导电高分子材料的研究进展

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导电高分子材料的研究和应用

导电高分子材料的研究和应用

导电高分子材料的研究和应用近年来,导电高分子材料得到了越来越多的关注。

这种材料能够将电能转化为热能,具有较高的电导率和良好的机械性能,因此在可穿戴电子设备、柔性电子、智能材料等领域具有广泛的应用前景。

本文将就导电高分子材料的研究进展和应用领域进行探讨。

一、导电高分子材料的分类和制备方法导电高分子材料的分类多种多样,包括导电聚合物和导电复合材料等。

其中导电聚合物主要包括导电聚苯胺、导电聚丙烯酰胺和聚电解质等。

这些聚合物具有较高的导电性能和良好的稳定性,可以在应力、温度和化学环境等多种条件下均能保持稳定的电导率。

导电复合材料是指将导电材料与聚合物基体复合而成的材料。

导电材料可以是金属、碳纳米管、石墨烯等等,具有较高的导电性能。

而聚合物基体则可以提供良好的机械性能和稳定性。

导电复合材料的制备方法包括化学合成、物理混合和化学还原等。

二、导电高分子的应用领域1. 可穿戴设备随着移动互联网和物联网技术的不断发展,可穿戴设备逐渐得到人们的关注。

作为这一领域的重要材料之一,导电高分子可以用于制作柔性传感器、智能手表、智能眼镜等设备中的电子元件。

相比于传统的刚性电子元件,导电高分子材料可以更好地贴合皮肤,不影响使用者的日常生活。

2. 柔性电子柔性电子作为一种颠覆性的技术,将改变现有的电子产品设计理念。

导电高分子材料可以在这一领域中扮演重要的角色。

制备柔性电子的关键在于材料的柔软性和可弯折性。

而导电高分子材料具有较好的柔软性和可弯折性,因此可以作为柔性电子的重要材料之一。

3. 智能材料智能材料是指能够对外界刺激做出相应反应的材料。

导电高分子材料可以通过改变电流、温度等条件来实现形变、液滴运动等智能性能。

此外,导电高分子材料还可以应用于电磁屏蔽、光电和声音传感器等领域。

三、导电高分子材料未来的发展方向随着科技的不断发展和人们对高性能、高稳定性的需求不断增加,导电高分子材料未来的发展方向也越来越多样。

以下是未来导电高分子材料的几个发展趋势:1. 提高导电性目前导电高分子材料的电导率还有一定的提升空间。

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

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。

导电高分子材料的研究进展

导电高分子材料的研究进展

导电高分子材料的研究进展导电高分子材料是一种能够传导电流的高分子材料,具有优异的导电性能和灵活的可塑性。

它们广泛应用于电子器件、柔性电子器件、能源存储和传输等领域。

随着科技的不断发展,导电高分子材料的研究也在不断取得进展。

本文将就导电高分子材料的研究进展进行探讨。

近年来,导电高分子材料的研究主要集中在三个方面:一是发展新型的导电高分子材料,二是研究导电机理,三是提高导电性能。

1.发展新型的导电高分子材料石墨烯是一种具有高导电性能的二维材料,其单层厚度仅为一个原子。

由于其优异的导电性能和独特的二维结构,石墨烯被广泛应用于导电高分子材料的开发。

例如,石墨烯可以添加到传统的高分子材料中,以提高其导电性能。

此外,石墨烯的制备方法也在不断改进,例如化学气相沉积和机械剥离技术,以提高石墨烯的制备效率和质量。

除了石墨烯,碳纳米管也是一种具有很高导电性能的材料。

碳纳米管的直径仅为几个纳米,但长度可以达到几个微米甚至更长。

碳纳米管可以在高分子基体中分散,形成导电网络,从而提高高分子材料的导电性能。

此外,一些研究人员还提出了利用纳米粒子和聚合物共同制备导电高分子材料的方法,以获得更好的导电性能。

2.研究导电机理研究导电机理是导电高分子材料研究的重要方向。

目前,导电高分子材料的导电机理主要包括两种:一种是有机导电材料的分子导电机理,即通过有机分子的电荷迁移来实现导电;另一种是金属/高分子复合材料的载流子传输机理,即通过金属粒子或纳米线来传输载流子。

