發(fā)材料的過早失效。在電子設(shè)備的外殼應(yīng)用中，如果泡孔分布不均勻，可能會導(dǎo)致外殼在受到外力沖擊時，在泡孔密集區(qū)域發(fā)生破裂，影響設(shè)備的正常使用。泡孔結(jié)構(gòu)的形成是一個復(fù)雜的物理過程，涉及多個因素的相互作用。在微發(fā)泡注塑成型過程中，超臨界流體（SCF）的注入是泡孔形成的起始點(diǎn)。SCF在高壓下溶解于聚丙烯熔體中，形成均勻的單相溶液。當(dāng)單相溶液注入模具型腔后，由于溫度和壓力的降低，SCF的溶解度下降，從而引發(fā)相分離，形成大量的氣泡核。這些氣泡核在適宜的溫度和壓力條件下，通過吸收周圍聚合物熔體中的氣體而逐漸長大。模具溫度、熔體溫度以及注射速度等工藝參數(shù)對泡孔結(jié)構(gòu)有著顯著的影響。較低的模具溫度會使熔體在靠近模具壁的區(qū)域迅速冷卻，導(dǎo)致泡孔的生長受到抑制，從而形成較小的泡孔和較厚的皮層；而較高的熔體溫度則會使氣體的擴(kuò)散速度加快，有利于泡孔的長大，但也可能導(dǎo)致泡孔的合并和破裂。注射速度過快會使熔體在型腔中的流動速度加快，產(chǎn)生較大的剪切應(yīng)力，這可能會破壞氣泡核，影響泡孔的形成和生長。3.1.2導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成過程是一個涉及多種因素相互作用的復(fù)雜過程。在聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料中，導(dǎo)電填料的分散狀態(tài)是導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)形成的基礎(chǔ)。當(dāng)導(dǎo)電填料（如碳納米管、石墨烯等）與聚丙烯基體通過熔融共混法進(jìn)行混合時，由于兩者的物理性質(zhì)和表面特性存在差異，導(dǎo)電填料在基體中的分散并不均勻，容易出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。碳納米管具有較高的長徑比和表面能，在混合過程中，碳納米管之間會通過范德華力相互吸引，形成團(tuán)聚體。團(tuán)聚體的存在會阻礙導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，因?yàn)閳F(tuán)聚體內(nèi)的導(dǎo)電填料無法有效地與周圍的導(dǎo)電填料建立連接，從而減少了導(dǎo)電通路的數(shù)量。為了改善導(dǎo)電填料的分散性，通常會添加相容劑。相容劑能夠在導(dǎo)電填料和聚丙烯基體之間起到橋梁作用，增強(qiáng)兩者之間的界面結(jié)合力。在PP與碳納米管復(fù)合體系中，添加PP接枝馬來酸酐（PP-g-MAH）作為相容劑，MAH基團(tuán)可以與碳納米管表面的含氧基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而PP鏈段則與PP基體相容，從而有效地改善了碳納米管在PP基體中的分散性。隨著導(dǎo)電填料含量的增加，當(dāng)達(dá)到一定濃度時，導(dǎo)電填料之間開始相互接觸并形成導(dǎo)電通路，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)逐漸形成。這一濃度被稱為逾滲閾值。逾滲閾值的大小與導(dǎo)電填料的種類、形狀、尺寸以及在基體中的分散狀態(tài)等因素密切相關(guān)。具有較高長徑比的碳納米管，由于其能夠在較小的填充量下形成連續(xù)的導(dǎo)電通路，因此其逾滲閾值相對較低。當(dāng)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)形成后，復(fù)合材料的電導(dǎo)率會發(fā)生顯著變化。在逾滲閾值之前，復(fù)合材料的電導(dǎo)率較低，主要是由于導(dǎo)電填料之間的間距較大，電子難以在填料之間跳躍傳導(dǎo)。隨著導(dǎo)電填料含量接近逾滲閾值，導(dǎo)電通路逐漸增多，電子傳導(dǎo)的路徑變得更加順暢，電導(dǎo)率開始急劇上升。當(dāng)導(dǎo)電填料含量超過逾滲閾值后，電導(dǎo)率的增長速度逐漸減緩，趨于穩(wěn)定。微發(fā)泡注塑成型過程對導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有著重要的影響。泡孔的存在為導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成提供了新的途徑。在微發(fā)泡注塑成型過程中，泡孔的生長會對周圍的聚合物熔體產(chǎn)生擠壓作用，使得原本分散在熔體中的導(dǎo)電填料被推向泡孔壁。在泡孔壁上，導(dǎo)電填料更容易相互接觸和連接，從而形成更加完善的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。在聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料中，泡孔的生長使得沿著流動方向取向的導(dǎo)電填料沿著泡孔生長的方向重新取向，增強(qiáng)了厚度方向?qū)щ娋W(wǎng)絡(luò)的形成。此外，泡孔還可以作為隔離層，減少導(dǎo)電填料之間的團(tuán)聚現(xiàn)象，進(jìn)一步促進(jìn)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的均勻分布。影響導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)形成的因素眾多，除了上述的導(dǎo)電填料特性、相容劑以及微發(fā)泡注塑成型過程外，加工工藝條件也起著重要作用。在熔融共混過程中，螺桿轉(zhuǎn)速、混合時間等因素會影響導(dǎo)電填料的分散程度和分布狀態(tài)。較高的螺桿轉(zhuǎn)速和較長的混合時間通常能夠使導(dǎo)電填料在基體中分散得更加均勻，但過長的混合時間也可能導(dǎo)致導(dǎo)電填料的結(jié)構(gòu)被破壞，影響其導(dǎo)電性能。