最新精细化工新材料与新技术

7.3 导电高分子（Conducting Polymer）
（2）复合型导电高分子 复合型导电高分子是在不具备导电性的高分子材料中掺杂混入大量导电物质， 如炭黑、金属粉、箔等，通过分散复合、层积复合、表面复合等方法构成的 复合材料，其中以分散复合最为常用。目前所选择的高分子材料主要有：聚 乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、酚醛 树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、聚酰亚胺、有机硅树脂等。丁基橡胶、丁苯橡 胶、丁腈橡胶、天然橡胶等也常用作导电橡胶的基质。 常用的导电填料有：金、银、铜、镍、钯、钼、铝、钴等金属粉，镀银二氧 化硅粉，镀银玻璃微珠，炭黑、石墨，碳化钨、碳化镍等。
态范围内（10-9 S/cm~105S/cm）变化。 （2）掺杂/脱掺杂的过程完全可逆：导电高分子不仅可以掺杂，而且还可以
脱掺杂，这是导电高分子独特的性能之一。导电高分子可成为二次电池的理想 电极材料，从而可能实现全塑固体电池。又是目前快速切换的隐身技术的首选 材料。还可以利用这一特性制造选择性高、灵敏度高和重复性好的气体或生物 传感器。
（3）氧化/还原过程完全可逆：导电高分子的掺杂实质是氧化/还原反应， 而且氧化/还原反应是完全可逆的。在掺杂/脱掺杂的过程中伴随着完全可逆的 颜色变化。因此，导电高分子这一特性可能实现电致变色或光致变色。这不仅 在信息存储、显示上有应用前景，而且也可用于军事目标的伪装和隐身技术上。
7.3 导电高分子（Conducting Polymer）
7.3.2 导电高分子的类型 按照材料的结构与组成，可将导电高分子分成两大类。一类是结构型（或称 本征型）导电高分子，另一类是复合型导电高分子。 （1）结构型导电高分子 结构型（或称本征型）导电高分子本身具有“固有”的导电性，由聚合物结 构提供导电载流子（电子、离子或空穴）。这类聚合物经掺杂后，电导率可 大幅度提高，其中有些甚至可达到金属的水平。 迄今为止，国内外对结构型导电高分子研究较为深入的品种有聚乙炔、聚对 苯硫醚、聚对苯撑、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩以及TCNQ（7,7,10,10-四氰二次 甲基苯醌）传荷络合聚合物等。
O
C O hυ CH
HC
CO HC HC
H H2 H H2C C p C C q
OH
O
CO
CH
CH
7.2 感光性高分子（Photosensitive Polymer）
聚乙烯醇的肉桂酸-二元酸混合酯，分子链中的肉桂酰基赋予了 感光性，羧基则提供碱可溶性，从而可用碱水显影。
H2 H
H2
C C C CH
7.2 感光性高分子（Photosensitive Polymer）
聚乙烯醇肉桂酸酯在光照下侧基可发生二聚反应，形成环丁烷 基而交联:
H2 H H2 H C CpC C q
OH O
CO CH +
HC
H2 H H2 H C CpC C q
OH O
H H2 H H2C C p C C q
OH
精细化工新材料与新技术
7.1 功能高分子材料及其分类
功能高分子的概念：功能高分子材料，简称功能高分子
（Functional Polymer），是指那些可用于工业和技术中的具有 物理和化学功能如光、电、磁、声、热等特性的高分子材料。 例如感光高分子、导电高分子、光电转换高分子、医用高分子、 高分子催化剂等。
复合型导电高分子材料制作方便，有较强的实用性，用作导电橡胶、导电 涂料、导电粘合剂、电磁波屏蔽材料和抗静电材料，在许多领域发挥着重 要作用。
7.3 导电高分子（Conducting Polymer）
7.3.3 光导电高分子（photoconductive polymer）
所谓光导电，是指物质在受到光照时，其电子电导载流子数目比其热平衡状 态时多的现象。换言之，当物质受到光激发后产生电子、空穴等载流子，它 们在外电场作用下移动而产生电流，导电率增大。这种现象称之为光导电。 由光的激发而产生的电流称为光电流。
m
n
H2 H
H2
C C C CH
m
n
O
O
O
O
CO CH CH
CO CH2 CH2
CO CH CH
CO COOH
COOH
7.2 感光性高分子（Photosensitive Polymer）
丙烯酸系肉桂酸类感光性高分子：
H2 H CCn
CO
O
OCH2CH2O C CH CH
7.2 感光性高分子（Photosensitive Polymer）
CHO
H2C CH n
O C CH3
O C CH CH
R
7.2 感光性高分子（Photosensitive Polymer）
(3) 含α-苯基马来酰亚胺基的感光性高分子：
H2C CH
n
CH2
O
N
O
7.2 感光性高分子（Photosensitive Polymer）
可通过以下合成路线制备：
O HCHO
重要的光导电聚合物有五类：（1）线型π共轭聚合物；（2）平面型π共轭聚 合物；（3）侧链或主链中含有多环芳烃的聚合物；（4）侧链或主链中含有 杂环基团的聚合物；（5）高分子电荷转移络合物。
环氧树脂的肉桂酸酯类感光性高分子：
CH3
H2
H2
O
C
O C CH C
n
CH3
O
CO
CH
CH
7.2 感光性高分子（Photosensitive Polymer）
(2) 聚乙烯苄叉苯乙酮：
H2C CH
n
O C CH CH
R
可通过以下合成路线制备：
H2C CH n
CH3COCl H2C CH n R
AlCl3
H2C
HC O C
O HOOC
Hale Waihona Puke BaiduNN
H2 CH C O CO CH3
H2 CH C
n O
CO
COOH
N3
H3C C O
C O COOH
n
O CH CH2
O CH CH2
7.3 导电高分子（Conducting Polymer）
7.3.1 导电高分子的特性： （1）室温电导率范围大： 导电高分子室温电导率可在绝缘体-半导体-金属
NH KOH
O
O
H2C CH n
N CH2Cl
O
AlCl3
O
N CH2OH
PCl3 丙酮
O H2C CH
n
CH2
O
N
O
7.2 感光性高分子（Photosensitive Polymer）
(4) 叠氮型感光树脂：
H2
H2
O
CH C
CH C n
O
OH
+
O
CO CH3
N3 O
n
CH2
O
hυ
CH O C CH3