导电聚合物的研究进展
有机导电聚合物研究进展a
有机导电聚合物研究进展1 导电聚合物各种人造聚合物俗称为塑料或化纤，天然聚合物主要有蛋白质和树脂等。
上述有机固体通常是绝缘体，而增强它们的电导率是一个非常吸引人的研究领域。
因为这类材料成本低廉、重量轻，更重要的是，可以把聚合物的可塑以及柔韧等优良机械特性与通常只有金属才具备的高电导特性结合在一起，从而将应用范围大大拓宽。
1977年，白川英树在一次聚乙炔合成的实验中，意外地加入了过多的催化剂(齐格勒—纳塔催化剂，以1963年诺贝尔化学奖得主Ziegler 和Natta命名，其作用是定向催化——用于严格控制聚合物的空间结构)。
不料，在反应器中生成了一种光亮的反式聚乙炔薄膜。
如果将薄膜暴露于卤族Br2或I2蒸汽，生成物的电导率可以提高1012倍[1]，从此有机物不能导电的观念被打破。
2000 年度诺贝尔化学奖授予了三位致力于导电聚合物研究的科学家，他们是美国物理学家艾伦·黑格（Alan Heeger）、化学家艾伦·麦克迪尔米德（Alan MacDiarmid ）和日本化学家白川英树（Hideki Shirakawa ）。
这是对导电聚合物研究的充分肯定。
导电聚合物根据材料的组成可以分成复合型导电聚合物材料和本征型导电聚合物材料两大类[2－4]。
复合型导电聚合物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。
本征型导电聚合物材料也被称为结构型导电聚合物材料，其高分子本身具备一定的导电能力，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：载流子为自由电子的电子导电型聚合物和载流子为能在聚合物分子间迁移的正负离子的离子导电型聚合物。
在电子导电聚合物的导电过程中，载流子在电场的作用下能够在聚合物内定向移动形成电流。
电子导电聚合物的共同结构特征是分子内有大的线性共轭π电子体系，给自由电子提供了离域迁移条件，故又称为共轭聚合物。
新型导电聚合物的研究现状
新型导电聚合物的研究现状导电聚合物是指可导电的高分子材料，其电导率高达金属的水平，这让其在电子材料领域有了广泛的应用。
目前，广泛应用于电子学和电气工程的导电聚合物包括：聚苯胺（PANI）、聚噻吩（PTh）、聚咔唑（PCz）和聚杂环（PEDOT）等。
然而，这些导电聚合物仍然存在很多局限性，例如电导率、机械强度和化学稳定性。
为了解决这些问题，科学家们开始研究新型导电聚合物，并开发了很多创新性的材料。
本文将介绍新型导电聚合物的研究现状。
1. 碳基导电聚合物碳基导电聚合物是一种新型导电聚合物。
因为碳是可再生、易加工的材料，所以碳基导电聚合物是被广泛研究和开发的。
碳基导电聚合物具有很高的机械性能和化学稳定性，并且能够在液态体系中制备。
碳纳米管和石墨烯也被用于制备碳基导电聚合物。
其中，石墨烯的机械稳定性和热稳定性更高，因此有可能成为未来导电聚合物的重要组成部分。
2. 离子型导电聚合物离子型导电聚合物是一类以离子为基础的高分子材料。
其电导率主要由附属的离子对电子进行传导来实现。
这种类型的材料在生物医学、能量存储和传感器等领域也有较广的应用。
目前，离子型导电聚合物的研究主要集中于优化材料的电荷传导性和光电转换率。
3. 生物可降解导电聚合物生物可降解导电聚合物是一种具有生物可降解性的导电高分子材料。
这种类型的材料可以在进行医学和生物领域的研究时起到很好的协助作用。
生物可降解导电聚合物具有很高的生物相容性，并且可以被生物体内的酶和水分解。
其应用范围十分广泛，包括人工器官、药物缓释、生物传感器和组织工程等领域。
4. 功能性凝胶导电聚合物功能性凝胶导电聚合物是一种具有凝胶属性的导电聚合物材料。
它们通过交联具有导电能力的高分子以形成凝胶状态，并且能够吸附或释放小分子，在羟基和二氧化硅凝胶中的离子的扩散。
这种类型的材料应用于传感器领域中，作为敏感度较高的生物传感器材料。
5. 金属有机框架导电聚合物金属有机框架导电聚合物（MOF）是由金属离子和有机配体形成的网状结构。
高性能导电聚合物的研究进展
高性能导电聚合物的研究进展高性能导电聚合物可是个相当厉害的东西，在当今的科技领域里，那是相当受关注！先来说说啥是导电聚合物。
简单点讲，就是一些具有导电性能的高分子材料。
这可不像咱们平时常见的金属导线那样，它们是由一些大分子组成的，却能神奇地让电流通过。
就拿聚苯胺来说吧，这可是导电聚合物里的“明星选手”。
我曾经在实验室里，专门研究过聚苯胺的特性。
记得有一次，为了得到纯净的聚苯胺样品，我和团队小伙伴们可是费了好大的劲。
从各种原材料的筛选，到反应条件的精确控制，每一个环节都不能马虎。
我们整天泡在实验室里，眼睛紧紧盯着那些仪器和反应瓶，就像守护宝贝一样。
有时候反应进行得不太顺利，大家就一起讨论，分析问题出在哪儿。
那几天，实验室里弥漫着紧张又期待的气氛。
终于，经过无数次的尝试和改进，我们成功地合成出了具有出色导电性能的聚苯胺。
那一刻，大家的兴奋劲儿简直没法形容，感觉之前所有的辛苦都值了！再来说说聚吡咯，这也是一种很有潜力的导电聚合物。
它的导电性能也相当不错，而且在一些特定的环境下，表现得更加稳定。
高性能导电聚合物的应用那可真是广泛得很。
比如说在电子设备里，它们可以用来制作更轻薄、更灵活的电路。
想象一下，未来的手机可能不再是现在这种硬邦邦的样子，而是可以像纸一样随意折叠，这可多亏了高性能导电聚合物的功劳。
在能源领域，它们也能大显身手。
比如说制作超级电容器，能够快速地存储和释放电能，让我们的电动汽车充电更快，跑得更远。
还有在传感器方面，高性能导电聚合物能够敏锐地感知环境中的微小变化，就像一个超级灵敏的“鼻子”，可以检测到各种物质的存在。
不过，高性能导电聚合物的研究也不是一帆风顺的。
在实际应用中，还存在一些问题需要解决。