注塑成型過程中的注射壓力、保壓壓力等也會對導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成產(chǎn)生影響。較高的注射壓力可能會使導(dǎo)電填料在熔體中受到更大的剪切力，導(dǎo)致其取向和分布發(fā)生變化，從而影響導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成。3.2導(dǎo)電性能研究3.2.1電導(dǎo)率測試方法與結(jié)果電導(dǎo)率是衡量材料導(dǎo)電性能的重要指標(biāo)，準(zhǔn)確測量電導(dǎo)率對于研究微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電性能至關(guān)重要。在本研究中，采用四探針法來測量復(fù)合材料的電導(dǎo)率。四探針法是一種廣泛應(yīng)用于材料電導(dǎo)率測量的方法，其基本原理基于歐姆定律。當(dāng)四根金屬探針排成一條直線并與樣品接觸時，在外側(cè)的兩根探針（1、4探針）間通過恒定電流I，由于電流在樣品中流動會產(chǎn)生電位差，此時內(nèi)側(cè)的兩根探針（2、3探針）可以測量出該電位差V。根據(jù)歐姆定律，電導(dǎo)率σ與電位差V、電流I以及探針系數(shù)C之間存在如下關(guān)系：σ=I/(V×C)。其中，探針系數(shù)C由探針的幾何位置、樣品的厚度和尺寸等因素決定，通?？杀硎緸榘瑯悠泛穸刃拚蜃覨(W/S)、直徑修正因子F(D/S)、探針間距修正系數(shù)Fsp（四探針頭合格證上的F值）的表達(dá)式，W為片厚，D為片徑，S為探針間距。在進(jìn)行四探針法測試時，需嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。首先，將制備好的微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料樣品切割成合適的尺寸，一般為正方形或圓形薄片，以確保探針能夠均勻地接觸樣品表面。然后，將樣品放置在測試臺上，調(diào)整四探針的位置，使其垂直且均勻地壓在樣品表面，保證探針與樣品之間的接觸良好，避免出現(xiàn)接觸電阻過大的情況。在測試過程中，選擇合適的電流源，提供穩(wěn)定的測試電流。電流的大小需要根據(jù)樣品的電導(dǎo)率范圍進(jìn)行選擇，以確保測量的準(zhǔn)確性和可靠性。通常情況下，對于電導(dǎo)率較低的樣品，選擇較小的電流；對于電導(dǎo)率較高的樣品，則選擇較大的電流。通過測量2、3探針間的電位差V，并結(jié)合已知的電流I和探針系數(shù)C，即可計算出樣品的電導(dǎo)率。對不同導(dǎo)電填料含量和不同微發(fā)泡注塑成型工藝條件下制備的樣品進(jìn)行電導(dǎo)率測試，得到了一系列測試結(jié)果。隨著導(dǎo)電填料含量的增加，復(fù)合材料的電導(dǎo)率呈現(xiàn)出先緩慢增加，然后在某一臨界含量（逾滲閾值）附近急劇上升，之后又趨于平緩的變化趨勢。以碳納米管填充的聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料為例，當(dāng)碳納米管含量較低時，碳納米管在聚丙烯基體中分散較為稀疏，相互之間的連接較少，導(dǎo)電通路有限，因此電導(dǎo)率較低。隨著碳納米管含量的逐漸增加，碳納米管之間開始相互接觸并形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，電子傳導(dǎo)的路徑增多，電導(dǎo)率逐漸上升。當(dāng)碳納米管含量達(dá)到逾滲閾值時，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)基本形成，電導(dǎo)率急劇上升。此后，繼續(xù)增加碳納米管含量，雖然導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)會進(jìn)一步完善，但電導(dǎo)率的增長幅度逐漸減小。不同微發(fā)泡注塑成型工藝條件下的樣品電導(dǎo)率也存在差異。當(dāng)超臨界流體注入量增加時，泡孔密度增大，泡孔結(jié)構(gòu)對導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的影響更加顯著。泡孔的存在可以促進(jìn)導(dǎo)電填料之間的搭接，增強(qiáng)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，從而提高復(fù)合材料的電導(dǎo)率。然而，當(dāng)超臨界流體注入量過大時，泡孔尺寸可能會過大，導(dǎo)致泡孔壁變薄，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性受到破壞，電導(dǎo)率反而下降。熔體溫度和模具溫度也會對電導(dǎo)率產(chǎn)生影響。較高的熔體溫度可以使聚合物熔體的流動性更好，有利于導(dǎo)電填料的分散和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，但過高的熔體溫度可能會導(dǎo)致聚合物降解，影響材料的性能。較低的模具溫度可以使泡孔在成型過程中迅速固定，有利于保持泡孔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，但過低的模具溫度可能會導(dǎo)致熔體在模具內(nèi)的流動不均勻，影響導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的均勻性。3.2.2影響導(dǎo)電性能的因素導(dǎo)電填料含量是影響微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電性能的關(guān)鍵因素之一，其作用機(jī)制基于逾滲理論。當(dāng)導(dǎo)電填料含量較低時，導(dǎo)電填料在聚丙烯基體中呈分散狀態(tài)，相互之間的距離較大，電子難以在填料之間跳躍傳導(dǎo)，因此復(fù)合材料的電導(dǎo)率較低。隨著導(dǎo)電填料含量的增加，導(dǎo)電填料之間的距離逐漸減小，當(dāng)達(dá)到一定含量（逾滲閾值）時，導(dǎo)電填料開始相互接觸并形成連續(xù)的導(dǎo)電通路，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)得以建立。