07有机导电塑料

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导电塑料成分材料

导电塑料成分材料

导电塑料成分与应用材料:5、导电塑料的分类:按导电性分:通常电阻值在1010Ω·cm以上的称为绝缘体;电阻值在104~109Ω·cm 范围内的称作半导体或防静电体;电阻值在104Ω·cm以下的称为导电体;电阻值在100Ω·cm以下甚至更低的称为高导体。

按制作方法来分:(1)结构型导电塑料是本身具有导电性的塑料,例如,∏共轭系高分子,如聚乙炔,聚吡咯,聚苯胺和层状聚合物;但这类材料成本高、毒性大、不溶不熔,成型困难。

复合型导电塑料是经过改性的,加入抗静电剂和导电塑料,可以在较宽范围内调节导电性能;复合型导电填料可以分为:a、抗静电剂添加型;b炭黑添加型;c、金属添加型;d共混性;e表面处理型。

(2)按用途分有抗静电材料、导电材料、电极材料、超导材料和屏蔽材料。

导电材料的特点易成型,密度小,廉价,电阻率可调节。

主要应用在塑料电池,太阳能电池,屏蔽材料和光敏物质。

5.1、抗静电材料电阻率调降到107-1010Ω·m,静电剂主要为表面活性剂。

5.2、复合添加型导电塑料基体主要有PE\PVC\PS\ABS\PA\EP\PF\SiR等起载体职称作用。

5.2.1、炭黑填充型:BC为半导体材料,电阻率在10-1-103Ω·m ,吸油值(DBP) ≥1.25mlP g ,平均粒径为25~50 μm ,比表面积≥500m2P g。

经工业加工混炼后,炭黑以粒子形式分散于塑料中,随着炭黑添加量的增加,粒子间距降低,当接近或呈接触状态后,形成大量导电网络通道,使得材料的体积电阻和表面电阻降低,导电性能提高。

通常来讲,炭黑结构性越强,比表面积越大,表面活性越低,导电性能越好常用导电炭黑为乙炔炭黑,含氧氢官能团少,导电好,现在有国外超导炭黑,但炭黑只能制黑色制品,乙炔黑优于超导电炭黑。

石墨上的芳环重叠交替的∏共轭具有高导电性,机械加工过程中,结构受到破坏,导电性下降,而且机械强度低。

世界导电塑料工业进展(上传)

世界导电塑料工业进展(上传)

IonPhase® IPE® (Ionomer PoIyEIectrolyte)




离子沿聚合物链传导的三维互贯网络结构 (IPN) 具有永久抗静电性,且不随环境湿度而变化 力学性能好 透明度和可着色性好 对包装的产品无污染 可以和常用塑料共混
IonPhasE® IPE® 适合共混的材料: —PE, PP, PO’s —PS, HIPS, ABS, ABS-PC, ASA, PMMA, PA —PET-G, APET —TPE, TPE-E, TPU —SBS, SEBS ® ® IonPhasE IPE 适合常规工艺 —吹挤和薄膜铸挤成型 — 注塑 —薄片挤压成型 — 管道,线缆挤压成型 —吹塑 —纤维




工业化情况 Hyperion Catalysis International FIBRIL™系列 Nanocyl Nanocyl® 7000系列 Bayer Baytubes-C150P系列 Arkema Graphistrength™C100系列
CNT导电塑料著名制造商



Premix Thermoplastics PolyOne Corp., GE Plastics’ LNP Engineering Materials RTP Company
RTP 的CNT导电工程塑料
1.3钛酸钾晶须(Potassium Titanete Whi;(2)高耐热;(3)高耐磨; (4)低线胀系数


ICP熔体加工(ICP塑料合金)


Panipol具有领先地位 GE‘s LNP Noveon RTP Premix 其中RTP与Premix都是Panipol的合作伙伴

不同表面电阻率导电塑料的应用

不同表面电阻率导电塑料的应用

不同表面电阻率导电塑料的应用导电塑料是一种具有导电性能的塑料材料,其应用广泛且多样化。

不同表面电阻率的导电塑料在各个领域都有其独特的应用。

本文将从不同表面电阻率导电塑料的分类和特性入手,探讨其在各个领域的应用。

一、低表面电阻率导电塑料的应用低表面电阻率导电塑料的表面电阻率一般在10^-4~10^0 Ω/sq之间,具有优异的导电性能。

这种导电塑料主要应用于以下几个方面:1. 静电防护领域:低表面电阻率导电塑料作为静电防护材料,广泛应用于电子元器件、集成电路、显示器件等静电敏感设备的包装和运输中。

