导电高分子复合材料综述
导电高分子复合材料的制备及性能研究
![导电高分子复合材料的制备及性能研究](https://img.taocdn.com/s3/m/5e9584cf6429647d27284b73f242336c1eb930b2.png)
导电高分子复合材料的制备及性能研究近年来,随着电子技术和材料科学的飞速发展,导电高分子复合材料逐渐成为研究热点。
导电高分子复合材料以其优越的导电性能和良好的物理化学性能,被广泛应用于电子、能源和传感器等领域。
而其制备和性能研究成为当前材料科学研究的重点。
一、导电高分子复合材料的制备导电高分子复合材料的制备主要包括导电填料选择、制备方法和复合工艺等几个方面。
首先,导电填料的选择对于导电高分子复合材料的性能至关重要。
目前常用的导电填料有碳纳米管、碳黑、金属纳米线等。
其中,碳纳米管是一种理想的导电填料,其高导电率和优异的力学性能使其成为最佳选择。
其次,制备方法包括机械混合法、溶液浸渍法、原位聚合法等。
其中,机械混合法是一种简单易行且效果较好的方法,通过高速搅拌或研磨将导电填料与基体材料均匀混合。
最后,复合工艺可以通过压片、热压、注塑等方法将导电填料和基体材料固定在一起,并形成复合材料。
二、导电高分子复合材料的性能研究导电高分子复合材料的性能研究主要包括导电性能、力学性能和热稳定性等方面。
首先,导电性能是导电高分子复合材料最重要的性能之一。
通过实验测试发现,导电填料的形态、含量和分散性对导电性能有着明显影响。
在导电填料含量一定的情况下,导电性能随着填料形态的改变呈现不同的变化规律。
其次,导电高分子复合材料的力学性能直接影响其在实际应用中的可行性。
该复合材料的力学性能主要与基体材料的力学性能和导电填料的分散性有关。
最后,热稳定性是导电高分子复合材料在高温环境下应用的重要性能之一。
研究表明,导电填料的选择和复合工艺对导电高分子复合材料的热稳定性有着显著影响。
三、导电高分子复合材料的应用前景导电高分子复合材料由于其优异的导电性能和独特的物理化学性能,在电子、能源和传感器等领域具有广阔的应用前景。
首先,在电子领域,导电高分子复合材料可用于柔性显示器、导电墨水和透明导电膜等器件的制备。
其次,在能源领域,导电高分子复合材料可作为电池、超级电容器和光伏设备等的重要组成部分,提高器件的性能和可靠性。
导电高分子材料综述
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导电高分子材料综述摘要:导电高分子复合材料是一类具有重要理论研究价值和广阔应用前景的新型功能材料,导电高分子材料具有高电导率、半导体特性、电容性、电化学活性,同时还具有一系列光学性能等,具有与一般聚合物不同的特性。
因此,导电高分子复合材料是一类具有重要理论研究价值和广阔应用前景的新型功能材料。
简介: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分类及导电机理、合成方法、导电高分子材料的应用、研究现状及发展趋势。
1976 年美国宾夕法尼亚大学的化学家Mac Diarmid 领导的研究小组首次发现掺杂后的聚乙炔(Polyacetylene ,简称PA)具有类似金属的导电性以后,人们对共轭聚合物的结构和认识不断深入和提高,新型交叉学科——导电高分子领域诞生了。
导电高分子特殊的结构和优异的物理化学性能使它成为材料科学的研究热点,作为不可替代的新兴基础有机功能材料之一,导电高分子材料在能源、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。
到目前为止,导电高分子在分子设计和材料合成、掺杂方法和掺杂机理、可溶性和加工性、导电机理、光、电、磁等物理性能及相关机理以及技术上的应用探索都已取得重要的研究进展。
1.1导电高分子材料的分类按照材料的结构与组成,高分子导电材料通常分为结构型和复合型两大类1.1.1结构型高分子导电材料。
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电导率一般在半导体的范围[1]。
采用掺杂技术可使这类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12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。
导电高分子复合材料综述
![导电高分子复合材料综述](https://img.taocdn.com/s3/m/25d250fef021dd36a32d7375a417866fb94ac069.png)
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。
石墨烯导电高分子复合材料
![石墨烯导电高分子复合材料](https://img.taocdn.com/s3/m/bcd5a8cc82d049649b6648d7c1c708a1294a0a5c.png)
石墨烯导电高分子复合材料石墨烯具有极高的导电性和导热性能,因此被广泛应用于导电高分子复合材料的制备中。
石墨烯导电高分子复合材料不仅具有石墨烯的优异导电性能,还能借助高分子基体的柔性和可加工性,实现在电子器件、能源储存和传感器等领域的应用。