此時，電子可以在導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中自由傳導(dǎo)，復(fù)合材料的電導(dǎo)率急劇上升。逾滲閾值的大小與導(dǎo)電填料的種類、形狀、尺寸以及在基體中的分散狀態(tài)等因素密切相關(guān)。具有較高長徑比的碳納米管，由于其能夠在較小的填充量下形成連續(xù)的導(dǎo)電通路，因此其逾滲閾值相對較低。而對于形狀較為規(guī)則、尺寸較大的導(dǎo)電填料，如金屬顆粒，其逾滲閾值通常較高。泡孔結(jié)構(gòu)對導(dǎo)電性能的影響主要體現(xiàn)在泡孔尺寸、泡孔密度和泡孔分布均勻性等方面。較小的泡孔尺寸能夠增加泡孔壁的表面積，使得導(dǎo)電填料更容易在泡孔壁上附著和連接，從而促進(jìn)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成。當(dāng)泡孔尺寸較小時，泡孔壁上的導(dǎo)電填料之間的距離減小，電子傳導(dǎo)的路徑更加順暢，電導(dǎo)率提高。較高的泡孔密度意味著單位體積內(nèi)泡孔數(shù)量增多，這有利于導(dǎo)電填料之間形成更緊密的連接。泡孔密度增加時，泡孔之間的距離減小，導(dǎo)電填料在泡孔之間形成導(dǎo)電通路的概率增大，從而增強(qiáng)了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的連通性，提高了復(fù)合材料的電導(dǎo)率。泡孔分布均勻性對導(dǎo)電性能也有著重要影響。均勻分布的泡孔能夠保證導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)在復(fù)合材料中的均勻分布，使得電導(dǎo)率在各個方向上保持一致。如果泡孔分布不均勻，在泡孔密集的區(qū)域，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)可能會過于密集，導(dǎo)致局部電導(dǎo)率過高；而在泡孔稀疏的區(qū)域，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)則可能不夠完善，電導(dǎo)率較低。這種電導(dǎo)率的不均勻性會影響復(fù)合材料在實(shí)際應(yīng)用中的性能。加工工藝對導(dǎo)電性能的影響涉及多個方面。在熔融共混過程中，螺桿轉(zhuǎn)速、混合時間等因素會影響導(dǎo)電填料在聚丙烯基體中的分散程度和分布狀態(tài)。較高的螺桿轉(zhuǎn)速和較長的混合時間通常能夠使導(dǎo)電填料在基體中分散得更加均勻，有利于導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成。然而，過長的混合時間也可能導(dǎo)致導(dǎo)電填料的結(jié)構(gòu)被破壞，影響其導(dǎo)電性能。在微發(fā)泡注塑成型過程中，注射壓力、保壓壓力、注射速度等參數(shù)會對導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成產(chǎn)生影響。較高的注射壓力可能會使導(dǎo)電填料在熔體中受到更大的剪切力，導(dǎo)致其取向和分布發(fā)生變化。如果注射壓力過大，導(dǎo)電填料可能會沿著熔體的流動方向過度取向，使得在垂直于流動方向上的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)不夠完善，從而影響電導(dǎo)率。保壓壓力的作用是在注射完成后，繼續(xù)對制品施加一定的壓力，以補(bǔ)償制品在冷卻過程中的收縮。適當(dāng)?shù)谋簤毫梢员ＷC泡孔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的完整性，但過高的保壓壓力會使泡孔被壓縮，破壞導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，降低電導(dǎo)率。注射速度過快會使熔體在模具型腔中的流動速度過快，可能導(dǎo)致熔體的剪切速率過高，使泡孔受到較大的剪切力而破裂或變形，同時也會影響導(dǎo)電填料的分布和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成。3.3力學(xué)性能研究3.3.1拉伸、彎曲和沖擊性能測試力學(xué)性能作為材料應(yīng)用的關(guān)鍵考量因素，對于微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料而言，拉伸、彎曲和沖擊性能直接決定了其在實(shí)際應(yīng)用中的適用性和可靠性。在本研究中，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，采用萬能材料試驗(yàn)機(jī)對復(fù)合材料的拉伸性能進(jìn)行測試。具體按照GB/T1040.2-2006《塑料拉伸性能的測定第2部分：模塑和擠塑塑料的試驗(yàn)條件》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，將制備好的尺寸為150mm×10mm×4mm的拉伸樣條安裝在萬能材料試驗(yàn)機(jī)的夾具上，以5mm/min的拉伸速度進(jìn)行拉伸，直至樣條斷裂。在拉伸過程中，試驗(yàn)機(jī)實(shí)時記錄拉伸力和位移數(shù)據(jù)，通過計算拉伸力與樣條原始橫截面積的比值，得到拉伸強(qiáng)度；通過測量樣條斷裂時的伸長量與原始標(biāo)距的比值，得到斷裂伸長率。彎曲性能測試則依據(jù)GB/T9341-2008《塑料彎曲性能的測定》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。將尺寸為80mm×10mm×4mm的彎曲樣條放置在萬能材料試驗(yàn)機(jī)的彎曲試驗(yàn)裝置上，采用三點(diǎn)彎曲法，跨距設(shè)置為64mm，加載速度為2mm/min。