比如说，它们的稳定性还有待提高，长期使用后导电性能可能会下降。
但科研人员们可没有被这些困难吓倒，大家都在努力攻克这些难题。
我相信，在不久的将来，高性能导电聚合物一定会给我们的生活带来更多的惊喜和便利。
导电聚合物材料在生物医学中的应用研究
导电聚合物材料在生物医学中的应用研究随着科技的不断发展，医学领域也在不断创新和进步。
近年来，导电聚合物材料在生物医学领域中越来越受到广泛关注。
它们具有许多独特的物理、化学性质，可以帮助医学研究者们在药物递送、组织再生等领域中取得重大进展。
一、导电聚合物材料的基础知识导电聚合物材料具有导电性，其基础成分主要包括聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯并咪唑等。
在导电聚合物材料中，通常会掺杂一些导电性较强的化合物，如碳纳米管、石墨烯等，以便增加材料的导电能力。
导电聚合物材料具有非常良好的可塑性、可降解性、生物相容性等特点，因此在生物医学领域的应用有着广阔的前景。
二、导电聚合物材料在药物递送中的应用研究药物递送是一项非常重要的医学工作，通过递送药物，可以在人体组织内达到治疗效果。
目前，许多药物的递送方式是经过手术切割，直接将药物注射或输液给病人。
但是这种方式不仅有操作难度大的缺点，也不够精确，可能会导致药物过量给病人带来不必要的风险。
因此，导电聚合物材料在药物递送中的应用就应运而生。
导电聚合物材料的导电性、可塑性和可降解性可以用来制造药物递送装置。
利用这些材料，我们可以制造出一些微型递送器，在组织水平上直接将药物释放到病人体内，可以制造一些高效的微观递送装置，如纳米材料等。
这些装置在制造过程中可以添加一些特殊的纳米颗粒，可以帮助药物更有效地进入到人体内，从而增加治疗效果，减少不必要的药物副作用。
三、导电聚合物材料在组织再生中的应用研究导电聚合物材料在组织再生过程中也能发挥出优良的作用。
在二维细胞培养时，导电聚合物材料可以用来制造一些导电性的补片，帮助实现微环境的控制和精细化。
同时，导电聚合物材料的导电性可以用来诱导细胞分化、增殖、迁移等生物学过程的调控。
在三维细胞培养中，导电聚合物材料也可以用来作为支持材料，协助实现组组织在不同方向上的再生。
利用导电聚合物材料制造的3-D组织再生材料，在孔隙度、孔径大小以及导电性等方面均具有独特的优势，能够提高人工组织再生一系列的实用性能。
导电聚合物材料的制备与应用研究
导电聚合物材料的制备与应用研究导电聚合物材料是一种特殊的功能性材料，具有良好的导电性能和机械性能，同时还具有化学稳定性、光学稳定性、耐热性等多种性能。
因此，在现代科技领域的许多应用中，导电聚合物材料的应用越来越广泛，如柔性触摸屏、聚合物太阳能电池、导电性涂料等。
本文将讲述导电聚合物材料的制备与应用研究。
一、导电聚合物材料的种类及发展历程导电聚合物材料是一类聚合物基础上耦合了导电基团的新型高分子材料，主要包括聚苯胺（PANI）、聚噻吩（PTh）、聚丙烯腈（PAN）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等。
其中，聚苯胺是一种具有丰富化学结构和良好导电性的导电聚合物材料。
最早由高斯曼和石川等人在 1963 年合成，并开发出电导率较高的氧化聚苯胺（PANI）。
在导电聚合物材料的发展历程中，从单一的材料结构到复合材料的演变，均对材料性能产生了重大影响。
研究表明，通过共聚合、复合等手段，可以有效提高导电聚合物材料的机械性能、导电性能、耐热性等性能。
二、导电聚合物材料的制备方法导电聚合物材料的制备方法有多种，主要包括化学氧化聚合法、电化学氧化聚合法、复合聚合法、界面聚合法等。
其中，化学氧化聚合法最为普遍和常用，具体步骤如下：1. 将苯胺等单体物质与氧化剂一起加入到适量的溶剂中；2. 搅拌均匀，使单体彻底溶解在溶剂中；3. 在一定氧化条件下，使得单体中的苯环部分被氧化成为离子，并形成聚合链；4. 过滤、洗涤、干燥、粉碎等工序，制备得到相应的导电聚合物材料。
三、导电聚合物材料的应用研究1. 柔性触摸屏技术随着信息技术的不断发展和进步，人们对电子产品的使用越来越高，而作为各种电子产品的基础技术之一的触摸屏技术，也日渐普及。
传统的触摸屏主要由ITO 薄膜、玻璃基板等材料组成，而这些材料如果使用过程中不能承受太大的弯曲、拉伸等因素的影响，会出现压力不均、容易碎裂等问题。
因此，柔性触摸屏面世就成为了人们关注的焦点。
与传统触摸屏不同的是，柔性触摸屏具有柔性、可弯曲的特点，这得益于其导电聚合物材料的特性。
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。
导电聚合物的制备和应用研究
导电聚合物的制备和应用研究导电聚合物是一种具有导电性能的高分子材料，因其独特的性质，在生物医学领域、微电子技术等方面得到了广泛的应用。
本文将探讨导电聚合物的制备方法以及应用研究进展。
一、导电聚合物的制备方法导电聚合物的制备方法多种多样，常见的方法有电化学聚合法、化学氧化还原法、电磁场聚合法以及模板合成法。
1、电化学聚合法电化学聚合法是一种通过电化学反应促进聚合物形成的方法，包括阴极聚合和阳极聚合两种。
其中，阳极聚合法是应用较广泛的一种方法。
在阳极上加电位，使得单体在阳极上聚合，形成导电聚合物。
以聚噻吩为例，其电化学聚合反应如下：2、化学氧化还原法化学氧化还原法是通过还原剂和氧化剂对聚合物进行反应，使得聚合物发生氧化或还原反应，从而形成导电聚合物。
其中最常用的产生氧化反应的还原剂有FeCl3、Ascorbic Acid、Peroxodisulphate，产生还原反应的氧化剂有Br2、KMnO4、NaNO2等。
以聚苯胺产生氧化反应为例，其化学氧化还原反应如下：3、电磁场聚合法电磁场聚合法是一个利用外加电磁场增强聚合反应的方法，包括辐射聚合和激发态聚合两种。
