粒子填充型导电复合材料的导电机理
导电涂层分类
导电涂层分类
导电涂层可以根据不同的分类标准进行分类。
以下是常见的分类方式：
1. 根据应用材料分类：导电涂层可以分为本征型和掺杂型。
本征型导电涂料是以导电高聚物为成膜物质的涂料，而掺杂型导电涂料则是利用导电物质如金属粉末、碳黑、金属氧化物等掺杂到涂层中来提高其导电性能。
2. 根据溶剂类型分类：导电涂层可以分为水剂体系和有机溶剂体系两类。
3. 根据成膜方式分类：导电涂层可以分为冷干燥型、热固化型和紫外固化型三大类。
4. 根据涂料组成和作用机理分类：导电涂层可以分为结构型（本征型）和填充型（复合型）两种。
其中，填充型导电涂层是目前较为常见的一种，其制备原理是将具有导电性能的填料添加到高分子聚合物中，再通过一定的加工工艺形成涂层。
此外，根据使用要求和性能特点，导电涂层还可以分为透明导电涂层、防静电涂层、电磁屏蔽涂层等。
透明导电涂层主要用于制造透明显示屏幕、触控面板等；防静电涂层主要用于防止静电对电子设备造成损害；电磁屏蔽涂层主要用于屏蔽电磁波对电子设备的影响。
总的来说，导电涂层的分类方式多种多样，可以根据具体的应用场景和需求进行选择。
不同类型的导电涂层具有不同的性能特点，适用于不同的领域和用途。
导电涂料的导电机理浅谈
均匀分散在成膜树脂内的导电填料含量超过一定值时，涂料电阻率迅速降低，表现出导电性能，这种现象被称为渗流，这一临界值即为渗流阈值。导电涂料的导电机理与渗流理论密切联系，主要包括导电回路的形成和电子的传输两个方面。
理论研究认为聚合物内的导电填料含量达到渗流阈值后，复合合时会形成界面，体系界面能过剩。导电填料含量越高，分散效果越好，体系界面能过剩也就越大。Miyasaka等将体系界面能与涂料导电性能联系起来，认为渗流阈值是一个与体系界面能有关的函数，当体系界面能过剩到接近极限值Δg*时，导电填料将产生团聚避免界面能进一步增大，该理论能较好地解释填料含量超过渗流阈值后，电导率提升变缓并最终维持在恒定值。
导电回路的形成是从宏观上来描述导电机理，而电子传输则是电流形成的微观过程。填充型导电涂料的电子传输过程比较复杂，目前比较认可的主要有导电通道理论、场致发射理论和隧道效应理论。导电通道理论认为电子是通过涂层内彼此接触的导电粒子来实现传输的，场致发射和隧道效应理论则认为在热振动或内部电场作用下，电子可以越过势垒在彼此相邻几纳米的导体粒子间迁移。大量研究表明CNTs或GNS含量较低时，导电涂层的交流电导率随着频率的提高而迅速增大，当它们含量超过渗流阈值后，即使频率变化，交流电导率依然保持稳定。这是因为随着外场频率的升高，光子能量相应增大，电子在局域态间的跃迁概率增大从而提升体系的交流电导率，一旦CNTs或GNS的含量超过渗流阈值，体系中即形成了畅通的导电网络，故交流电导率不再随频率而改变。所以当CNTs或GNS含量较高时，电子主要经过导电通道进行传输;当其含量较低时，形成连续导电通道的几率较小，这时电子主要通过场致发射和隧道效应来实现传输。
功能高分子材料的特点2
功能高分子材料的特点：具有一定的力学性能，还具有某些特定功能的高分子材料。
材料的一次功能：当向材料输入的能量和信息与从材料输出的能量和信息属于同一形式时，即材料仅起能量和信息传递作用时，材料的这种功能成为一次功能。
材料的二次功能：当向材料输入和输出的能量不同形式时，材料起能量转换作用，这种功能称为二次功能。
有人把只具有二次功能的材料称为功能材料。
功能高分子材料按功能性的分类：磁，热，声，机械，生物，化学，光，电功能高分子材料和功能高分子的区别：功能高分子包括功能高分子材料。
官能团和功能高分子材料功能性的关系：1.官能团的性质对高分子的功能起主要作用。
2.聚合物与官能团协同作用。
3.聚合物骨架起作用。
4.官能团起辅助作用。
功能高分子材料的制备：1.通过高分子或小分子的化学反应。
2.通过特殊加工。
3.通过普通聚合物与功能材料复合。
吸附树脂：是一类多孔性的，适度交联的高分子聚合物。
吸附树脂的成孔：1。
惰性溶剂制孔。
2.线性高分子制孔。
3.后交联成孔。
吸附选择性：1.水溶性不大的有机化合物容易被吸附，且在水中的溶解性越差越容易被吸附。
2.吸附树脂难于吸附溶于有机溶剂中的有机物。
3.当化合物的极性基团增加时，树脂对其吸附能力也随之增加，如果树脂和化合物之间能发生氢键作用，吸附作用也将加强。
4.在同一树脂中，树脂对体积较大的化合物的吸附作用较强。
最早的离子交换功能树脂：甲醛与苯酚和甲醛与芳香胺的缩聚产物。
树脂的物理结构分类：凝胶型，大孔型和载体型离子交换树脂。
交联聚苯乙烯球粒的制备：制备交联聚苯乙烯球粒所用的单体为苯乙烯和二乙烯苯，在热引发剂的作用下将他们在水箱中进行悬浮聚合，得到珠状苯乙烯-二乙烯苯共聚物。
树脂的外形为球形的颗粒，颗粒的大小将会影响到它的使用性能。
因此树脂颗粒的直径是其重要的性能指标。
均一系数：表示粒径均一程度的参数，其数值越小，表示颗粒大小越均匀。
树脂的含水量：水的存在一方面是树脂的离子化集团和要交换的化合物分子离子化，以便进行交换;另一方面是树脂溶胀，产生内部的凝胶孔，以利于离子能以适当的速度在其中扩散。
导电复合材料
导电聚合物复合材料高Z09刘瑞091464导电聚合物复合材料摘要：本文主要讲述了导电聚合物复合材料制备方法和应用领域。