它可以有效地排除静电电荷,防止设备损坏。

2. 电磁屏蔽领域:低表面电阻率导电塑料在电磁屏蔽领域具有重要应用。

它可以用于制造电子设备的外壳、电磁屏蔽罩等部件,有效地屏蔽外界电磁波的干扰,提高设备的抗干扰性能。

3. 电热器件领域:低表面电阻率导电塑料可以制成电热器件,如加热板、加热管等。

其优异的导电性能可以将电能转化为热能,广泛应用于加热、保温等领域。

二、中等表面电阻率导电塑料的应用中等表面电阻率导电塑料的表面电阻率一般在10^0~10^3 Ω/sq之间,具有中等的导电性能。

这种导电塑料主要应用于以下几个方面:1. 触摸屏领域:中等表面电阻率导电塑料广泛应用于触摸屏的制造中。

触摸屏的导电层一般采用导电塑料材料,其导电性能直接影响触摸屏的灵敏度和精度。

2. 柔性电子领域:中等表面电阻率导电塑料具有良好的柔韧性和可塑性,适用于制造柔性电子产品,如可弯曲的显示屏、可折叠的电子设备等。

3. 静电涂层领域:中等表面电阻率导电塑料可以制成静电涂层,广泛应用于电子元器件的防静电处理。

静电涂层可以有效地消除或减小静电电荷的积聚,防止设备受到静电干扰。

三、高表面电阻率导电塑料的应用高表面电阻率导电塑料的表面电阻率一般在10^3~10^13 Ω/sq之间,具有较高的电阻性能。

这种导电塑料主要应用于以下几个方面:1. 防雷领域:高表面电阻率导电塑料具有良好的绝缘性能和较高的电阻性能,适用于制造防雷设备和绝缘材料。

导电塑料用途

导电塑料用途

导电塑料用途导电塑料是一种特殊的塑料材料,具有导电性能,可以在电子、电气和通信等领域中广泛应用。

它的导电性能使其成为替代传统金属材料的理想选择,具有重要的经济和环境效益。

导电塑料可以用于制造电子元器件和电路板。

在电子设备的制造过程中,导电塑料可以作为基板材料,用于连接和支持电子元器件。

与传统的硅材料相比,导电塑料具有更低的成本和更好的机械性能,可以满足高密度电路板的需求。

此外,导电塑料还可以用于制造电容器、电阻器和电感器等电子元器件,为电子设备的功能性能提供支持。

导电塑料还可以用于制造导电膜和导电涂层。

导电膜是一种薄膜材料,具有良好的导电性能和透明性,广泛应用于触摸屏、显示屏和太阳能电池等领域。

导电涂层是一种薄膜涂层,可以在非导电材料的表面形成导电层,用于防静电、屏蔽电磁干扰和提高材料的导电性能。

导电膜和导电涂层的制备过程简单,成本低廉,可以实现大规模生产,满足市场需求。

导电塑料还可以用于制造导电橡胶和导电粘合剂。

导电橡胶是一种具有导电性能的弹性材料,可以用于制造密封件、垫片和防护罩等应用。

导电橡胶具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,可以在恶劣环境下长期稳定工作。

导电粘合剂是一种具有导电性能的胶粘剂,可以用于粘接导电材料和非导电材料,实现电子元器件的连接和固定。

导电橡胶和导电粘合剂的使用可以提高电子设备的可靠性和稳定性。

导电塑料还可以用于制造防静电材料和防雷击材料。

防静电材料具有抗静电、导电和屏蔽电磁干扰的功能,可以保护电子设备免受静电损害。

防雷击材料具有良好的导电性能和耐电磁辐射性能,可以抵御雷电和电磁辐射对设备的破坏。

导电塑料的使用可以提高电子设备的安全性和可靠性。

导电塑料具有广泛的应用前景。

它可以用于制造电子元器件和电路板,制备导电膜和导电涂层,制造导电橡胶和导电粘合剂,以及制造防静电材料和防雷击材料。

导电塑料的使用不仅可以降低成本、提高效率,还可以减少对有限资源的依赖,对环境保护具有积极意义。

随着科技的不断进步和应用领域的扩大,导电塑料必将在未来发展中发挥更加重要的作用。

导电有机物问题回答

导电有机物问题回答

导电有机物导电有机物是一种特殊的有机材料,具有良好的电导性和化学稳定性。

它在电子行业、能源领域和生物医药等领域中有着广泛的应用和前景。

导电有机物是由导电聚合物、导电小分子和导电碳纳米管等多种材料组成的。

其中导电聚合物是最具有实用性和发展前景的一种。

早期的导电聚合物主要是利用聚苯乙烯、聚乙烯等高分子材料进行改性,但其导电性较差,限制了其应用范围。

