导电高分子材料的应用、研究状况及发展趋势
导电高分子材料的研究进展及其应用
导电高分子材料的研究进展及其应用摘要：本文讲述了导电高分子材料的起源、分类以及特点。
综述了导电高分子材料的研究进展及其在各个领域的应用。
关键词导电高分子研究进展应用一、引言1958 年Natta 等人合成了聚乙炔，但是当时并没有引起其他科学家的足够重视。
自从1977年美国科学家黑格（A.J.Heeger）和麦克迪尔米德（A.G.MacDiarmid）和日本科学家白川英树（H.Shirakawa）发现掺杂聚乙炔（Polyacetylene,PA）具有金属导电特性以来[1]，有机高分子不能作为电解质的概念被彻底改变。
现在研究的有聚乙炔(Polyacetylene, PAC)、聚吡咯(Polypyrroles,PPY)、聚噻吩(Polythiophenes, PTH)、聚苯胺(Polyaniline,PAN)、聚对苯(Polyparaphenylene, PPP)、聚并苯(Polyacenes,PAS)等,具有许多特殊的电、光、磁和电化学性能。
也因此诞生了一门新型的交叉学科-导电高分子。
这个新领域的出现不仅打破了高分子仅为绝缘体的传统观念,而且它的发现和发展为低维固体电子学,乃至分子电子学的建立和完善作出重要的贡献,进而为分子电子学的建立打下基础,而具有重要的科学意义。
所谓导电高分子是由具有共轭∏键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。
它完全不同于由金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电塑料。
导电高分子具有特殊的结构和优异的物理化学性能使它在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件, 以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。
因此, 导电高分子自发现之日起就成为材料科学的研究热点。
经过近30多年的发展，导电高分子已取得了重要的研究进展。
二、导电高分子材料的分类按照材料结构和制备方法的不同可将导电高分子材料分为两大类:一类是结构型(或本征型) 导电高分子材料,另一类是复合型导电高分子材料。
导电高分子材料的发展现状及未来发展趋势
ｌ ＿ ２ 结构型导电高分子材料。是指高分子结构本身或经过掺杂之后 具有导电功能的高分子材料。 根据电导率的大小又可分为高分子半导 体、 高分子金属和高分子超导体。按照导电机理可分为电子导电高分 子材料和离子导电高分子材料。 电子导电高分子材料的结构高分子材料分类 导电高分子材料可以通过产生的方式和结构的不 同分为复合 型 材料与结构型材料两类 ， 这两类材料虽然具有较为相似的特 陛， 但是
也存在着较大的差别 ， 而且应用的方向和范围也有所不 同。正确认识 这两种导电高分子材料 的特 和特 性， 能够使对其的应用更加科学化 和合理化。下面将对这两种材料分别进行研究。 １ ． １ 复合型导电高分子材料。由通用的高分子材料与各种导电性物
电池具有易生产加工成膜 、 可绕曲、 小型轻便 、 能量高等特点 ， 如果解 决 了有机物的耐久性和高压下有机溶剂的稳定性问题 ， 那么以导电高 分子材料为基础的二次电池就有可能实现商品化。 ２ ． ３ 导体 。将金属粉 、 炭黑等导体粉末与高分子材料经过填充复合 、
表面复合等方式进行合成 ， 就可制成具有导电性的高分子材料。经复 合合成的导电高分子材料与传统金属导体相比具有如下优点 ： 加工性 能强 ， 适于更多场合的应用 ； 耐腐蚀 、 弹性高 、 密度低 ； 电导率可调节 ， 使用范围相对更广 ， 方便实际应用 ； 适于批量生产 ， 价格便宜。导电高 例如柔韧性好、 电导性高、 易 质通过填充复合 、 表面复合或层积复合等方式而制得。主要品种有导 分子作为超级电容器 电极拥有很多优点 ， 电塑料 、 导 电橡胶 、 导电纤维织物 、 导 电涂料 、 导电胶粘剂 以及透明导 加工而且可被制成薄膜 。很多导电高分子材料显示 出高比容量 和电 电薄膜等。 其 性能与导电填料的种类 、 用量、 粒度和状态以及它们在高 容 ， 并且可以在—个高相对速度下传递能量 ， 但是作为超级 电容器电 分子材料中的分散状态有很大的关系。常用的导电填料有炭黑 、 金属 极 的主要觇 就是循环使用寿命短。 ２ ． ４ 药物释放 。导 电高聚物的掺杂和脱杂过程实际上是一个对阴离 粉、 金属箔片、 金属纤维 、 碳纤维等。 子嵌入和脱嵌入过程 ， 离子电疗法是借助电化学过程来驱动药物通过 皮肤而进入体内， 利用这两点就可 以制作一种含药物的导电高分子电 池， 接通电流的时候药物就能释放 出来 ， 并通过皮肤而进入血液。 聚吡 咯是在这方面研究最早也是应用最广泛的一种导电高分子。 有线型威面型大共轭体系 ，在热或光的作用下通过共轭 竹电子的活 ３ 导 电高分 子实 用化发 展趋 势 化而进行导 电， 电导率一般在半导体的范围。采用掺杂技术可使这类 下面对其有待发展的方面进行研究和展望。 材料的导电性能大大提高。如在聚乙炔中掺杂少量碘， 电导率可提高 ３ ． １ 解决导 电高聚物的加工性和稳定性。现有 的导 电高分子聚合物 １ ２ 个数量级 ， 成为“ 高分子金属” 。经掺杂后的聚氮化硫 ， 在超低温下 可转变成高分子超导体。 结构型导电高分子材料用于试制轻质塑料蓄 电池 、 太阳能 电池 、 传感器件 、 微波吸收材料以及试制半导体元器件 等。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 气中的氧化稳定性差） 以及加工成型性、 机械陛能方面的问题 ， 尚未进 入实用阶段。 ２ 导 电高分 子材 料 的应 用 导电高分子材料 的应用是对其进行研究和生产 的主要 目的 ， 其
导电高分子材料的应用研究状况及发展趋势
导电高分子材料的应用研究状况及发展趋势导电高分子材料的应用非常广泛。
首先，导电高分子材料在电子器件领域具有重要应用。
它们可以作为导电层、电极材料或者作为接触材料应用于OLED、OPV、OFET等器件中，改善器件的性能和稳定性。
其次，导电高分子材料在光电器件方面也有广泛应用。
例如，导电高分子材料可以用作透明电极在柔性有机太阳能电池中，提高电池的可弯曲性和稳定性。
此外，导电高分子材料还可以应用于能源存储领域，例如作为超级电容器的电极材料，提高超级电容器的能量密度和功率密度。
另外，导电高分子材料还可以用于生物传感领域，通过改变电荷转移性质来检测生物分子的存在。
