导电高分子综述.doc

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1、导电高分子材料及其应用摘要：导电高分了材料具有密度小、易加T、耐腐蚀、可大面积成膜，以及电导率可在绝缘体•半导体-金属态（10-9到105S/cm）的范围里变化。所以自从1977年来，导电高分了材料的研究受到了普遍的重视和发展。木文介绍了国内外导电高分子材料的分类、特点、应用及近年来研究发展的概况。同时还展望了导电高分了有待发展的方向。关键词：导电高分子;分类；应用1导电高分子简介20世纪70年代，白川英树、Heeger和MacDiarmid等人首次合成了聚乙烘薄膜，后来又经掺杂发现了可导电的高聚物，这就是导电高分子材料。经过40多年的发展，导电高分了材料也从最初的聚乙炊发展到聚苯

2、胺、聚毗咯、聚唾吩等数十种高分了材料，成为金属材料和无机导电材料的优良替代品。［1］但是导电高分了在变形过稈屮不仅仅存在弯Illi移动,而且还会产生蠕动现彖，在器件的层间会发生快速分层的行为，溶剂易于挥发，使用寿命有限、低的能量转换效率等等缺点使其在应用屮具有难以突破的难点技术。⑵2高分子材料的分类及导电机理导电高分了材料通常是指一类具有导电功能（包括半导电性、金属导电性和超导电性）、电导率在10-6S/cm以上的聚合物材料。按照材料结构和制备方法的不同可把导电高分了材料分为结构型（或木征型）导电高分了材料和复合型导电高分了材料两大类。2.1结构型高分子导电材料结构型高分了导电材料

3、。是指高分了结构本少或经过掺杂Z后具有导电功能的高分了材料。最早发现的结构型高分子聚合物是用碘掺杂后形成的聚乙规。这种掺杂后的聚乙规的电导率高达105S/cmo后来人们乂相继开发出了聚苯硫醯、聚毗咯、聚唾吩、聚苯胺等导电高分子材料。这些材料掺杂后电导率可达到半导体甚至金属导体的导电水平。结构型高分子导电材料用于试制轻质册料蓄电池、太阳能电池、传感益件、微波吸收材料以及试制半导体元器件等⑶。但目前这类材料由于还存在稳定性差（特别是掺杂后的材料在空气屮的氧化稳定性差）以及加T成型性、机械性能方面的问题，尚未进入实用阶段。2.1.1聚乙规（PA）纯净聚乙焕掺进施主杂质（碱金属（Li、Na

4、、K）等）或受主杂质（卤索、AsF5、PF5等）后才能导电。与半导体不同的是，掺杂聚乙焕导电载流了是孤子。聚乙规是目前世界上室温下电导率最高的一种非金属材料，它比金属质量轻、延展性好，可用作太阳能电池、电磁开关、抗静电汕漆、轻质电线、纽扣电池和高级电了器件等。[1]2.1.2聚苯胺（PAn）它是共扼聚合物屮少数稳定的高聚物之一，具有高电导率。聚毗咯膜在空气屮具有良好的稳定性，但力学性能不理想。[1]2.13聚毗咯（Ppy）聚唾盼薄膜的密度、电导率均有最佳值。由于其衍生物比聚唾吩木身电导率更高，因此被广泛研究，主要用于电化学领域。[1]2.1.4聚I麋吩（PTi）它具有良好的环境稳定

5、性，易制成柔软坚韧的膜且价廉易得，乂可进行溶液和熔融加工,再加上其独特的化学和电化学性能，已成为最有应用价值的导电高分了材料•[1]2.2复合型高分子导电材料复合型高分了导电材料。由通用的高分了材料与各种导电性物质通过填充复合、表面复合或层积复合等方式而制得⑷。主要分为以下两种。2.2.1洪黑添加型导电高分了材料炭黑不仅价格低廉、导电性能持久稳定，而且可以人幅度调敕复合材料的体积电阻率。因此，由炭黑填充制成的复合导电高分了材料是目前用途最广、用量最大的一种导电材料。2.2.2金属添加型导电聚合物这类导电翔料具有优良的导电性，比传统的金属材料重量轻、易成型、生产效率高、成本低。常见的

6、金属类导电填充剂有金、银、铜、银等细粉末。3导电高分子材料的应用3.1用于防静电和电磁屏蔽方面导电高聚物最先应用是从防静电开始的。将特定比例的十二烷基苯磺酸和对甲苯磺酸混合酸掺杂的PANI与聚（丙烯腊•丁二烯■苯乙烯）树脂（ABS）共混挤出，制备了杂多酸掺杂PANI/ABS复合材料，通过现场聚合的方法在透明聚酯表面聚合了一层导电PANI,表面电阻可控制在106~109Q[5]o掺杂能提高PANI的屏蔽效能。3.2导电高分子材料在芯片开发上的运用在各种带有微芯片的卡片以及条码读取设备上，高分了聚合物逐渐取代硅材料。册料芯片的价格仅为硅芯片的1%-10%，并且由于其具有可溶性的特性而更

7、易于加工处理⑹。目前国际上已经研制出集成了儿百个电了元器件的槊料芯片，采用这种导电敎料制造的新款芯片可以大大缩小计算机的体积,提高计算机的运算速度。3.3显示材料屮的导电高分子材料有机发光二极管是由一层或多层半导体有机膜，加上两头电极封装而成。在发光二极管的两端加上3伏~5伏电压，负极上的电子向有机膜移动，相反，与有机膜相连的正极上的电了向负极移动,这样产生了相反运动方向的正负电荷载体，两对电荷载体相遇，形成了“电T-空穴对”，并以发光的形式将能量释放［6］。由于它发