高分子物理第10章

1、第第10 10章章 聚合物的電學、熱性能聚合物的電學、熱性能高分子材料的電學性能高分子材料的電學性能 是指在外加電場作用下材料所表現(xiàn)出來的是指在外加電場作用下材料所表現(xiàn)出來的介電性介電性能能、導電性能導電性能以及與其他材料接觸、摩擦時所引起的以及與其他材料接觸、摩擦時所引起的表面靜電性質(zhì)表面靜電性質(zhì)等。等。高分子材料可以是絕緣體、半導體、導體和超導體高分子材料可以是絕緣體、半導體、導體和超導體多數(shù)高分子材料具有卓越的電絕緣性能，其電阻多數(shù)高分子材料具有卓越的電絕緣性能，其電阻率高、介電損耗小，電擊穿強度高率高、介電損耗小，電擊穿強度高導電高分子的研究和應用近年來取得突飛猛進的發(fā)展導電高分子的研

2、究和應用近年來取得突飛猛進的發(fā)展高聚物在電氣、電子等領(lǐng)域應用廣泛：高聚物在電氣、電子等領(lǐng)域應用廣泛： 如：介電損耗小、介電常數(shù)大、介電強度高的如：介電損耗小、介電常數(shù)大、介電強度高的聚合物可用做聚合物可用做制造電容器制造電容器的介電材料。的介電材料。 電導率很低（或電阻率很高）、介電損耗小、電導率很低（或電阻率很高）、介電損耗小、介電強度高的聚合物可用于介電強度高的聚合物可用于絕緣材料絕緣材料。 本 章 內(nèi) 容 電學性能：主要包括電學性能：主要包括介電性能和導電性能介電性能和導電性能。本章討論高分子材料的導電、介電機理及其影響因素，本章討論高分子材料的導電、介電機理及其影響因素，導電、介電性能

3、參數(shù)的測定與應用，熱電性能。導電、介電性能參數(shù)的測定與應用，熱電性能。l高聚物的介電性能高聚物的介電性能l高聚物的導電性能高聚物的導電性能l高聚物的靜電作用高聚物的靜電作用10.1 高聚物的介電性能l定義：高聚物在外電場作用下出現(xiàn)定義：高聚物在外電場作用下出現(xiàn)極化現(xiàn)象極化現(xiàn)象，引，引起的電能的儲存和損耗的性質(zhì)，稱為起的電能的儲存和損耗的性質(zhì)，稱為介電性。介電性。l參數(shù)：用參數(shù)：用介電系數(shù)介電系數(shù)和和介電損耗介電損耗tgl在外電場的作用下，電介質(zhì)分子中電荷分布所發(fā)在外電場的作用下，電介質(zhì)分子中電荷分布所發(fā)生的相應變化稱為生的相應變化稱為極化極化l極化極化決定了高聚物的決定了高聚物的介電行為介電行

4、為10.1.1 極化和介電常數(shù)極化和介電常數(shù)v定義定義在在外電場外電場作用下電介質(zhì)分子中作用下電介質(zhì)分子中 的的電荷分布發(fā)生相應的變化電荷分布發(fā)生相應的變化。 v四種四種極化極化電子極化、原子極化、電子極化、原子極化、 取向極化、界面極化取向極化、界面極化 一一、極化、極化+No fieldApplied E Field電子極化電子極化外電場作用下，原子或離子的價電子云相對原子核的位移外電場作用下，原子或離子的價電子云相對原子核的位移特點：極化時間短，除去電場，位移立即恢復，無能量損耗特點：極化時間短，除去電場，位移立即恢復，無能量損耗 是可逆極化或彈性極化。是可逆極化或彈性極化。原子極化原子

5、極化分子骨架在外電場作用下，發(fā)生變形造成的分子骨架在外電場作用下，發(fā)生變形造成的如：如：CO2分子是直線型結(jié)構(gòu)，極化后變成分子是直線型結(jié)構(gòu)，極化后變成V字型，正負電荷字型，正負電荷 相對位移相對位移特點：極化時間短，伴有微量能量損耗特點：極化時間短，伴有微量能量損耗 取向極化（偶極極化）取向極化（偶極極化） 發(fā)生在具有發(fā)生在具有永久偶極矩永久偶極矩的的極性分子極性分子中中特點：極化時間長，特點：極化時間長，外電場強度大外電場強度大，偶極子的取向度越，偶極子的取向度越大大，溫度越高溫度越高，取向度越，取向度越小小v極化過程：極化過程： 需要克服分子間的相互作用；需要克服分子間的相互作用； 需要時

