复合型导电高分子材料导电机理研究及电阻率计算

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什么是导电高分子的掺杂呢？
纯净的导电聚合物本身并不导电，必须经过掺 杂才具备导电性
掺杂是将部分电子从聚合物分子链中迁移出来 从而使得电导率由绝缘体级别跃迁至导体级别 的一种处理过程
导电聚合物的掺杂与无机半导体的掺杂完全不 同
导电高分子的掺杂与无机半导体的掺杂的对比
目前掺杂的方式主要有两种 ：
氧化还原掺杂 ：可通过化学或电化学手段来实现 。化学 掺杂会受到磁场的影响
遗憾的是目前为止还没有发现外加磁场对聚合物的室温电 导率有明显的影响
质子酸掺杂 ：一般通过化学反应来完成，近年发现也可 通过光诱导施放质子的方法来完成
还有掺杂—脱掺杂—再掺杂的反复处理方法，这种掺杂方 法可以得到比一般方法更高的电导率和聚合物稳定性
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导电机理与结构特征
④π价电子 两个成键原子中p电子相互重叠后产生 π键，构成π键的电子称为π价电子。当π电子孤立 存在时这种电子具有有限离域性，电子在两个原 子之间可以在较大范围内移动。当两个π键通过一 个σ键连接时，π电子可以在两个π键之间移动，这 种分子结构称为共轭π键。
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导电机理与结构特征
利用导电高分子与金属线圈当电极，半导体高分子在中间，当两电 极接上电源时，半导体高分子将会开始发光。比传统的灯泡更节省能源 而且产生较少的热，具体应用包括平面电视机屏幕、交通信息标志等。
导电高分子材料的应用
半导体特性的应用－太阳能电池
导电高分子可制成太阳电池，结 构与发光二极管相近，但机制却相反 ，它是将光能转换成电能。 优势在于 廉价的制备成本，迅速的制备工艺， 具有塑料的拉伸性、弹性和柔韧性 。
导电高分子材料的应用
导体特性的应用
抗静电 理想的电磁屏蔽材料，可以应用在计算机、电视机、起搏器等 电磁波遮蔽涂布 能够吸收微波，因此可以做隐身飞机的涂料 防蚀涂料 能够防腐蚀，可以用在火箭、船舶、石油管道等

引言屏蔽电缆（图1），一方面可以减少电缆内部传输信号的泄漏，降低对外的电磁辐射污染，使信息更加保密；另一方面可以有效地防止外部电磁环境对电缆内信号产生干扰，保证信号传输的质量。

本文主要介绍当前国内外电缆屏蔽材料的种类及研究现状。

电缆屏蔽层的屏蔽范围；② 可增加屏蔽层的厚度来提高电缆屏蔽性能；③ 可在电缆屏蔽结构上采用多层屏蔽，这是由于电磁波在层与层之间存在的反射，使得多层屏蔽效果比厚度相同的单层屏蔽效果更好。

2 电缆屏蔽材料的种类2.1 金属丝编织防波套金属丝编织防波套是通过编织设备将金属丝以一定的编织结构编织而成的，金属丝多采用铜丝（包括镀银铜丝、镀锡铜丝等）和钢丝等，张险峰等[4]用铜包铝丝来代替铜丝作为编织屏蔽材料，通过实验发现，铜包铝丝的规格略选择大一些，并将编织结构略加调整，屏蔽性能可等同于或略高于铜丝编织，电缆的力学性能也完全能够保证使用要求。

对于金属丝编织防波套，不同的结构参数具有不同的屏蔽性能，刘诗钟等[5-7]研究了金属丝编织防波套的结构参数与屏蔽性能的关系：① 编织层的屏蔽效能不仅与金属本身的电导率和磁导率有关，还与金属丝编织的层数、覆盖率和编织角等结构参数相关，且层数越多、覆盖率越大、编织角越小，编织层的屏蔽性能越好；② 编织角应控制在30~45之间，但结合实际生产，编织角在30±5的范围内较为适宜；③ 对于单层编织层，覆盖率为85％比较合适。

金属丝编织防波套弯曲性较好，具有良好的机械保护性能，但由于金属丝编织防波套不可避免地有空隙，图1 电缆屏蔽结构电缆屏蔽材料的种类及应用Type and Application of EMS Materials for Cables 合肥工业大学材料科学与工程学院 王晓东 宣天鹏摘要介绍了金属丝编织防波套、金属复合带、半导电高分子材料、电化学镀屏蔽膜和导电涂料等电缆屏蔽材料的组成、结构、制造工艺、特点、应用及发展现状，有助于电缆制造厂商和用户根据实际工作条件，合理选择屏蔽材料及制造方法。