在导电高分子材料的研究领域，目前主要集中在材料合成和性能改进方面。
为了实现导电性能，研究人员通常引入导电性的官能团或者直接制备掺杂型高分子材料。
例如，通过掺杂含有高度共轭结构的杂化分子到高分子材料中，如对苯二甲酸二甲酯（PTCDI）或者卟吩类分子，来提高导电性能。
此外，研究人员还通过优化高分子材料内部的相结构，改善材料的导电性能。
导电高分子材料的发展趋势主要包括以下几个方面。
首先，对于导电高分子材料的研究将趋向于合成方法和材料设计的精确化。
研究人员将继续探索不同的化学合成方法和材料设计策略，以获得具有高导电性能和稳定性的导电高分子材料。
其次，导电高分子材料在柔性电子领域的应用将得到进一步拓展。
随着柔性电子器件的发展，导电高分子材料将成为一个重要的研究和应用领域。
此外，为了提高导电高分子材料的性能和稳定性，研究人员也将继续通过掺杂、界面改性等手段来改进材料性能。
最后，值得注意的是，导电高分子材料仍然存在一些挑战。
首先，导电高分子材料的导电性能相对较差，需要进一步提高。
其次，导电高分子材料的稳定性也需要改进，特别是在长时间使用和极端环境下的应用中。
另外，导电高分子材料的成本也需要进一步降低，以促进其在大规模应用中的普及。
综上所述，导电高分子材料具有广泛的应用前景，在电子器件、光电器件、能源存储、生物传感等领域都有重要作用。
导电高分子材料的进展及应用
导电高分子材料的进展及应用近年来，随着电子信息技术的迅猛发展，导电高分子材料越来越受到人们的关注。
导电高分子材料不仅具有普通高分子材料的优良性能，还具有良好的导电性、导热性、光学特性和机械性能。
在传感器、聚合物太阳能电池、有机发光二极管、导电墨水等领域具有广泛的应用前景。
目前，导电高分子材料的研究热点主要包括三大方面：第一，寻求新型导电高分子材料，如类金属、碳基高分子材料等，以提高材料的导电性和稳定性；第二，研究合成导电高分子材料的新方法，如单体共聚合法、离子液体法等，以提高材料的性能和制备效率；第三，开发导电高分子材料的新应用，如导电隔热材料、柔性电子器件等，以拓宽其应用范围。
其中，类金属和碳基高分子材料是当前研究的重点。
类金属高分子材料由于具有良好的导电性和机械性能，已被广泛应用于传感器、聚合物太阳能电池等领域。
碳基高分子材料因其具有嵌入式的碳元素，不仅具有好的导电性和机械性能，还具有优异的化学稳定性和生物兼容性，因此也具有广泛的应用前景。
另外，导电高分子材料的制备方法也得到了不断的改进。
单体共聚合法是当前研究的热点之一。
该方法可以将不同单体进行共聚合，以得到具有多种性质的高分子材料；离子液体法则可制备无机-有机复合材料，以提高材料的导电性和稳定性。
最后，导电高分子材料的应用前景也十分广阔。
导电隔热材料是目前研究的热点之一，其可以用于隔热材料和导热材料。
同时，柔性电子器件也是导电高分子材料的研究热点。
相较于传统的硅基材料，导电高分子材料更加轻薄柔软，可以制成柔性电子器件，应用于可穿戴电子、智能家居等领域。
总之，导电高分子材料具有广泛的应用前景，并且其研究重点逐渐向新材料、新方法、新应用领域发展。
相信在不久的将来，导电高分子材料将会得到更广泛的应用。
导电高分子材料的历史_现状与发展趋势
要 介绍掺杂 型 和复合 型导 电高 分子 的历 史
、
现状和 发展趋势
。
复合 型 导 电高 分子 材料
选 用物 理 性能适 宜 的聚 合物
如聚 乙 稀
、
好 导 电性 的超微 金属
接剂
、
如银
、
铜 等#
,
与 具有 良 金 属 氧化 物 炭 黑 等混 配 复合制成 导 电塑 料 导 电粘
、
、
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、
、
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7 8 8 年 日本 东京 工 学 院 的 9 记 : ; = > < <
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,
八 十 年代后 通 过 采用 一 系列新 的 制 备技术
,
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不仅大 大提高 了导 电率
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导电高分子材料的研究进展
导电高分子材料的研究进展一、本文概述导电高分子材料作为一种新兴的功能材料，因其独特的导电性能和可加工性，在电子、能源、生物医学等领域展现出广阔的应用前景。
本文旨在综述导电高分子材料的研究进展，重点关注其导电机制、性能优化以及实际应用等方面。
我们将简要介绍导电高分子材料的基本概念、分类和导电原理，为后续讨论奠定基础。
接着，我们将重点回顾近年来导电高分子材料在合成方法、性能调控以及导电性能提升等方面的研究成果。
本文还将探讨导电高分子材料在电子器件、能源存储与转换、生物传感器等领域的应用进展，并展望未来的发展趋势和挑战。
通过本文的综述，希望能够为相关领域的研究人员提供有价值的参考信息，推动导电高分子材料的进一步发展。
二、导电高分子材料的分类导电高分子材料可以按照其导电机制、化学结构、应用方式等多种维度进行分类。
从导电机制来看，导电高分子材料主要分为电子导电高分子和离子导电高分子两大类。
电子导电高分子主要依靠其共轭结构中的π电子进行导电，如聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩等；而离子导电高分子则通过离子在固态中移动实现导电，如聚电解质、离子液体等。
从化学结构上看，导电高分子材料主要包括共轭聚合物、金属络合物高分子、复合型导电高分子等。
共轭聚合物由于具有大的共轭体系和离域π电子，表现出优异的电子导电性；金属络合物高分子则通过金属离子与高分子链的配位作用，形成导电通道；复合型导电高分子则是通过在绝缘高分子基体中添加导电填料（如碳黑、金属粒子、导电聚合物等），实现导电性能的提升。
在应用方式上，导电高分子材料可以分为结构型导电高分子和复合型导电高分子。
结构型导电高分子本身即具有导电性，可以直接用于电子器件的制备；而复合型导电高分子则需要通过添加导电填料等方式实现导电性能的调控，其导电性能受填料种类、含量、分散状态等多种因素影响。
根据导电高分子材料的导电性能，还可以分为导电高分子、抗静电高分子和高分子电解质等。
导电高分子具有高的导电性，可以作为电极材料、电磁屏蔽材料等；抗静电高分子则主要用于防止静电积累，如抗静电包装材料、抗静电涂层等；高分子电解质则具有离子导电性，可应用于电池、传感器等领域。
