Adv Fiber Mater 发表东华大学张清华团队成果—聚酰亚胺纤维表面金属
电磁屏蔽纺织品具有良好的耐磨性、柔韧性、耐磨性等特性。 它们广泛应用于民用、军事、航空航天等领域，保护电子设备，保护人类免受日益严重的电磁辐射危害。 聚酰亚胺（PI）纤维是一种新型高性能纤维，可在表面有效负载金属导电层。 所得导电PI纤维及其纺织品具有优异的热稳定性、阻燃性能和机械性能，能够满足恶劣环境的要求。 电磁屏蔽的应用要求。
近日，东华大学材料科学与技术学院张庆华教授团队在纤维上发表题为“of for”的研究成果，介绍了一种通过化学结构设计实现PI纤维表面高效金属化的方法，并不断制备PI镀镍。 复合导电纤维（PIC/Ni纤维）。
化学镀是高性能纤维表面金属化改性的常用方法。 一般来说，需要对纤维表面进行活化，以实现均匀的金属层镀覆。 常用的酸碱蚀刻和活化处理往往会损害纤维的整体性能，尤其是PI纤维等材料，其表面惯性较强，需要较长的酸碱蚀刻时间，难以进行连续化生产。 本工作从分子结构设计入手，合成了分子链中含有羧酸基团的聚酰亚胺（PIC），并通过湿法纺丝得到PIC纤维。 纤维表面固有的羧基大大提高了PIC纤维的表面金属化程度。 效率，实现PIC光纤的高效金属化。
如图1所示，含羧基的PIC纤维经过电离、离子交换、离子还原和化学镀连续处理，最终得到PIC/Ni复合纤维。 处理过程中，固有的羧基使PIC纤维能够快速电离，克服了传统方法改性速度慢、效率低的问题，提高了连续制备的效率； 通过调整工艺参数，PIC/Ni光纤金属层厚度可控制在0.2~2.5μm。
图1 含羧基PI纤维连续金属化制备工艺及金属化纤维形貌
研究了PIC光纤的金属化工艺。 FTIR、XRD、TGA和XPS测试结果表明（图2），在处理过程中，PIC纤维中固有的羧基与NaOH发生反应，Na+能够快速注入纤维中； PIC纤维 纤维中的Na+与Ni2+进行交换并还原，在PIC纤维表面形成Ni单质。 Ni单质物质作为活化位点，可以在PIC纤维表面均匀镀上Ni层。
图2 PIC纤维加工过程中表面化学结构的变化
通过TEM图像发现，还原得到的Ni元素形貌为50 nm左右的颗粒（图3），它们以200 nm的厚度均匀地嵌入纤维表面。 这些镍纳米粒子（Ni NPs）将起到锚定作用，大大提高表面金属涂层与纤维基体之间的结合力。
图3 Ni纳米颗粒的形貌和分布
图4显示了Ni层涂覆量为20~230 wt%的PIC/Ni纤维和织物的各种性能。 PIC/Ni纤维具有良好的机械性能，强度高于4.0cN/dtex，电导率高达3040S/cm； 其中，镀量为65 wt%的PIC/Ni织物的电磁屏蔽效率达到45 dB，满足商业应用的技术要求。
图4 PIC/Ni纤维的力学性能及织物的电磁屏蔽性能
热处理可以有效提高PIC/Ni纤维的导电性能和磁性能，从而提高织物对电磁波的屏蔽能力。 如图5所示，热处理大大提高了涂层的结晶度，PIC/Ni纤维的电导率提高了73%，饱和磁化强度达到7.0 emu/g，屏蔽效率从25 dB提高到43 dB。
图5 热处理对PIC/Ni纤维及织物性能的影响
综上所述，该工作为开发用于EMI屏蔽的高性能导电纤维提供了有效途径，可用于制备用于军用、航空航天等恶劣环境的电磁屏蔽纺织品。
东华大学材料科学与工程学院博士生周世旭为论文第一作者，材料科学与工程学院、纤维国家重点实验室董杰副研究员、张清华研究员为论文第一作者 为共同通讯作者。
研究组简介
张清华，东华大学教授，纤维材料改性国家重点实验室学术带头人之一，现任东华大学发展规划部主任。 1999年获得材料科学博士学位，2005年晋升教授，曾在荷兰埃因霍温理工大学、美国普林斯顿大学从事访问研究。 长期致力于高性能纤维及复合材料的研究。 主持多项国家自然科学基金联合基金、重点项目和面上项目、国防科工局、科技部973、863计划、上海市10余项科研创新计划。 作为通讯作者在Small、、of C、of等期刊发表论文100余篇，出版专着2部，获得国家发明专利授权40余项，部分已成功转化。
原始资料
周世旭、董洁*、李、赵新、张*。 的 为 - 。 硕士，2023。
期刊简介
Fiber是一本国际性、跨学科、高质量的学术期刊，旨在发表纤维材料基础研究和跨学科应用领域的高水平成果。 该刊由东华大学材料科学与工程学院和纤维材料改性国家重点实验室发起，东华大学和中国材料研究会共同主办，施普林格·自然（ ）负责全球出版发行。 该刊主编为中国科学院院士/纤维材料改性国家重点实验室主任/东华大学材料科学与工程学院院长朱美芳教授，常务副主任主编为东华大学陈志刚教授。 副主编6人，包括日本东京工业大学教授、新加坡国立大学教授陆岩教授、德国波茨坦大学/柏林亥姆霍兹中心材料与能源研究所所长张教授美国北卡罗莱纳州立大学相武教授、江南大学刘天喜教授、华中科技大学陶光明教授。 期刊编委会包括21名国内外院士和32名国际顶尖科学家； 第一届青年编委会有青年学者40人，第二届青年编委会有青年学者73人。
该刊自2019年正式创刊以来，已出版25期，发表文章300余篇。 得到了编辑团队、专家学者、作者和读者的大力支持。 Fiber于2021年9月入选“中国科技期刊卓越行动计划高起点新期刊”，目前该期刊已被SCIE、EI等多家数据库收录，2022年6月被收录荣获 发布第一影响因子12.958（），位列JCR材料跨学科领域前10%（，），并进入该领域Q1分区； 12月，首次获得中科院院部认可，被认定为材料类顶级期刊。 2023年6月，科睿唯安发布的最新影响因子为16.1！
期刊投稿链接：
副词。 纤维材料。 新期刊网站和微信服务号平台现已正式上线。 欢迎关注！
期刊官网：
联系我们：