复合型导电高分子资料

导电高分子复合材料的制备及性能研究近年来，随着电子技术和材料科学的飞速发展，导电高分子复合材料逐渐成为研究热点。

导电高分子复合材料以其优越的导电性能和良好的物理化学性能，被广泛应用于电子、能源和传感器等领域。

而其制备和性能研究成为当前材料科学研究的重点。

一、导电高分子复合材料的制备导电高分子复合材料的制备主要包括导电填料选择、制备方法和复合工艺等几个方面。

首先，导电填料的选择对于导电高分子复合材料的性能至关重要。

目前常用的导电填料有碳纳米管、碳黑、金属纳米线等。

其中，碳纳米管是一种理想的导电填料，其高导电率和优异的力学性能使其成为最佳选择。

其次，制备方法包括机械混合法、溶液浸渍法、原位聚合法等。

其中，机械混合法是一种简单易行且效果较好的方法，通过高速搅拌或研磨将导电填料与基体材料均匀混合。

最后，复合工艺可以通过压片、热压、注塑等方法将导电填料和基体材料固定在一起，并形成复合材料。

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研究主要包括导电性能、力学性能和热稳定性等方面。

首先，导电性能是导电高分子复合材料最重要的性能之一。

通过实验测试发现，导电填料的形态、含量和分散性对导电性能有着明显影响。

在导电填料含量一定的情况下，导电性能随着填料形态的改变呈现不同的变化规律。

其次，导电高分子复合材料的力学性能直接影响其在实际应用中的可行性。

该复合材料的力学性能主要与基体材料的力学性能和导电填料的分散性有关。

最后，热稳定性是导电高分子复合材料在高温环境下应用的重要性能之一。

研究表明，导电填料的选择和复合工艺对导电高分子复合材料的热稳定性有着显著影响。

三、导电高分子复合材料的应用前景导电高分子复合材料由于其优异的导电性能和独特的物理化学性能，在电子、能源和传感器等领域具有广阔的应用前景。

首先，在电子领域，导电高分子复合材料可用于柔性显示器、导电墨水和透明导电膜等器件的制备。

其次，在能源领域，导电高分子复合材料可作为电池、超级电容器和光伏设备等的重要组成部分，提高器件的性能和可靠性。

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。

导电高分子材料介绍导电高分子的研究始于20世纪70年代，因其诱人的应用前景而受到广泛重视，是目前国际上一个十分活跃的研究领域，对它的研究已从初期的纯实验室研究扩展到应用研究，已在能源、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等领域得到了广泛应用。

导电高分子材料按结构和制备方法不同可分为结构型和复合型两大类。

结构型导电高分子又称本征型导电高分子，是指具有共轭结构经少量掺杂后具有导电性的材料；复合型导电高分子材料是以高分子材料为基体，经物理或化学改性后具有导电性的材料。

根据在基体聚合物中所加入导电物质的种类不同又分为填充复合型导电高分子材料和共混复合型导电高分子材料两类。

填充复合型导电高分子材料通常是在基体聚合物中加入导电填料复合而成。

共混复合型导电高分子材料是在基体聚合物中加入结构型导电聚合物粉末或颗粒复合而成[3]。

本文将主要介绍填充复合型导电高分子材料的导电机理、制备方法、影响导电性能的因素等的研究进展。

聚合物一直被认为是绝缘体，但是自从1976年，美国宾夕法尼亚大学的化学家MacDiarnfid领导的研究小组首次发现掺杂后的聚乙炔具有类似金属的导电性以后，人们对共轭聚合物的结构和认识不断深入和提高，逐渐产生了导电高分子这门新兴学科。