关键词：导电聚合物复合材料高分子1.前言近几年来, 关于导电聚合物的研究一直受到普遍的重视。
这类新的高分子材有可能在彩色显示、电化学、催化、抗静电及微波吸收等众多领域内得到使用。
然而, 由于导电高聚物的综合力学性能较差,严重地妨碍了它的广泛工业应用比幻。
为了改善导电聚合物的性能, 人们开展了导电聚合物复合材料的研究。
例如将导电聚合物和基体聚合物(工程塑料)复合制成复合材料。
这类复合材料的导电特性和纯导电聚合物相似, 但力学性能有明显的改善。
它的制备可采用电化学或化学方法。
到目前为止, 除了使用工程塑料作复合材料支持体外, 各种透膜,无机层状结构材料, 橡胶粒子, 粘土，聚合物固体电介质等均可用来制备导电聚合物复合材料。
通过改变聚合条件以及原材料性能, 可以控制复合材料的形态(孔隙率, 微纤状) 、导电性能、透光率以及电化学特性等。
2.导电复合材料的分类及用途导电聚合物复合材料是一种既具有普通聚合物材料特性，又具有一定导电性能的新型功能材料。
由于导电聚合物具有重量轻、易加工成各种复杂形状、尺寸稳定性好以及电阻率在较大范围内可调等特点，因此在防静电、微波吸收、电磁屏蔽及电化学等领域被广泛采用。
表1列出了导电聚合物复合材料的分类及用途。
表1 导电聚合物复合材料及其用途3.制备方法导电聚合物复合材料的制备方法主要有两种：一种是在基体聚合物中填充各种导电填料；另外一种则是将结构型导电聚合物或亲水性聚合物与基体聚合物进行共混。
3.1填充型导电聚合物复合材料这种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。
导电填料的种类很多, 常用的可分为炭系和金属系两大类。
炭系填料包括炭黑、石墨和碳纤维等; 金属系主要有铝、铜、镍、铁等金属粉末、金属片和金属纤维[1]。
三维电极体系中填充粒子的工作机理
固定模 拟粒 子 两极 间距 为 １ｃ 改 变 主 极 板 ｍ， 电压 ， 测量 粒子 电流 ， 时测 定 了模 拟 粒 子两 端 的 同
开路 电压 ， 结果 如 图 １所示 ．
斌
善
安
ｌ
１ ｌ 】 ０ Ｏ Ｏ Ｏ ０
主 电极 ： 自制 钌 铱 钛 板 阳 极 ， 寸 ｌ ． 尺 ６ ５Ｘ ８ ３ｃ 不锈 钢板 阴极 ， 寸 １ ． ． ｍ． ． ｍ； 尺 ６ ５Ｘ８ ３ｃ
模 拟粒 子 电极 ： 钌 铱 钛 板 加 工 成 带 柄 正 方 将
形 的形 状 ， 尺寸 为 １×１ｅ 用 阻 燃 热 收 缩 套 管 密 ｍ， 封 后下 端蜡 封 ， 然后 用导 线将 两板 相连 ． 固定架 ： ２Ｘ９ｃ 的有 机玻 璃板 ， 取 ｍ 间隔 １ｅ ｍ
的推 动力是 模 拟 粒 子 两 极 板 间 的 开路 电压 （ 拟 虚
槽 电压 ） 虚拟槽 电压 与主 极板 电压呈 线性关 系 ， ．
３５０
３ ００ ２５ ０
《
３
遥 ２ ００
ｌ ５０ ｌ ００
图 ４ 粒 子 电 流 与 主 极 板 电 流 增 量 关 系
５ ０
中的作 用及 床 体 的影 响参 数 ． 书 廷 等 。则 通 张 。
过采 用 颗粒状 活 性炭 为 填 料 ， 中间位 置 添 加 隔 膜 ，
０ １ ０Ｖ， ． ～２ 深圳 龙 岗兆信 电子仪器 设 备厂 生产 ．
ＶＣ ７数 字 式 测 定 仪 ： 流 测 量 分 辨 率 为 ９ 电
＋ 主 极 板 电压 ９Ｖ； 主 极 板 电压 １ ｔ ０Ｖ
由图 ３可 以看 出 ， 相 同 的主 极板 电压 下 ， 在 粒 子 电流 随着 粒 子 间距 增 大 而 增 加． 据 虚 拟 槽 电 根 压 的设想 ， 拟粒子 两极 板 间距 越 大 ， 两 极板 间 模 其 的溶液差 将也 越大 ， 虚拟 槽 电 压越 大 ， 子 电流 即 粒 也越大 ． 电流越大 ， 电化学反应 速度 越快 ， 在实践 过程 中通过适 当增 大粒 子 或 者柱 状 材料 的粒 径 和
对导电高分子的认识
本科生课程论文题目：导电高分子材料学院：专业：班级：学号：姓名：指导老师：日期：对导电高分子的认识传统的高分子材料为绝缘材料,在使用时存在静电积累、电磁波干扰等危害,如用其制造的传送带,在传送煤炭的过程中易发生火灾和爆炸;油船因静电引起火灾;塑料薄膜在生产过程中常因静电发生事故。
随着大规模集成电路的迅速发展,静电及电磁波公害更加突出。
随着电子线路集成化水平的提高,电磁波的影响将会引起误动等危害。
这些问题的出现已严重阻碍了高分子材料的发展,因此,必须研制开发导电高分子材料来解决上述问题。
一，导电高分子的历史1862年Lethebi ——聚苯胺1973年，白川英树、Hegger ，MacDiarmid ——掺杂聚乙炔（电导率达102s/cm ） 1986年，Elsenbaumer R.L.等人得到了可溶性聚噻吩1974年日本筑波大学H.Shirakawa 在合成聚乙炔的实验中，偶然地投入过量1000倍的催化剂，合成出令人兴奋的有铜色的顺式聚乙炔薄膜与银白色光泽的反式聚乙炔。
聚乙炔的掺杂反应： 1975年，G . MacDiarmid 、 J.Heeger 与H.Shirakawa 合作进行研究，他们发现当聚乙炔曝露于碘蒸气中进行掺杂氧化反应(doping)后，其电导率令人吃惊地达到3000S/m 。
