第三章導(dǎo)電高分子材料

1、導(dǎo)電高分子材料及技術(shù)進(jìn)展導(dǎo)電高分子材料及技術(shù)進(jìn)展報(bào)告人：侯紹宇引言 近幾年來近幾年來 , 導(dǎo)電性高分子的研究取得了長(zhǎng)足導(dǎo)電性高分子的研究取得了長(zhǎng)足的發(fā)展的發(fā)展 , 形成了一個(gè)十分活躍的邊緣學(xué)科領(lǐng)域形成了一個(gè)十分活躍的邊緣學(xué)科領(lǐng)域 ,它它對(duì)電子工業(yè)、信息工業(yè)及新技術(shù)的發(fā)展具有重大對(duì)電子工業(yè)、信息工業(yè)及新技術(shù)的發(fā)展具有重大的意義。的意義。 現(xiàn)有的研究成果表明現(xiàn)有的研究成果表明 ,發(fā)展導(dǎo)電高分子不僅可以滿足發(fā)展導(dǎo)電高分子不僅可以滿足人們對(duì)導(dǎo)電材料的需要人們對(duì)導(dǎo)電材料的需要 , 而且由于它兼具有機(jī)高分子材料而且由于它兼具有機(jī)高分子材料的性能及半導(dǎo)體和金屬的電性能的性能及半導(dǎo)體和金屬的電性能 , 具有重

2、量輕具有重量輕 ,易加工成易加工成各種復(fù)雜的形狀各種復(fù)雜的形狀 , 化學(xué)穩(wěn)定性好及電阻率可在較大范圍內(nèi)化學(xué)穩(wěn)定性好及電阻率可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)等特點(diǎn)。此外在電子工業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛調(diào)節(jié)等特點(diǎn)。此外在電子工業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛 , 促進(jìn)了促進(jìn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。報(bào)告內(nèi)容 導(dǎo)電的基本概念 聚合物的導(dǎo)電類型 導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電機(jī)理 導(dǎo)電高分子材料的應(yīng)用一、導(dǎo)電的基本概念一、導(dǎo)電的基本概念 物質(zhì)按電學(xué)性能分類可分為物質(zhì)按電學(xué)性能分類可分為絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體和超導(dǎo)體絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體和超導(dǎo)體四類四類。高分子材料通常屬于絕緣體的范疇。高分子材料通常屬于絕緣體的范疇。但但1977年美

3、國(guó)科學(xué)家年美國(guó)科學(xué)家黑格黑格（A.J.Heeger）、）、麥克迪爾米德麥克迪爾米德（A.G. MacDiarmid）和日本科學(xué)家）和日本科學(xué)家白川英白川英（H.Shirakawa）發(fā)現(xiàn)摻雜聚乙炔具有金屬導(dǎo)電特性以來，有機(jī)高分子不能發(fā)現(xiàn)摻雜聚乙炔具有金屬導(dǎo)電特性以來，有機(jī)高分子不能作為導(dǎo)電材料的概念被徹底改變。作為導(dǎo)電材料的概念被徹底改變。艾倫黑格（1936），1936年生于依阿華州蘇城?，F(xiàn)為加利福尼亞大學(xué)的固體聚合物和有機(jī)物研究所所長(zhǎng)，是一名物理學(xué)教授。因有關(guān)導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)而成為2000年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)三名得主之一。艾倫G馬克迪爾米德(1927)，美國(guó)化學(xué)家。1927年生于新西蘭，1953年

4、取得美國(guó)威斯康星大學(xué)博士學(xué)位，1955年取得英國(guó)劍橋大學(xué)博士學(xué)位，1955年至今在美國(guó)賓夕發(fā)尼亞大學(xué)擔(dān)任教授，白川英樹（1936），日本著名化學(xué)家因開發(fā)成功了導(dǎo)電性高分子材料而成為2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)三名得主之一102S/m為導(dǎo)體 10-8102 S/m 半導(dǎo)體 10-8 S/m 絕緣體 二、聚合物的導(dǎo)電類型二、聚合物的導(dǎo)電類型材料的導(dǎo)電性是由于物質(zhì)內(nèi)部存在的材料的導(dǎo)電性是由于物質(zhì)內(nèi)部存在的帶電粒子帶電粒子的移動(dòng)引起的。的移動(dòng)引起的。這些帶電粒子可以是這些帶電粒子可以是正、負(fù)離子，也可以是電子或空穴正、負(fù)離子，也可以是電子或空穴，統(tǒng)，統(tǒng)稱為稱為載流子載流子。載流子在外加電場(chǎng)作用下沿電場(chǎng)方向運(yùn)

