碳納米管涂層雙羅紋織物的電磁屏蔽性能

周子瀅 段茹雪 劉寧娟 賈可 劉瑋

摘 要：碳納米管（CNT）因其優(yōu)異的電學(xué)性能和力學(xué)性能，近年來(lái)被廣泛運(yùn)用到電磁屏蔽織物的開(kāi)發(fā)和研究中。采用三浸三軋—烘干的方式制備CNT分散液涂層雙羅紋織物，研究CNT涂層對(duì)雙羅紋織物在電磁屏蔽能力方面的影響。結(jié)果表明：隨著碳納米管分散液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，涂層雙羅紋織物的電磁屏蔽性能不斷增強(qiáng)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí)碳納米管涂層雙羅紋織物的電磁屏蔽效果最好，在測(cè)試頻段為2000 MHz時(shí)電磁屏蔽效能可以達(dá)到25.5 dB，電阻率為0.052 kΩ/cm;相比于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，電磁屏蔽效能提高了226.9%，水洗后涂層雙羅紋織物在2000 MHz頻段時(shí)仍可以達(dá)到21.4 dB，滿足商用需求（20 dB）。加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚氨酯（PU）噴涂在7%CNT涂層雙羅紋織物上，提高了電磁屏蔽性能，且水洗后電磁屏蔽效果最高可以達(dá)到22.9 dB。

關(guān)鍵詞：針織物;碳納米管;電磁屏蔽;透氣性;導(dǎo)電性

中圖分類(lèi)號(hào)： TS181.8

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-265X（2021）04-0043-08

Abstract： In recent years， carbon nanotubes （CNTs） have been widely used in the development and research of electromagnetic shielding fabrics because of their excellent electrical and mechanical properties. In this study， CNT dispersion coated double rib fabric is impregnated three times and then rolled three times through a press roll， following with drying the oven. The influence of CNTcoating on electromagnetic shielding ability of the fabric was studied. The results showed that with the increase of the mass fraction of CNT dispersion， the electromagnetic shielding performance of the coated double rid fabric is continuously enhanced. When the mass fraction is 7%， the coated double rid fabric showed best electromagnetic shielding performance. The electromagnetic shielding effect can reach 25.5 dB at a testing frequency of 2000 MHz.The resistivity of the coated double rid fabric is 0.052kΩ·cm. Compared with the mass fraction is 1%， the electromagnetic shielding effectiveness is increased by 226.9%. After washing the electromagnetic shielding effect of the double rid fabric can still reach 21.4 dB at frequency of 2000 MHz， which meets the commercial demands（20 dB）.The introduction of 5% PU sprayed on the 7%CNT coated double rid fabric improves the electromagnetic shielding performance， and the electromagnetic shielding effect can reach 22.9 dB after washing.

Key words： knitted fabric; carbon nanotubes; electromagnetic shielding; air permeability; electrical conductivity

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各類(lèi)電子設(shè)備及家用電器的普及及大量使用，使得電磁輻射污染成為了繼水污染、噪音污染和大氣污染之后的又一大污染，是一種新型環(huán)境污染，各界人士都應(yīng)該采取有效防護(hù)措施，以避免和減少電磁輻射對(duì)人類(lèi)健康的影響[1-2]。電磁輻射污染按來(lái)源分類(lèi)主要分為天然電磁輻射污染和人為電磁輻射污染兩種。所謂電磁屏蔽就是利用屏蔽體對(duì)電磁能流進(jìn)行反射、衰減等作用使之不能進(jìn)入到屏蔽區(qū)域。通常屏蔽材料對(duì)空間某點(diǎn)的屏蔽效果用屏蔽效能（SE）表示。屏蔽材料的損耗方式通常分為吸收損耗、反射損耗和多重反射損耗3種[3-5]。