后续研究进展： 1980年，英国Durham 大学的W.Feast 得到更大密度的聚乙炔。
1983年，加州理工学院的H.Grubbs 以烷基钛配合物为催化剂将环辛四烯转换了聚乙炔，其导电率达到35000S/m ，但是难以加工且不稳定。
1987年，德国BASF 科学家 N. Theophiou 对聚乙炔合成方法进行了改良，得到的聚乙炔电导率与铜在同一数量级，达到107S/m 。
二，导电高分子材料的种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。
掺杂y2o3的zro2导电原理
掺杂y2o3的zro2导电原理掺杂Y2O3的ZrO2导电原理导电材料在现代科技中扮演着重要的角色，而ZrO2是一种常用的氧化锆材料，具有优良的导电性能。
然而，为了进一步提高ZrO2的导电性能，研究人员通过掺杂Y2O3来改变其晶体结构和导电机制。
本文将探讨掺杂Y2O3的ZrO2导电原理。
我们需要了解ZrO2的晶体结构。
ZrO2的晶体结构主要有两种形式：单斜晶相和立方晶相。
在高温下，ZrO2呈现单斜晶相，而在低温下则转变为立方晶相。
这种晶体结构的转变是通过氧离子在晶体结构中的扩散来实现的。
然而，纯净的ZrO2在低温下的导电性能较差，主要是由于其晶格中存在氧空位。
氧空位是指晶格中的氧原子缺失，导致晶体带有正电荷。
这些正电荷会阻碍电子的自由移动，从而降低了材料的导电性能。
为了提高ZrO2的导电性能，研究人员引入了掺杂剂Y2O3。
Y2O3是一种稀土元素，具有较高的氧化还原能力。
通过掺杂Y2O3，可以改变ZrO2晶体结构中的氧离子扩散行为，从而提高其导电性能。
掺杂Y2O3的ZrO2形成了所谓的稀土掺杂ZrO2固溶体。
在这种固溶体中，Y3+离子取代了Zr4+离子的位置，并与氧离子形成稳定的化学键。
这种化学键的形成导致晶体中的氧离子扩散速率增加，从而提高了材料的导电性能。
掺杂Y2O3还能够稳定ZrO2晶体的立方晶相。
在高温下，Y3+离子与Zr4+离子形成随机固溶体，抑制了晶格的结构变化，使ZrO2保持立方晶相。
这种立方晶相具有更好的导电性能，因为它有更多的氧空位和更高的氧离子扩散速率。
掺杂Y2O3还可以增强ZrO2晶体的氧离子导电性能，这是由于Y3+离子引入了额外的氧空位。
这些额外的氧空位提供了更多的导电通道，使得电子在晶体中更容易移动。
总结起来，掺杂Y2O3的ZrO2导电原理主要包括两个方面：一是通过改变晶体结构中的氧离子扩散行为，提高了材料的导电性能；二是通过引入额外的氧空位，增强了氧离子导电性能。
这些改变使得掺杂Y2O3的ZrO2成为一种优良的导电材料，在固体氧化物燃料电池、气敏传感器等领域有着广泛的应用前景。
炭黑填充粒子对导电硅橡胶压阻特性的影响
１ ２ ・
材料 导报 Ｂ： 研 究篇
２ ０ １ ３年 ３月（ 下） 第２ ７卷 第 ３期
炭 黑填 充粒 子对 导 电硅 橡 胶 压 阻特 性 的 影 响
李 斌， 赵 丽琼 ， 王 钰
（ 昆 明理 工 大 学 化 学 工 程 学 院 ， 昆明 ６ ５ Ｏ ５ Ｏ Ｏ ） 摘 要 阐 述 了复 合 型 导 电 高分 子 材 料 的 导 电 机 理 ， 分 析 了 ４种 导 电炭 黑 填 充 量 对 导 电硅 橡 胶 导 电 特 性 的 影
响， 实验分析 了相 同导 电填料 、 不 同质量分数情 况下的导电硅 橡胶压 阻特性 ， 分析 了相 同质 量分数 、 不 同导 电填料 对
复合材料压 阻特性的影响 。研 究表 明， 随着炭黑填充量的不 断增加 ， 复合材料 体积 电阻率均呈 下降趋势 ； ４种炭黑填
充的导 电硅 橡胶渗流 阀值较接近 ； 导 电硅橡胶的 电阻一 压 力变化规律符合 隧道 效应理论模 型 ； 为保 证导 电硅橡胶 具有
ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｔ ｅ ｎ ｄ ｓ ｔ ｏ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ．Ｔｈ ｅ ｔ ｈ ｒ ｅ ｓ ｈ ｏ ｌ ｄ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｅ ｅ ｐ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｕ ｒ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｂ ｌ ａ ｃ ｋ ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｍｏ ｕ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｉ ｌ ｌ — ｃ ｏ ｎ ｒ ｕ ｂ ｂ ｅ ｒ ａ ｒ ｅ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｔ ｏ ｅ ａ ｃ ｈ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ． Ｔｈ ｅ ｌ ａ ｗ ｏ ｆ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｒ ｕ ｂ ｂ ｅ ｒ ｉ ｓ ｉ ｎ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ．Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ ｌ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｐ ｉ ｅ ｚ ｏ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｒ ｏ —
