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  聚砜酰胺（PSA）是我國自主研發(fā)的首個(gè)能夠耐受250 ℃高溫的合成纖維，是一種在高分子主鏈上含砜基（-SO₂-）的芳香族聚酰胺纖維，是由4，4’-二氨基二苯砜（4，4''-DDS）、3，3''-二氨基二苯砜（3，3''-DDS）和對苯二甲酰氯縮聚而成。PSA具有優(yōu)異的耐熱性、高溫尺寸穩(wěn)定性、阻燃性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性，可廣泛應(yīng)用于防護(hù)制品、過濾與分離材料、電絕緣材料和其它現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域。

  近日，青島大學(xué)教師明津法聚焦聚砜酰胺（Polysulfonamide，PSA）纖維電磁屏蔽材料開發(fā)取得進(jìn)展，在《Composites Communications》期刊發(fā)表了題為“Multifunctional Polysulfonamide/AgNWs aerogel for electromagnetic interference shielding”的研究論文。該研究報(bào)道了一種聚砜酰胺/銀納米線（PSA/AgNWs）氣凝膠。采用多元醇法合成50-90nm的AgNWs，與PSA纖維均勻混合、冷凍干燥制成纖維氣凝膠，氣凝膠擁有優(yōu)異的壓縮性能（11.2912kPa）、耐化學(xué)腐蝕性、隔熱性能（36.47mW/m·K）和自清潔性能。比如：密度為0.0123g/cm³、厚度為15mm的PSA/AgNWs-0.5氣凝膠具有優(yōu)異的EMI屏蔽性能，其SET值達(dá)到44.04dB。當(dāng)PSA/AgNWs-0.5氣凝膠的厚度壓縮到5mm時(shí)，SET和SSE值分別達(dá)到90.78 dB和7380.49 dB cm³/g。尤其PSA/AgNW-0.5氣凝膠暴露在酸堿條件下，SET值的波動(dòng)也很小。PSA/AgNWs氣凝膠在極端環(huán)境中具有優(yōu)異的EMI屏蔽性能和穩(wěn)定性，將會拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。（1）以PSA纖維作為氣凝膠基體，引入AgNWs作為導(dǎo)電填料，通過硅烷偶聯(lián)劑（VTMS）水解-縮合反應(yīng)，將PSA纖維、AgNWs之間形成交聯(lián)，并經(jīng)冷凍干燥制備PSA/AgNWs氣凝膠。研究發(fā)現(xiàn)，氣凝膠結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，形成良好的三維立體導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。（2）PSA纖維氣凝膠具有超低的密度0.008g/cm³，當(dāng)AgNWs含量為50%時(shí)，密度也僅0.0123g/cm³，證明了該氣凝膠的輕質(zhì)特性。復(fù)合氣凝膠展現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能，在AgNWs含量為50%時(shí)，可承受11.2912kPa壓縮應(yīng)力，且經(jīng)歷100次60%應(yīng)變壓縮循環(huán)后高度保持率達(dá)99.6%。（3）在電磁屏蔽領(lǐng)域，復(fù)合氣凝膠厚度15mm時(shí)電磁屏蔽效能達(dá)44.04dB，壓縮至5mm時(shí)，實(shí)現(xiàn)90.78dB高效屏蔽性能。在pH=1和13極端環(huán)境處理后，氣凝膠形貌與屏蔽性能保持穩(wěn)定；經(jīng)多次循環(huán)壓縮后，氣凝膠同樣保持優(yōu)異的電磁屏蔽效能。（4）PSA/AgNWs氣凝膠常溫?zé)釋?dǎo)率僅36.47 mW/(m?K)，在200℃加熱臺上持續(xù)保溫200 min后表面溫度仍低于56℃；接觸角為143.6°的疏水表面賦予其自清潔能力。這賦予了PSA/AgNWs氣凝膠應(yīng)用于極端環(huán)境下的條件。

圖1 (a) Schematic process of PSA/AgNWs aerogel; (b1-b5) The cross-section images of PSA, PSA/AgNWs-0.1, PSA/AgNWs-0.2, PSA/AgNWs-0.3, PSA/AgNWs-0.4, PSA/AgNWs-0.5 aerogels; (c1-c5) The longitudinal section images of PSA, PSA/AgNWs-0.1, PSA/AgNWs-0.2, PSA/AgNWs-0.3, PSA/AgNWs-0.4, PSA/AgNWs-0.5 aerogels; (d,e,f,g) Mapping images of PSA/AgNWs-0.5 aerogel.

圖2 (a) hydrolytic condensation reaction of VTMS in aerogel; (b) the diagram of VTMS in PSA/AgNWs aerogel; (c) FTIR of PSA, PSA/AgNWs-0.5 aerogel; (d) XRD of PSA, PSA/AgNWs-0.5 aerogel; (e) XPS of PSA, PSA/AgNWs-0.5 aerogel; (f,g) XPS of the element C and Si in PSA, PSA/AgNWs-0.5 aerogel; (h) XPS of the element Ag in PSA/AgNWs-0.5 aerogel. 

圖3 (a,b) Electrical conductivity and electromagnetic shielding effectiveness (EMI) PSA/AgNWs aerogels with different AgNWs concentrations; (c) EMI of PSA/AgNWs-0.5 aerogels with different thicknesses; (d) EMI of PSA/AgNWs-0.5 aerogel under 100 compression cycles; (e,f) EMI of PSA/AgNWs-0.5 aerogel under acid (pH=1) and alkaline (pH=13) environments; (g) SSE and density contrast diagram; (h) SSE/t and thickness comparison diagram; (i) EMI diagram of PSA/AgNWs aerogels.

  青島大學(xué)非織造材料與產(chǎn)業(yè)用紡織品創(chuàng)新研究院、特型非織造材料山東省工程研究中心教師明津法為論文通訊作者，團(tuán)隊(duì)課題組2022級碩士生王俊毅為論文第一作者。非織造材料與產(chǎn)業(yè)用紡織品創(chuàng)新研究院專注非織造產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新，現(xiàn)設(shè)有特型非織造裝備和工藝的工程研究、智能紡織品中功能纖維研究、纖維表面改性與非織造材料的功能后整理研究、非織造結(jié)構(gòu)及纖維隔膜在環(huán)境、新能源方面的研究四個(gè)研究方向。明津法團(tuán)隊(duì)聚焦在聚砜酰胺纖維材料功能化及應(yīng)用研究工作，先后在ACS Applied Materials & Interfaces、Sustainable Materials and Technologies、Composites Communications發(fā)表系列研究論文，聚焦過濾與分離、電磁屏蔽等領(lǐng)域。《芳砜綸基過濾膜設(shè)計(jì)及高溫過濾領(lǐng)域研究》獲山東省研究生優(yōu)秀成果獎(jiǎng)（2021）。此外，團(tuán)隊(duì)擁有“一種芳砜綸/四氧化三鐵磁性長絲的制備方法”等授權(quán)專利。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.coco.2025.102346