2000年以后,随着导电高分子的不断研究和发展,一种新型的有机导电材料——聚3,4-乙烷基二氧噻吩(PEDOT)得到广泛应用。

PEDOT导电高分子具有较好的稳定性、可塑性和导电性能,被广泛应用于有机太阳能电池、柔性固态电容、有机场效应晶体管等领域。

除了PEDOT,还有一种有前景的导电高分子——聚噻吩(PT),其导电性能和机械机能更优异。

随着科研不断深入,导电聚合物的应用正在不断扩展。

导电聚合物与金属或其他材料复合后形成的复合材料具有良好的导电性能、力学性能和韧性,被广泛应用于当代电子技术中的导电膜、导电线、电磁干扰屏蔽等领域。

导电小分子作为另一种导电有机物,其分子的结构比较复杂,通常由许多稳定的单元组合而成。

导电小分子具有与导电聚合物相似的导电性能和独特的分子结构,在柔性电子技术中有广泛的应用前景。

与导电聚合物不同的是,导电小分子更适合制备高分辨率和高亮度的器件,比如 OLED 显示器和太阳能电池。

导电碳纳米管是一种由碳原子构成的管状纳米材料,具有极好的机械性能、导电性能和热传导性能,被广泛应用于柔性电子领域。

由于碳纳米管的可动态改变的电子结构和自身的特殊性质,它还显示出广泛的潜在应用,例如超级电容器、生物传感、纳米催化、高性能传统电池等。

总之,导电有机物在电子技术、生物医药和能源领域中具有广泛的应用前景。

随着科技的不断发展和创新,导电有机材料的应用将持续扩大和深入。

塑料制品的电子性能和导电材料应用

塑料制品的电子性能和导电材料应用

塑料制品的电子性能和导电材料应用1. 前言在当今社会,塑料作为一种广泛使用的材料,以其独特的轻便、耐用、成本低等优点在各个领域中发挥着重要的作用。

特别是近几十年来,随着科学技术的不断发展,塑料的电子性能和导电性能得到了广泛关注和研究。

本文将详细探讨塑料制品的电子性能以及导电材料在其中的应用。

2. 塑料的电子性能2.1 导电性塑料通常被认为是一种不良导电材料,然而在某些特定条件下,某些塑料材料却能表现出较好的导电性。

例如,聚苯胺、聚噻吩等共轭聚合物,它们具有较好的电子迁移率和导电性,可以用于制备导电涂层、透明导电膜等。

2.2 绝缘性塑料作为一种良好的绝缘材料,在电子器件中有着广泛的应用。

例如,聚乙烯、聚丙烯等非极性塑料具有较好的绝缘性能,常用于电缆的绝缘层。

同时,某些聚合物如聚酰亚胺,具有极高的热稳定性和良好的绝缘性能,可应用于高温环境下的绝缘场合。

2.3 半导体性除了导电性和绝缘性,塑料还具有半导体性能。

共轭聚合物如聚苯胺、聚噻吩等,其电导率介于导体和绝缘体之间,可以应用于传感器、有机发光二极管等领域。

3. 导电材料在塑料制品中的应用3.1 导电填料的添加为了改善塑料的导电性能,通常需要在塑料中添加导电填料。

常用的导电填料包括碳黑、石墨、金属粉末等。

通过控制填料的种类、粒径、含量等因素,可以调节塑料的导电性能,满足不同应用场景的需求。

3.2 导电涂层和导电膜利用导电塑料制备的涂层和膜,可以应用于电磁屏蔽、抗静电等领域。

例如,将导电聚合物涂覆在塑料制品表面,可以形成抗静电涂层,减少静电的积累。

3.3 传感器和有机电子器件塑料基底由于其轻便、成本低、易于加工等优点,在传感器和有机电子器件领域具有广泛的应用前景。

例如,将敏感元件制备在塑料基底上,可以实现对环境因素的监测。

同时,塑料基底还可以应用于有机发光二极管、有机太阳能电池等器件。

4. 总结本文对塑料制品的电子性能和导电材料应用进行了分析。

通过调控塑料的导电性、绝缘性和半导体性能,可以应用于导电涂层、导电膜、传感器等众多领域。

导电高分子材料

导电高分子材料
碘分子从聚乙炔抽取一个电子形成I3-,聚乙炔分子形成带正电 荷的自由基阳离子,在外加电场作用下双键上的电子可以非常容易 地移动,结果使双键可以成功地延着分子移动,实现其导电能力。
2000年诺贝尔化学奖得主
美国物理学 家Heeger
美国化学家 MacDiarmid
日本化学家 Shirakawa
G. MacDiarmid H.Shirakawa J.Heeger
合物导电能力,掺杂方法和条件的
不同直接影响到导电聚合物的物理 化学性能
分子导电
• 高分子的导电是在一个分子链上实现的