石墨烯导电高分子复合材料的制备方法有多种,其中常用的方法包括物理混合法、化学还原法、表面修饰法和模板排列法等。
物理混合法是将石墨烯与高分子基体通过机械方法混合均匀,然后通过热压或注塑等方法制备导电高分子复合材料。
化学还原法是利用还原剂将石墨烯氧化物还原为石墨烯,然后与高分子基体混合,制备导电高分子复合材料。
表面修饰法是将石墨烯的表面修饰为官能团,以增加其与高分子基体的相容性,从而得到导电高分子复合材料。
模板排列法是利用模板的作用将石墨烯排列成有序结构,然后将高分子基体灌注到模板中,制备具有有序石墨烯结构的导电高分子复合材料。
石墨烯导电高分子复合材料具有多种优异性能。
首先,石墨烯具有极高的电子迁移率和低电阻率,使得导电高分子复合材料具有优秀的导电性能。
其次,石墨烯具有高比表面积和亲水性,有助于提高电荷传输和界面相容性。
另外,石墨烯还具有良好的机械性能和热稳定性,能够增强高分子基体的力学性能和耐热性能。
此外,石墨烯导电高分子复合材料还具有较好的可加工性能和环境适应性,可以通过注塑成型、热压成型和激光切割等方法制备出具有特定形状和功能的器件和结构。
石墨烯导电高分子复合材料在电子器件领域具有广泛的应用。
例如,它可以作为导电填料应用于传统的导电粘结剂中,用于制备柔性电路、电子屏幕和导电墨等。
此外,石墨烯导电高分子复合材料还可以用于制备超级电容器、锂离子电池和燃料电池等储能器件,以提高其导电性能和循环稳定性。
另外,石墨烯导电高分子复合材料还可以用于制备传感器,例如压力传感器、湿度传感器和化学气体传感器等,以提高传感器的灵敏性和响应速度。
总之,石墨烯导电高分子复合材料具有优异的导电性能和多种优异性能,因此在电子器件、能源储存和传感器等领域具有广泛的应用前景。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/165585a9b9f67c1cfad6195f312b3169a551ea51.png)
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。
导电高分子复合材料的制备及其在电子器件中的应用
![导电高分子复合材料的制备及其在电子器件中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/6cddf0529a6648d7c1c708a1284ac850ad020415.png)
导电高分子复合材料的制备及其在电子器件中的应用在现代电子器件制造中,导电高分子复合材料得到广泛应用。
因为导电高分子具有优异的导电性能、化学稳定性、加工性能和力学性能等特点,其制备能够满足电子器件对高频高速、智能化、小型化和多功能方面的需求。
本文将介绍导电高分子复合材料的制备及其在电子器件中的应用。
1.导电高分子的特点导电高分子是一种具有特殊物理和化学性能的新材料。
导电高分子的导电性能是其最重要的特征之一。
可以将其看作一种由聚合物“基体”和导电“填料”组成的新型复合材料。
导电高分子不仅具有聚合物基体的特性,如轻量、柔软、可加工等优势,而且具有导电填料的导电性等性质。
此外,导电高分子还有耐腐蚀、耐热、耐磨、高温性能好等一系列优点。
导电高分子复合材料在电子器件、化学传感器、太阳能电池、锂离子电池、柔性显示器、防静电涂料、导电粘合剂等领域均得到广泛应用。
2.导电高分子的制备方法导电高分子的制备方法有很多种,其主要包括溶液法、熔融混合法、原位聚合法、机械混合法和微波聚合法等。
下面将简单介绍其中几种主要方法。
(1)溶液法溶液法是一种通过溶液制备导电高分子的方法。
一般情况下,可以将导电物质分散在聚合物基体中,利用溶剂将其溶解,然后制备出所需的复合材料。
这种方法适用于构件较小、形状简单的情况,其制备工艺简单,操作方便,可以得到较高的导电率。
(2)熔融混合法熔融混合法是一种将导电物质与聚合物基体熔融混合的方法。
一般情况下,在所需的高分子中加入导电性物质,然后经高温加热、混合、冷却形成复合材料。
这种方法制备出的导电高分子复合材料导电性广泛,适用于需要高温或者高压的应用领域。
(3)原位聚合法原位聚合法是指直接将导电填料加入到聚合反应体系中,通过聚合反应将其与聚合物基体共同形成导电高分子材料。
这种方法也可以制备出非常均匀的复合材料,适合于制备需要高 accuracy and precision 的电子构件。
3.导电高分子在电子器件中的应用导电高分子复合材料在电子器件中有广泛的应用。
复合导电高分子材料
![复合导电高分子材料](https://img.taocdn.com/s3/m/cc441b63abea998fcc22bcd126fff705cc175c88.png)
复合导电高分子材料复合导电高分子材料是指将导电剂与高分子基体进行复合,以提高材料的导电性能。
近年来,随着电子设备和能源存储领域的快速发展,对导电高分子材料的需求不断增加。
本文将从材料结构、制备方法和应用领域三个方面来介绍复合导电高分子材料的研究进展。
复合导电高分子材料的结构主要由导电剂和高分子基体组成。
常用的导电剂包括金属纳米颗粒、碳纳米管、导电聚合物等。