填充型导电高分子材料加工及其性能研究
填充型导电高分子材料加工及其性能研究填充型导电高分子材料是指在高分子基体中填充导电添加剂，以提高材料的导电性能。
这种材料具有高导电性、良好的可加工性和化学稳定性等优点，被广泛应用于电子器件、电磁屏蔽和传感器等领域。
本文将介绍填充型导电高分子材料的加工方法和性能研究。
填充型导电高分子材料的加工方法主要包括熔融法和溶液法。
熔融法是将高分子基体和导电添加剂一起加热熔融，然后冷却固化成型。
溶液法是将高分子基体溶解于溶剂中，加入导电添加剂悬浮液后搅拌均匀，再蒸发溶剂得到材料。
在加工过程中，需要考虑高分子基体和导电添加剂之间的相容性，以及材料的均匀性和导电性能。
相容性是指高分子基体与导电添加剂之间的相互作用，在熔融或溶液中是否能够均匀分散。
均匀性是指填充型导电高分子材料中导电添加剂的分散均匀度，影响导电性能的稳定性和一致性。
导电性能的研究是评估填充型导电高分子材料的重要指标，可以通过测量材料的电导率进行。
1. 导电性能研究填充型导电高分子材料的导电性能主要取决于导电添加剂的类型、含量和分散度。
常用的导电添加剂包括碳纳米管、金属纳米粉末和导电聚合物。
导电性能通常通过电阻率测试来评估材料的导电能力。
电阻率越低，材料的导电性能越好。
填充型导电高分子材料的机械性能是评价材料应用性能的重要指标之一。
机械性能包括拉伸性能、抗冲击性、弯曲性能等。
研究机械性能可以通过拉伸试验、冲击试验和弯曲试验等方法进行，以确定材料在不同工艺条件下的性能。
3. 热稳定性研究填充型导电高分子材料的热稳定性是指材料在高温环境下的稳定性能。
导电添加剂的热稳定性对材料的导电性能和机械性能有很大影响。
研究热稳定性可以通过热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)等技术了解材料的热稳定性能。
4. 环境适应性研究填充型导电高分子材料的环境适应性是指材料在不同环境条件下的稳定性和性能变化。
研究环境适应性可以通过湿度、温度和化学物质的影响来评估材料的稳定性和可靠性。
填充复合型导电高分子材料导电机理及导电性能影响因素研究概况
化工新型材料 ＮＥＷ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡｌ５
Ｖ０１．３６ Ｎｏ．１１ ·１３·
填充复合型导电高分子材料导电机理 及导电性能影响因素研究概况
叶明泉 贺丽丽 韩爱军
（南京理工大学化工学院，南京２１００９４）
摘要采用渗流理论、量子力学隧道效应理论和场致发射效应等理论。对填充复合型导电高分子材料的导电机理 进行了分析介绍；从聚合物的结构、导电填料的种类、性能、用量、复合材料制备方法、加工及使用条件等因素，分析了影响 填充复合型导电高分子材料导电性能的主要因素。
万方数据
要作用；当导电填料含量高时，导电粒子间距离小，形成链状 导电通道的几率大，渗流理论机理的作用变得显著。
２导电性能的影响因素
２．１基体聚合物的影响 从聚合物结构上讲．聚合物侧基的性质、体积和数量，主
链的规整度、柔顺性、聚合度、结晶性等对体系导电性均有不 同程度影响［１钆绋２引。填充复合型导电高分子材料的导电性随 基体聚合物表面张力减小而升高；基体聚合物聚合度越高，价 带和导带间的能隙越小，导电性越高；聚合物结晶度越高，导 电性越高；交联使体系导电性下降【２“。基体聚合物的热稳定 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，导致导电性能 明显下降［ｚ“。共混高聚物／炭黑复合材料比单一高聚物／炭黑 复合材料有更高的导电性［２引。 ２．２导电填料的影响
关键词填充，导电高分子材料，导电机理，渗流，量子力学隧道效应，场致发射
Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ’ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｆｉｌｌｉｎｇ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
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”。
粒子填充型导电复合材料的导电机理
行总结： �导电网络的形成； � 导电网络形成后载流 子的迁移过程. 前者研究的是导电填料如何达到电接 触， 进而自发形成导电网络这一宏观过程； 后者研究 的是导电网络形成后， 载流子迁移的微观过程 .
