复合型导电高分子

导电高分子材料所谓导电高分子是具有共轭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。

它完全不同于金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电塑料，通常导电高分子的结构特征是具有高分子链结构和与链非键合的一价阴离子或阳离子共同组成。

即在导电高分子结构中，除了具有高分子链外，还含有由“掺杂”而引入的一价对阴离子或对阳离子。

导电聚合物最引人注目的一个特点是其电导率可以在绝缘体-半导体-金属态较宽的范围里变化。

这是目前其他材料所无法比拟的。

分类，按照材料的结构与组成，可将导电高分子分成两大类。

一类是结构型导电高分子，另一类是复合型导电高分子。

结构型导电高分子的导电机理为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：一要能产生足够数量的载流子，二是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；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。

对于电子型导电高分子材料，作为主体的高分子聚合物大多为共轭体系，长链中的Π键较为活泼，特别是与掺杂剂形成电荷转移络合物后，容易从轨道上逃逸出来形成自由电子。

大分子链内与链间Π电子轨道重叠交盖所形成的导电能带为载流子的转移和跃迁提供了通道。

在外加能量和大分子链振动的推动下，便可传导电流。

复合型导电高分子复合型导电高分子是在本身不具备导电性的高分子材料中掺混入大量导电物质，如炭黑，金属粉，箔等，通过分散复合，层级复合，表面复合等方法构成的复合材料，其中以分散复合最为常用。

与结构型导电高分子不同，在复合型导电高分子中，高分子材料本身并不具备导电性，只充当了粘合剂的角色，导电性是通过混合在其中的导电性物质如炭黑，金属粉等获得的。

由于它们制备方便，有较强的实用性，因此在结构型导电高分子尚有许多技术问题没有解决的今天，人们对他们有着极大的兴趣。

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。

简述：传统的高分子材料为绝缘材料,在使用时存在静电积累、电磁波干扰等危害,如用其制造的传送带,在传送煤炭的过程中易发生火灾和爆炸;油船因静电引起火灾;塑料薄膜在生产过程中常因静电发生事故。

随着大规模集成电路的迅速发展,静电及电磁波公害更加突出。

随着电子线路集成化水平的提高,电磁波的影响将会引起误动等危害。

这些问题的出现已严重阻碍了高分子材料的发展,因此,必须研制开发导电高分子材料来解决上述问题。

导电高分子材料的分类按照材料的结构与组成,可将导电高分子材料分为两大类。

一类是复合型导电高分子材料,另一类是结构型(或本征型)导电高分子材料。

一、结构导电机理所谓结构型导电高分子是高分子本身结构显示导电性, 通过离子或电子而导电。

所以, 结构型导电高分子材料又可分为电子导电高分子材料和离子导电高子材料两类。

复合型导电高分子材料复合型导电高分子材料是将各种导电性物质以不同的方式和加工工艺(如分散聚合、层积复合、形成表面电膜等)填充到聚合物基体中而构成的材料。

几乎所有的聚合物都可制成复合型导电高分子材料。

其一般的制备方法是填充高效导电粒子或导电纤维,如填充各类金属粉末、金属化玻璃纤维、碳纤维、铝纤维、不锈钢纤维及锰、镍、铬、镁等金属纤维,填充纤维的最佳直径为7Lm。