研究导电机理有助于深入理解导电高分子材料的性质,并为其应用提供指导。

3.提高导电性能提高导电性能是导电高分子材料研究的重要目标之一、目前,提高导电性能的方法主要包括以下几个方面:一是通过改变高分子材料的结构和组分来调控导电性能,例如改变共聚物的比例和合成导电高分子材料的共轭结构。

二是通过添加导电剂来提高高分子材料的导电性能,例如添加金属粒子、碳纳米管等。

三是通过改变导电高分子材料的处理方法来提高其导电性能,例如通过拉伸、压印等方法调控高分子链的排列和导电网络的形成。

高分子材料的导电性能研究

高分子材料的导电性能研究

高分子材料的导电性能研究高分子材料是一类由大量重复单元组成的聚合物,具有独特的物理和化学性质。

近年来,研究人员对高分子材料的导电性能进行了深入的研究。

高分子材料的导电性能对于电子学、能源存储和生物传感器等领域的应用有着重要意义。

本文将探讨高分子材料的导电机制以及相关研究进展。

一、导电机制高分子材料的导电机制主要包括两种类型:注入和固体态(固态)导电。

在注入导电中,高分子材料通过与电子供体或受体接触来实现导电。

这种类型的导电机制广泛应用于有机半导体材料和高分子材料的传感器中。

固态导电是另一种常见的导电机制,主要通过高分子材料自身的导电特性来实现导电。

在这种情况下,高分子材料内部电子通过导电链路进行迁移和传导。

二、导电性能的调控为了改善高分子材料的导电性能,研究人员采取了一系列的调控策略。

以下是几种常见的调控方法:1. 添加导电剂:添加导电剂是提高高分子材料导电性能的一种常见方法。

常用的导电剂包括碳纳米管、石墨烯和金属纳米颗粒等。

这些导电剂与高分子材料形成导电网络,提高了材料的导电能力。

2. 修饰表面:通过对高分子材料表面进行修饰,可以改善其导电性能。

例如,在高分子材料表面修饰导电聚合物或导电聚合物接枝物,在其表面形成导电通道,提高了导电性能。

3. 聚合物共混:将高分子材料与导电性能较好的聚合物进行共混,可以有效改善材料的导电性能。

聚合物共混技术可以提高材料的导电路径,并增加电子在材料中的传输速率。

三、应用领域高分子材料的导电性能在各个领域具有广泛的应用前景。

1. 电子学应用:高分子材料具有可塑性、透明性和可扩展性等优势,在电子学领域中被广泛应用。

高分子材料的导电性能可以用于制造柔性显示器、柔性智能电路等。

2. 能源存储应用:高分子材料的导电性能对于电池和超级电容器等能源存储设备的性能有着重要影响。

通过调控高分子材料的导电性能,可以提高能源存储设备的充放电效率和循环稳定性。

3. 生物传感器应用:高分子材料的导电性能在生物传感器领域具有广泛应用。

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

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。

导电高分子材料的研究进展

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

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

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

导电高分子材料的合成与性能研究导电高分子材料是一类具有良好导电性能的高分子材料,在电子器件、能源存储和传感器等领域具有广泛的应用前景。

为了实现导电高分子材料的合成与性能研究,科学家们进行了大量的研究工作。

一、导电高分子材料的合成方法导电高分子材料的合成方法多种多样,常见的方法包括化学合成、物理合成和生物合成等。

化学合成是最常用的方法之一,通过化学反应将导电性物质与高分子材料进行反应,从而实现导电高分子材料的合成。

物理合成方法则是利用物理力学原理,如电解沉积、溶剂蒸发等,将导电性物质沉积在高分子材料表面,形成导电高分子材料。

生物合成方法则是利用生物体内的酶或微生物对高分子材料进行修饰,从而实现导电高分子材料的合成。

二、导电高分子材料的性能研究导电高分子材料具有良好的导电性能,其性能研究主要包括导电性能、机械性能和热稳定性等方面。

导电性能是导电高分子材料最重要的性能之一,可以通过电导率来评估。

机械性能是指导电高分子材料在外力作用下的变形和破坏性能,可以通过拉伸实验和硬度测试等方法进行评估。

热稳定性是指导电高分子材料在高温环境下的稳定性能,可以通过热重分析和差示扫描量热法等方法进行评估。

三、导电高分子材料的应用前景导电高分子材料具有广泛的应用前景,在电子器件、能源存储和传感器等领域有着重要的应用。