其中，辐射聚合的电磁场包括紫外线、电子束和γ射线等，激发态聚合的电磁场包括光、激光等。
以聚丙烯为例，其电磁场聚合反应如下：4、模板合成法模板合成法是一种通过模板作用使得聚合物成形的方法。
具体流程包括：将模板与希望聚合成形的单体在一起，使模板作用下单体形成聚合物，并去除模板后获得有规则的聚合物构型。
以上便是导电聚合物常见的制备方法，可以根据不同情况选择不同的方法。
二、导电聚合物的应用研究进展1、生物医学领域导电聚合物在生物医学领域中的应用以及研究较为广泛，用于生物传感器、组织工程、神经再生等方面的研究。
生物传感器利用导电聚合物的电导率，对分子或细胞进行检测。
组织工程中导电聚合物可以制成功能性细胞载体，协助细胞新生和组织修复。
神经再生方面则通过导电聚合物的导电性能，促进神经元的再生和修复。
导电聚合物的研究与应用
导电聚合物的研究与应用导电聚合物是一类独特的聚合物材料，其具有优异的导电性能，广泛应用于人们的生活中。
近年来，随着科技的不断发展和人们对高科技新材料的需求不断增加，导电聚合物也日渐成为研究热点，并在多个领域得到应用。
一、导电聚合物的分类及基本结构导电聚合物可分为高分子导体、锂离子导体和质子导体等几类。
其中，高分子导体的电子是由具有半导体性质的聚合物长链分子承载的，其常见的聚合物有聚苯胺、聚乙炔和聚噻吩等。
而锂离子导体和质子导体则是一类将金属离子或质子嵌入到聚合物中的新型电解质。
这些材料的导电性能取决于聚合物结构、离子成键、空间排布等因素。
二、导电聚合物的研究进展及应用1. 能源存储随着全球发展日益增长，能源短缺问题日益严峻，研究高性能电池材料已成为科学家们的必修课。
导电聚合物在电池领域的应用已经展现出了其强大的发展潜力。
其中，锂离子电池是目前最常见的电池之一，而锂离子导体因其高离子导电性能和良好的化学稳定性受到了广泛关注。
聚吡咯是一种锂离子导体材料，其在电池正负极材料、电解质等领域均有较好的应用前景。
2. 传感器导电聚合物的导电性质特别适合用于制作传感器。
当导电聚合物受到物理、化学或生物诱导时，其电子结构及导电性能会发生变化。
利用这一性质，可以制造出高灵敏度、高选择性、高响应速度的传感器，实现对目标物的高精度检测。
聚苯胺、聚噻吩等导电聚合物用于有机电化学传感器、化学气体传感器、生物传感器等方面均有应用。
3. 智能材料导电聚合物还可以应用于智能材料领域，如智能软体材料、光电磁传感器等。
由于其良好的柔性和可塑性，在人工肌肉、太阳能电池、可穿戴电子设备等领域都有广泛应用。
例如，导电聚合物在智能材料领域的应用中，通过控制其结构与电化学行为，不仅可以实现形状改变，还可以感知周围环境，并根据环境变化的需求进行适应性调整，大大拓展了导电聚合物的应用范围。
三、导电聚合物的未来展望导电聚合物作为一类有着广泛应用前景的新型材料，其研究与应用前景十分广泛。
材料科学中导电聚合物技术进展及应用展望
材料科学中导电聚合物技术进展及应用展望导电聚合物是一种具有导电性能的聚合物材料，其突出的特点是既继承了传统聚合物材料的优良性能，又具备了电导性。
近年来，随着科学技术的不断发展和应用需求的增加，导电聚合物技术在材料科学领域中取得了长足的进展，并得到了广泛的应用。
本文将介绍导电聚合物技术的进展及其在不同领域的应用展望。
导电聚合物的技术进展主要体现在以下几个方面。
首先，导电聚合物的合成方法得到了不断改进和优化。
传统的导电聚合物主要通过化学合成法制备，如聚合物自由基聚合、化学还原、电化学聚合等。
近年来，随着纳米材料和纳米技术的发展，导电聚合物的制备方法也越来越多样化。
例如，通过纳米粒子或二维材料的掺杂可以显著提高聚合物的导电性能。
此外，还可以通过界面聚合和界面自组装等方法来调控导电聚合物的性能。
其次，导电聚合物的性能不断提升。
传统的导电聚合物如聚苯胺、聚噻吩等具有较低的导电性能。
为了提高导电聚合物的导电性能，研究者们通过控制聚合反应条件、优化聚合物结构以及引入新的功能单体等手段，成功地开发了一系列新型的高导电聚合物。
这些新型材料具有优异的导电性能、机械性能和化学稳定性，有望在电子器件、能源储存和传感器等领域得到广泛应用。
再次，导电聚合物的应用领域不断拓展。
导电聚合物具有导电性能和聚合物的特点，可以在无极性溶液中保持导电性。
这使得导电聚合物在柔性电子器件中得到了广泛的应用。
例如，柔性导电薄膜可以用于制备触摸屏、柔性显示屏等电子设备。
此外，导电聚合物还可用于电解液、超级电容器和锂离子电池等能源储存领域。
除此之外，导电聚合物还可以作为传感器和智能材料的基础。
在未来，随着科学技术的不断进步，导电聚合物技术在材料科学领域将有更广阔的应用前景。
首先，导电聚合物的性能将进一步提升。
研究者将继续改进合成方法、优化聚合物结构以及探索新的功能单体，以提高导电聚合物的导电性能和稳定性。
其次，导电聚合物将进一步拓展应用领域。
例如，导电聚合物和3D打印技术的结合将实现个性化柔性电子器件的快速制备。
聚噻吩类导电聚合物的研究进展要点
聚噻吩类导电聚合物的研究进展姓名：丁泽班级：材化12-3 学号：1209020302摘要π-共轭聚合物被认为是很有发展前景的材料，因为它拥有独特的光电特性，可以被广泛的应用于太阳能电池（PSCs），电致变色器件，传感器，聚合物发光二极管（PLEDs）等各种领域。
这些电活性与光活性聚合物通常是基于噻吩，吡咯，苯，芴或咔唑等芳环、芳杂环等单元的聚合物。
在大量的电致变色材料中，噻吩类聚合物由于它们的高电子导电性和好的氧化还原特性，以及在可见与红外区域，快的响应时间，显著地稳定性和高的对比率而成为一类重要的电致变色共轭聚合物。
更重要的是，通过聚合物链结构改动，噻吩类聚合物拥有容易的禁带可调性，可展示不同的电致变色特性。