• 适当地控制分子链的结构,或者改变它
的局部环境,一个分子的各个区域可能 具有不同的导电行为
• 有可能制成“分子导线”、“分子电路”
和“分子器件”
导电高分子材料的应用
• 导电聚合物特殊的结构以及优异的物理化
萘基钠掺杂
电导率,S/m
1.7×10-7 4.4 ×10-3 5.5×104 1.2×105 5×103 1×105 2×104 103~104
高分子材料导电能力的影响因素
掺杂率对导电高分子材料导电能力的影响
掺杂率小时,电导率随着掺杂 率的增加而迅速增加;当达到一定 值后,随掺杂率增加的变化电导率 变化很小,此时为饱和掺杂率。
• 不过,具有共轭双键的长链并不足以造成
它的导电,要能导电必须对这种塑料动点
手脚,一则将部份电子移出,一则加入一 些电子,这种过程称为掺杂
• 如下图的小游戏提供一个简单
的模型来说明一个掺杂的聚合 物发生的状况,如果不是因为 其中有一个空洞,整个数字盘 中的数字方块就无法移动,在 掺杂过的导电塑料中也如这个 游戏一般,想象每一个数字方 块就好象是一个电子,由于有 一个空洞的存在,电子就能够 在其中顺利的移动,当然这个 模型是过度简化的

导电塑料材料

导电塑料材料

导电塑料材料
导电塑料材料是一种具有导电性能的塑料材料,它能够在保持塑料材料轻便、柔软和耐腐蚀性的同时,具备良好的导电性能,因此在电子、通讯、航空航天等领域得到了广泛的应用。

首先,导电塑料材料的导电性能主要来源于其内部添加了导电填料,如碳黑、金属粉末等。

这些导电填料能够形成导电网络,使得塑料材料具备了一定的导电性能。

而且,通过控制导电填料的添加量和分布方式,可以调控导电塑料材料的导电性能,从而满足不同领域对导电性能的要求。

其次,导电塑料材料具有良好的加工性能,可以通过注塑、挤出、压延等工艺制备成各种形状的制品,从而满足不同场合的使用需求。

而且,导电塑料材料还可以与其他塑料材料或者金属材料复合使用,形成导电塑料复合材料,从而拓展了其在工程领域的应用范围。

此外,导电塑料材料还具有良好的耐腐蚀性能和机械性能,能够在恶劣的环境条件下保持稳定的导电性能和使用性能,因此在航空航天、汽车、电子产品等领域得到了广泛的应用。

总的来说,导电塑料材料是一种具有良好导电性能、加工性能和耐腐蚀性能的塑料材料,它在电子、通讯、航空航天等领域具有重要的应用价值。

随着科技的不断发展,导电塑料材料的性能和应用范围将会得到进一步拓展,为各个领域的发展提供更加可靠的材料支持。

导电塑料导电材料的原理

导电塑料导电材料的原理

导电塑料导电材料的原理
导电塑料是一种将导电材料嵌入塑料基质中以获得导电性能的复合材料。

其原理主要包括以下几个方面:
1. 导电填料:导电塑料中的导电性能主要依靠导电填料实现。

常见的导电填料包括金属粉末(如铜粉、银粉等),碳黑,导电纤维等。

这些导电填料在塑料基质中形成一种网络结构,使得电流可以在其中流动。

2. 塑料基质:塑料基质是导电塑料的主要组成部分,其作用是提供导电填料之间的支撑结构,同时起到隔绝导电填料的作用,防止短路和不良影响。

3. 电性能调控:导电填料的添加量和其分散性对导电塑料的导电性能有着很大的影响。

适量的导电填料可以提高导电性能,但过多的填料会造成流动性降低和力学性能下降。

总之,导电塑料的导电机理主要是通过导电填料在塑料基质中形成连续的导电通路,使电流得以通过,从而实现导电功能。

导电性高分子材料-用途广泛的高分子材料(全文)

导电性高分子材料-用途广泛的高分子材料(全文)

导电性高分子材料:用途广泛的高分子材料导电性高分子材料一般分为复合型和结构型两大类。

复合型导电高分子材料,它是由导电性物质与高分子材料复合而成。

这是一类已被广泛应用的功能性高分子材料。

复合型导电高分子材料分类有很多种,根据电阻值的不同可分为:半导电体、除静电体、导电体、高导电体;根据导电填料的不同可分为:抗静电剂系、碳系(炭黑、石墨等)、金属系(各种金属粉末、纤维、片等);根据树脂的形态不同可分为:导电塑料、导电橡胶、导电涂料、导电胶粘剂、导电薄膜等;还可根据其功能不同分为:防静电材料、除静电材料、电极材料、发热体材料、电磁波屏蔽材料。

