《材料科学与工程进展》导电高分子
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。
导电高分子材料的导电性能研究
导电高分子材料的导电性能研究随着科技的不断发展，导电高分子材料在电子工业、能源领域以及生物医学领域中得到了广泛应用。
导电高分子材料具备传统高分子材料的特点，如轻质、柔性、可塑性好等，同时还具有较好的导电性能，使其在许多领域成为研究的热点。
众所周知，传统塑料是不导电的，这限制了其在电子器件等领域的应用。
然而，通过在高分子材料中加入导电填料，如金属粉末、碳纳米管等，可以改变传统高分子材料的导电性能。
导电填料的添加可以形成电子传导路径，从而实现高分子材料的导电性。
因此，导电高分子材料的导电性能研究具有重要意义。
一种常见的导电高分子材料是聚苯乙烯/碳纳米管复合材料。
研究表明，当碳纳米管的含量达到一定比例后，聚苯乙烯/碳纳米管复合材料的导电性能得到显著提高。
这是因为碳纳米管具有优异的导电性能，在聚合物基体中形成导电网络，从而实现导电性。
目前，研究人员还在不断探索不同类型的导电填料及其在高分子材料中的导电机制，以实现更好的导电性能。
此外，导电高分子材料的导电性能还受到一系列外界条件的影响。
例如，温度是影响导电高分子材料导电性能的重要因素之一。
随着温度的升高，导电高分子材料的导电性能会发生变化。
这是因为温度的升高会影响导电填料与高分子材料之间的相互作用力，从而影响导电性。
因此，对导电高分子材料在不同温度下的导电性能进行研究，对于了解其导电机制具有重要意义。
此外，导电高分子材料的导电性能还受到填料的形态和分散性的影响。
研究发现，填料的形态和分散性对导电高分子材料的导电性能有显著影响。
例如，碳纳米管的长度、直径和形态都会对导电效果产生影响。
当碳纳米管长度相对较短且形态较分散时，其导电性能较好。
因此，在研究导电高分子材料的导电性能时，还需要考虑填料的形态和分散性，以获得更准确的结果。
除了上述因素外，导电高分子材料的导电性能还受到填料含量和高分子材料基体性质的影响。
研究发现，填料含量的增加会显著提高导电高分子材料的导电性能。
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
导电高分子材料导电高分子材料是一种具有导电性能的高分子材料，它在电子、光电子、信息和通信等领域具有广泛的应用前景。
与传统的金属导电材料相比，导电高分子材料具有重量轻、柔韧性好、加工成型方便等优点，因此备受研究和开发的关注。
首先，导电高分子材料的导电机理是通过在高分子基质中添加导电填料来实现的。
导电填料可以是导电碳黑、导电纳米颗粒、导电聚合物等，它们在高分子基质中形成导电网络，从而赋予材料导电性能。
同时，导电高分子材料的导电性能受填料浓度、填料形貌、填料分散性等因素的影响，因此需要在材料设计和制备过程中进行精细控制。
其次，导电高分子材料在电子领域具有重要的应用。
例如，导电高分子材料可以用于制备柔性电子器件，如柔性电子显示屏、柔性电池、柔性传感器等。
由于其轻薄柔软的特性，导电高分子材料可以实现器件的弯曲和拉伸，从而拓展了电子器件的应用场景。
此外，导电高分子材料还可以用于制备导电薄膜，用于电磁屏蔽、抗静电、防雷击等领域。
此外，导电高分子材料在光电子领域也有着重要的应用。
例如，导电高分子材料可以用于制备有机太阳能电池、有机发光二极管等光电子器件。
由于其可塑性和可加工性，导电高分子材料可以实现器件的柔性化和大面积制备，从而降低了器件的制造成本，并且有望实现可穿戴电子产品的发展。
总之，导电高分子材料具有广泛的应用前景，它在电子、光电子、信息和通信等领域都有着重要的作用。
随着材料科学和工程技术的不断发展，导电高分子材料的性能和应用将会得到进一步的提升，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
希望通过对导电高分子材料的研究和开发，能够推动材料科学和工程技术的发展，为人类社会的可持续发展做出更多的贡献。
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。