这些导电剂具有良好的导电性能和电子传输能力。
高分子基体可以选择聚合物、树脂等材料,以确保材料的柔韧性和可塑性。
通过导电剂和高分子基体之间的复合,可以形成具有导电性能的复合材料。
制备复合导电高分子材料的方法多种多样。
常见的方法包括溶液法、电刷法和热缩法等。
其中,溶液法是一种简单有效的方法。
通过将导电剂和高分子基体分散在溶剂中,形成均匀的溶液。
之后,通过溶剂的挥发和高分子的凝聚,可得到导电高分子材料。
电刷法是一种将导电剂有序排列在高分子链上的方法。
通过控制电极势差和电解液中的离子浓度,可以在电极表面制备出有序排列的导电高分子材料。
热缩法则是通过热压、热拉伸等方法使导电剂和高分子基体形成紧密结合的材料。
复合导电高分子材料广泛应用于电子设备和能源存储领域。
在电子设备方面,复合导电高分子材料可以作为柔性电子元件的材料。
相比传统的刚性材料,柔性材料能够适应各种形状和曲面,提供更便捷的使用体验。
导电高分子材料的柔韧性和导电性能使其成为柔性可穿戴设备、可弯曲屏幕等领域的理想选择。
在能源存储领域,复合导电高分子材料可用于制备超级电容器和锂离子电池等。
导电剂的加入可以提高电极的导电性能,从而增加电池储能容量和充放电效率。
尽管复合导电高分子材料在电子设备和能源存储领域具有广阔的应用前景,但还存在一些挑战需要克服。
首先,导电剂的添加会导致材料的机械强度下降,因此在材料设计中需要兼顾导电性和机械性能。
其次,导电剂与高分子基体的界面相互作用对材料的导电性能也有重要影响。
因此,研究人员需要进一步研究导电剂与高分子基体间的相互作用机制,以提高材料的导电性能。
导电高分子复合材料的合成与应用研究
![导电高分子复合材料的合成与应用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/18df40576fdb6f1aff00bed5b9f3f90f77c64d63.png)
导电高分子复合材料的合成与应用研究导电高分子复合材料是一种具有导电性能的高分子材料,其在电子领域、能源存储与转换、传感器等领域具有广泛的应用前景。
目前,导电高分子复合材料的合成与应用研究已成为材料科学的热点之一。
一、导电高分子复合材料的合成方法导电高分子复合材料的合成方法有多种,其中最常见的是物理和化学方法。
物理方法通常包括电泳沉积、熔融混合等。
电泳沉积法通过在电场作用下将导电高分子颗粒沉积在基体材料表面,并通过固化来固定颗粒位置。
熔融混合法则是通过在高温下将导电高分子与基体材料熔融混合,然后冷却固化形成导电高分子复合材料。
化学方法主要是采用接枝或交联反应将导电高分子与基体材料结合,最常见的方法是利用共聚反应。
二、导电高分子复合材料的应用研究1. 电子领域导电高分子复合材料在电子领域的应用非常广泛。
首先,它可以用于制备柔性电子器件,如柔性显示器、柔性电池等。
导电高分子本身具有柔韧性和延展性,适用于制备弯曲、可拉伸的电子器件,且具有优异的导电性能。
其次,导电高分子复合材料也可以用于电磁屏蔽材料的制备。
由于其导电性能好,可以有效屏蔽电磁波对设备的干扰,保障设备正常运行。
此外,导电高分子复合材料还可以用于制备导电胶粘剂,用于电子元器件的粘接和连接。
2. 能源存储与转换导电高分子复合材料在能源存储与转换方面的应用也备受关注。
首先,它可以用于锂离子电池的正负极材料。
导电高分子可以作为锂离子的导电载体,提高电池的电导率,从而提高电池的充放电速率和循环性能。
其次,导电高分子复合材料还可以用于超级电容器的制备。
导电高分子具有优异的电导率和储电性能,可以提高超级电容器的能量密度和功率密度。
3. 传感器导电高分子复合材料在传感器领域的应用也日益普及。
导电高分子具有灵敏的电学响应性能,可以作为传感器的敏感材料。
例如,导电高分子复合材料可以用于制备压力传感器、湿度传感器、气体传感器等。
通过对导电高分子复合材料的电导率变化进行测量,可以实现对压力、湿度、气体等参数的监测。
复合型导电高分子
![复合型导电高分子](https://img.taocdn.com/s3/m/4193fe6acec789eb172ded630b1c59eef8c79a85.png)
复合型导电高分子复合型导电高分子是一种具有导电性能和多功能性的材料。
它可以在电子器件、传感器、能源存储和转换等领域中发挥重要作用。
本文将从复合型导电高分子的定义、制备方法、应用领域和未来发展等方面进行探讨。
一、复合型导电高分子的定义复合型导电高分子是将导电材料与高分子材料进行复合,形成具有导电性能的复合材料。
导电材料可以是导电聚合物、金属纳米粒子、碳纳米管等,高分子材料可以是聚合物树脂、聚合物薄膜等。
复合型导电高分子具有高导电性、良好的机械性能和化学稳定性等特点,同时还保持了高分子材料的可塑性和可加工性。
制备复合型导电高分子的方法有多种,常用的包括物理混合法、化学还原法和电化学合成法。
物理混合法是将导电材料和高分子材料直接混合,形成复合材料。
化学还原法是通过化学反应将导电材料还原到高分子材料中,生成复合型导电高分子。
电化学合成法是利用电化学方法在高分子材料表面沉积导电材料,形成导电层。
三、复合型导电高分子的应用领域复合型导电高分子在电子器件领域具有广泛应用。
