导电聚合物薄膜材料

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1、导电聚合物薄膜材料的力学性能的常见研究方法Themechanicalbehaviorsofconductingpolymerthinfilmmeasuredwithatraditionalmethod研究内容及方法/Contentsandmethod研究背景/Background直接测量法/direct-measuringmethod电子散斑干涉微测原理/ESPI导电聚合物薄膜材料电化学制备工艺/theelectrochemicalworkingtechnologyofthesampler薄膜技术与讨论/Thethinfilmste

2、chnologyanddiscussions结论/Conclusions年代相对重要性40608090200020102020金属高分子材料复合材料陶瓷导电聚合物高温聚合物高模量聚合物聚脂环氧树脂聚苯乙烯研究背景/Background研究背景/Background导电高分子材料具有以下特点：1)是多学科交叉、知识密集、技术密集、资金密集的一类新产业2)它的设计、制备、质量控制及性能测试等方面，综合利用了现代先进技术。3)它的生产规模小，但品种多，更新换代快，价格昂贵，技术保密性强属于难度较大的产业。研究背景/Background高分

3、子材料通常被认为是一类导电性能差的绝缘材料。20世纪70年以来，出现了具有导电性能的一些有机材料，聚乙炔则是公认的第一个有机导电高分子。这一贡献主要由日本科学家-白川英树和美国A.G.Macdiarmd。他们将聚乙炔的导电率从10-9S/m提高到103S/m。从半导体变成了金属型导体（1971年）。高分子导电机理：有离子传导理论，电子传导理论和新近提出的孤子理论。研究背景/Background离子性导电高分子材料是含有某离子的固体（如聚氧乙烯），他们能溶解某种无机盐，而且溶入的盐呈离子状态。离子在电场作用下移动，产生电流。高分子中物

4、质的移动速度因高分子本身运动性能的增加而增大因此，温度越高，这类高分子的导电率就越大。而且，这类材料中一些离子浓度随湿度的增加而增大，导电率也随湿度的增加而增大，所以这类材料可以作湿敏传感器。研究背景/Background导电高分子材料的制备：要想获得具有导电性的高分子材料，有以下两种方法：1）使高分子本身具有导电性，这就是合成共轭体系的高分子并适当掺杂。2）把导电性的填充剂分散到高分子中，制成复合材料。这类材料可以做到强度比金属高，更耐腐蚀，而且生产过程耗能低，成型加工工艺良好，成本较低，所以发展很快。特别是根据需要，通过分子设计

5、进行试制和生产。研究背景/Background导电高分子的掺杂：1）导电高分子的掺杂是指经过化学、电化学、物理和光学的过程，使高分子链变成导电结构，即产生导电载流子，并适当掺杂。2）按与单体单元的摩尔比计算，掺杂剂的用量一般在百分之几到百分之几十。3）掺杂之后，掺杂剂残基嵌入高分子的分子链之间，起到离子作用，但他们本身不参加导电。4）掺杂后的高分子可以呈半导体性，也可以呈金属性，取决于掺杂的程度。研究背景/Background导电高分子材料的用途：导电高分子材料有多方面的用途，最主要的有：1）可以进行氧化还原掺杂和去掺杂，并且可以通

6、过电极反应来实现，因此可以用来作充电电池的电极材料。2）高分子在一定掺杂程度上呈现半导体性质，因而可以制成二极或三极管。1986年日本用聚噻吩制成了场效应管，其效率很高。3）用于电致变色和显示。如聚吡咯等显示元件的开关时间约为20s，开关寿命达到107次，接近液晶水平，可以用全固体显示器，可能会实现显示技术的一大突破。研究背景/Background导电高分子材料的用途：4）用于传感器和检测器。如聚呋喃湿度传感器，聚噻吩电子射线测量计，聚吡咯NO,NO2,CO气体传感器等都已问世。此外，导电高分子在电磁屏蔽和抗静电方面也有实际的应用

7、，尤其是隐形飞机的出现，也激发了导电高分子作为微波或电磁波吸收材料的研究。研究背景/Background导电聚合物薄膜材料物理化学以及力学特点：（1）导电性从绝缘到接近金属材料整个范围内可以控制；（2）化学性能稳定，不易挥化；（3）具有金属铝的强度，韧性较好，形状固定，易剪裁；（4）可以制备成纳米管状的薄膜。研究背景/Background导电聚合物薄膜材料应用领域：（1）根据其导电特性多用于各种半导体装置（如二极管、p-n结、信息储存、塑料传感器）（2）热、光、磁、电等敏感元件（3）根据其特点：可以作为抗静电、防腐、隐形涂层等（4）

8、根据其他特点：可以用作显像管、微波扫描等。研究背景/Background研究现状：目前对导电高分子的研究，国外有文章评价为：已经进入从青铜时代向高分子时代转型的新时期。(isintransitionfromthebronzeageto