在电子器件方面,导电高分子材料可以作为导线、电极和电介质等组成部分,用于制备柔性电子器件和有机电子器件。

在能源存储方面,导电高分子材料可以作为电池和超级电容器的电极材料,具有高能量密度和高功率密度的特点。

在传感器方面,导电高分子材料可以作为传感器的敏感层,用于检测温度、湿度、压力和化学物质等。

总之,导电高分子材料的合成与性能研究是一个重要的研究领域,对于推动电子器件、能源存储和传感器等领域的发展具有重要意义。

随着科学技术的不断进步,相信导电高分子材料的研究将会取得更加突破性的进展,为人类社会的发展做出更大的贡献。

碳系复合导电高分子材料研究进展

碳系复合导电高分子材料研究进展

山东化工收稿日期:2018-12-19基金项目:2018年山东省本科教改项目(加强科教融合,发挥学科优势,探索地方高校拔尖创新型人才培养新模式Z2018S006);中国轻工业联合会教育工作分会2018年度课题(新工科背景下以科研项目为支撑的拔尖创新型人才培养模式研究QGJY2018041);2016年临沂大学教改项目(以社会需求为导向的材料科学与工程专业创新人才培养模式改革研究);2017年临沂大学教育信息化研究课程(高分子化学实验);2017年临沂大学学生学习评价改革课程(高分子物理实验);国家大学生创新创业训练项目(编号:201810452066);2018年山东省大学生科学研究项目(水性聚氨酯耐高温涂料的制备及性能研究18SSR058)作者简介:马德硕(1997—),临沂大学在校本科生;通信作者:马登学(1976—),山东临沂人,博士,副教授,主要从事高分子材料的合成与应用。

碳系复合导电高分子材料研究进展*马德硕1,黄传峰1,代月1,刘青青1,夏其英2,刘增欣1,梁士明1,马登学1(1.临沂大学材料科学与工程学院,山东临沂276005;2.临沂大学化学化工学院,山东临沂276005)摘要:随着科学技术和工业生产的发展,人们对导电高分子材料的需求量越来越高,其中应用最广泛的就是碳系复合导电高分子材料。

本文首先对导电高分子材料的制备方法和主要分类做了简单介绍,然后对碳系复合导电高分子中的炭黑填充型、石墨填充型、碳纳米管填充型三类的研究进展进行了阐述,最后对导电高分子材料未来的发展进行了展望。

关键词:碳系;导电;高分子材料中图分类号:TQ316文献标识码:A 文章编号:1008-021X (2019)06-0050-02Research Progress of Carbon Composite Conductive Polymer Materials *Ma Deshuo 1,Dai Yue 1,Huang Chuanfeng 1,Liu Qingqing 1,Xia Qiying 2,Liu Zengxin 1,Liang Shiming 1,Ma Dengxue 1(1.School of Materials Science and Engineering ,Linyi University ,Linyi 276005,China ;2.School of Chemistry and Chemical Engineering ,Linyi University ,Linyi 276005,China )Abstract :With the continuous develop of science and industrial production ,there is an increasing demand for conductive polymermaterials ,the most widely used is the carbonic conductive composite polymer composites.The preparation methods and main classification of conductive macromolecular materials are introduced briefly ,then ,the research progress of three main carbonic conductive polymer composites filled respectively with carbon black ,graphite as well as carbon nanotubes is elaborated ,finally ,the future development of conductive polymer materials is prospected.Key words :carbonic ;conductive ;polymers1导电高分子概述20世纪70年代人们发现了导电高分子材料,证实了并不是所有的聚合物都是绝缘体的说法,并由此开启了导电高分子材料的大门。

