导电高分子材料的简介

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1、导电高分子材料的简介、应用和发展前景摘耍：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。导电高聚物付用作雷达吸波材料、电磁屏蔽材料、抗静电材料等。介绍了导电高分子材料的结构、种类及导电机理、合成方法、导电高分子材料的应用、研究现状及发展趋势。关键词：导屯高分子制备方法导屯机理性能应用发展趋势1.简介高分子材料在很长一段吋期都被用作电绝缘材料.随着不同应用领域的需要以及为进一步拓宽高分子材料的应用范围，-•些高分子材料被赋予某种程度的导电性以致成为导电高分子材料。导电高分子又称导电聚合物，Q从1976年，美国宾夕法尼亚大学的化学家MacDiarmid领导的研究小组首次

2、发现掺杂后的聚乙炔（Polyacetylene,简称PA）具有类似金的导也忡（导电商分子的导也忡如图）；1977年，日木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/m。这是第一个导电的高分+材料。人们对共轭聚合物的结构和认识不断深入。以相继开发出了聚毗咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺、聚噻吩等能异电的高分子材料。这个新领域的出现不仅打破了高分子仅为绝缘体的传统观念，而且它的发现和发展为低维固体电子学，乃至分子电子学的建立和完善作出重要的贡献，进而为分子电子学的建立打下基础，而具有重要的科学意义。现宥的研究成采表明，发展导电高分子兼

3、其宥机高分了材料的性能及半导体和金屈的电性能，具有密度小，易加工成各种复杂的形状，耐腐蚀，可大面积成膜及可在十多个数量级的范围内进行调节等特点，因此高分子导电材料不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用‘而且已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。HHIIHHHHHPolydc欲y!的任1.1导电高分子材料的分类按结构和制备方法不同将导电高分子材料分为复合型与结构型两大类。复合型导电材料是士高分子和导电剂（导电填料）通过不同的复合工艺而构成的材料。结构型结构型导电高分了•又称本征型导电高分了•（Intrinsicallyconductingpolymer,简

4、称ICP）,是指高分子材料本身或经过少量掺杂处理而具冇导电性能的材料，其电导率可达半导体甚至金属导体的范围。1.2高分子导电材料的制备方法复合型导电高分子所采用的复合方法主要冇两种：-•种是将亲水性聚合物或结构型导电高分子进行混合，另一种则是将各种导电填料填充到基体高分子中。结构型导电聚合物一般用电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子给体或受体进行掺杂后制得。1.3导电机理高分子聚合物导电必须具备两个条件：一耍能产生足够数量的载流子（电子、空穴或离子等）；二大分子链内和链问要能够形成导电通道。在离子型导电高分子材料屮，聚醚、聚酯等的大分子链呈螺旋体空间结构，与其配位络合的阳离子

5、在大分子链段运动作用下，就能够在螺旋孔道内通过空位迁移;或被大分子“溶剂化”了的阴阳离子同时在大分子链的空隙间跃迁扩散（“动力学扩散理论”）。对于电子型导电高分子材料，作为主体的高分子聚合物大多为共轭体系（至少是不饱和键体系），长链中的71键电子较为活泼，特别是与掺杂剂形成电荷转移络合物后，容易从轨道上逃逸岀来形成自由电子［3］。大分子链内与链问电子轨道重叠交盖所形成的导电能带为载流子的转移和跃迁提供Y通道。在外加能量和大分子链振动的推动下，便吋传导电流。复合型导电高分子材料存在着导电通道、隧道效应、场致发射3种导电机理，复合型导电高分子的导电性能是这3种导电机理作用的竞争结

6、果。在不同情况下出现以其中一种机理为主导的导电现象。2导电高分子材料的应用2.1电磁邡蔽材料导电塑料代替金域作为电子产品的外壳可以冇效的起到电磁屏蔽作用，且质量轻、耐腐蚀。2.2导电液晶材料液晶高聚物材料具冇高强度、高模量、耐高温、低膨胀系数、低成型收缩率以及良好的介电性和耐化学腐蚀性等一系列优异的综合性能。具宥与7：电子结构相关联的线性聚烯烃和芳杂环等的共轭聚合物通过分子改性可以获得导电液晶聚合物，并且这些材料具有可溶性和可加工性。2.3催化剂载体利用杂多酸对导电高分子的氧化或掺杂作用町将具冇催化活性的凯金型或道森型杂多酸催化剂固定在聚乙炔、聚毗咯、聚噻吩和聚苯胺的粉末，此

7、时导电高分子可视为一种新的催化剂载体，能提高杂多酸的催化性能。2.4气体分离膜现代气体分离技术屮，膜分离技术由于能耗和成木比其他分离方法低，并且无环境污染，因而十分引人注目。已广泛应用于石油开采、化工、食品包装、保鲜、炼油厂、废气回收、工业燃烧炉节能以及环保等方面。2.5军事隐身（隐形）材料隐身材料是指能够减少军事目标的雷达特征、红外特征、光电特征及目视特征的材料的系统。雷达吸波材料的作用就是将人射的雷达电磁波吸收衰掉而使武器不被雷达所发现雷达吸波材料是现代隐身技术的重点。美国密里肯公司通过控制现场聚合