炭系导电塑料
高分子导电材料(conductive polymeric material)一类具有导电功能(包括半导电性﹑金属导电性和超导电性)﹑电导率在10-6S/m以上的聚合物材料。高分子導電材料具有密度小﹑易加工﹑耐腐蝕﹑可大面積成膜以及電導率可在十多個數量級的範圍內進行調節等特點﹐不僅可作為多種金屬材料和無機導電材料的代用品﹐而且已成為許多先進工業部門和尖端技術領域不可缺少的一類材料。高分子导电材料具有密度小﹑易加工﹑耐腐蚀﹑可大面积成膜以及电导率可在十多个数量级的范围内进行调节等特点﹐不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用品﹐而且已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。高分子材料長期以來被作為優良的電絕緣體﹐直至1977年﹐日本白川英樹等人才發現用五氟化砷或碘摻雜的聚乙炔薄膜具有金屬導電的性質﹐電導率達到10-5S/m。高分子材料长期以来被作为优良的电绝缘体﹐直至1977年﹐日本白川英树等人才发现用五氟化砷或碘掺杂的聚乙炔薄膜具有金属导电的性质﹐电导率达到10-5S/ m。這是第一個導電的高分子材料。这是第一个导电的高分子材料。以後﹐相繼開發出了聚比咯﹑聚苯硫醚(PPS)﹑聚酞菁類化合物﹑聚苯胺﹑聚噻吩等能導電的高分子材料。以后﹐相继开发出了聚比咯﹑聚苯硫醚(PPS)﹑聚酞菁类化合物﹑聚苯胺﹑聚噻吩等能导电的高分子材料。
高分子導電材料通常分為複合型和結構型兩大類 ﹕高分子导电材料通常分为复合型和结构型两大类 ﹕
- 複合型高分子導電材料 。复合型高分子导电材料 。
由通用的高分子材料與各種導電性物質通過填充複合﹑表面複合或層積複合等方式而製得。由通用的高分子材料与各种导电性物质通过填充复合﹑表面复合或层积复合等方式而制得。主要品種有導電塑料﹑導電橡膠﹑導電纖維織物﹑導電塗料﹑導電膠黏劑以及透明導電薄膜等。主要品种有导电塑料﹑导电橡胶﹑导电纤维织物﹑导电涂料﹑导电胶黏剂以及透明导电薄膜等。其性能與導電填料的種類﹑用量﹑粒度和狀態以及它們在高分子材料中的分散狀態有很大的關係。其性能与导电填料的种类﹑用量﹑粒度和状态以及它们在高分子材料中的分散状态有很大的关系。常用的導電填料有碳黑﹑金屬粉﹑金屬箔片﹑ 金屬纖維﹑碳纖維等。常用的导电填料有碳黑﹑金属粉﹑金属箔片﹑ 金属纤维﹑碳纤维等。
結構型高分子導電材料 。结构型高分子导电材料 。
是指高分子結構本身或經過摻雜之後具有導電功能的高分子材料。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。根據電導率的大小又可分為高分子半導體﹑高分子金屬和高分子超導體。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。按照導電機理可分為電子導電高分子材料和離子導電高分子材料。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。電子導電高分子材料的結構特點是具有線型或面型大共軛體系﹐在熱或光的作用下通過共軛π電子的活化而進行導電﹐電導率一般在半導體的範圍。电子导电高分子材料的结构特点是具有线型或面型大共轭体系﹐在热或光的作用下通过共轭π电子的活化而进行导电﹐电导率一般在半导体的范围。採用摻雜技術可使這類材料的導電性能大大提高。采用掺杂技术可使这类材料的导电性能大大提高。如在聚乙炔中摻雜少量碘﹐電導率可提高12個數量級﹐成為“高分子金屬”。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”。經摻雜後的聚氮化硫﹐在超低溫下可轉變成高分子超導體。经掺杂后的聚氮化硫﹐在超低温下可转变成高分子超导体。結構型高分子導電材料用於試製輕質塑料蓄電池﹑太陽能電池﹑傳感器件﹑微波吸收材料以及試製半導體元器件等。结构型高分子导电材料用于试制轻质塑料蓄电池﹑太阳能电池﹑传感器件﹑微波吸收材料以及试制半导体元器件等。但目前這類材料由於還存在穩定性差(特別是摻雜後的材料在空氣中的氧化穩定性差)以及加工成型性﹑機械性能方面的問題﹐尚未進入實用階段。但目前这类材料由于还存在稳定性差(特别是掺杂后的材料在空气中的氧化稳定性差)以及加工成型性﹑机械性能方面的问题﹐尚未进入实用阶段。
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