在加載過程中，記錄樣條彎曲至規(guī)定撓度時的載荷，通過公式計算得到彎曲強(qiáng)度和彎曲模量。彎曲強(qiáng)度計算公式為：σf=3FL/(2bh2)，其中σf為彎曲強(qiáng)度（MPa），F(xiàn)為破壞載荷（N），L為跨距（mm），b為樣條寬度（mm），h為樣條厚度（mm）。彎曲模量計算公式為：Ef=(ΔF/Δs)×(L3/4bh3)，其中Ef為彎曲模量（MPa），ΔF/Δs為載荷-撓度曲線的斜率（N/mm）。對于沖擊性能，采用懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)，按照GB/T1843-2008《塑料懸臂梁沖擊強(qiáng)度的測定》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。將尺寸為80mm×10mm×4mm的沖擊樣條放置在懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)的夾具上，缺口類型為A型，缺口深度為2mm。沖擊擺錘從一定高度落下，沖擊樣條，記錄沖擊過程中消耗的能量，通過計算得到懸臂梁沖擊強(qiáng)度。沖擊強(qiáng)度計算公式為：αi=W/(bh)，其中αi為懸臂梁沖擊強(qiáng)度（kJ/m2），W為沖擊功（J），b為樣條寬度（mm），h為樣條厚度（mm）。對不同導(dǎo)電填料含量和不同微發(fā)泡注塑成型工藝條件下制備的樣品進(jìn)行力學(xué)性能測試，得到了一系列測試結(jié)果。隨著導(dǎo)電填料含量的增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度呈現(xiàn)出先基本保持不變，然后逐漸下降的趨勢。這是因?yàn)樵趯?dǎo)電填料含量較低時，導(dǎo)電填料與聚丙烯基體之間的相互作用較弱，對基體的力學(xué)性能影響較小。然而，當(dāng)導(dǎo)電填料含量超過一定值后，導(dǎo)電填料在基體中的團(tuán)聚現(xiàn)象加劇，破壞了基體的連續(xù)性和均勻性，導(dǎo)致應(yīng)力集中，從而使拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度下降。對于沖擊強(qiáng)度，隨著導(dǎo)電填料含量的增加，沖擊強(qiáng)度逐漸降低。這是因?yàn)閷?dǎo)電填料的存在阻礙了材料在沖擊過程中的能量吸收和分散，使得材料更容易發(fā)生脆性斷裂。不同微發(fā)泡注塑成型工藝條件下的樣品力學(xué)性能也存在差異。當(dāng)超臨界流體注入量增加時，泡孔密度增大，泡孔結(jié)構(gòu)對力學(xué)性能的影響更加顯著。泡孔的存在會降低材料的承載能力，導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度下降。然而，在一定范圍內(nèi)，適當(dāng)?shù)呐菘捉Y(jié)構(gòu)可以起到增韌的作用，提高材料的沖擊韌性。熔體溫度和模具溫度也會對力學(xué)性能產(chǎn)生影響。較高的熔體溫度可以使聚合物熔體的流動性更好，有利于材料的成型，但過高的熔體溫度可能會導(dǎo)致聚合物降解，降低材料的力學(xué)性能。較低的模具溫度可以使泡孔在成型過程中迅速固定，有利于保持泡孔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，但過低的模具溫度可能會導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，降低材料的力學(xué)性能。3.3.2力學(xué)性能與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系泡孔結(jié)構(gòu)作為微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的重要組成部分，對復(fù)合材料的力學(xué)性能有著顯著的影響。泡孔尺寸是影響力學(xué)性能的關(guān)鍵因素之一。較小的泡孔尺寸通常能夠增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能。從細(xì)觀力學(xué)角度來看，小尺寸泡孔能夠更有效地分散應(yīng)力。當(dāng)復(fù)合材料受到外力作用時，小泡孔可以將應(yīng)力均勻地分散到周圍的基體中，避免應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生。在拉伸過程中，小泡孔能夠阻礙裂紋的擴(kuò)展，使得復(fù)合材料需要承受更大的拉力才會發(fā)生斷裂，從而提高了拉伸強(qiáng)度。小泡孔還可以增加材料的韌性，因?yàn)樵诹鸭y擴(kuò)展過程中，小泡孔會發(fā)生變形和破裂，吸收大量的能量，使得復(fù)合材料在斷裂前能夠吸收更多的能量，表現(xiàn)出更好的韌性。泡孔密度同樣對力學(xué)性能有著重要影響。較高的泡孔密度意味著單位體積內(nèi)泡孔數(shù)量增多，這通常會使復(fù)合材料的密度降低，從而導(dǎo)致材料的承載能力下降。在彎曲和拉伸測試中，高泡孔密度的復(fù)合材料更容易發(fā)生變形和斷裂，使得彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度降低。然而，在某些情況下，適當(dāng)?shù)母吲菘酌芏瓤梢允共牧暇哂懈玫哪芰课漳芰ΑＴ跊_擊測試中，高泡孔密度的復(fù)合材料能夠通過泡孔的變形和破裂吸收更多的沖擊能量，從而提高沖擊韌性。泡孔的分布均勻性也是影響力學(xué)性能的關(guān)鍵因素。均勻分布的泡孔能夠保證復(fù)合材料性能的一致性。如果泡孔分布不均勻，在泡孔密集的區(qū)域，材料的密度會顯著降低，力學(xué)性能相應(yīng)減弱；而在泡孔稀疏的區(qū)域，材料的性能則更接近未發(fā)泡的聚丙烯基體。這種性能的不一致性在實(shí)際應(yīng)用中可能會導(dǎo)致材料在受力時出現(xiàn)局部應(yīng)力集中，從而引發(fā)材料的過早失效。在電子設(shè)備的外殼應(yīng)用中，如果泡孔分布不均勻，可能會導(dǎo)致外殼在受到外力沖擊時，在泡孔密集區(qū)域發(fā)生破裂，影響設(shè)備的正常使用。