关键π-共轭聚合物；电化学聚合；共聚；导电聚合物；一、导电聚合物简介1.1导电聚合物的分类导电高分子材料包括结构型导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类型。
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。
该类材料通常是填充高效导电粒子或导电纤维，较普及的是炭黑填充型和金属填充型。
复合型导电高分子材料在技术上比结构型导电高分子材料具有更加成熟的优势。
结构型（又称作本征型）导电聚合物是指聚合物本身具有导电性或经掺杂处理后具有导电性的聚合物材料。
这种高分子材料本身具有“固有”的导电性，由其结构提供载流子，一经掺杂，电导率可大幅度提高，甚至可达到金属的导电水平。
如聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚苯硫醚、聚对苯撑等均属于结构型导电高分子材料（如图1-1）［1］。
结构型导电聚合物是目前导电聚合物研究领域的重点。
图 1-1 常见共轭聚合物结构型导电聚合物根据其结构特征和导电机理的不同又可进一步分为：1）载流子为自由电子的电子导电聚合物；2）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；3）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。
导电聚合物的电化学聚合研究进展
０ 引 言
材料 是工业 、 业 、 农 国防及科 学技 术 的重要 物 质基 础 ， 料科 学 的发展 与 突破对 世 界经 济 和社会 结 构 材 有着 重大 影 响。现 代 电化学 技术 是材 料表 面 或界 面科 学研 究不 可缺 少 的一种 重要 方法 ， 料科 学 的发 展 材
厚 度 可 以通 过 电量控 制 。４ 反应 的开 始 、 （） 中断和停 止 易于控 制 。５ 根据 原料 和 生成 物 的氧化 还原 电位 的 （）
测定 ， 可以定量地评价相对的反应性能 。６ 通过调整电解液组成和改变相关工艺参数可得到不 同结构和 （） 性能的聚合物膜层 ， 以适应不同用途的要求 。７所需单体量少 ， （） 原料单体直接在基材上聚合成膜 ， 避免了
１ 导 电聚 合 物 的 电化 学 制 备
导电聚合物具有离域的共轭长链结构 ， 可以通过化学法或电化学聚合方法合成 。化学聚合是通过采 用氧化剂对单体进行氧化或通过金属有机化合物偶联的方式得到共轭长链分子 ； 电化学聚合是在电场作
收 稿 日期 ： ０ ８ ０ — ５ 修 回 日期 ： ０ ８ ０ — ３ ２０—４ １ ； ２ ０ — ９ ０ 作者简介 ： 朱雯 （９ ３ ）女 ， 师 ， １７ 一 ， 讲 博士研究生 ， 研究方 向为功能高分子材料 。
型掺杂 ） 部分 组成 ［ 共轭 长链 提供 电荷 流 通 的通道 ， 两 ３ １ 。 化学 或 电化学 掺 杂是促 进 电荷 自由流动 的推 动力 。
导 电聚合物的导电率 ：０ ｅ ｌ ／ｍ～１ ｃ 实现了从绝缘体到半导体 、 ０ ／ｍ， Ｓ 再到导体的变化 ， 是所有物质 中能 够完成这种形态变化跨度最大的。 电聚合物既保留了高聚物结构多样化、 导 可加工和 比重轻等特点 ， 同时 兼具了因掺杂而带来的半导体或导体的特性 。 常见 的导电聚合物有聚乙炔 、 聚吡咯、 聚苯胺 、 聚噻吩及聚对苯撑乙烯等［ 可以制成发光二极管和场 ４ １ ，
电化学合成高性能导电聚合物的研究
电化学合成高性能导电聚合物的研究导电聚合物在电子、能源、医药等领域有广泛的应用。
研究人员发现，利用电化学合成的方法可以制备出结构精密、性能优异的导电聚合物材料，电化学合成技术逐渐成为制备高性能导电聚合物材料的重要手段。
一、电化学合成的原理电化学合成是将电能转化为化学能的过程，该过程依靠电解质质子或离子的迁移，实现了聚合物的自由基引发、扩散和交联过程。
电化学合成可以有效地调控聚合物的化学结构、物理性质和形貌等性质，因此电化学合成方法具有结构控制精密、功能多样化等优点。
二、电化学合成的优势和不足相比传统化学合成方法，电化学合成方法可以实现原位聚合，控制分子的方向聚合、选择性聚合、分子组装和自组装，最小化化学反应的废物和环境污染。
同时，电化学合成也具有一定的局限性，例如反应慢、产率低等问题。
三、电化学合成高性能导电聚合物的研究进展1.聚苯胺类导电聚合物聚苯胺类导电聚合物以其优越的导电性能和化学稳定性被广泛应用于传感、光伏等领域。
严苛的合成条件和控制方法使得电化学合成成为最适合聚苯胺类导电聚合物制备的方法之一。
近年来，研究人员通过电化学成膜、虫洞模板法等方法控制聚苯胺类导电聚合物的结构和形貌，取得了一系列显著的性能提升，如高感应势敏感性和分子内外的协同催化效应等。
2.聚咔唑类导电聚合物聚咔唑类导电聚合物是一类优异的电催化剂、电催化光催化剂和电池正负极等材料。
与聚苯胺类导电聚合物相比，聚咔唑类导电聚合物没有氧和氮原子，具高的化学稳定性。
最近，研究人员通过电合成、电成膜和电解聚合等方法制备出一系列优异的聚咔唑类导电聚合物，如掺杂聚咔唑、咔唑二酮、异咪唑类导电聚合物等。
3.其他导电聚合物除了聚苯胺类和聚咔唑类导电聚合物，目前还有一些其他导电聚合物被广泛研究，如聚吡咯、聚噻吩等。
这些导电聚合物具有高效的催化性能、超级电容性能、动力学稳定性和化学稳定性等特点。
四、未来展望由于电化学合成技术可以制备出结构精密、性能优异的导电聚合物材料，因此电化学合成技术具有广阔的应用前景。
导电聚合物的研究进展
导电聚合物的研究进展宫兆合 梁国正 卢婷利 鹿海军(西北工业大学 西安 710072)摘要: 本文较为系统地阐述了导电聚合物的导电机理、研究方法、制备方法及应用前景。