6、間需要時間對小分子可忽略（對小分子可忽略（10 -810秒）秒） v高聚物分子運動單元有大有小（多重性）高聚物分子運動單元有大有?。ǘ嘀匦裕?極化過程是一個極化過程是一個松弛松弛過程過程,不能忽略（不能忽略（10 -幾幾-10秒）秒）二、介電系數(shù)二、介電系數(shù)電容器（電容器（Capacitor）是兩金屬板之間存在絕緣介是兩金屬板之間存在絕緣介質(zhì)的一種電路元件。質(zhì)的一種電路元件。 單位為法拉，符號為單位為法拉，符號為F。電容器利用二個導體之間的電場來儲存能量，二導體電容器利用二個導體之間的電場來儲存能量，二導體所帶的所帶的電荷大小相等，但符號相反。電荷大小相等，但符號相反。 Co：該真空電容器的：

7、該真空電容器的電容電容 C：含有電介質(zhì)電容器的：含有電介質(zhì)電容器的電容電容 dSUQCodSUQCooo真空平板電容器的電容真空平板電容器的電容C0與施加在電容器上的直流電與施加在電容器上的直流電壓壓U及極板上產(chǎn)生的電荷及極板上產(chǎn)生的電荷Q0Q=Q0+Q感應電荷感應電荷0真空電容率真空電容率電介質(zhì)電容率電介質(zhì)電容率S:平行板電容器極板的面積平行板電容器極板的面積D:平行板電容器兩極板間的距離平行板電容器兩極板間的距離介電常數(shù)介電常數(shù)：含有電介質(zhì)電容器的電容與該真空含有電介質(zhì)電容器的電容與該真空 電容器的電容之比電容器的電容之比00/1/QQCC介電常數(shù)介電常數(shù) 反映了電介質(zhì)儲存電荷和電能的能力

8、反映了電介質(zhì)儲存電荷和電能的能力大大極化強極化強 小小極化弱極化弱三、影響高聚物介電系數(shù)的因素三、影響高聚物介電系數(shù)的因素 （1）高聚物分子結(jié)構(gòu)）高聚物分子結(jié)構(gòu)分子極性越大，極化程度越大，介電系數(shù)越就越大分子極性越大，極化程度越大，介電系數(shù)越就越大非極性聚合物，非極性聚合物， = 0D， = 2.0 2.3弱極性聚合物，弱極性聚合物， 0 0.5D， = 2.3 3.0中等極性聚合物，中等極性聚合物，0.5 0.7D， = 4.0 7.0（2）溫度的影響）溫度的影響非極性高聚物的介電系數(shù)與溫度關(guān)系不大非極性高聚物的介電系數(shù)與溫度關(guān)系不大極性高聚物一般來說在溫度不太高時，介電系數(shù)極性高聚物一般來

9、說在溫度不太高時，介電系數(shù)增加，到超過一定溫度范圍后，介電系數(shù)減小。增加，到超過一定溫度范圍后，介電系數(shù)減小。10.1.2 介電損耗介電損耗tgtg 電介質(zhì)在電介質(zhì)在交變電場交變電場中極化時，會因極化方向的變化中極化時，會因極化方向的變化而損耗部分能量而發(fā)熱，稱而損耗部分能量而發(fā)熱，稱介電損耗介電損耗。u電導損耗：電導損耗：電介質(zhì)所含的微量導電載流子在電場電介質(zhì)所含的微量導電載流子在電場作用下流動時，因克服電阻所消耗的電能。作用下流動時，因克服電阻所消耗的電能。u極化損耗：極化損耗：由于分子偶極子的取向極化造成的。由于分子偶極子的取向極化造成的。非極性聚合物，電導損耗是主要的。非極性聚合物，電

