电磁屏蔽纤维的材料和纤维机理解析

随着电子产品和通信设备更新迭代速度加快，电磁波在生活生产中出现越来越多，电磁辐射污染也不断危害着人们的生命健康和生产活动。于是，电磁屏蔽纺织物应运而生，由于柔软、可弯曲、易加工成型而备受青睐，在航空航天、国防军事（隐身）、民用电磁防护等领域有广阔前景。

纺织物基电磁屏蔽材料

传统的电磁屏蔽材料以各类常见金属导电材料为主，但由于密度、柔韧性、腐蚀性等问题难以推广应用，尤其作为纺织物的时候。和金属材料比，纺织基电磁屏蔽材料造价与维护成本相对较低，并且纺织品的骨架和表面形态可通过化学和物理等方法改性，从而形成能够与EMR相互作用的材料层次结构等，使之从众多EMI屏蔽材料中脱颖而出。

EMI屏蔽纤维

纺织品要有电磁屏蔽必须要有足够的导电性，但大多常规纤维由于缺少亲水基团使得导电性不高。尤其是对于天然纤维来说，导电性十分有限。目前全世界的研究大多通过物理或者化学改性将普通纤维与功能性纤维进行混纺，主流方法如纺丝液掺杂、混纱、涂层等，使其最终拥有电磁屏蔽性能。

纺丝液掺杂

纺丝液掺杂技术是在纤维制备的过程中，将具有电磁屏蔽功能的纳米粒子加入纺丝液中，即可得到有电磁屏蔽效果的纤维。

纺丝液掺杂制备电磁屏蔽纤维机理图 涂层涂附

涂层涂附是将纤维浸渍到具有电磁屏蔽材料与具有成膜性质的混合浆料中，再经过焙烘固着等工序，使屏蔽材料牢牢附着在纱线上，赋予其电磁屏蔽能力。

纤维混纺

纤维混纺是将部分具有电磁屏蔽的金属或非金属线性EMI屏蔽材料与常见服用纤维进行混纺，使得纤维拥有了电磁屏蔽能力。

EMI屏蔽织物

电磁屏蔽纤维或纱线通过编织得到想要的具有电磁屏蔽功能的织物，而且可以自由组合。然而在使用时很容易由于外界的机械应力导致错位或者位移，引起电磁屏蔽功能缺陷。而不同的编织结构也会对其屏蔽性能有不同的影响，通过对织物进行表面改性或一体成型的方法理论上可使织物的电磁屏蔽性能更加稳定。

织物表面改性

表面改性即采用化学、物理的方法直接改变纺织品表面的结构，使纺织品具有EMI屏蔽能力。常见的有化学涂附、自组装复合材料、物理锚定等方法。同样的，对于已经具有一定电磁屏蔽性能的材料而言，通过“减法”，如原位侵蚀、高温碳化等方法增大其多重反射界面或电导率，从而提升EMI屏蔽能力。不过，该方法涉及许多材料和技术，如黏合剂、层层自组装、锚定技术等，虽然屏蔽效能不错，但由于材料导电性的固有属性，很难再有大的提升。

3D复合织物

对织物立体编织和空间结构的改善，理论上也可以使其电磁屏蔽等能力有所提升，所得织物称为3D复合织物。但由于打印材料的限制，该方法要实现在常见纤维材料广泛应用，还有很长一段路要走。

多层纺织品

多种具有不同电磁屏蔽或其他特种性能的纺织品通过物理或化学的方式结合在一起便形成了多层电磁屏蔽纺织品。如下图（a）所示，通过不同表面结构的层状纺织品，例如平面和波纹结构进行毡合，或如下图（b）所示，先通过对纺织品进行层状刻蚀，再经化学改性等手段使其表面具有可反应接枝的位点（或直接与其他片状材料在反应液中混合），最终材料间化学键合形成多层纺织品。常用碳纤维、玻璃纤维等高强纤维为基体制备具有电磁屏蔽功能的纺织品。

多层织物屏蔽材料的制备方法 电磁屏蔽纺织物新材料近年来不断涌现，产业快速发展，不断拓宽应用场景。蓬勃发展的纺织层复合和屏蔽材料产业即将迎来新一轮的革命，挑战与机遇并存！

编辑：黄飞