关键词: 聚合物 导电性 复合材料1 前 言高分子一直被视为绝缘材料,直到20世纪70年代才发现高分子具有导电功能。
从此聚合物导电性能的研究成了热门领域,并取得了较大的进展。
瑞典皇家科学院宣布了2000年诺贝尔化学奖的得主—日本筑波大学白川英树(Shirakawa H.)、美国宾夕法尼亚大学艾伦・马克迪尔米德(Macdiarmid A.G.)和美国加利福尼亚大学的艾伦・黑格尔(HeegerA.J.),以表彰他们在导电聚合物这一新兴领域所做的开创性工作。
可见导电聚合物研究的重要性。
导电聚合物材料可以分为结构型和复合型两大类。
结构型导电聚合物是指聚合物本身具有导电性或经掺杂处理后才具有导电功能的聚合物材料。
复合型导电聚合物,即导电聚合物复合材料,是指以通用聚合物为基体,通过加入各种导电性物质,采用物理化学方法复合后而得到的既具有一定导电功能又具有良好力学性能的多相复合材料。
结构型导电聚合物根据其导电机理的不同又可分为: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。
在导电聚合物众多物理和化学性能中,电化学性质(如化学活性、氧化还原可逆性、离子掺杂/脱掺杂机制)以及稳定性是决定其许多应用成功与否的关键,因此倍受人们的关注,也是研究的热点课题之一。
目前,研究导电聚合物的结构和性能的方法主要有以下几种:循环伏安法、暂态电流法、电导测量法、电化学阻抗普法、电化学石英晶体微天平法、光谱法、型貌法。
2 导电聚合物的导电机理结构型导电聚合物与复合型导电聚合物的导电机理是不同的,下面就各种聚合物导电机理进行说明。
2.1 复合型导电聚合物的导电机理导电聚合物复合材料,有二种,①在基体聚合物中填充各种导电填料;②将结构型导电聚合物或亲水性聚合物与基体聚合物的共混。
导电聚合物材料在金属防腐涂料中的研究进展
管理及其他M anagement and other 导电聚合物材料在金属防腐涂料中的研究进展罗长虹摘要：导电高分子材料能起到阳极保护金属的效果。
现在，导电高分子材料已广泛应用于船舶，港口码头设备，军舰，混凝土钢，钢筋加固、化工设备、送变电设备、铁路桥梁等防腐工程已有良好的应用前景。
导电聚合物材料不仅同时具备导电聚合物良好的氧化还原特性，同时导电聚合物作为新材料，由于原料易得，合成工艺简单，环境友好等优点，已成为金属防腐领域的研究热点，进而其被广泛地应用于金属的腐蚀防护材料中。
本文首先简要介绍导电聚合物材料的特性，并简要介绍了导电聚合物材料的制作方法，包括电化学法、化学氧化聚合法与分散液混合法即化学气相沉积法等其他方法，并对导电聚合物材料在防腐涂料中的应用性能进行总结，最后对当前导电聚合物材料的研究进展、不足之处进行分析。
希望本文可以为导电聚合物材料在防腐涂料中的相关研究工作提供借鉴参考价值。
关键词：导电聚合物；金属；防腐涂料基于导电聚合物材料优良的防腐蚀性能，本文综述了近年来关于导电聚合物材料复合防腐蚀材料的制备方法、应用及性能，重点介绍了导电聚合物防腐蚀材料的制备方法，讨论了用电化学方法和化学氧化法制备导电聚合物材料的机制及其特性；同时，介绍了导电聚合物材料在防腐蚀领域的应用，总结了导电聚合物防腐蚀材料在金属表面直接成膜和借助成膜物成膜的涂层的防腐蚀性能。
1 导电聚合物材料简介导电聚合物是指在碳骨架中具有共轭电子体系的聚合物材料，可以通过自身的导电性或掺杂其他材料来实现其特有的导电功能。
通常情况下导电聚合物材料符合材料中的导电聚合物为聚苯胺（PANI）与聚吡咯（PPy）等，此类物质具有环境污染性小、合成便捷、成本低廉、导电性能强等特点，并且可以凭借自身的氧化还原反应，对金属基体表面进行钝化处理，从而提高金属材料表面的耐腐蚀性，被广泛地应用于金属防腐材料中。
导电聚合物由于其出色的物理化学性质，在腐蚀防护领域拥有值得深入研究的广阔前景。
聚噻吩类导电聚合物的研究进展要点
聚噻吩类导电聚合物的研究进展姓名：丁泽班级：材化12-3学号：1209020302摘要π-共轭聚合物被认为是很有发展前景的材料，因为它拥有独特的光电特性，可以被广泛的应用于太阳能电池（PSCs），电致变色器件，传感器，聚合物发光二极管（PLEDs）等各种领域。
这些电活性与光活性聚合物通常是基于噻吩，吡咯，苯，芴或咔唑等芳环、芳杂环等单元的聚合物。
在大量的电致变色材料中，噻吩类聚合物由于它们的高电子导电性和好的氧化还原特性，以及在可见与红外区域，快的响应时间，显著地稳定性和高的对比率而成为一类重要的电致变色共轭聚合物。
更重要的是，通过聚合物链结构改动，噻吩类聚合物拥有容易的禁带可调性，可展示不同的电致变色特性。
关键词：π-共轭聚合物；电化学聚合；共聚；导电聚合物；一、导电聚合物简介1.1导电聚合物的分类导电高分子材料包括结构型导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类型。
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。
该类材料通常是填充高效导电粒子或导电纤维，较普及的是炭黑填充型和金属填充型。
复合型导电高分子材料在技术上比结构型导电高分子材料具有更加成熟的优势。
结构型（又称作本征型）导电聚合物是指聚合物本身具有导电性或经掺杂处理后具有导电性的聚合物材料。
这种高分子材料本身具有“固有”的导电性，由其结构提供载流子，一经掺杂，电导率可大幅度提高，甚至可达到金属的导电水平。
如聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚苯硫醚、聚对苯撑等均属于结构型导电高分子材料（如图1-1）[1]。
结构型导电聚合物是目前导电聚合物研究领域的重点。
