導(dǎo)電高分子材料大全

導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電高分子介紹導(dǎo)電高分子的分類導(dǎo)電高分子的研究進(jìn)展導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電機(jī)理高分子材料導(dǎo)電能力的影響因素導(dǎo)電高分子材料的應(yīng)用結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)一.導(dǎo)電高分子介紹

高分子導(dǎo)電材料(conductivepolymericmaterial)一類具有導(dǎo)電功能(包括半導(dǎo)電性﹑金屬導(dǎo)電性和超導(dǎo)電性)﹑電導(dǎo)率在10-6S/m以上的聚合物材料。高分子導(dǎo)電材料具有密度小﹑易加工﹑耐腐蝕﹑可大面積成膜以及電導(dǎo)率可在十多個(gè)數(shù)量級(jí)的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)等特點(diǎn)﹐不僅可作為多種金屬材料和無(wú)機(jī)導(dǎo)電材料的代用品﹐而且已成為許多先進(jìn)工業(yè)部門和尖端技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的一類材料。

導(dǎo)電高分子材料分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩種。二.導(dǎo)電高分子的分類結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料：是指其具有共軛∏-鍵，其本身或是經(jīng)過“參雜”后，具有導(dǎo)電性的一類高分子材料。復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料：復(fù)合型導(dǎo)電高分子是在本身不具備導(dǎo)電性的高分子材料中摻混入大量導(dǎo)電物質(zhì)，性的高分子材料中摻混入大量導(dǎo)電物質(zhì)，如如碳黑、石墨、碳纖維、金屬粉、金屬纖維、如碳黑、石墨、碳纖維、金屬粉、金屬纖維、金屬氧化物等

其他種類與聚乙炔相比，他們?cè)诳諝庵懈臃€(wěn)定，可以直接摻雜聚合，電導(dǎo)率在左右，可以滿足實(shí)際需要三.導(dǎo)電高分子的研究進(jìn)展導(dǎo)電高分子材料的發(fā)現(xiàn)1974年日本筑波大學(xué)H.Shirakawa在合成聚乙炔的實(shí)驗(yàn)中投入過量1000倍的催化劑，合成出令人興奮的有銅的順式聚乙炔膜與銀白色的反式聚乙炔。

1000倍催化劑

溫度三.導(dǎo)電高分子的研究進(jìn)展聚乙炔的參雜反應(yīng)

1975年，G.MacDiarmid、J.Heeger與H.shirakawa合作進(jìn)行研究，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)聚乙炔暴露于碘蒸氣中進(jìn)行摻雜氧化反應(yīng)后，其導(dǎo)電率令人吃驚地達(dá)到3000S/m三.導(dǎo)電高分子的研究進(jìn)展1862年lethebi----聚苯胺1977年白川和MacDiarmid---摻雜聚乙炔1986年，ElsenbaumerR.L.等人得到了可溶性聚噻吩四.導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電機(jī)理導(dǎo)電高分子材料的共同特征－交替的單鍵、雙鍵共軛結(jié)

半導(dǎo)體到導(dǎo)體的實(shí)現(xiàn)途徑－摻雜(doping)在共軛有機(jī)分子中σ電子是無(wú)法沿主鏈移動(dòng)的，而π電子雖較易移動(dòng)，但也相當(dāng)定域化，因此必需移去主鏈上部分電子(氧化)或注入數(shù)個(gè)電子(還原)，這些空穴或額外電子可以在分子鏈上移動(dòng)，使此高分子成為導(dǎo)電體。

五.高分子材料導(dǎo)電能力的影響因素導(dǎo)電高分子材料聚乙炔的電導(dǎo)率

摻雜率對(duì)導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電能力的影響

摻雜率小時(shí)，電導(dǎo)率隨著摻雜率的增加而迅速增加，當(dāng)達(dá)到一定值后，變化很小，此時(shí)為飽和摻雜率。共軛鏈長(zhǎng)度對(duì)導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電能力的影響

π電子運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)在沿著分子鏈方向有較大的電子云密度，并且隨著共軛鏈長(zhǎng)度的增加，這種趨勢(shì)更加明顯，導(dǎo)致聚合物電導(dǎo)率的增加。