它可以作为导电层、电极材料和电池材料,用于制备柔性电子器件、有机太阳能电池和超级电容器等。
在传感器领域,复合型导电高分子可以用于制备高灵敏度的压力传感器、湿度传感器和生物传感器等。
此外,复合型导电高分子还可以用于制备导电聚合物纤维、导电涂层和导电胶粘剂等。
四、复合型导电高分子的未来发展随着科学技术的不断进步,复合型导电高分子材料的性能将不断提升。
未来的发展方向主要包括提高导电性能、改善机械性能和优化加工性能。
一方面,可以通过控制导电材料的形貌和分散性,提高复合材料的导电性能。
另一方面,可以通过调控高分子材料的结构和交联度,改善复合材料的机械性能和热稳定性。
此外,还可以开发具有特殊功能的复合型导电高分子,如自修复、自感应和可光调控等。
复合型导电高分子是一种具有导电性能和多功能性的材料。
它具有广阔的应用前景,在电子器件、传感器、能源存储和转换等领域中具有重要的作用。
新型导电高分子复合材料的制备与性能研究
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新型导电高分子复合材料的制备与性能研究近年来,随着电子技术和材料科学的发展,导电高分子复合材料开始成为研究的热点。
导电高分子复合材料具有优异的导电性能和机械性能,在柔性电子器件、传感器等领域具有广阔的应用前景。
本文将介绍新型导电高分子复合材料的制备方法和性能研究进展。
一、导电高分子的制备方法导电高分子是通过引入导电性能较好的原料或添加剂,使其具有导电性能的高分子材料。
制备导电高分子主要有以下三种方法。
首先,是通过聚合反应合成导电高分子。
这种方法通常是在合成高分子的过程中,加入导电性能较好的单体或功能基团。
例如,将含有导电单体的苯乙烯与其他单体进行接枝聚合反应,可以制备具有导电性的聚苯乙烯复合材料。
其次,是通过混合法制备导电高分子。
这种方法是将导电材料与高分子基体进行物理混合,形成复合材料。
导电材料可以是金属纳米颗粒、碳黑、导电聚合物等。
通过适当的配比和混合方式,可以得到导电性能良好的高分子复合材料。
最后,是通过修饰法制备导电高分子。
这种方法是在高分子表面进行修饰,使其具有导电性能。
例如,将氧化石墨烯修饰在高分子表面,可以提高高分子的导电性能。
二、导电高分子复合材料的性能研究导电高分子复合材料具有独特的性能,其导电性能和机械性能是研究的重点。
导电性能是导电高分子复合材料的关键指标之一。
导电高分子复合材料通常具有较高的电导率。
导电性能的研究主要包括电导率的测定和导电机制的探究。
电导率的测定可以通过四探针法、电学阻抗法等方法进行。
导电机制的研究可以通过理论计算、实验室测试等手段逐步揭示。
机械性能也是导电高分子复合材料的重要性能之一。
导电高分子复合材料通常具有优异的机械强度和柔性。
机械性能的研究主要包括材料的拉伸性能、弯曲性能和抗氧化性能等。
这些性能指标对于材料在实际应用中的可靠性至关重要。
此外,导电高分子复合材料的稳定性、光学性能等其他综合性能也需要进行深入的研究。
这些综合性能对于材料在不同领域的应用有着重要的影响。
导电高分子复合材料综述
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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]。
导电高分子复合材料的研究与开发
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导电高分子复合材料的研究与开发在现代化的工业生产和科学研究中,材料的种类十分繁多,不同的材料可以应用于不同的领域,如建筑、电子、医疗、航空、汽车工业等等,其重要性不言而喻。
随着科技的不断进步,新材料的研发也变得越来越受到重视,其中导电高分子复合材料的研究与开发备受关注。
导电高分子复合材料是一种具有优异的导电性能和机械性能的新材料。
目前导电高分子复合材料的研究重点在于将其用于电子器件、灵活显示器和防静电材料等领域。
该材料能够实现柔性、轻薄、透光等特点,为未来的柔性电子制造提供了新的思路和方法。
首先,导电高分子复合材料的研发离不开高分子材料和纳米颗粒的研究。
高分子材料是导电高分子复合材料的主体,具有良好的机械性能和可塑性,可以通过改变其化学结构来改善性能。
其中,聚合物的导电性能主要取决于其分子内的共价键和分子间的扩散运动。
而导电高分子复合材料的优异导电性能则来源于其中的导电填料。
纳米颗粒由于其具有极高的比表面积和量子效应的特点,能够显著改善材料的导电性能。
因此,如何寻找合适的高分子材料和纳米填料,并在其中运用先进的技术手段实现一定的性能提升,是导电高分子复合材料研究中的关键问题。
其次,导电高分子复合材料在电子器件领域的应用前景广阔。
电子器件中,导电高分子复合材料主要用于制作电极、印刷电路板、柔性电子、传感器等部件。
导电高分子复合材料在这些部件中的应用可以减少材料的物理体积,提高器件可靠性和稳定性,同时也可以降低制造成本。
在灵活显示器领域,导电高分子复合材料还可以实现高分辨率、低功耗、柔性可弯曲、可卷曲等特点,是构建柔性显示器的理想材料。
此外,导电高分子复合材料还可以用作防静电材料,防止电子设备受到静电干扰,提高设备的工作效率和稳定性。