导电高分子材料的最新进展及应用领域

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方法及性能研究

导电高分子材料的制备方法及性能研究

导电高分子材料的制备方法及性能研究近年来,随着电子技术的快速发展和应用需求的不断增加,导电高分子材料作为一种重要的功能材料受到了广泛的关注和研究。

导电高分子材料具有不同于传统导电材料的优点,如重量轻、柔韧性好、可塑性强等,逐渐在电子器件、能源存储和传感器等领域展示出巨大的应用潜力。

本文将介绍导电高分子材料的制备方法以及其在不同领域中的性能研究。

一、导电高分子材料的制备方法1. 化学合成法化学合成法是制备导电高分子材料的一种常用方法。

在这种方法中,通过对适当的单体(如嵌段共聚物单体)进行聚合反应,将非导电的高分子转化为导电高分子材料。

例如,聚苯乙炔是一种具有良好导电性能的高分子材料,可以通过嵌段共聚物合成法来合成。

具体来说,将含有苯乙炔和有机金属化合物的单体进行聚合反应,可得到导电性能良好的聚苯乙炔材料。

2. 界面聚合法界面聚合法是制备导电高分子材料的另一种重要方法。

在这种方法中,通过在高分子材料表面引入一定的功能单元,使其具有导电性能。

常用的界面聚合方法包括电化学聚合、化学修饰和物理吸附等。

例如,可以通过在高分子材料表面沉积一层导电性较高的金属薄层,从而赋予高分子材料导电性能。

此外,也可以通过在高分子材料表面吸附或修饰导电性高的纳米颗粒,实现导电性能的提升。

二、导电高分子材料的性能研究1. 导电性能导电性能是评价导电高分子材料性能的关键指标之一。

通过测量导电高分子材料的电阻率或电导率,可以评估其导电能力。

导电性能的研究一方面可以通过不同的制备方法来改变材料的导电性能,另一方面可以通过调控材料的结构或添加导电剂来提升材料的导电性能。

2. 机械性能导电高分子材料的机械性能是其在实际应用中的重要考虑因素之一。

由于导电高分子材料通常是柔性的,因此其柔韧性和可塑性是评价其机械性能的关键指标。

通过调控材料的分子结构或添加增塑剂,可以改善材料的柔性和可塑性。

3. 热稳定性导电高分子材料的热稳定性是其在高温环境中应用的重要性能之一。

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

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。

新型导电高分子材料的制备及应用研究

新型导电高分子材料的制备及应用研究

新型导电高分子材料的制备及应用研究一、绪论随着人们生活水平的不断提高,电子、通讯、领域成为了人们生活中不可或缺的一部分。

导电高分子材料,作为一种新型的功能材料,近年来吸引了越来越多的研究者的关注,因其在电子和通讯领域的广泛应用。

本文将从新型导电高分子材料的制备及应用两个方面进行探讨。

二、新型导电高分子材料的制备A.导电高分子材料的定义导电高分子是指具有导电性能的高分子材料,其不只是单纯的高分子材料,而也具备金属、半导体和非晶体等多种材料的特性。

导电高分子材料本身具有优异的电学和机械性质,是近年来备受关注的重要研究领域之一。

B.导电高分子材料的分类根据不同的导电机理,可以将导电高分子材料划分为两类:1.掺杂型导电高分子材料:在合成或后处理过程中添加能够提供电子的小分子或高分子。

2.共轭聚合物:是指由共轭单元重复单元组成的高分子,由于周边单元间电子共享而实现高分子材料的导电。

C.导电高分子材料的制备导电高分子材料的制备包括掺杂型导电高分子材料和共轭聚合物两种类型。

具体方法有:1.化学合成在化学合成中,通过化学反应或者高分子化学反应将掺杂剂或共轭单元与高分子主链引入到一起。

化学合成过程中,需要考虑反应条件、合成质量、掺杂剂的选择等多种因素。

2.物理掺杂物理掺杂是将掺杂剂分散在高分子分子链之间的方法。

该方法分为高分子反应法和物理混合法。

物理混合法通常采用简单的干燥法、滴加法、溶液浸渍法等方法,将高分子颗粒与掺杂剂共存于同一体系中。

3.自组装法自组装法是将掺杂剂与高分子相互作用形成有序多层结构,以提高导电性。

自组装方法的优点是能够直接控制纳米尺度的层和空隙,从而精确控制掺杂剂的形成与导电性质。

3.离子注入法离子注入法是将高能的离子注入材料,以改变高分子链的电子结构,影响导电性能的方法。

三、新型导电高分子材料的应用A.导电高分子材料在电子领域中的应用1.防静电材料导电高分子材料的导电性能可以达到电阻率在10^-4~10^-7Ω.cm之间,这种导电性能可以被广泛用于防静电行业中。

