材料化学第14讲-实用新型高分子材料B

1、1 7.2 高性能高分子材料高性能高分子材料 7.2.1 6. PPO6. PPO聚苯醚聚苯醚 主链上含有这种主链上含有这种 结构结构 具有高绝缘性、蠕变小具有高绝缘性、蠕变小 、 尺寸稳定性好等特点尺寸稳定性好等特点 PPO和和MPPO 主要用于电子电主要用于电子电 器、汽车、家用电器、办公室器、汽车、家用电器、办公室 设备和工业机械等方面的壳、设备和工业机械等方面的壳、 板、面等。板、面等。 2 7.2 高性能高分子材料高性能高分子材料 7.2.1 7. PSF7. PSF聚砜聚砜 主链上含有这种主链上含有这种 结构结构 v除浓除浓硝酸硝酸、浓、浓硫酸硫酸、卤代烃卤代烃外，化学稳定性好；外

2、，化学稳定性好； v具有良好的电气性能，甚至在水中和潮湿的空气具有良好的电气性能，甚至在水中和潮湿的空气 中，在中，在190高温下也能保持良好的电性能；高温下也能保持良好的电性能； v具有抗氧化性能。具有抗氧化性能。 PSF是电气工业、电子是电气工业、电子 工业比较理想的工程塑工业比较理想的工程塑 料，适合作各种电器零料，适合作各种电器零 部件。部件。 3 7.2 高性能高分子材料高性能高分子材料 7.2.1 8. 8. 氟树脂氟树脂PTFEPTFE C链单元上含有链单元上含有 取代氢的氟原子取代氢的氟原子 v优异的化学性能，优异的化学性能，“塑料之王塑料之王 ”； v应用温度范围较宽应用温度

3、范围较宽-200250 v电绝缘性好。电绝缘性好。 用作耐热性高、介电性能好用作耐热性高、介电性能好 的电工器材和无线电零的电工器材和无线电零 件；件； 各种不同腐蚀介质中使用的各种不同腐蚀介质中使用的 密封件，耐腐蚀的化工设备密封件，耐腐蚀的化工设备 和元器件；航空航天和核工和元器件；航空航天和核工 业中的超低温材料等业中的超低温材料等 -CH2-CF2n- 4 7.2 高性能高分子材料高性能高分子材料 7.2.1 9. ABS9. ABS树脂树脂 丙烯睛丙烯睛(A)、丁二烯、丁二烯(B)和苯乙烯和苯乙烯 (s)三种单元组成。三种单元组成。 v优异的电性能和成型加工性能；优异的电性能和成型加

4、工性能； v化学性能良好；化学性能良好； v价格适中，最受欢迎的工程塑料之价格适中，最受欢迎的工程塑料之 一。一。 ABS大量用于家用电器、汽大量用于家用电器、汽 车和仪器仪表外壳，以代替车和仪器仪表外壳，以代替 金属；也可金属；也可 制作家具，以代制作家具，以代 替木材；还可以作卫生洁具、替木材；还可以作卫生洁具、 装饰材料等。装饰材料等。 5 7.2 高性能高分子材料高性能高分子材料 7.2.2 特种纤维特种纤维是指有别于通常纺织纤维的一个是指有别于通常纺织纤维的一个 广泛名词，并无科学上的含意，主要是按广泛名词，并无科学上的含意，主要是按 其应用性能区分的。其应用性能区分的。 特种纤维特

5、种纤维最初是与军事工业相联系的最初是与军事工业相联系的。从。从19世纪开始，伴随着世纪开始，伴随着 枪、炮更多的使用，刀、剑、弩等冷兵器逐渐淡出了战争的历枪、炮更多的使用，刀、剑、弩等冷兵器逐渐淡出了战争的历 史舞台，对个体的防护也逐渐从防刺（砍）等转变为防枪弹史舞台，对个体的防护也逐渐从防刺（砍）等转变为防枪弹 （破片）的伤害。个体防护材料则经历了从天然植物纤维到金（破片）的伤害。个体防护材料则经历了从天然植物纤维到金 属材料再到高强度合成材料的发展。属材料再到高强度合成材料的发展。 l9l96565年美国杜邦公司推出了比强度和比模量是钢铁的年美国杜邦公司推出了比强度和比模量是钢铁的1010