结构型导电高分子材料是有机聚合掺杂后的聚乙炔,具有类似金属的电导率。

纯粹的结构型导电高分子聚合物至今只有聚氮化硫类,其他许多导电聚合物几平均需采纳氧化还原、离子化或电化学等手段进行掺杂之后才能有较高的导电性。

其代表性产物有聚乙炔、聚对苯撑、聚吡咯、聚噻吩、聚吡啶、聚苯硫醚等。

还有一种叫做热分解导电高分子,这是把聚酰亚胺、聚丙烯腈等在高温下热处理,使之生成与石墨结构相近的物质,从而获得导电性。

这些热分解导电高分子的特征是无须掺杂处理,故具有优异的稳定性。

结构型导电高分子材料主要用途是导电材料、蓄电池电极材料、光功能元件、半导体材料。

渔用无毒导电高分子防污涂料项目简介:该产品是具有导电性能的新一代无毒防污涂料,它是建立在导电高分子应用研究取得突破进展的基础上,与传统树脂复合而制成的高科技产品。

首先要制备高性能的可溶的导电高分子材料,然后再通过相应的工艺技术与传统的树脂颜填料复合。

将该种涂料涂敷于渔具(主要是聚乙烯XX线和尼龙XX线)上,具有良好的附着性能、可使渔具具有优良的抗拉、抗拆、抗冲击能力,并极富弹性。

该产品可有效地防止藻类、蛸类等海洋生物在XX上附着而堵塞XX孔,使营养和氧分能够畅通无阻地进入XX箱内,提高养殖产量和质量。

高性能导电涂料项目简介:该项目主要进行了以超细银为导电介质的导电涂料研制,采纳超细银表面原位聚合技术,使超细银介质以超细状态分散于高分子介质中,大大提高导电涂料的防沉降性和导电介质的分散均匀性,从而提高导电性,并具有卓越的电磁屏蔽效果,对300MHz-1.8GHz的电磁波屏蔽效果达80dB;解决了超细粉体及高分子基体与溶剂的相互作用关系,解决了导电涂料引起被涂基材应力开裂的关键技术,采纳低毒复合溶剂,解决了溶剂对环境和人体的污染,解决了环保型超细导电涂料产业化和应用中的重点和关键技术:导电涂料与被涂基材的相互作用关系;超细化导电涂料的大规模机器人自动化喷涂技术;超细化导电涂料涂层均一性操纵;解决导电涂料涂装中粒子沉降而堵塞管路技术。

导电性塑料导电性塑料简介导电性塑料的具体品种

导电性塑料导电性塑料简介导电性塑料的具体品种

导电性塑料一、导电性塑料简介按塑料的导电率和体积电阻率大小不同,可将塑料分为绝缘体、半导体、导体三类。

绝缘体:体积电阻率大于10 12 Ω∙cm,或电导率小于 10 ­9 s/cm;半导体:体积电阻率介于10 6 ~10 12 Ω∙cm,或电导率介于 2~10 ­9 s/cm;导体:体积电阻率小于 10 6 Ω∙cm,或电导率大于2 s/cm。

导电性塑料是指体积电阻率小于 10 6 Ω∙cm或电导率大于 2 s/cm的一类聚合物。

至少在 20 世纪 80 年代以前,人们一直认为塑料为绝对的非导体材料。

1977 年日本学者K∙Siakawa 和 Mac∙Diarmid 首次开发出体积电阻率为 10 3 Ω∙cm 的聚乙炔;并于 1986 年将其进行双向拉伸改性处理后,导 电率可达 10 4 ~10 5 s/cm,接近于金属铜和银的导电率。

这时,人们才认识到塑料也可能成为导体,而且是 一种电的良导体。

目前,已开发的导电塑料品种有:聚苯胺 (PAn)、聚对亚苯基 (PPp)、聚乙炔 (Pa)、聚对亚苯基乙炔 (PPv)、聚吡咯 (PPy)及聚噻吩 (PTh)等。

聚合物要具有高导电性能,其结构上应具有以下条件:(1)具有共扼结构 这种聚合物的大分子主链是由交替排列的双、单键组成的重复单元,共扼键上的π 电子可以在整个分子链上离域,从而产生载流子 (电子或空穴)和输送载流子。

(2)非共扼聚合物分子间的π电子轨道相互重叠。

(3)聚合物具有电子接受体或给予体。

纯导电性树脂的实际导电性都不好,但经过掺杂处理后,导电性可大幅度提高,成为导电塑料。

不同 树脂的掺杂材料不同,如聚乙炔、聚苯基乙炔掺杂碘、五氟化砷、五氟化硼;聚噻吩、聚吡咯、聚苯硫醚 掺杂五氟化硼、五氟化砷、五氟化锑;聚苯胺、聚对亚苯基掺杂三氯化铝、质子酸。

