导电高分子塑料的制作方法
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导电高分子电磁屏蔽材料07高分子材料与工程袁凯20070810080122摘要导电高分子材料根据材料的组成可以分成复合型导电高分子材料(composite conductive polymers)和本征型导电高分子材料(intrinsic conductive polymers)两大类,后者也被称为结构导电高分子材料(structure conductive polymes)。
其中复合型导电高分子材料是由普通高分子结构材料与金属或碳等导电材料,通过分散、层合、梯度复合、表面镀层等复合方式构成。
其导电作用主要通过其中的导电材料来完成。
本征导电高分子材料也被称为结构型导电高分子材料,其高分子本身具备传输电荷的能力,这种导电聚合物如果按其结构特征和导电机理还可以进一步分成以下三类:载流子为自由电子的电子导电聚合物;载流子为能在聚合物分子间迁移的正负离子的离子导电聚合物;以氧化还原反应为电子转移机理的氧化还原型导电聚合物。
后者的导电能力是由于在可逆氧化还原反应中电子在分子间的转移产生的。
由于不同导电聚合物的导电机理不同,因此各自的结构也有较大差别。
关键词导电高分子(Conductive polymer)复合型(composite)本证结构型(structure) 电磁屏蔽(Shielding)前言近年来,随着科学技术和电子工业的高速发展,各种数字化、高频化的电子电器设备在工作时向空间辐射了大量不同波长和频率的电磁波,与此同时,电子元器件灵敏度越来越高,很容易受到外界电磁干扰而出现误动、图像障碍以及声音障碍等。
电磁辐射产生的电磁干扰不仅影响到电子产品的性能实现,而且由此而引起的电磁污染会对人类和其它生物体造成严重的危害。
为解决电磁波辐射造成的干扰与泄漏,主要采用电磁屏蔽材料进行屏蔽,实现电子电器设备与环境相调和、相共存的电磁兼容环境(Electro- Magnetic Compatibility,EMC)。
高分子材料——导电聚合物简介摘要:导电混合物的性能、应用以及面临的挑战。
共轭导电聚合物和芳香族金属导电聚合物的简介关键词:高分子材料导电聚合物共轭导电聚合物芳香族金属导电聚合物1 导电聚合物1.1前言导电高分子又称导电聚合物(conducting polymer),是指通过掺杂等手段,使其电导率在半导体和导体范围内的聚合物。
这类聚合物通常指本征导电聚合物(intrinsic condcuting polymer),在它们的主链上含有交替的单键和双键,从而形成了大的共轭π体系,π电子的流动产生了导电的可能性。
导电聚合物导电需要两个条件。
第一个条件是它必须具有共轭的π电子体系,第二个条件是它必须经过化学或电化学掺杂,即通过氧化还原过程使聚合物链得或失电子。
自由电子是金属的载流子,而电子或空穴是半导体的载流子。
导电高聚物的载流子是什么呢?黑格等首先提出孤子(soliton)模型,来解释聚乙炔的电导及其他物理性质。
但聚吡咯、聚噻吩和聚苯胺等具有导电性质的聚合物有非简并基态,不能形成孤子,只能形成极化子(polaron)和双极化子 (bipolaron)。
尽管孤子、极化子和双极化子来自不同的简并态,但它们的物理本质都是能隙间的定域态,因此可以认为它们是导电聚合物的载流子。
导电聚合物材料可以分为共轭型和复合型两大类。
共轭型导电聚合物是指聚合物本身具有导电性或经掺杂处理后才具有导电功能的聚合物材料。
复合型导电聚合物,即导电聚合物复合材料,是指以通用聚合物为基体,通过加入各种导电性物质,采用物理化学方法复合后而得到的既具有一定导电功能又具有良好力学性能的多相复合材料,其导电作用主要通过其中的导电材料完成。
而共轭导电聚合物是依靠分子本身产生的导电载流子导电。
本文主要涉及共轭导电聚合物和芳香族金属导电聚合物。
1.2 导电聚合物的应用导电聚合物得研究始于30多年前。
2000年诺贝尔化学奖颁给了导电聚合物的三位发明者:美国物理学家黑格(A.J.Heeger)、美国化学家麦克迪尔米德(A.G.MacDiarmid)和日本化学家白川英树(H.Shirakawa)。
导电高分子的合成与应用随着科学技术的不断发展,人们对新材料的需求也越来越高。
导电高分子就是一种应用广泛的新材料,它在电子、光学、传感、生物医药等领域都有很多的应用。
然而如何有效地合成和应用导电高分子,是一个研究的热点和难点。
第一部分:导电高分子的合成导电高分子是一种新型材料,它的合成方法也非常独特。
首先,导电高分子的合成需要选择适当的原材料。
通常,聚苯胺、聚乙炔等是制备导电高分子的重要原料。
其次,合成导电高分子需要选择适当的溶剂、添加剂和反应条件。
一般情况下,化学反应的温度、时间、pH值等都需要严格控制,以保证合成的导电高分子具有较高的性能。
在导电高分子的合成过程中,控制反应条件是非常重要的。
例如,在聚苯胺的合成中,氧化剂和还原剂的添加量需要精确计算,否则可能会导致聚合不完全、杂质较多等问题。