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。

导电高分子材料的研究进展

导电高分子材料的研究进展

导电高分子材料的研究进展摘要:导电高分子材料的发现为众多领域的发展引领了全新的方向。

导电高分子材料因其易加工、导电性能可调节、重量轻等优点而被世界所关注。

同时也因其独特的性能、优势以及应用价值,决定了其广阔的发展空间。

本文介绍了导电高分子材料的分类并分析了导电高分子材料在各领域中的应用。

[关键词] 导电高分子材料分类应用导电物质的研发与应用是每个国家发展、关注的重要领域。

根据导电性能对材料进行划分,可以分为绝缘体、半导体、导体和超导体四种类型。

在20世纪九十年代两位科学家发现高分子材料具有导电性能,从此便定义为导电高分子材料。

通过长期的科学研究和发展,人们对导电高分子的使用范畴逐步扩大,充分利用它独特的优势、特点开辟了导电高分子材料使用的新领域。

比如,已在隐身技术、显示器、电池、光电子器件、生物医学、传感器等领域获得了广泛的应用。

而由于导电高分子材料为全世界发展所提供的价值及其巨大的应用前景,已引发了各界科研人员对其进行深入研究。

一、导电高分子材料的分类由于制备工艺的不同与结构差异,导电高分子材料目前主要有复合型导电高分子材料与结构型导电高分子材料两大类。

1、复合型导电高分子材料世界上使用最广泛的复合型导电高分子材料的生产技术简便,这是其优势所在,也是它使用广泛的原因所在。

组成复合型导电高分子产品的主要原材料为基础性高分子材料和导电性物质,将原材料通过一定而又特殊的物理化学加工方式充填在聚合物基体内,进而形成复合型导电高分子材料产品。

复合型导电高分子材料领域中广泛使用的产品有导电橡胶、导电树脂、导电纤维织物、半透明导电膜、导电材料和导电胶黏剂等。

由基础性高分子材料与导电性物质构成的填充物一般为石墨、碳纤维、金属粉等物质,其是导电性能的根源。

其中的基础性高分子材料决定着复合型导电高分子材料的强度、抗老化性能与耐热性,所以基础性高分子材料的选择很重要,应该结合材料的实际使用需求进行综合分析。

常用的基础性高分子材料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、环氧树脂、酚醛树脂等。

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

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。

导电高分子聚苯胺及其应用

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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本文分别介绍了导电高分子材料的分类、制 备、导电机理以及应用,并对导电高分子材料的未 来做了展望。
导电高分子材料的分类
收稿日期:2012—03—06 作者简介:陈东红(1988一),女,辽宁抚顺人,硕士研究生,主要从事功能高分子、电子化学品、胶黏剂的研究开发工作。
万方数据
陈东红等,导电高分子材料的研究进展
Abstract:Compared ties,such tivity
ca31 as
to
the traditional electric
conductive materials,the electric conductive polymer materials have many unique proper—
按结构和制备方法可以将导电高分子材料分 成两类,一类是复合型导电高分子材料,另一类是 结构型导电高分子材料。
1.1
结新工艺等[6】。 2.2.1化学氧化聚合法 化学氧化聚合是在酸性的条件下用氧化剂制 得电导率高、性质基本相同、稳定性好的聚合物,经 常使用的氧化剂有(NH4):S:0。,KIO,,K:Cr20,等,它 们往往同时也是催化剂…。化学氧化聚合法制备聚 合物主要受反应介质酸的种类及浓度、氧化剂的种 类及浓度、反应温度及时间、单体浓度等因素的影 响【8】。研究较多的主要是溶液聚合、乳液聚合、微乳 液聚合、界面聚合、定向聚合、液晶结合及中间转化
化学与黏合 2012年第34卷第6期
CHEMISTRY AND ADHESION
导电高分子材料的研究进展
陈东红,
虞鑫海,
徐永芬
(东华大学应用化学系,上海201620)
摘要:与传统的导电材料相比较,导电高分子材料具有许多独特的性能,例如密度小、易加工、耐腐蚀、结构易变、半导 体、可大面积成膜以及电导率可在大范围内调节等特点,显示出了其广阔的应用前景。着重综述了导电高分子材料的分 类,并分别介绍了复合型和结构型两种导电高分子材料的制备以及导电机理,列举出了导电高分子材料在隐身技术、显示 材料、电池、导体、药物释放、传感器方面的应用,并对导电高分子材料未来的发展前景做了展望。 关键词:导电高分子;分类;制备;应用 中图分类号:TQ
表1几种常见的导电高分子