也有聚合物不用外加 掺杂材料,具有自身掺杂的特点,如聚噻吩等。

导电性塑料具有质轻、导电性好、防腐蚀、防生锈等优点,是一类很有发展前途的导电材料。

导电聚合物

导电聚合物

定义:导电聚合物又称导电高分子,是指通过掺杂等手段,能使得电导率在半导体和导体范围内的聚合物。

通常指本征导电聚合物,这一类聚合物主链上含有交替的单键和双键,从而形成了大的共轭π体系。

π电子的流动产生了导电的可能性。

简介:没有经过掺杂处理的导电聚合物电导率很低,属于绝缘体。

其原因在于导电聚合物的能隙很宽(一维半导体的不稳定性),室温下反键轨道(空带)基本没有电子。

但经过氧化掺杂(使主链失去电子)或还原掺杂(使主链得到电子),在原来的能隙中产生新的极化子、双极化子或孤子能级,其电导率能上升到10~10000 S/cm2,达到半导体或导体的电导率范围。

导电聚合物(聚乙炔)由日本科学家白川英树最先发现,美国科学家Heeger 和MacDiarmid 也是这一研究领域的先驱。

这三位科学家由于在导电聚合物研究中的突出贡献,共同获得了2000年的诺贝尔化学奖。

种类:自1970年代第一种导电聚合物——聚乙炔发现以来,一系列新型的导电高聚物相继问世。

常见的导电聚合物有:聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯和聚双炔等。

聚乙炔是最先报道具有高电导率的、结构最简单的共轭高聚物。

1987年,德国BASF 公司的科学家改进了白川英树的聚合方法,得到的聚乙炔经碘掺杂并拉伸取向后电导率高达2×10^5西/厘米,此数值大约相当于铜电导率(6×105西/厘米)的1/3。

在相同质量的情况下,它显示出比铜高2~3倍的电导率。

由于聚乙炔具有特殊的光学、电学和磁学性质以及可逆的电化学性质,它在二次电池和光电化学电池方面显示诱人的应用前景,但最致命的弱点是它在空气中不稳定。

聚噻吩和聚吡咯具有将聚乙炔的氢用硫或NH取代的结构,尽管它们的电导率没有聚乙炔高,但其稳定性好,能够用于制备电子器件。

被称为“苯胺黑”的聚苯胺粉末早在1910年已经合成出来,然而直到从酸性的水溶液介质中通过苯胺单体的氧化聚合而制备的聚苯胺才具有较高的电导率。

导电塑料的发明

导电塑料的发明

导电塑料的发明1975年,美国费城的艾伦教授到日本访问,当他参观东京技术学院时,在一个实验室的角落里,看见一种奇异的薄膜,又像塑料但又闪着金属的银光。

于是,艾伦教授停下来好奇地询问,陪同的白川教授不以为然地说:“那是一件废品!”白川教授并介绍,这是一个外国留学生做高分子聚合实验时,由于没有听清楚要求而产生出这种莫名其妙的废品。

白川教授把它展示在实验室的角落里已经5年,作为不按照导师要求而发生“事故”的见证。

艾伦教授面对着这一件“废品”,思索片刻后毅然停止了参观,坚持要求面见出“事故”的学生,详细询问了实验的全过程。

当他得知这有机银光薄膜还真有些导电性能时,一个灵感的火火花迸发了出来:能不能发明一种能导电的塑料呢?这是一个有悖常理的大胆的设想。

自从1868年发明第一种塑料以来,各种塑料都是绝缘体,这已成定论,不信请看教科书和《辞海》等,都已明确地记载:“塑料为绝缘体。

”艾伦教授却独具慧眼,当即邀请白川教授和另一位教授到美国支共同研究。

他们用先进的设备进行了大量研究试验,并且利用精密电脑记录分析。

在经过无数次的失败后,当有一次将微量的碘加入到一种聚乙炔时(这是非常困难的),奇迹发生了,银光塑料的导电性能一下子提高了千万倍,真正成为了金属般的导电塑料。

这一成果公布后,在全世界引起了巨大的反响,三位科学家共同获得了诺贝尔化学奖。

评语:一个新发明的“契机”,在实验室的角落里放置了5 年,并且是作为一种不按照导师的要求而发生事故的“见证”,所有见过它的科学家都没有足够的敏感,对这样一个足以导致重大发明的“契机”视而不见。

