下载文档原格式
电活性聚合物(Electroactive Polymer, EAP)是一类能够在外加电场作用下，通过材料内部结构改变而产生伸缩、弯曲、束紧或膨胀等各种形式力学响应的新型智能高分子材料.根据电活性高聚物的致动机理，可以将其分为电子型EAP(Electronic EAP)和离子型EAP(Ionic EAP)两大类.电活性聚合物以其优异的电制动性能，主要用于微型传感器和传感器、及仿生器件.电活性聚合物最引人注目的特性是在其仿制生物肌肉时表现出来的高韧性、高的传动应变和内在减震能力.由于和生物肌肉的相似性，其被称作“人造肌肉”.目前，电活性聚合物材料的实际应用仍然面临着巨大的挑战.首先,市场上至今仍然不能批量供应有效而且耐用的电活性聚合物材料；其次，电活性聚合物材料性能数据库的建立也尚未完成；此外电活性聚合物的移动力还不够大，机械能密度也比较低，使它在目前设想到的某些用途中的实用性并不十分明朗.具最新消息称,在美国哈佛大学工程与应用科学学院与加利福尼亚州立大学伯克利分校的研究下,通过设计碳纤维和高聚物的排列，制造出了可产生弯曲和旋转等变形功能的部件.电活性聚合物 (EAP) 是一类能够在外电场诱导下，通过材料内部构造改变产生多种形式的力学响应的材料。
响应的形式可以有伸缩、弯曲、束紧或膨胀等，从而可以实现牵引、紧固等机械功能。
电活性聚合物及其特性在高分子化学中并非新闻，过去一段时间内，由于能够提供的材料太少而且性能不高, 因而没有得到应有的重视。
研究现状研究现状如何减轻飞行器的重量是航天技术发展过程中的重点，而有机聚合物材料因密度较低而受到重视。
最初有机聚合物主要用于部件制造或结构方面。
近来，聚合物的其它特点，其中包括四弹性也逐一引起科技界的关注。
1997 年 " 火星探路者 " 的着陆器用的充气软垫就是用电活性聚合物制成的。
此后，充气结构领域的发明一时多如雨后春笋，应用领域有移动器、充气塞 (Aerobot) 、充气望远镜、雷达天线等。
功能高分子—上篇—李晓东篇第一章功能高分子材料总论I 功能高分子材料概述★什么是功能高分子材料？高分子主链上或支链上加上一种或几种具有某些特殊性质的基团，使它能在光、电、磁、阻燃和耐高温等性能方面有特殊的性质，对物质的能量和信息具有传输、转化或贮存的作用。
★功能高分子材料如何分类？①按照性质和功能分为：反应型高分子、光敏高分子、电活性高分子、膜型高分子功能、吸附性高分子、高性能工程材料、高分子智能材料；②按照用途分为：医用高分子、分离用高分子、高分子化学反应试剂、高分子染料。
II功能高分子材料的结构与性能的关系★功能高分子的结构层次如何划分？元素组成、官能团结构、链段结构、微观构象结构、超分子结构和聚集态、宏观结构。
（由微观到宏观）★功能高分子材料的构效关系指什么？结构的变化产生性能变化之间的关系★官能团的性质与聚合物功能之间有什么关系？I.功能高分子的性质主要取决于所含的官能团；II.功能高分子的性质取决于聚合物骨架与官能团的协同作用；III.官能团与聚合物不可区分；IV.官能团在功能高分子中起辅助作用。
（骨架作用越来越大）★聚合物骨架有何作用？I.溶解度下降效应；II.机械支撑作用；III.模板效应；IV.稳定作用；V.其他作用。
★简述聚合物骨架的种类和形态。
主要有线性聚合物、分支聚合物、交联聚合物：I.以聚乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚等为代表的饱和碳链型聚合物；II.以聚酯、聚酰胺骨架为代表的聚合物；III.以多糖和肽链为代表的大分子；IV.以聚吡咯、聚乙炔、聚苯等为主链带有线性共轭结构的聚合物；V.以聚芳香内酰胺为主链的梯形聚合物。
★简述高分子材料与功能相关的性质。
①聚合物的溶胀和溶解性质(溶剂分为两性溶剂、溶胀剂和非溶剂。
其交联度和溶胀度成反比主要是因为交联度越大，网隙率越小，溶剂越难渗入)②聚合物的多孔性；③聚合物的渗透性；④功能高分子的稳定性（机械稳定性和化学稳定性）。