10、導損耗是主要的。極性聚合物，極化損耗是主要的極性聚合物，極化損耗是主要的17介電損耗介電損耗tgtg v表示表示絕緣材料絕緣材料（如絕緣油料）質(zhì)量的指標之（如絕緣油料）質(zhì)量的指標之一。絕緣材料（如一。絕緣材料（如變壓器油變壓器油）在電壓作用下）在電壓作用下所引起的能量損耗。介電損耗愈小，絕緣材所引起的能量損耗。介電損耗愈小，絕緣材料的質(zhì)量愈好，絕緣性能也愈好。若介質(zhì)損料的質(zhì)量愈好，絕緣性能也愈好。若介質(zhì)損耗過大，則電介質(zhì)溫度將升得過高，這將加耗過大，則電介質(zhì)溫度將升得過高，這將加速電介質(zhì)的熱分解與老化，最終導致絕緣性速電介質(zhì)的熱分解與老化，最終導致絕緣性能的完全失去能的完全失去 影響聚合物介電

11、性能的因素影響聚合物介電性能的因素（1）高聚物的分子結(jié)構(gòu)）高聚物的分子結(jié)構(gòu)非極性非極性聚合物：介電系數(shù)聚合物：介電系數(shù)低低（約為約為2） 介電損耗介電損耗低低（tg10-4）；）；極性極性聚合物：聚合物： 介電常數(shù)介電常數(shù)較高較高 介電損耗介電損耗較高較高同一聚合物同一聚合物高彈態(tài)下的介電系數(shù)和介電損耗要高彈態(tài)下的介電系數(shù)和介電損耗要比玻璃態(tài)下大比玻璃態(tài)下大大分子大分子交聯(lián)交聯(lián)會妨礙極性基團取向，使介電系數(shù)會妨礙極性基團取向，使介電系數(shù)降低降低支化結(jié)構(gòu)支化結(jié)構(gòu)會使大分子間相互作用力減弱，分子鏈會使大分子間相互作用力減弱，分子鏈活動性增強，使活動性增強，使介電系數(shù)介電系數(shù)增大增大結(jié)晶高聚物在低于

12、熔點溫度下，結(jié)晶高聚物在低于熔點溫度下，介電系數(shù)和介電介電系數(shù)和介電損耗損耗都隨都隨結(jié)晶度的提高結(jié)晶度的提高而而下降下降電場頻率的影響電場頻率的影響 當電場頻率較低時（相當于高溫），電子極化、原子極化當電場頻率較低時（相當于高溫），電子極化、原子極化和取向極化都跟得上電場的變化，因此取向程度高，介電和取向極化都跟得上電場的變化，因此取向程度高，介電系數(shù)大，介電損耗?。ㄏ禂?shù)大，介電損耗?。?），），（2）溫度和交變電場頻率的影響）溫度和交變電場頻率的影響（3）增塑劑）增塑劑加入增塑劑可以降低高聚物的粘度，促進偶極子取加入增塑劑可以降低高聚物的粘度，促進偶極子取向，它與升高溫度有相同的效果向，它與

13、升高溫度有相同的效果（4）雜質(zhì)的影響）雜質(zhì)的影響非極性聚合物來說，雜質(zhì)是引起介電損耗的主要原因非極性聚合物來說，雜質(zhì)是引起介電損耗的主要原因（5）孔隙和空洞）孔隙和空洞在要求介電系數(shù)和介電損耗很小的構(gòu)件中，常在要求介電系數(shù)和介電損耗很小的構(gòu)件中，常采用蜂窩或泡沫結(jié)構(gòu)采用蜂窩或泡沫結(jié)構(gòu)導電雜質(zhì)和極性雜質(zhì)（如水份）會大大增加聚合物的導電導電雜質(zhì)和極性雜質(zhì)（如水份）會大大增加聚合物的導電電流和極化度，使介電性能嚴重惡化電流和極化度，使介電性能嚴重惡化 1974年日本筑波大學年日本筑波大學H.Shirakawa在合成聚乙炔的實驗在合成聚乙炔的實驗中，偶然地投入過量中，偶然地投入過量1000倍的催化劑，