直到充满“好奇”的艾伦教授凭着他对科学问题的鉴赏力而发现了这样一个“契机”,提出了一个有悖常理的大胆的设想并且深入研究,最终获得了诺贝尔化学奖。

东京技术学院的教授们对这样的“错失良机”一定是追悔莫及的。

神奇的导电塑料

神奇的导电塑料
所 以 这 些 都 可 以 利 用 导 电 塑 料 薄 膜 屏 蔽 予 以 解 决 。 此
末 .而 是 一种 酷 似 金 属 的 银 色 塑 料 薄 膜 , 与 其 说 是 塑
料 . 倒不 如说 更像 金属 。 这 一 奇 异 的 结 果 并 没 有 引 起 这 位 留学 生和 他 的导 师白川 I 教 授 的 高 度 注 意 , 因 此 他 们 没 有 对 其 作 进 一 步 深 入 细 致 的 研 究 , 使 得 他 们 与 一 个 莺 大 的科 学 发 现 失 之 交 臂 , 令 人惋 惜 。五 年之 后 , 美 国
利 用导 电塑 料代替 在 电路 巾具有 蓄 电作 , } _ } j 的液体
电容器 电解 质 , 可使 电路 的电阻 降低 到百 分 之一 以下 ,
真 的 发 生 r, 这 种 塑 料 的 导 电本 领 猛 增 了 三 干多 万 倍 !
人 和机器带 来 危险 。
3 机 器 人 部 件
导 电塑料 还可 以作 为机器 人 的人 工肌 肉 ,当J } = H电
化 学 方 法 对 某 些 导 电 塑 料 掺 杂 和 不 掺 杂 时 ,其 体 积 就 能 发生膨 胀 和收缩 . 使 机器 人的 四肢进 行 必要 的运 动 。
品 体 管 及 高 效 太 阳 能 电 池 。 它 的 导 电 性 能 跨 越 r绝 缘 体 — — 半 导 体 — — 导 体 三 种 状 态 , 闪 此 应 用 前 景 非 常 广 阔 。 目 前 的 太 阳 能 电 池 是 南 硅 和 其 他 半 导 体 材 料 制 成 . 不仅 成本 高 , 效率 还很低 下 , 若改 J } j 导电塑料 薄 膜 , 则 可 以 采 用 压 制 薄 膜 切 割 法 .生 产 出大 量 廉 价 的 高 效