导电高分子材料的制备与电导性能优化
导电高分子材料的制备与电导性能优化导电高分子材料是一种具有良好电导性能的材料，它在电子领域具有广泛的应用前景。
制备导电高分子材料并优化其电导性能是目前材料科学研究的一个热点。
本文将探讨导电高分子材料的制备方法以及电导性能的优化策略。
首先，导电高分子材料的制备方法多种多样。
其中，一种常用的方法是通过掺杂导电剂来增强材料的电导性能。
导电剂可以是导电聚合物、金属纳米颗粒或碳纳米管等。
这些导电剂的添加可以改变电荷传输的路径，提高材料的电导率。
另一种制备方法是通过改变材料的空间排列结构来增加导电路径。
例如，使用交联剂将导电高分子材料纳米颗粒交联在一起，形成导电网络，从而提高电导性能。
其次，导电高分子材料的电导性能可以通过优化材料的导电路径来实现。
一种常见的方法是通过控制导电剂的添加量和分布来调节材料的电导率。
合适的导电剂添加量可以提高材料的导电性能，而过多或过少的导电剂添加会降低电导率。
此外，导电高分子材料的电导性能还与其结晶度和分子排列有关。
通过调节材料的结晶度和分子排列，可以优化导电高分子材料的电导性能。
例如，通过控制材料的溶液浓度、混合比例和加热温度等参数，可以控制材料的结晶度和分子排列，从而提高电导率。
此外，导电高分子材料的电导性能还可以通过控制材料的形貌来实现。
导电高分子材料常见的形貌结构有纤维状、薄膜状和颗粒状等。
这些不同的形貌结构对材料的电导性能有着重要的影响。
例如，纤维状结构具有较大的表面积和较短的电子传输路径，可以提高材料的电导率。
薄膜状结构具有较大的界面积和较长的电子传输路径，可以增加材料的电导性能。
颗粒状结构则具有不同的电子传输路径，可以改善材料的电导性能。
因此，通过控制导电高分子材料的形貌结构，可以优化其电导性能。
此外，导电高分子材料的电导性能还可以通过外界刺激来实现。
外界刺激包括温度、光照、电场、力场等。
通过改变温度、光照等条件，可以改变材料的导电性能。
例如，温度的变化可以改变材料的分子运动和电子传输能力，从而影响材料的电导率。
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
导电高分子电磁屏蔽材料07高分子材料与工程袁凯20070810080122摘要导电高分子材料根据材料的组成可以分成复合型导电高分子材料(composite conductive polymers)和本征型导电高分子材料(intrinsic conductive polymers)两大类，后者也被称为结构导电高分子材料(structure conductive polymes)。
其中复合型导电高分子材料是由普通高分子结构材料与金属或碳等导电材料，通过分散、层合、梯度复合、表面镀层等复合方式构成。
其导电作用主要通过其中的导电材料来完成。
本征导电高分子材料也被称为结构型导电高分子材料，其高分子本身具备传输电荷的能力，这种导电聚合物如果按其结构特征和导电机理还可以进一步分成以下三类：载流子为自由电子的电子导电聚合物；载流子为能在聚合物分子间迁移的正负离子的离子导电聚合物；以氧化还原反应为电子转移机理的氧化还原型导电聚合物。
后者的导电能力是由于在可逆氧化还原反应中电子在分子间的转移产生的。
由于不同导电聚合物的导电机理不同，因此各自的结构也有较大差别。
关键词导电高分子（Conductive polymer）复合型（composite）本证结构型(structure) 电磁屏蔽(Shielding)前言近年来，随着科学技术和电子工业的高速发展，各种数字化、高频化的电子电器设备在工作时向空间辐射了大量不同波长和频率的电磁波，与此同时，电子元器件灵敏度越来越高，很容易受到外界电磁干扰而出现误动、图像障碍以及声音障碍等。
电磁辐射产生的电磁干扰不仅影响到电子产品的性能实现，而且由此而引起的电磁污染会对人类和其它生物体造成严重的危害。
为解决电磁波辐射造成的干扰与泄漏，主要采用电磁屏蔽材料进行屏蔽，实现电子电器设备与环境相调和、相共存的电磁兼容环境(Electro- Magnetic Compatibility，EMC)。