5、動(dòng)，就。載流子在外加電場(chǎng)作用下沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，就形成電流?？梢?，材料導(dǎo)電性的好壞，與物質(zhì)所含的形成電流?？梢?，材料導(dǎo)電性的好壞，與物質(zhì)所含的載流子載流子數(shù)目數(shù)目及其及其運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。有關(guān)。導(dǎo)電材料導(dǎo)電材料金屬、合金導(dǎo)電高分子復(fù)合型本征型自由電子正負(fù)離子載流子載流子按按照照材料材料的結(jié)構(gòu)與的結(jié)構(gòu)與組成組成 二、聚合物的導(dǎo)電類型二、聚合物的導(dǎo)電類型 二、聚合物的導(dǎo)電類型二、聚合物的導(dǎo)電類型（1）載流子為）載流子為自由電子自由電子的電子導(dǎo)電聚合物的電子導(dǎo)電聚合物（2）載流子為能在聚合物分子間遷移的）載流子為能在聚合物分子間遷移的正、負(fù)離子正、負(fù)離子的離子的離子導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電聚合物（3）以氧化

6、還原反應(yīng)為電子轉(zhuǎn)移機(jī)理的）以氧化還原反應(yīng)為電子轉(zhuǎn)移機(jī)理的氧化還原型氧化還原型導(dǎo)電聚導(dǎo)電聚合物。合物。結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物如按其結(jié)構(gòu)牲和導(dǎo)電機(jī)理可以分為三大類：如按其結(jié)構(gòu)牲和導(dǎo)電機(jī)理可以分為三大類：TorRTorR3.2復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料分散復(fù)合結(jié)構(gòu)分散復(fù)合結(jié)構(gòu)層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)表面復(fù)合結(jié)構(gòu)表面復(fù)合結(jié)構(gòu)梯度復(fù)合結(jié)構(gòu)梯度復(fù)合結(jié)構(gòu)2、組成、組成基料基料將導(dǎo)電顆粒牢固地粘結(jié)在一起，將導(dǎo)電顆粒牢固地粘結(jié)在一起，使導(dǎo)電高分子具使導(dǎo)電高分子具有穩(wěn)定的導(dǎo)電性，同時(shí)它還賦于材料加工性。高分子材料有穩(wěn)定的導(dǎo)電性，同時(shí)它還賦于材料加工性。高分子材料的性能對(duì)導(dǎo)電高分中的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、耐老化性都

7、有的性能對(duì)導(dǎo)電高分中的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、耐老化性都有十分重要的影響。十分重要的影響。填料填料在復(fù)合型導(dǎo)電高分子中起提供載流子的作用，在復(fù)合型導(dǎo)電高分子中起提供載流子的作用，它它的形態(tài)、性質(zhì)和用量直接決定材料的導(dǎo)電性的形態(tài)、性質(zhì)和用量直接決定材料的導(dǎo)電性。 如何選擇基料？如何選擇基料？ 從原則上講，任何高分子材料都可用作復(fù)合型從原則上講，任何高分子材料都可用作復(fù)合型導(dǎo)電高分子的基質(zhì)。實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)使用要導(dǎo)電高分子的基質(zhì)。實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)使用要求、制備工藝、材料性質(zhì)和來源、價(jià)格等因素綜合求、制備工藝、材料性質(zhì)和來源、價(jià)格等因素綜合考慮，選擇合適的高分子材料?？紤]，選擇合適的高分子材料。 目前

