改性热塑性胶黏剂对超材料复合叠层性能影响研究

高频聚酰亚胺柔性覆铜板(FCCL)因其低介电损耗的电气性能，可动态反复弯曲的物理机械综合性能等常作为制备超材料功能层的关键材料之一。本文对比了两种高频聚酰亚胺柔性覆铜板的材料性能及其制备的超材料功能层的电性能及其复合叠层的力学性能，其中掺杂了改性热塑性聚酰亚胺(TPI)薄膜胶黏剂的FCCL具有更低的介电常数(2.61@12GHz)和损耗角正切(0.0016@12GHz)，使得超材料功能层的S21透波曲线谐振频点相对无胶材料向高频频偏约620MHz，利用S参数反演得到超材料功能层的等效介电常数和等效磁导率曲线呈现相同趋势。此外由于胶粘剂PI分子链中引入的扭曲非共平面的杂萘联苯结构，大分子链更容易相互缠结，增强了改性TPI聚合物的粘结力，含改性TPI的复合叠层的层间断裂韧性是无胶材料的1.74倍。掺杂改性TPI的高频FCCL在实现超材料功能层设计优化及推动超材料复合叠层在武器装备实现结构功能一体化方面具有较大的应用价值。

超材料功能层[1]是通过在高频聚酰亚胺薄膜介质表面周期性地排布在亚波长单元的铜箔贴片或形成缝隙，如图1(a)所示，使其与电磁波相互作用，表现出明显的电磁调制，实现隐身和电磁控制。单纯的单元周期结构也常被称为频率选择表面(FSS: Frequency selective surface) [2]，作为电磁超材料的一大分支，其相关技术已在FSS 复材隐身天线罩、新型战术导弹、隐身飞机结构件等新一代功能复材件上获得广泛应用[3] [4] [5] [6]。尽管国内对电磁超材料功能层的研究起步较晚，但是近年来的快速发展推动了超材料从基础设计和分析研究迈入产业化[7] [8]。

相应的， 有关改善超材料功能层基材——高频FCCL 的改性研究也逐渐受到关注[9]。

目前， 许多研究基于分子结构设计探讨了通过引入特殊功能结构单元[10] [11]