此外,不同的反应条件所得到的导电高分子物性也不同。
因此,需要根据应用的需要选择不同的反应条件,以获得性能优异的导电高分子材料。
第二部分:导电高分子的应用由于导电高分子具有优异的电导率、导热性和机械性能,因此在电子、光学、传感、生物医药等领域都有很多的应用。
1. 电子领域导电高分子在电子领域中有着广泛的应用。
例如,聚乙炔和聚苯胺就是电子领域中常用的导电高分子材料。
聚乙炔的电导率可以达到10^3 S/cm,可以制成柔性电子器件等。
聚苯胺也具有良好的导电性能,可以用作半导体元件、电池电极材料等。
2. 光学领域导电高分子在光学领域中也有很多的应用。
例如,聚乙炔的共轭体系可以吸收可见光和紫外光,因此非常适合用于制备光电器件、光学传感器等。
此外,导电高分子还可以用于光学信息存储、显示等领域。
3. 传感领域导电高分子在传感领域中也具有广泛的应用。
例如,聚苯胺可以改变电导率随着外界环境的变化而变化,因此可以用来制备多种敏感传感器。
此外,导电高分子还可以用于生物传感器、气体传感器等。
4. 生物医药领域导电高分子在生物医药领域中也有很多的应用。
国导电塑料母料的加工和应用国导电塑料母料的加工和应用:来源:中塑资讯网慧聪塑料网讯:国塑料防静电导电产品需求趋旺,电子产品包装需要数量、品种较多,塑料产品的防静电导电产品,特别引起人们的重视,更是塑料包装业人士追求的目标之一,采用国产基础材料,研发适合塑料导电抗静电要求的制品、助剂、母料,取代价格高昂的进口同类产品,开发更加适合市场需求的电子产品包装和防静电产品包装。
常见到的产品例如:塑料导电防静电输气、输液管道;电子产品用的低阻值塑料包装托盘、导电防静电塑料板材、片材、泡沫、导电薄膜等。
常见到防静电的塑料包装一般要求的次方欧姆以上,可以是任意颜色的,而电阻率在的次方以下的,多使用导电碳黑作为主要导电物,所以黑色的较多,下面就简述一下采用导电碳黑与塑料共混制作导电塑料或导电母料的方法。
导电碳黑的选择合适的导电碳黑,最好使用特种导电碳黑。
特种导电碳黑在国销售比较普通,分散性好是第一选择要素,可根据产品的具体应用选择合适的导电碳黑,例如对于薄膜的应用,导电碳黑的分散性和粒径就比较关键,而厚壁的管材,对导电碳黑的选择就比较简单。
[][][][][][]下一页相关阅读:英国公司开发出白色薄壁聚酯包装用高浓色母料剖析:中国母料行业保持%年增长埃克森美孚丙烯基弹性体在高端美观产品母料中的应用奥地利抗菌母粒和阻燃母料问世新型医用塑料着色剂母料国外药用塑料瓶包装发展新趋势国外药用塑料瓶包装发展新趋势:来源:慧聪慧聪塑料网讯:防儿童开启式拉盖塑料瓶药瓶是最常见的药品外包装,它既能存放固体药物(如药片),也可用来存放液体药剂(如药水)。
世纪年代,世界各国生产的药瓶大多采用玻璃为瓶体材料,盖子则采用金属旋开式盖子。
这种瓶子的最大缺点是:不耐长途运输,破碎率高,瓶盖关闭不严而易引起漏液、微生物污染、装药液霉变等。
这种旧式玻璃瓶在西方国家已很少被制药厂商采用,取而代之的是由高透明性聚酯材料制成的塑料瓶和拉盖。
这些新开发的药瓶不仅透明度高,而且耐摔落、耐冲击、生物相容性好,有些因采用拉盖技术,开启十分方便。
本技术涉及一种导电高分子塑料,按重量百分比由以下组分组成:聚丙烯为3035%;低密度聚乙烯为4055%;导电粒子为415%;增强剂为110%;所述导电粒子包括碳纳米管和氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒;所述碳纳米管与所述氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒的重量比为1∶1。
本技术方案通过采用氧化石墨稀包覆铝颗粒,使得氧化石墨稀的外径增大,减小了氧化石墨稀聚集的可能性,并且通过采用铝颗粒,降低了通电磁场对导电粒子分布的影响,使得导电粒子在基体中的分布更均匀,相对面积的电流比较均匀。
技术要求
1.一种导电高分子塑料,其特征在于:按重量百分比由以下组分组成:
所述导电粒子包括碳纳米管和氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒;
所述碳纳米管与所述氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒的重量比为1∶1。
2.根据权利要求1所述的导电高分子塑料,其特征在于:所述碳纳米管的长度为50-
100nm。
3.根据权利要求1所述的导电高分子塑料,其特征在于:所述纳米铝颗粒的直径为20-
30nm。
4.根据权利要求1所述的导电高分子塑料,其特征在于:所述氧化石墨稀的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至五分之一。
5.根据权利要求1所述的导电高分子塑料,其特征在于:所述增强剂为马来酸酐接枝高密度聚乙烯。
技术说明书
一种导电高分子塑料
技术领域