图1-1 常见共轭聚合物结构型导电聚合物根据其结构特征和导电机理的不同又可进一步分为：1) 载流子为自由电子的电子导电聚合物；2) 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；3) 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。
导电聚合物研究进展
(3) 氧化还原型导电聚合物。
这类聚合物的侧链上常带有可以进行可逆氧化还原反应 的活性基团，当电极电位达到聚合物中活性基团的还 原电位(或氧化电位)时，靠近电极的活性基团首先被 还原(或氧化) ，从电极得到(或失去) 一个电子，生成 的还原态(或氧化态) 基团可以通过同样的还原反应(氧 化反应) 将得到的电子再传给相邻的基团，自己则等 待下一次反应。如此重复，直到将电子传送到另一侧 电极，完成电子的定向移动。
导电聚合物的突出优点是既具有金属和无机半导体 的电学和光学特性，又具有有机聚合物柔韧的机械 性能和可加工性，还具有电化学氧化还原活性。
这些特点决定了导电聚合物材料将在未来的有机光 电子器件和电化学器件的开发和发展中发挥重要作 用。
二、 导电聚合物材料的分类及研究
1、结构型导电聚合物：是指聚合物本身具有导电性 或经掺杂处理后才具有导电功能的聚合物材料。
2、结构型聚合物的导电机理
构性导电聚合物根据其导电机理的不同可分为： 电子导电聚合物；离子导电聚合物； 氧化还原型导电聚合物。
(1) 电子导电聚合物的导电机理
在电子导电聚合物的导电过程中，载流子是聚合物中的 自由电子或空穴，导电过程中载流子在电场的作用下 能够在聚合物内定向移动形成电流。
作为有机材料，聚合物是以分子形态存在的，其电子多 为定域电子或具有有限离域能力的电子。
电子导电聚合物的共同结构特征是分子内有大的线性共 轭π电子体系，给自由电子提供了离域迁移条件。
(2) 离子型导电聚合物的导电机理
以正负离子为载流子的导电聚合物被称为离子型导电聚 合物。解释其导电机理的理论中比较受大家认同的有 非晶区扩散传导离子导电理论、离子导电聚合物自由 体积理论和无须亚晶格离子的传输机理等理论。 固体离子导电的两个先决条件是具有能定向移动的 离子和具有对离子溶和能力。研究导电高分子材料也 必须满足以上两个条件,即含有并允许体积相对较大的 离子在其中“扩散运动”;聚合物对离子具有一定的 “溶解作用”。
聚合物基导电涂层材料的研究与应用
聚合物基导电涂层材料的研究与应用导电涂层材料是一类特殊的材料，它们具有导电性能，可以在各个领域得到广泛应用。
在过去的几十年里，随着纳米技术的快速发展和聚合物材料的不断创新，聚合物基导电涂层材料逐渐崭露头角，并在许多领域展现出了广阔的应用前景。
一、聚合物基导电涂层材料的研究进展聚合物基导电涂层材料的研究自20世纪90年代初开始，通过不断改进合成方法和材料性能，研究者逐渐探索出了一系列高性能的聚合物基导电涂层材料。
其中，最早应用于实际生产的是聚对苯二甲酸乙二酯（PET）基导电涂层材料，其导电性能得到了显著提高。
随后，基于聚苯胺（PANI）的导电涂层材料被广泛研究并应用于智能织物、光电显示器件等领域。
另外，聚咔唑（Ppy）和聚对苯二酚（PEDOT）等导电聚合物材料也成为研究的热点。
二、聚合物基导电涂层材料的特性及应用领域聚合物基导电涂层材料具有多种独特的特性，如导电性能好、柔软性高、透明度好等。
这使得它们在电子、能源、光电等领域有着广泛的应用。
首先，聚合物基导电涂层材料在柔性电子领域有着重要应用。
它们可以作为柔性传感器的材料，用于制造可穿戴设备和医疗器械，在健康监测、智能医疗等方面起到关键作用。
其次，聚合物基导电涂层材料还可以用于制造光电器件，如有机太阳能电池和有机发光二极管（OLED），具有较高的光电转换效率和较长的寿命。
另外，聚合物基导电涂层材料还可以应用于电磁屏蔽、防静电涂料等领域。
三、聚合物基导电涂层材料的制备方法和技术要制备高性能的聚合物基导电涂层材料，需要选择合适的制备方法和技术。
常见的制备方法包括电化学聚合法、化学氧化聚合法、溶液法等。
电化学聚合法是一种常用的制备方法，可以通过调控电极电位和电解液浓度来实现对聚合物涂层形貌和导电性能的控制。
化学氧化聚合法则是利用化学氧化剂和聚合物单体反应，实现聚合物基导电涂层的制备。
溶液法则是将聚合物单体溶解在溶剂中，通过溶液蒸发或涂覆等方法得到导电涂层。
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。
导电聚合物材料的研究与应用
导电聚合物材料的研究与应用近年来，导电聚合物材料的研究与应用受到了越来越广泛的关注，其独特的电学性质在电子、能源等领域有着广泛的应用前景。
本文将针对导电聚合物材料的基本概念、研究进展以及在能源、生物医学等方面的应用进行阐述。
一、导电聚合物材料的基本概念导电聚合物材料是指具有导电性的高分子复合材料，其分子链中含有导电性单元。
它通常由聚丙烯酸、聚苯乙烯等高分子基质和导电性添加剂（如碳黑、导电聚合物等）组成。
导电聚合物的导电性能源于其分子链中的共轭结构，共轭结构可促进电子的运输，从而提高材料的电导率。
同时，导电聚合物还具有柔韧性、可塑性等特点，因此在柔性电子学、生物医学、光电传感等领域具有广泛的应用前景。
二、导电聚合物材料的研究进展1. 材料结构设计导电聚合物的性能取决于其结构设计和合成方法。
近年来，研究人员通过优化聚合物的结构设计和合成方法，成功制备出多种高性能、高稳定性的导电聚合物。
例如，研究人员通过叠层结构的设计，成功合成了多层石墨烯/聚合物复合材料，其电导率可达数千西门子/厘米，远高于单独使用聚合物的电导率。
此外，研究人员还通过离子液体掺杂、控制界面匹配性等方法，有效提高了导电聚合物的导电性和稳定性。
2. 应用领域拓展导电聚合物材料在电子学、光电传感、生物医学等领域有着广泛的应用前景。
在电子学领域，导电聚合物可用于柔性电路、传感器、电容器、电极等器件的制备。