五.高分子材料導(dǎo)電能力的影響因素溫度對(duì)導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電能力的影響

對(duì)金屬晶體，溫度升高引起的晶格振動(dòng)阻礙其在晶體中的自由運(yùn)動(dòng)；而對(duì)于聚乙炔，溫度的升高有利于電子從分子熱振動(dòng)中獲得能量，克服其能帶間隙，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電過程。六.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－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。半導(dǎo)體特性的應(yīng)用－半導(dǎo)體特性的應(yīng)用－太陽(yáng)能電池

導(dǎo)電高分子可制成太陽(yáng)電池，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)體特性的應(yīng)用

抗靜電理想的電磁屏蔽材料，可以應(yīng)用在計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、起搏器等電磁波遮蔽涂布能夠吸收微波，因此可以做隱身飛機(jī)的涂料防蝕涂料能夠防腐蝕，可以用在火箭、船舶、石油管道等

六.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－電變色組件

共軛高分子在電化學(xué)氧化還原時(shí)都會(huì)產(chǎn)生變色現(xiàn)象。電變色性在汽車防眩后視鏡、光信息儲(chǔ)存組件、太陽(yáng)眼鏡、軍事用途護(hù)目鏡、飛機(jī)駕駛艙遮篷及智能窗等可控制電變色性質(zhì)的應(yīng)用上具有極大的發(fā)展?jié)摿?。?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)。

高分子摻雜態(tài)儲(chǔ)存電能、脫摻雜過程中釋放電能。——全塑電池六.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－電化學(xué)摻雜去摻雜之可逆性的應(yīng)用－氣體檢測(cè)器

檢測(cè)的氣體包括氧化性氣體與還原性氣體，氧化性氣體在高分子膜內(nèi)將導(dǎo)電高分子氧化，形成陰離子摻雜，增加導(dǎo)電度；還原性氣體在高分子薄膜內(nèi)則會(huì)將導(dǎo)電高分子還原，形成陽(yáng)離子摻雜，降低導(dǎo)電度因?yàn)槠鋵?duì)電信號(hào)的變化非常敏感，因此可以用做檢測(cè)器。

葡萄糖傳感器

葡萄糖傳感器、尿素傳器、乳酸傳感器、器、乳酸傳感器、膽固醇傳感器七.結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)

高分子材料替代金屬材料是今后材料學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，由此帶來導(dǎo)電性高分子的市場(chǎng)需求也將日益增長(zhǎng)，其應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)逐步擴(kuò)大，這就必然對(duì)導(dǎo)電性高分子提出更高的要求，其發(fā)展趨勢(shì)主要集中在以下幾個(gè)方面：(1)具有與金屬相同的電導(dǎo)率：摻雜聚乙炔的電導(dǎo)率從最初的10的3次方S/cm增加到10的5次方S/cm，與銅的電導(dǎo)率差不多，其它導(dǎo)電高分子的電導(dǎo)率水平也在提高。(2)在空氣中的穩(wěn)定性：導(dǎo)電性高分子中氧原子對(duì)水是極不穩(wěn)定的，這是妨礙其實(shí)用化的最大問題。七.結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)

(3)具有高功能：支化和樹枝狀聚苯、環(huán)狀聚苯和環(huán)狀聚苯乙烯、環(huán)番(cyclophane，環(huán)狀苯環(huán)化合物)等，這些大分子在分子自組裝形成特殊的分子結(jié)構(gòu)排列，分子器件和分子電路材料以及特殊功能方面具有很多優(yōu)點(diǎn)。(4)具有良好的加工成型性：導(dǎo)電高分子主鏈中的共軛結(jié)構(gòu)使分子鏈僵硬，不溶不熔，從而給自由地成型加工帶來困難。(5)摻雜劑無(wú)毒：摻雜劑多是有毒的，如等(6)經(jīng)濟(jì)性：其價(jià)格比金屬及普通塑料高，難以實(shí)用化。七.總結(jié)導(dǎo)電高分子材料的優(yōu)越性

具有半導(dǎo)體及導(dǎo)體雙重特性，可低溫加工、可大面積化、具有半導(dǎo)體及導(dǎo)體雙重特性，具有塑料的拉伸