填充復(fù)合型聚合物基電磁屏蔽材料研究進(jìn)展

王在鐸馬晶晶王方頡趙一搏趙建設(shè)

（1 海裝駐北京地區(qū)第一軍事代表室，北京 100076）

（2 航天材料及工藝研究所，北京 100076）

0 引言

近年來(lái)，隨著電子器件如互聯(lián)網(wǎng)、通信設(shè)備、個(gè)人數(shù)碼產(chǎn)品等的廣泛應(yīng)用，電磁輻射成為一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，它不僅危害人體健康，甚至威脅著國(guó)家信息安全，因此新型電磁屏蔽材料的研究引起了大量研究者的關(guān)注。當(dāng)前，使用環(huán)境的苛刻變化對(duì)電磁屏蔽材料提出了更高的要求，既要滿足低反射、高吸收、寬頻帶的優(yōu)異屏蔽性能需求，還要具有輕量化、結(jié)構(gòu)功能一體化的特點(diǎn)。聚合物基電磁屏蔽材料［1-3］成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)，它克服了傳統(tǒng)金屬屏蔽材料易腐蝕、密度大、難加工等問(wèn)題，更加符合未來(lái)電磁屏蔽材料輕質(zhì)化的要求。目前聚合物基電磁屏蔽材料主要是通過(guò)導(dǎo)電或?qū)Т盘盍吓c聚合物基體在特定工藝下復(fù)合制得，其中通過(guò)向聚合物基體中引入導(dǎo)電填料制備的填充復(fù)合型電磁屏蔽材料［4-6］，是目前聚合物基電磁屏蔽材料的重點(diǎn)發(fā)展方向。

引入導(dǎo)電填料到聚合物基體中，導(dǎo)電填料在基體中構(gòu)建三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)電磁波到達(dá)聚合物基體表面時(shí)，由于空氣阻抗與基體表面阻抗大小相似，只有少量電磁波發(fā)生反射，大部分電磁波進(jìn)入基體內(nèi)部，由于體系內(nèi)部導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的存在，能形成渦流效應(yīng)，電磁波被消耗；同時(shí)，由于導(dǎo)電填料與聚合物基體構(gòu)成了很多界面，電磁波能在這些界面處發(fā)生多重反射而被吸收，從而實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽的效果。提高材料的電導(dǎo)率和介電常數(shù)以及降低介電損耗能夠增強(qiáng)對(duì)電磁波的反射、吸收性能。因此，如何在聚合物基體內(nèi)構(gòu)建均勻分布的三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)降低復(fù)合材料的滲透閾值，獲得較高的電導(dǎo)率和優(yōu)異的介電性能，是制備理想電磁屏蔽材料的關(guān)鍵。

導(dǎo)電填料種類(lèi)繁多，其自身的結(jié)構(gòu)與性能及含量將直接影響基體內(nèi)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，從而影響復(fù)合材料電磁屏蔽性能。根據(jù)導(dǎo)電填料結(jié)構(gòu)形態(tài)，可將其分為納微粒子顆粒型填料、高長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)填料、片層結(jié)構(gòu)的填料、三維網(wǎng)狀框架結(jié)構(gòu)的填料。此外，調(diào)控聚合物基體結(jié)構(gòu)，可在一定程度上改善其電磁屏蔽性能，對(duì)于導(dǎo)電填料在基體內(nèi)構(gòu)建導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)也具有重要意義。本文綜述近年來(lái)國(guó)內(nèi)外填充復(fù)合型聚合物基電磁屏蔽材料的最新研究進(jìn)展，主要按照填料結(jié)構(gòu)形態(tài)對(duì)相關(guān)復(fù)合材料電磁屏蔽性能數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與對(duì)比。圍繞構(gòu)筑高效導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)，從導(dǎo)電填料選擇與處理、基體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備方法等角度進(jìn)行詳細(xì)分析與總結(jié)，闡述聚合物基電磁屏蔽材料研究存在的問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