导电高分子材料的导电性能研究随着科技的不断发展，导电高分子材料在电子工业、能源领域以及生物医学领域中得到了广泛应用。

导电高分子材料具备传统高分子材料的特点，如轻质、柔性、可塑性好等，同时还具有较好的导电性能，使其在许多领域成为研究的热点。

众所周知，传统塑料是不导电的，这限制了其在电子器件等领域的应用。

然而，通过在高分子材料中加入导电填料，如金属粉末、碳纳米管等，可以改变传统高分子材料的导电性能。

导电填料的添加可以形成电子传导路径，从而实现高分子材料的导电性。

因此，导电高分子材料的导电性能研究具有重要意义。

一种常见的导电高分子材料是聚苯乙烯/碳纳米管复合材料。

研究表明，当碳纳米管的含量达到一定比例后，聚苯乙烯/碳纳米管复合材料的导电性能得到显著提高。

这是因为碳纳米管具有优异的导电性能，在聚合物基体中形成导电网络，从而实现导电性。

目前，研究人员还在不断探索不同类型的导电填料及其在高分子材料中的导电机制，以实现更好的导电性能。

此外，导电高分子材料的导电性能还受到一系列外界条件的影响。

例如，温度是影响导电高分子材料导电性能的重要因素之一。

随着温度的升高，导电高分子材料的导电性能会发生变化。

这是因为温度的升高会影响导电填料与高分子材料之间的相互作用力，从而影响导电性。

因此，对导电高分子材料在不同温度下的导电性能进行研究，对于了解其导电机制具有重要意义。

此外，导电高分子材料的导电性能还受到填料的形态和分散性的影响。

研究发现，填料的形态和分散性对导电高分子材料的导电性能有显著影响。

例如，碳纳米管的长度、直径和形态都会对导电效果产生影响。

当碳纳米管长度相对较短且形态较分散时，其导电性能较好。

因此，在研究导电高分子材料的导电性能时，还需要考虑填料的形态和分散性，以获得更准确的结果。

除了上述因素外，导电高分子材料的导电性能还受到填料含量和高分子材料基体性质的影响。

研究发现，填料含量的增加会显著提高导电高分子材料的导电性能。

复合材料电阻率一、引言复合材料是由两种或两种以上的材料组成的，具有优异的性能和应用范围。

其中电阻率是复合材料中一个重要的性能指标，本文将从定义、影响因素、测试方法和应用等方面进行详细介绍。

二、定义电阻率是指导体在单位长度内电阻大小的度量，通常用符号ρ表示。

在复合材料中，由于不同材料之间存在界面效应和相互作用，因此其电阻率可能会发生变化。

三、影响因素1.基体材料：复合材料中基体材料的种类及其导电性能对电阻率有很大影响。

例如，碳纤维基质复合材料具有较低的电阻率。

2.增强剂：增强剂可以改变复合材料中基体与填充物之间的相互作用，从而影响其导电性能。

例如，在石墨纤维增强聚酰亚胺基质复合材料中添加碳黑可以提高其导电性能。

3.填充物：填充物对于复合材料中电阻率也有很大影响。

例如，在碳纤维增强环氧基质复合材料中添加导电纳米材料可以显著降低其电阻率。

4.制备工艺：不同的制备工艺可以影响复合材料中基体与填充物之间的相互作用，从而影响其导电性能。

例如，热压成型比树脂浸渍法制备的碳纤维增强聚酰亚胺基质复合材料具有更低的电阻率。

四、测试方法1.四探针法：四探针法是一种常用的测试方法，它通过在样品表面施加电流和测量样品表面上产生的电势差来计算样品电阻率。

该方法适用于各种类型的复合材料。

2.热释电法：热释电法是一种通过测量样品温度变化来计算其电阻率的方法。

该方法适用于高温下测试复合材料的导电性能。

3.交流阻抗法：交流阻抗法是一种通过测量交流信号在样品中传播时受到的阻抗大小来计算样品电阻率的方法。

该方法适用于低频下测试复合材料的导电性能。

五、应用1.航空航天领域：复合材料在航空航天领域中广泛应用，其中电阻率是评估其导电性能的重要指标。

例如，在飞机结构中使用碳纤维增强复合材料可以降低结构重量，提高燃油效率。

2.电子领域：复合材料在电子领域中也有广泛应用，例如在半导体器件封装中使用填充导电纳米材料的复合材料可以提高器件的散热性能和可靠性。

