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1、浅谈化学与导电高分子材料的研究进展及其应用学院：电气工程学院专业：电气信息类班级：电工092学号：0908040154学生姓名：王赢指导老师：姚蓉君【摘要】与传统导电材料相比较,导电高分子材料具有许多独特的性能。本文介绍了导电高分子材料的概念、分类、导电机理及其应用领域,综述了近些年来国内外科研工作者对导电高分子的研究进展状况并对其发展前景进行了展望。【关键词】化学导电高分子材料研究进展应用【前言】1977年，日本白川英树等人才发现用五氟化砷或碘掺杂的聚乙炔薄膜具有金属导电的性质，电导率达到10S
2、/m。这是第一个导电的高分子材料。所谓导电高分子是由具有共轭∏键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。它完全不同于由金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电塑料。导电高分子具有特殊的结构和优异的物理化学性能使它在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件,以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。因此,导电高分子自发现之日起就成为材料科学的研究热点。经过近30多年的发展，导电高分子已取得了重要的研究进展。一、导电高分子材料的研究进展导电高分子材
3、料分为结构型和复合型两种，结构型导电高分子材料是高聚物本身或经掺杂之后具有导电性的材料，而复合型导电高分子材料是本身不具有导电性，但通过加入导电性填充物获得导电性1.1复合型导电高分子材料的研究进展复合型导电高分子材料又称掺和型导电高分子材料.早在本世纪初Goldberg用金属的胶体溶液和含石墨等导电填料的易挥发溶液涂覆在物体表面,使之具有导电性[1].30年代以后聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂、醇酸树脂等合成树脂的不断出现为复合型导电高分子材料的发展奠定了基础.1957年,日本研究开发出各类型的
4、导电涂料.美国在50年代初开发了一系列的飞机雷达用的抗静电涂料.我国复合型导电高分子材料的研究也在50年代开始兴起.第一汽车制造厂、天津油漆厂、上海树脂研究所、武汉化工研究所等单位开展了这方面的研究工作.开发研制出许多品种的复合型导电高分子材料.90年代以后,复合型导电高分子材料的研究有了长足的进步.由单一导电发展成为耐化学品、储存稳定等多种性能的材料.1994年,日本研究出耐腐蚀、长效导电涂料,体积电阻率可达10-48.cm,达到金属的电率.复合型导电高分子材料的发展主要集中在降低电阻率与提高材
5、料的综合性能两个方面.因此,导电填料的改进及合成树脂的选择是目前研究的主要课题.1.2结构型导电高分子材料的研究进展结构型导电高分子材料是指本身具有导电性或经掺杂后具有导电性的聚合物材料，也称作本征型导电高分子材料，是由具有共轭∏键或部分共轭∏键[2]的高分子经化学或电化学“掺杂”，使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料，如聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PAn)、聚乙炔(PA)等。不需掺杂的结构型导电高分子材料至今只有聚氮化硫一类，而大多数均需采用一定的手段进行掺杂才能具有较好的导电性[3]。在众多导
6、电高分子中，聚苯胺由于原料易得、合成简便、耐高温及抗氧化性能良好等优点而受到广泛的关注，是目前公认的最具有应用潜力的导电高分子材料之一。聚苯胺的电导率掺杂前后相差近10个数量级，而许多特殊的光学性质也受掺杂度影响，因此掺杂一直是聚苯胺研究中的重点。随着电化学表面等离子共振仪(ESPR)和电化学石英微天平(EQCM)等技术的应用，聚苯胺掺杂研究正逐步从定性走向定量，Baba[4]和Damos[5]分别在实验中利用ESPR和EQCM技术研究掺杂聚苯胺纳米薄膜的光学特性，获得了聚苯胺薄膜电致变色特性的相
7、关数据，证明了掺杂聚苯胺纳米薄膜的光学行为严格遵循Sauerbray方程，并在薄膜中质子电导占优势时表现显著。纳米金属颗粒和高价金属盐等无机材料在聚苯胺中的掺杂研究也正受到广泛关注。Azeveddl[6]制备了高铁酸银盐掺杂的聚苯胺复合薄膜，并考察了所制备薄膜的光学性能，通过紫外一可见一红外光谱和循环伏安法测试表明，经掺杂的聚苯胺复合薄膜具有良好的光活性。二、导电高分子材料的应用2.1半导体特性的应用发光二极管:利用导电高分子与金属线圈当电极,半导体高分子在中间,当两电极接上电源时,半导体高分子将
8、会开始发光.比传统的灯泡更节省能源而且产生较少的热,具体应用包括平面电视机屏幕,交通信息标志等.太阳能电池:导电高分子可制成太阳电池,结构与发光二极管相近,但机制却相反,它是将光能转换成电能.优势在于廉价的制备成本,迅速的制备工艺,具有塑料的拉伸性,弹性和柔韧性.2.2.导体特性的应用具有导体特性的高分子材料是理想的电磁屏蔽材料,可以应用在计算机,电视机,起搏器等.电磁波遮蔽涂布能够吸收微波,因此可以做隐身飞机的涂料.防蚀涂料能够防腐蚀,可以用于火箭,船舶,石油管道等.2.3.电化