1 納微粒子顆粒填充型電磁屏蔽材料

1.1 炭黑

炭黑具有質(zhì)量輕、不易團(tuán)聚、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，可應(yīng)用在電磁屏蔽領(lǐng)域。炭黑的微觀形貌、尺寸、分散形態(tài)均會(huì)影響基體電導(dǎo)率和電磁屏蔽性能。研究表明具有一定粗糙度的炭黑更能賦予聚合物導(dǎo)電性［7］，然而，炭黑作為填料使用存在添加量大、分散困難的問(wèn)題，因此開(kāi)發(fā)粒徑分布寬度、比表面積大的新型炭黑以及對(duì)炭黑進(jìn)行表面改性是炭黑在電磁屏蔽領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。具有不規(guī)則長(zhǎng)鏈的高結(jié)構(gòu)炭黑（HS-CB）易在基體中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，自身的電導(dǎo)率達(dá)102S/cm。Al-SALEH 等［8］利用高結(jié)構(gòu)炭黑與聚丙烯復(fù)合，當(dāng)高結(jié)構(gòu)炭黑含量在10%（v）、厚度2.8 mm，復(fù)合材料在X頻段屏蔽性能為42～44 dB。

1.2 金屬顆粒

用于電磁屏蔽填料的金屬顆粒有銀、鎳、銅等，其中銀的導(dǎo)電性最好，應(yīng)用最多。與炭黑類(lèi)似，金屬顆粒作為填料使用仍然存在添加量大、分散困難的問(wèn)題，因此，目前研究的焦點(diǎn)主要是有兩個(gè)方面：一是與其他導(dǎo)電介質(zhì)摻雜，提高體系導(dǎo)電介質(zhì)封裝密度［9］；二是沉積在基體表面形成導(dǎo)電層［10］。PANIGRAHI等［11］通過(guò)乳液聚合法制備銀顆?；祀s聚苯胺復(fù)合材料，將銀納米顆粒引入到聚苯胺體系中，可以填補(bǔ)聚苯胺之間的空隙，提高導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)堆積密度，改善電磁屏蔽效能。JOSEPH等［12］在PVDF/鈦酸鋇體系引入銀納米顆粒，填補(bǔ)聚合物基體中鈦酸鋇填充物之間的空隙，提高體系電導(dǎo)率，改善電磁屏蔽性能。相比之下，鎳價(jià)格適中，鎳粒子具有高的電導(dǎo)率（1.3×105S/cm）和高的磁導(dǎo)率（100 H/m），以及優(yōu)良的抗氧化和抗腐蝕性能，也是一種良好的電磁屏蔽填料［13］。但由于金屬顆粒材料的密度大，填充聚合物的同時(shí)會(huì)大幅度增加產(chǎn)品密度，不符合輕量化設(shè)計(jì)要求，同時(shí)過(guò)多地添加會(huì)造成加工困難，限制其作為導(dǎo)電填料的廣泛應(yīng)用。

2 高長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)填料填充型電磁屏蔽材料

相比于納、微顆粒型填料，高長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)的填料極易在聚合物基體中互相搭接形成三維網(wǎng)絡(luò)，相同添加量和添加方式，其電磁屏蔽性能更加優(yōu)良。常見(jiàn)有碳納米管、碳纖維、金屬納米線、金屬纖維、碳或金屬納米粒子負(fù)載纖維等。表1 總結(jié)了近年來(lái)高長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)填料型電磁屏蔽材料的屏蔽性能對(duì)比。

表1 高長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)填料填充復(fù)合型聚合物基電磁屏蔽材料的屏蔽性能比較Tab.1 Comparison of corresponding shielding performance of various polymer materials with different high aspect ratios fillers

2.1 碳納米管

碳納米管是最細(xì)的“分子導(dǎo)線”，直徑約5～100 nm，長(zhǎng)徑比可達(dá)1 000，其獨(dú)特的管狀和螺旋結(jié)構(gòu)賦予其優(yōu)良的導(dǎo)電性能和力學(xué)性能，電導(dǎo)率高達(dá)103～106S/cm，易在聚合物基體中形成互穿網(wǎng)絡(luò)，賦予聚合物基體良好的導(dǎo)電性能。但是碳納米管之間易相互纏結(jié)、難分散，因此碳納米管填充型聚合物電磁屏蔽材料研究的關(guān)鍵問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)碳納米管在聚合物基體中均勻分散，使得導(dǎo)電填料之間互相接觸構(gòu)成互穿網(wǎng)絡(luò)以最大限度形成導(dǎo)電通路，同時(shí)碳納米管自身結(jié)構(gòu)不會(huì)被破壞。目前，主要制備方法有溶液共混法、熔融共混法和原位聚合法。另外，后期的高溫淬火處理也是必要的，這可促進(jìn)基體中納米粒子之間互相滲透，增加接觸點(diǎn)，減少接觸電阻。圍繞上述研究目標(biāo)，目前的研究主要集中在以下三個(gè)方面：（1）碳納米管的選擇以及表面功能化；（2）在碳納米管表面引入其他納微粒子；（3）聚合物基體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