2 导电网络的形成
影响导电网络形成的因素有很多， 基于这些影响 因素， 许多理论模型应运而生 . 其中， 最具代表性的 有： 渗滤理论, 微结构模型 , 界面热力学模型以及有效 介质理论等， 在此一并介绍 . 2.1 渗滤理论 渗滤理论解释的是导电填料的体积分数对复合 材料电导率的影响. 当导电填料体积分数很小时， 填 料粒子之间相互离散， 复合材料的电导率取决于基体 电导率， 此时复合材料电导率很低； 当填料体积分数 超过某一临界值时， 填料粒子之间接触， 开始形成导 电渗滤网络， 使得复合材料的电导率急剧增大， 此临 界体积分数称为渗滤阈值 . 渗滤阈值的大小不仅取决 于导电填料和基体的类型， 还取决于导电填料在基体
聚合物基导电复合材料既在电磁屏蔽防静电分子导线等技术领域得到广泛应用也可用于光电子器件和发光二极管等领域一般而言若想获得优异的导电性能需要增加复合材料中导电填料的掺量而这在一定程度上会削弱材料的力学强度
第 3 0 卷第 3 期 20 09 年 9 月
�陶瓷学报� JO U RN A L O F C E RA M I CS
一般而言， 若想获得优异的导电性能， 需要增加 复合材料中导电填料的掺量， 而这在一定程度上会削 弱材料的力学强度. 换言之， 导电复合材料的高强度 与高导电性能不可兼得. 因此， 如何在保证力学强度 要求的前提下优化导电性能已成为一大难题 .为此， 人们尝试着开发新的导电体系或对传统材料进行改 性， 而这些都迫切需要对复合材料的导电机理有一深 刻认识. 关于粒子填充型导电复合材料导电机理的报道
导电高分子及其复合材料
导电⾼分⼦及其复合材料⾼分⼦材料及应⽤导电⾼分⼦及导电⾼分⼦材料传统的⾼分⼦是以共价键相连的⼀些⼤分⼦，组成⼤分⼦的各个化学键是很稳定的，形成化学键的电⼦不能移动，分⼦中⽆很活泼的孤对电⼦或很活泼的成键电⼦，为电中性，所以⾼分⼦⼀直视为绝缘材料。
⾼分⼦材料有可能导电吗？聚噻吩电⼦导电聚合物特征有机聚合物成为导体的必要条件：有能使其内部某些电⼦或空⽳具有跨键离域移动能⼒的⼤共轨结构。
电⼦导电型聚合物的共同结构特征：分⼦内具有⼤的共扼π电⼦体系，具有跨键移动能⼒的π价电⼦成为这⼀类导电聚合物的唯⼀载流⼦。
已知的电⼦导电聚合物，除早期发现的聚⼄炔，多为芳⾹单环、多环、以及杂环的共聚或均聚物。
纯净的，或未予“掺杂”的电⼦导电聚合物分⼦中各π键分⼦轨道之间还存在着⼀定的能级差。
⽽在电场⼒作⽤下，电⼦在聚合物内部迁移必须跨越这⼀能级差，这⼀能级差的存在造成π价电⼦还不能在共轭聚合中完全⾃由跨键移动。
因⽽其导电能⼒受到影响，导电率不⾼。
属于半导体范围。
图中碳原⼦右上⾓的符号●表⽰未参与形成σ键的p电⼦。
上述聚⼄炔结构可以看成内多享有⼀个⽊成对电⼦的CH⾃由基组成的长链，当所有碳原⼦处在⼀个平⾯内时，其末成村电⼦云在空间取向为相互平⾏．并相互重叠构成共短π键。
根据固态物理理论，这种结构应是⼀个理想的⼀维⾦属结构．π电⼦应能在⼀维⽅向上⾃由移动，这是聚合物导电的理论基础。
由分⼦电⼦结构分析，聚⼄炔结构可以写成以下形式。
如上图所⽰，两个能带在能量上存在着—个差值，⽽导电状态下P电⼦离域运动必须越过这个能级差。
这就是我们在线性共扼体系中碰到的阻碍电⼦运动，因⽽影响其电导率的基本因素如果考虑到每个CH⾃由基结构单元p电⼦轨道中只有⼀个电⼦，⽽根据分⼦轨道理论，⼀个分⼦轨道中只有填充两个⾃旋⽅向相反的电⼦才能处于稳定态。
每个P电⼦占据—个π轨道构成上图所述线性共轭电⼦体系．应是⼀个半充满能带，是⾮稳定态。
它趋向于组成双原⼦对使电⼦成对占据其中⼀个分⼦轨道，⽽另⼀个成为空轨道。
导电复合材料
导电复合材料
导电复合材料是一种具有导电性能的复合材料，通常由导电填料和基体材料组成。
导电复合材料具有优良的导电性能和机械性能，被广泛应用于电子、航空航天、汽车等领域。
本文将从导电复合材料的基本原理、制备工艺及应用领域等方面进行介绍。
首先，导电复合材料的基本原理是通过将导电填料均匀分散在基体材料中，形
成导电网络，从而实现整体的导电性能。
常见的导电填料包括碳纳米管、石墨烯、金属颗粒等，而基体材料则可以是塑料、橡胶、树脂等。
导电复合材料的导电性能取决于导电填料的类型、含量和分散性，以及基体材料的性能。
其次，导电复合材料的制备工艺通常包括混炼、挤出、注塑等工艺。
在制备过
程中，需要保证导电填料与基体材料的良好分散和成型，以确保复合材料具有良好的导电性能和机械性能。
同时，制备工艺的优化也是提高导电复合材料质量和降低成本的关键。
最后，导电复合材料在电子、航空航天、汽车等领域有着广泛的应用。
在电子
领域，导电复合材料可用于制备柔性电路、导电粘接剂等产品；在航空航天领域，导电复合材料可用于制备防静电材料、导电结构件等；在汽车领域，导电复合材料可用于制备电磁屏蔽材料、导电塑料零部件等。
这些应用不仅拓展了导电复合材料的市场需求，也促进了相关行业的发展。
