导电高分子conductingpolymers

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1、导电高分子ConductingPolymers雷良才教授化学与材料科学学院辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers一、导电高分子分类二、本征型导电高分子的发现三、本征型导电高分子的特性四、本征型导电高分子的应用五、导电高分子聚苯胺六、导电高分子材料发展与展望七、离子导体高分子辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers第一节导电高分子分类复合型导电高分子本征型导电高分子离子导体高分子辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers1.复合型导电高分子聚合物+导电填料

2、（碳纤维、碳粉、金属粉末等）导电橡胶、导电涂料、导电粘合剂、电磁波屏蔽材料、抗静电材料等辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers2.本征型导电高分子本征型导电高分子本身具有导电性，即聚合物结构本身提供导电载流子3.离子导体高分子高分子固体电解质辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers辽宁石油化工大学第二节本征型导电高分子的发现1974年筑波大学H.Shirakawa研究小组在实验中偶然合成出具有金属光泽的聚乙炔。白川英树，1961年东京工业大学，毕业并后留校任教，1976年宾

3、夕法尼亚大学留学。1979年筑波大学任副教授，1982年升为教授。辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers麦克迪尔米德（AlanG.MacDiarmid，1929～）1927年，新西兰出生。先后于新西兰大学、威斯康星大学、英国剑桥大学学习。1955年宾夕法尼亚大学任教。化学家，发表六百多篇学术论文、二十项专利。辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers黑格（AlanJ.Heeger）1936年生于美国，1961年加州大学伯克利分校物理博士学位。1962年至1982年宾夕法尼亚大

4、学教授。1983年加州大学圣芭芭拉分校任高分子及有机固体研究所所长。专利40余项．发表论文600余篇。1990年创立UNIAX公司。（UNIAX，发光二极管，现属杜邦）辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers1977年，美国化学家MacDiarmid，物理学家Heeger和日本化学家Shirakawa首次发现掺杂碘的聚乙炔具有金属的特性。并因此获得2000年诺贝尔化学奖。辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers聚乙炔聚吡咯聚噻吩聚苯胺聚苯nnnn聚对苯乙烯典型导电高分子导电高

5、分子ConductingPolymers辽宁石油化工大学第三节本征型导电高分子的特性1、主链共轭结构共轭π键主链结构电子离域分子轨道重叠共轭碳链越长，π电子数越多，电子离域越大，导电性越好。辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers2、导电性辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers3、参杂纯净共轭聚合物电导率并不高，当聚乙炔曝露于碘蒸气中进行氧化反应后，电导率提高10多个数量级达到103S/cm。这种现象称为掺杂（doping）氧化还原掺杂：可通过化学或电化学手段来实现质子酸掺

6、杂：一般通过化学反应来完成辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers导电高分子掺杂是一种分子内的氧化还原过程，掺杂量一般在百分之几到百分之几十之间，参杂剂不参与导电，仅作为对离子存在，掺杂过程完全可逆。常规半导体掺杂是原子的替代，掺杂量仅有万分之几，掺杂剂参与导电，掺杂不可逆。辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers聚乙炔电导率与掺杂剂浓度的关系掺杂方法和条件影响导电性能辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers绝缘体—半导体—金属态10-9－－－－－105

7、s/cm载流子：孤立子、极化子、双极化子导电性：极化子或孤立子的移动和跃迁4、载流子辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers5、电致变色辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers6、可加工行和稳定性可加工性高度共轭的刚性聚合物，不溶、不熔稳定性暴露于空气中，电导率逐渐下降改进方法通过改进掺杂剂品种和掺杂技术（增塑），采用共聚或共混的方法，克服导电高分子的不稳定性，改善其加工性。导电高分子ConductingPolymers辽宁石油化工大学第四节本征型导电高分子的应用本征型导电聚

8、合物的特异性能，使其在二次电池、光电器件、传感器、电磁屏蔽、隐身技术等方面都得到应用。辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers1、二次电池已实现商品化：聚苯胺为阳极、Li-Al为阴极的聚合物二次电池。充放电寿命达千次以上、可长期保存辽宁石油化工大学导电高分子ConductingPolymers2、防腐蚀涂料研