III功能高分子材料的制备策略★简述功能高分子材料的制备的常用方法。
高分子材料电池
高分子材料在电池领域中有着重要的应用，特别是在锂离子电池和其他类型的可充电电池中。
这些材料能够影响电池的性能、寿命和安全性。
以下是一些高分子材料在电池中的常见应用：
1.聚合物电解质：传统的锂离子电池中使用的液态电解质通常基于有机溶剂，但近年来，为了提高电池的安全性和稳定性，研究人员开始探索固态聚合物电解质。
这些高分子材料可以代替液态电解质，降低了电池的燃烧风险，并提高了在高温下的稳定性。
2.导电聚合物：有些高分子材料具有良好的导电性能，因此被用作电池的电极材料。
例如，聚咔唑（polyacetylene）和聚苯胺（polyaniline）等导电聚合物可以作为锂离子电池的电极材料，提供更高的能量密度和充放电速率。
3.高分子包覆材料：高分子材料可以用作电池中活性材料的包覆层，以增强其稳定性和循环寿命。
例如，聚合物包覆的正极或负极材料能够减少材料与电解质的直接接触，减缓电极材料的损耗，提高电池的循环寿命。
4.凝胶聚合物电解质：一些研究正在探索将高分子凝胶作为电解质的一部分。
这种凝胶聚合物电解质可以提供更高的离子传导性和稳定性，同时改善电池的安全性和循环寿命。
5.高分子纳米复合材料：制备高分子与纳米材料（例如纳米颗粒或纳米片段）的复合材料，能够改善电池的性能。
这种结合可以提高电池的导电性、机械强度和化学稳定性，从而增强电池的性能。
电子电器有哪些高分子材料电子电器是我们日常生活中不可或缺的物品，而高分子材料是电子电器中广泛应用的一类材料。
以下是电子电器中常见的高分子材料：1.聚合物基绝缘材料：电子电器中常用的绝缘材料大多为聚合物基材料，包括聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚酯（PET）等。
这些材料具有良好的绝缘性能，可以在电子电器中起到保护和隔离的作用。
2.聚合物基导电材料：一些电子电器需要导电性能，例如电线电缆、传感器等。
在这些应用中，常使用具有导电性能的聚合物材料，如聚苯胺（PANI）、聚苯乙烯（PS）、聚乙炔（PA）等。
这类材料具有较好的导电性能，可以满足电子电器的导电要求。
3.聚合物薄膜：电子电器中广泛使用的薄膜材料有聚酰亚胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚醚酮（PEEK）、聚碳酸酯（PC）等。
这些聚合物薄膜材料具有优良的物理、化学性能，例如高温耐性、耐腐蚀性、高绝缘性等，可用于液晶显示器、光学器件、柔性电路等电子电器中。
4.聚合物基封装材料：在电子电器中，封装材料主要用于保护电子元器件，并提供机械强度和防尘、防水等功能。
常见的聚合物封装材料有环氧树脂（EP）、聚氨酯（PU）、硅橡胶（SR）等。
这些材料具有良好的粘接性能、机械强度和耐候性，可用于集成电路、LED灯、电子元器件的封装。
5.聚合物基胶粘剂：在电子电器的制造中，胶粘剂常用于固定、粘接电子元器件、连接器、线缆等。
一些聚合物胶粘剂具有优良的粘接性能、耐高温性能、抗电击穿性能等。
常见的聚合物胶粘剂有环氧树脂胶、硅橡胶胶、聚氨酯胶等。
总结起来，电子电器中常见的高分子材料包括聚合物基绝缘材料、聚合物基导电材料、聚合物薄膜、聚合物基封装材料和聚合物基胶粘剂等。
这些材料在电子电器的制造过程中扮演重要的角色，为电子电器的性能和功能提供支持。
功能高分子材料复习资料 第一章.功能高分子材料总论功能高分子的分类方法：P3高分子材料的结构层次：P4功能高分子的制备方法：P11聚苯乙烯的功能化反应：P14聚氯乙烯的功能化反应：P16聚乙烯醇的功能化反应：P16聚环氧氯丙烷的功能化反应：P17缩合型聚合物的功能化反应：P17设计聚合反应需注意：P21第二章.反应型功能高分子高分子试剂与高分子催化剂的优缺点：P29高分子氧化还原试剂高分子氧化还原试剂特点：P30高分子氧化还原试剂制备方法：P31高分子还原试剂：P33高分子酰基化试剂高分子酰基化试剂：P37高分子载体上的固相合成含义：采用不溶于反应体系的低交联度高分子材料作为载体，将反应试剂通过与高分子上活性基的反应固定于其上。