六种导电高分子(或绝缘高分子)材料的分析
分析
目录
• 引言 • 六种导电高分子材料概述 • 导电高分子材料的导电机理
目录
• 导电高分子材料的性能比较 • 导电高分子材料的应用前景 • 结论
01
引言
背景介绍
高分子材料在日常生活和工业生产中 广泛应用，包括塑料、橡胶、纤维等。
随着科技的发展，导电高分子材料逐 渐受到关注，因为它们具有传统金属 材料无法比拟的优势，如质量轻、可 塑性好、耐腐蚀等。
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聚二炔
聚二炔是一种具有高度不饱和键的高分子化合物，具有良好的导电性能和化学反应 活性。
它被广泛应用于光电转换器件、传感器和生物医学等领域。
聚二炔的导电性能可以通过改变分子结构和掺杂其他元素或分子来调节。
03
导电高分子材料的导电机 理
电子导电型
总结词
电子导电型高分子材料通过电子的流动传递电流。
详细描述
导电高分子材料可以作为 超级电容器的电极材料， 提高电极的储能密度和充 放电性能。
在传感器领域的应用
气体传感器
导电高分子材料可以作为 气体传感器的敏感材料， 用于检测气体中的有害物 质。
湿度传感器
导电高分子材料可以作为 湿度传感器的敏感材料， 用于检测环境湿度。
压力传感器
导电高分子材料可以作为 压力传感器的敏感材料， 用于检测压力变化。
稳定性比较
聚乙炔
01 稳定性较差，容易氧化和聚合
。Hale Waihona Puke 聚苯胺02 稳定性较好，具有较好的抗氧
化性能和热稳定性。
聚吡咯
03 稳定性较差，容易发生氧化和
降解。
聚噻吩
04 稳定性较好，具有较好的热稳
导电高分子材料
导电高分子材料专业班级：材料43学生姓名：王宏辉学号：2140201060完成时间：2017年3月29日导电高分子材料导电高分子材料一类具有导电功能（包括半导电性、金属导电性和超导电性）、电导率在10-6S／m以上的聚合物材料。
导电高分子材料分类：导电高分子可分为复合型导电高聚物和构型导电聚合物。
复合型导电高聚物是以高分子材料为基体，加入一定数量的导电物质(如碳黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等)组合而成。
该类聚合物兼有高分子材料的加工特性和金属的导电性。
与金属相比较，导电性复合材料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等优点。
结构型导电聚合物是指高分子聚合物本身或经少量掺杂后具有导电性的高分子物质，一般用电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子给体或受体进行掺杂后制得。
从导电时载流子的种类来看，结构型导电高分子聚合物又被分为离子型和电子型两类。
离子型导电高分子(IoIlic Conductive Polymers)通常又叫高分子固体电解质(S0lid Polymer Electrolytes，简称SPE)，其导电时的载流子主要是离子。
电子型导电高分子(10nic Electrically conductive Polymers)指的是以共轭高分子为主体的导电高分子材料，导电的载流子是电子(或空穴)。
这类材料是目前世界导电高分子材料研究开发的重点。
导电机理：构型导电聚合物导电机理：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)大分子链内和链闻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”)。
具有隔离结构的导电高分子复合材料的进展
导电粒子分布 ， 在Ｃ 设计制备具有隔离 Ｐ Ｃ ｓ中搭建良好的导电网络是有效降低 Ｃ Ｐ Ｃ ｓ逾渗值方法 。 其中 ， 结构的 Ｃ Ｐ Ｃ ｓ因可以大大降低复合材 料 逾 渗 值 而 受 到 研 究 者 广 泛 关 注 。 本 文 将 近 年 来 采 用 隔 离 方 法 降 低复合材料逾渗值的研究进展加以综述 ， 这些方 法 具 体 包 括 机 械 共 混 法 、 溶 液 共 混 法、 乳 液 法 等， 并提出 提高材料的力学性能是推动此类材料应用的关键 。