周茜宇等[6]開(kāi)發(fā)的不銹鋼/棉混紡電磁屏蔽針織物在低頻段時(shí)有較好的電磁屏蔽效果，但在高頻段內(nèi)，只有在不銹鋼纖維含量達(dá)到40%的雙羅紋織物上，電磁屏蔽效果能獲得良好的改善，但此時(shí)因?yàn)椴讳P鋼含量過(guò)高，織物的手感、服用性能受到很大影響，織物的強(qiáng)力也有所下降。戴琳[7]研究的基于屏蔽手機(jī)電磁波的桑蠶絲/鍍銀纖維織物具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能，但在織造過(guò)程中會(huì)對(duì)鍍銀纖維產(chǎn)生比較大的磨損，造成鍍銀纖維的斷頭，從而影響織物的電磁屏蔽效果。利用涂層的方法來(lái)制備電磁屏蔽織物不會(huì)破壞織物原本的結(jié)構(gòu)，同時(shí)可以提高織物的強(qiáng)力。

碳納米管是一種一維納米材料，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且質(zhì)量輕，并具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。近年來(lái)隨著對(duì)碳納米管的深入研究，碳納米管廣泛地被應(yīng)用于電磁屏蔽的研究。鄒梨花等[8]制備的PPy/CNT涂層棉織物，浸漬次數(shù)達(dá)到4次時(shí)，電磁屏蔽效果可以達(dá)到20.5 dB。Lan等[9]利用改進(jìn)的LBL裝配方法，制備了高負(fù)載的CNT/PAH納米復(fù)合織物，顯著的增加了碳納米管在織物上的沉積數(shù)量，電磁屏蔽幅度可以達(dá)到11.9 dB，能抵抗92.7%的電磁輻射，同時(shí)也保持了織物良好的柔軟度和較好的透氣性。以上研究表明了碳納米管可以緊密的與織物結(jié)合，在保證織物服用性能的同時(shí)，具備良好的電磁屏蔽效果，證明碳納米管制備電磁屏蔽功能織物的可行性。本實(shí)驗(yàn)利用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水性碳納米管分散液來(lái)制備涂層雙羅紋織物，研究其與電磁屏蔽性能的關(guān)系，這種水性碳納米管分散液能與棉織物這類(lèi)親水性織物結(jié)合得更好，在保證其良好的服用性能的同時(shí)，大大提高了其電磁屏蔽效能，而且在水洗后仍能保持一定的電磁屏蔽效果。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料：碳納米管分散液（中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)公司），含固率為12.0%，其中碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.0%，分散劑TNWDIS（不含烷基酚聚氧乙烯醚APEO的非離子表面活性劑）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%;純棉雙羅紋織物（預(yù)實(shí)驗(yàn)中雙羅紋織物實(shí)驗(yàn)效果最好，所以選用雙羅紋織物，織物來(lái)自山東嘉寶紡織有限公司）;退漿所用試劑為NaOH;去離子水。大燒杯，膠頭滴管，電子天平（精確到0.001g），溫度計(jì)，磁力攪拌器（廣州儀科實(shí)驗(yàn)技術(shù)有限公司），HHS6型數(shù)顯恒溫水浴鍋（寧波市實(shí)驗(yàn)儀器有限公司），HITACHI S4800型掃描電子顯微鏡和BH200M金相顯微鏡（日本HITACHI），DR-913織物防電磁輻射性能測(cè)試儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司），XS（08）F2型電子織物強(qiáng)力機(jī)進(jìn)行紗線強(qiáng)力測(cè)試（上海旭賽儀器有限公司），SZT-2C型四探針電阻測(cè)試儀（蘇州同創(chuàng)電子有限公司）。

1.2 碳納米管涂層雙羅紋織物的制備

1.2.1 雙羅紋織物預(yù)處理

為了防止針織物上的棉籽殼、纖維素共生物和織造時(shí)黏上的油污雜質(zhì)以及紡織加工過(guò)程中所添加的漿料、加工中黏上的污垢等物質(zhì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，需要對(duì)織物進(jìn)行預(yù)處理。對(duì)雙羅紋織物進(jìn)行稱(chēng)重之后，制備浴比為1∶50的堿性溶液，針織物的尺寸為20 cm×20 cm，其中，退漿試劑NaOH溶液的質(zhì)量濃度為12g/L。HHS6型數(shù)顯恒溫水浴鍋升溫至90 ℃后，將裝有NaOH溶液的燒杯置于恒溫水浴鍋內(nèi)，待堿液的溫度達(dá)到90 ℃時(shí)，將織物潤(rùn)濕后放入燒杯中，煮練1.5 h后取出雙羅紋織物，先熱水沖洗，再用冷水沖洗至中性。隨后，將退好漿的織物放入烘箱，在80 ℃下烘干[10]。