反应过程中中间产物始终与载体相连，从而使有机合成在固相上进行。
反应完成后再将产物从载体上脱下。
高分子载体上的固相合成优势：分离纯化步骤简化；反应总产率高；合成方法可程序化、自动化进行。
固相合成载体选择的要求：P40固相合成连接结构的要求：P41高分子催化剂高分子酸碱催化剂结构：属于离子交换树脂，是具有网状结构的复杂的有机高分子聚合物。
网状结构的骨架部分一段很稳定，不溶于酸、碱和一般溶剂。
在网状结构的骨架上有许多可被交换的活性基团。
根据活性基团的不同、离子交换树脂可分为阳离子交换树脂（高分子酸催化剂）和阴离子交换树脂（高分子碱催化剂）两大类。
高分子酸碱催化剂的特点网状结构难溶（水、酸、碱、有机溶剂）稳定（热、机械、化学）含活性基团（-SO3H、-COOH、-NOH）提供-H或者-OH基团催化反应。
高分子催化剂的使用方法：传统混合搅拌反应床填有催化剂的反应柱阳离子交换树脂（高分子酸催化剂）分类具有酸性基团，化学性质很稳定，具有耐强酸、强碱、氧化剂和还原剂的性质，因此应用非常广泛。
根据活性基团离解出H+能力的大小不同，分为强酸性和弱酸性两种。
强酸性阳离子交换树脂，常用R-SO3H表示(R表示树脂的骨架) 弱酸性阳离子交换树脂，分别用R-COOH和R-OH表示。
功能高分子材料Functional Polymers材料科学与工程学院高分子材料系主要内容第一章功能高分子材料总论第二章反应型高分子材料第三章导电高分子材料第四章电活性高分子材料第五章高分子液晶材料第六章高分子功能膜材料第七章光敏高分子材料第八章吸附性高分子材料第九章医用高分子材料第十章高分子纳米复合材料第十一章其他功能高分子材料简介第四章电活性高分子材料一、电活性高分子材料概述二、高分子驻极体和压电、热电现象三、电致发光高分子材料四、高分子电致变色材料五、聚合物修饰电极一、电活性高分子材料概述在电参数作用下，由于材料本身组成、构型、构象或超分子结构发生变化，因而表现出特殊物理和化学性质的高分子材料电活性高分子材料种类：1) 导电高分子材料指施加电场后，材料内部有明显电流通过或导电能力发生明显变化的高分子材料2) 高分子驻极体材料(自学）在电场作用下，材料的荷电状态或分子取向发生变化，引起材料的永久或半永久性极化的高分子材料3) 高分子电致变色材料(自学）在电参数作用下，材料内部化学结构发生变化，因而引起可见光吸收光谱发生变化的高分子材料4) 高分子电致发光材料在电参数作用下，分子生成激发态，然后以光的形式释放能量的高分子材料5) 高分子介电材料(自学）在电场作用下，材料具有较大的极化能力，以极化方式存储电荷的高分子材料6) 高分子电极修饰材料用于电极表面修饰，可以改变电极表面性质的高分子材料◆电活性高分子材料的属性和特点：属性：☐电物理效应：高分子驻极体、高分子电致发光材料、高分子介电材料☐电化学效应：高分子电致变色材料☐电物理与电化学效应：聚合物修饰电极特点：电活性高分子材料往往以器件形式应用，最终的性能不仅取决于材料本身的结构，也与器件结构和器件制作工艺密切相关!二．高分子电致发光材料应用：有机/聚合物发光二极管，organic/polymer light-emitting diode （OLED, PLED)OLED照明1. OLED发展历程◆1963年，M. Pope等人对蒽单晶输入几百伏的电压，发现有电流流过和发光现象，该工作揭开了有机固体电致发光的序幕。
◆1987 年，C. W. Tang 等用真空蒸镀的有机小分子薄膜材料研制成有机发光二极管，其工作电压、量子效率和稳定性相比蒽单晶器件有大幅改善，接近实用化的水平。
◆1990 年英国剑桥大学Cavendish 实验室J. H. Burroughes等在Nature 上发表文章，报道他们成功研制聚合物(聚对苯乙炔，PPV) 发光二极管。
1987年和1990年的这两项研究成果在全世界掀起了OLED的研究热潮。