在随后的研究中逐步发现了聚吡咯、聚对苯撑、聚苯硫醚、聚噻吩、聚对苯撑乙烯撑、聚苯胺等导电高分子。

由于导电高分子材料作为新兴不可替代的基础有机材料之一，对导电高分子研究具有重大的理论价值和应用价值。

聚苯胺原料便宜，合成简便，耐高温及抗氧化性能良好，有较高的电导和潜在的溶液、熔融加工可能性。

具有易成膜且膜柔软、坚韧等优点和优良的电致变色性，在日用商品及高科技等方面有着广泛的应用前景。

因此聚苯胺已成为当今导电高分子研究的一个热点，在这十多年期间，国内外对聚苯胺的结构、特性、合成、掺杂及改性等方面进行了较为深入的研究。

目前，研究最广泛的导电聚合物包括PA、聚毗咯、聚噻吩和PAn，PA是人们发现最早的一个有机共轭导电聚合物，也是研究较多的导电聚合物，但南于其合成工艺、力学性能和稳定性等诸多因素的限制，人们对其研究兴趣逐渐减少，而后3种尤其是PAn由于原料易得、合成工艺简便、导电性和稳定性优良，倍受人们青睐，在应用研究方面已走到了前面，成为研究热点。

超高分子量聚乙烯复合材料的导电性能及应用前景超高分子量聚乙烯（UHMWPE）作为一种具有优异性能的高分子材料，具备高强度、高韧性、低摩擦系数、优异的化学稳定性等特点。

然而，由于UHMWPE本身属于绝缘材料，其导电性能较差，限制了其在某些领域的应用。

为了克服这一问题，人们通过添加导电材料制备了UHMWPE复合材料，以提高其导电性能。

本文将探讨UHMWPE复合材料的导电性能及应用前景。

一、UHMWPE复合材料的导电性能导电材料的添加可以有效提高UHMWPE材料的导电性能。

常见的导电材料包括碳纳米管、导电纤维、金属粉末等。

这些导电材料在UHMWPE中形成了连续的导电网络，从而提高了材料的导电性能。

此外，导电材料的添加还可以调控复合材料的导电性能，使其在不同领域具备不同的导电性能，适应多种应用需求。

二、UHMWPE复合材料的应用前景1. 静电消散材料由于UHMWPE具有良好的摩擦系数和低表面电阻，可以用于制备静电消散材料。

将导电材料掺入UHMWPE中，可以形成导电网络，从而提高材料的导电性能。

这种静电消散材料可以广泛应用于电子产品、防静电设备等领域，有效避免静电积聚引发的安全隐患。

2. 导电塑料制品通过在UHMWPE中添加导电材料，可以制备导电塑料制品。

这种导电塑料具有优异的导电性能和机械性能，可以广泛应用于电气设备、电子器件等领域。

例如，用导电UHMWPE制造的电线电缆外护套可以提高电缆的导电性能和机械强度，提高电线电缆的使用寿命和安全性。

3. 功能性复合材料导电UHMWPE可以与其他功能性材料复合，制备具有特殊功能的复合材料。

例如，将导电UHMWPE与磁性材料复合，可以制备用于电磁屏蔽的复合材料。

这种复合材料不仅具有优异的导电性能，还具备电磁屏蔽的功能，可广泛应用于电磁屏蔽材料、电子封装材料等领域。

4. 新能源领域应用导电UHMWPE在新能源领域也具有广阔的应用前景。

例如，利用导电UHMWPE制备的锂离子电池隔膜，可以提高电池的导电性能和稳定性，增强电池的循环寿命和安全性。

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。

导电高分子材料专业班级：材料43学生姓名：王宏辉学号：2140201060完成时间：2017年3月29日导电高分子材料导电高分子材料一类具有导电功能（包括半导电性、金属导电性和超导电性）、电导率在10-6S／m以上的聚合物材料。

导电高分子材料分类：导电高分子可分为复合型导电高聚物和构型导电聚合物。

复合型导电高聚物是以高分子材料为基体，加入一定数量的导电物质(如碳黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等)组合而成。

该类聚合物兼有高分子材料的加工特性和金属的导电性。

与金属相比较，导电性复合材料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等优点。

结构型导电聚合物是指高分子聚合物本身或经少量掺杂后具有导电性的高分子物质，一般用电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子给体或受体进行掺杂后制得。