导电高分子复合材料综述
导电高分子复合材料综述导电高分子复合材料是一种结合了导电填料和高分子基体的非金属导电材料。
由于其优异的导电性能和高分子材料的良好工艺性能，导电高分子复合材料在电子、电器、电磁波屏蔽、静电防护等领域得到了广泛应用。
本文将从导电填料、高分子基体、制备方法和应用领域等方面综述导电高分子复合材料的研究进展。
导电填料是导电高分子复合材料中的关键组成部分。
目前常用的导电填料包括金属填料、碳黑、导电纤维和导电聚合物等。
金属填料具有良好的导电性能，但其加工性差，易生锈。
碳黑填料性能稳定，但存在聚集现象，导致流变性能下降。
导电纤维可以提供较高的导电性能，但通常与高分子基体的相容性较差。
导电聚合物由于能够形成连续的导电网络，并且可以与高分子基体较好地相容，因此成为近年来发展的研究热点。
高分子基体对导电高分子复合材料的力学性能、导电性能和工艺性能等起着重要影响。
常用的高分子基体包括聚合物树脂、热塑性弹性体和热塑性聚合物等。
聚合物树脂由于具有良好的力学性能和化学稳定性，因此广泛应用于导电高分子复合材料。
热塑性弹性体由于可以在一定温度范围内恢复弹性，因此在导电弹性体材料中得到了广泛应用。
热塑性聚合物由于具有良好的工艺性能，在导电高分子复合材料中也得到了较好的应用效果。
制备方法是影响导电高分子复合材料性能的关键因素之一、常用的制备方法包括溶液共混法、熔融共混法、反应挤出法和电沉积法等。
溶液共混法通过将导电填料和高分子基体溶解在适当的溶剂中，然后通过挥发溶剂的方式获得导电高分子复合材料。
熔融共混法是将导电填料和高分子基体在高温下混炼，然后通过冷却固化得到复合材料。
反应挤出法是通过聚合反应实现导电高分子复合材料的制备。
电沉积法是将金属填料等导电材料沉积在高分子基体上来制备导电高分子复合材料。
导电高分子复合材料在电子、电器、电磁波屏蔽、静电防护等领域具有广阔的应用前景。
在电子和电器领域，导电高分子复合材料可以用于生产导电薄膜、导线、印刷电路板等；在电磁波屏蔽领域，导电高分子复合材料可以用于制备导电涂层和导电材料；在静电防护领域，导电高分子复合材料可以用于制备静电消除器和防静电材料。
导电高分子材料在光电应用中的研究
导电高分子材料在光电应用中的研究随着科技的不断进步，光电子技术在我们的生活中扮演着日益重要的角色。
而导电高分子材料作为一种新型的材料，在光电应用中展现出了巨大的潜力。
本文将探讨导电高分子材料在光电应用中的研究进展和应用前景。
首先，我们来了解一下导电高分子材料的基本性质。
导电高分子材料是一种能够传导电流的聚合物材料。
相比于传统的导电材料如金属和半导体，导电高分子材料具有重量轻、柔韧性好以及可塑性强等特点。
这使得导电高分子材料在光电应用领域中具备了独特的优势。
导电高分子材料在光电器件中的应用是研究的热点之一。
目前，已有许多导电高分子材料被应用于有机太阳能电池、有机发光二极管（OLED）以及柔性电子设备等。
以有机太阳能电池为例，导电高分子材料作为太阳能电池的光电转换层，能够将太阳能有效转化为电能。
同时，导电高分子材料的柔性特性使得太阳能电池具备了更大范围的应用空间，可以被应用于建筑外墙、交通工具以及可穿戴设备等。
另外，导电高分子材料在光电储能领域也有广阔的应用前景。
光电储能技术是未来能源领域的重要方向之一。
通过将能量转化为电能并存储起来，实现高效利用。
导电高分子材料由于其导电性，可以被应用于光电储能设备中的电池、超级电容器等。
这不仅能够提高储能设备的性能，还可以大大提高储能设备的可靠性和寿命。
然而，导电高分子材料在光电应用中仍面临一些挑战。
首先是导电性能的稳定性问题。
由于导电高分子材料易于因光照、湿度以及温度等环境条件的变化而导致性能的衰减，因此需要通过合理的结构设计和材料改性来提高导电性能的稳定性。
此外，导电高分子材料的制备成本也是一个挑战。
目前，导电高分子材料的制备方法相对复杂且成本较高，需要进一步的研究和发展来降低成本，提高制备效率。
综上所述，导电高分子材料在光电应用中具有巨大的发展潜力。
随着科技的进步和人们对绿色能源的需求增加，导电高分子材料将在太阳能电池、发光二极管、电池等光电器件中发挥重要作用。
导电高分子材料制备及应用研究进展
导电高分子材料制备及应用研究进展摘要：在介绍导电高分子材料导电机理的基础上，对目前最常见的两种导电高分子材料的制备方法进行综述；重点讨论了含大型离域π键导电高分子材料、化学掺杂型共轭结构导电高分子材料和新型本征导电高分子材料等本征型导电高分子材料的制备方法，并研究了金属及其氧化物、碳系纳米材料、有机组分以及新型导电填料等对填充型导电高分子材料导电性能的影响；同时对其在电子电器材料、生物医学以及环境保护等方面的应用进行了总结，展望了新型导电高分子材料未来的应用研究方向。
关键词：导电高分子材料；导电机理；电子电器；纳米粒子随着电子信息技术的不断发展，新型电子电器材料的开发成为目前材料研究领域中的一个热点。
传统的金属类材料成本较高、耐化学腐蚀性不足且加工过程复杂，在使用时有一定的局限性[1–2]。
高分子材料具有质量轻、化学结构灵活、耐湿热性能优异等特点[3]，尤其在其改性之后能够具备良好的导电性能，因此导电高分子材料正在初步取代传统的电子材料[4]。
目前常见的导电高分子材料主要分为两种，一是本征型导电高分子材料，即通过分子设计的方法，使其材料结构内的π共轭结构能够提供一定数量导电载流子，由原来的绝缘材料转化为导电材料[5]，二是填充型导电高分子材料，即在高分子基体中加入一定的导电填料，使其在分子内部形成能够传递电子的粒子链[6]。
笔者在对不同导电高分子材料制备方法进行总结的基础上，讨论了其在电子电器、生物医学以及环境保护领域的相关应用，并展望了导电高分子材料未来的研究发展方向。
1 导电高分子材料的制备二十世纪七十年代，C. K. Chiang等[7]首次制备出了具有导电性能的聚乙炔，导电高分子材料的概念开始兴起，经过四十年的深入研究和发展，各种新型导电高分子材料不断被开发出来，并在电子设备、航天航空以及工业材料领域中展现出广阔的应用潜力。
本征型导电高分子材料和填充型导电高分子材料虽然都具有良好的导电性能，但是合成方法及综合性能有一定的区别，在实际生产中，应当根据高分子材料的使用范围即技术要求选择适当的制备方法。
导电高分子薄膜的研究及其应用
导电高分子薄膜的研究及其应用导电高分子薄膜是一种可以导电的高分子材料，在多个领域都有广泛的应用，比如电子设备、光电器件、传感器等。
我们来更深入地了解导电高分子薄膜的研究及其应用。
1. 导电高分子薄膜的制备方法导电高分子薄膜的制备方法主要包括溶液法、电沉积法和化学气相沉积法等。
其中溶液法是最常见的制备方法。
