[发明专利]一种复合电磁屏蔽薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合电磁屏蔽薄膜及制备方法，包括：细菌纤维素薄膜层和MXene薄膜层，其中，所述细菌纤维素薄膜层与所述MXene薄膜层交替排列，且所述复合电磁屏蔽薄膜的两个外表面均为所述细菌纤维素薄膜层。本发明的复合电磁屏蔽薄膜中，细菌纤维素薄膜层与MXene薄膜层之间存在以氢键为主的分子间作用力，这种相互作用力使复合薄膜在承受拉应力时，MXene薄膜层的拉应力能够传递到细菌纤维素薄膜层上，从而发挥细菌纤维素的力学增强的作用；细菌纤维素薄膜层和MXene薄膜层交替排列的结构中，电磁波能够在多层MXene薄膜层之间发生内部多次反射效应，增加了电磁波在复合薄膜内部的行程，使得更多的电磁波辐射能量被MXene吸收，从而提高了复合薄膜整体的电磁屏蔽性能。

技术领域

本发明属于材料领域，具体而言，涉及一种MXene/细菌纤维素复合电磁屏蔽薄膜及其制备方法

背景技术

随着手持电子设备和可穿戴电子设备的日益普及，电磁波辐射污染变得无处不在。电磁波辐射会导致电子设备之间、设备内部元器件之间的互相干扰，影响设备的正常工作，还对人体有着潜在的危害。因此如何更好地做好电磁波干扰的防护是非常具有研究价值的问题。

电磁屏蔽材料是通过反射或吸收电磁波，从而使尽可能少的电磁波辐射透射到另一侧的材料，广泛应用于电磁波干扰的防护。通常，一些高导电率的金属材料具有较好的电磁屏蔽能力，如铜、铝等，但是金属材料的密度高、不耐腐蚀和柔性差等缺点限制了其应用。近年来，一些碳基电磁屏蔽材料受到了广泛的研究，如碳纳米管和石墨烯等，碳基电磁屏蔽材料具有轻量、柔性、抗腐蚀等优点，具有优良的应用前景，但是，碳基电磁屏蔽材料在柔性膜形态下的电磁屏蔽性能还有待提高。

因此，寻找一种既具有优良的机械性能和耐久性，又具有优良电磁屏蔽性能的电磁屏蔽材料非常具有研究价值。

发明内容

本发明提供了一种复合电磁屏蔽薄膜及其制备方法，可以解决现有技术中的上述缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种复合电磁屏蔽薄膜，包括：若干细菌纤维素薄膜层和若干MXene薄膜层，其中，所述细菌纤维素薄膜层与所述MXene薄膜层交替排列，且所述复合电磁屏蔽薄膜的两个外表面均为所述细菌纤维素薄膜层。

本发明的复合电磁屏蔽薄膜中，细菌纤维素薄膜层与MXene薄膜层之间存在以氢键为主的分子间作用力，氢键形成于细菌纤维素分子上的-OH基团和MXene分子上的-OH或-F基团之间。这种相互作用力使复合薄膜在承受拉应力时，MXene薄膜层的拉应力能够传递到细菌纤维素薄膜层上，从而发挥细菌纤维素的力学增强的作用。

进一步的，多层MXene薄膜层之间存在相互作用，电磁波入射MXene薄膜层时发生反射和透射，伴随着一部分电磁波辐射能量被MXene吸收。在本发明的细菌纤维素薄膜层和MXene薄膜层交替排列的结构中，电磁波能够在多层MXene薄膜层之间发生内部多次反射效应，增加了电磁波在复合薄膜内部的行程，使得更多的电磁波辐射能量被MXene吸收，从而提高了复合薄膜整体的电磁屏蔽性能。

在一些实施例中，所述细菌纤维素薄膜层的厚度为1μm至50μm，优选5μm-50μm，进一步优选10μm-45μm。

在一些实施例中，所述MXene薄膜层的厚度为1μm至55μm，优选10μm-50μm。

在一些实施例中，所述复合电磁屏蔽薄膜的总厚度为3μm至250μm，优选30μm至230μm，进一步优选100μm至200μm。

在一些实施例中，所述复合电磁屏蔽薄膜具有2-10层所述MXene薄膜层，以及3-11层所述细菌纤维素薄膜层。理论上，MXene薄膜层的层数越多，电磁屏蔽效果越好，但更多层制备工艺上比较困难。

在一些实施例中，所述复合电磁屏蔽薄膜中的细菌纤维素与MXene的质量比为1～5：1～5。