本技术属于高分子材料技术领域,特别是指一种导电高分子塑料。
背景技术
现有技术的PTC材料因为能够自动控制温度,即当温度高于设计温度时,PTC材料中的塑料或高分子材质膨胀,使得导电通路被切断,当温度降低时,因为塑料或高分子材质收缩,使得导电通路被导通,用于提供热量。
现PTC材料已经被广泛应用于家用建筑、化工、电子电器等领域,并且因为温度范围可控,热损失小,应用前景非常明显。
但是现有技术的PTC材料基本上是采用两种基材,比如聚乙烯和聚丙烯或者聚偏氯乙烯、尼龙、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲酯、环氧树脂、聚对苯二甲酸、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或多种,但是使用聚乙烯和聚丙烯为主。
其中的导电纤维主要是石墨、碳纤维、碳纳米管及石墨稀等,而金属导电粒子因为重量大及容易在基体中转移而基本不采用。
但是石墨、碳纤维、碳纳米管及石墨稀等粒子过小时,在使用过程中易于聚集且聚集后不能再分散而影响到PTC材料的导电性能,且上述石墨、碳纤维、碳纳米管及石墨稀等在使用过程中,因为通电情况下产生的磁场作用,会使得这些粒子在基体中的分布不均匀,而影响到PTC材料的品质及寿命。
技术内容
本技术的目的是提供一种导电塑料,以解决现有技术导电粒子在基体中聚集及分布不均导致PTC材料的使用寿命及品质不高的问题。
本技术是通过以下技术方案实现的:
一种导电高分子塑料,按重量百分比由以下组分组成:
所述导电粒子包括碳纳米管和氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒;
所述碳纳米管与所述氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒的重量比为1∶1。
所述碳纳米管的长度为50-100nm。
所述纳米铝颗粒的直径为20-30nm。
所述氧化石墨稀的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至五分之一。
所述增强剂为马来酸酐接枝高密度聚乙烯。
本技术的有益效果是:
本技术方案通过采用氧化石墨稀包覆铝颗粒,使得氧化石墨稀的外径增大,减小了氧化石墨稀聚集的可能性,并且通过采用铝颗粒,降低了通电磁场对导电粒子分布的影响,使得导电粒子在基体中的分布更均匀,相对面积的电流比较均匀。
同时,氧化石墨稀能够防止纳米铝颗粒的氧化。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本技术的技术方案,以下的实施例仅是示例性的,仅能用来解释和说明本技术的技术方案,而不能解释为是对本技术技术方案的限制。
本申请提供一种导电高分子塑料,按重量百分比由以下组分组成:
所述导电粒子包括碳纳米管和氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒;
所述碳纳米管与所述氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒的重量比为1∶1。
所述碳纳米管的长度为50-100nm。
所述纳米铝颗粒的直径为20-30nm。
所述氧化石墨稀的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至五分之一。
所述增强剂为马来酸酐接枝高密度聚乙烯。
具体制备方法为:
步骤1)制备氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒,在本申请中,可以采用两种方式制备,一种是溶液制备法,即将纳米铝颗粒投入到氧化石墨稀溶液中,使得氧化石墨稀在纳米铝颗粒上形成包覆层,再经过干燥处理得到氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒。
另一种方式是将纳米铝颗粒在真空条件下70-100摄氏度范围内搅动,通入30-50帕压力的氢气,同时通入50-100帕的石墨气体,经过24-48小时,然后降温制得氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒。
步骤2)将聚丙烯与碳纳米管混合均匀;
步骤3)将低密度聚乙烯与上述制得的氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒混合均匀;
步骤4)将步骤2)的产物、步骤3)的产物及增强剂混合并在氮气保护情况下,造粒,得到导电塑料。
实施例1
一种导电高分子塑料,按重量百分比由以下组分组成:
30%的聚丙烯、55%的低密度聚乙烯、10%的导电粒子及5%的增强剂;其中所述导电粒子包括碳纳米管和氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒;