14、合成出令人興奮的有倍的催化劑，合成出令人興奮的有銅色的順式聚乙炔銅色的順式聚乙炔薄膜與銀白色光澤的反式聚乙炔。薄膜與銀白色光澤的反式聚乙炔。 Ti(OC4H9)4Al(C2H5)3HCCH1000 倍催化劑倍催化劑溫度1010107 S/m103102 S/m導電高分子材料的發(fā)現(xiàn)導電高分子材料的發(fā)現(xiàn)10.2 高聚物的導電性能 1975年，年，G. MacDiarmid 、 J.Heeger與與H.Shirakawa合合作進行研究，他們發(fā)現(xiàn)當聚乙炔曝露于碘蒸氣中進行摻雜氧作進行研究，他們發(fā)現(xiàn)當聚乙炔曝露于碘蒸氣中進行摻雜氧化反應化反應(doping)后，其電導率令人吃驚地達到后，其電導率令人吃驚

15、地達到3000S/m。聚乙炔的摻雜反應聚乙炔的摻雜反應 19100年，年，英國英國Durham大學的大學的W.Feast得到更大密度的聚得到更大密度的聚乙炔。乙炔。 19103年，加州理工學院的年，加州理工學院的H.Grubbs以烷基鈦配合物為催以烷基鈦配合物為催化劑將環(huán)辛四烯轉(zhuǎn)換了聚乙炔化劑將環(huán)辛四烯轉(zhuǎn)換了聚乙炔，其導電率達到，其導電率達到35000S/m，但，但是難以加工且不穩(wěn)定是難以加工且不穩(wěn)定。 19107年年，德國德國BASF科學家科學家 N. Theophiou 對對聚乙炔聚乙炔合成方合成方法進行了改良，法進行了改良，得到的聚乙炔得到的聚乙炔電導率與銅在同一數(shù)量級電導率與銅在同一數(shù)

16、量級，達，達到到107S/m。 后續(xù)研究進展后續(xù)研究進展導電導電高分子高分子復合型導電高分子材料復合型導電高分子材料:由普通的高由普通的高分子結(jié)構(gòu)材料與金屬或碳等導電材料分子結(jié)構(gòu)材料與金屬或碳等導電材料,通過分散通過分散,層合層合,梯度聚合梯度聚合,表面鍍層等表面鍍層等復合方式構(gòu)成復合方式構(gòu)成,其導電作用主要通過其其導電作用主要通過其中的導電材料來完成中的導電材料來完成.本征型導電高分子材料本征型導電高分子材料:其高分子本其高分子本身具備傳輸電荷的能力身具備傳輸電荷的能力.（二）、導電高分子分類（二）、導電高分子分類1 1、結(jié)構(gòu)型導電高分子、結(jié)構(gòu)型導電高分子 聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等屬

17、于本征型聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等屬于本征型導電高分子。導電高分子。 這些材料分子鏈結(jié)構(gòu)的一個共同特點是具有長程這些材料分子鏈結(jié)構(gòu)的一個共同特點是具有長程共軛結(jié)構(gòu)，以單鍵隔開的相鄰雙鍵或（和）三鍵形成共軛結(jié)構(gòu)，以單鍵隔開的相鄰雙鍵或（和）三鍵形成共軛結(jié)構(gòu)時，會有共軛結(jié)構(gòu)時，會有-電子云的部分交疊，使電子云的部分交疊，使-電子非電子非定域化。定域化。 曾有理論認為這類高分子的導電性與曾有理論認為這類高分子的導電性與 -電子的非電子的非定域化有關(guān)，定域化有關(guān)，-電子類似金屬導體中的自由電子。電子類似金屬導體中的自由電子。 迄今為止，國內(nèi)外對結(jié)構(gòu)型導電高分子研究得迄今為止，國內(nèi)外對結(jié)構(gòu)型導電高