总之，导电复合材料具有重要的应用前景和发展价值。
随着材料科学技术的不
断进步，相信导电复合材料将在更多领域发挥重要作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
复合导电高分子材料的功能原理
复合导电高分子材料的功能原理复合导电高分子材料是一种具有导电性能的高分子材料，其功能原理主要是通过在高分子材料中添加导电填料或改性剂来实现的。
导电填料是复合导电高分子材料中的关键组成部分。
常用的导电填料包括金属纳米颗粒、碳纳米管、导电聚合物等。
这些导电填料具有较高的电导率和导电性能，能够在高分子基体中形成导电网络。
当电流通过导电填料时，填料之间的导电路径会形成电子通道，从而使整个材料具有导电功能。
导电填料与高分子基体之间的相互作用也是实现复合导电高分子材料功能的重要因素。
导电填料与高分子基体之间的相互作用可以通过物理和化学两种方式实现。
物理相互作用主要包括填料与基体之间的机械锁定和物理吸附等，而化学相互作用则包括填料表面的化学修饰和高分子基体的功能化改性等。
这些相互作用可以增强导电填料与高分子基体之间的结合力，提高材料的导电性能和稳定性。
复合导电高分子材料的导电性能还与导电填料的分散度和含量有关。
导电填料在高分子基体中的均匀分散度能够有效提高导电网络的连通性，从而提高材料的导电性能。
而导电填料的含量则会直接影响材料的导电性能和力学性能。
适当的填料含量能够保持材料的柔韧性和可加工性，同时又能提高材料的导电性能，具有良好的综合性能。
复合导电高分子材料的功能不仅仅局限于导电性能，还可以通过调控导电填料和高分子基体的相互作用来实现其他功能。
例如，通过添加具有特殊性质的导电填料，如磁性导电填料或光学导电填料，可以赋予材料磁性或光学性能。
这样的材料在电磁波屏蔽、传感器、光电器件等领域具有广泛的应用前景。
复合导电高分子材料的功能原理主要是通过导电填料与高分子基体之间的相互作用来实现的。
导电填料的选择、分散度和含量都对材料的导电性能和其他功能具有重要影响。
随着对导电材料性能要求的不断提高，复合导电高分子材料在电子、能源、传感等领域的应用前景将更加广阔。
导电聚合物的应用和分析研究进展
导电聚合物的应用和研究进展贾亚宏<兰州城市学院化学与环境科学学院化学112 兰州 730070）摘要：导电聚合物因其制备容易、导电性高，具有稳定的化学、电化学特性及较好的生物相容性等特点，成为生物材料和组织工程研究领域所关注的焦点之一。
本文从导电聚合物的概念、特点、机理、制备以及应用方面做了简单的介绍，并提出导电聚合物所面临的挑战及未来的发展趋势和方向。
关键字：聚苯胺；导电聚合物；合成方法；掺杂；导电机理；药物释放；生物效应器；组织工程；生物传感器导电聚合物又称为导电高分子或合成金属，按结构与组成可分为两大类，一类是复合型导电聚合物，另一类是结构型导电聚合物。
复合型导电聚合物是以聚合物为母体、将各种导电性物质以不同的方式填充到聚合物基体中而构成的复合材料，其制备方法是填充高效导电粒子或导电纤维，最为常见的是炭黑填充型和金属填充型。
结构型导电聚合物是指材料本身或经过掺杂后具有导电功能的聚合物，这种高分子材料本身具有“固有”的导电性，由其结构提供导电载流子，一经掺杂后，电导率可大幅度提高，甚至可达到金属的导电水平。
1.导电聚合物的结构特点及导电机理所谓导电聚合物是由一些具有共轭π键的聚合物经化学或电化学掺杂后形成的、导电率可从绝缘体延伸到导体范围的一类高分子材料。
导电聚合物是完全不同于由金属或碳粉末与聚合物共混而制成的导电塑料，它除了具有聚合物结构外，还含有由掺杂引入的一价对阴离子<p﹣型掺杂）或对阳离子<n一型掺杂），所以通常导电聚合物的结构分为聚合物链和与链非键合的一价对阴离子或对阳离子两部分组成[1]。
导电聚合物除了具有高分子本身特性之外，还兼具了因掺杂而带来的半导体或导体的特性。
各种导电聚合物的导电机理不尽相同，下面仅以碘掺杂的聚乙炔的导电机理为例，对导电聚合物的导电机理进行分析。
作者简介：贾亚宏<1989-）, 男, 甘肃正宁人, 现为兰州城市学院化学化学与环境科学学院112班学生众所周知，π电子云结构较松散，当聚乙炔暴露在碘蒸气中，易被碘氧化而失去电子成为正离子自由基<也称为极化子）。
acf导电粒子导电原理
acf导电粒子导电原理ACF导电粒子导电原理导电是指导电材料中的电子在电场作用下产生电流的现象。
ACF导电粒子是一种在导电材料中起着重要作用的微观粒子。
本文将围绕ACF导电粒子的导电原理展开讨论。
ACF导电粒子是一种具有导电性能的微小颗粒，通常由金属或其他导电材料制成。
这些微粒在导电材料中均匀分布，并能够形成导电网络。
导电材料中的导电粒子与电子之间存在较强的相互作用力，从而使得导电材料具有良好的导电性能。
导电粒子的导电原理可以通过以下几个方面来解释：1. 电子传导：导电粒子中的自由电子在电场作用下可以从一个粒子跳跃到另一个粒子，从而形成电流。
