在当今社会,电子产品的应用越来越广泛,随之而来的电磁干扰及电磁辐射越来越多地影响设备的安全可靠运行及人们的身体健康,因此电磁屏蔽材料越来越受到科研工作者的重视。
电子元器件在工作过程中,往往会对外界产生干扰,称为电磁干扰,也叫EMI(Electromagnetic Interference),要解决电磁干扰的问题,就要用到电磁屏蔽。所谓电磁屏蔽,就是防止电子设备或者电子元器件之间产生电磁干扰中国化工网okmart.com。导电硅橡胶,就是常用的电磁屏蔽材料。
导电硅橡胶(Electrically Conductive Elastomer )是以硅橡胶为基材,将一定量的导电颗粒填充到硅橡胶中,分散均匀后通过一定的化学反应交联而成的弹性体,具有非常优异的电磁屏蔽性能以及密封功能。
导电硅橡胶具有易成型、易加工、耐老化、耐高低温、低成本、体积电阻率低、导电性可调以及电磁屏蔽性能好等优点,可根据需要添加不同的染色填料制成不同颜色的产品,在电磁屏蔽领域应用极其广泛。
导电硅橡胶的制备过程如下:按配方比例将硅橡胶生胶、导电颗粒、硫化剂、染色填料等组分依次加入开练机中,在室温下混炼一定的时间,混炼均匀后出片;在硫化机模压20min,温度为180℃,压力为15MPa;在烘箱中进行二次硫化,理温度为200℃,时间4h。
导电硅橡胶常用的导电颗粒,主要分为以下三类:
(1)碳系材料:主要包括炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管以及石墨烯等。
(2)纯金属颗粒:金粉、银粉、铜粉、镍粉以及铝粉等。
(3)复合导电颗粒:银镀铜、银镀镍、银镀铝、镍镀石墨、银镀玻璃微珠等。
这些导电颗粒具有导电性好、易填充、易分散、耐老化、成本适中的特点,必要时可对这些导电颗粒做进一步表面处理。不同的导电颗粒、不同的填充量,制备的导电硅橡胶的导电性能不同,因此要选用何种导电颗粒,要根据要达到导电性能确定,也可两种以上的导电颗粒混合使用。
对于导电硅橡胶而言,最主要的性能,包括以下几点:
(1)体积电阻率:衡量导电硅橡胶的导电性能,做为导体,导电硅橡胶的体积电阻率需要小于10^3Ω•cm,体积电阻率越小,导电性能约好。
(2)力学性能:导电硅橡胶的力学性能,主要包括拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、邵氏硬度以及压缩永久变形。
(3)耐老化性能:耐老化性能是导电硅橡胶非常重要的性能,直接关系到产品的稳定性及使用寿命。
(4)屏蔽效能(dB):屏蔽效能是电磁屏蔽材料非常重要的指标,与导电性相关,导电性越强,屏蔽效能越高。一般而言,导电硅橡胶的屏蔽效能均大于60dB。
作为非常高效的电磁屏蔽材料,导电硅橡胶在电子产品中的应用越来越广泛,可为电磁干扰提供全方位的解决方案。
当前,开发导电性能更优异的导电填料以及机械性能、耐老化性能更优异的硅橡胶,是导电硅橡胶研究领域非常迫切的要求。希望国内的科研工作者能够积极作为,更早开发出新一代导电硅橡胶产品,满足日新月异的电子产品的需要,进一步提高国产导电硅橡胶的竞争力和影响力。