2000年的诺贝尔化学奖分别授予了美国的
Table 1
Several
colnlnon
electric conductive polymers
Heeger、MacDiarmid和日本的白川英树三位科学家, 他们通过研究证明了大家通常认为绝缘的高分子 材料在一定的条件下也可以具有导电性…。从那以 后,导电高分子材料这一门新兴的学科就此迅速发 展,成为材料学科研究中重要的一部分。之后,又相 继开发出了聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚 噻吩、聚苯胺、聚对苯撑乙烯撑等导电高分子材料。 导电高分子材料因其独特的结构和物理化学 性质而在很多方面得到广泛应用,例如已经在隐身 技术、显示器、电池、电子器件、生物医药、传感器等 方面得到广泛的应用【捌。虽然导电高分子材料的发 展只有三十多年的历史,但由于这门学科本身有着 极其巨大的学术价值和应用前景,所以吸引了世界 各国的科学家从事该领域的研究。
4.2显示材料

P a 、

.|;lL
岛 锄 醛 蝗
导电填料质量分数,%
图1
Fig.1 The
curve
电阻率一导电填料含量曲线
of resistivity—electic conductive filler
content
复合型导电高分子材料中填充材料的成分、填 料粒子的分散状态及其与聚合物基体的相互作用 都决定了复合材料的导电性,要想材料能具有更良 好导电性,必须使填料粒子既能较好地分散,又能 形成三维网状结构或蜂窝状结构【12 1。
2.2结构型导电高分子的制备方法
导电高分子材料的导电机理
复合型导电高分子材料的导电机理
结构型导电高分子的制备方法主要有以下几 种:化学氧化聚合法、电化学聚合法以及热分解烧 万方数据
化学与黏合 2012年第34卷第6期
CHEMISTRY AND ADHESl0N ・63・
复合型导电高分子材料中填料的分散状态决 定了材料的导电性,从渗流理论中可看出,孤立分 散的填料微粒松散地填充于材料中时,当体积分散 达到一定的临界含量以后,就可能形成一个连续的 导电通路。这时的离子处于两种状态:一是电荷载 流子可以在导体内连续地流动,此时离子间发生的 是物理接触;二是由于离子间存在粘接剂薄层,载 流子本身被激活而运动。所以,复合型导电高分子 材料能导电的条件是填充材料应该既一定程度地 分散,又能形成松散的网络分布。

broad application prospect.The classification of the electric conductive polymer materials
are
are reviewed in this paper,the preparation,conductive mechanisms of the composite and structural conductive polymer materials
322.94
文献标识码:A
on
文章编号:1001—0017(2012)06—0061—05
Progress in Research
Electric Conductive Polymer
Materials
CHEN Dong—hong,YU Xin—hai and XU Yong-fen
(Department ofApplied Chemistry,Donghua University,Shanghai 201620,China)
1.2结构型导电高分子材料
2.2.2电化学聚合法 电化学聚合法主要有恒电流法、恒电位法、脉 冲极化法以及动电位扫描法[8】。 以聚苯胺为例,电化学聚合法是在含苯胺的电 解质溶液中采用适当的电化学条件,使苯胺发生氧 化聚合反应,生成聚苯胺薄膜黏附于电极表面,或 者是聚苯胺粉末沉积在电极表面【71,一般都是苯胺
型[51。
在酸陛溶液中,在阳极上进行聚合。影响聚苯胺电
化学聚合法的因素主要有:苯胺单体的浓度、电解 质溶液的酸度、电极材料、电极电位、溶液中阴离子 种类、聚合反应温度等。电化学聚合法的优点是产 物的纯度比较高,聚合时反应条件较简单而且容易 控制;缺点是只适宜合成小批量的聚苯胺,很难进 行工业化生产…。 采用化学氧化聚合法制备的聚合物不溶不熔, 而且力学性能和加工性能比较差,难以直接进行加 工应用;利用电化学聚合法虽然可以获得聚合物的 导电膜,但是膜的面积会受到电极面积的限制,不 可能做成大面积的实用导电膜【10】。 此外,还有一种聚合方法对于导电高分子材料 有很好的合成前景,就是酶促聚合。利用酶促聚合 方法制备聚苯胺虽然十年之前就报道过,但对于聚 吡咯直到最近也没有成功地通过酶促聚合制备出 来。Ryan Bouldin,Sethumadhavan Ravichandran等人 相信之所以这样是因为相比于苯胺,吡咯具有更高 的氧化电势,由于氧化酶和漆酶的氧化电势比吡咯 的低,所以这些酶上的活性位点不能够直接氧化吡 咯单体。可以通过寻找合适的酶促反应催化剂来降 低氧化电势,从而使反应顺利进行【111。