一般碳納米管長(zhǎng)徑比越大，在基體中越易互相接觸形成網(wǎng)絡(luò)，可形成有效導(dǎo)電通路，有利于電磁屏蔽性能的改善［13］。碳納米管表面功能化可以促進(jìn)其在聚合物基體中的分散，主要的方法有氨基化處理、羧基化處理［14］，或者根據(jù)基體聚合物選擇特定的基團(tuán)在其表面接枝［15］。然而，由于表面處理的填料導(dǎo)電性能會(huì)降低，這種方法并不具有優(yōu)勢(shì)。

導(dǎo)電填料可與其他納米粒子復(fù)合后添加到高分子材料中，常見(jiàn)有在其表面涂層金屬或者金屬氧化物［23］，改善復(fù)合材料的電磁屏蔽性能。例如：Fe3O4接枝碳納米管填充PC/ABN［23］，利用占位原理以及體系磁導(dǎo)率的提高來(lái)改善材料的屏蔽效能；鈦酸鋇接枝碳納米管填充PVDF/ABS［16］，鈦酸鋇改善了碳納米管在基體中的分散性，屏蔽效能提高。

通過(guò)對(duì)聚合物基體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)筑高效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)是提高電磁屏蔽的重要途徑。常見(jiàn)方法有：（1）選擇共混物基體［14，16-17］，利用碳納米管在某一種聚合物基體中占位，在另一基體中形成互穿網(wǎng)絡(luò)，例如多壁碳納米管（MWCNT）填充PMMA/PS［14］、PVDF/ABS［16］、PC/ABS［17］，MAITI等［18］用溶液共混法借助PC微珠制備MWCNT/PC 復(fù)合材料，PC 微珠的存在促進(jìn)MWCNT 在連續(xù)相PC 溶液中占位形成互穿網(wǎng)絡(luò)，有效地促進(jìn)了導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能的改善；（2）制備具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的泡沫材料［20-21］、氣凝膠材料［23］，碳納米管復(fù)制基體的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改善電磁屏蔽性能；（3）形成隔離結(jié)構(gòu)［33-34］，即將碳納米管等粘附在聚合物顆粒表面，然后通過(guò)熱壓成型等工藝組合在一起，這有利于提高填料的利用率，促進(jìn)導(dǎo)電通路的形成。例如，運(yùn)用雙螺桿循環(huán)擠出工藝［12］制備碳納米管/PPCP 復(fù)合材料，由于螺桿反復(fù)旋轉(zhuǎn)，碳納米管在基體中均勻分散，促進(jìn)隔離結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高材料整體電導(dǎo)率，從而表現(xiàn)出良好的電磁屏蔽性能。

2.2 金屬纖維和納米線

目前用于電磁屏蔽的金屬纖維填料有：不銹鋼纖維、黃銅纖維、鐵纖維等。PARK 等［30］將不銹鋼纖維摻雜到PP 中，通過(guò)注射發(fā)泡工藝制備了不銹鋼纖維/PP 復(fù)合泡沫，其中泡孔的引入使體系密度降低，由于不銹鋼纖維長(zhǎng)度大于泡孔直徑，其主要分布在泡壁處并發(fā)生取向，體系電磁屏蔽效能提高。但金屬纖維具有密度大、空氣中穩(wěn)定性較低、制備難度大且易折斷等缺點(diǎn)，因此限制了其發(fā)展。碳或金屬納米粒子負(fù)載纖維盡管能夠降低材料制備成本，但其導(dǎo)電性通常較低。相比之下，金屬納米線如銅納米線、銀納米線、金納米線等克服了上述碳系填料易團(tuán)聚和纏結(jié)的缺點(diǎn)，彌補(bǔ)了金屬纖維密度大、填充量大的不足，成為一種有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N電磁屏蔽填料，它們具有較高的長(zhǎng)徑比、較大的比表面積，而且其導(dǎo)電性能通常比一維碳系材料高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，在基體中易形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，在填充量很少的情況下，就能在聚合物基體中形成完整的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。GELVES 等［31］利用溶液共混和沉淀法制備了銅納米線/PS 復(fù)合材料，其中銅納米線在基體中形成了細(xì)胞狀導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，在1.3%（v）填充量下，屏蔽效能達(dá)到20 dB 以上；北京航空航天大學(xué)詹茂盛等［32］以銀納米線為導(dǎo)電填料，通過(guò)液相發(fā)泡法原位制備銀納米線雜化聚酰亞胺泡沫，其中銀納米線在泡壁處互相搭接形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)體系電磁屏蔽性能的提高。由于該體系密度極低，試樣具有很高的比電磁屏蔽性能，極有希望應(yīng)用于需要輕質(zhì)材料的場(chǎng)合。