［ １～１ １］
中导电填料的种类和分布状态方便地实现对复合材料微观结构和电性能的调控 。 与聚吡咯 ， 聚噻吩等本 良好的加工性能 和 较 低 的 成 本 。Ｃ 征型导电高分子材料相比 ， Ｃ Ｐ Ｃ ｓ具有良好的导电性 、 Ｐ Ｃ ｓ可 用 作 抗 静
１ ２， １ ３］ ８， １ ４～１ ６］ １ ７， １ ８］ １ ９， ２ ０］ 、 、 、 电材料 ［ 电磁屏蔽材料 ［ 自控温发热材料 ［ 传感器件 ［ 等， 已经广泛应用于电器 、 纺织 、 １ ０， ２ １］ 。 采煤 、 航天等领域 ［
·１ ０·
高 分 子 通 报
２ ０ １ ２年６月
具有隔离结构的导电高分子复合材料的研究进展
代 坤， 张荣正 ， 郑国强 ， 王 波， 刘春太 ＊ ， 申长雨
（ ） 郑州大学材料科学与工程学院 ， 橡塑模具国家工程研究中心 ， 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ １
， ） 导电高分子复合材料 （ 研究的重点和热点之一是如何控制导 Ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｐ ｏ ｌ ｍ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｍ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ Ｃ Ｐ Ｃ ｓ 摘要 ： ｙ ｐ 电粒子的分布 ， 有效降低 Ｃ 提高 Ｃ 其中具 有 隔 离 结 构 的 Ｃ Ｐ Ｃ ｓ逾渗值 ， Ｐ Ｃ ｓ综合性能 ， Ｐ Ｃ ｓ因 能 大 大 降 低 复 合 材 料的逾渗值而受到研究 者 的 广 泛 关 注 。 本 文 综 述 了 制 备 隔 离 结 构 Ｃ 包 括 机 械 共 混 法、 溶液共混 Ｐ Ｃ ｓ的 方 法 ， 法、 乳液法等 ， 分析了此类材料具有较低逾渗值的机理 ， 总结了此类材料对温度 、 溶剂 等 外 场 的 响 应 规 律 。 根 据 复合材料微观结构指出提高此类材料力学性能是推进此类材料应用的关键 。 导电高分子复合材料 ； 逾渗 ； 填料分布 关键词 ：隔离结构 ；
导电高分子复合材料综述
导电高分子复合材料综述摘要：随着社会的发展，科学技术的进行，人们各种材料的要求在不断的提高，在这种情况下，就研究出了高分子复合材料，为社会的发展提供了重要的帮助。
而导电高分子复合材料就是这项研究中的一项重要的内容，而在导电高分子复合材料出现的早期，通常将其作为良好的电绝缘体，直到20世纪80年代才真正的在电力系统中使用导电高分子复合材料。
本文就对导电高分子复合材料进行了介绍，将其基本的导电理论以及特殊的效应理论进行了阐述，然后重点讨论了当前阶段中的应用以及研究进展，以使人们对其更好的了解。
关键词：导电高分子复合材料；导电性；应用导电高分子材料就是在高分子材料的基础上，根据使用的要求，加入了相应的导电体，经过多重技术的处理之后，使其具有了较高的导电能力。
而由于这种材料在制造的过程中，使用对材料的要求不高，使用的技术加工手段简单，使用的生产成本较低，导电性能较好等原因，受到了社会各界的广泛重视。
因此，为了使导电高分子复合材料在当前阶段中更好的应用，在当前的科学研究中，加强对其进行研究成为了必然趋势。
1导电高分子复合材料的导电理论1.1 统计渗滤模型在高分子复合材料的导电理论中，首先就是统计渗滤模型，这一模型通常是几何模型为基础上建立的，就是将复合材料中基本物质使用一定技术将其抽象化，使其存在一定形状的分散体系，然后根据一定的机理要求，将其进行重新的排列，使其重新组合成一个整体，使高分子材料中的基本物质成为了连续相，而加入的导电体材料根据其功能的不同，有些成为了连续相，有些成为了分散相，这些有效的分散相以及连续相，就在导电高分子复合材料中构造出了导电通道。
在这一模型的基础上，对导电高分子复合材料的电阻率与导电体进行深层次的分析，在两者之间建立相应的联系。