8、用作復(fù)合型導(dǎo)電高分子基料的主要有目前用作復(fù)合型導(dǎo)電高分子基料的主要有聚乙聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、環(huán)氧樹、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯、聚氨脂、丙烯酸酯樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯、聚氨酯、聚酰亞胺、有機(jī)硅樹脂酯、聚酰亞胺、有機(jī)硅樹脂等。此外，等。此外，丁基橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠和天然橡膠丁苯橡膠、丁腈橡膠和天然橡膠也常用作導(dǎo)電橡膠也常用作導(dǎo)電橡膠的基質(zhì)。的基質(zhì)。丙烯腈，丁二烯，苯乙烯共聚的高分子材料如何選擇填料？如何選擇填料？ 常用的導(dǎo)電填料有常用的導(dǎo)電填料有金粉、銀粉、銅粉、鎳粉、金粉、銀粉、銅粉、鎳粉、鈀粉、鉬粉

9、、鋁粉、鈷粉、鍍銀二氧化硅粉、鍍銀鈀粉、鉬粉、鋁粉、鈷粉、鍍銀二氧化硅粉、鍍銀玻璃微珠、炭黑、石墨、碳化鎢、碳化鎳玻璃微珠、炭黑、石墨、碳化鎢、碳化鎳等。等。 部分導(dǎo)電填料的導(dǎo)電率列于表部分導(dǎo)電填料的導(dǎo)電率列于表 311 中中表表3-11 部分導(dǎo)電填料的電導(dǎo)率部分導(dǎo)電填料的電導(dǎo)率材料名稱材料名稱電導(dǎo)率電導(dǎo)率 /(-1cm-1)相當(dāng)于汞電導(dǎo)率的倍數(shù)相當(dāng)于汞電導(dǎo)率的倍數(shù)銀銀6.1710559銅銅5.9210556.9金金4.1710540.1鋁鋁3.8210536.7鋅鋅1.6910516.2鎳鎳1.3810513.3錫錫8.771048.4鉛鉛4.881044.7汞汞1.041041.0鉍鉍9.

10、431030.9石墨石墨11030.0000950.095碳黑碳黑11020.000950.0095銀粉具有最好的導(dǎo)電性，故應(yīng)用最廣泛。炭黑雖導(dǎo)電率不銀粉具有最好的導(dǎo)電性，故應(yīng)用最廣泛。炭黑雖導(dǎo)電率不高，但其價(jià)格便宜，來源豐富，因此也廣為采用。高，但其價(jià)格便宜，來源豐富，因此也廣為采用。高分子材料高分子材料與與導(dǎo)電填料導(dǎo)電填料能相容嗎？能相容嗎？?jī)烧咝再|(zhì)相差較大，復(fù)合時(shí)不容易緊密結(jié)合和兩者性質(zhì)相差較大，復(fù)合時(shí)不容易緊密結(jié)合和均勻分散，影響材料的導(dǎo)電性，故通常還需對(duì)填料均勻分散，影響材料的導(dǎo)電性，故通常還需對(duì)填料顆粒進(jìn)行表面處理。如采用顆粒進(jìn)行表面處理。如采用表面活性劑、偶聯(lián)劑、表面活性劑、偶聯(lián)

11、劑、氧化還原劑氧化還原劑對(duì)填料顆粒進(jìn)行處理后，分散性可大大對(duì)填料顆粒進(jìn)行處理后，分散性可大大增加。增加。3、導(dǎo)電機(jī)理、導(dǎo)電機(jī)理 （1）導(dǎo)電通道機(jī)理（滲流理論）導(dǎo)電通道機(jī)理（滲流理論） 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將各實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將各種金屬粉末或碳種金屬粉末或碳黑顆粒混入絕緣黑顆?；烊虢^緣性的高分子材料性的高分子材料中后，材料的中后，材料的導(dǎo)導(dǎo)電性電性隨導(dǎo)電填料隨導(dǎo)電填料濃度的變化規(guī)律濃度的變化規(guī)律大致相同。大致相同。10個(gè)數(shù)量級(jí)個(gè)數(shù)量級(jí)顯微鏡顯微鏡無限網(wǎng)鏈無限網(wǎng)鏈導(dǎo) 電 填 料導(dǎo) 電 填 料濃度濃度滲濾閾值滲濾閾值導(dǎo)電通路理論不能解釋導(dǎo)電分散相的濃度還不足以形成網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)電通路理論不能解釋導(dǎo)電分散相的濃度還不足以形成