6、倍倍纺纶纺纶纤纤 维维凯芙拉凯芙拉（KevlarKevlar）；）； 19791979年，荷兰年，荷兰DSMDSM公司率先生产出公司率先生产出比强比强 度又高出芳纶纤维度又高出芳纶纤维1.51.5倍左右倍左右的的超高分子量聚乙烯纤维超高分子量聚乙烯纤维，并将其应，并将其应 用于用于弹道防护领域弹道防护领域。它所表现出的优异特性在很多重要方面超过了。它所表现出的优异特性在很多重要方面超过了 一度被称为一度被称为终极防弹材料终极防弹材料的的“凯芙拉凯芙拉”。 6 7.2 高性能高分子材料高性能高分子材料 7.2.2 v本讲仅介绍几种本讲仅介绍几种耐高温耐高温、高强度高强度、 高模量高模量纤维。纤维

7、。 我国已经能够独立生产目前世我国已经能够独立生产目前世 界上界上质量最轻质量最轻、强度最高的强度最高的特特 种纤维种纤维 超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯 纤维纤维(PE)，这也意味着，我国，这也意味着，我国 成为荷兰、美国、日本之后，成为荷兰、美国、日本之后， 第四个掌握这种纤维生产及应第四个掌握这种纤维生产及应 用技术的国家。用技术的国家。 7 7.2 高性能高分子材料高性能高分子材料 7.2.2 1. PI1. PI纤维纤维 v国外用作烟道气、工业高温废气的国外用作烟道气、工业高温废气的 过滤材料过滤材料及及部分宇宙服部分宇宙服，有相当一，有相当一 部分是聚酰亚胺部分是聚酰亚胺 纤维的

8、制品。纤维的制品。 其其强度强度为为6.9克旦，耐往复变形次数可达克旦，耐往复变形次数可达 200万次，具有良好的耐辐射、耐高温、耐万次，具有良好的耐辐射、耐高温、耐 火焰性能及电性能，用途很广，火焰性能及电性能，用途很广，特别是在宇特别是在宇 宙航行和电气绝缘方面宙航行和电气绝缘方面，如宇宙航行方面作，如宇宙航行方面作 宇航服、涂层织物、层压材料，核动力方面宇航服、涂层织物、层压材料，核动力方面 可用作核辐射防护织物。可用作核辐射防护织物。 可用每旦可用每旦(d) 纤维受力的克数表示纤维受力的克数表示(g/ d)； 9000米长的米长的 纤维重量为多少克，它的纤度就是多少旦。纤维重量为多少克

9、，它的纤度就是多少旦。 8 7.2 高性能高分子材料高性能高分子材料 7.2.2 2. PA2. PA纤维（纺纶）纤维（纺纶） v纺纶纺纶Kevlar一一49的抗张强度在的抗张强度在20克旦以上，相对密度低，是钢的克旦以上，相对密度低，是钢的 16，刚性非常好，弹性模量是尼龙的，刚性非常好，弹性模量是尼龙的20倍，钢的倍，钢的5倍，比碳纤维倍，比碳纤维 还要高还要高59，耐热性好，可以在一，耐热性好，可以在一195450温度温度 范围使用，而范围使用，而 且不易燃，耐疲劳性好，耐腐蚀，易加工，电绝缘性好，与树脂粘且不易燃，耐疲劳性好，耐腐蚀，易加工，电绝缘性好，与树脂粘 附力强，因而附力强，因

10、而 Kevlar一一49是一种相对密度小，高强度、高模量的理是一种相对密度小，高强度、高模量的理 想的增强纤维。想的增强纤维。 美国杜邦公司于美国杜邦公司于1965年开发出的芳香族聚酰年开发出的芳香族聚酰 胺纤维，又称芳纶。胺纤维，又称芳纶。 主要是聚对苯二甲酰主要是聚对苯二甲酰 对苯二胺纤维对苯二胺纤维 。因加工方法不同，相同结。因加工方法不同，相同结 构的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维性能有差异。构的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维性能有差异。 9 7.2 高性能高分子材料高性能高分子材料 7.2.2 3. 3. 氟纤维氟纤维 v氟纤维所能承受的温度远不如上述聚酰亚胺和聚酰氨纤维，氟纤维所能承受的温度远

11、不如上述聚酰亚胺和聚酰氨纤维， 但比通用纤维要高，特别是其但比通用纤维要高，特别是其耐化学品性能优越耐化学品性能优越，对于化，对于化 学工业中学工业中酸性高温酸性高温的气体或液体过滤有其广泛的实用意义。的气体或液体过滤有其广泛的实用意义。 v用作防腐滤材、离子膜增强材料、石棉代用品和筛网等。用作防腐滤材、离子膜增强材料、石棉代用品和筛网等。 含氟原子的烯烃类纤维。由于氟含氟原子的烯烃类纤维。由于氟 一碳键的键能比氢碳键高，因此一碳键的键能比氢碳键高，因此 纤维结构中的氟原子愈多，热稳纤维结构中的氟原子愈多，热稳 定性和抗氧性愈高。定性和抗氧性愈高。 10 7.2 高性能高分子材料高性能高分子材