导电高分子复合材料综述导电高分子复合材料是一种结合了导电填料和高分子基体的非金属导电材料。

由于其优异的导电性能和高分子材料的良好工艺性能，导电高分子复合材料在电子、电器、电磁波屏蔽、静电防护等领域得到了广泛应用。

本文将从导电填料、高分子基体、制备方法和应用领域等方面综述导电高分子复合材料的研究进展。

导电填料是导电高分子复合材料中的关键组成部分。

目前常用的导电填料包括金属填料、碳黑、导电纤维和导电聚合物等。

金属填料具有良好的导电性能，但其加工性差，易生锈。

碳黑填料性能稳定，但存在聚集现象，导致流变性能下降。

导电纤维可以提供较高的导电性能，但通常与高分子基体的相容性较差。

导电聚合物由于能够形成连续的导电网络，并且可以与高分子基体较好地相容，因此成为近年来发展的研究热点。

高分子基体对导电高分子复合材料的力学性能、导电性能和工艺性能等起着重要影响。

常用的高分子基体包括聚合物树脂、热塑性弹性体和热塑性聚合物等。

聚合物树脂由于具有良好的力学性能和化学稳定性，因此广泛应用于导电高分子复合材料。

热塑性弹性体由于可以在一定温度范围内恢复弹性，因此在导电弹性体材料中得到了广泛应用。

热塑性聚合物由于具有良好的工艺性能，在导电高分子复合材料中也得到了较好的应用效果。

制备方法是影响导电高分子复合材料性能的关键因素之一、常用的制备方法包括溶液共混法、熔融共混法、反应挤出法和电沉积法等。

溶液共混法通过将导电填料和高分子基体溶解在适当的溶剂中，然后通过挥发溶剂的方式获得导电高分子复合材料。

熔融共混法是将导电填料和高分子基体在高温下混炼，然后通过冷却固化得到复合材料。

反应挤出法是通过聚合反应实现导电高分子复合材料的制备。

电沉积法是将金属填料等导电材料沉积在高分子基体上来制备导电高分子复合材料。

导电高分子复合材料在电子、电器、电磁波屏蔽、静电防护等领域具有广阔的应用前景。

在电子和电器领域，导电高分子复合材料可以用于生产导电薄膜、导线、印刷电路板等；在电磁波屏蔽领域，导电高分子复合材料可以用于制备导电涂层和导电材料；在静电防护领域，导电高分子复合材料可以用于制备静电消除器和防静电材料。

导电高分子不仅可以掺杂, 而且还可以脱掺杂, 并且掺杂-脱掺杂的 过程完全可逆。
•3.具有光学性能（光诱导
吸收、光致发光等非线性光学
特性）、磁学性能、电化 学性能（随氧化/还原过程，
颜色发生变化）等
02
导 电 高 分 子 聚乙炔PA Polyacetylene 顺式聚乙炔 反式聚乙炔
（铜色） （银白色）
导电高分子
Conductive Polymer or Conducting Polymer or Electroactive Polymer or Synthetic Polymer 按材料的导电性分： 绝缘体（insulator）半导体（semiconductor） 导体（conductor） 超导体（superconductor） 电导率 σ =1/ρ=1/(Ω*m)=S/m
1970年：科学家发现类金属的无机聚合物聚硫氮(SN)x具有 超导性。
01
发展历程
1975年：、与H.Shirakawa合作研究，将无机导电聚合物研制与有机导电 聚合物研制相结合。发现未掺卤素的顺式聚乙炔的导电率为10-8～10-7S/m； 未掺卤素的反式聚乙炔为10-3～10-2 S/m，而当聚乙炔曝露于碘蒸气中进行掺 杂氧化反应后，其电导率可达3000S/m。
导电性 绝缘体 绝缘体 绝缘体 半导体 绝缘体 金属态 绝缘体 绝缘体 绝缘体 绝缘体
02
导 电 高 分 子 催化剂将环辛四烯转换成了聚乙炔，导电率35000S/m，
学性能，成本较低，易于成型和大规模生产。
聚苯胺
导电高分子应用
在电极上沉积为导电薄膜。
表聚1噻聚吩苯的胺衍的生聚氧物苯化PE还胺D原O单态T是体及有对价机应格电的致低导发电廉光性器，件合制成备中工重艺要简的空单穴，传电输层导材率料高。 ，在空气和溶液中稳定，具有独特