12、網(wǎng)絡(luò)的情況下，復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料也具有一定的導(dǎo)電性能，的情況下，復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料也具有一定的導(dǎo)電性能，因此，除了導(dǎo)電通路理論之外，導(dǎo)電現(xiàn)象必然還有其他非接因此，除了導(dǎo)電通路理論之外，導(dǎo)電現(xiàn)象必然還有其他非接觸原因，觸原因，解釋這種非接觸導(dǎo)電現(xiàn)象的理論主要有解釋這種非接觸導(dǎo)電現(xiàn)象的理論主要有電子隧道效電子隧道效應(yīng)應(yīng)和和電場(chǎng)發(fā)射理論電場(chǎng)發(fā)射理論。電子隧道效應(yīng)：電子隧道效應(yīng)：當(dāng)導(dǎo)電粒子接近到一定距離時(shí)，在當(dāng)導(dǎo)電粒子接近到一定距離時(shí)，在分子熱振動(dòng)分子熱振動(dòng)時(shí)電子可以在時(shí)電子可以在電場(chǎng)作用電場(chǎng)作用下通過下通過相鄰相鄰導(dǎo)電導(dǎo)電粒子之間形成的某種隧道實(shí)現(xiàn)定向遷移。粒子之間形成的某種隧道實(shí)現(xiàn)定向遷移。電

13、場(chǎng)發(fā)射理論：電場(chǎng)發(fā)射理論：指由于兩個(gè)相鄰導(dǎo)電粒子之間存在指由于兩個(gè)相鄰導(dǎo)電粒子之間存在電位差，在電場(chǎng)作用下發(fā)生電子發(fā)射過程，實(shí)現(xiàn)電電位差，在電場(chǎng)作用下發(fā)生電子發(fā)射過程，實(shí)現(xiàn)電子的定向流動(dòng)而導(dǎo)電。子的定向流動(dòng)而導(dǎo)電?？傮w上來講，復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電能力主總體上來講，復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電能力主要由接觸性導(dǎo)電（要由接觸性導(dǎo)電（導(dǎo)電通道導(dǎo)電通道），），隧道導(dǎo)電隧道導(dǎo)電和和電場(chǎng)發(fā)電場(chǎng)發(fā)射導(dǎo)電射導(dǎo)電三種方式實(shí)現(xiàn)。三種方式實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)電通道導(dǎo)電通道，隧道導(dǎo)電隧道導(dǎo)電和和電場(chǎng)發(fā)射導(dǎo)電電場(chǎng)發(fā)射導(dǎo)電復(fù)合型導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機(jī)理模型復(fù)合型導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機(jī)理模型從相容性、導(dǎo)電性能、成本、密度等方面考慮。主要是

14、從材料的使用性能考慮。 從混合型導(dǎo)電復(fù)合材料的制備工藝而言，目前主要有三種方法：反反應(yīng)法、混合法和壓片法應(yīng)法、混合法和壓片法。 反應(yīng)法：反應(yīng)法：是將導(dǎo)電填料均勻分散在聚合物單體或者預(yù)聚物溶液體系中，通過加入引發(fā)劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，直接生產(chǎn)與導(dǎo)電填料混合均勻的高分子復(fù)合材料。 混合法：混合法：是利用各種高分子的混合工藝，將導(dǎo)電填料粉末3.3電子導(dǎo)電型聚合物 內(nèi)層電子：受到原子核的強(qiáng)力束縛； 電子：處于兩個(gè)成鍵原子間，離域性??； n 電子：雜原子上的孤對(duì)電子，沒有離域性； 電子：有限的離域；共軛體系增大，離域性增強(qiáng)。導(dǎo)電高分子的載流子是孤子、極化子和雙極化子孤子、極化子和雙極化子。+A_孤子孤子極化子