導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料的力學(xué)性能也有著不可忽視的影響。在復(fù)合材料中，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成會改變材料的內(nèi)部應(yīng)力分布。當(dāng)導(dǎo)電填料含量較低時，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)尚未形成，導(dǎo)電填料對力學(xué)性能的影響較小。隨著導(dǎo)電填料含量的增加，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)逐漸形成，導(dǎo)電填料與聚丙烯基體之間的相互作用增強(qiáng)。這種相互作用可能會導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中點(diǎn)，從而降低材料的力學(xué)性能。此外，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的存在還可能會影響材料的斷裂模式。在未形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)時，材料的斷裂模式主要為韌性斷裂；而當(dāng)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)形成后，材料的斷裂模式可能會轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔?，這也會導(dǎo)致材料的沖擊強(qiáng)度下降。四、微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的電磁屏蔽性能4.1電磁屏蔽原理電磁屏蔽是指利用導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻钠帘误w，將電磁干擾能量限制在一定范圍內(nèi)，從而減弱由某些源引起的場強(qiáng)，是抑制干擾、增強(qiáng)設(shè)備可靠性及提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效手段。其基本原理基于電磁波與物質(zhì)的相互作用，主要通過反射、吸收和多次反射機(jī)制來實(shí)現(xiàn)對電磁波的屏蔽。當(dāng)電磁波入射到屏蔽材料表面時，由于屏蔽材料與周圍介質(zhì)的電磁特性（電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率等）存在差異，一部分電磁波會在屏蔽材料表面發(fā)生反射，被反射回原傳播介質(zhì)中，這一過程稱為反射損耗。反射損耗的大小與屏蔽材料的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率以及電磁波的頻率等因素密切相關(guān)。根據(jù)電磁理論，對于良導(dǎo)體屏蔽材料，其電導(dǎo)率越高，反射損耗越大。在高頻情況下，電磁波的反射損耗主要取決于屏蔽材料的表面阻抗。表面阻抗越大，反射損耗越大。對于理想導(dǎo)體，電磁波在其表面幾乎被完全反射，反射損耗趨近于無窮大。然而，實(shí)際的屏蔽材料并非理想導(dǎo)體，總會有一部分電磁波能夠穿透屏蔽材料表面進(jìn)入內(nèi)部。進(jìn)入屏蔽材料內(nèi)部的電磁波會在材料中傳播，由于屏蔽材料對電磁波能量的吸收作用，電磁波的強(qiáng)度會隨著傳播距離的增加而逐漸衰減，這一過程稱為吸收損耗。吸收損耗主要源于屏蔽材料內(nèi)部的電子與電磁波的相互作用。當(dāng)電磁波在屏蔽材料中傳播時，會使材料中的電子發(fā)生振動，電子在振動過程中與晶格發(fā)生碰撞，將電磁波的能量轉(zhuǎn)化為熱能等其他形式的能量，從而導(dǎo)致電磁波強(qiáng)度的衰減。屏蔽材料的吸收損耗與材料的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率以及電磁波的頻率有關(guān)。電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率越高，電磁波在材料中的衰減越快，吸收損耗越大。頻率越高，電磁波與材料內(nèi)部電子的相互作用越強(qiáng)烈，吸收損耗也越大。在低頻情況下，磁導(dǎo)率對吸收損耗的影響較為顯著；而在高頻情況下，電導(dǎo)率的影響更為突出。在屏蔽材料內(nèi)部，電磁波還會在屏蔽材料與空氣的界面以及屏蔽材料內(nèi)部的缺陷、雜質(zhì)等界面處發(fā)生多次反射。這些多次反射會使電磁波在屏蔽材料內(nèi)部不斷地被反射和吸收，進(jìn)一步增強(qiáng)了屏蔽效果。多次反射損耗的大小與屏蔽材料的厚度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及界面特性等因素有關(guān)。較厚的屏蔽材料和均勻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有利于增加多次反射的次數(shù)，從而提高多次反射損耗。對于微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料，其屏蔽機(jī)制較為復(fù)雜，涉及多個方面。復(fù)合材料中的導(dǎo)電填料起著關(guān)鍵作用。碳納米管、石墨烯等導(dǎo)電填料在聚丙烯基體中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)電磁波入射到復(fù)合材料表面時，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中的電子能夠與電磁波相互作用。電子在電磁波的作用下發(fā)生振動，形成感應(yīng)電流。這些感應(yīng)電流會產(chǎn)生與入射電磁波方向相反的電磁場，從而對入射電磁波起到反射和散射的作用，減少了電磁波進(jìn)入復(fù)合材料內(nèi)部的能量。