1.2.2 碳納米管分散液涂層雙羅紋織物的制備

碳納米管涂層雙羅紋織物的制備使用的是三浸三軋浸漬-烘干法，浸軋過(guò)程使用的是小樣機(jī)。根據(jù)式（1）計(jì)算得出實(shí)驗(yàn)所需的碳納米管分散液和去離子水的質(zhì)量，配置出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、1%、3%、5%、7%的碳納米管分散液，并用磁力攪拌器攪拌15 min，分別將布樣放入5種質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的碳納米管分散液，直至布樣被完全浸沒(méi)，三浸三軋，每次浸漬時(shí)間為30 min，浸漬完成后放入溫度為60 ℃的烘箱中烘干。

式中：m為碳納米管溶液質(zhì)量，g;n為水的質(zhì)量，g;A為所配置的碳納米管分散液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

1.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

1.3.1 碳納米管涂層雙羅紋織物結(jié)構(gòu)表征

為了探討雙羅紋織物的碳納米管涂層情況，利用HITACHIS4800型掃描電子顯微鏡和BH200M金相顯微鏡，對(duì)雙羅紋織物退漿布和不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)碳納米管涂層雙羅紋織物進(jìn)行表征，對(duì)表征圖進(jìn)行分析。

1.3.2 力學(xué)、電學(xué)、電磁屏蔽性能及服用性能測(cè)試

為了探究碳納米管涂層雙羅紋織物的性能，分別對(duì)退漿織物、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、1%、3%、5%、7%的碳納米管分散液涂層雙羅紋織物進(jìn)行了拉伸性能、導(dǎo)電性能、電磁屏蔽性能及水洗后的電磁屏蔽性能的測(cè)試。

利用XS（08）F2型電子織物強(qiáng)力機(jī)進(jìn)行紗線強(qiáng)力測(cè)試，根據(jù)GB/T 3923.1—2013《紡織品織物拉伸性能》標(biāo)準(zhǔn)，采用條樣法處理織物，試樣尺寸為20 cm×5 cm（經(jīng)緯向一致），調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)把隔距長(zhǎng)度設(shè)定為100 mm，拉伸速度定為100 mm/min，采用2N的預(yù)張力以及定點(diǎn)伸長(zhǎng)調(diào)整為300%，測(cè)試并記錄下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。隨后測(cè)試其他不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碳納米管涂層針織物，并且每個(gè)布樣測(cè)3次，最后算得斷裂強(qiáng)力的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差，減少實(shí)驗(yàn)誤差。

采用SZT-2C型四探針電阻測(cè)試儀測(cè)試涂層織物的導(dǎo)電性能，每個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的織物各取兩塊試樣，每塊試樣的正反面各測(cè)3次，最后取其平均值。

電磁屏蔽實(shí)驗(yàn)利用DR-913織物防電磁輻射性能測(cè)試儀，采用電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《材料屏蔽效能的測(cè)方法》[11]推薦的法蘭同軸測(cè)試法，測(cè)試具體步驟參照國(guó)標(biāo)，測(cè)試頻段為0～3 000 MHz，主要是人們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|的一般電子設(shè)備和通訊工具，所以試樣的電磁屏蔽效能達(dá)到15 dB即可達(dá)到防電磁輻射的效果[8，11]。

涂層之后，雙羅紋織物的手感發(fā)生了明顯的變化，考慮到碳納米管涂層織物的服用性能，對(duì)其進(jìn)行厚度、透氣性、硬挺度的測(cè)試。采用指針式紡織品厚度儀測(cè)試織物的厚度變化，測(cè)試時(shí)間為15 s;透氣性實(shí)驗(yàn)采用YG461E-111全自動(dòng)透氣量?jī)x測(cè)試，試樣尺寸為：20 cm×20 cm，每塊試樣測(cè)量5次，得平均值;采用YG207型自動(dòng)織物硬挺度儀進(jìn)行硬挺度測(cè)試，試樣尺寸為10 cm×3 cm。