15、（自由基陽離子）極化子（自由基陽離子）+A_+A_雙極化子（雙陽離子）雙極化子（雙陽離子）聚乙炔為例：聚乙炔為例：聚乙炔具有最簡(jiǎn)單的共軛雙鍵結(jié)構(gòu)：聚乙炔具有最簡(jiǎn)單的共軛雙鍵結(jié)構(gòu)：(CH)(CH)x x。組成主鏈的碳原。組成主鏈的碳原子有四個(gè)價(jià)電子，其中三個(gè)為子有四個(gè)價(jià)電子，其中三個(gè)為電子（電子（spsp2 2雜化軌道），兩個(gè)雜化軌道），兩個(gè)與相鄰的碳原子連接，一個(gè)與氫原子鏈合，余下的一個(gè)價(jià)電與相鄰的碳原子連接，一個(gè)與氫原子鏈合，余下的一個(gè)價(jià)電子子電子電子( (P Pz z軌道軌道) )與聚合物鏈所構(gòu)成的平面相垂直（如下與聚合物鏈所構(gòu)成的平面相垂直（如下圖）。圖）。HCCCCCCCHHHHHHH

16、H摻雜摻雜上述聚合物的電導(dǎo)率在10-10102 S/cm ，屬于半導(dǎo)體，原因是電子難以跨鍵遷移，這是線型共軛體系的固有特征。CCCCCCCCCC.2p 電子 聚乙炔結(jié)構(gòu)的另一種表示1、摻雜過程、摻雜劑及摻雜量與電導(dǎo)率之間的關(guān)系、摻雜過程、摻雜劑及摻雜量與電導(dǎo)率之間的關(guān)系無機(jī)半導(dǎo)體“摻雜”的含義：指在純凈的無機(jī)半導(dǎo)體材料中加入少量具有不同價(jià)態(tài)的第二種物質(zhì)，以改變材料中空穴和自由電子的分布狀態(tài)。 雜質(zhì)原子取代主體原子，摻雜程度很低。聚合物的摻雜：是指因添加了電子受體或電子給體而提高電聚合物的摻雜：是指因添加了電子受體或電子給體而提高電導(dǎo)率的方法導(dǎo)率的方法。2）摻雜方法：）摻雜方法：氧化氧化/還原型

17、摻雜還原型摻雜酸酸/堿型摻雜堿型摻雜化學(xué)摻雜化學(xué)摻雜 直接加入第二種具有不同氧化態(tài)的物質(zhì)。 (CH)x + OX1 (CH)x+ + Red1 (CH)x + Red2 (CH)x- + OX2摻雜導(dǎo)致的結(jié)果：在聚合物的空軌道中加入電子或從占有軌道中拉走電子，從而改變?cè)须娮幽軒У哪芗?jí)，產(chǎn)生能量居中的半充滿能帶，減小能帶間的能級(jí)差，使自由電子遷移阻力降低。電化學(xué)摻雜電化學(xué)摻雜 通過聚合物材料在電極表面進(jìn)行氧化或還原直接改變聚合物的荷電狀態(tài)。 (CH)x - e (CH)x+ (CH)x + e (CH)x-2）摻雜方法：）摻雜方法：p-型摻雜劑（氧化劑）：鹵素(I2,Br2,IBr)；FeCl

18、3,AsF5, SnCl4;電化學(xué)摻雜中的對(duì)陰離子：ClO4-, BF4-, PF6- 。n-型摻雜劑（還原劑）：Li, Na, 萘鈉；電化學(xué)摻雜中 的對(duì)陽離子：NR4+, Li+等。3 3）摻雜劑）摻雜劑4 4）導(dǎo)電聚合物中摻雜的特點(diǎn)）導(dǎo)電聚合物中摻雜的特點(diǎn)a) 從化學(xué)角度看，摻雜的實(shí)質(zhì)是一個(gè)氧化從化學(xué)角度看，摻雜的實(shí)質(zhì)是一個(gè)氧化-還原過程，即摻還原過程，即摻雜過程導(dǎo)致高分子鏈發(fā)生了電子得失：雜過程導(dǎo)致高分子鏈發(fā)生了電子得失：I2氧化.陽離子自由基（極化子）Ap-型導(dǎo)電體Li還原陰離子自由基（極化子）n-型導(dǎo)電體Li+b) 從物理角度看，摻雜是反離子嵌入的過程，即為了保持電中性，摻雜伴隨著陽

