伴随着互联网信息时代的发展,大量的电子产品和微电子设备快速地应运而生,它们已经成为人类生活和工作不可分割的一部分。此外,科学仪器和军事设备的研究工作也在如火如荼地开展。然而,这些电子设备仪器的广泛研究和使用产生的电磁干扰(EMI)会影响精密仪器的正常工作,甚至有可能完全破坏设备性能的功能造成数据存储、能量等损失。此外,电磁干扰辐射还会对人类的身体健康产生威胁。因此,研究制备抗电磁干扰的屏蔽材料就成为当下的重要课题。传统的电磁屏蔽材料来源于金属或金属合金,但金属的高密度和较差的韧性限制了它在很多领域的应用。由于导电高分子复合物具有轻质,低成本,抗腐蚀性,可加工性等诸多优良性能,导电高分子复合物开始作为电磁屏蔽材料被研究。但是低含量的导电高分子复合物的电磁屏蔽效能却达不到有效值,这是因为高电磁屏蔽效能有赖于超高电导率,而高含量的碳填料会增加成本和降低材料的韧性,限制材料的应用领域。因此,通过结构调控和设计的导电高分子复合物开始被研究用于制备低填料含量的高屏蔽效能材料。为了使低填料含量的导电高分子材料实现高电磁屏蔽效能,本研究通过复合材料的结构设计和相态调控实现导电填料的可控分布提高了导电复合物的电磁屏蔽性能。本文先利用导电高分子复合物的相态和排列结构调控导电填料的分布实现了高电磁屏蔽效能,然后利用第三组分无机粒子加入导电复合物体系控制导电填料受限分布以此提高电磁屏蔽效能,最后通过化学沉积法控制了导电填料分布在基体表面制备了低填料含量的高屏蔽效能的导电复合材料。主要研究内容如下:(1)通过添加多壁碳纳米管(MWCNTs)到不同质量比的聚己内酯(PCL)和左旋聚乳酸(PLA)中制备不同相态的PCL/PLA/MWCNT复合物,采用层压法制备了夹层结构和多层结构的PCL/PLA/MWCNT复合物。研究了不同相形态和多层结构调控导电填料的分布如何影响PCL/PLA/MWCNT复合物的电磁干扰屏蔽性能以及探究了不同相态和结构的复合物的电磁屏蔽机理。研究表明,当PCL/PLA的质量比为10/90时,该复合物的电磁屏蔽效能在多种相态的共混复合物中最高,此时,材料的相形态呈海岛结构,MWCNTs选择性分布在PCL相中形成了大数量的PCL/MWCNT颗粒分布在PLA基体中,PCL/MWCNT相作为“小岛屿”会对电磁波进行多次内部散射和界面极化,然后通过PCL/MWCNT相的MWCNTs导电网络产生介电损耗吸收电磁波。对于层状结构的PCL/PLA/MWCNT复合物而言,MWCNTs分布在外表层的PCL/PLA/MWCNT夹层复合物的屏蔽效能最高,相较于共混复合物中最高屏蔽效能的海岛结构提高了20dB,是由于PCL/MWCNT层与PLA层界面阻抗失配,导致两平行层PCL/MWCNT之间出现相干多重内反射,然后反射波能量在两导电层PCL/MWCNT内部发生介电损耗被衰减。本研究对通过改变相形态和结构调控导电填料分布情况来制备具有高电磁屏蔽效能的导电复合物具有指导意义。(2)第三组分玻璃微球(SGM)加入聚二甲基硅氧烷(PDMS)和MWCNTs的复合物制备了PDMS/MWCNT/SGM导电复合物,SGM使MWCNTs受限分布形成连续且密集的导电网络,其电磁屏蔽效能较未添加玻璃微球的复合物提高了12dB。研究了恒定MWCNTs含量下,PDMS/MWCNT/SGM复合物的电磁屏蔽效能受玻璃微球粒径和含量的影响,发现玻璃微球粒径越小其电磁屏蔽效能越高,而随着玻璃微球的含量上升其复合物的电磁屏蔽效能并非持续增加,玻璃微球含量为30vol%的复合物其电磁屏蔽效能最佳,当玻璃微球的含量超过30vol%后,其电磁屏蔽效能反而下降。由于SGM含量会影响MWCNTs的分布从而改变电导率,可通过材料的微观形态和电性能的分析去探究电磁屏蔽机理来解释其电磁屏蔽效能的变化,增强屏蔽效能的两个因素PDMS/MWCNT导电层的厚度和玻璃微球的含量有反比关系,故只有当它们达到平衡时复合物的电磁屏蔽效能才达到最佳值,此时介电损耗和多重散射或反射作用也达到平衡。(3)利用多孔结构的天然高分子材料无纺布棉纤维(CFs)作为基体,通过湿化学沉积法覆载银纳米粒子(AgNP)到棉纤维表面制备了超高电磁屏蔽效能的柔性复合材料(Ag@CFs)。仅通过10秒的化学沉积反应制备出银粒子含量为1.61vol%的Ag@CFs无纺布材料拥有3333 S/m的高电导率和71dB的高电磁屏蔽效能,当沉积时间增加到2分钟时,其电磁屏蔽效能高达110dB。通过扫描电镜表征形态和电导率的分析,该柔性无纺布材料的超高电磁屏蔽性能主要是由于其众多的AgNP包覆的棉纤维都具有核壳结构,以及棉纤维的多孔结构和Ag层的孔隙都赋予了材料内部大量的界面,绝大多数电磁波在材料内部发生多重界面反射,然后通过介电损耗被吸收。该特殊的多孔、多界面核壳结构的Ag@CFs无纺布材料实现了高分子材料在低填料含量拥有高电磁屏蔽效能目标。