Polyaniline-decorated carbon fibers for enhanced mechanical and electromagnetic interference shielding performances of epoxy composites

材料科学 复合材料 环氧树脂 复合数 电磁屏蔽 聚苯胺 聚合物 电磁干扰 纳米复合材料 电磁干扰 聚合 电子工程 工程类
作者
Weiwei Kong,Shuangqin Yi,Wen‐Jin Sun,Xu Ling,Li‐Chuan Jia,Ding‐Xiang Yan,Zhong‐Ming Li
出处
期刊:Materials & Design [Elsevier BV]
卷期号:217: 110658-110658 被引量:44
标识
DOI:10.1016/j.matdes.2022.110658
摘要

The development of carbon fiber-reinforced polymers (CFRPs) with high electromagnetic interference (EMI) shielding effectiveness is highly desirable for engineering applications. Nevertheless, poor interfacial adhesion between carbon fibers (CFs) and polymer matrix remains a serious issue. Herein, a mechanically enhanced CF/epoxy composite with highly efficient EMI shielding was fabricated through in-situ polymerization of polyaniline (PANI) nanolayer. The PANI nanolayer improved the interfacial adhesion in the composites via the entanglement of molecular chains, π–π stacking, and chemical bonding et al. The resulting CF/PANI/epoxy composite exhibited an interlaminar shear strength of 72.8 MPa, which was a 24% improvement over 58.5 MPa for the virgin CF/epoxy composite. Moreover, an excellent EMI shielding effectiveness of 54.8 dB was achieved, which was 58% higher than that of the virgin CF/epoxy composite. This could be attributed to the significant enhancement in conduction loss, interfacial polarization loss, and multiple reflections with the help of PANI nanolayer. This study provides a novel strategy for the development of high-performance CFRPs for efficient EMI shielding.
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