最具有代表性的就是在建立统计渗滤模型时，根据不同的需求，将基本物质抽象为形状、大小不同的球型、规则的多面体等，同时将导电体抽象成连续性的珠串等[1]。
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。
导电高分子PPT课件
CHENLI
3
2000年诺贝尔化学奖得主
美国物理学家
Heeger
1936.12.22日生于美 国衣阿华州
2021/3/7
美国化学家
MacDiarmid
1927.4.14(新西兰)-
2007.2.7 在吉大建设了以他的 名字命名C的HE实NL验I 室
日本化学家 Shirakawa
1936
4
导电聚合物的发现
本章主要介绍导电高分子的结构特征和基本的物理、 化学特性。
2021/3/7
CHENLI
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第四章 导电高分子
4.1.2 材料导电性的表征
根据欧姆定律，当对试样两端加上直流电压
V时，若流经试样的电流为 I，则试样的电阻R
为：
RV I
（4-1）
电阻的倒数称为电导，用G表示：
G I V
（4-2）
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1977年夏天，Heeger、MacDiamid和Shirakawa以及 其他合作的同事共同将他们的发现写成题为“合成导电的有 机高分子：多炔的卤素衍生物”论文，发表在英国皇家学会 出版的《化学会志》(the Jeurnal of Chemical Society， Chemical．Communications)。这一发现是一个伟大的突 破，从此以后，这一领域的发展突飞猛进，并产生了许多新 的激动人心的应用。
含有由“掺杂”而引入的一价对阴离子（p型掺杂）
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CHENLI
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第四章 导电高分子
导电高分子不仅具有由于掺杂而带来的金属特
性（高电导率）和半导体（p和n型）特性之外， 还
具有高分子结构的可分子设计性，可加工性和密度
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。
(整理)导电高分子材料.
导电高分子材料专业：高分子材料姓名：张星学号：09626110摘要长期以来,高分子材料由于具有良好的机械性能,作为结构材料得到广泛的用。
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, 它具有类似金属的电导率。
其后世界各国大批科学家相继研究导电高分子材料,成为高分子材料中非常活跃的一个领域。
本文介绍了导电高分子材料的概念及分类,重点讨论了导电高分子材料的导电机理及其在抗静电和导电、自然温发热材料、电磁屏蔽等领域的应用。
关键词导电高分子导电机理应用1.导电高分子材料的分类按照材料的结构与组成，可将导电高分子材料分为两大类。
一类是复合型导电高分子材料,另一类是结构型或本征型导电高分子材料。
1.1复合型导电高分子材料复合型导电高分子材料是将各种导电性物质以不同的方式和加工工艺（如分散聚合、层积复合、形成表面电膜等）填充到聚合物基体中而构成的材料。
几乎所有的聚合物都可制成复合型导电高分子材料。
其一般的制备方法是填充高效导电粒子或导电纤维 ,如填充各类金属粉末、金属化玻璃纤维、碳纤维、铝纤维、不锈钢纤维及锰、镍、铬、镁等金属纤维 ,填充纤维的最佳直径为7um。
复合型导电高分子材料是在通用树脂中加入导电填料、添加剂,采用一定的成型方法而制得的。
添加剂有抗氧剂、固化剂、溶剂、润滑剂等。
复合型导电高分子的分类主要按基体树脂和导电填料的组合来定。
（1）基体树脂主要有: 聚烯烃（聚乙烯、聚丙烯等、聚氯乙烯、聚酰胺、聚对苯二甲）（2）导电填料主要有: 金属粉（金、银、铜、镍）,金属纤维（铝纤维、黄铜纤维、铁纤维、不锈钢纤维等）,碳黑、石墨、碳纤维、镀金属玻璃纤维、镀银中空玻璃微球、碳黑接枝聚合物、金属氧化物、金属盐等。
