摘要: 芳纶纤维，由于它的超高比强度、高热稳定性和强化学惰性，已被广泛应用于军事和民用领域。但是随着科学技术不断发展，宏观芳纶纤维由于尺寸大和化学惰性等因素，限制了它在一些新兴领域的应用。宏观芳纶纤维纳米化、功能化是拓宽芳纶纤维应用范围较... 展开 芳纶纤维，由于它的超高比强度、高热稳定性和强化学惰性，已被广泛应用于军事和民用领域。但是随着科学技术不断发展，宏观芳纶纤维由于尺寸大和化学惰性等因素，限制了它在一些新兴领域的应用。宏观芳纶纤维纳米化、功能化是拓宽芳纶纤维应用范围较好的策略。此外，宏观芳纶纤维通过去质子化过程制成的芳纶纳米纤维（ANF），不仅表面活性基团丰富、尺寸分布均匀、易成型，而且成型后成的ANF复合材料力学性能保持好，为芳纶纳米纤维功能化应用奠定了良好基础。因此，本文选用该方法制成的ANF作为基体材料，制备了一系列ANF功能复合材料，并对其性能进行了研究。本文主要通过以下三个内容研究： (1)利用ANF表面活性基团丰富的特点，通过简单银镜反应，在ANF表面沉积一层均匀、致密的单质银，经过真空辅助抽滤（VAF）、热压过程制得镀银ANF（ANF-Ag）复合膜。对ANF-Ag复合膜的微观结构、导电性、导热性和力学性能的研究表明，ANF表面沉积的单质银纯净而且质密，并且随着AgNO3浓度的增加而增厚。ANF-Ag复合膜表现出高达1.9×106S/m的电导率和5.6W·m-1k-1的导热率，同时具有76MPa的拉伸强度。这主要得益于ANF表面丰富的活性基团，银离子才能稳定沉积在其表面被还原为单质银。ANF网络附着单质银形成导电和导热通路，赋予了ANF-Ag复合膜出色的导电和导热性能。 (2)利用氧化石墨烯（GO）和ANF分散体表面都具有丰富的活性基团，将GO和ANF均匀地混合在一起，避免了GO在基体中发生团聚。经过化学还原，GO被还原为还原氧化石墨烯（rGO）。VAF和热压过程成功得到rGO和ANF的纳米复合膜（ANF-rGO）。对ANF-rGO复合膜的形貌结构、导电、导热和力学性能研究发现，经过先均匀混合在还原的方法制得的ANF-rGO复合膜中rGO和ANF一样高度取向，复合膜呈现层状结构，并且rGO在ANF基体中分散均匀；rGO的引入对复合膜的力学性能影响小，电导率和导热率提升效果显著。ANF-rGO表现出高达23.8S/m的电导率和12.3W·m-1k-1的导热率。 (3)利用良好导电性和力学性能的ANF-Ag和ANF-rGO分别作为结构支撑外层，引入吸波材料四氧化三铁（Fe3O4）和碳纳米管（CNT）作为中间层(ANF-FC)，在通过简单的三步VAF和热压方法制备了具有三层结构的复合薄膜ANF-(Ag/Fe3O4amp;CNT/rGO)。对三层复合膜导电、导热、电磁屏蔽能效（EMI SE）和力学性能研究表明，三层纳米复合膜具有高达2.46×106S/m的电导率、8.5W·m-1K-1的导热率和67.5dB的EMI SE，同时具有75.5MPa的拉伸强度。这得益于各层之间的协同作用。导电的ANF-Ag和ANF-rGO层充当EMI屏蔽层、导热层和支撑衬底层，磁性的ANF-FC层起到协同增强EMI屏蔽性能的作用。 收起