电子的传导是导电材料导电的主要机制之一。
2. 电子隧穿效应：导电粒子之间的距离非常接近，电子之间存在一定的隧穿效应。
当电子能量足够高时，它们可以通过隧穿效应在导电粒子之间传导，从而形成电流。
3. 电子云：导电粒子表面存在一层电子云，这层电子云可以与外部电场相互作用。
当外部电场作用于导电材料时，导电粒子表面的电子云将被电场拉伸，从而形成电流。
4. 界面电荷：导电粒子表面存在一层界面电荷。
界面电荷可以吸引或排斥周围的电子，从而影响导电粒子的导电性能。
界面电荷的存在对导电材料的导电性能有重要影响。
ACF导电粒子导电原理的研究对于理解导电材料的导电机制、优化导电性能具有重要意义。
通过研究导电粒子的导电原理，可以设计出更好的导电材料，满足不同领域对导电性能的需求。
总结起来，ACF导电粒子的导电原理主要包括电子传导、电子隧穿效应、电子云和界面电荷等因素的综合作用。
这些因素共同促使导电粒子在电场作用下产生电流。
对于ACF导电粒子导电原理的深入研究，有助于拓宽导电材料的应用领域，提高导电性能的稳定性和可靠性。
导电高分子发展进展--选修课论文
材料学院孙艳丽2013208187导电高分子研究进展发展历程导电聚合物出现在上世纪七十年代，1977年聚乙炔的导电现象被发现，当时筑波大学的白川与宾夕法尼亚大学的MacDiarmid等人合作，发现用碘或五氟化砷掺杂聚乙炔，将电导率提高了12个数量级，达到10 s/cm的程度，这在世界范围内引发了导电聚合物的研究热潮。
在其后很短的时间内，聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等导电高分子聚合物也被相继地开发出来。
关于这些聚合物的各类衍生物的研究又将这个领域的深度和广度大幅延伸。
各种导电聚合物的制备方法也有了很大进展，如聚苯胺可以有化学氧化聚合、电化学聚合、乳液聚合及沉淀聚合等多种聚合方法。
同时，“掺杂”方法不断取得关键性突破，导电聚合物的应用领域也不断得到扩大。
2000年，诺贝尔化学奖颁发给了常年在导电聚合物领域从事研究工作的三个科学家马克迪尔米德、黑格和白川英树，他们的工作使得共轭聚合物电致发光器件已经接近实用水平，这使得一度陷入低谷的导电聚合物研究重新走到了科学研究的前沿。
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。
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。
几种常见的导电高分子导电聚合物分类（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。
功能高分子材料(罗祥林-主编)思考题
功能高分子材料(罗祥林-主编)思考题功能高分子思考题第一章绪论1．什么是功能高分子或功能高分子材料？功能高分子的特点有哪些？与常规的聚合物相比具有明显不同的物理化学性能，并且具有某些特殊功能（如化学活性、光敏性、导电性等）的聚合物大分子都属于功能高分子材料。
特点：a. 产量小、产值高、制造工艺复杂；b. 具有与常规聚合物明显不同的物理化学性能，并具有某些特殊功能；c. 既可以单独使用，也可以与其他材料复合制作成结构件，实现结构/功能一体化。
2．试述功能高分子、特种高分子、精细高分子之间的区别和联系。
特种高分子：具有高强度、耐冲击、耐高温、特优电绝缘性能或兼而有之的一类高分子。
精细高分子：包括高分子化的精细化学品，和有特殊性能的功能高分子材料。
3．功能高分子材料应具有哪些功能？物理功能（导电、超塑性、磁记录等）、化学功能（离子交换、催化、氧化还原等）、介于化学和物理之间的功能（吸附、膜分离、表面活性等）、生物或生理功能（组织适应性、血液适应性、非吸附性等）。
4．按照功能划分功能高分子材料可以分哪些类别？物理功能高分子材料、化学功能高分子材料、生物功能和医用高分子材料、其他功能高分子材料。
5．按照性质和功能划分，功能高分子材料可以分为哪些类型？反应型高分子、光敏型高分子、电活性高分子、膜型高分子材料、吸附型高分子、高性能功能材料、高分子智能材料、医用高分子、其他功能高分子。
6．功能高分子材料的主要结构层次有哪些？元素组成、官能团结构、链结构和分子结构、微观构象和聚集态、宏观结构。
7．在功能高分子中官能团所起的作用有哪些？（1）官能团的性质对材料的功能性起主要作用；（2）官能团与聚合物骨架的协同作用决定了功能高分子的功能性；（3）聚合物骨架本身具有官能团的作用；（4）官能团对功能高分子的功能起辅助作用。
8．在功能高分子中常见高分子效应有哪几种？物理效应、支撑作用、模板效应、邻位效应、包络作用和半透性、其他效应。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
万方数据
万方数据
万方数据
万方数据
万方数据
粒子填充型导电复合材料的导电机理
