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1、第30卷第3期特种橡胶制品Vol.30No.32009年6月SpecialPurposeRubberProductsJune2009综述填充型导电高分子材料的研究进展12*孙业斌,张新民(1北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室,北京100029;2科学技术部高新技术发展及产业化司,北京100862)摘要:简要介绍了导电聚合物的分类及特点,重点论述了填充型导电高分子材料的分类、导电机理以及提高其导电稳定性的方法,并对填充型导电复合材料的发展方向提出了建议。关键词:填充型导电高分子材
2、料;导电机理;导电稳定性中图分类号:TQ3301文献标识码:A文章编号:1005-4030(2009)03-0073-0510传统高分子材料的体积电阻率一般介于l0比较,导电复合材料具有加工性好、工艺简单、耐20~10cm之间,一直作为电绝缘材料使用。腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等优点。根据加自从1977年,美国化学家MacDiarmid、物理学家入基体聚合物中导电成分的不同,复合型导电高[1][7]Herger和日本化学家Shirakawa教授发现掺分子材料可分为2类:填充复合型导电高分子杂
3、聚乙炔具有良好导电性后,世界各国科学家纷材料和共混复合型导电高分子材料。纷投入到导电聚合物的研究当中,各种有机导电填充复合型导电高分子材料一般是将抗静电聚合物相继出现,其应用范围也日益扩大,广泛应剂及各种导电材料加入到基体聚合物中复合而[8]用于各种家用电器、航空航天、抗静电涂料、雷达成。抗静电剂多为极性或离子型表面活性剂;[2,3]吸波材料、电磁屏蔽材料和传感器等方面,极导电材料主要有碳系材料、金属系材料、金属氧化大地丰富和改善了人们的生活。物系材料、各种导电金属盐类物质以及复合填料等。共混复合型导电高分子材料是
4、将亲水性聚合1导电聚合物的分类物或结构型导电高分子与基体高分子进行共混,按照材料结构和制备方法的不同可将导电高它们是抗静电材料和电磁屏蔽材料的主要用料,[4]分子材料分为2大类:一类是结构型(或本征其用途十分广泛。型)导电高分子材料,另一类是复合型导电高分子2填充型导电复合材料的制备及种类材料。结构型导电高分子材料是指高分子本身或少填充型导电聚合物复合材料通常是将不同性量掺杂后具有导电性质的高分子材料,一般是电能的无机导电填料掺入到基体聚合物中,经过分子高度离域的共轭聚合物经过适当电子受体或供散复合或层积复合等
5、成型加工方法而制得。根据[5]体进行掺杂后制得的。结构型导电复合材料本导电填料的不同,填充型导电聚合物复合材料可身刚度大,难熔、难溶,成型困难,掺杂剂多数毒性分为炭黑填充型、金属填充型、纤维填充型等。[6]大,导电稳定性差,成本较高,实用价值有限。2.1炭黑填充型复合型导电高分子材料是以高分子聚合物作基炭黑不仅价格低廉、导电性能持久稳定,而且体,加入相当数量的导电物质组合而成的,兼有高可以大幅度调整复合材料的体积电阻率(1~8分子材料的加工性和金属导电性。与金属材料相10cm)。因此,由炭黑填充制成的复合导电
6、高分子材料是目前用途最广、用量最大的一种导收稿日期:2009-01-23[9]作者简介:孙业斌(1985-),男,山东青岛人,硕士研究生。电材料,主要用于抗静电材料,也可作为面状发*通讯联系人。热体、电极材料及电磁屏蔽材料等应用。74特种橡胶制品第30卷第3期复合材料导电性与填充炭黑的填充量、种类、有:金、银、铜、镍等细粉末、片状、箔状或加工成金粒度、结构及空隙率等因素有关,一般来说粒度越属纤维状物。金、银贵金属虽然有优异的稳定性,小,孔隙越多,结构度越高,导电值就越高。乙炔但价格昂贵,仅限用于军工等特种用途;
7、铜和镍类[10]炭黑是人们常用的一种导电炭黑。焦冬生等填充剂价格较低,但存在因氧化而降低导电性能研究了乙炔炭黑填充量对硅橡胶导电性能的影和在有机基体中不易分散的缺点,虽然如此,金属响。结果表明:试样体积电阻率随乙炔炭黑用量填充型导电材料还是以低体积电阻率,良好的导的增加呈现降低趋势,用量超过30份时,橡胶的电性而被广泛应用在导电芯体开关、传感器及电体积电阻率迅速减小;当乙炔炭黑用量大于40份磁波屏蔽等领域。时,橡胶的体积电阻率下降趋缓,体积电阻率最小为克服铜的易氧化性和不易分散的缺点,欧[11][16]值不大于4.
8、5cm。万影用实验证实了结构阳玲玉将钛酸偶联剂加入到铜粉导电橡胶中。度高的乙炔炭黑、炭黑N234复合材料的导电性结果表明,钛酸偶联剂通过与树脂之间形成化学优于结构度低的N550导电性。导电炭黑的性能桥键,在环氧树脂基体的界面与铜粉之间架起!分直接影响复合材料的电性能,为进一步提高其导桥∀,从而起到了分散和防氧化作用,提高了铜粉电性,国内外科研人员研究并开