同時(shí)，為了測(cè)定水洗前后的電磁屏蔽性能，用超聲振蕩儀對(duì)試樣進(jìn)行30 min的洗滌，完成后取出試樣，放入80 ℃的烘箱中烘干，再進(jìn)行電磁屏蔽性能的測(cè)試。

2 結(jié)果與分析

2.1 碳納米管涂層雙羅紋織物的結(jié)構(gòu)表征

為了表征碳納米管涂層雙羅紋織物的情況，拆取雙羅紋退漿布、7%碳納米管涂層雙羅紋織物上的紗線，在電子顯微鏡下進(jìn)行表征，分析涂層前后紗線的具體變化。從圖1（a）可看出，纖維抱合比較松散，標(biāo)尺量得浸漬前的紗線直徑為0.202 mm;經(jīng)過(guò)碳納米管涂層之后，碳納米管與雙羅紋織物紗線結(jié)合，纖維頭逐漸減少，量得紗線直徑為0.224 mm，纖維的抱合能力也有所加強(qiáng)，紗線更加緊密，如圖1（b）所示。

隨著碳納米管涂層質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，涂覆到雙羅紋織物上的碳納米管越來(lái)越多，分散液滲入織物內(nèi)部之后，對(duì)織物內(nèi)部的孔隙進(jìn)行了填充，且對(duì)紗線表面的紗頭起到了黏合作用，使得纖維間抱合的更加緊密。

圖2示出不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)碳納米管涂層前后雙羅紋織物的形貌變化，圖2（b）可以看出原棉纖維比較光滑，表面含有微小溝槽，有利于涂層時(shí)碳納米管與雙羅紋織物的結(jié)合。圖2（f）展示出碳納米管分散液均勻涂到雙羅紋織物上，可以看出織物表面的碳納米管相對(duì)均勻的分布著，隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)從3%增長(zhǎng)到7%，有更多的碳納米管沉積到雙羅紋織物上，紗線之間抱合的也更加緊密，如圖2（c）、圖2（d）所示。

2.2 碳納米管涂層雙羅紋織物的導(dǎo)電性能

宏觀滲流理論研究表明，碳納米管作為具有導(dǎo)電性的納米粒子，經(jīng)由分散液涂覆在針織物表面后，其在針織物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到臨界值及以上時(shí)，就會(huì)相互接觸，進(jìn)而構(gòu)成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)[12]，當(dāng)碳納米管分散液質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.5%時(shí)，針織物就不導(dǎo)電。碳納米管在針織物表面相互連接形成導(dǎo)電通路，可以對(duì)電磁波進(jìn)行吸收與反射屏蔽，所以涂層織物的導(dǎo)電性對(duì)分析電磁屏蔽效能有著指導(dǎo)作用[13]。

圖3為碳納米管涂層雙羅紋織物的導(dǎo)電性能，從圖3中可以看出，碳納米管涂層雙羅紋織物的電阻率隨著分散液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的上升而下降，當(dāng)碳納米管的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí)，涂層雙羅紋織物的電阻率最低為0.052 kΩ/cm，導(dǎo)電性能最好;與1%碳納米管涂層雙羅紋織物相比，7%碳納米管涂層雙羅紋織物的電阻率降低了96.6%，說(shuō)明在一定范圍內(nèi)，提高涂層時(shí)碳納米管分散液質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以大大提高涂層織物的導(dǎo)電性，涂層雙羅紋織物導(dǎo)電性能得到提高，碳納米管在雙羅紋織物表面形成的更充分更連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，可以吸收反射更多的電磁波，對(duì)提高織物的電磁屏蔽效能有很大作用。

2.3 碳納米管涂層雙羅紋織物的力學(xué)性能

圖4表明了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碳納米管涂層雙羅紋織物的力學(xué)性能。從圖4中可以看出，隨著碳納米管分散液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，涂層雙羅紋織物的斷裂強(qiáng)力從295.66N提高到350.37N，7%碳納米管涂層雙羅紋織物相較于退漿布提高了18.6%。如圖1顯微鏡照片分析所示，隨著碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，碳納米管分散液在浸漬雙羅紋織物的過(guò)程中，更多的碳納米管進(jìn)入纖維間，使纖維之間抱合地更加緊密，增強(qiáng)了纖維間的摩擦力，使得織物在被拉伸過(guò)程中需要更大的力。碳納米管對(duì)雙羅紋織物涂層后，織物變?yōu)楹谏?，隨著涂層質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，雙羅紋織物導(dǎo)電性增強(qiáng)，在織物表面構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)更多，所以當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，織物的斷裂強(qiáng)力也隨之提高。