12、料 7.2.3 v中国化工信息中心定于中国化工信息中心定于2008 年年6 月召开月召开“首届全国特种首届全国特种 橡胶及热塑弹性体市场及应用技术研讨会橡胶及热塑弹性体市场及应用技术研讨会”。 塑料与橡胶最本质的区别在于塑料发生形变时塑料与橡胶最本质的区别在于塑料发生形变时塑性变形塑性变形， 而橡胶是而橡胶是弹性变形弹性变形。换句话说，塑料变形后不容易恢复原。换句话说，塑料变形后不容易恢复原 状态，而橡胶相对来说就容易得多。塑料的弹性是很小的，状态，而橡胶相对来说就容易得多。塑料的弹性是很小的， 通常小于通常小于100%，而橡胶可以达到，而橡胶可以达到1000%甚至更多。在常温甚至更多。在常温

13、 下下,塑料是固态塑料是固态,很硬很硬,不能拉伸变形不能拉伸变形.而橡胶硬度不高而橡胶硬度不高,有弹性有弹性, 可拉伸变长可拉伸变长,停止拉伸又可回复原状停止拉伸又可回复原状.广义地说，广义地说，橡胶其实是橡胶其实是 塑料的一种，塑料包括橡胶塑料的一种，塑料包括橡胶。 v和特种纤维一样，特种橡胶与通用橡胶之间并没有明确的和特种纤维一样，特种橡胶与通用橡胶之间并没有明确的 界限。工业上往往把用于制造轮胎、肢管、胶带、橡胶密界限。工业上往往把用于制造轮胎、肢管、胶带、橡胶密 封垫圈的橡胶称特种橡胶，主要包括聚氨酯橡胶、硅橡胶、封垫圈的橡胶称特种橡胶，主要包括聚氨酯橡胶、硅橡胶、 氟橡胶、聚硫橡胶、

14、丙烯酸酯橡胶等。氟橡胶、聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶等。 11 7.2 高性能高分子材料高性能高分子材料 7.2.3 1. 1. 聚氨酯橡胶聚氨酯橡胶PUPU 低温性、耐油性、耐热老化性好。低温性、耐油性、耐热老化性好。 （耐水和化学品性能不好耐水和化学品性能不好） v由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成 的高分子化合物的总称，其主链上含有许多重复的的高分子化合物的总称，其主链上含有许多重复的 NHCOO基团基团 12 7.2 高性能高分子材料高性能高分子材料 7.2.3 2. 2. 硅橡胶与氟橡胶硅橡胶与氟橡胶 在众多的合成橡胶中，硅

15、橡胶是目前最好的既耐高温又耐严寒的橡在众多的合成橡胶中，硅橡胶是目前最好的既耐高温又耐严寒的橡 胶。而氟橡胶和氟树脂一样具有优良的耐溶剂和化学稳定性能。胶。而氟橡胶和氟树脂一样具有优良的耐溶剂和化学稳定性能。 v硅橡胶的主要特点是主链中含有硅原子；氟橡胶的特点是硅橡胶的主要特点是主链中含有硅原子；氟橡胶的特点是 主链或侧链的碳原子上含有氟原子。主链或侧链的碳原子上含有氟原子。 氟硅橡胶氟硅橡胶则兼有硅橡胶的耐高则兼有硅橡胶的耐高 温性和氟橡胶的抗腐蚀性、耐温性和氟橡胶的抗腐蚀性、耐 油性油性 13 Teacher: Ph. D. Tengyun Zhang(张腾云张腾云) E-mail: 20

16、072008 学年第学年第 2 学期学期 第第 十十 四四 讲讲 材料化学导论材料化学导论-第七章第七章 New-style & applied Macromolecular Materials 14 主要内容：主要内容： 7.37.3 15 7.3 功能高分子材料功能高分子材料 常规高分子材料常规高分子材料 功能高分子材料功能高分子材料 用途广，易加用途广，易加 工，价廉的一工，价廉的一 类高分子材料类高分子材料 既有传统高分子材既有传统高分子材 料的料的性能性能，又有某，又有某 些特殊些特殊功能功能的高分的高分 子材料。子材料。 16 7.3 功能高分子材料功能高分子材料 指材料对外部作用