复合导电高分子材料复合导电高分子材料是指将导电剂与高分子基体进行复合，以提高材料的导电性能。

近年来，随着电子设备和能源存储领域的快速发展，对导电高分子材料的需求不断增加。

本文将从材料结构、制备方法和应用领域三个方面来介绍复合导电高分子材料的研究进展。

复合导电高分子材料的结构主要由导电剂和高分子基体组成。

常用的导电剂包括金属纳米颗粒、碳纳米管、导电聚合物等。

这些导电剂具有良好的导电性能和电子传输能力。

高分子基体可以选择聚合物、树脂等材料，以确保材料的柔韧性和可塑性。

通过导电剂和高分子基体之间的复合，可以形成具有导电性能的复合材料。

制备复合导电高分子材料的方法多种多样。

常见的方法包括溶液法、电刷法和热缩法等。

其中，溶液法是一种简单有效的方法。

通过将导电剂和高分子基体分散在溶剂中，形成均匀的溶液。

之后，通过溶剂的挥发和高分子的凝聚，可得到导电高分子材料。

电刷法是一种将导电剂有序排列在高分子链上的方法。

通过控制电极势差和电解液中的离子浓度，可以在电极表面制备出有序排列的导电高分子材料。

热缩法则是通过热压、热拉伸等方法使导电剂和高分子基体形成紧密结合的材料。

复合导电高分子材料广泛应用于电子设备和能源存储领域。

在电子设备方面，复合导电高分子材料可以作为柔性电子元件的材料。

相比传统的刚性材料，柔性材料能够适应各种形状和曲面，提供更便捷的使用体验。

导电高分子材料的柔韧性和导电性能使其成为柔性可穿戴设备、可弯曲屏幕等领域的理想选择。

在能源存储领域，复合导电高分子材料可用于制备超级电容器和锂离子电池等。

导电剂的加入可以提高电极的导电性能，从而增加电池储能容量和充放电效率。

尽管复合导电高分子材料在电子设备和能源存储领域具有广阔的应用前景，但还存在一些挑战需要克服。

首先，导电剂的添加会导致材料的机械强度下降，因此在材料设计中需要兼顾导电性和机械性能。

其次，导电剂与高分子基体的界面相互作用对材料的导电性能也有重要影响。

因此，研究人员需要进一步研究导电剂与高分子基体间的相互作用机制，以提高材料的导电性能。

第３６卷第ｌｌ期 ２００８年１１月
化工新型材料 ＮＥＷ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡｌ５
Ｖ０１．３６ Ｎｏ．１１ ·１３·
填充复合型导电高分子材料导电机理 及导电性能影响因素研究概况
叶明泉 贺丽丽 韩爱军
（南京理工大学化工学院，南京２１００９４）
摘要采用渗流理论、量子力学隧道效应理论和场致发射效应等理论。对填充复合型导电高分子材料的导电机理 进行了分析介绍；从聚合物的结构、导电填料的种类、性能、用量、复合材料制备方法、加工及使用条件等因素，分析了影响 填充复合型导电高分子材料导电性能的主要因素。
万方数据
要作用；当导电填料含量高时，导电粒子间距离小，形成链状 导电通道的几率大，渗流理论机理的作用变得显著。
２导电性能的影响因素
２．１基体聚合物的影响 从聚合物结构上讲．聚合物侧基的性质、体积和数量，主
链的规整度、柔顺性、聚合度、结晶性等对体系导电性均有不 同程度影响［１钆绋２引。填充复合型导电高分子材料的导电性随 基体聚合物表面张力减小而升高；基体聚合物聚合度越高，价 带和导带间的能隙越小，导电性越高；聚合物结晶度越高，导 电性越高；交联使体系导电性下降【２“。基体聚合物的热稳定 性对复合材料的导电性能也有影响，一旦基体高分子链发生 松弛现象，就会破坏复合材料内部的导电途径，导致导电性能 明显下降［ｚ“。共混高聚物／炭黑复合材料比单一高聚物／炭黑 复合材料有更高的导电性［２引。 ２．２导电填料的影响
关键词填充，导电高分子材料，导电机理，渗流，量子力学隧道效应，场致发射
Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ’ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｆｉｌｌｉｎｇ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ

复合型导电高分子复合型导电高分子是一种具有导电性能和多功能性的材料。

它可以在电子器件、传感器、能源存储和转换等领域中发挥重要作用。

本文将从复合型导电高分子的定义、制备方法、应用领域和未来发展等方面进行探讨。

一、复合型导电高分子的定义复合型导电高分子是将导电材料与高分子材料进行复合，形成具有导电性能的复合材料。

导电材料可以是导电聚合物、金属纳米粒子、碳纳米管等，高分子材料可以是聚合物树脂、聚合物薄膜等。

复合型导电高分子具有高导电性、良好的机械性能和化学稳定性等特点，同时还保持了高分子材料的可塑性和可加工性。

制备复合型导电高分子的方法有多种，常用的包括物理混合法、化学还原法和电化学合成法。

物理混合法是将导电材料和高分子材料直接混合，形成复合材料。

化学还原法是通过化学反应将导电材料还原到高分子材料中，生成复合型导电高分子。

电化学合成法是利用电化学方法在高分子材料表面沉积导电材料，形成导电层。

三、复合型导电高分子的应用领域复合型导电高分子在电子器件领域具有广泛应用。

它可以作为导电层、电极材料和电池材料，用于制备柔性电子器件、有机太阳能电池和超级电容器等。

在传感器领域，复合型导电高分子可以用于制备高灵敏度的压力传感器、湿度传感器和生物传感器等。

此外，复合型导电高分子还可以用于制备导电聚合物纤维、导电涂层和导电胶粘剂等。

四、复合型导电高分子的未来发展随着科学技术的不断进步，复合型导电高分子材料的性能将不断提升。

未来的发展方向主要包括提高导电性能、改善机械性能和优化加工性能。

一方面，可以通过控制导电材料的形貌和分散性，提高复合材料的导电性能。

另一方面，可以通过调控高分子材料的结构和交联度，改善复合材料的机械性能和热稳定性。

此外，还可以开发具有特殊功能的复合型导电高分子，如自修复、自感应和可光调控等。

复合型导电高分子是一种具有导电性能和多功能性的材料。

它具有广阔的应用前景，在电子器件、传感器、能源存储和转换等领域中具有重要的作用。

导电高分子复合材料的制备与性能研究随着科学技术的不断进步，导电高分子复合材料因其优异的导电性能和机械性能，在诸多领域中得到了广泛的应用。

本文将从制备方法和性能研究两方面对导电高分子复合材料进行探讨。

一、导电高分子复合材料的制备方法导电高分子复合材料通常由导电填料和高分子基体组成。

导电填料是导电性能的关键因素，常见的导电填料包括金属粉末、导电碳黑等。

而高分子基体的选择则取决于所需性能以及具体应用领域。

一种常见的制备方法是简单混合法。

首先将导电填料和高分子基体按一定比例混合均匀，然后通过热压、溶液浸渍或电化学沉积等方式进行成型。

这种方法简单易行，但导电填料与高分子基体之间的界面相互作用较弱，导电性能和机械性能有限。

另一种制备方法是界面改性法。

通过在导电填料与高分子基体之间引入界面修饰剂，可增强二者之间的相互作用，提高导电性能和机械性能。

常用的界面修饰剂有硅烷偶联剂、功能化聚合物等。

这种方法能够有效改善材料的性能，但制备过程较为复杂，成本相对较高。

二、导电高分子复合材料的性能研究导电高分子复合材料的性能主要包括导电性能、力学性能和热学性能等。

关于导电性能的研究，主要通过电阻率和电导率等参数来表征。

电阻率是导电材料的电阻和导体截面积之比，通常以Ω·cm为单位。

而电导率则是电阻率的倒数，通常以S/cm为单位。

研究表明，导电填料的类型、含量以及导电填料与高分子基体之间的界面结构等因素都会对导电性能产生影响。

因此，通过调控这些因素，可以获得具有优异导电性能的导电高分子复合材料。

力学性能主要包括弯曲强度、抗拉强度、剪切强度等。

研究表明，导电填料的添加可以一定程度上提高复合材料的力学性能。

导电填料的加入不仅增加了材料的刚性，还提高了材料的抗拉强度和耐磨性，使导电高分子复合材料具备了更广泛的应用范围。

热学性能主要包括热导率、耐高温性等。

研究表明，导电填料对导电高分子复合材料的热学性能有着显著的影响。

导电填料的导热性能高，可以有效地提高复合材料的热导率，从而提高材料的散热性能。

导电高分子材料及其应用学生姓名：指导老师：1．前言长期以来,高分子材料由于具有良好的机械性能,作为结构材料得到了广泛的应用。

关于电性能,人们一直只利用高分子材料的介电性,将其作为电绝缘材料使用,而它的导电性的发现,研究及开发则比较晚,直到1977年才发现了第一个导电有机聚合物———掺杂型聚乙炔(用电子受体掺杂) ,电导率可提高约12个数量级,最高可接近103S/cm,达到金属Bi的电导率。

