有害赤泥在硅橡胶/多壁碳纳米管纳米复合材料中的应用
期数：2022年第06期
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分类：研发动态
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赤泥（RM）是提取氧化铝的有害副产品。英国曼彻斯特大学的Prasad Rishu等人将未经处理〖JP2〗的赤泥用作硅橡胶（SR）/多壁碳纳米管〖DK〗（MWCNT〖DK〗）〖JP〗纳米复合材料的磁损耗填料，以开发高性能EMI屏蔽材料。研究人员利用SR中多壁碳纳米管的导电渗透网络优势，掺入质量分数为5%～20%的赤泥，通过压塑成型制得柔性片材。在RM添加量较低〖DK〗（5%〖DK〗）的样品中，可以观察到RM在样品中均匀分散，且不影响样品中MWCNT的连通性；但赤泥加入量超过15%后就会严重影响碳纳米管的连通性，并发生RM的团聚，这对纳米复合材料的拉伸强度不利，表现为拉伸强度从7 4 MPa下降到4 2 MPa。但随着RM用量的增加，拉断伸长率从331%增加到451%，并最终降低到319%，即使RM用量为20%，复合材料的拉断伸长率也未受太大影响，这表明基质的弹性得以保持。热分析表明，材料的热稳定性随着赤泥用量的增加而增加。纳米复合材料片的最大电导率为24 S/cm，在X波段（8.2～12.4 GHz）具有83 4 dB〖DK〗（赤泥基电磁干扰屏蔽材料的最高报告值）的出色EMI屏蔽效能值，使其成为商业屏蔽应用的合适候选材料。此外，这些柔性电磁屏蔽显示了主要的微波吸收性质（>85%），这是抑制屏蔽表面二次电磁散射的另一个优势。这项工作的关键亮点是，有毒工业污染物作为填料被可持续地消耗，从而使总屏蔽性能显著提高 20 dB ，促进了RM在高端技术应用中的清洁使用，并由于其高微波吸收能力而限制了二次电磁污染。除了作为有效的EMI屏蔽，SR/MWCNT/RM纳米复合材料还有大量的应用，如机器人的应变/运动传感器和柔性光伏电池。该研究成果以“ Utilization of hazardous red mud in silicone rubber/MWCNT nanocomposites for high performance electromagneti c interference shielding ”为题，发表在 Journal of Cleaner Production 2022年第377卷。