17、的抵抗特性。指材料对外部作用的抵抗特性。 如，如， 对外力的抵抗对外力的抵抗-强度、模量等；强度、模量等； 对热的抵抗对热的抵抗-耐热性；耐热性； 对光、电、化学药品对光、电、化学药品-耐光性、耐光性、 绝缘性、绝缘性、 耐腐蚀性。耐腐蚀性。 指从外部向材料输入信号时，材料内部发指从外部向材料输入信号时，材料内部发 生质和量的变化而产生输出的特性。生质和量的变化而产生输出的特性。 如，如， 输入光输入光-输出电性能，即光电功能。输出电性能，即光电功能。 17 7.3 功能高分子材料功能高分子材料 1 1、物理功能、物理功能 （1 1）导电功能材料导电功能材料 如导电、热电、压电、如导电、热电、

18、压电、 超导高分子等；超导高分子等； （2 2）磁性功能材料磁性功能材料 如高分子驻极体、磁记如高分子驻极体、磁记 录高分子材料等；录高分子材料等； （3 3）光致变色功能材料光致变色功能材料 如高分子颜料机荧如高分子颜料机荧 光体等。光体等。 18 7.3 功能高分子材料功能高分子材料 2 2、化学功能、化学功能 （1 1）分离功能材料分离功能材料 如分离膜、离子交换如分离膜、离子交换 树脂等；树脂等； （2 2）反应功能材料反应功能材料 如高分子催化剂、高如高分子催化剂、高 分子试剂等；分子试剂等； （3 3）光化学功能材料光化学功能材料 如光分解、光交联或光聚如光分解、光交联或光聚 合等

19、。合等。 19 7.3 功能高分子材料功能高分子材料 3 3、物理化学功能、物理化学功能 吸附、膜分离、离子交换、高吸水、吸附、膜分离、离子交换、高吸水、 表面活性等。表面活性等。 如如高分子吸附剂与絮凝剂高分子吸附剂与絮凝剂、吸水高分子吸水高分子、 高分子表面活性剂高分子表面活性剂、高分子膜高分子膜等。等。 20 7.3 功能高分子材料功能高分子材料 4 4、生理功能、生理功能 （1）医用高分子材料医用高分子材料 如人工肾、人工心肺等。如人工肾、人工心肺等。 （2）高分子药物高分子药物 如药物活性高分子、缓释性高分子药如药物活性高分子、缓释性高分子药 物、高分子农药等。物、高分子农药等。 （

20、3）生物分解材料生物分解材料 如可降解性高分子材料等。如可降解性高分子材料等。 21 7.3.1 导电高分子导电高分子 2000年诺贝尔化学奖得主年诺贝尔化学奖得主 22 世界上第一种导电聚合物：掺杂聚乙炔世界上第一种导电聚合物：掺杂聚乙炔 v1977年，美国化学家年，美国化学家MacDiarmid，物理学家，物理学家 Heeger和日本化学家和日本化学家Shirakawa首次发现掺杂碘首次发现掺杂碘 的聚乙炔具有金属的特性的聚乙炔具有金属的特性 。并因此获得。并因此获得2000年诺年诺 贝尔化学奖贝尔化学奖 v使用使用ZigglerNatta催化剂催化剂AlEt3/Ti(OBu)4,Ti的浓

21、的浓 度为度为3mmol/L，Al/Ti约为约为34。催化剂溶于甲苯。催化剂溶于甲苯 中，冷却到中，冷却到-78度度,通入乙炔，可在溶液表面生成通入乙炔，可在溶液表面生成 顺式的聚乙炔薄膜。掺杂后顺式的聚乙炔薄膜。掺杂后电导率电导率达到达到105S/cm 量级量级 23 导电聚合物是由具有共轭导电聚合物是由具有共轭键的聚合物键的聚合物 经过化学或电化学的掺杂而形成的经过化学或电化学的掺杂而形成的 v导电聚合物最引人注目的一个特点是其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电导率可以在绝缘体半导体半导体金属态金属态 （10-9到到105s/cm）较宽的范围里变化）较宽的范围里变化。

22、这。这 是目前其他材料所无法比拟的是目前其他材料所无法比拟的 24 导电高分子的主要类型：导电高分子的主要类型： v除了最早的聚乙炔（除了最早的聚乙炔（PA）外，主要有聚吡）外，主要有聚吡 咯咯(PPY)、聚噻吩、聚噻吩(PTH)、聚对苯乙烯、聚对苯乙烯 (PPV)、聚苯胺、聚苯胺(PANI)以及他们的衍生物以及他们的衍生物 v其中其中聚苯胺聚苯胺结构多样、掺杂机制独特、稳结构多样、掺杂机制独特、稳 定性高技术应用前景广泛，在目前的研究定性高技术应用前景广泛，在目前的研究 中备受重视中备受重视 v其中其中聚乙炔聚乙炔的所能达到的电导率在已发现的所能达到的电导率在已发现 的导电聚合物中是最高的，