这种方法是通过将导电高分子材料溶解在溶剂中，再通过旋涂、喷涂或印刷等方法将其均匀地涂覆到基底上，然后通过烘干或甚至退火来形成薄膜。
与其他膜材料相比，导电高分子薄膜的制备时间较短，成本也较低，而且可以制备出各种形状和大小的薄膜。
这些优点使得导电高分子薄膜在许多领域中得到了广泛应用。
2. 导电高分子薄膜的应用导电高分子薄膜具有良好的导电性和导热性，因此可用于多种应用中。
2.1 电子设备在电子设备方面，导电高分子薄膜可作为柔性排线、电极、传感器等部分的材料。
例如，导电高分子薄膜可以被包裹在柔性的可穿戴设备上，以实现灵活性、角度可调节性等特性。
目前，大多数智能手表、健身追踪器和智能眼镜都使用导电高分子薄膜。
2.2 光电器件在光电器件方面，导电高分子薄膜可用于制造有机发光二极管（OLED）。
由于这种材料导电性能优良，能够让OLED设备产生出色的亮度和鲜艳的色彩，并且能够自由地控制电流和电压，因此有望被广泛应用于高分辨率显示器和室内照明项目中。
此外，导电高分子薄膜还可以作为太阳能电池的电极材料，帮助太阳能电池储存和周转电能。
2.3 传感器导电高分子薄膜还可以作为传感器的敏感材料。
对大气中的气体进行检测时，导电高分子薄膜可与外界环境接触，感受到环境中存在的某些化学物质。
当环境的温度、湿度、气压或其他环境因素发生变化时，薄膜的电阻率和传感器的电信号随之变化，使得传感器能够检测到气体的存在。
3. 导电高分子薄膜的未来发展虽然导电高分子薄膜在多个领域都有着很大的应用前景，但是它的研究仍然只处于起步阶段，需要进一步开发和研究。
导电高分子材料及其应用综述
导电高分子材料及其应用综述导电高分子材料（Conductive Polymer Materials）是指在室温下能够具有电导性能的高分子材料。
导电高分子材料以其独特的导电性能，广泛应用于电子技术、能源存储、敏感传感、生物医学等领域。
本文将综述导电高分子材料的种类、制备方法及其在各个领域的应用。
导电高分子材料种类繁多，常见的有聚苯胺（Polyaniline）、聚咔嚓（Polyacetylene）、聚苯乙烯（Polystyrene）等。
这些高分子材料通常通过掺杂或修饰来增加其电导性。
掺杂剂常用的有氧化剂、还原剂、离子等，修饰方法可以是在高分子材料上引入功能基团或接枝其他有机小分子。
导电高分子材料的制备方法有化学聚合法、电化学聚合法、溶液浇铸法等。
化学聚合法是将单体在化学反应条件下聚合为高分子材料，如聚合物链的活性自由基引发聚合法；电化学聚合法是通过电化学氧化或还原来实现高分子材料的聚合，如聚苯胺的电化学聚合法；溶液浇铸法是将聚合单体溶于适当的溶剂中，然后制备薄膜或纤维。
导电高分子材料在电子技术领域的应用十分广泛，例如，它们可用作导电薄膜、导电涂层和电磁屏蔽材料，以提高电子器件的性能；此外，它们还可用作电极材料和导电胶黏剂，用于柔性电子器件的制备。
在能源存储领域，导电高分子材料可用作超级电容器的电极材料和锂离子电池的导电添加剂，以提高电池的性能和循环寿命。
导电高分子材料还可用于敏感传感领域，例如，利用其导电性能可以制备传感器，实现对温度、湿度、光照等环境因素的监测。
另外，由于导电高分子材料具有良好的生物相容性和生物可降解性，它们还可以应用于生物医学领域，用作生物传感器、组织工程和药物释放等。
总结起来，导电高分子材料具有广泛的种类和制备方法，并在电子技术、能源存储、敏感传感、生物医学等领域有重要的应用。
未来，随着科学技术的不断发展，导电高分子材料的制备方法将更加多样化，应用领域也将进一步拓展。
导电高分子在作为电极材料方面的应用
• 导电高分子简介 • 导电高分子在电极材料中的应用 • 导电高分子电极材料的性能优势
• 导电高分子电极材料的应用前景 • 导电高分子电极材料的挑战与展望
01
导电高分子简介
导电高分子定义
01
导电高分子是指具有高导电性能 的高分子材料，其导电性能通常 通过掺杂或化学结构的设计来实 现。
在其他领域的应用
总结词
详细描述
导电高分子在其他领域的应用包括电磁屏蔽、 电致变色器件、电致动器件等。
导电高分子可以吸收和反射电磁波，具有优 异的电磁屏蔽效果；同时也可以在电场的作 用下发生颜色变化，用于显示器件和传感器 的制作；此外，导电高分子还可以用作驱动 器材料，具有响应速度快、驱动力大等优点。
易于加工和制造
总结词
导电高分子电极材料易于加工和制造，能够实现规模化生产，降低成本。
详细描述
导电高分子电极材料具有良好的加工性能，可以通过溶液涂布、静电纺丝、熔融挤出等方式制备成薄 膜、纤维或三维多孔结构等不同形貌的电极材料。这种易于加工和制造的特点使得导电高分子电极材 料在实际应用中具有较大的优势和潜力。
性。
在电极材料中，这些导电高分子 可以与其他活性物质复合使用， 提高电极材料的性能和稳定性。
这些导电高分子电极材料在微型 电池、柔性电池和植入式医疗设 备等领域具有广泛的应用前景。
03
导电高分子电极材料的性能优势
良好的导电性能
总结词
导电高分子电极材料具有良好的导电性能，能够快速传输电荷，降低电阻，提 高电化学反应效率。
03
总结词
导电高分子电极材料的规 模化制备是实现其广泛应 用的重要前提。
详细描述
导电高分子材料的最新进展及应用领域
导电高分子材料是一种具有导电性的聚合物材料，它在近年来取得了巨大的进展，并在许多领域中得到广泛应用。
本文将深入探讨导电高分子材料的最新进展和应用领域，以帮助读者更好地理解这一领域的前沿技术。
首先，让我们先了解一下导电高分子材料的基本概念。
导电高分子材料是一种具有电导性能的聚合物材料，它能够传导电流，并具有一定的导电性能。
相比传统的非导电聚合物材料，导电高分子材料具有多种独特的性能和应用优势。
它们既能发挥聚合物材料的机械柔性和化学稳定性，又能提供导电性能，因此受到了广泛的关注。
在过去的几年里，导电高分子材料领域发生了许多重要的进展。
其中一个重要的进展是新型导电高分子材料的开发。
传统的导电高分子材料通常是通过掺杂导电添加剂或导电材料来实现导电性能，但这种方法会导致材料的导电性能不稳定或导电性能低下。
因此，研究人员开始开发新型的导电高分子材料，旨在提高材料的导电性能和稳定性。
最近的研究表明，通过将导电材料纳米颗粒均匀分散于聚合物基体中，可以有效地提高导电高分子材料的导电性能。
同时，研究人员还开发了一种独特的自组装方法来制备导电高分子材料，这种方法不仅能够提高材料的导电性能，还能够控制材料的结构和性能。
除了新型导电高分子材料的开发，导电高分子材料在许多应用领域中也取得了重要的进展。
其中一个应用领域是柔性电子学。
导电高分子材料具有良好的柔性和可塑性，因此非常适合用于制备柔性电子器件。