18、分子研究得較為深入的品種有較為深入的品種有聚乙炔、聚對苯硫醚、聚苯胺、聚乙炔、聚對苯硫醚、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩以及聚吡咯、聚噻吩以及TCNQ傳荷絡合傳荷絡合聚合物聚合物等。其中以摻雜型聚乙炔具有最高的導電等。其中以摻雜型聚乙炔具有最高的導電性，其電導率可達性，其電導率可達5103104-1cm-1（金屬銅的（金屬銅的電導率為電導率為105-1cm-1）。）。CHCHnS()nNH()n()nNH()n()nCHCH 與聚乙炔相比，它們在空與聚乙炔相比，它們在空氣中更加穩(wěn)定，可直接摻雜聚氣中更加穩(wěn)定，可直接摻雜聚合，電導率在合，電導率在104S/m左右，可左右，可以滿足實際應用需要。以滿足實際

19、應用需要。導電高分子材料的共同特征導電高分子材料的共同特征交替的單鍵、雙鍵共軛結(jié)構(gòu)交替的單鍵、雙鍵共軛結(jié)構(gòu) 聚乙炔由長鏈的碳分子以聚乙炔由長鏈的碳分子以sp2鍵鏈接而成，每一個碳原鍵鏈接而成，每一個碳原子有一個價電子未配對，且在垂直于子有一個價電子未配對，且在垂直于sp2面上形成未配對鍵。面上形成未配對鍵。其電子云互相接觸，會使得未配對電子很容易沿著長鏈移其電子云互相接觸，會使得未配對電子很容易沿著長鏈移動，實現(xiàn)導電能力。動，實現(xiàn)導電能力。復合型導電高分子材料的應用復合型導電高分子材料的應用材料種類材料種類電導率電導率S.cm-1高分子樹脂高分子樹脂導電填料導電填料應用應用半導體半導體10-1

20、010-7塑料、橡膠塑料、橡膠金屬氧化金屬氧化物粒子、物粒子、抗靜電劑抗靜電劑復印電極板、靜電記錄復印電極板、靜電記錄紙、感光紙、紡織材料、紙、感光紙、紡織材料、家用電器外殼、礦用電家用電器外殼、礦用電氣用品氣用品抗靜電抗靜電10-710-4塑料、彈性塑料、彈性體體抗靜電劑、抗靜電劑、炭黑炭黑集成電路用搬運箱、包集成電路用搬運箱、包裝袋、傳送帶、導電輪裝袋、傳送帶、導電輪胎胎弱導電弱導電10-410-2塑料、硅橡塑料、硅橡膠膠炭黑炭黑發(fā)熱器件、高壓電纜過發(fā)熱器件、高壓電纜過渡層、導電薄膜、彈性渡層、導電薄膜、彈性電極、導線接點電極、導線接點導電性導電性10-2103塑料、硅橡塑料、硅橡膠膠金屬

21、纖維、金屬纖維、銀、銅、銀、銅、炭黑、石炭黑、石墨墨電磁波屏蔽材料、導電電磁波屏蔽材料、導電涂層、導電膠、接線柱涂層、導電膠、接線柱墊圈墊圈導電高分子材料的優(yōu)越性導電高分子材料的優(yōu)越性 具有半導體及導體雙重特性，可低溫加工、可大面積具有半導體及導體雙重特性，可低溫加工、可大面積化、化、具有塑料的拉伸性、彈性和柔韌性具有塑料的拉伸性、彈性和柔韌性等，所以制作成本等，所以制作成本低，組件特性優(yōu)越，對未來電子及信息工業(yè)將產(chǎn)生巨大影低，組件特性優(yōu)越，對未來電子及信息工業(yè)將產(chǎn)生巨大影響。響。 導電高分子材料面臨的挑戰(zhàn)導電高分子材料面臨的挑戰(zhàn) 綜合電學性能與銅相比還有差距，理論上還沿用無機綜合電學性能與銅

22、相比還有差距，理論上還沿用無機半導體理論和摻雜概念；導電聚合物的自構(gòu)筑、自組裝分半導體理論和摻雜概念；導電聚合物的自構(gòu)筑、自組裝分子器件的研究也存在很多問題；加工性能和力學性能以及子器件的研究也存在很多問題；加工性能和力學性能以及穩(wěn)定性上也需要改進。穩(wěn)定性上也需要改進。一、一、 強電場作用下絕緣材料的破壞強電場作用下絕緣材料的破壞在強電場中工作的絕緣材料，當所承受的電壓超過一臨界在強電場中工作的絕緣材料，當所承受的電壓超過一臨界值值V V穿穿時便喪失了絕緣性能而擊穿，稱為時便喪失了絕緣性能而擊穿，稱為電介質(zhì)的擊穿電介質(zhì)的擊穿。材料所能承受的最大電場強度稱為材料的材料所能承受的最大電場強度稱為材