◆1997年日本先锋研究成功了第一个全彩色的有机电致发光显示器用于车载音响显示器。
◆2000年Motorola把OLED显示屏用于手机上。
ITO 玻璃Mg:AgAlQ 薄膜芳香二胺薄膜O Al O O N N N AlQ 1987年，C. W. Tang 等首创的双层有机EL器件及其所用材料N N S 芳香二胺ITO 玻璃电极蒽单晶1963年的OLED◆2000年后产业界掀起了对OLED投资与开发的热潮，新的OLED产品和显示样品不断推出:☐2001年SONY和三星分别研制成功13和15英寸的OLED全彩显示屏☐2002年4月东芝在东京“EDEX2002显示器展”向外界展示了17英寸OLED显示器样机☐2003年索尼推出了24英寸TFT OLED样品☐2004年精工爱普生开发出40英寸OLED面板2008CES（美国消费电子展）：索尼27英寸OLED电视亮相索尼OLED电视展区吸引大量参观者驻足观看1月6日，索尼CEO斯金格在拉斯维加斯宣布，该公司最新推出的OLED电视机开始正式通过SonyStyle Store在北美市场销售。
三星电视革命OLED电视面积再度刷新(2008)40吋的OLED电视机目前量产的OLED集中在2吋至5吋型号，主要用于手机、MP3等小型手持式设备上。
索尼展示0.9mm全球最薄OLED电视(2008)0.9毫米超薄OLED电视索尼2007清华2004弯曲状态下正常显示仅有0.05mm！三星显示OLED技术再获突破东京FPD International 2008展会上展出的超纤薄的三星OLED产品新闻报道1. 清华大学OLED显示器用于“神七”航天服2008/10/8/11:29 来源：国家自然科学基金委员会2008年9月27日下午，神州七号载人航天飞船宇航员成功完成了太空行走，其所穿着的“飞天”舱外航天服采用了最新的平板显示技术OLED。
该显示器用于显示宇航员舱外行走时航天服的状态数据。
邱勇清华大学副校长主持设计了我国大陆第一条OLED大规模生产线，成为我国在显示器领域第一次没有引进国外技术，而是依靠自主创新建成的大规模生产线2. 首条OLED生产线昆山投产2008年10月09日09:02:08 来源：新华日报10月8日，我国大陆第一条自主设计建设的OLED（有机发光显示技术）大规模生产线在昆山投产，这是我国在显示产业领域第一次依靠自主掌握的技术实现大规模生产，标志着我国在新型平板显示技术领域通过多年自主创新取得重大突破，我国显示产业由“中国制造”开始走向“中国创造”。
清华大学和维信诺公司建设的大规模生产线将把我国的OLED技术与产业带向一个新的阶段。
清华大学OLED项目负责人、维信诺公司CTO邱勇教授在接受记者采访时介绍说，OLED大规模生产线项目总投资超过5亿元，已建成厂区总建筑面积达3万平方米，拥有3000平方米洁净车间，可实现年产1200多万片小尺寸（5英寸）的OLED显示屏。
该项目的生产技术全部由清华大学和维信诺公司独立研发完成。
3.华南理工大学OLED项目进驻广州开发区2009年10月29日，广州开发区重大项目联合签约仪式在广州科学城举行。
华南理工大学OLED项目作为广州开发区引进的十大科技项目之一参加签约仪式，出席签约仪式的有广州市委常委、罗岗区委书记薛晓峰、华南理工大学副校长李琳以及材料学院相关老师等。
华南理工大学OLED项目依托高分子光电材料与器件研究所，以华工材料学院曹镛院士为项目带头人，汇聚了多名海外留学归国的优秀青年学者，成为我国在高分子平板显示研究中最强的机构，是国家“973”项目首席科学家单位，同时也承担了多项国家“863”专项研究，以及广东省关键领域重大招标项目等，是教育部首批26个“引智基地”之一（广东省惟一一个基地），在平板显示领域有深厚的技术积累和人才优势。
4. 彩虹拟投80亿在顺德生产OLED(2009年）彩虹OLED研发及产业化项目在佛山市顺德区五沙工业园区破土动工。