有机导电材料复习资料

有机导电材料复习资料
导电高分子特点: 导电性、聚合物所特有的成膜性、透明性、黏着性等。加工成形方便, 能加工成各种所需的形状。导电聚合物在导电涂料、导电胶、导电薄膜、 导电塑料、导电橡胶、导电电气部件等方面得到广泛应用。
结构型导电高分子
根据导电载流子的不同,结构型导电高分子有两种导电形式: 电子导电和离子传导。对不同的高分子,导电形式可能有所不 同, 但在许多情况下,高分子的导电是由这两种导电形式共同引起 的。如测得尼龙-66在120℃以上的导电就是电子导电和离子导 电的共同结果。 四类聚合物具有导电性:高分子电解质、共轭体系聚合物、电 荷转移络合物和金属有机螯合物。其中除高分子电解质是以离 子传导为主外,其余三类聚合物都是以电子传导为主的。
有机固体材料
有机导体材料: 小分子导体,导电高分子 有机磁性材料 有机发光材料-----有机发光二极管(OLED) 有机光电材料----有机太阳能电池
纳米科学技术及其应用 纳米表征技术: 光谱表征
显微镜、探针表征:STM、AFM ,TEM、 SEM 基本原理、 应用(制样、应用范围)
有机固体主要是指研究功能有机分子和高 分子的合成、组装及其凝聚态的结构,光、 电、磁等物理功能和现象及其产生的机制, 以及由此形成的有机和高分子功能材料在 光, 电子、微电子等器件方面的应用。
(1) 共轭聚合物的电子导电
共轭体系的导电机理 共轭聚合物是指分子主链中碳—碳单键和双键交替排列的聚合物,典型代表是聚乙炔: -CH = CH- 由于分子中双键的π电子的非定域性,这类聚合物大都表现出一定的导电性。
具有导电性的共轭体系必须具备两条件。 第一,分子轨道能强烈离域; 第二,分子轨道能互相重叠。满足这两个条件的共轭体系聚合物,便能通过自身 的载流子产生和输送电流。 在共轭聚合物中,电子离域的难易程度,取决于共轭链中π电子数和电子活化能 的关系。理论与实践都表明,共轭聚合物的分子链越长,π电子数越多,则电子 活化能越低,亦即电子越易离域,则其导电性越好。
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孤子充当载流子,便是有机塑料导电的灵 魂。
导电塑料的品种
• • • • • • 聚乙炔 聚对苯撑乙炔(PPV) 聚噻吩(PTH) 聚对苯撑(PPP) 聚吡咯(PPy) 聚苯胺(PANI)
发展及应用前景
• • • • • 解决导电聚合物的加工和稳定性方面 提高电导率 自掺杂和不掺杂导电聚合物 非线性聚苯 在分子水平研究和应用导电聚合物,开发 新的电子材料和相应的元器件
导电机理
共轭大π键体系
聚乙炔分子键
然而, 未经掺杂处理过的聚乙炔是不导电的 这是为什么呢?
• 在一维晶格中碳原子的PZ轨道分裂成能带, 能带中的能级数为碳原子数N,考虑到电子 自旋,该能带可容纳2N个电子。每个碳原子 提供一个π电子,N个π电子占据该能带的 一半。如此,该材料应呈金属性。然而,实验 测量结果表明,本征的聚乙炔不是导体,而是 绝缘体。
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创作人员 (排名不分先后) 曲兴富 马 元 于瑞光 监制 汪波老师 特别鸣谢 杨乃亮
聚乙炔
●最简单的导电聚合物。 ●通过改变溶剂或添加剂的种类及稀土/烷基铝的比率获得 了有纤维状结构的聚乙炔薄膜。
★不足:聚乙炔中的共轭双键易与空气中的氧气发生反应 生成羰基化合物,导致其共轭结构被破坏,从而 降低其导电率。
理论推测与实验结果不符的原因在于碳原 子等二聚化 状态。
与等间距排列相比,晶格常数由a增为2a;布里渊区缩小 一倍,由-1/2a~1/2a缩小为-1/4a~1/4a,能带一分为二 能带中央出现的禁 带将二聚化前半填 满能带的电子能量 下压,使系统的能量 降低。
聚对苯撑乙炔
●英文名称为Poly-(P-phenylenevinyle), 其分子式为:
C H C H
*
n
●π-π共轭型导电高分子
●可做为电致发光材料
聚噻吩
●英文名称为Polythiophenes,其分子式为:
●可溶解、高电导率
*
和高稳定性 等特点的新型导电高分子。
S
*
n
聚对苯撑
●英文名称为Polyparaphenylene,其分子式为:
导电材料的新领域:
有机导电塑料
• 美国科学家艾伦·黑格、艾伦· 马克迪尔米德 以及日本科学家白川英树由于在导电聚合物 领域的开创性贡献,荣获2000年诺贝尔化 学奖。
白川英树
艾伦· 马克迪尔米德
艾伦·黑格
开创的新视角——塑料,即有机聚 合物是可以导电的
他们通过掺杂使聚乙炔薄膜的电导 率提高了十二个量级,达到 3 -1 10 (Ω·cm) ,成为良导体,从而出 现了导电聚合物继而人们发现取向 掺杂聚乙炔膜的电导率能高达 5 -1 10 (Ω·cm) ,可与铜媲美。
• 简而言之,这种二聚体就是单双键交替的 大共轭体系。 • 测量结果表明,反式聚乙炔的禁带宽度约为 1.5eV,与半导体材料硅、GaAs的禁带宽度 相当(硅的禁带宽度为1.12eV),其电导率与 半导体相似,被称为半导体聚合物。
• 反式聚乙炔有两个能量最低的二聚化状态 (基态)A相和B相,其结构对称
• 两相交接处的畴壁被称为孤子(Soli-ton)。 若孤子左侧的单键与其相邻的双键交换位 置,则孤子向左发生了移动。带电孤子在电 场的作用下将会发生迁移。 • 理论计算表明,孤子的迁移率约为 200cm2/V·s。
• 聚乙炔分子链的电荷可以由掺杂产生。 当材料中掺入施主杂质(如I2、AsF5)时,形成 负电孤子,掺入受主杂质(如Na、K),则形成 正电孤子。聚乙炔分子链的电荷也可以由 光照产生。光照可以使某分子链中的电子 激发到另一分子链中,从而形成正电孤子和 负电孤子。
* *
n
●具有较高的导电性,可进行n型和p型掺杂。 ●在电化学上也显示出有趣的特性。
聚吡咯
●英文名称为Polypyrroles,其分子式是:
* N
*
n
●用于导电的聚吡咯为3 位取代PPy的衍生物。 ☆已经分别合成了聚(3 -烷基吡咯) [ Poly(3- alkylpyrroles)] 聚(3-烷基噻吩吡咯) [ Poly(3-alkylthiopyrroles)] 等。
·1974年首次聚合成聚乙炔薄膜,为绝缘体。
近 三 十 来 的 发 展 历 程
·1977年,通过掺杂使聚乙炔薄膜成为良导体,可以与铜媲美。 ·1979年提出孤子理论,较好地解释了聚乙炔的异常特性。 ·1987年用有机小分子薄膜材料研制成有机发光二极管, 1990年研制成功有机发光二极管(OLED) 。 ·1995年研制成一种新型聚合物发光器件(LEC),工作电压可低于3V, 并且可用铝作电极。 ·2000年,用高质量的多并苯有机分子晶体制成场效应管, 观察到分数量子霍尔效应,并制成电注入有机激光器。 ·2001年研制成有机分子场效应管,推动了分子电子学的新进展。
聚苯胺
●英文名称Polyaniline,其分子式为:
*
H N
*
n
●与其他导电高分子相比的特点 ☆ 结构多样化 ☆ 良好的导电性和稳定性 ☆ 特殊的掺杂机制,通过质子酸掺杂 ●目前最受关注的三大导电高分子品种 (聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩)之一
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