近期研究还发现，导电聚合物材料可用于制备新型电池，可实现高能量密度、高循环稳定性的性能表现。
在光电传感领域，导电聚合物可用于制备温度、湿度、压强等传感器，并通过激发荧光发射、电流等信号变化实现对这些参数的检测。
在生物医学领域，导电聚合物材料可用于制备人工智能皮肤、可植入式器件等，以及用于拟人工器官的制备。
研究人员还发现，导电聚合物材料可作为药物输送载体，将药物有效输送至病灶并实现精准治疗。
三、未来展望随着科学技术的不断进步和广泛的应用领域，导电聚合物材料的研究和应用前景将会越来越广泛。
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导电聚合物的研究进展宫兆合 梁国正 卢婷利 鹿海军(西北工业大学 西安 710072)摘要: 本文较为系统地阐述了导电聚合物的导电机理、研究方法、制备方法及应用前景。
关键词: 聚合物 导电性 复合材料1 前 言高分子一直被视为绝缘材料,直到20世纪70年代才发现高分子具有导电功能。
从此聚合物导电性能的研究成了热门领域,并取得了较大的进展。
瑞典皇家科学院宣布了2000年诺贝尔化学奖的得主—日本筑波大学白川英树(Shirakawa H.)、美国宾夕法尼亚大学艾伦・马克迪尔米德(Macdiarmid A.G.)和美国加利福尼亚大学的艾伦・黑格尔(HeegerA.J.),以表彰他们在导电聚合物这一新兴领域所做的开创性工作。
可见导电聚合物研究的重要性。
导电聚合物材料可以分为结构型和复合型两大类。
结构型导电聚合物是指聚合物本身具有导电性或经掺杂处理后才具有导电功能的聚合物材料。
复合型导电聚合物,即导电聚合物复合材料,是指以通用聚合物为基体,通过加入各种导电性物质,采用物理化学方法复合后而得到的既具有一定导电功能又具有良好力学性能的多相复合材料。
结构型导电聚合物根据其导电机理的不同又可分为: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。
在导电聚合物众多物理和化学性能中,电化学性质(如化学活性、氧化还原可逆性、离子掺杂/脱掺杂机制)以及稳定性是决定其许多应用成功与否的关键,因此倍受人们的关注,也是研究的热点课题之一。
目前,研究导电聚合物的结构和性能的方法主要有以下几种:循环伏安法、暂态电流法、电导测量法、电化学阻抗普法、电化学石英晶体微天平法、光谱法、型貌法。
2 导电聚合物的导电机理结构型导电聚合物与复合型导电聚合物的导电机理是不同的,下面就各种聚合物导电机理进行说明。
2.1 复合型导电聚合物的导电机理导电聚合物复合材料,有二种,①在基体聚合物中填充各种导电填料;②将结构型导电聚合物或亲水性聚合物与基体聚合物的共混。
导电聚合物复合材料的导电机理比较复杂,通常包括导电通道、隧道效应和场致发射三种机理,复合材料的导电性能是这三种导电机理作用的结果。
在填料用量少、外加电压较低时,由于填料粒子间距较大,形成导电通道的几率较小,这时隧道效应起主要作用;在填料用量少、但外加电压较高时,场致发射机理变得显著;而随着填料填充量的增加,粒子间距相应缩小,则形成链状导电通道的几率增大,这时导电通道机理的作用更为明显。
2.2 结构型聚合物的导电机理结构性导电聚合物根据其导电机理的不同可分为自由电子的电子导电聚合物;离子导电聚合物;氧化还原型导电聚合物。
(1)电子导电聚合物的导电机理及特点在电子导电聚合物的导电过程中,载流子是聚合物中的自由电子或空穴,导电过程中载流子在电场的作用下能够在聚合物内定向移动形成电流。
电子导电聚合物的共同结构特征是分子内有大的线性共轭π电子体系,给自由电子提供了离域迁移条件。
作为有机材料,聚合物是以分子形态存在的,其电子多为定域电子或具有有限离域能力的电子。
π电子虽然具有离域能力,但它并不是自由电子。
当有机化合物具有共轭结构时,π电子体系增大,电子的离域性增强,可移动范围增大。
当共轭结构达到足够大时,化合物即可提供自由电子,具有了导电功能。
纯净或未“掺杂”上述聚合物分子中各π健分子轨道之间还存在着一定的能级差。
而在电场作用下,电子在聚合物内部迁移必须跨越这一能级,这一能级差的存在造成π电子还不能在共轭聚合中完全自由跨越移动。
掺杂的目的都是为了在聚合物的空轨道中加入电子,或从占有的轨道中拉出电子,进而542003年第1期玻璃钢/复合材料FRP/CM 20031No.1改变现有π电子能带的能级,出现能量居中的半充满能带,减小能带间的能量差,使得自由电子或空穴迁移时的阻碍力减小因而导电能力大大提高。
掺杂的方法目前有化学掺杂和物理掺杂。
电子导电聚合物的导电性能受掺杂剂、掺杂量、温度、聚合物分子中共轭链的长度的影响。
(2)离子型导电聚合物的导电机理以正负离子为载流子的导电聚合物被称为离子型导电聚合物。
解释其导电机理的理论中比较受大家认同的有非晶区扩散传导离子导电理论、离子导电聚合物自由体积理论和无须亚晶格离子的传输机理等理论。
固体离子导电的两个先决条件是具有能定向移动的离子和具有对离子溶和能力。
研究导电高分子材料也必须满足以上两个条件,即含有并允许体积相对较大的离子在其中“扩散运动”;聚合物对离子具有一定的“溶解作用”。
非晶区扩散传导离子导电理论认为如同玻璃等无机非晶态物质一样,非晶态的聚合物也有一个玻璃化转变温度。
在玻璃化温度以下时,聚合物主要呈固体晶体性质,但在此温度以上,聚合物的物理性质发生了显著变化,类似于高粘度液体,有一定的流动性。
因此,当聚合物中有小分子离子时,在电场的作用下,该离子受到一个定向力,可以在聚合物内发生一定程度的定向扩散运动,因此,具有导电性,呈现出电解质的性质。
随着温度的提高,聚合物的流动性愈显突出,导电能力也得到提高,但机械强度有所下降。