23、料的抗電強度（介電抗電強度（介電強度）強度）dV穿穿Eu固體介質(zhì)的擊穿是不可逆過程固體介質(zhì)的擊穿是不可逆過程u聚合物絕緣材料的擊穿強度一般在聚合物絕緣材料的擊穿強度一般在10107 7V/cmV/cm10.3 高聚物的電擊穿高聚物的電擊穿 V:擊穿電壓擊穿電壓d:樣品厚度樣品厚度二 擊穿形式1.1.電擊穿電擊穿電過程，僅有電子參加電過程，僅有電子參加強電場作用下，原來處于熱運動的少數(shù)自由電子將反電場方強電場作用下，原來處于熱運動的少數(shù)自由電子將反電場方向定向運動，并撞擊介質(zhì)內(nèi)離子產(chǎn)生電離向定向運動，并撞擊介質(zhì)內(nèi)離子產(chǎn)生電離- -次級電子。大量電次級電子。大量電子形成雪崩，使貫穿介質(zhì)的電流迅速增

24、長，導致介質(zhì)的擊穿子形成雪崩，使貫穿介質(zhì)的電流迅速增長，導致介質(zhì)的擊穿2.2.熱擊穿熱擊穿電場下，由于各種損耗，部分電能變成熱能，介質(zhì)被加熱，電場下，由于各種損耗，部分電能變成熱能，介質(zhì)被加熱，溫度升高，介質(zhì)燒裂、熔融而喪失絕緣性溫度升高，介質(zhì)燒裂、熔融而喪失絕緣性3.化學擊穿化學擊穿長期運行在高溫、潮濕、高電壓或腐蝕性環(huán)境發(fā)生老化喪失長期運行在高溫、潮濕、高電壓或腐蝕性環(huán)境發(fā)生老化喪失絕緣性絕緣性三 影響抗電強度的因素1 溫度的影響溫度的影響 （1）對電擊穿影響不大）對電擊穿影響不大 （2）對熱擊穿影響較大）對熱擊穿影響較大 （3）對化學擊穿加快）對化學擊穿加快2 頻率的影響頻率的影響 頻率

25、對熱擊穿很大頻率對熱擊穿很大 擊穿場強與頻率的平方根成反比擊穿場強與頻率的平方根成反比 3.器件的大小和形狀、散熱條件都對擊穿有影響器件的大小和形狀、散熱條件都對擊穿有影響10.4 高聚物的靜電作用靜電問題是高分子材料加工和使用中一個相當重要的問題靜電問題是高分子材料加工和使用中一個相當重要的問題 任何兩個物理狀態(tài)不同的固體，只要其內(nèi)部結(jié)構(gòu)任何兩個物理狀態(tài)不同的固體，只要其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中電荷載體能量分布不同，接觸（或摩擦）時就會中電荷載體能量分布不同，接觸（或摩擦）時就會在固固表面發(fā)生電荷再分配，使再分離后每一個在固固表面發(fā)生電荷再分配，使再分離后每一個固體都帶有過量的正（或負）電荷，這種現(xiàn)象稱固

26、體都帶有過量的正（或負）電荷，這種現(xiàn)象稱靜靜電現(xiàn)象。電現(xiàn)象。舉例：舉例：纖維紡織過程會產(chǎn)生靜電纖維紡織過程會產(chǎn)生靜電塑料、橡膠及纖維使用時都會產(chǎn)生靜電塑料、橡膠及纖維使用時都會產(chǎn)生靜電靜電的危害靜電的危害聚合物表面靜電的聚集會使加工困難，如：聚丙烯纖維摩擦聚合物表面靜電的聚集會使加工困難，如：聚丙烯纖維摩擦 產(chǎn)生的靜電，給紡絲、拉伸、加捻、織布等各道工序帶來困產(chǎn)生的靜電，給紡絲、拉伸、加捻、織布等各道工序帶來困 難難影響產(chǎn)品的質(zhì)量，如錄音磁帶由于滌綸片基的靜電放電產(chǎn)影響產(chǎn)品的質(zhì)量，如錄音磁帶由于滌綸片基的靜電放電產(chǎn) 生雜音生雜音靜電會影響設備或人生的安全。靜電會影響設備或人生的安全。靜電的消除