填料有球状、薄片状、树枝状、针状、带状、网状、纤维状等。
薄片状比球状更有利于增大导电粒子间的相互接触。
导电高分子复合材料的制备与应用研究
导电高分子复合材料的制备与应用研究引言：导电高分子复合材料是将导电性能与高分子材料相结合的新型材料，具有导电性能和高分子材料的优势。
其制备和应用研究已经成为材料科学领域的热门课题之一。
本文将主要探讨导电高分子复合材料的制备方法、特性以及广泛应用的领域。
一、导电高分子复合材料的制备方法1. 浸渍法：浸渍法是一种常见的制备导电高分子复合材料的方法。
首先，将导电填料浸泡在溶解高分子的溶液中，使其充分吸收高分子材料。
然后，在干燥过程中，通过高温烘烤使高分子材料凝聚并结合导电填料，形成复合材料。
2. 敲击法：敲击法是制备导电高分子复合材料的一种新方法。
该方法通过在高分子材料表面敲击金属纳米颗粒，将纳米颗粒引入高分子材料中。
这种方法不仅可以实现纳米颗粒的导电功能，还可以增强高分子材料的强度和韧性。
3. 拉伸法：拉伸法是一种利用拉伸过程中材料断裂产生的空隙来引入导电填料的方法。
首先，在高分子材料中添加导电填料，然后进行拉伸过程。
在拉伸过程中，高分子材料会断裂，并在断裂中形成空隙，导电填料会填充到这些空隙中。
通过这种方法制备的导电高分子复合材料具有优异的导电性能。
二、导电高分子复合材料的特性1. 导电性能：由于导电填料的添加，导电高分子复合材料具有优异的导电性能。
导电填料可以是金属纳米颗粒、碳纳米管或导电聚合物，这些材料能够形成导电网络并传导电流。
2. 机械性能：导电高分子复合材料不仅具有导电性能，还保持了高分子材料的机械性能。
高分子材料具有轻质、高强度和韧性的特点，将其与导电填料相结合可以有效增强复合材料的机械性能。
3. 热稳定性：部分导电填料具有优异的热稳定性，因此导电高分子复合材料也具有较好的热稳定性。
这种特性使得导电高分子复合材料在高温环境中能够保持稳定的导电性能。
三、导电高分子复合材料的应用研究1. 电子器件：导电高分子复合材料在电子器件中有着广泛的应用。
例如，导电高分子材料可以用于制备导电电路板、柔性显示屏和聚合物太阳能电池。
《导电高分子》课件
从植物中提取高分子物质，再通过化学反应将导电物质引入高分子链中。
04
导电高分子材料的性能 优化
掺杂技术
综述
掺杂技术是通过向高分子材料中添加其他物质， 以改变其导电性能的一种方法。
原理
掺杂剂与高分子材料相互作用，产生电子转移， 从而增加材料的导电性。
应用
广泛应用于聚乙炔、聚噻吩等导电高分子的性能 优化。
详细描述
这类材料结合了电子导电型和离子导电型高分子材料的优点，具有更高的导电性 能和稳定性，广泛应用于电极材料、传感器、电池等领域。混合导电型高分子材 料的制备工艺和性能调控是研究的重点和难点。
03
导电高分子的制备方法
化学合成法
聚合法
通过聚合反应将小分子单体转化为高分 子聚合物，是制备导电高分子的常用方 法。
环境友好性和可持续发展
可生物降解
开发可生物降解的导电高分子材料，降低对环境的污染。
资源回收
研究导电高分子的回收再利用技术，实现资源的可持续利用。
绿色合成方法
采用环保的合成方法制备导电高分子材料，减少对环境的负面影响 。
导电高分子的应用领域
导电高分子在电子领域的应用 主要包括集成电路、电极材料 、传感器等，可以替代传统的 金属材料，降低成本和提高性
能。
在通信领域，导电高分子可用 于制造电磁屏蔽材料、高频电 缆等，提高通信设备的电磁兼
容性和信号传输质量。
在能源领域，导电高分子可用 于太阳能电池、燃料电池等新 能源设备的电极材料和隔膜材 料，提高能源利用效率和设备 稳定性。
在环保领域，导电高分子可用 于污水处理、空气净化等方面 的电极材料和催化剂载体，改 善环境质量。
02
导电高分子材料的分类
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B 自由基 碳正离子 碳负离子 阳离子自由基 阴离子自由基 两价碳正离子 两价碳负离子
(2) 可溶性导电高分子