19、離子/陰離子進(jìn)入高聚物體系，同時(shí)，反離子也可以脫離高聚物鏈 脫摻雜脫摻雜。c) 摻雜和脫摻雜是一個(gè)可逆過程，這在二次電池的應(yīng)用上極為重要；d) 摻雜量大：大大超過無機(jī)半導(dǎo)體的摻雜限度。e) 電化學(xué)摻雜4 4）導(dǎo)電聚合物中摻雜的特點(diǎn)）導(dǎo)電聚合物中摻雜的特點(diǎn)5 5）電化學(xué)摻雜的優(yōu)點(diǎn)：）電化學(xué)摻雜的優(yōu)點(diǎn)：與化學(xué)方法相比，摻雜過程可定量控制：由通過的電量決定。摻雜程度與外加電場(chǎng)和離子擴(kuò)散速度有關(guān)； 所得產(chǎn)物可進(jìn)行可逆的氧化-還原反應(yīng)。電化學(xué)摻雜方法特別適用于聚吡咯、聚噻吩等芳香族類導(dǎo)電聚合物的制備。0.5satexp/satY Ysat0exp/T T3 1 0 3 0 1 0 0 3 0 01 02

20、1 0- 51 0- 41 0- 31 0- 21 0- 11 001 01溫 度 ， K 電 導(dǎo) 率S /c m3 .3 %5 .6 %7 .2 %1 0 .7 %1 8 .7 %摻碘聚乙炔電導(dǎo)率與溫度的關(guān)系摻碘聚乙炔電導(dǎo)率與溫度的關(guān)系 對(duì)于線型共軛導(dǎo)電聚合物的電導(dǎo)率隨著其共軛鏈長(zhǎng)度的對(duì)于線型共軛導(dǎo)電聚合物的電導(dǎo)率隨著其共軛鏈長(zhǎng)度的增加而呈指數(shù)快速增加。因此說提高共軛鏈的長(zhǎng)度是提高增加而呈指數(shù)快速增加。因此說提高共軛鏈的長(zhǎng)度是提高導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電性能的重要手段之一導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電性能的重要手段之一2、導(dǎo)電聚合物的性能改進(jìn)、導(dǎo)電聚合物的性能改進(jìn)（1）采用共聚方法降低材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和結(jié)

21、晶性能（2）采用交聯(lián)方法降低材料的結(jié)晶性（3）采用共混方法提高導(dǎo)電性能（4）采用增塑方法降低材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與結(jié)晶性05導(dǎo)導(dǎo) 電電 高高 分分 子子 應(yīng)應(yīng) 用用 應(yīng)應(yīng) 響響 速速 快快 性性 色色 變變 致致電電吸吸 波波 性性可可 逆逆 摻摻 雜雜 導(dǎo)導(dǎo) 電電 性性五 導(dǎo)電高分子材料的應(yīng)用半導(dǎo)體/導(dǎo)體/可逆摻雜半導(dǎo)體特性的應(yīng)用發(fā)光二極管 利用導(dǎo)電高分子與金屬線圈當(dāng)電極，半導(dǎo)體高分子在中間，當(dāng)兩電極接上電源時(shí)，半導(dǎo)體高分子將會(huì)開始發(fā)光。比傳統(tǒng)的燈泡更節(jié)省能源而且產(chǎn)生較少的熱，具體應(yīng)用包括平面電視機(jī)屏幕、交通信息標(biāo)志等。導(dǎo)電高分子材料的應(yīng)用半導(dǎo)體特性的應(yīng)用太陽能電池 導(dǎo)電高分子可制成太陽電池