作者：周静， 孙海滨， 郑昕， 刘俊成， Zhou Jing， Sun Haibin， Zheng Xin， Liu
Juncheng
作者单位：周静,孙海滨,刘俊成,Zhou Jing,Sun Haibin,Liu Juncheng(山东理工大学,淄博,255091)， 郑昕,Zheng Xin(金晶玻璃集团,淄博,255200)
刊名：
陶瓷学报
英文刊名：JOURNAL OF CERAMICS
年，卷(期)：2009，30(3)
被引用次数：0次
1.张佐光功能复合材料 2004
2.贾向明.李光宪.陆玉本本证导电复合高分子材料的研究与进展 2003(154)
3.Fish D.Zhou G.Smid J Ring opening polymerization of cyclotetrasiloxanes with large substituents 1990(01)
4.Kirkpatrick S Electrical conduction in a nonconjugated polymer doped with SnCl4 and SbCl5 1973
5.Aharoni S M ElectricaI resistivity of a composite of conducting particles in an insulating matrix 1972(05)
6.Janzen J On the critical conductive filler loading in antistatic composites 1975(02)
7.Stauffer D.Ahamoy A Introduction to percolation theory 1991
8.樊中云论两相材料中结构与性能的关系 1996(zk)
9.Sumita M.Takenaka K Characterization of dispersion and percolation of filled polymers; molding time and temperature dependence of percolation time on carbon black filled low density polyethylene 1995
ndauer R Electrical conductivity in inhomogeneous media 1978
11.Mclachlan D S Measurement and analysis of a model dual-conductivity medium using a generalized effective medium theory 1988(08)
12.Mclachlan D S.Blaszkiewicz M.Newnham R E Electrical resistivity of composites 1990(08)
13.Rajagopal C.Stayam M Studies on electrical conductivity of insulator-conductor composites
1978(11)
14.Asada T Two-step percolation in polymer blends filled with CB PTC effect in CB/epoxy polymer composites 1987(04)
15.Medalia A I Electrical conduction in carbon black composites 1986(03)
16.Shklovskii B I.Efros A L Electronic processes of doped semiconductors 1984
17.Simmons J G Generalized formula for the electric tunnel effect between similar electrodes separated by a thin insulating film 1963(06)
18.Ezquerra T A.Kulescza M.Cruz C S Charge transport exponents 1990(12)
19.雷忠利.成长谋.孟雅新导电复合材料中的双逾渗行为及其应用 2002(06)
20.Van Beck L K.Van Pul B I Internal field emission in carbon black-loaded natural rubber vulcanizates 1962
本文链接：/Periodical_tcxb200903003.aspx
授权使用：北京航空航天大学(bjhkht)，授权号：30459c97-0f9f-4ac3-a0be-9e2a016b3be6
下载时间：2010年11月10日。