3.1
2导电高分子材料的制备
2.1
复合型导电高分子的制备方法 复合型导电高分子在制备中所用的复合方法
主要有两种:一种是把亲水性聚合物或者结构型导 电高分子和基体高分子放在一起进行共混;另一种 是将各种导电填料,如金属粉末、铝纤维、碳纤维、 不锈钢纤维及很多金属纤维填充到基体高分子里 面,填充的纤维最佳直径为7斗“捌。 纤维状填料的接触几率很大,因此金属纤维在 填充量很少的情况下就可以获得较高的导电率。其 中,金属纤维的长径比对材料的导电性能有很大的 影响,长径比越大,其导电性和屏蔽效果越好i2】。
在结构型导电高分子中的吸波机理可认为是 电损耗和介电损耗。由于电磁波的存在,材料被反 复极化,从而使分子电偶极子跟随电磁场的振荡而 产生分子摩擦。与此同时,由于材料存在电导率,电 磁波就会在材料中形成感应电流而产生热量,使得 电磁波在这一过程中能量被消耗掉。要注意的是, 并不是电导率越高吸收电磁波的效果越好,因为太 高的电导率会增加材料表面对电磁波的反射,反而 不利于电磁波的吸收。所以需要通过各种方法来调 节电导率,从而调节到最好的隐身效果。 在复合型导电高分子材料中通常会加入纳米 微粒材料作为吸收剂,掺杂到橡胶或树脂基质中。 由于纳米微粒的尺寸在1~100nm之间,而这又远小 于雷达发射的电磁波波长,所以纳米微粒材料对电 磁波的透过率要比其他常规材料强得多,很大程度 上减少了电磁波的反射率,使得雷达接收到的反射 信号很微弱,从而就达到了隐身的作用。而且纳米 微粒材料的比表面积比微米级材料要大很多,对于 电磁波和红外光波的吸收率也比普通材料大很多, 因而分别由探测物和雷达发射的红外光和电磁波 被纳米粒子吸收掉,使得红外探测器和雷达就很难 发现目标了【14l。 导电高分子作为吸波材料有很多优点,如电磁 参量可控、表面密度低、易加工成型。但是导电高分 子属于易电损耗的雷达吸收波材料,所以会逐渐减 薄涂层厚度,从而带来制备工艺方面的麻烦,而且 成本和制备工艺等因素也制约着它的发展,因此这 类材料作为舰船吸收雷达波的应用还未进入实施 阶段【151。
presented,and the development prospect of the electric conductive polymer materials is discussed.
Key words:Electric conductive polymer;classification;preparation;application
法等。
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质,如石 墨、金属粉、金属纤维、金属氧化物、炭黑、碳纤维, 通过不同的方式和加工工艺,如分散聚合、填充复 合、层积复合或形成表面电膜等方式而制得。主要 品种有导电橡胶、导电塑料、导电纤维织物、透明导 电薄膜、导电涂料以及导电胶黏剂等。其性能与导 电填料的很多方面有关,比如种类、粒度、用量、状 态以及它们在高分子材料中的分散状态等。
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