最后,导电高分子复合材料的研究和开发仍面临着一些挑战。
首先,效率和稳定性方面有待提高,因为导电高分子复合材料的导电性能容易受到环境和使用条件的影响,可能会影响其可靠性。
导电高分子复合材料的制备与性能研究
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导电高分子复合材料的制备与性能研究随着科学技术的不断进步,导电高分子复合材料因其优异的导电性能和机械性能,在诸多领域中得到了广泛的应用。
本文将从制备方法和性能研究两方面对导电高分子复合材料进行探讨。
一、导电高分子复合材料的制备方法导电高分子复合材料通常由导电填料和高分子基体组成。
导电填料是导电性能的关键因素,常见的导电填料包括金属粉末、导电碳黑等。
而高分子基体的选择则取决于所需性能以及具体应用领域。
一种常见的制备方法是简单混合法。
首先将导电填料和高分子基体按一定比例混合均匀,然后通过热压、溶液浸渍或电化学沉积等方式进行成型。
这种方法简单易行,但导电填料与高分子基体之间的界面相互作用较弱,导电性能和机械性能有限。
另一种制备方法是界面改性法。
通过在导电填料与高分子基体之间引入界面修饰剂,可增强二者之间的相互作用,提高导电性能和机械性能。
常用的界面修饰剂有硅烷偶联剂、功能化聚合物等。
这种方法能够有效改善材料的性能,但制备过程较为复杂,成本相对较高。
二、导电高分子复合材料的性能研究导电高分子复合材料的性能主要包括导电性能、力学性能和热学性能等。
关于导电性能的研究,主要通过电阻率和电导率等参数来表征。
电阻率是导电材料的电阻和导体截面积之比,通常以Ω·cm为单位。
而电导率则是电阻率的倒数,通常以S/cm为单位。
研究表明,导电填料的类型、含量以及导电填料与高分子基体之间的界面结构等因素都会对导电性能产生影响。
因此,通过调控这些因素,可以获得具有优异导电性能的导电高分子复合材料。
力学性能主要包括弯曲强度、抗拉强度、剪切强度等。
研究表明,导电填料的添加可以一定程度上提高复合材料的力学性能。
导电填料的加入不仅增加了材料的刚性,还提高了材料的抗拉强度和耐磨性,使导电高分子复合材料具备了更广泛的应用范围。
热学性能主要包括热导率、耐高温性等。
研究表明,导电填料对导电高分子复合材料的热学性能有着显著的影响。
导电填料的导热性能高,可以有效地提高复合材料的热导率,从而提高材料的散热性能。
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
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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。
导电高分子复合材料制备及其电学性能研究
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导电高分子复合材料制备及其电学性能研究一、导电高分子复合材料的简介导电高分子复合材料是指在高分子基质中添加导电剂或导电填料,通过控制填料的含量、形态、分布等因素,使复合材料具有一定的导电性质的材料。
随着科技进步,导电高分子复合材料已广泛应用于电子通讯、电子器件、能源存储等领域。
导电高分子复合材料的制备与性能研究已成为当前研究的热点。
二、导电高分子复合材料的制备方法1. 填料加入法:将导电填料加入到高分子基质中,使其分布均匀,达到一定比例,制备出导电高分子复合材料。
2. 化学共混法:在高分子溶液中加入导电填料,通过混合、溶解、再沉淀等过程,得到均匀分散的导电高分子复合材料。
3. 原位聚合法:通过在导电填料表面或其中添加基团,然后直接进行高分子聚合,原位制备导电高分子复合材料。
三、导电高分子复合材料的电学性能研究1. 电导率:导电高分子复合材料应具有一定的电导率,通常采用四探针法来测试,并能通过控制导电填料的形态、含量、分布等不同参数,来达到所要求的电导率。
2. 电阻率:电阻率是指单位长度和横截面积的电阻值,是衡量导电高分子复合材料电学性能的重要指标。
3. 介电强度:介电强度是指在正电压下,材料中电场真空强度到导致击穿的电压值,是衡量导电高分子复合材料电气绝缘性的指标。
4. 介电损耗:介电损耗是指在交变电场中,材料发生的电能转化为电热能而被损耗的程度,是导电高分子复合材料的另一个重要电学性能指标。
四、导电高分子复合材料在电子器件中的应用导电高分子复合材料在电子器件中,常常用作导电电极、导电胶、导电环等。
例如,在柔性显示器件中,导电高分子复合材料可用作灵活电极材料;在锂离子电池中,可用作电极材料;在太阳能电池中,可用作透明导电电极材料。
五、结论导电高分子复合材料已成为当前研究的热点,应用领域广泛,但其制备方法和电学性能还需要进一步研究和提高。
在未来的研究中,将持续探索导电高分子复合材料在电子器件中的应用,并提高其性能,为现代科技的发展做出更大的贡献。
复合型导电高分子
![复合型导电高分子](https://img.taocdn.com/s3/m/885404723868011ca300a6c30c2259010202f3f4.png)
