基于聚合物的導電復合材料是有前途的熱管理和電磁干擾 (EMI) 屏蔽材料，在現代集成電子和第五代移動通信技術中非常需要，但制造起來仍然極具挑戰性（例如，納米填料的均勻分散、連續構建導電網絡和形成強界面相互作用等）。本文，東華大學董杰、張清華研究員等研究人員在《Carbon》期刊發表名為“Interlayer decoration of expanded graphite by polyimide resins for preparing highly thermally conductive composites with superior electromagnetic shielding performance”的論文，研究通過在 PI 基質內構建大尺寸對齊石墨片來提高聚酰亞胺 (PI) 基復合材料的導熱和 EMI 屏蔽性能的策略。

主要步驟包括PI微球初始自組裝進入聚多巴胺改性膨脹石墨（EG-PDA）的層間空間，隨后PI樹脂通過微球熔融和滲透對EG-PDA的層間空間進行修飾，后熱壓致密化。這樣，復合材料中由橫向范德華（vdW）鍵合和取向的石墨納米片組成的大尺寸石墨片可以形成連續的導電通路，同時增強PI和EG-PDA之間的界面親和力。氫鍵協同將面內熱導率提高到 65.6 W m -1 ?K -1的佳值，在 60 wt% 的填料負載下具有 101 dB 的出色 EMI 屏蔽效果。此外，其高導熱性和EMI屏蔽性能在經受燃燒或化學腐蝕環境后，經反復加工后仍能保持，在下一代電子器件領域展現廣闊前景。

圖文導讀

圖1。(A) EG-PDA/PI 復合材料的制造過程示意圖。(B) 不同厚度的典型 60-EG-PDA/PI 復合材料的數碼照片。

圖2。(A, B) EG 和 PDA 功能化-EG 的 SEM 圖像；(C) EG 和 PDA 功能化-EG 的水接觸角；(D) EG、PDA和EG-PDA的FTIR光譜；(E) EG 和 EG-PDA 的 XPS 寬譜調查；(F) EG 和 EG-PDA 在氮氣氛中的 TGA 曲線。

圖3、復合材料的導熱和散熱性能圖示

圖4、電磁干擾屏蔽性能

圖5。60-EG-PDA/PI處理前后的導熱系數和EMI SE：（A）置于火上20s，（B）浸入不同pH值溶液60次，（C）再處理5次.

小結

總之，提出了一種制備具有優異導熱性和超高 EMI 屏蔽效率的 PI 基功能復合材料的有用方法。由于EG和PI具有優異的耐熱性和耐化學性，EG-PDA/PI復合材料的高導熱性和電磁干擾屏蔽性能可以在惡劣環境中處理后保持。因此，所得PI基復合材料的多功能性為這些材料在集成電子設備和通信系統中應用以解決其“過熱”和電磁污染問題提供了光明的前景。

文獻：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.07.009