此外，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)還能夠引導(dǎo)電磁波在復(fù)合材料內(nèi)部傳播，增加了電磁波在材料內(nèi)部的傳播路徑，使其更容易被吸收和衰減。泡孔結(jié)構(gòu)對電磁屏蔽性能也有重要影響。泡孔的存在增加了復(fù)合材料的比表面積，使得電磁波在復(fù)合材料內(nèi)部傳播時，與泡孔壁的相互作用增多。泡孔壁可以作為電磁波的散射中心，使電磁波發(fā)生散射，改變其傳播方向。這種散射作用增加了電磁波在復(fù)合材料內(nèi)部的傳播路徑，使其更容易被吸收和衰減。此外，泡孔還可以作為隔離層，減少導(dǎo)電填料之間的團(tuán)聚現(xiàn)象，促進(jìn)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的均勻分布，從而提高電磁屏蔽性能。當(dāng)泡孔均勻分布且泡孔密度適中時，能夠有效地增強(qiáng)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的連通性，提高復(fù)合材料對電磁波的反射和吸收能力。復(fù)合材料的界面特性，即導(dǎo)電填料與聚丙烯基體之間的界面相互作用，也會影響電磁屏蔽性能。良好的界面相互作用能夠增強(qiáng)導(dǎo)電填料在基體中的分散性和穩(wěn)定性，提高導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。當(dāng)界面相互作用較強(qiáng)時，導(dǎo)電填料與基體之間的結(jié)合更加緊密，電子在導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中的傳輸更加順暢。這使得復(fù)合材料在受到電磁波作用時，能夠更有效地產(chǎn)生感應(yīng)電流，增強(qiáng)對電磁波的反射和吸收。相反，如果界面相互作用較弱，導(dǎo)電填料容易在基體中團(tuán)聚，導(dǎo)致導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的不完善，從而降低電磁屏蔽性能。4.2電磁屏蔽性能測試與分析4.2.1測試方法與設(shè)備在本研究中，采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀來測試微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的電磁屏蔽性能。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種電磁波能量的測試設(shè)備，能精確地測量入射波、反射波、傳輸波中的幅度和相位信息，通過比值測量法定量描述被測器件的反射和傳輸特性。其基本原理是利用兩個端口的測量方法，將信號源連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的一個端口，將接收機(jī)連接到另一個端口，并將被測屏蔽材料或屏蔽結(jié)構(gòu)插入到信號源和接收機(jī)之間。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可以測量信號通過屏蔽材料或屏蔽結(jié)構(gòu)前后功率的衰減，從而計算出插入損耗，以此來評估屏蔽材料或屏蔽結(jié)構(gòu)的屏蔽效果。本研究中使用的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的頻率范圍為100kHz至20GHz，能夠滿足對不同頻率電磁波屏蔽性能測試的需求。在測試過程中，根據(jù)樣品的特性和測試要求，選擇合適的測試頻率范圍和設(shè)置測試參數(shù)。對于微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料，重點(diǎn)關(guān)注其在高頻段（如1-20GHz）的電磁屏蔽性能，因?yàn)樵诟哳l情況下，電磁干擾問題更為突出，對屏蔽材料的性能要求也更高。為了準(zhǔn)確測量樣品的電磁屏蔽性能，對樣品有一定的要求。對于波導(dǎo)法測試，樣品尺寸需為22.86×10.16mm，厚度2mm左右。在制備樣品時，嚴(yán)格按照尺寸要求進(jìn)行加工，確保樣品的尺寸精度和表面平整度。如果樣品表面不平整，可能會導(dǎo)致電磁波在樣品表面的反射和散射情況發(fā)生變化，從而影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。確保樣品的材質(zhì)均勻性和結(jié)構(gòu)完整性也很重要，避免樣品內(nèi)部存在缺陷或雜質(zhì)，以免影響電磁波在樣品中的傳播和屏蔽效果。4.2.2屏蔽效能結(jié)果與討論通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對不同樣品進(jìn)行測試，得到了一系列的屏蔽效能測試結(jié)果。圖1展示了不同導(dǎo)電填料含量的微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料在1-20GHz頻率范圍內(nèi)的屏蔽效能曲線。從圖中可以看出，隨著導(dǎo)電填料含量的增加，復(fù)合材料的屏蔽效能呈現(xiàn)出逐漸增強(qiáng)的趨勢。當(dāng)導(dǎo)電填料含量較低時，如碳納米管含量為1wt%時，復(fù)合材料的屏蔽效能較低，在整個測試頻率范圍內(nèi)，屏蔽效能均小于10dB。這是因?yàn)樵诘秃肯拢瑢?dǎo)電填料在聚丙烯基體中分散較為稀疏，相互之間的連接較少，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)不夠完善，對電磁波的反射和吸收能力較弱。隨著碳納米管含量增加到3wt%，屏蔽效能有了明顯提升，在高頻段（如15-20GHz），屏蔽效能達(dá)到了20dB左右。此時，導(dǎo)電填料之間開始形成更多的導(dǎo)電通路，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)逐漸完善，能夠更有效地反射和吸收電磁波。當(dāng)碳納米管含量進(jìn)一步增加到5wt%時，屏蔽效能繼續(xù)增強(qiáng)，在整個測試頻率范圍內(nèi)，屏蔽效能均超過了30dB。