例如，导电高分子材料可以用于制备柔性显示屏、可穿戴设备和柔性太阳能电池等。
这些器件具有轻薄、可弯曲和可卷曲的特点，能够适应各种复杂的曲面和环境，因此在电子产品的设计和制造中有着广泛的应用前景。
此外，导电高分子材料还可以应用于能量存储和传输领域。
由于其良好的导电性能，导电高分子材料可以用于制备高性能的超级电容器和锂离子电池等能量存储设备。
相比传统的能量存储材料，导电高分子材料具有高能量密度、高功率密度和长循环寿命等优势，因此在新能源领域具有巨大的应用潜力。
导电高分子材料的制备与应用研究
导电高分子材料的制备与应用研究第一章导电高分子材料的概述导电高分子材料是一种具有良好电导性能的高分子材料，其在电子学、能源存储、催化反应等领域具有广泛应用。
本章将介绍导电高分子材料的特点及其在各领域的应用。
第二章导电高分子材料的制备方法2.1 化学合成法化学合成法是导电高分子材料制备的常用方法之一。
通过合成不同结构的共轭聚合物，使其具有良好的导电性能。
这种方法的关键是选择合适的单体和合成条件。
2.2 电化学合成法电化学合成法是一种简单有效的制备导电高分子材料的方法。
通过在电极上进行电化学聚合反应，使聚合物拥有导电性。
这种方法具有操作简便、反应条件温和等优点。
2.3 机械混合法机械混合法是一种常用的导电高分子材料制备方法。
通过混合共轭聚合物和导电填料，如碳纳米管、石墨烯等，实现导电高分子材料的制备。
这种方法简单易行，且可以调控导电性能。
第三章导电高分子材料的应用3.1 电子学领域导电高分子材料在电子学领域具有重要应用。
它们可以作为柔性电子器件和有机发光二极管的材料，用于制备柔性显示屏、柔性电池等。
3.2 能源存储领域导电高分子材料在能源存储领域具有广泛应用。
通过修饰导电聚合物的结构，可以制备高效的超级电容器和锂离子电池，实现能量的高效存储和释放。
3.3 催化反应领域导电高分子材料在催化反应领域也具有重要应用。
通过合成具有导电性的催化剂，可以实现电催化反应，提高催化反应的效率和选择性。
第四章导电高分子材料的未来发展趋势导电高分子材料的研究与应用仍处于不断发展的阶段。
随着科技的进步和需求的增加，导电高分子材料将在更多领域展现其应用价值。
未来，需要进一步研究材料的导电机理、制备方法和性能优化，推动导电高分子材料的发展。
结论导电高分子材料作为一种具有良好导电性能的材料，正在广泛应用于电子学、能源存储、催化反应等领域。
通过不同的制备方法，可以获得具有不同导电性能的导电高分子材料。
未来的研究应着重于进一步优化材料的性能，推动导电高分子材料的应用发展。
导电高分子材料的合成与性能研究
导电高分子材料的合成与性能研究近年来，随着电子科技的迅速发展，导电高分子材料成为了研究的热点。
导电高分子材料被广泛应用于柔性电子、光电器件和生物传感器等领域，异质结构的设计和表面改性提升了其导电性能。
本文将探讨导电高分子材料的合成方法、性能研究以及未来的发展趋势。
一、合成方法目前，合成导电高分子材料的方法有很多种。
其中，化学氧化法是最常见的方法之一。
通常，通过在聚合物中添加导电性单体，如苯并噻唑或噻吩单体，然后利用硝酸和硫酸等化学试剂进行氧化反应，使聚合物具有导电性。
此外，溶胶-凝胶法也是一种制备导电高分子材料的常见方法。
该方法主要是通过溶胶的形成和凝胶的固化来合成导电高分子材料，其中，控制溶胶中高分子链的排列和交联程度对制备的导电高分子材料的性能至关重要。
此外，还有其他一些合成方法，如电聚合法、电化学聚合法和光聚合法等。
电聚合法是将电解质参与聚合反应，通过电流引发聚合反应，最终合成出导电高分子材料。
电化学聚合法是通过电位调节合成过程中的氧化还原反应，控制聚合物链的交联程度和电导率。
光聚合法则是利用紫外光或激光对聚合物单体进行激发，形成导电高分子材料。
二、性能研究导电高分子材料的性能研究主要包括导电性、力学性能、光学性能和热学性能等方面。
导电性是导电高分子材料最基本的性能之一，其导电性能直接影响材料在电子器件中的应用。
高导电性能可以提高电子器件的响应速度和传导效率。
力学性能是导电高分子材料的另一个重要性能，它决定了材料在实际应用中的可靠性和稳定性。
光学性能则是导电高分子材料在光电器件和光传感器等领域的重要性能，通过调控材料的光学性能，可以实现特定的光电转换功能。
热学性能则关注材料在高温环境下的稳定性和热导率。
此外，导电高分子材料的环境适应性和生物相容性也是研究的重点。
随着可穿戴设备和生物传感器技术的快速发展，对材料的环境适应性和生物相容性要求也越来越高。
所以，研究者们通过对导电高分子材料的结构和组成进行调控，来提高其在复杂环境和生物体内的稳定性和生物相容性。
关于导电高分子材料发展历程的综述及其生活应用的探究
关于导电高分子材料发展历程的综述及其生活应用的探究关于导电高分子材料发展历程的综述及其生活应用的探究导电高分子材料是一类具有导电性能的聚合物材料，它们具备了一般高分子材料的优点，同时又结合了导电材料的特性。
随着科技的不断进步和应用领域的拓宽，导电高分子材料在各个领域都发挥着重要作用。
本文将对导电高分子材料的发展历程进行综述，并探讨其在生活中的应用。
一、导电高分子材料的发展历程1. 早期阶段早期的导电高分子材料是基于导电高分子聚苯胺的研究而开始的。
上世纪六十年代，美国科学家作为首次合成了导电高分子聚苯胺，这一发现极大地推动了导电高分子材料的发展。
其后，人们开始对导电高分子材料的导电机理进行深入研究，这为后续的研究工作奠定了基础。
2. 过渡期经过对导电高分子材料导电机理的研究，人们发现导电高分子材料的导电性是由其分子间或分子内电荷转移所产生的。
七十年代，人们开始研究控制导电高分子材料导电性的方法，并提出了掺杂和修饰等手段。
通过掺杂一些具有较强氧化还原能力的离子或分子，可以增强导电高分子材料的导电性能。
人们还发现通过修饰高分子材料表面，可以有效地提高导电性能。
这些发现使得导电高分子材料的性能得到了极大的提升。
3. 成熟期随着对导电高分子材料的研究不断深入，人们开始开发更多种类的导电高分子材料。
除了聚苯胺之外，聚噻吩、聚吡咯等导电高分子材料也相继问世。
这些材料不仅能够实现导电性能，还具备了其他优异的性能，如可调控的电子性能、优异的光电特性等。
人们还发现将导电高分子材料与其他材料相结合可以进一步拓展其应用领域，如导电高分子复合材料、导电高分子纳米材料等。
目前，导电高分子材料已经在电子器件、能源存储、传感器等领域取得了广泛应用。
二、导电高分子材料在生活中的应用探究1. 电子器件领域导电高分子材料在电子器件领域起到了重要的作用。
其导电性能和可调控性使得它们成为灵活电子器件的重要组成部分。