2.3 碳纖維

相比于碳納米管，碳纖維的電導(dǎo)率略低，電導(dǎo)率為103S/cm，相同添加量和添加方式，其電磁屏蔽性能低于碳納米管。但碳纖維（CF）可作為增強(qiáng)材料提高復(fù)合材料的耐熱性和機(jī)械性能，而且通過(guò)包覆等方法可以使普通碳纖維的屏蔽效能得到進(jìn)一步的提高，包覆層可以為聚苯胺和聚吡咯等導(dǎo)電聚合物，也可以為Ag/Pd、Ni 等金屬；用表面沉積鎳的碳纖維填充硅橡膠［22］，當(dāng)Ni-CNF 的含量為80 phr 時(shí)，體系屏蔽效能可以達(dá)到80 dB；由于碳纖維織物天然的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)使其在填充量較低的情況下，其復(fù)合材料就能表現(xiàn)出良好的屏蔽效能。另外，在基體中引入三維網(wǎng)絡(luò)的泡沫等結(jié)構(gòu)［29］，也是一種促進(jìn)材料電磁屏蔽性能的方法，碳纖維在泡孔壁分布，并依托泡沫的三維骨架形成導(dǎo)電三維網(wǎng)絡(luò)。

3 片狀結(jié)構(gòu)填料填充型電磁屏蔽材料

片狀結(jié)構(gòu)填料具有高的比表面積，彼此之間容易相互接觸，在基體中能夠形成高密度導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。常見(jiàn)的片狀結(jié)構(gòu)填料有石墨烯、片狀金屬等。表2總結(jié)了片狀結(jié)構(gòu)填料填充型電磁屏蔽材料的性能對(duì)比。

表2 片狀結(jié)構(gòu)填料填充型電磁屏蔽材料屏蔽性能比較Tab.2 Comparison of corresponding shielding performance of various polymer materials with different sheet structures fillers

