第二章导电高分子

第二章习题

1 名词解释（见教材）

4（1）己二酸与己二胺进行缩聚反应的平衡常数为432，设单体为等物质量配比，若期望得到聚合度为200的聚合物，体系中的水必须控制在多少。

解：己二胺与己二酸反应生成尼龙－66

已知：平衡常数K＝432

期望聚合度Xn＝200

计算小分子水的残留率nw

线型缩聚平衡反应达到平衡时：

wnPnKX,

从题中知道反应是在开放体系，等配比单体，而且很明显平均分子量>10000，因此可以采用书上公式（2－6）直接计算：

wnnKX

nw＝1.08％

所以体系中的水必须控制为生成总量的1.08%

nH2N(CH2)6NH2+nHOOC(CH2)4COOH(2n-1)H2OHOH[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]n+（4）等物质量的二元酸和二元醇在密闭反应容器中进行缩聚反应，设在该温度下的平衡常数为9，试计算达到平衡时的反应程度和聚合度？

解：反应条件：等配比单体,密闭体系

已知：平衡常数K=9

计算反应程度P, 聚合度Xn

采用公式2－5a，b计算：

1KKP=75％

41kXn

（6）用Carothers法计算下列配方的凝胶点

邻苯二甲酸酐 甘油 乙二醇

配方1 3.0mol 2.0mol 0

配方2 1.5mol 0.98mol 0

配方3 1.50mol 0.99mol 0.002mol

单体官能度 2 3

2

第一种配方(等官能团配比)

－COO酸酐的数量：2*3.0＝6

－OH羟基的数量：3*2.0＝6

4.2323*22*3f

第二种配方(不等官能团配比)

－COO酸酐的数量：2*1.5＝3

导电高分子复合材料是一类具有重要理论研究价值和广阔应用前景的新型功能材料.本文介绍了这类材料的基本导电理论、特殊效应理论、主要应用概况以及目前的研究进展.

高分子材料在很长一段时期都被用作电绝缘材料.随着不同应用领域的需要以及为进一步拓宽高分子材料的应用范围，一些高分子材料被赋予某种程度的导电性以致成为导电高分子材料.第一个高导电性的高分子材料是经碘掺杂处理的聚乙炔，其后又相继开发了聚吡咯、聚对苯撑、聚苯硫醚、聚苯胺等导电高分子材料〔1〕.由于这些导电高分子材料都具有共轭键结构，并且主要是由化学方法处理得到的，因此常称为本征型导电高分子材料.但是，这类材料的稳定性、重现性较差，电导率分布范围较窄，成本较高，而且加工困难，尚未进入批量生产的实用阶段〔2〕.本征型导电高分子材料在应用方面遇到的困难短期难以解决，促使人们转而研究和开发导电高分子复合材料.

导电高分子复合材料是以高分子材料为基体，通过加入导电功能体，经过分散复合、层积复合以及形成表面导电膜等方式处理后形成的多相复合导电体系.由于原料易得、工艺相对简单、成本较低、电阻率可在较大范围内调节，同时具有一定程度的再加工性并兼有高分子基体材料的一些优异性能而受到广泛重视.

导电高分子复合材料的研究工作主要有：① 复合材料导电机理的理论研究、特殊效应机理的理论研究；② 用不同方法研制新材料的实验研究；③ 材料应用的实验研究.

导电高分子复合材料导电机理的理论研究工作通常又包括导电通路的形成和形成导电通路后的导电机理两方面.前者研究的是加入聚合物基体中的导电功能体在给定的加工工艺条件下，如何达到电接触而在整体上自发地形成导电通路这一宏观自组织过程；后者则主要涉及导电通路或部分导电通路形成后载流子迁移的微观过程.显然，无论是宏观过程还是微观过程，它们都受到复合体系的几何拓扑、热力学和动力学等多种因素的制约.因此，导电高分子复合材料的理论研究工作一方面呈现多样性、复杂性，另一方面又与实验结果之间存在着不同程度的差异，而且许多理论结果往往不具有普适性.

导电高分子材料

摘要：导电高分子复合材料是一类具有重要理论研究价值和广阔应用前景的新型功能材料，导电高分子材料具有高电导率、半导体特性、电容性、电化学活性，同时还具有一系列光学性能等，具有与一般聚合物不同的特性。因此，导电高分子复合材料是一类具有重要理论研究价值和广阔应用前景的新型功能材料。

关键字：导电高分子功能材料 、结构特征 、性能

简介:

自从1977年美国科学家黑格（A.J.Heeger）和麦克迪尔米德（A.G.MacDiarmid）和日本科学家白川英树（H.Shirakawa）发现掺杂聚乙炔（Polyacetylene，PA）具有金属导电特性以来，有机高分子不能作为电解质的概念被彻底改变。也因此诞生了一门新型的交叉学科导电高分子。这个新领域的出现不仅打破了高分子仅为绝缘体的传统观念，而且它的发现和发展为低维固体电子学，乃至分子电子学的建立和完善作出重要的贡献，进而为分子电子学的建立打下基础，而具有重要的科学意义。所谓导电高分子是由具有共轭π键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。它完全不同于由金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电塑料。导电高分子具有特殊的结构和优异的物理化学性能使它在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件， 以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。因此， 导电高分子自发现之日起就成为材料科学的研究热点。经过近30多年的发展，导电高分子已取得了重要的研究进展。

1.导电机理

1.1结构型导电聚合物导电机理

物质的导电过程是载流子在电场作用下定向移动的过程。高分子聚合物导电必须具备两个条件: (1) 要能产生足够数量的载流子(电子、空穴或离子等)；(2) 大分子链内和链间要能够形成导电通道。在离子型导电高分子材料中，聚醚、聚酯等的大分子链呈螺旋体空间结构，与其配位络合的阳离子在大分子链段运动作用下，就能够在螺旋孔道内通过空位迁移(“自由体积模型”) ；或被大分子“溶剂化”了的阴阳离子同时在大分子链的空隙间跃迁扩散(“动力学扩散理论”) 。

导电高分子材料的制备与应用

041140407 王世龙

摘要：传统高分子材料的体积电阻率一般介于1010～1020Ω•cm之问，一直作为电绝缘材料使用。自从1997年发现掺杂聚乙炔具有良好导电性后，世界各国科学家纷纷投入到导电聚合物的研究当中，各种有机导电聚合物相继出现，其应用范围也日益扩大， 广泛应用于各种家用电器、航空航天、抗静电涂料、雷达吸波材料、电磁屏蔽材料和传感器等方面，极大地丰富和改善了人们的生活。

与传统导电材料相比较,导电高分子材料具有许多独特的性能。导电高聚物可用作雷达吸波材料、电磁屏蔽材料、抗静电材料等。介绍了导电高分子材料的结构、种类及导电机理、合成方法、导电高分子材料的应用、研究现状及发展趋势。

关键字：导电高分子 分类 制备 现状

Abstract : Compared with conventional conductive materials, conductive

polymer material has many unique properties. Conducting polymers can be us

ed as radar absorbing materials, electromagnetic shielding materials,materials.

Describes the structure of conductive polymer materials, types and conducting

mechanism, synthesis methods, the application of conductive poly materials,

research status and development trend.

Keywords: conductive polymer categories preparation status