這表明隨著導(dǎo)電填料含量的增加，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的連通性和完整性得到進(jìn)一步提高，對電磁波的屏蔽能力顯著增強(qiáng)?！敬颂幪砑訄D1：不同導(dǎo)電填料含量的微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的屏蔽效能曲線】泡孔結(jié)構(gòu)對屏蔽效能也有著重要影響。圖2對比了不同泡孔密度的微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的屏蔽效能。從圖中可以看出，在一定范圍內(nèi)，隨著泡孔密度的增加，復(fù)合材料的屏蔽效能先增大后減小。當(dāng)泡孔密度較低時，如泡孔密度為10?個/cm3時，泡孔對導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的影響較小，屏蔽效能主要取決于導(dǎo)電填料的含量和分布。隨著泡孔密度增加到10?個/cm3，屏蔽效能明顯增大。這是因?yàn)榕菘椎拇嬖谠黾恿藦?fù)合材料的比表面積，使得電磁波在復(fù)合材料內(nèi)部傳播時，與泡孔壁的相互作用增多。泡孔壁可以作為電磁波的散射中心，使電磁波發(fā)生散射，改變其傳播方向，增加了電磁波在復(fù)合材料內(nèi)部的傳播路徑，使其更容易被吸收和衰減。此外，泡孔還可以促進(jìn)導(dǎo)電填料之間的搭接，增強(qiáng)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，從而提高電磁屏蔽性能。然而，當(dāng)泡孔密度繼續(xù)增加到101?個/cm3時，屏蔽效能反而有所下降。這是因?yàn)榕菘酌芏冗^大時，泡孔壁變薄，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性受到破壞，電磁波容易穿透泡孔，導(dǎo)致屏蔽效能降低?！敬颂幪砑訄D2：不同泡孔密度的微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的屏蔽效能對比】頻率也是影響屏蔽效能的重要因素。圖3展示了微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料在不同頻率下的屏蔽效能變化情況。從圖中可以看出，隨著頻率的增加，復(fù)合材料的屏蔽效能呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。在低頻段（如1-5GHz），屏蔽效能相對較低，這是因?yàn)樵诘皖l情況下，電磁波的波長較長，更容易穿透屏蔽材料。隨著頻率的增加，電磁波的波長減小，與屏蔽材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)相互作用更加明顯，復(fù)合材料對電磁波的反射和吸收能力增強(qiáng)，屏蔽效能逐漸增大。在10-15GHz頻率范圍內(nèi)，屏蔽效能達(dá)到最大值。然而，當(dāng)頻率繼續(xù)增加到20GHz時，屏蔽效能開始下降。這可能是由于在高頻情況下，復(fù)合材料內(nèi)部的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和泡孔結(jié)構(gòu)對電磁波的響應(yīng)特性發(fā)生變化，導(dǎo)致對電磁波的屏蔽能力減弱。【此處添加圖3：微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料在不同頻率下的屏蔽效能變化】微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的電磁屏蔽性能受到多種因素的綜合影響。導(dǎo)電填料含量的增加有助于形成更完善的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)對電磁波的反射和吸收能力；適當(dāng)?shù)呐菘捉Y(jié)構(gòu)可以增加電磁波的散射和傳播路徑，提高屏蔽效能，但泡孔密度過大則會破壞導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性，降低屏蔽效能；頻率的變化會改變電磁波與復(fù)合材料的相互作用方式，導(dǎo)致屏蔽效能在不同頻率下呈現(xiàn)出不同的變化趨勢。在實(shí)際應(yīng)用中，需要綜合考慮這些因素，通過優(yōu)化材料配方和加工工藝，來獲得具有優(yōu)異電磁屏蔽性能的微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料。4.3影響電磁屏蔽性能的因素4.3.1導(dǎo)電填料的影響導(dǎo)電填料作為微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料中的關(guān)鍵組成部分，對電磁屏蔽性能起著決定性作用。其種類繁多，不同種類的導(dǎo)電填料由于自身結(jié)構(gòu)和性能的差異，在復(fù)合材料中表現(xiàn)出不同的電磁屏蔽特性。碳納米管（CNT）具有獨(dú)特的一維管狀結(jié)構(gòu)，其長徑比極高，通?？蛇_(dá)1000以上。這種結(jié)構(gòu)賦予了碳納米管優(yōu)異的電學(xué)性能，使其能夠在較低的填充量下形成有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。在微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料中，碳納米管能夠在泡孔壁和泡孔之間形成連續(xù)的導(dǎo)電通路，極大地增強(qiáng)了復(fù)合材料對電磁波的反射和吸收能力。由于碳納米管的高長徑比，其在復(fù)合材料中更容易相互搭接，形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，使得電子在其中的傳輸更加順暢。當(dāng)電磁波入射到復(fù)合材料表面時，碳納米管導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)能夠有效地散射和反射電磁波，減少電磁波進(jìn)入復(fù)合材料內(nèi)部的能量。