22、，結(jié)構(gòu)與發(fā)光二極管相近，但機(jī)制卻相反，它是將光能轉(zhuǎn)換成電能。 優(yōu)勢(shì)在于廉價(jià)的制備成本，迅速的制備工藝，具有塑料的拉伸性、彈性和柔韌性 。導(dǎo)導(dǎo) 電電 高高 分分 子子 應(yīng)應(yīng) 用用2005年一月初，韓國(guó)三星電子宣布開發(fā)出世界上最大的年一月初，韓國(guó)三星電子宣布開發(fā)出世界上最大的5英寸塑料平板英寸塑料平板顯示器，這款極具彈性的顯示器用極具彈性的塑料取代了剛性玻璃?？梢燥@示器，這款極具彈性的顯示器用極具彈性的塑料取代了剛性玻璃。可以彎曲，不會(huì)破碎，其外部設(shè)計(jì)能自由修改。一月末，韓國(guó)三星電子再次宣彎曲，不會(huì)破碎，其外部設(shè)計(jì)能自由修改。一月末，韓國(guó)三星電子再次宣布，該公司已經(jīng)正式推出了一款為手機(jī)、布，該公司

23、已經(jīng)正式推出了一款為手機(jī)、MP3播放器和播放器和PDA等量身打造的等量身打造的5英寸彈力塑料屏幕。英寸彈力塑料屏幕。日本精工愛普生成功開發(fā)了世界上第一臺(tái)大屏幕(40英寸)全彩色有機(jī)發(fā)光二級(jí)管顯示器的模型導(dǎo)導(dǎo) 電電 高高 分分 子子 應(yīng)應(yīng) 用用半導(dǎo)體特性的應(yīng)用半導(dǎo)體特性的應(yīng)用太陽能電池太陽能電池電高分子可制成太陽電池，結(jié)構(gòu)與電高分子可制成太陽電池，結(jié)構(gòu)與發(fā)光二極管相近，但機(jī)制卻相反，它發(fā)光二極管相近，但機(jī)制卻相反，它是將光能轉(zhuǎn)換成電能。優(yōu)勢(shì)在于廉價(jià)是將光能轉(zhuǎn)換成電能。優(yōu)勢(shì)在于廉價(jià)的制備成本，簡(jiǎn)單的制備工藝，具有的制備成本，簡(jiǎn)單的制備工藝，具有塑料的拉伸性、彈性和柔韌性。塑料的拉伸性、彈性和柔韌性

24、。導(dǎo)導(dǎo) 電電 高高 分分 子子 應(yīng)應(yīng) 用用導(dǎo)體特性的應(yīng)用導(dǎo)體特性的應(yīng)用導(dǎo)電塑料導(dǎo)電塑料Macdiarmid研究小組研制研究小組研制出出納米電子線路納米電子線路，成本非常低廉，一塊納米，成本非常低廉，一塊納米電子線路板的成本僅為電子線路板的成本僅為1美分。美分。2005年日本東北大學(xué)宮下德治研究小組，利用年日本東北大學(xué)宮下德治研究小組，利用LB膜法研制出了數(shù)十膜法研制出了數(shù)十nm厚的導(dǎo)電高分子厚的導(dǎo)電高分子（聚噻吩）薄膜（聚噻吩）薄膜，使用它設(shè)計(jì)并試制了驅(qū)動(dòng)原理采用電化學(xué)，使用它設(shè)計(jì)并試制了驅(qū)動(dòng)原理采用電化學(xué)氧化還原反應(yīng)的氧化還原反應(yīng)的晶體管晶體管。試制出的晶體管在。試制出的晶體管在1.2V電壓