离子导电聚合物自由体积理论认为,虽然在玻璃化转变温度以上时,聚合物呈现某种程度的“液体”性质,但是聚合物分子的巨大体积和分子间力使聚合物中的离子仍不能像在液体中那样自由扩散运动,聚合物本身呈现的仅仅是某种粘弹性,而不是液体的流动性。
在一定温度下聚合物分子要发生一定振幅的振动。
其振动能量足以抗衡来自周围的静压力,在分子周围建立起一个小的空间来满足分子振动的需要。
来源于每个聚合分子热振动形成小空间满足分子振动的需要。
当振动能量足够大,自由体积可能会超过离子本身体积。
在这种情况下,聚合物中的离子可能发生位置互换而发生移动。
如果施加电场力,离子的运动将是定向的。
离子导电聚合物的导电能力与玻璃化转变温度及溶剂能力等有着一定的关系。
(3)氧化还原型导电聚合物。
这类聚合物的侧链上常带有可以进行可逆氧化还原反应的活性基团,有时聚合物骨架本身也具有可逆氧化还原反应能力。
导电机理为:当电极电位达到聚合物中活性基团的还原电位(或氧化电位)时,靠近电极的活性基团首先被还原(或氧化),从电极得到(或失去)一个电子,生成的还原态(或氧化态)基团可以通过同样的还原反应(氧化反应)将得到的电子再传给相邻的基团,自己则等待下一次反应。
如此重复,直到将电子传送到另一侧电极,完成电子的定向移动。
3 导电聚合物的制备3.1 复合型导电聚合物的制备方法填充型导电聚合物复合材料通常是将不同性能的无机导电填料掺入到基体聚合物中,经过分散复合或层积复合等成型加工方法而制得。
目前研究和应用较多的是由炭黑颗粒和金属纤维填充制成的导电聚合物复合材料。
共混型导电聚合物复合材料是将结构型导电聚合物或亲水性聚合物与基体聚合物共混,可以得到既有一定导电性或永久抗静电性能,又具有良好力学性能的复合材料。
结构型导电聚合物共混物技术是采用机械共混或化学方法制备导电聚合物复合材料,这也是结构型导电聚合物走向实用化的有效途径之一。
机械共混是制备聚合物合金及复合材料的常用方法。
结构型导电聚合物与基体聚合物同时放入共混装置,然后在一定条件下混合成型,便可获得具有多相结构特征的导电聚合物复合材料。
它的导电性能由导电聚合物的“渗流途径”决定。
一般当导电聚合物含量为2～3%时,体积电阻率约为10-7～10-9Ω・cm,因此可以作为抗静电材料使用。
具有互穿网络或部分互穿网络结构的导电聚合物复合材料可以用化学法或电化学法来实现。
化学法制备的基本原理是基于某些结构型导电聚合物单体可在FeCl3或CuCl2等氧化剂作用下进行氧化缩聚。
即先将单体或氧化剂预浸到基体聚合物上,然后在气相或液相条件下进行氧化聚合反应。
利用这一方法已经得到了PAN/聚甲醛(POM)、聚吡略(PPY)/聚(乙烯接枝磺化苯乙烯)、PPY/PI等导电聚合物复合材料。
它们的不足之处是电导率相对较低。
3.2 电子导电聚合物的制备方法聚乙炔(PA)研究最早,也比较系统,是迄今为止实测导电率最高的电子聚合物。
它的聚合方法比642003年1月导电聚合物的研究进展FRP/CM 20031No.1较有影响的有白川英树方法、Naarman方法、Durham方法和稀土催化体系。
白川英树采用高浓度的Ziegerl-Natta催化剂,由气相乙炔出发,直接制备出自支撑的具有金属光泽的聚乙炔膜;在取向了的液晶基础上成膜,PA膜也高度取向。
Naarman 方法的特点是对聚合催化剂进行了“高温陈化”,因而聚合物理学性质和稳定性有明显的改善,高倍拉伸后具有很高得导电率。
MacDiarmid于1983年发现聚苯胺(PAN)与碱的反应,实际上就是掺杂-反掺杂反应。
由于原料廉价、合成容易、稳定性好,很快成为导电高分子研究的热点之一。
聚吡咯(PP Y)很容易电化学聚合,形成致密薄膜。
其导电率高达100S/cm数量级,仅次于聚乙炔和聚苯胺,稳定性比聚乙炔好。
吡咯在酸性溶液中即可电化学聚合,其中的酸可以是盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸等无机酸,也可是对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸等有机酸。
聚合电极可以是Pt、Pd等贵金属或不锈钢、解热碳等。
聚合溶液中的支持电解质可以是KCl等。
噻吩与吡咯结构相似,都是五元杂环。
用S原子代替N H之后,仍然存在孤对的P电子参与共轭,却没了活泼的H,因而聚噻吩(PTH)的聚合物的和掺杂性与聚吡咯基本相似。
值得一提的是我国南京大学学者薛奇和石高全做的工作。
他们用中等酸度的Lewis酸做溶剂,利用溶剂和噻吩间的络合以及噻吩环π电子于金属电极的配位作用,制成的分子链定向排列、高分子量、碓砌致密的聚噻吩薄膜。
其拉伸强度超过普通铝箔,薄膜厚度方向和平面方向的导电率相差上万倍。
聚对苯(PPP)是早就制备成功的共轭高分子,但因为不能加工,一直未得到重视。
出现聚乙炔导电的概念之后,开始想到PPP。
人们采用可溶性前体的方法来解决PPP的加工问题。
3.3 离子型导电聚合物的制备离子导电聚合物主要有以下几类:聚醚、聚酯和聚亚胺。
分别是聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚丁二酸乙二醇酯、聚癸二酸乙二醇、聚乙二醇亚胺等。
聚环氧类聚合物是最常用的聚醚型离子化合物,主要以环氧乙烷和环氧丙烷为原料。
在环氧化合物开环聚合过程中,由于起始试剂的酸性和引发剂活性的不同,引发、增长、交换(导致短链产物)反应的相对速率不同,对聚合物速率和产品分子量的分布造成复杂的影响。
环丙烷的阴离子聚合反应存在着向单链转移现象,导致生成的聚合物分子量下降,对此常采用阴离子配位聚合反应制备聚环丙烷。
聚酯和聚酰胺是另一类常见的离子导电聚合物,其中乙二醇的聚酯一般由缩聚反应制备。
采用二元酸和二元醇进行聚合得到的是线型聚合物,生成的聚合物柔性较大,玻璃化转变温度较低,适合于作为聚合电解质使用。