3.1 石墨烯

石墨烯是由碳原子組成的六角形平面薄膜，電導(dǎo)率高達(dá)106S/cm，能在基體中形成連通網(wǎng)絡(luò)，而且其層狀結(jié)構(gòu)能有效地增加電磁波吸收損耗，因此，石墨烯比碳納米管更有可能成為一種新型有效的電磁屏蔽填料。但石墨烯在基體中添加量大［10%（w）、16%（w）等］、易團(tuán)聚，且實(shí)際中很難制得單層碳原子厚度的高純石墨烯片層材料，因此石墨烯聚合物基電磁屏蔽材料研究重點(diǎn)仍然是使石墨烯在聚合物基體中最大限度形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。促進(jìn)石墨烯在基體中分散的首要方法是對(duì)石墨烯進(jìn)行功能化處理，如表面氨基化［35］、引入共價(jià)鍵［36］等。將表面引入共價(jià)鍵的石墨烯填充到水性聚氨酯體系中，石墨烯表面共價(jià)鍵促進(jìn)了納米粒子在基體中的分散，提高了兩者之間的界面粘接性能，避免了石墨烯在基體中的團(tuán)聚，當(dāng)石墨烯含量為5%（w）時(shí)，體系屏蔽效能達(dá)到38 dB［36］?？刂剖┢瑢樱?7］在聚合物基體中的取向，也是提高電磁屏蔽性能的有效方法，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)石墨烯片層含量超過(guò)愈滲閾值后，會(huì)在聚合物基體中有序排列，形成高度取向，根據(jù)麥克斯韋極化原理，體系富含電荷，介電損耗顯著增大，導(dǎo)致屏蔽效能增加。聚合物基體結(jié)構(gòu)構(gòu)建依然是石墨烯基電磁屏蔽材料研究的重點(diǎn)，常見(jiàn)的方法有構(gòu)建泡沫、氣凝膠、封閉結(jié)構(gòu)等。ZHAI 等［38-39］通過(guò)非溶劑誘導(dǎo)相分離法制備了一系列氧化石墨烯雜化聚酰亞胺泡沫，石墨烯分布在泡沫泡壁，復(fù)制了泡沫的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成導(dǎo)電通路，同時(shí)由于電磁波在泡孔內(nèi)壁發(fā)生多重反射，石墨烯與聚酰亞胺基體之間界面發(fā)生極化，提高了復(fù)合材料介電損耗，從而增強(qiáng)了電磁屏蔽效能。HSIAO 等［47］將靜電紡絲得到的水性聚氨酯無(wú)紡布膜浸泡在表面羥基化的石墨烯溶液中，石墨烯沉積在纖維表面，纖維之間互相搭接形成互穿網(wǎng)絡(luò)，表面的石墨烯復(fù)制了纖維的三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。另外，可以通過(guò)在石墨烯表面包覆或引入其他粒子如Ag、Ni、金屬氧化物等改善基體電磁屏蔽性能。將表面沉積Ag 的石墨烯填充到聚苯胺基體中，片狀石墨烯在基體中形成了網(wǎng)絡(luò)，片層中分布的銀顆粒促進(jìn)了體系導(dǎo)電性的提高［42］；在石墨烯表面引入磁性能納米粒子修飾如Fe3O4［43-45］，提高體系磁導(dǎo)率，當(dāng)石墨烯含量為2.24%（v）時(shí)，體系屏蔽效能就超過(guò)30 dB。

3.2 片狀銀粉

二維片狀銀粉厚度薄（一般在10～100 nm）、比表面積大，相互之間易接觸形成導(dǎo)電通路，在聚合物基體中電子躍遷需要克服的勢(shì)壘低，通過(guò)通道效應(yīng)和隧道效應(yīng)形成的電流大，體系導(dǎo)電性好。片狀銀粉作為電磁屏蔽填料研究的重點(diǎn)仍然是在聚合物基體中最大限度形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。Al-GHAMDI 等［46］利用銀片良好的導(dǎo)電性能和高比表面積的優(yōu)點(diǎn)制備了銀片/PVA 電磁屏蔽材料，銀片分布在PVA 基體骨架中形成導(dǎo)電通道，并且引起界面極化，有效提高了體系電磁屏蔽性能，當(dāng)銀片含量為10%（w）時(shí)，體系在1～12 GHz內(nèi)屏蔽效能可達(dá)52～45 dB。研究發(fā)現(xiàn)銀片表面引入銀顆粒，經(jīng)過(guò)高溫處理，能夠有效提高銀片在聚合物基體中的網(wǎng)絡(luò)密度，例如在260 ℃處理10 min后，聚合物基體電阻率降低至6×10-6Ω·cm［48］。