该项目由彩虹集团投资建设，总投资约80亿元人民币；第一期预计投资5.08亿元人民币，占地110亩，建成后将形成年产OLED显示屏（以2.2英寸产品计）1200万片的生产规模。
据了解，AM-OLED（Active Matrix-Organic Light Emitting Diode，主动矩阵有机发光二极体面板）被称为下一代显示技术。
相比TFT-LCD （液晶）和PDP（等离子），AM-OLED具有更薄更轻、主动发光（不需要背光源）、无视角问题、高清晰、高亮度、响应快速、能耗低、使用温度范围广、抗震能力强、成本低和可实现柔软显示等特点。
“AM-OLED在MP3、手机、电脑、彩电等领域具有广阔的应用前景。
”中国科学院院士李述汤教授介绍。
5.索尼年内新推OLED电视3毫米显示屏可折叠据英国《每日邮报》2009年5月26日报道，日本索尼公司将在今年内推出新一代电视——OLED（有机发光二极管）电视。
索尼公司表示OLED电视显示屏的厚度仅为LCD液晶电视显示屏的1/3，即3毫米。
更重要的是，OLED显示屏可以折迭、弯曲，可以像一张纸一样挂在墙上或者装在口袋里。
索尼公司自信地表示，OLED电视将革新电视机产业，LCD液晶电视和等离子电视将被彻底扫出市场。
索尼公司和其产品经销商自信地表示，OLED电视定将横扫电视机产业，待到2012年“世界杯”之时，相信每一位球迷的家中都会摆上一台OLED电视。
光电新闻---中国光学光电子行业网6. LG55英寸OLED电视正式进入中国市场发布日期:2012-03-213月20日LG公司在北京发布包括电视、冰箱、洗衣机、手机、生活家电在内的2012年全线新品。
今年LG的产品仍主打“智能”主题。
不过55英寸OLED电视仍是关注焦点，其厚度只有4毫米，重量仅为7.5KG，还不足普通液晶电视一半的重量。
目前该产品售价尚未确定，预计将在下半年上市。
光电新闻---中国光学光电子行业网2. OLED显示的特点(与LCD相比）⏹亮度更高⏹视角更广⏹对比度更高⏹色彩更鲜明，可实现全彩色显示⏹速度更快⏹全固态，抗震⏹不受温度制约⏹无需加装背光组件，因此能制造出厚度更薄的显示器，且大幅节省能源消耗。
可制作在柔软的衬底上，器件可弯曲、折叠。
3. 有机电致发光的基本理论问题E1E2E1E2h(a) 吸收(b) 跃迁(c) 发射1) 物质的发光性质热、光、电、化学能等◆热激发光◆化学发光◆光致发光◆电致发光激发单重态三重态激发态基 态基 态基 态荧光：单线态到基态所发射的光磷光：三线态到基态所发射的光2) 电致发光材料无机有机有机小分子高分子气体固体日光灯、等离子体显示屏（Plasma Display Panel, PDP）发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）有机发光二极管（OLED）聚合物发光二极管（PLED）各器件的工作原理？有机分子的外层电子跃迁πσn σ＊π＊E 能量有机分子中的电子跃迁示意简图紫外可见光远紫外区3) 有机电致发光材料的结构特点分子外层电子：成键σ电子成键π电子非键电子（以n表示）分子的空轨道：反键σ＊轨道反键π＊轨道可能有的跃迁：σ→σ＊、π→π＊、n →σ＊和n →π＊。
◆分子结构特点☐分子结构中一般含有共轭双键（提供 电子）和O、N、S（提供孤对电子即n电子）,调节共轭长度可控制能隙，可实现对材料光电性能的调节☐通过化学方法将生色团或助色团引入普通有机/聚合物分子中，也可达到对材料光电性能的有效调节有机小分子RubreneNONC CNDCJTBnPPVnPPPSRnPATNnPVK高分子◆共轭体系◆非共轭体系：含 电子和孤对电子有机发光显示器（organic light emitting display, OLED)（1）载流子注入：电子从阴极注入到电子传输层的导带；空穴从阳极注入空穴传输层的价带；（2）载流子传输：注入的电子和空穴分别从电子传输层和空穴传输层向发光层迁移；（3）载流子复合：电子和空穴在有机发光层内结合产生激子(exciton)；（4）辐射发光：处于激发态的分子回到基态，释放出光能。