复合型导电高分子导电高分子是一种特殊的高分子材料,具有导电性能,可以在电子器件和能源领域中发挥重要作用。
而复合型导电高分子则是基于导电高分子材料的改进和优化,通过与其他材料的复合,进一步提高导电性能和功能。
复合型导电高分子的制备方法多种多样,常见的包括物理混合、化学交联和共混等。
物理混合是将导电高分子与其他材料机械混合,形成导电高分子复合材料。
化学交联是通过化学反应将导电高分子和其他材料交联在一起,增加材料的稳定性和导电性能。
共混是将导电高分子与其他材料在溶液中共同溶解,然后通过溶剂挥发或其他方法使两种材料相互结合。
复合型导电高分子具有多种优点。
首先,与纯导电高分子相比,复合型导电高分子可以通过调整复合材料的组成和结构,实现导电性能的可调控。
其次,复合型导电高分子可以充分发挥不同材料的优势,提高材料的综合性能。
例如,将导电高分子与高分子基体复合,可以增加材料的韧性和可加工性;将导电高分子与无机材料复合,可以提高材料的导电性能和耐高温性能。
此外,复合型导电高分子还可以实现多功能化,通过调整复合材料的组成和结构,实现导电、光学、磁性等多种性能的集成。
复合型导电高分子在电子器件和能源领域中具有广泛应用。
在电子器件方面,复合型导电高分子可以用于柔性电子器件、光电器件、传感器等。
由于其柔韧性和可拉伸性,可以制备出可弯曲、可拉伸的电子器件,具有应用于可穿戴设备、可卷曲显示器等领域的潜力。
在能源领域方面,复合型导电高分子可以用于锂离子电池、超级电容器、太阳能电池等。
由于其导电性能和离子传输性能优异,可以提高电池和超级电容器的性能指标,提高能源存储和转换效率。
然而,复合型导电高分子也存在一些挑战和问题。
首先,导电高分子与其他材料的复合过程中,需要考虑材料的相容性和界面相互作用。
不同材料之间的相互作用可能会影响复合材料的导电性能和机械性能。
其次,复合型导电高分子的制备方法和工艺对材料性能的影响较大,需要进行精细的控制和优化。
导电聚合物复合材料
![导电聚合物复合材料](https://img.taocdn.com/s3/m/5d276ed12cc58bd63186bd66.png)
导电聚合物复合材料综述及其在金属管道防腐方面的应用摘要本文主要讨论了复合型导电聚合物材料的分类情况、研究现状和存在问题等,并对于用于金属管道防腐方面的导电聚合物涂料的研究和制备提出了初步的思路和设计方案。
关键字:导电;聚合物;复合材料引言聚合物材料易成型,易加工,耐腐蚀,比强度高,由于具有优良的特性,在新一代材料中的应用受到了极大的重视,但由于其本身电阻率多处于10-10-lO-20S/m之间,属于绝缘体材料,使其在电子材料领域的应用受到限制,为使其电阻率得到可观规模的下降,并可以广泛应用于能源、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中,有关新型的、具有导电性能的聚合物材料研究具有深刻意义。
1.导电聚合物材料的分类按照结构与组成,导电聚合物材料可分为两大类:一类是本身或经过掺杂处理后具有导电功能的聚合物材料,称为结构型导电高分子材料;另一类是以聚合物材料为基体添加具有高导电性能的有机、无机、金属等导电填料,经过各种手段使其在基体中分散从而形成具有导电性的复合材料,称为复合型导电聚合物材料,又称导电聚合物复合材料。
对于结构型导电聚合物材料,由于分子主链上刚性共轭双键结构和分子间强范德华力作用力,使结构型导电聚合物通常不熔化不溶解。
这些特殊的物理性质导致其加工性能差,限制了其的使用和生产。
相比之下,导电复合材料可在较大尺度上控制材料性能,而且成本低、品种繁多,易加工和工业化生产,已经被广泛应用于电子、电器、纺织和煤炭开采等领域。
此外,导电聚合物复合材料还具有一些特殊的物理现象,如绝缘体向半导体的突变,电阻率对温度、压力、气体浓度敏感性,电流-电压非线性行为,电流噪音等,从而得到广泛的研究与应用。
导电聚合物复合材料主要是由高电导率的导电填料和绝缘性的聚合物基体组成,其中导电填料提供载流子,通过导电填料之间的相互作用来实现载流子在聚合物复合材料中的迁移。
将导体或半导体无机材料分散到高分子材料基体中,通过这些材料形成的筋或网状通路导电而使制品具有导电作用。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/f9af35092f3f5727a5e9856a561252d380eb208f.png)
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。
导电高分子复合材料的制备及其电化学性能研究
![导电高分子复合材料的制备及其电化学性能研究](https://img.taocdn.com/s3/m/ee5ec1d35ff7ba0d4a7302768e9951e79a896958.png)
导电高分子复合材料的制备及其电化学性能研究引言:导电高分子复合材料因其独特的物理和化学性质,在各个领域中得到广泛应用。
本文将介绍导电高分子复合材料的制备方法以及对其电化学性能的研究。
一、导电高分子复合材料的制备方法1. 导电高分子复合材料的选择在制备导电高分子复合材料时,我们可以选择一种合适的高分子基底材料,如聚合物、碳纳米管等,以及导电添加剂,如金属粉末、导电聚合物等。