复合型导电高分子材料在技术上比结构型导电高分子材料具有更加成熟的优势,用量最大最为普及的是炭黑填充型和金属填充型。

结构型导电高分子材料结构型(又称作本征型)导电高分子是指那些高分子材料本身或经过掺杂后具有导电功能的聚合物。

这种高分子材料本身具有/固有0的导电性,由其结构提供导电载流子,一旦经掺杂后,电导率可大幅度提高,甚至可达到金属的导电水平。

从导电时载流子的种类来看,结构型导电高分子材料又被分为离子型和电子型两类。

离子型导电高分子通常又称为高分子固体电解质,它们导电时的载流子主要是离子。

电子型导电高分子指的是以共轭高分子为主体的导电高分子材料。

导电时的载流子是电子(或空穴),这类材料是目前世界导电高分子中研究开发的重点。

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)。

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”)。

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。

复合型导电高分子导电高分子是一种特殊的高分子材料，具有导电性能，可以在电子器件和能源领域中发挥重要作用。

而复合型导电高分子则是基于导电高分子材料的改进和优化，通过与其他材料的复合，进一步提高导电性能和功能。

复合型导电高分子的制备方法多种多样，常见的包括物理混合、化学交联和共混等。

物理混合是将导电高分子与其他材料机械混合，形成导电高分子复合材料。

化学交联是通过化学反应将导电高分子和其他材料交联在一起，增加材料的稳定性和导电性能。

共混是将导电高分子与其他材料在溶液中共同溶解，然后通过溶剂挥发或其他方法使两种材料相互结合。

复合型导电高分子具有多种优点。

首先，与纯导电高分子相比，复合型导电高分子可以通过调整复合材料的组成和结构，实现导电性能的可调控。

其次，复合型导电高分子可以充分发挥不同材料的优势，提高材料的综合性能。

例如，将导电高分子与高分子基体复合，可以增加材料的韧性和可加工性；将导电高分子与无机材料复合，可以提高材料的导电性能和耐高温性能。

此外，复合型导电高分子还可以实现多功能化，通过调整复合材料的组成和结构，实现导电、光学、磁性等多种性能的集成。

复合型导电高分子在电子器件和能源领域中具有广泛应用。

在电子器件方面，复合型导电高分子可以用于柔性电子器件、光电器件、传感器等。

由于其柔韧性和可拉伸性，可以制备出可弯曲、可拉伸的电子器件，具有应用于可穿戴设备、可卷曲显示器等领域的潜力。

在能源领域方面，复合型导电高分子可以用于锂离子电池、超级电容器、太阳能电池等。

由于其导电性能和离子传输性能优异，可以提高电池和超级电容器的性能指标，提高能源存储和转换效率。

然而，复合型导电高分子也存在一些挑战和问题。

首先，导电高分子与其他材料的复合过程中，需要考虑材料的相容性和界面相互作用。

不同材料之间的相互作用可能会影响复合材料的导电性能和机械性能。

其次，复合型导电高分子的制备方法和工艺对材料性能的影响较大，需要进行精细的控制和优化。

导电高分子复合材料电导率提高方法导电高分子复合材料是一种具有导电性能的复合材料，其广泛应用于电子器件、传感器、导电涂层等领域。

提高导电高分子复合材料的电导率对于提高电子设备的性能至关重要。

本文将介绍几种提高导电高分子复合材料电导率的方法。

首先，一个有效的方法是在高分子基质中添加导电填料。

导电填料可以带来物理导电性能，从而提高导电高分子复合材料的电导率。

常用的导电填料包括金属颗粒、碳纳米管、石墨烯等。

这些导电填料具有较高的电导率，可以形成导电网络，从而增加复合材料的导电性能。

在选择导电填料时，需要考虑填料的导电性能、分散性和成本等因素。

其次，改变高分子基质的结构和性质也是提高导电高分子复合材料电导率的重要方法。

例如，通过引入共聚物或掺杂剂，可以调控高分子链的排列和结晶性质，从而影响电导率。

共聚物的引入可以提高高分子链的运动性能，增加电子的迁移速率，提高导电性能。

掺杂剂的引入可以改变高分子链的电荷状态，增加载流子的浓度，从而提高电导率。

此外，优化导电高分子复合材料的制备工艺和纳米结构也可以提高其电导率。

合适的制备工艺可以改善导电填料的分散均匀性和填充效率，从而增加导电高分子复合材料的导电性能。

例如，采用溶液共混、熔融共混等制备方法可以使导电填料更好地与高分子基质相互作用，形成导电网络。

此外，控制纳米结构的形貌和尺寸也可以影响导电性能。

通过调节导电填料的形貌和尺寸，可以增加导电通道的形成，提高复合材料的导电性能。

此外，还可以通过控制导电高分子复合材料的界面相互作用来提高电导率。

在复合材料中，基质和填料之间的界面相互作用对导电性能有显著影响。

通过调节界面的亲和性、粘结性和相互作用强度，可以实现高效的载流子传输和电荷传递。

例如，使用表面修饰剂来改善填料表面与基质之间的相互作用，增强载流子的迁移和传输。

另外，通过导入界面层或添加表面改性剂等方法，还可以调控界面的电子结构和电荷传输性能，进一步提高电导率。

最后，合理设计导电高分子复合材料的配方也是提高电导率的关键所在。