目前已经可以通过结构修饰、掺杂诱导、乳 液聚合和化学复合等方法获得可溶性或水溶 性的导电高分子。
(3) 聚合物发光二极管
1992年美国的UNIAX公司研制了柔韧可弯曲的 聚合物发光二极管。该二极管的第一层是聚对 苯二甲酸乙酯；第二层为聚苯胺薄膜(正电极)； 而第三层是发光薄膜和钙膜(负电极)。
➢ 无机半导体中的掺杂是原子的替代，但 在导电聚合物中，掺杂是氧化/还原过程， 其掺杂的实质是电荷的转移。
➢ 无机半导体的掺杂量极低(万分之几)， 而导电聚合物的掺杂量很大，可以高达 50%。
➢ 在无机半导体中没有脱掺杂过程，而在 导电聚合物中，不仅存在脱掺杂过程， 而且掺杂/脱掺杂过程是完全可逆的。
氧化掺杂 (p-doping): [CH] n + 3x/2 I2 ——> [CH]n x+ + x I3还原掺杂 (n-doping): [CH] n + x Na ——> [CH]n x- + x Na&) 宽的电导率范围
一般来说，根据材料的导电性能，材料可 分为： 绝缘体（电导率≤10-10 S·cm-1） 半导体（电导率：10-10 ~10-2S·cm-1） 导体（电导率：102~106 S·cm-1） 超导体（ 电导率趋向于无穷大）
导电高分子领域的突破性 研究进展
(1) 对掺杂本质的认识及孤子导电机理的提出
1979年W.P.Su, J.R.Schrieffer和A. J. Heeger等人提出 了孤子理论。根据这一理论，孤子、极化子和双 极化子被视为导电高分子的载流子。
A 中性孤子 正孤子
负孤子 正极化子 负极化子 正双极化子 负双极化子
(4) 导电高分子的多功能化
将导电高分子与高力学性能、高透明度、耐 高温的高分子材料进行复合以制备兼顾电学 与力学性能、电学与透光性能以及良好热稳 定性的新型复合材料。
导电高分子实用化面 临的挑战
➢稳定性 ➢功能化 ➢加工性 ➢纳米化
"for the discovery and development of conductive polymers"
Alan J. Heeger
Alan G. MacDiarmid
Hideki Shirakawa
➢ 导电高分子的结构特征及导电机理 ➢ 导电高分子的主要性能 ➢ 导电高分子的制备方法 ➢ 典型的导电高分子 ➢ 导电高分子研究领域取得的突破性进展 ➢ 导电高分子实用化面临的挑战
导电高分子
➢ 日本筑波大学材料学院的化学教授白川 英树（Hidekishirakawa）
➢ 美国费城宾夕法尼亚大学的化学教授马 克迪尔米德 (Alan.G.MacDiarmid)
➢ 加利福尼亚大学固体聚合物和有机物研 究所的物理学教授黑格尔 (Alan.J.Heeger)
The Nobel Prize in Chemistry 2000
导电高分子实现了从绝缘体到半导体，再到 导体的变化，这也是迄今为止的任何材料都 无法比拟的。
(2)导电高分子具有独特的掺杂和脱掺杂特 性，且掺杂/脱掺杂过程完全可逆。
聚苯胺的掺杂/脱掺杂过程对应的颜色变化
(3)导电高分子具有π-共轭结构，因此 它具有响应速度快和高的三阶非线性光 学系数。
导电高分子的合成方法
导电高分子的结构特征及 导电机理
交替的单键和双键共轭结构
导电高分子都有一个长程的π-电子共 轭主链，因而又称为共轭聚合物。这 一π-电子共轭体系的成键和反键能带 之间的能隙较小，大约为1.5~3.0 eV， 接近无机半导体中导带和价带之间的 能隙。
导电高分子的导电机理:掺杂
在共轭聚合物分子中σ电子是无法沿 主链移动的，而π电子虽较易移动， 但也是定域化的，因此必需移去主链 上部分电子(氧化)或注入数个电子(还 原)，而这些空穴或额外电子在共轭聚 合物链上的移动，赋予了共轭聚合物 导电性。
➢化学氧化聚合 ➢电化学聚合
典型的导电高分子
(1)聚乙炔
1977年发现碘或者五氟化砷掺杂的聚乙 炔膜具有金属的电导。
(2) 聚苯胺
聚苯胺主要特点是原料廉价易得，合成 简单，同时具有良好的环境稳定性。
(3)聚吡咯
聚吡咯容易合成，且电导率也很高；但 价格较高。
(4)聚噻吩
相对于其它几种导电高分子而言，聚噻吩类 衍生物具有可溶解，高电导率和高稳定性等 特点。