选择合适的材料对于制备出具有良好导电性的复合材料至关重要。
2. 制备导电高分子复合材料一种常见的制备导电高分子复合材料的方法是通过溶液法。
首先,将高分子基底材料和导电添加剂分别溶于适当的溶剂中,并进行搅拌混合,形成均匀的溶液。
然后,通过溶液层析、真空旋涂等方式将溶液涂覆在基底材料上,待溶剂挥发后,得到导电高分子复合材料。
二、导电高分子复合材料的电化学性能研究1. 电导率测量为了评估导电高分子复合材料的导电性能,我们可以使用四探针电阻测量仪来测量其电导率。
该仪器通过四个电极接触样品,测定样品的电阻值,从而计算出其电导率。
通过电导率的测量结果,我们可以了解到导电高分子复合材料的导电性能以及与不同添加剂浓度的关系。
2. 电化学性能测试导电高分子复合材料在各种电化学应用中都有重要作用,因此了解它们的电化学性能非常重要。
我们可以利用循环伏安法、电化学阻抗谱等电化学测试技术来研究导电高分子复合材料的电化学性能,如电荷传输速率、离子交换能力等。
通过这些测试,我们可以评估与优化导电高分子复合材料在能量存储、传感器和光电器件等领域中的应用潜力。
3. 导电高分子复合材料的应用导电高分子复合材料具有广泛的应用前景。
例如,在能量存储领域,导电高分子复合材料可以作为电容器的电极材料,具有高电导率和较高的比电容量。
此外,在传感器领域,导电高分子复合材料可以用于制造柔性传感器,以便实现可穿戴设备和医疗器械等领域的新型传感器。
结论:导电高分子复合材料具有丰富的制备方法和广泛的应用前景。
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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]。
这种模型有效的将高分子材料的导电理论进行了阐述,但是其也具有一定的缺点,就是其只能使用在较为简单的复合材料中,复合材料中只能有一种基本物质以及导电体材料,对于具有多种基本物质或者导电体材料的复合材料时,虽然也能建立相应的模型,但得到的理论与实际之间会存在较大的差异。
1.2 热力学模型随着统计渗滤模型的使用,人们逐渐的发现其有一些缺点,例如在构建模型时,往往忽略了基本物质与导电体之间的作用关系,使得到的结果具有一定的偏差,不满足当前社会发展的需求,在这种情况下,就研究出了热力学模型来对导电高分子复合材料导电理论进行了阐述,使结果得到了很大的改进。
这一理论是以热力学原理的基础上建立的,在这项理论中,认为构建导电通道的过程中,导电体处于临界状态的体积与模型中多余的自由能具有一定的联系,当模型中多余的自由能达到一定的程度后,就会在模型的内部自动的构建出导电通道。
并且,高分子材料中基本物质的熔融粘度较大,更好的阻止了平衡相的分离;导电体粒子的直径较小,更好的帮助平衡相分离。
使用这种模型来对导电高分子复合材料进行阐述与实际更加接近[2]。
2 导电高分子复合材料的特殊效应理论导电高分子材料的性能往往不是一成不变的,在特定的环境中,其性能也会逐渐的在变化着。
例如一些导电高分子复合材料在拉力或压力的作用下,就会出现一些特别的效应,例如压敏效应、拉敏效应等,可以根据这些特殊的效应来对地导电高分子复合材料进行阐述。
在压敏、拉敏效应理论中,可以利用通道理论对其进行阐述。
在不同的高分子材料,所中具有的临界范围不同,在压敏的情况下,材料中的导电体相对就不是很多,使得导电体的分布不是很好,无法直接构造出导电通道,如果在这时向复合材料施压,压力不是很高时,没有达到材料的最大临界值,复合材料仍然具有高阻态;当所施加的压力过高时,超过了最大临界值,就会使复合材料发生一定的形变,使其内部构建出了导电通道,从而使其具有了导电性。
在拉敏的情况下,材料含有大量的导电体,其内部具有一定的导电通道,这时在对其使用拉力时,当垃圾过大,超过最大临界值时,复合材料就会发生形变,致使其全本具有的导电通道遭受了损坏,从而使复合材料不在具有导电性[3]。
3 导电高分子复合材料的合成在导电高分子材料中,作为一种最有可能在实际中得到应用的导电聚合物材料,聚苯胺(PAn)具有单体廉价易得、聚合方法简单等优点。
导电态的聚苯胺有优异的电化学性能、良好的化学稳定性及较高的电导率。
常温下,聚苯胺是典型的半导体材料,其电导率为10-10S/cm,经掺杂以后,聚苯胺电导率可达到5S/cm,电导率可在10-10S/cm~100S/cm之间调节。
它的颜色能随着电极电位和溶液的pH值的变化而变化,具有良好的电化学反应活性,是新型的电极活性材料,成为目前导电高分子材料研究中的热点。
3.1氧化聚合化学氧化法合成聚苯胺是在适当的条件下用氧化剂使苯胺发生氧化聚合。
这是在制作电容器时应用比较广泛的一种方法。
苯胺的化学氧化聚合通常是在苯胺/氧化剂/酸/水体系中进行的。
大致的方法是在玻璃容器中将苯胺和酸按一定的比例混合均匀后,用冰水浴将体系温度降低至0℃~25℃,在搅拌下滴加氧化剂,3分钟内滴加完毕。
体系颜色由浅变深,继续搅拌90分钟,然后过滤,洗涤至滤液无色,得到墨绿色的聚苯胺粉末。
比较常用的氧化剂有过硫酸铵((NH4)2S2O8)、重铬酸钾(K2Cr2O7)、过氧化氢(H2O2)和碘酸钾(KIO3)等。