导电高分子材料以其易于成型加工、耐腐蚀、质量轻等优点,越来越受到重视。

2．导电高分子材料的分类及性能80年代以来，作为高分子材料发展的一个新领域，导电高分子材料的研究与开发已成为功能材料研究的一个重要方面。

按导电本质的不同，导电高分子材料分复合型和结构型两种。

前者是利用向高分子材料中加入各种导电填料来实现其导电能力，而后者是从改变高分子结构来实现其导电能力。

2.1 复合型导电高分子材料复合型导电高分子材料是指经物理改性后具有导电性的材料。

一般是指将导电性填料经改性后掺混于树脂中制成的。

根据导电填料的不同，又可分为碳黑填充型及金属填充型。

复合型材料是目前用途最广用量最大的一种复合型导电材料。

2.1.1 碳黑填充型碳黑填充型导电材料是目前复合型导电材料中应用最广泛的一种。

一是因为碳黑价格低廉、实用性强。

二是因为碳黑能根据不同的导电要求有较大的选择余地。

聚合物碳黑体系电阻率可在10~108W之间调整，不仅可以消除和防止静电，还可以用作面装发热体，电磁波屏蔽以及高导体电极材料等。

三是导电持久稳定。

其缺点是产品颜色只能是黑色而影响外观。

碳黑填充型导电机理可用导电能带、隧道效应和场致发射发射来解释。

2.1.2 金属填充型导电材料金属填充型导电高分子材料起始于70 年代初期，开始仅限于金属粉末填充用于消除静电的场合或用于金、铁、铜粉配制导电粘合剂。

目前已使用的方法有表面金属化和填充金属型两种。

表面金属化即采用电镀、喷涂、粘贴等方法使塑料制品表面形成一层高导电金属。

复合导电高分子材料的功能原理复合导电高分子材料是一种具有导电性能的高分子材料，其功能原理主要是通过在高分子材料中添加导电填料或改性剂来实现的。

导电填料是复合导电高分子材料中的关键组成部分。

常用的导电填料包括金属纳米颗粒、碳纳米管、导电聚合物等。

这些导电填料具有较高的电导率和导电性能，能够在高分子基体中形成导电网络。

当电流通过导电填料时，填料之间的导电路径会形成电子通道，从而使整个材料具有导电功能。

导电填料与高分子基体之间的相互作用也是实现复合导电高分子材料功能的重要因素。

导电填料与高分子基体之间的相互作用可以通过物理和化学两种方式实现。

物理相互作用主要包括填料与基体之间的机械锁定和物理吸附等，而化学相互作用则包括填料表面的化学修饰和高分子基体的功能化改性等。

这些相互作用可以增强导电填料与高分子基体之间的结合力，提高材料的导电性能和稳定性。

复合导电高分子材料的导电性能还与导电填料的分散度和含量有关。

导电填料在高分子基体中的均匀分散度能够有效提高导电网络的连通性，从而提高材料的导电性能。

而导电填料的含量则会直接影响材料的导电性能和力学性能。

适当的填料含量能够保持材料的柔韧性和可加工性，同时又能提高材料的导电性能，具有良好的综合性能。

复合导电高分子材料的功能不仅仅局限于导电性能，还可以通过调控导电填料和高分子基体的相互作用来实现其他功能。

例如，通过添加具有特殊性质的导电填料，如磁性导电填料或光学导电填料，可以赋予材料磁性或光学性能。

这样的材料在电磁波屏蔽、传感器、光电器件等领域具有广泛的应用前景。

复合导电高分子材料的功能原理主要是通过导电填料与高分子基体之间的相互作用来实现的。

导电填料的选择、分散度和含量都对材料的导电性能和其他功能具有重要影响。

随着对导电材料性能要求的不断提高，复合导电高分子材料在电子、能源、传感等领域的应用前景将更加广阔。

复合材料的电阻表达式1.引言1.1 概述概述:复合材料是由两种或更多种不同性质的材料组合而成的材料。

它们通常具有优异的力学、热学和电学性能，因此被广泛应用于各个领域，例如航空航天、汽车工程、电子器件等。

在复合材料中，电阻是一个重要的物理特性，它决定了材料的导电能力以及电流在材料中的传播情况。

在本篇文章中，我们将重点探讨复合材料的电阻表达式。

电阻表达式是描述复合材料电阻特性的数学公式，它能够通过材料的物理性质以及结构参数来计算电阻值。

通过了解和推导电阻表达式，我们可以更好地理解复合材料的导电性能，并为材料的设计和应用提供指导。

在接下来的章节，我们将首先介绍复合材料的电阻特性，包括导电机制和影响电阻的因素。

然后，我们将详细推导复合材料的电阻表达式，探讨其中涉及的物理理论和数学方法。

最后，我们将总结复合材料的电阻表达式的重要性，并展望未来在这一领域的研究方向。

通过本篇文章的阅读，读者将能够全面了解复合材料的电阻特性及其表达式，进一步提高对复合材料导电性能的理解和应用。

希望本文能够对相关领域的研究人员和工程师有所帮助，并为进一步的研究提供新的思路和方向。

1.2 文章结构本文主要围绕复合材料的电阻表达式展开讨论。

