渗流理论在复合型导电高分子材料研究中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2006年2月渗流理论在复合型导电高分子材料研究中的应用·l3·渗流理论在复合型导电高分子材料研究中的应用杨建高，刘成岑，施凯(太原理工大学化学化工学院。山西太原030024)摘要：介绍了近年来渗流理论在导电复合材料机理研究中的应用和最新进展；系统分析了目前比较流行的几种渗流理论模型与实际研究体系的差异；提出了由于影响导电机理因素的多样性和复杂性，因而只有将各种理论模型有机结合。并通过对其进行进一步的修正、完善，才能对导电网络形成机制作出满意的解释。关榔弓：渗流理论，导电

2、机理，导电高分子材料中图分类号：TQOl文献标识码：A文章号：1006—253x(2006)02-013-5APPIJ-CA【ONOFPERCOLAnONI啊ORYFORSIII7DYOFCOMP0s]盯ECONDUCITl，EPo姗luCML1ERIAISYangJiangao，LiuChengcen，ShiKai(ChemistryandChemicalEngineeringCo~ege，TaiyuanUnive~ityofTechnology，Taiyuan，Shanxi，030024)：Applicationa

3、ndprogressofpercolationtheoryintheprocessofstudyforconductionmechanismofconductivecompositeswereintroduced．Thediferencesbetweenrealsystemandseveralpresentlyprevalentpercolationtheorymodelswereanalysedsystematically．Webringforwardabetterinterpretationoftheformati

4、onmechanismoftheconductivenetworkmustbeonthebasisoforganicunityandamendofseveralpercolationtheorymodelsbecauseofthemultiformityandcomplexityofefectfactorsforconductionmechanism．I~：percolationtheory，conductionmechanism，conductivepolymercomposite1957年。数学家J．M．Hamme

5、rsley研究流体在无在复合型导电高分子材料研究中比较流行的几种渗流序多孔介质中流动时首次提出了渗流理论的概念。研模型：统计渗流模型、界面热力学模型、有效介质模型究表明，复合型导电高分子材料也存在渗流现象，即材以及双渗流模型等，并对各种理论模型进行了分析、比料的电导率不是随导电粒子的体积分数成正比例地增较。加，而是当导电粒子的体积分数增大到某一临界值时，其电导率突然增加，变化幅度可达lO个数量级；此后，1统计渗流模型随导电粒子体积分数的增加电导率缓慢增加，这种现象被称为导电渗流现象，相应的导电粒子体积分数的1．1Kir

6、kpatrick、Bueche模型临界值称为渗流阈值。复合型导电高分子作为一种新2O世纪7O年代，Kirkpatrickt。J首先将经典统计渗型的功能性高分子材料，用途极为广泛，其导电机理的流模型应用于二元复合导电体系，他把导电粒子在复研究也越来越引起人们极大的兴趣。本文主要介绍了合体系中的排列视为二维或三维的点或键的有规则排维普资讯http://www.cqvip.com中问体·l4·ChemicalIntermediate2006年第2期列，当导电粒子在点或键上的占有率达到某一临界值生突变，Gurland称这种现象

7、为“渗滤效应”。他认为问时，导电网络便形成了，电导率可以表示为：题的关键是，当聚合物网络中导体填料达到某种浓度=(V—Vc)时，渗滤概率，即该填料组分成为无穷连续网络之一环式中，仃、仃。分别为复合材料和导电填料的电导节的概率才不为零。他的计算结果为nl=1．421．55率，为填料的体积分数，C为填料临界体积分数，区间，此值几乎与填料的类型无关，颇令人信服。Aha_x为与体系维数相关的系数(对于二维体系x=1．3，对roni{~的研究结果发现，在导电粒子形成的过程中，当粒于三维体系x=1．9)。并推断出对于球状粒子，只有

8、体子之间的接触数m=l时，开始形成导电网络；当m=2积分数达到16％以上时，才会形成导电网络。该模型时，连续导电网络基本形成，粒子数目的增加对电阻率不仅可以用于计算电导率，还可以通过计算x，1，从的影响不大，并给出如下关系式：而得到粒子在体系内的分布状况。Gubbels[21在研究(／)=2PE／CB复合导电体系时发现，当碳黑粒子