2.4 碳納米管涂層雙羅紋織物電磁屏蔽性能

如圖5所示，碳納米管分散液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%和7%時(shí)，涂層雙羅紋織物的電磁屏蔽效能0～3 000 MHz頻段內(nèi)均能達(dá)到20 dB以上，其中當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí)，碳納米管涂層雙羅紋織物的電磁屏蔽效能最好，在1 000～3 000 MHz頻段內(nèi)均可以達(dá)到22 dB以上，最高可以達(dá)到25.5 dB，相比于碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，涂層織物的電磁屏蔽效能提高了226.9%。

隨著碳納米管分散液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，與雙羅紋織物結(jié)合的碳納米管含量更多，有更多的碳納米管粒子與雙羅紋織物結(jié)合，通過(guò)分析涂層雙羅紋織物的厚度變化可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于3%時(shí)，碳納米管更多的附著在雙羅紋織物表面，厚度隨之增加，所以表面構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)連續(xù)更多，電導(dǎo)率也隨之下降，圖2（f）中也可以看出碳納米管均勻的分布在雙羅紋織物上，說(shuō)明形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)也很均勻，所以質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高的碳納米管涂層雙羅紋織物能夠屏蔽更多的電磁波，電磁屏蔽效果也更好。通過(guò)結(jié)構(gòu)表征發(fā)現(xiàn)碳納米管不僅均勻的涂覆到雙羅紋織物上，紗線間也結(jié)合的很緊密，所以隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，電磁屏蔽效能也隨之有了很大的提高[14]。

表1為碳納米管涂層雙羅紋織物的厚度變化，碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0%～0.5%內(nèi)，織物厚度幾乎沒(méi)有變化，在1.0%～7.0%內(nèi)，涂層織物厚度隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而變大。這是因?yàn)樵诮n-干燥的過(guò)程中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的碳納米管分散液的中碳納米管含量較少，涂層時(shí)主要填充在紗線間，對(duì)雙羅紋織物的厚度幾乎無(wú)影響。但隨著碳納米管溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的進(jìn)一步升高，有更多的碳納米管附著在雙羅紋織物表面構(gòu)成了連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，涂層雙羅紋織物的厚度變大。雙羅紋織物的厚度對(duì)電磁屏蔽效果也有一定影響，涂層織物越厚，電磁屏蔽效果越好，所以7%碳納米管涂層雙羅紋織物電磁屏蔽效果最好，織物厚度對(duì)其也有一定的影響[15]。

2.5 碳納米管涂層雙羅紋織物的服用性能

2.5.1 碳納米管涂層雙羅紋織物的透氣性

涂層后織物的厚度和手感均發(fā)生了變化，對(duì)織物的透氣性產(chǎn)生了一定的影響，而織物的透氣性能是關(guān)系到織物穿著舒適性的重要指標(biāo)，它對(duì)織物的隔熱、保暖、通透、涼快等方面都有影響[16]，所以對(duì)涂層前后的織物進(jìn)行透氣性分析，織物透氣性與碳納米管分散液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖6所示。

經(jīng)涂層整理后的雙羅紋織物的透氣性下降較大，7%碳納米管涂層雙羅紋織物較原退漿布下降了23.7%，碳納米管分散液涂層雙羅紋織物在烘干后，碳納米管留在織物表面及纖維間，隨著碳納米管分散液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，分散液中碳納米管的含固率越高，所以雙羅紋織物中碳納米管的含量也越高，紗線間的空隙逐漸被更多的碳納米管填充，所以織物的透氣性隨著碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高而下降。這也從側(cè)面印證了隨著碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，涂層雙羅紋織物的力學(xué)性能不斷提高，與填充在紗線間的碳納米管有一定聯(lián)系。