25、下工作，導(dǎo)通截止比為電壓下工作，導(dǎo)通截止比為2000。具有可印刷、可彎曲等特點(diǎn)。具有可印刷、可彎曲等特點(diǎn)。韓國(guó)釜山大學(xué)教授李光熙和亞洲大學(xué)教授李碩炫組成的研究小組成功開韓國(guó)釜山大學(xué)教授李光熙和亞洲大學(xué)教授李碩炫組成的研究小組成功開發(fā)出一種新型高分子導(dǎo)電塑料。這種塑料具有金屬的特性，能在發(fā)出一種新型高分子導(dǎo)電塑料。這種塑料具有金屬的特性，能在極低溫極低溫下下（268 ）導(dǎo)電，）導(dǎo)電，克服了傳統(tǒng)高分子導(dǎo)電塑料溫度越低電阻越高的缺點(diǎn)克服了傳統(tǒng)高分子導(dǎo)電塑料溫度越低電阻越高的缺點(diǎn)，達(dá)到與金屬相似的導(dǎo)電性。達(dá)到與金屬相似的導(dǎo)電性。導(dǎo)電高分子材料的應(yīng)用電化學(xué)摻雜/去摻雜之可逆性的應(yīng)用可反復(fù)充放電電池 導(dǎo)電

26、高分子電極與對(duì)應(yīng)電極及電解質(zhì)構(gòu)成一個(gè)蓄有電能的電池，若加電場(chǎng)而摻雜充電，加負(fù)載而去摻雜放電，該充電/放電過程為可逆反應(yīng)。具有價(jià)廉、能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、和低自身放電等優(yōu)點(diǎn)。 導(dǎo)導(dǎo) 電電 高高 分分 子子 應(yīng)應(yīng) 用用導(dǎo)體特性的應(yīng)用導(dǎo)體特性的應(yīng)用RFID標(biāo)簽標(biāo)簽RFID：無線射頻識(shí)別標(biāo)識(shí)技術(shù)，這種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的：無線射頻識(shí)別標(biāo)識(shí)技術(shù)，這種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的RFID商品標(biāo)簽被商品標(biāo)簽被認(rèn)為將是今后全球商品交易及物流中采用最廣的技術(shù)之一。認(rèn)為將是今后全球商品交易及物流中采用最廣的技術(shù)之一。塑料塑料RFID標(biāo)簽將來潛在的市場(chǎng)，包括門禁管制、貨物管理、資產(chǎn)回收、物料處標(biāo)簽將來潛在的市場(chǎng)，包括

27、門禁管制、貨物管理、資產(chǎn)回收、物料處理、廢物處理、醫(yī)療應(yīng)用、交通運(yùn)輸、防盜應(yīng)用、自動(dòng)控制、聯(lián)合票證等許多領(lǐng)域。理、廢物處理、醫(yī)療應(yīng)用、交通運(yùn)輸、防盜應(yīng)用、自動(dòng)控制、聯(lián)合票證等許多領(lǐng)域。印刷用于低價(jià)格無線射頻識(shí)別體系的無源元件導(dǎo)導(dǎo) 電電 高高 分分 子子 應(yīng)應(yīng) 用用導(dǎo)體特性的應(yīng)用導(dǎo)體特性的應(yīng)用防靜電、電磁屏蔽、防腐蝕防靜電、電磁屏蔽、防腐蝕電磁干擾電磁干擾 (Electromagnetic Interference，EMI) (也稱作電磁污染也稱作電磁污染)。PAN的屏蔽效果最好。當(dāng)?shù)钠帘涡Ч詈?。?dāng)PAN膜厚大于膜厚大于50m時(shí)，其屏蔽效能在時(shí)，其屏蔽效能在80100dB范圍內(nèi)，滿足工業(yè)和范圍內(nèi)，滿足工業(yè)和軍事要求。相比于金屬軍事要求。相比于金屬EMI屏蔽材料具有屏蔽材料具有密度小、密度小、環(huán)境穩(wěn)定性好、電導(dǎo)率可調(diào)、環(huán)境穩(wěn)定性好、電導(dǎo)率可調(diào)、EMI屏蔽效能屏蔽效能尤其尤其是是電磁吸收性能電磁吸收性能好，能夠吸收雷達(dá)波，因此可以好，能夠吸收雷達(dá)波，因此可以做做隱身飛機(jī)隱身飛機(jī)的涂料。的涂料。防蝕涂料能夠防蝕涂料能夠防腐蝕防腐蝕，可以，可以用在