全文共分为引言、正文和结论三个部分，具体结构如下：1. 引言部分：概述研究背景和重要性，介绍复合材料的基本概念和应用领域，说明本文的写作目的和意义。

2. 正文部分：首先，对复合材料的电阻特性进行详细阐述。

在这一部分中，将介绍复合材料的构成和性质，探讨复合材料中电子和离子在导电过程中所起的作用，并分析影响电阻的各种因素。

接着，将对电阻表达式进行推导，以揭示电阻与各个参数之间的关系，并给出具体的数学表达式。

3. 结论部分：总结复合材料的电阻表达式及其推导过程，并对研究结果进行回顾和总结。

同时，展望未来的研究方向，提出可能的改进和深入研究的方向，为读者提供进一步探索的思路。

通过以上结构的安排，本文将对复合材料的电阻表达式进行全面而系统的分析和讨论，旨在增进读者对复合材料电阻特性的理解，并为相关研究提供有益的参考与借鉴。

导电高分子复合材料的制备与应用研究引言：导电高分子复合材料是将导电性能与高分子材料相结合的新型材料，具有导电性能和高分子材料的优势。

其制备和应用研究已经成为材料科学领域的热门课题之一。

本文将主要探讨导电高分子复合材料的制备方法、特性以及广泛应用的领域。

一、导电高分子复合材料的制备方法1. 浸渍法：浸渍法是一种常见的制备导电高分子复合材料的方法。

首先，将导电填料浸泡在溶解高分子的溶液中，使其充分吸收高分子材料。

然后，在干燥过程中，通过高温烘烤使高分子材料凝聚并结合导电填料，形成复合材料。

2. 敲击法：敲击法是制备导电高分子复合材料的一种新方法。

该方法通过在高分子材料表面敲击金属纳米颗粒，将纳米颗粒引入高分子材料中。

这种方法不仅可以实现纳米颗粒的导电功能，还可以增强高分子材料的强度和韧性。

3. 拉伸法：拉伸法是一种利用拉伸过程中材料断裂产生的空隙来引入导电填料的方法。

首先，在高分子材料中添加导电填料，然后进行拉伸过程。

在拉伸过程中，高分子材料会断裂，并在断裂中形成空隙，导电填料会填充到这些空隙中。

通过这种方法制备的导电高分子复合材料具有优异的导电性能。

二、导电高分子复合材料的特性1. 导电性能：由于导电填料的添加，导电高分子复合材料具有优异的导电性能。

导电填料可以是金属纳米颗粒、碳纳米管或导电聚合物，这些材料能够形成导电网络并传导电流。

2. 机械性能：导电高分子复合材料不仅具有导电性能，还保持了高分子材料的机械性能。

高分子材料具有轻质、高强度和韧性的特点，将其与导电填料相结合可以有效增强复合材料的机械性能。

3. 热稳定性：部分导电填料具有优异的热稳定性，因此导电高分子复合材料也具有较好的热稳定性。

这种特性使得导电高分子复合材料在高温环境中能够保持稳定的导电性能。

三、导电高分子复合材料的应用研究1. 电子器件：导电高分子复合材料在电子器件中有着广泛的应用。

例如，导电高分子材料可以用于制备导电电路板、柔性显示屏和聚合物太阳能电池。

材料学院孙艳丽2013208187导电高分子研究进展发展历程导电聚合物出现在上世纪七十年代，1977年聚乙炔的导电现象被发现，当时筑波大学的白川与宾夕法尼亚大学的MacDiarmid等人合作，发现用碘或五氟化砷掺杂聚乙炔，将电导率提高了12个数量级，达到10 s/cm的程度，这在世界范围内引发了导电聚合物的研究热潮。

在其后很短的时间内，聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等导电高分子聚合物也被相继地开发出来。

关于这些聚合物的各类衍生物的研究又将这个领域的深度和广度大幅延伸。

各种导电聚合物的制备方法也有了很大进展，如聚苯胺可以有化学氧化聚合、电化学聚合、乳液聚合及沉淀聚合等多种聚合方法。

同时，“掺杂”方法不断取得关键性突破，导电聚合物的应用领域也不断得到扩大。

2000年，诺贝尔化学奖颁发给了常年在导电聚合物领域从事研究工作的三个科学家马克迪尔米德、黑格和白川英树，他们的工作使得共轭聚合物电致发光器件已经接近实用水平，这使得一度陷入低谷的导电聚合物研究重新走到了科学研究的前沿。

从那以后，导电高分子材料这一门新兴的学科就此迅速发展，成为材料学科研究中重要的一部分。

之后，又相继开发出了聚吡咯"聚苯硫醚"聚酞菁类化合物"聚噻吩"聚苯胺"聚对苯撑乙烯撑等导电高分子材料。

导电高分子材料因其独特的结构和物理化学性质而在很多方面得到广泛应用。

虽然导电高分子材料的发展只有三十多年的历史，但由于这门学科本身有着极其巨大的学术价值和应用前景，所以吸引了世界各国的科学家从事该领域的研究。

几种常见的导电高分子导电聚合物分类（1）复合型导电高分子材料由通用的高分子材料与各种导电性物质，如石墨"金属粉"金属纤维"金属氧化物"炭黑"碳纤维，通过不同的方式和加工工艺，如分散聚合"填充复合"层积复合或形成表面电膜等方式而制得。