4 三維網(wǎng)狀框架填料填充型電磁屏蔽材料

為了進(jìn)一步改善聚合物基復(fù)合材料的屏蔽效率，多種填料復(fù)合摻雜或者采用特定工藝方法構(gòu)建具有特定三維網(wǎng)狀框架結(jié)構(gòu)的填料是聚合物基電磁屏蔽材料的發(fā)展趨勢(shì)。三維網(wǎng)狀框架結(jié)構(gòu)的填料在基體中更容易形成導(dǎo)電通路，常見(jiàn)的此類(lèi)填料有兩種：一是將前述填料做成具有三維網(wǎng)絡(luò)框架的物質(zhì)如氣凝膠、泡沫等；二是將前述填料兩種或多種復(fù)合成新的結(jié)構(gòu)，例如銀片混雜碳納米管［50］、石墨烯表面引入碳納米管［51］、銀-氧化石墨烯［52］、碳纖維-石墨烯片-碳纖維構(gòu)成異質(zhì)結(jié)［53］、碳納米管-石墨烯-PANi［54］，表3 總結(jié)了三維網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)填料填充型電磁屏蔽材料的屏蔽性能比較。CHEN 等［49］將石英布增強(qiáng)多壁碳納米管用冷凍干燥法制備三維多孔氣凝膠填充PDMS，當(dāng)碳納米管含量在2%（w），體系在X頻段電磁屏蔽性能可達(dá)20 dB。任文才等［55］通過(guò)化學(xué)氣相沉積法（CVD）制備了三維網(wǎng)絡(luò)貫通的石墨烯泡沫，再用原位聚合法制備出石墨烯泡沫/硅橡膠復(fù)合材料，石墨烯泡沫在基體內(nèi)部形成導(dǎo)電通路，復(fù)合材料具有優(yōu)良屏蔽效能。WU 等［56］則通過(guò)將銀納米線溶液、石墨烯溶液浸漬到聚氨酯泡沫中，將聚氨酯泡沫碳化，得到石墨烯-銀納米線混合泡沫，該試樣具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一種優(yōu)良的電磁屏蔽填料。

表3 三維網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)填料填充型電磁屏蔽材料的屏蔽性能比較Tab.3 Comparison of corresponding shielding performance of various polymer materials with different 3D network frameworks of fillers

5 結(jié)語(yǔ)

按照填料結(jié)構(gòu)形態(tài)（納微粒子顆粒型填料、高長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)填料、片層結(jié)構(gòu)填料、三維網(wǎng)狀框架結(jié)構(gòu)填料）對(duì)近年來(lái)填充型聚合物基電磁屏蔽復(fù)合材料進(jìn)行綜述并得出以下結(jié)論：（1）聚合物基電磁屏蔽材料研究的核心思想是最大限度地在基體中構(gòu)筑高效三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)；（2）通過(guò)導(dǎo)電填料選擇與表面處理、聚合物基體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、多種填料復(fù)合構(gòu)建三維網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)填料等方式，在低填充量下可實(shí)現(xiàn)基體高電磁屏蔽性能。聚合物基電磁屏蔽材料在實(shí)際發(fā)展中仍存在一些問(wèn)題有待解決：（1）大多數(shù)導(dǎo)電填料生產(chǎn)成本高、工藝流程復(fù)雜，價(jià)格較貴，導(dǎo)致此類(lèi)電磁屏蔽材料成本較高；（2）復(fù)合材料電磁屏蔽性能與力學(xué)性能無(wú)法同時(shí)兼顧，目前大多數(shù)研究處于實(shí)驗(yàn)室階段，限制了電磁屏蔽材料的應(yīng)用；（3）影響電磁屏蔽性能的多因素之間的關(guān)聯(lián)性以及對(duì)性能響應(yīng)機(jī)制尚不明確，限制了電磁屏蔽材料的進(jìn)一步發(fā)展。

綜合考慮填充型聚合物基電磁屏蔽復(fù)合材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能和電磁屏蔽機(jī)制方面的研究現(xiàn)狀，針對(duì)本領(lǐng)域所需解決的關(guān)鍵問(wèn)題，筆者認(rèn)為此類(lèi)材料的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)主要有：（1）開(kāi)發(fā)成本低、具有更高導(dǎo)電性、良好力學(xué)性能與聚合物具有良好相容性且形成三維網(wǎng)絡(luò)框架的新型導(dǎo)電填料，與聚合物復(fù)合以提高聚合物基電磁屏蔽材料對(duì)電磁波的吸收率、降低反射率與透射率，開(kāi)發(fā)高性能低成本的新型電磁屏蔽材料；（2）采用新的制備技術(shù)和成型工藝，對(duì)聚合物基復(fù)合材料的各組分分布與微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)筑高效導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，在提高電磁屏蔽性能的同時(shí)，改善力學(xué)等綜合性能；（3）結(jié)合先進(jìn)的材料表征手段，厘清影響電磁屏蔽材料屏蔽效能的多種關(guān)聯(lián)因素，揭示各影響因素的內(nèi)在關(guān)系，解析復(fù)雜復(fù)合材料中多因素關(guān)聯(lián)的電磁屏蔽機(jī)制。