导电高分子薄膜可以用来制作柔性显示器、柔性电子纸等，这些器件可以弯曲和拉伸而不破裂，为电子产品的设计提供了更大的自由度。
论文资料：导电高分子材料及其应用
导电高分子材料及其应用学生姓名：指导老师：1．前言长期以来,高分子材料由于具有良好的机械性能,作为结构材料得到了广泛的应用。
关于电性能,人们一直只利用高分子材料的介电性,将其作为电绝缘材料使用,而它的导电性的发现,研究及开发则比较晚,直到1977年才发现了第一个导电有机聚合物———掺杂型聚乙炔(用电子受体掺杂) ,电导率可提高约12个数量级,最高可接近103S/cm,达到金属Bi的电导率。
导电高分子材料以其易于成型加工、耐腐蚀、质量轻等优点,越来越受到重视。
2．导电高分子材料的分类及性能80年代以来，作为高分子材料发展的一个新领域，导电高分子材料的研究与开发已成为功能材料研究的一个重要方面。
按导电本质的不同，导电高分子材料分复合型和结构型两种。
前者是利用向高分子材料中加入各种导电填料来实现其导电能力，而后者是从改变高分子结构来实现其导电能力。
2.1 复合型导电高分子材料复合型导电高分子材料是指经物理改性后具有导电性的材料。
一般是指将导电性填料经改性后掺混于树脂中制成的。
根据导电填料的不同，又可分为碳黑填充型及金属填充型。
复合型材料是目前用途最广用量最大的一种复合型导电材料。
2.1.1 碳黑填充型碳黑填充型导电材料是目前复合型导电材料中应用最广泛的一种。
一是因为碳黑价格低廉、实用性强。
二是因为碳黑能根据不同的导电要求有较大的选择余地。
聚合物碳黑体系电阻率可在10~108W之间调整，不仅可以消除和防止静电，还可以用作面装发热体，电磁波屏蔽以及高导体电极材料等。
三是导电持久稳定。
其缺点是产品颜色只能是黑色而影响外观。
碳黑填充型导电机理可用导电能带、隧道效应和场致发射发射来解释。
2.1.2 金属填充型导电材料金属填充型导电高分子材料起始于70 年代初期，开始仅限于金属粉末填充用于消除静电的场合或用于金、铁、铜粉配制导电粘合剂。
目前已使用的方法有表面金属化和填充金属型两种。
表面金属化即采用电镀、喷涂、粘贴等方法使塑料制品表面形成一层高导电金属。
导电高分子材料的研究与应用现状
ISSN1008-9446 CN13-1265 T E承德石油高等专科学校学报Journal of Chengde Petro lecum Co llege第5卷第3期,2003年9月V o l.5,N o.3,Sep.2003导电高分子材料的研究与应用现状田乃林Ξ(承德石油高等专科学校教务处,河北承德 067000)摘要:主要介绍了聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚对笨乙烯撑这几类导电高分子在近年来的研究进展。
综述了提高导电高分子的电导率,改善其溶解性及可加工性的方法,以及导电高分子在电子器件、电池、电磁屏蔽材料、导电橡胶、透明导电膜等方面的实际应用和将来的研究方向。
关键词:导电高分子;聚乙炔,聚苯胺;聚吡咯;聚噻吩;中图分类号:TB324 文献标识码:A 文章编号:100829446(2003)0320019204Research on Conductive Poly m er and Its Appl ica tionT I AN N ai2lin(Educati onal A dm in istrati on,Chengde Petro leum Co llege,Chengde067000,Ch ina)Abstract:T h is paper deals w ith the recen t research p rocess of such conductive po lym ersas po lyacetylene,po lyan iline,po lypyrro le,and po lyth i op hene,focu sing on the m ethods ofi m p roving the conductivity,the so lub ility and the w o rkab ility.A lso,their app licati on andthe fu tu re are in troduced here.Key words:conductive m acrom o lecu le po lym er;po lyacetylene;po lyan iline;po lyp yrro le;po lyth i ophene 近年来,导电高分子的研究取得了较大的进展,科学家对其合成、结构、导电机理、性能、应用等方面经过多年的研究,已使其成为一门相对独立的学科[1～3]。
导电高分子聚苯胺及其应用
3、传感器领域
3、传感器领域
聚苯胺作为一种敏感材料，在传感器领域有着广泛的应用。通过化学或电化 学掺杂，聚苯胺的导电性能发生变化，利用这种特性可以制造出各种传感器。例 如，基于聚苯胺的酸碱传感器可以用来检测溶液的酸碱度，而聚苯胺基的压力传 感器则可以用于监测压力变化。
Байду номын сангаас
三、研究方法
1、化学反应机理
导电高分子聚苯胺的合成
3、聚合反应：将苯胺单体、氧化剂和催化剂混合在一起，在适当的温度和压 力条件下进行聚合反应。
导电高分子聚苯胺的合成
4、后处理：通过后处理步骤，如脱色、干燥等，得到纯净的导电高分子聚苯 胺。
4、后处理：通过后处理步骤， 如脱色、干燥等，得到纯净的导 电高分子聚苯胺。
4、后处理：通过后处理步骤，如脱色、干燥等，得到纯净的导电高 分子聚苯胺。
导电高分子聚苯胺及其应用
01 引言
目录
02 一、研究现状
03 二、应用领域
04 三、研究方法
05 参考内容
引言
引言
导电高分子材料在当代科技领域具有广泛的应用前景，其中聚苯胺作为一种 新型的高分子导电材料备受。聚苯胺具有优异的导电性能、良好的化学稳定性和 易于制备等优点，成为一种极具潜力的导电高分子材料。本次演示将详细介绍聚 苯胺的研究现状、应用领域及研究方法，并展望其未来发展方向。
4、后处理：通过后处理步骤，如脱色、干燥等，得到纯净的导电高 分子聚苯胺。
3、功能性应用研究：除了传统的电子、航天、建筑等领域，探索聚苯胺在新 能源、生物医学等领域的应用，如作为电池材料、生物传感器等。
4、后处理：通过后处理步骤，如脱色、干燥等，得到纯净的导电高 分子聚苯胺。
4、理论计算模拟：通过理论计算和模拟，深入了解聚苯胺的分子结构和性能 之间的关系，为材料的设计和优化提供指导。
导电高分子材料的应用研究状况及发展趋势
导电高分子材料的应用研究状况及发展趋势导电高分子材料是一种具有导电性能和高分子特性的材料，在各种应用领域具有广泛的应用前景。