过硫酸铵由于不含金属离子、氧化能力强,所以应用较广。
最近报道的应用二氧化锰(因为二氧化锰的来源广,价格低廉、无毒,安全性高,制造方便)作为氧化剂,用盐酸作介质,采用化学氧化法成功地合成了导电聚苯胺。
同时,得到的聚苯胺的结构和电导率与过硫酸铵(APS)作为氧化剂时相似。
3.2乳液聚合采用乳液聚合法制备PAn较溶液聚合法有如下优点:用无环境污染且低成本的水作为热载体,产物不需沉淀分离以除去溶剂;若采用大分子有机磺酸充当表面活性剂,则可进一步完成质子酸的掺杂以提高PAn的导电性;通过将PAn制备成可直接使用的乳液状,就可在后面的加工过程中避免再使用一些昂贵的溶剂。
这种方法不但可以简化工艺、降低成本,还可以有效地改善PAn的可加工性。
因此,乳液聚合法成为该领域的一大研究热点。
大致方法是在反应器中加入苯胺与DBSA,混合均匀,依次加入水、二甲苯,充分搅拌,得到透明乳液,然后向乳液中滴加过硫酸铵水溶液,2分钟内滴加完毕,体系的颜色很快变深,体系温度保持在0℃~20℃,继续搅拌60分钟,然后加丙酮破乳,过滤,依次加水,DBSA洗涤至滤液无色,在40℃下真空干燥后得到DBSA掺杂的聚苯胺粉末。
这种方法的合成步骤简单,制备出的聚苯胺具有较高的分子量和溶解性。
虽然用这种方法制备电容器电解质的并不多,但是,它较氧化聚合法,溶解性得到了提高,是很有应用前景的一种方法。
用这种方法得到的PAn粉末可以较好地溶于CHCl3中。
微乳液聚合又较乳液聚合有了进一步的提高。
用微乳液法制得的聚苯胺的电导率达9.1S/cm。
与传统乳液聚合法相比,微乳液聚合法可大大缩短聚合时间,所得产物的电导率优于采用传统乳液聚合法合成的聚苯胺。
4 导电高分子复合材料的应用导电高分子的原材料一般为聚合物或者具有导电效果较强的填充物,随着科学技术的不断发展,目前已经成功研制出了具有良好导电性的高分子复合材料,且随着高分子复合材料的广泛应用,也增加了抗静电、电磁波屏蔽等功能,使得导电高分子材料获得了巨大的技术突破,目前,根据导电高分子材料的性能不同,可以将其分为半导体材料、高导电体材料、热敏导体材料等,其材料成分不仅有金属材料,如铜、铝等,同时也含有碳系聚合物,大大增加了导电高分子复合材料的稳定性,同时降低了制作成本。
另外,由于导电高分子复合材料的优点,使得基于传统的工作方式有了极大程度的改善,如在开关元件生产过程,传统的导电材料的在开关中虽然能够保证电流的有效传输,但是金属材质会产生无用功率,同时导体过热还会引发安全事故,因此,在开关元件的生产中应用高分子复合材料,能够有效的保护用电安全,同时,利用高分子复合材料的热效应,能够制作出热敏传感器,提高能源的利用率,另外,导电高分子复合材料也在航电器的制作、煤电系统、建筑施工中有着广泛的应用[4]。
4.1 导电高分子材料广泛的应用在医学领域在医疗器械的研发中,具备良好导电性能的高分子材料获得了青睐。
从目前医疗器械的发展来看,导电高分子在医学领域的应用助推了医疗器械的发展。
在生物工程中,特别是医学领域中,需要特殊的导电材料作为手术或者患者康复的配件。
导电高分子材料的出现,既解决了导电问题,同时也提供了新的材料可供医学选择。
从目前医学的发展来看,导电高分子已经在医学中得到了重要应用,不但在医疗器械上得到了重要应用,同时在手术过程中,以及患者体内埋置的康复器械中也有重要的应用。
例如心脏起搏器等都是由导电高分子材料构成。
4.2 导电高分子材料在雷达探测领域得到了重要应用在雷达探测领域,材料的应用是关键。
导电高分子材料的研发成功,对提高雷达领域材料发展和满足雷达探测功能需要具有重要作用。
因此,导电高分子材料在雷达探测中得到了重要应用。
随着我国高新材料的不断发展,以及火箭和飞机等飞行器研发的需要,在隐身材料发展中,雷达吸波材料的研制成为了重点。
由于导电高分子材料可以在其中添加多种聚合物,使得导电高分子材料能够具有其他材料所不具备的特点,并能够实现良好的雷达吸波。
因此,导电聚合物高分子材料成为了雷达吸波材料的主要应用领域,对提高导电高分子应用范围和应用效果具有重要作用。
4.3 导电高分子材料在液晶材料的研发中得到了重要应用目前高点高分子材料由于可以融合多种材料,并且能够与液晶材料进行有效融合,既可以降低液晶材料研发成本,同时也可以提高液晶材料的整体性能。
正是基于这一优点,导电高分子材料以其在液晶方面的独特优势,在液晶材料的研发中得到了重要应用。
由于液体离子已经成为了导电高分子材料的重要一种,在具体的应用中,具有好的导电率和导电效果,对提高导电高分子材料的应用范围和应用效果具有重要作用。
结合当前导电高分子材料的研发及使用经验,导电高分子中的液晶材料对扩展导电高分子使用范围具有重要作用。
5 导电高分子复合材料的发展趋势由于高分子复合材料具有非常良好的应用前景,因此,我国重视并鼓励高分子复合材料研究的创新和发展,但是高分子复合材料具有较强的不稳定性,其性能容易受到制作工艺、制作环境等外在因素的影响,近年来,先进的导电理论指出寻研制能与复合材料稳定结合的导点模型是未来高分子复合材料的研究发展方向。
随着科学技术的不断发展,目前已经得出复合体系的构建是建立导线模型的前提要素,利用拓扑学方法能够有效的对复合材料的参数进行测量,同时能够有效的观测出不同添加剂对导电高分子复合材料的影响。