主要品种有导电橡胶"导电塑料"导电纤维织物"透明导电薄膜"导电涂料以及导电胶黏剂等。

第15卷　第4期 西　南　工　学　院　学　报 V o1.15N o.42000年12月 JOU RNAL O F SOU THW EST I N ST ITU T E O F T ECHNOLO GY D ec .2000 文章编号:100728916(2000)0420005204导电高分子复合材料的研制Ξ潘宝风　李武光(西南科技大学材料科学与工程系,四川绵阳621002)摘要:本文在常用制备导电高分子复合材料的原材料配方的基础上,加入新型抗氧化剂A 、消泡剂B ,目的是在保持导电高分子复合材料力学性能的基础上,显著提高其导电性能,满足实践需要。

本次实验证明当金属填料含量达到某一最佳比例时,其力学性能和电学性能均能达到预期目的。

关键词:高分子复合材料;体积电阻率;消泡剂;抗氧化剂;力学性能;导电性能中图分类号:TQ 317 文献标识码:A0　前言 根据采用原材料的不同和制备方法的差异,可将导电高分子复合材料分为结构型导电复合材料、表面处理型导电复合材料和复合型导电复合材料。

结构型导电复合材料本身刚度大,难熔、难溶,成型困难,掺杂剂多数毒性大,导电稳定性差,成本较高,实用价值有限;表面处理型导电复合材料只是表面有一层导电物质,容易磨损,并且所涂金属易氧化,导电效果也不能长久;复合型导电高分子复合材料是指以高分子材料为基体的复合材料,向其中加入各种导电物质,经分散、层积、各复合等方式处理后具有导电功能的多项复合体系,它既具有导电功能,同时又具有高分子复合材料的许多优良性能,可以在较大范围内根据使用需要调节电学和力学性能,并且成本较低,因而复合型导电高分子复合材料获得广泛应用。

图1　样品制造工艺流程图1　实验1.1　原材料a )环氧树脂:平均环氧值0.51;b )乙二胺:分析纯,乙二胺含量不低于9.9%;c )抗氧化剂A ;d )消泡剂B ;e )铜粉:含铜量不低于99.8%,细度:400目;f )盐酸:分析纯,HCL 含量36-38%,灼烧残渣0.0005%;g )苯乙烯:化学纯;h )0.4mm 中碱方格玻纤布:牌号　中碱-4001.2　试样制备 本次样品制备均采用真空模压成型,分别用处理和未处理铜粉制备质量含量为10%、20%、30%、34%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、56%的样品各5个,再测其性能,取其平均值,其工艺过程如图1所示。

复合材料电阻率引言•电阻率的重要性•复合材料的定义与特点复合材料的导电性1. 电导率与电阻率的关系•电导率和电阻率的定义•电导率与电阻率的相互转换•复合材料中电导率的测量方法2. 复合材料的电导机制•电子传导机制•离子传导机制•复合材料导电性的影响因素复合材料电阻率的影响因素1. 材料成分•基体材料的选择与含量•填料材料的选择与含量•引入导电剂的影响2. 材料结构与形貌•界面效应的影响•晶体结构与晶界的导电性•孔隙度与孔隙形状对电阻率的影响3. 复合材料制备方法•不同制备方法对电阻率的影响•界面处理对电阻率的影响•构建导电网络的方法与效果复合材料电阻率的测量与模拟1. 电阻率测量方法•四探针法•电化学阻抗谱•有限元分析法2. 电阻率模拟与预测•密度泛函理论•统计力学模型•电子输运模型复合材料电阻率的应用与展望1. 电子器件中的应用•电子导线与电路板•灵活可穿戴电子设备2. 传感器与电磁屏蔽材料•压力传感器与湿度传感器•电磁屏蔽材料的设计与应用3. 新型复合材料的发展趋势•导电高分子复合材料的研究•柔性与可扩展复合材料的开发结论•复合材料电阻率的研究意义•未来的研究方向和应用前景参考文献1.Smith, J. D., & Wang, M. (2015). Electrical conductivitymeasurement techniques for conducting polymer films: a comparative review. Optical and Quantum Electronics, 47(10), 3479-3494.2.Cox, P. A. (2003). The electronic properties of composites. WorldScientific.3.Zhao, X. A., Liu, Y. N., Liang, J., & Li, Z. (2016). Recentadvances in carbon nanotube-based gas sensors. Nanotechnology,27(7), 072001.4.Iijima, S. (1991). Helical microtubules of graphitic carbon.Nature, 354(6348), 56-58.5.Cao, Y., & Smith, P. (Eds.). (2013). Functional polymer compositeswith nanoclays. Royal Society of Chemistry.。