导电高分子材料的研究始于20世纪60年代，随着科技的快速发展，导电高分子材料的研究逐渐取得了突破性进展，已经在电子存储器、显示器、光电子器件、电池等领域得到了广泛应用。
未来，导电高分子材料的研究和应用将继续向以下几个方向发展。
首先，导电高分子材料的应用领域将进一步扩大。
目前，导电高分子材料主要应用于电子器件、传感器和光电设备等领域，但随着人们对新能源和环保技术的需求增加，导电高分子材料将在能源存储、能源转换和环境保护等领域得到更广泛的应用。
例如，导电高分子材料可以应用于太阳能电池和燃料电池中，提高能量转换效率；在环境保护领域，导电高分子材料可以用于制备高效的电极材料，用于污水处理和气体分离等环保技术。
其次，导电高分子材料的性能将持续提升。
目前，导电高分子材料的导电性能已经相对成熟，但其导电性能仍然不及金属和半导体材料。
因此，未来的研究将致力于提高导电高分子材料的导电性能，使其能够达到或接近金属和半导体材料的水平。
例如，研究人员可以通过合成新的高分子材料、优化材料结构和调控材料表面等方法提高导电高分子材料的导电性能。
第三，导电高分子材料的组装和加工技术将进一步完善。
导电高分子材料的组装和加工技术是实现其应用的重要环节。
目前，导电高分子材料的组装和加工技术还比较简单和原始，制备的导电高分子材料通常具有较低的导电性能和机械强度。
因此，未来的研究将致力于开发新的组装和加工技术，以提高导电高分子材料的性能和可加工性。
例如，研究人员可以通过纳米级操控技术、刻蚀技术和纺丝技术等方法制备具有高导电性和优异力学性能的导电高分子材料。
最后，导电高分子材料的环境适应性将得到提高。
由于导电高分子材料通常具有较低的稳定性和耐用性，限制了其在实际应用中的推广和应用。
因此，未来的研究将致力于提高导电高分子材料的环境适应性，使其能够在恶劣的环境条件下稳定工作。
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导电高分子功能材料武汉工业学院材料化学091班林赚 091304101摘要：与传统导电材料相比较,导电高分子材料具有许多独特的性能。
导电高聚物可用作雷达吸波材料、电磁屏蔽材料、抗静电材料等。
介绍了导电高分子材料的结构、种类及导电机理、合成方法、导电高分子材料的应用、研究现状及发展趋势。
关键字：导电高分子功能材料结构特征性能1 概述一类具有导电功能（包括半导电性、金属导电性和超导电性）、电导率在10S／m以上的聚合物材料。
高分子导电材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜以及电导率可在十多个数量级的范围内进行调节等特点，不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用品，而且已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。
高分子材料长期以来被作为优良的电绝缘体，直至1977年，日本白川英树等人才发现用五氟化砷或碘掺杂的聚乙炔薄膜具有金属导电的性质，电导率达到10S/m。
这是第一个导电的高分子材料。
以后，相继开发出了聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺、聚噻吩等能导电的高分子材料。
“导电高分子材料具有良好的导电性和电化学可逆性，可用作充电电池的电极材料。
利用Ppy制作的可充电电池，经300次充放电循环后，效率无下降，已达到商业应用价值。
导电性高聚物在太阳能电池上的应用也引起了广泛的关注，美国科学家Jeskocheim利用聚吡咯和聚氧化乙烯固态电介质膜试制了光电池，可产生1mA/cm2的电流，0.35V的电压。
尽管这种光电池目前还不如Si太阳能电池，但由于导电聚合物重量较轻、易成形、工艺简单，并能生成大面积膜，具有绿色环保的特点，因而发展前景十分诱人。
导电高分子材料还是制作超级电容器的理想材料。
如采用掺杂后的聚吡咯高分子化合物，电导率高达100 S/cm，频率特征非常出色，尤其在高频区的特性与以前电容器相比有很大改善。
经过多年世界范围内的广泛研究，导电聚合物在新能源材料方面的应用已获得了很大的发展，但离实际大规模应用还有一定的距离。
这主要是因为其加工性不好和稳定性不高造成的。
2 导电高分子的发展背景自从1977年美国科学家黑格（A.J.Heeger）和麦克迪尔米德（A.G.MacDiarmid）和日本科学家白川英树（H.Shirakawa）发现掺杂聚乙炔（Polyacetylene,PA）具有金属导电特性[1]以来，有机高分子不能作为电解质的概念被彻底改变。
也因此诞生了一门新型的交叉学科-导电高分子。
这个新领域的出现不仅打破了高分子仅为绝缘体的传统观念,而且它的发现和发展为低维固体电子学,乃至分子电子学的建立和完善作出重要的贡献,进而为分子电子学的建立打下基础,而具有重要的科学意义。
所谓导电高分子是由具有共轭∏键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。
它完全不同于由金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电塑料。
导电高分子具有特殊的结构和优异的物理化学性能使它在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件, 以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。
因此, 导电高分子自发现之日起就成为材料科学的研究热点。
经过近30多年的发展，导电高分子已取得了重要的研究进展。
3 导电高分子的结构特征电子导电型聚合物的共同结构特征是分子内有大的线性共轭n电子体系，给载流子-自由电子提供离域迁移的条件。
离子导电型聚合物的分子有亲水性．柔性好，在一定温度条件下有类似液体的性质。
允许相对体积较大的正负离子在电场作用下在聚合物中迁移。
氧化还原型导电聚合物必须在聚合物骨架上带有可进行可逆氧化还原反应的活性中心。
在有机共轭分子中，σ键是定域键，构成分子骨架；而垂直于分子平面的p 轨道组合成离域π键，所有π电子在整个分子骨架内运动。
离域π键的形成，增大了π电子活动范围，使体系能级降低、能级间隔变小，增加物质的导电性能。
在共轭有机分子中σ电子是无法沿主链移动的，而π电子虽较易移动，但也相当定域化，因此必需移去主链上部分电子(氧化)或注入数个电子(还原)，这些空穴或额外电子可以在分子链上移动，使此高分子成为导电体。
