导电高分子材料PPT课件

导 电 高 分 子 应 聚苯胺 用
（PAn ）
a) 防腐蚀涂料：金属表面涂覆，能阻止空气、水和盐分挥发，遏制金属生锈和腐蚀；
充当催化剂，干扰金属电化学氧化反应。
b) 抗静电和电磁屏蔽材料：良好的导电性，与高聚物的亲合性优于碳黑或金属粉，
可以与塑料、橡胶、纤维结合，如手机外壳以及微波炉外层防辐射涂料、和军用隐形材
Conductive Polymer 导电高分子
张盼 SA17020020 2017.11.03
导 电 高 分 子 分类
（PAn )
(聚苯亚乙烯)
02
导 电 高 分 子 聚吡咯
Polypyrrole
具有生物相容性，无毒害，用作生物医用领域 及研制人工肌肉、气体和生物传感器、电磁屏蔽、隐身 材料、抗静电材料、导电纤维等。
导 电 高 分 子 凝 胶（CPGs）
受天然凝胶 的合成启发，通 过使用多官能团 的分子连接共轭 高分子链得到3D 网络结构的导电 高分子凝胶 （CPG）发展起 来。
导 电 高 分 子 凝 胶（CPGs）
导电高分子的电导率范围
02
SUCCESS
THANK YOU
2019/8/8
导电高分子特 性
•2.掺杂-脱掺杂过程可逆
导电高分子不仅可以掺杂, 而且还可以脱掺杂, 并且掺杂-脱掺 杂的过程完全可逆。
•3.具有光学性能（光诱导
吸收、光致发光等非线性光学
特性）、磁学性能、电化 学性能（随氧化/还原过程，
防蚀涂料能够防腐蚀，可以 用在火箭、船舶、石油管道等。
导电高分子应 用
光开关
信Biblioteka Baidu息
光计算机
存 储
隐身 伪装 检测
电磁 屏蔽
隐
身 雷
传感器
达
二 分子导线
次
电 发光二级 池管
快
速
电致 响
应
变
色
性
吸
可 逆
导
波掺 电
性杂 性
05
导电高分子特 性
•1.导电率变化范围宽
随掺杂度变化，可在绝缘体－半导体－金属态之间变化
颜色发生变化）等
02
导 电 高 分 子 凝 胶（CPGs）
导电聚合物的导电性取决于构成材料的分子结构、掺杂水平和 分子包装的顺序。
具有各种纳米结构如0D纳米颗粒，1D纳米纤维和2D纳米片的导 电聚合物，已被开发和应用于一系列技术领域，如传感器、电子工 业和能量存储与转换器件。
这些纳米结构的导电聚合物的电性能可能由于不均匀聚集，严 重的复位以及在加工和组装过程中接触不良所引起的结构缺陷而被 削弱。
料等。
c) 二次电池的电极材料：高纯度纳米聚苯胺具有良好的氧化还原可逆性，可以作为
二次电池的电极材料。 碳纳米管(CNT)/导电高分子复合体系——研究热点。
d) 选择电极：纳米聚苯胺对于某些离子和气体具有选择性识别和透过率。
e) 特殊分离膜
f) 高温材料：热失重温度大于200℃，远远大于其他塑料制品。
发光二极管（PLED）
利用导电高分子与金属线圈当电极，半导体高分子在中间，当两电 极接上电源时，半导体高分子将会开始发光。比传统的灯泡更节省能源 而且产生较少的热，具体应用包括平面电视机屏幕、交通信息标志等。
2004，13英寸
导电高分子
太阳能电池
电高分子可制成太阳电池，结构与 发光二极管相近，但机制却相反，它 是将光能转换成电能。优势在于廉价 的制备成本，简单的制备工艺，具有 塑料的拉伸性、弹性和柔韧性。
•应用：防腐、抗静电、有机太阳能电池、化学传感、电致发光器件等 聚噻吩的衍生物PEDOT是有机电致发光器件制备中重要的空穴传输层材料。 EDOT（3,4-乙撑二氧噻吩单体）
•聚合和掺杂性与PPy 相似，多为电化学聚合法。
比利时爱克发(Agfa)公司
以PEDOT导电油墨作为电极材料的柔性OLED
02
导电高分子应
•分子电子器件(二极管、三极管)
•PPy纳米线→纳米光电器件
02
导电高分子
人造肌肉(Artificial Muscle) （机器人）
共轭导电聚合物处于不同的氧化态时，其体积有显著的不同，即对于外加电压会产 生体积响应。根据这一特性，可用来仿制人工肌肉。
日本科学家制造出可与人类肌肉相媲美，且无需马达、齿轮等复杂装置的人造肌肉。 伸缩率可达15%，相当于人的肌肉20%的伸缩率。人造肌肉中一根管状导电塑料可承重20克， 1600根绑在一起可承重20公斤。如果人造肌肉体积和人的肌肉相同，其力量可达后者的 100倍。
g) 太阳能材料：纳米聚苯胺有良好的导热性，导热系数是其他材料
的2~3倍，可作太阳能材料的替代产品。
02
导电高分子
防静电、电磁屏蔽、防腐蚀
电磁干扰 (Electromagnetic Interference，EMI) (也称作电磁污染)。 PAN的屏蔽效果最好。当PAN膜厚大于50μm时，
其屏蔽效能在80~100dB范围内，满足工业和军事 要求。相比于金属EMI屏蔽材料具有密度小、环境 稳定性好、电导率可调、EMI屏蔽效能尤其是电磁 吸收性能好，能够吸收雷达波，因此可以做隐身 飞机的涂料。
鲤鱼形状的它 在嘴巴里装备 有摄象机，同 时可以测量水 下氧气，为鱼 类饲养提供关 键数据。
日本大阪从 事新材料开 发的几家公 司，成功用 高分子材料 的“人造肌 肉”制成了 一种机器鱼。
导电高分子
RFID标签
RFID：无线射频识别标识技术，这种非接触式自动识别技术的RFID商品标签被 认为将是今后全球商品交易及物流中采用最广的技术之一。
塑料RFID标签将来潜在的市场，包括门禁管制、货物管理、资产回收、物料处 理、废物处理、医疗应用、交通运输、防盗应用、自动控制、联合票证等许多领域。
印刷用于低价格无线射频识别体系的无源元件
导 电 高 分 子 聚噻吩 Polythiophene
（PTh ）
•五元杂环，无活泼氢。本征态聚噻吩为红色无定型固体，掺杂后则显绿色。这 一颜色变化可应用于电致变色器件。 •聚噻吩不溶不熔，有很高的强度，引入取代基后可溶。双取代：溶解性较好， 制备印刷电路板通孔的内表面涂料。
电容 器
• 导电性好和电化学可逆性好 • 充电电池的电极材料(太阳能电池) • 超级电容器
•电化学氧化还原性质，质子酸掺杂行为；
传感 当PPy膜周围环境的酸度或化学气氛发
器 光电
生变化，引起其电化学性质的变化
•PPy基气敏材料→气体的检测 •电流型生物传感器→酶、核酸探测 •微波吸收剂
性能 •导电态↔绝缘态