从导电时载流子的种类来看，结构型导电高分子聚合物又被分为离子型和电子型两类。

离子型导电高分子(IoIlic Conductive Polymers)通常又叫高分子固体电解质(S0lid Polymer Electrolytes，简称SPE)，其导电时的载流子主要是离子。

电子型导电高分子(10nic Electrically conductive Polymers)指的是以共轭高分子为主体的导电高分子材料，导电的载流子是电子(或空穴)。

这类材料是目前世界导电高分子材料研究开发的重点。

导电机理：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)大分子链内和链闻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”)。

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。

摘要 (2)第一章前言 (1)1．1导电高分子材料概述 (2)1．2导电高分子材料应用 (3)1．3复合型导电高分子材料的构成 (5)1．4复合型导电高分子材料的分类、国内外发展现状 (6)1.4.1 抗静电剂填充型 (6)1.4.2金属填充型 (7)1.4.3碳系填充型 (8)第二章炭黑填充型导电高分子 (10)2.1炭黑填充剂高分子导电材料 (10)2.2导电炭黑具备的特点 (11)2.3炭黑填充剂导电高分子制备 (13)第三章炭黑填充型导电高分子导电机理研究 (15)3.1导电机理综述 (15)3.2渗流理论 (15)3.3隧道效应理论 (18)3.4场致发射效应理论 (19)3.5导电机理分析 (20)第四章结论 (21)4.1基体聚合物的影响 (21)4.2导电填料的影响 (21)4.3制备方法及制备工艺的影响 (22)4.4其他因素的影响 (22)4.5小结 (23)第五章展望 (24)参考文献： (26)摘要导电高分子材料是20世纪70年代发展起来的一个新的研究领域，在化学电源的电极材料、修饰电极和酶电极、电色显示等方面有着广阔的应用前景。

导电高分子特殊的结构和优异的物理化学性能使它成为材料科学的研究热点,作为不可替代的新兴基础有机功能材料之一,导电高分子材料在能源、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。

到目前为止,导电高分子在分子设计和材料合成、掺杂方法和掺杂机理、可溶性和加工性、导电机理、光、电、磁等物理性能及相关机理以及技术上的应用探索都已取得重要的研究进展。

本文介绍了复合导电高分子材料的结构，应用。

并运量子力学隧道效应理论、渗流理论，场致发射效应理论对炭黑填充的复合型导电高分子材料导电机理进行了探讨，对影响导电性能的因素做了分析。

综述了近些年来国内外复合型导电高分子材料研究领域的进展状况。

关键字：导电高分子材料、炭黑填充剂、导电机理Abstract：The electric conduction high polymer material is a new research area which the 20th century 70's develop, in chemistry power source electrode material, decorates the electrode and the enzyme electrode, the electricity color demonstrated and so on the aspects have the broad application prospect.The electric conduction high polymer special structure and the outstanding physical chemistry performance causes it to become the materials science the research hot spot, took cannot be substituted one of emerging foundation organic Functional Materials, the electric conduction high polymer material in the energy, the photoelectron component, the information, the sensor, the molecular wire and the molecular component, as well as in the electromagnetic screen, the metal anticorrosion and the stealth technology has widely, the attractive application prospect.So far, the electric conduction high polymer in physical performance and the correlation mechanism as well as the technical and so on in molecular design and material synthesis, doping method and doping mechanism, solubility and workability, electric conduction mechanism, light, electricity, magnetism application exploration all has made the important research progress.This article introduced the compound electric conduction high polymer material structure, the application.And transported the quantum mechanics tunnel effect theory, the transfusion theory, the field emission effect theory the multi-skill electric conduction high polymer material electric conduction mechanism which filled to the carbon black has carried on the discussion, to affected the electric conductivity the factor to make the analysis.Summarized recent year the domestic and foreign multi-skill electric conduction high polymer material research area progress condition.Key words：conductive polymer materials，carbon black filling, electrical conductivity mechani sm，第一章前言长期以来,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。