2.5.2 碳納米管涂層雙羅紋織物的硬挺度

碳納米管涂層雙羅紋織物質(zhì)量分?jǐn)?shù)與硬挺度的關(guān)系如圖7所示。碳納米管涂層雙羅紋織物的硬挺度隨著碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大，主要原因是碳納米管分散液中有一定量的碳納米管，涂層后，碳納米管與雙羅紋織物結(jié)合，碳納米管的存在增強(qiáng)了織物的硬挺度。所用碳納米管溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，碳納米管固含量越高，與雙羅紋織物結(jié)合的碳納米管也更多，對(duì)雙羅紋織物硬挺度的影響也越強(qiáng)。

2.6 碳納米管涂層雙羅紋織物水洗前后的電磁屏蔽性能

為探究水洗前后涂層雙羅紋織物的電磁屏蔽效果，選擇碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí)得到的涂層織物，因?yàn)橥繉与p羅紋織物在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí)電磁屏蔽效果最好，可以更好地分析水洗前后電磁屏蔽效果的變化，碳納米管涂層雙羅紋織物水洗前后的電磁屏蔽效果如圖8所示。

由圖8可知，7%碳納米管涂層雙羅紋織物水洗后電磁屏蔽有所下降，在2000 MHz頻段下，水洗后涂層雙羅紋織物電磁屏蔽效能下降了22.6%，但在90%的頻段內(nèi)仍然可以達(dá)到日常用屏蔽的要求（達(dá)到15 dB以上）。這與雙羅紋織物的結(jié)構(gòu)組織有關(guān)，雙羅紋織物正反面都是由線圈結(jié)構(gòu)是相互串套的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，未充滿系數(shù)比較大，織物更為疏松，在超聲水洗過(guò)程中，雙羅紋織物上涂層的碳納米管容易被洗去，而且水洗后涂在表面的碳納米管不如原先均勻，所以電磁屏蔽性能下降比較多，水洗后的電磁屏蔽幅度的規(guī)律也與原先不相同。

為了提高涂層雙羅紋織物的耐水洗性，在織物上用噴槍在碳納米管涂層織物上噴PU，得到CNT/PU涂層雙羅紋織物，測(cè)其水洗前后的電磁屏蔽性能。在此前的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，7%碳納米管涂層雙羅紋織物電磁屏蔽效果最好，所以在此基礎(chǔ)上噴涂PU，PU質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，在預(yù)實(shí)驗(yàn)中，PU質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí)噴涂效果最好，但此時(shí)得到的雙羅紋織物手感及服用效果均很差，所以選用PU質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)噴涂，測(cè)其水洗前后的電磁屏蔽性能。分析圖8可以發(fā)現(xiàn)噴涂PU之后可以提高電磁屏蔽性能，這是因?yàn)镻U在涂層雙羅紋織物上形成了致密的膜，屏蔽了一部分的電磁波，水洗后電磁屏蔽效果良好，可以達(dá)到原先7%碳納米管涂層雙羅紋織物電磁屏蔽效果的90%，在2000 MHz時(shí)可以達(dá)到22.9 dB。

3 結(jié) 論

分析了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碳納米管分散液涂層雙羅紋織物的導(dǎo)電性能、力學(xué)性能、電磁屏蔽性能、服用性能。當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí)，涂層雙羅紋織物的電阻率最小為0.052 kΩ/cm，電磁屏蔽效果在0～3 000 MHz頻段內(nèi)均可以達(dá)到22 dB以上，最高可以達(dá)到25.5 dB，相比于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，電磁屏蔽效能提高了226.9%，經(jīng)過(guò)超聲水洗后電磁屏蔽最高可以仍達(dá)到21.4 dB，為提高涂層雙羅紋織物的水洗性能，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的PU噴涂在7%碳納米管涂層雙羅紋織物上，提高了電磁屏蔽性能，且水洗后電磁屏蔽效果最高可以達(dá)到22.9 dB，涂層雙羅紋織物基本滿足服用要求。

碳納米管涂層雙羅紋織物在電磁屏蔽方面有著很大的應(yīng)用前景，目前研究的涂層雙羅紋織物電磁屏蔽效能基本滿足服用要求，但水洗后電磁屏蔽效能下降較大，日后的研究可以致力于提高碳納米管涂層雙羅紋織物的耐水洗性并改善涂層織物的服用性能，拓寬碳納米管涂層雙羅紋織物在電磁屏蔽領(lǐng)域應(yīng)用范圍。

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