27、靜電的消除常用的除靜電方法有在聚合物表面噴涂抗靜電劑或在聚常用的除靜電方法有在聚合物表面噴涂抗靜電劑或在聚合物內(nèi)填加抗靜電劑。合物內(nèi)填加抗靜電劑。 抗抗靜電劑是一些具有兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑，其分子結(jié)靜電劑是一些具有兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑，其分子結(jié)構(gòu)通常為：構(gòu)通常為：R y x ，分子一端，分子一端R是親油基，為是親油基，為C12以上以上的烷基；另一端的烷基；另一端x是親水基，如羥基、羧基、磺酸基等；是親水基，如羥基、羧基、磺酸基等；y是連接基。是連接基。親油基團朝下親油基團朝下，親水基團朝上親水基團朝上，吸附空氣中的，吸附空氣中的水分，形成水分，形成導電水膜，帶走聚合物表面的電荷導電水膜，帶走聚

28、合物表面的電荷。 加入抗靜電劑的主要作用是提高聚合物表面電導加入抗靜電劑的主要作用是提高聚合物表面電導性或體積電導性，使迅速放電，防止電荷積累。性或體積電導性，使迅速放電，防止電荷積累。 根據(jù)制造復合型導電高分子材料的原理，在根據(jù)制造復合型導電高分子材料的原理，在聚合聚合物基體中填充導電填料如炭黑、金屬粉、導電纖維物基體中填充導電填料如炭黑、金屬粉、導電纖維等也同樣能起到抗靜電作用。等也同樣能起到抗靜電作用。 41高分子科學高分子科學NobelNobel獎獲得者獎獲得者“For the discovery and development of conductive polymers”42黑格（

29、黑格（Alan J. Heeger，1936）小傳）小傳1936年年12月月22日生于美國衣阿華州日生于美國衣阿華州 1957年畢業(yè)于內(nèi)布拉斯加大學物理系，獲物理學土學位年畢業(yè)于內(nèi)布拉斯加大學物理系，獲物理學土學位1961年獲加州大學伯克利分校物理博士學位。年獲加州大學伯克利分校物理博士學位。 1962年至年至19102年任教于賓夕法尼亞大學物理系，年任教于賓夕法尼亞大學物理系，1967年任該校物理系教授。后轉(zhuǎn)任加利福尼亞大學圣芭芭拉年任該校物理系教授。后轉(zhuǎn)任加利福尼亞大學圣芭芭拉分校物理系教授并任高分子及有機固體研究所所長分校物理系教授并任高分子及有機固體研究所所長 20世紀世紀70年代末，

30、在塑料導電研究領(lǐng)域取得了突破性的年代末，在塑料導電研究領(lǐng)域取得了突破性的發(fā)現(xiàn)，開創(chuàng)導電聚合物這一嶄新研究領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)，開創(chuàng)導電聚合物這一嶄新研究領(lǐng)域1990年創(chuàng)立年創(chuàng)立UNIAX公司并自任董事長及總裁公司并自任董事長及總裁 2000年，因在導電聚合物方面的貢獻榮獲諾貝爾化學獎年，因在導電聚合物方面的貢獻榮獲諾貝爾化學獎 共獲美國專利共獲美國專利40余項發(fā)表論文余項發(fā)表論文635篇（統(tǒng)計至篇（統(tǒng)計至1999年年6月）。據(jù)月）。據(jù)SCI所作的所作的10年統(tǒng)計（年統(tǒng)計（1910019109），在全世界各研究領(lǐng)域所有發(fā)表論文被），在全世界各研究領(lǐng)域所有發(fā)表論文被引用次數(shù)的排名中（包括所有學科）他名列第引用次數(shù)的排名中（包括所有學科）他名列第64名，是該名，是該l0年統(tǒng)計中唯一進入前年統(tǒng)計中唯一進入前100名的物理名的物理學家。