随着高分子材料应用范围不断拓宽,导电高分子在能源、光电子器件、信息传感器、分子导线和分子器件,以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术等愈来愈得到了广泛应用。
本文通过对导电高分子材料的应用研究, 介绍了不同类型导电高分子的不同特征。
目前，导电高分子所采用的复合方法主要有两种，一种是将亲水性聚合物或结构形导电高分子。
结构型导电高分子是指高分子本身或少量掺电高分子与基体高分子进行共混, 即用结构型导电聚合物粉末或颗粒与基体树脂共混,它们是抗静电材料和电磁屏蔽材料的主要用料, 其用途十分广泛,是目前最有实用价值的导电塑料。
另一种则是将各种导电填料填充到基体高分子中的导电树脂基复合材料，是以树脂为基体,添加导电纤维、颗粒、粉末、球状、块状导电体等制备而成。
共混型复合导电高分子基体高分子与结构型导电高分子共混, 就是采杂后具有导电性质,一般是电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子受体或供体进行掺杂后制得的。
从导电时载流子的种类来看, 结构型导电高分子主要分为两类：离子型导电高分子(Ionic Con2 duct ive Polymers),它们导电时的载流子主要是离子;电子型导电高分子(Ionic Elect rically Conduc2 t ive Polymers),导电时的载流子主要是电子,主要是指共轭高分子。
结构型导电高分子的主要品种有聚乙炔(PPV)、苯胺(PAN)、吡咯聚聚(PPY)、聚噻吩(PVK) 。
但通常,由于导电高分子的不熔性和环境稳定性的问题, 在基础研究和技术应用上受到了极大的限制。
近年来 Diaz 等在有机溶剂乙腈中得到性能比较稳定的聚吡咯薄膜,导电率可达10s/cm。
目前聚吡咯导电膜已向工业化方向发展，用机械或化学方法将结构型导电高分子和基体高分子进行复合, 这是一条使结构型导电高分子走向实用化的有效途径。
但是,基体高分子的热稳定性对复合材料的导电性能也有影响,一旦基体高分子链发生松弛现象,就会破坏复合材料内部的导电途径,致使导电性能明显下降。
通常采用化学法或电化学法, 将结构型导电高分子和基体高分子进行微观尺度内的共混,则可获得具有互穿或部分互穿网络结构的复合导电高分子。
利用这一方法已经得到了PAN/聚甲醛(POM)、PPY/聚(乙烯接枝磺化苯。
填充型复合导电高分子导电填料掺入到普通的基体高分子中,经各种成型加工方法复合制得导电高分子。
导电填料的品种很多,常用的可分成炭系和金属系两大类。
炭系填料包括炭黑、石墨碳纤维和炭纳米管等;金属系主要有铝、镍、铜、铁等金属粉末、金属片和金属纤维,以及镀金属的纤维和云母片等。
通过试验研究将炭黑颗粒和金属纤维填充便可制成复合导电高分子。
(1)碳黑填充型炭黑是天然的半导体材料,它不仅原料易得,导电性能持久稳定, 而且可以大幅度调整复合材料的电阻率.因此,由炭黑填充制成的复合导电高分子是目前用途最广、用量最大的一种导电材料。
它主要用于抗静电材料,也可以作为面状发热体、电极材料及电磁屏蔽材料等。
炭黑填充型导电高分子的导电机理比较复杂,主要有导电通道、隧道效应和场致发射学说。
通常,炭黑以粒子形式均匀分散于基体高分子中, 随着炭黑填充量的增加,粒子间距缩小,当接近或呈接触状态时,便形成大量导电网络通道,导电性能大大提高,继续增加炭黑用量则对导电性影响不明显。
炭黑的导电性能与其结构、比表面积和表面化学性质等因素有关。
一般认为, 炭黑的结构性越高(如乙炔炭黑)、比表面积越大(粒径越小)、表面活性基团含量越少,则导电性能越好。
其突出特点是产品颜色只能是黑色而影响外观。
围绕提高炭黑填充高分子的导电性能进行了大量的研究。
如填充前对炭黑进行高温热处理;用钛酸酯偶联剂处理炭黑表面;在填充复合过程中,添加适量的分散剂或表面活性剂,可以防止炭黑粒子的聚集,从而使之在基体高分子中能够均匀分散; 将炭黑与高分子的化学接枝物作为母粒,再与其它的基体高分子进行复合等。
另外一些专用的炭黑导电料也相继被开发出来, (2)金属填充型：金属是优良的导体, 采用金属作为填料,尤其是将金属纤维填充到基体高分子中,经适当混炼分散和成型加工后,可以制得导电性能优异的复合导电高分子材料,由于这类材料比传统的金属材料质量轻，容易成型且生产效率高, 因此是近年来最有发展前途的新型导电材料和电磁屏蔽材料,国外已广泛用作电子计算机及其它电了产品的壳体材料。
金属纤维的填充量对导电性能的影响规律与炭黑填充的情形相类似,但由于纤维状填料的接触几率更大,因此在填充量很少的情况下便可获得较高的导电率。
金属纤维的长径比对材料的导电性能影响较大,长径比越大,导电性和屏蔽效果就越好. (3)碳纤维填充型：碳纤维既具有碳素材料的固有特性,又具有金属材料的导电性和导热性,其导电能力介于炭黑和石墨之间。
其导电机理是加入到树脂中的短切碳纤维,相互搭接形成导电回路,从而利用碳纤维的导电特性,使其复合材料具有导电性。
其应用以防静电材料、导电材料、电阻体材料和电磁波屏蔽材料为主。
天津大学师春生等在树脂中加入碳纤维毡,制成导电高分子复合材料, 应用于高分子材料的焊接中, 取得了良好的效果。
(4)纳米型导电高分子导电高分子纳米复合材料集高分子自身的导电性与纳米颗粒的功能性于一体,具有极强的应用背景,从而迅速地成为纳米复合材料领域的一个重要研究方向。
纳米导电高分子是新兴的导电材料,一种方法是将纳米级导电填料填充到树脂基体中制备导电纳米高分子, 随着纳米生产技术和纳米分散技术的不断成熟,这种方法将会得到很好的发展;另一种方法是采用纳米材料制造工艺制备纳米结构的导电高分子,该方法目前尚处于研究阶段。
4 导电高分子结构和性能的关系4.1 结构型导电高分子结构和性能的关系物质的导电过程是载流子在电场作用下定向移动的过程。
高分子聚合物导电必须具备两个条件: (1) 要能产生足够数量的载流子(电子、空穴或离子等);(2) 大分子链内和链间要能够形成导电通道。
在离子型导电高分子材料中，聚醚、聚酯等的大分子链呈螺旋体空间结构,与其配位络合的阳离子在大分子链段运动作用下,就能够在螺旋孔道内通过空位迁移(“自由体积模型”) ; 或被大分子“溶剂化”了的阴阳离子同时在大分子链的空隙间跃迁扩散(“动力学扩散理论”)对于电子型导电高分子材料,作为主体的高分子聚合物大多为共轭体系(至少是不饱和键体系) ,长链中的π键电子较为活泼,特别是与掺杂剂形成电荷转移络合物后,容易从轨道上逃逸出来形成自由电子。
大分子链内与链间π电子轨道重叠交盖所形成的导电能带为载流子的转移和跃迁提供了通道。
在外加能量和大分子链振动的推动下,便可传导电流。