本發(fā)明屬于材料科學領(lǐng)域，涉及一種電磁屏蔽材的制備方法，具體涉及一種可通過光熱等手段調(diào)諧電磁屏蔽范圍的智能電磁屏蔽材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、面對復(fù)雜的電磁環(huán)境，需要高emi屏蔽效能(se)、易于制造、良好的機械強度和柔韌性、具有靈活性和智能性的高性能emi屏蔽結(jié)構(gòu)材料來滿足當前的需求。和具有固定屏蔽性能的傳統(tǒng)電磁屏蔽材料相比，新一代智能電磁屏蔽材料可以根據(jù)特定應(yīng)用要求和環(huán)境變化(壓力、ph值以及溫度等)感知并動態(tài)調(diào)整其se。然而，現(xiàn)有的智能emi屏蔽材料是通過原位控制對材料的電磁屏蔽性能進行調(diào)控，因此開發(fā)可以進行遠程控制且可控調(diào)節(jié)的智能電磁屏蔽材料是急需解決的重要挑戰(zhàn)，這對拓寬智能emi屏蔽材料在復(fù)雜的電磁保護系統(tǒng)以及未來智能生活中的應(yīng)用具有重大意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有電磁屏蔽材料存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種具有可調(diào)諧電磁屏蔽范圍的智能電磁屏蔽材及其制備方法。該智能電磁屏蔽材料可在光照和熱刺激下快速調(diào)控電磁屏蔽性能，其體系主要由pnipam(聚n-異丙基丙烯酰胺)和mxene/pedot(聚乙撐二氧噻吩):pss(聚苯乙烯磺酸)組成，其中，以具有溫敏性的pnipam水凝膠作為基體形成智能水凝膠，在pnipam水凝膠中引入光熱轉(zhuǎn)化材料mxene和導電聚合物pedot:pss，使得導電填料在基體中形成導電網(wǎng)絡(luò)，保證得到的材料在具有溫度響應(yīng)型的智能功能的同時還具有優(yōu)異的導電性和光熱轉(zhuǎn)化效率，定向通道的引入使得復(fù)合水凝膠具有優(yōu)異的電磁屏蔽性能和機械性能，此外，在光刺激下具有快速的反應(yīng)速率，提高了智能電磁屏蔽材料的響應(yīng)速率，為在多重刺激下響應(yīng)的智能可調(diào)節(jié)電磁屏蔽材料的制備奠定了重要的基礎(chǔ)。
2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
3、一種具有可調(diào)諧電磁屏蔽范圍的智能電磁屏蔽材，由n-異丙基丙烯酰胺、mxene、pedot:pss的混合溶液、交聯(lián)劑和引發(fā)劑制成，其中：mxene和pedot:pss的混合溶液的質(zhì)量比為1～5:1，mxene和n-異丙基丙烯酰胺的質(zhì)量比為1～5:100；交聯(lián)劑為n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺和n,n,n’,n’-四甲基乙二胺，引發(fā)劑為過硫酸銨；n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺、n,n,n’,n’-四甲基乙二胺、過硫酸銨與n-異丙基丙烯酰胺的質(zhì)量比為0.5～5：0.70～0.80：1.8～1.9：100；pedot:pss的混合溶液中，pedot和pss的質(zhì)量比為1:2.5～3。
4、一種具有可調(diào)諧電磁屏蔽范圍的智能電磁屏蔽材的制備方法，包括如下步驟：
5、步驟一、將mxene和pedot:pss的混合溶液混合，得到導電填料混合溶液；
6、步驟二、將步驟一得到的導電填料混合溶液和n-異丙基丙烯酰胺混合，添加交聯(lián)劑和引發(fā)劑，倒入聚四氟乙烯模具中；
7、步驟三、利用定向冷凍的方法，將步驟二得到的混合溶液聚合后得到具有定向孔道結(jié)構(gòu)的復(fù)合導電水凝膠，具體方法為：將裝有混合溶液的模具在惰性氣體保護下，在液氮中浸泡10～40min，然后在-12℃保持6～20h，最后在常溫下聚合5～24h；
8、步驟四、將步驟三得到的水凝膠在去離子水中浸泡，去掉多余的溶劑和雜質(zhì)，控制去離子浸泡的時間為12～24h。
9、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
10、1、本發(fā)明在復(fù)合水凝膠中引入了二維納米片mxene，mxene的引入不僅能夠提高水凝膠的電磁屏蔽性能，而且具有優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換效率。
11、2、本發(fā)明在水凝膠內(nèi)部引入定向結(jié)構(gòu)，使得水凝膠的強度得到大幅提升，水凝膠的強度相對各向同性水凝膠提升6倍，同時使得水凝膠在光熱刺激下快速的調(diào)節(jié)電磁屏蔽參數(shù)。
12、3、本發(fā)明在智能電磁屏蔽材料調(diào)控的過程中具有寬泛的電磁屏蔽性能可調(diào)節(jié)范圍，實現(xiàn)了其在15.5～59.3db之間的可逆調(diào)控。
13、4、本發(fā)明制備方法簡單，應(yīng)用前景廣泛。
1.一種具有可調(diào)諧電磁屏蔽范圍的智能電磁屏蔽材，其特征在于所述智能電磁屏蔽材由n-異丙基丙烯酰胺、mxene、pedot:pss的混合溶液、交聯(lián)劑和引發(fā)劑制成，其中：mxene和pedot:pss的混合溶液的質(zhì)量比為1～5:1，mxene和n-異丙基丙烯酰胺的質(zhì)量比為1～5:100。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可調(diào)諧電磁屏蔽范圍的智能電磁屏蔽材，其特征在于所述交聯(lián)劑為n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺和n,n,n’,n’-四甲基乙二胺，引發(fā)劑為過硫酸銨。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有可調(diào)諧電磁屏蔽范圍的智能電磁屏蔽材，其特征在于所述n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺、n,n,n’,n’-四甲基乙二胺、過硫酸銨與n-異丙基丙烯酰胺的質(zhì)量比為0.5～5：0.70～0.80：1.8～1.9：100。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可調(diào)諧電磁屏蔽范圍的智能電磁屏蔽材，其特征在于所述pedot:pss的混合溶液中，pedot和pss的質(zhì)量比為1:2.5～3。
5.一種權(quán)利要求1-4任一項所述具有可調(diào)諧電磁屏蔽范圍的智能電磁屏蔽材的制備方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有可調(diào)諧電磁屏蔽范圍的智能電磁屏蔽材的制備方法，其特征在于所述步驟三的具體方法為：將裝有混合溶液的模具在惰性氣體保護下，在液氮中浸泡10～40min，然后在-12℃保持6～20h，最后在常溫下聚合5～24h。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有可調(diào)諧電磁屏蔽范圍的智能電磁屏蔽材的制備方法，其特征在于所述去離子浸泡的時間為12～24h。