所述碳纳米管与所述氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒的重量比为1∶1。
所述碳纳米管的长度为50-100nm。
所述纳米铝颗粒的直径为20-30nm。
所述氧化石墨稀的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至五分之一。
所述增强剂为马来酸酐接枝高密度聚乙烯。
制备方法为:
步骤1)制备氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒;
步骤2)将聚丙烯与碳纳米管混合均匀;
步骤3)将低密度聚乙烯与上述制得的氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒混合均匀;
步骤4)将步骤2)的产物、步骤3)的产物及马来酸酐接枝高密度聚乙烯混合并在氮气保护情况下,造粒,得到导电塑料。
实施例2
一种导电高分子塑料,按重量百分比由以下组分组成:
35%的聚丙烯、40%的低密度聚乙烯、15%的导电粒子及10%的增强剂;其中所述导电粒子包括碳纳米管和氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒;
所述碳纳米管与所述氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒的重量比为1∶1。
所述碳纳米管的长度为50-100nm。
所述纳米铝颗粒的直径为20-30nm。
所述氧化石墨稀的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至五分之一。
所述增强剂为马来酸酐接枝高密度聚乙烯。
制备方法为:
步骤1)制备氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒;
步骤2)将聚丙烯与碳纳米管混合均匀;
步骤3)将低密度聚乙烯与上述制得的氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒混合均匀;
步骤4)将步骤2)的产物、步骤3)的产物及马来酸酐接枝高密度聚乙烯混合并在氮气保护情况下,造粒,得到导电塑料。
实施例3
一种导电高分子塑料,按重量百分比由以下组分组成:
32%的聚丙烯、46%的低密度聚乙烯、12%的导电粒子及10%的增强剂;其中所述导电粒子包括碳纳米管和氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒;
所述碳纳米管与所述氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒的重量比为1∶1。
所述碳纳米管的长度为50-100nm。
所述纳米铝颗粒的直径为20-30nm。
所述氧化石墨稀的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至五分之一。
所述增强剂为马来酸酐接枝高密度聚乙烯。
制备方法为:
步骤1)制备氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒;
步骤2)将聚丙烯与碳纳米管混合均匀;
步骤3)将低密度聚乙烯与上述制得的氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒混合均匀;
步骤4)将步骤2)的产物、步骤3)的产物及马来酸酐接枝高密度聚乙烯混合并在氮气保护情况下,造粒,得到导电塑料。
实施例4
一种导电高分子塑料,按重量百分比由以下组分组成:
33%的聚丙烯、45%的低密度聚乙烯、14%的导电粒子及8%的增强剂;其中所述导电粒子包括碳纳米管和氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒;
所述碳纳米管与所述氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒的重量比为1∶1。
所述碳纳米管的长度为50-100nm。
所述纳米铝颗粒的直径为20-30nm。
所述氧化石墨稀的厚度为纳米铝颗粒直径的十分之一至五分之一。
所述增强剂为马来酸酐接枝高密度聚乙烯。
制备方法为:
步骤1)制备氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒;
步骤2)将聚丙烯与碳纳米管混合均匀;
步骤3)将低密度聚乙烯与上述制得的氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒混合均匀;
步骤4)将步骤2)的产物、步骤3)的产物及马来酸酐接枝高密度聚乙烯混合并在氮气保护情况下,造粒,得到导电塑料。
以上仅是本技术的优选实施方式的描述,应当指出,由于文字表达的有限性,而在客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。