碳納米管還能夠通過與電磁波的相互作用，將電磁波的能量轉(zhuǎn)化為熱能等其他形式的能量，從而實(shí)現(xiàn)對電磁波的吸收和衰減。石墨烯（G）是一種由碳原子組成的二維平面材料，具有極高的電導(dǎo)率和較大的比表面積。在復(fù)合材料中，石墨烯能夠以片狀形式均勻分散在聚丙烯基體中，形成連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。由于石墨烯的二維結(jié)構(gòu)，其在平面內(nèi)具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，能夠有效地傳導(dǎo)電磁波產(chǎn)生的感應(yīng)電流。當(dāng)電磁波入射到含有石墨烯的復(fù)合材料表面時，石墨烯片層能夠反射和散射電磁波，同時感應(yīng)電流在石墨烯網(wǎng)絡(luò)中的流動也會產(chǎn)生與入射電磁波相反的電磁場，進(jìn)一步增強(qiáng)了對電磁波的屏蔽效果。此外，石墨烯的大比表面積使其能夠與聚丙烯基體充分接觸，增強(qiáng)了界面相互作用，有助于提高復(fù)合材料的穩(wěn)定性和電磁屏蔽性能。炭黑（CB）是一種傳統(tǒng)的導(dǎo)電填料，由微小的碳顆粒組成。炭黑的導(dǎo)電性能主要依賴于其顆粒之間的相互接觸和聚集形成的導(dǎo)電通路。在微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料中，炭黑能夠在泡孔周圍聚集，形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。然而，與碳納米管和石墨烯相比，炭黑的長徑比相對較小，需要較高的填充量才能形成有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)炭黑填充量較低時，其在復(fù)合材料中分散較為稀疏，導(dǎo)電通路有限，對電磁波的屏蔽效果較弱。隨著炭黑填充量的增加，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)逐漸完善，電磁屏蔽性能逐漸增強(qiáng)。但過高的炭黑填充量可能會導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能下降，同時也會增加材料的成本。導(dǎo)電填料的含量也是影響電磁屏蔽性能的重要因素。隨著導(dǎo)電填料含量的增加，復(fù)合材料中的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)逐漸完善，電磁屏蔽性能顯著增強(qiáng)。在低含量下，導(dǎo)電填料在聚丙烯基體中分散較為稀疏，相互之間的連接較少，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)不夠完善，對電磁波的反射和吸收能力較弱。以碳納米管填充的聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料為例，當(dāng)碳納米管含量為1wt%時，復(fù)合材料的屏蔽效能較低，在整個測試頻率范圍內(nèi)，屏蔽效能均小于10dB。隨著碳納米管含量增加到3wt%，屏蔽效能有了明顯提升，在高頻段（如15-20GHz），屏蔽效能達(dá)到了20dB左右。此時，導(dǎo)電填料之間開始形成更多的導(dǎo)電通路，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)逐漸完善，能夠更有效地反射和吸收電磁波。當(dāng)碳納米管含量進(jìn)一步增加到5wt%時，屏蔽效能繼續(xù)增強(qiáng)，在整個測試頻率范圍內(nèi)，屏蔽效能均超過了30dB。這表明隨著導(dǎo)電填料含量的增加，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的連通性和完整性得到進(jìn)一步提高，對電磁波的屏蔽能力顯著增強(qiáng)。不同導(dǎo)電填料之間還存在協(xié)同效應(yīng)，合理搭配不同的導(dǎo)電填料可以進(jìn)一步提高復(fù)合材料的電磁屏蔽性能。將碳納米管與石墨烯混合使用，碳納米管的一維結(jié)構(gòu)能夠與石墨烯的二維結(jié)構(gòu)相互補(bǔ)充，形成更加完善的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。碳納米管可以在石墨烯片層之間起到橋接作用，增強(qiáng)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的連通性，從而提高復(fù)合材料對電磁波的屏蔽效果。這種協(xié)同效應(yīng)不僅可以提高電磁屏蔽性能，還可以在一定程度上降低導(dǎo)電填料的總用量，降低材料成本。4.3.2泡孔結(jié)構(gòu)的影響泡孔結(jié)構(gòu)作為微發(fā)泡注塑成型聚丙烯基導(dǎo)電復(fù)合材料的重要特征，對其電磁屏蔽性能有著顯著的影響。泡孔尺寸是影響電磁屏蔽性能的關(guān)鍵因素之一。較小的泡孔尺寸能夠增加泡孔壁的表面積，使得導(dǎo)電填料更容易在泡孔壁上附著和連接，從而促進(jìn)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成。當(dāng)泡孔尺寸較小時，泡孔壁上的導(dǎo)電填料之間的距離減小，電子傳導(dǎo)的路徑更加順暢，這有助于增強(qiáng)復(fù)合材料對電磁波的反射和吸收能力。在電磁波傳播過程中，小泡孔結(jié)構(gòu)可以使電磁波在泡孔壁之間多次反射和散射，增加了電磁波在復(fù)合材料內(nèi)部的傳播路徑，使其更容易被吸收和衰減。研究表明，當(dāng)泡孔尺寸從50μm減小到10μm時，復(fù)合材料的電磁屏蔽效能在高頻段（10-20GHz）可以提高5-10dB。泡孔密度對電磁屏蔽性能也有著重要影響。較高的泡孔密度意味著單位體積內(nèi)泡孔數(shù)量增多，這有利于導(dǎo)電填料之間形成更緊密的連接。泡孔密度增加時，泡孔之間的距離減小，導(dǎo)電填料在泡孔之間形成導(dǎo)電通路的概率增大，