23、达到了的导电聚合物中是最高的，达到了105S/cm 量级，接近量级，接近Pt和和Fe的室温电导率的室温电导率 25 7.3.1 导电高分子导电高分子 26 什么是导电高分子的掺杂呢？什么是导电高分子的掺杂呢？ v纯净的导电聚合物本身并不导电，必须经过掺纯净的导电聚合物本身并不导电，必须经过掺 杂才具备导电性杂才具备导电性 v掺杂是将部分电子从聚合物分子链中迁移出来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 的一种处理过程的一种处理过程 v导电聚合物的掺杂与无机半导体的掺杂完全不导电聚合物的掺杂与无机半导体的掺杂完全

24、不 同同 27 导电高分子的掺杂与无机半导体的掺杂的对比导电高分子的掺杂与无机半导体的掺杂的对比 无机半导体中的掺杂无机半导体中的掺杂导电高分子中的掺杂导电高分子中的掺杂 本质是原子的替代本质是原子的替代 是一种氧化还原过程是一种氧化还原过程 掺杂量极低（万分之几）掺杂量极低（万分之几） 掺杂量一般在百分之几到掺杂量一般在百分之几到 百分之几十之间百分之几十之间 掺杂剂在半导体中参与导掺杂剂在半导体中参与导 电电 只起到对离子的作用，不只起到对离子的作用，不 参与导电参与导电 没有脱掺杂过程没有脱掺杂过程 掺杂过程是完全可逆的掺杂过程是完全可逆的 28 目前掺杂的方式主要有两种目前掺杂的方式主

25、要有两种 ： v氧化还原掺杂氧化还原掺杂 ：可通过化学或电化学手段来实：可通过化学或电化学手段来实 现现 。化学掺杂会受到磁场的影响。化学掺杂会受到磁场的影响 v遗憾的是目前为止还没有发现外加磁场对聚合物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的室温电导率有明显的影响 v质子酸掺杂质子酸掺杂 ：一般通过化学反应来完成，近年发：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现也可通过光诱导施放质子的方法来完成 v还有还有掺杂掺杂脱掺杂脱掺杂再掺杂再掺杂的反复处理方法，这的反复处理方法，这 种掺杂方法可以得到比一般方法更高的电导率和种掺杂方法可以得

26、到比一般方法更高的电导率和 聚合物稳定性聚合物稳定性 29 导电高分子的导电机理导电高分子的导电机理 v载流子是由孤立子、极化子、双极化子等载流子是由孤立子、极化子、双极化子等 自由基离子构成的自由基离子构成的 v极化子和孤立子的存在和跃迁使高分子链极化子和孤立子的存在和跃迁使高分子链 具有了导电性具有了导电性 30 最新研究进展和发展趋势最新研究进展和发展趋势 v高导电性导电聚合物高导电性导电聚合物 v高强度导电高分子高强度导电高分子 v可溶性导电高分子可溶性导电高分子 v分子导电分子导电 v自掺杂或不掺杂导电聚合物、复合型聚合自掺杂或不掺杂导电聚合物、复合型聚合 物、光电磁多功能聚合物等物

27、、光电磁多功能聚合物等 31 高导电性导电聚合物高导电性导电聚合物 v目前为止发现的导电高分子仍属于半导体的范畴，目前为止发现的导电高分子仍属于半导体的范畴， 而未能到到真正的金属态而未能到到真正的金属态 v具有低能带能隙的导电高分子是实现具有低能带能隙的导电高分子是实现“合成金属合成金属” 的重要途径的重要途径 v在在1984年年Wudl等合成了聚苯并噻吩，其能带能等合成了聚苯并噻吩，其能带能 隙只有隙只有1eV v杂环芳香族高分子的电导率往往高于非杂环芳香杂环芳香族高分子的电导率往往高于非杂环芳香 族的高分子。聚合物链的取向程度的提高也会大族的高分子。聚合物链的取向程度的提高也会大 大的提

28、高其取向方向的电导率大的提高其取向方向的电导率 v1987年，年，Basescu等合成了高取向度的聚乙炔，等合成了高取向度的聚乙炔， 用碘掺杂后其电导率高达用碘掺杂后其电导率高达2*105S/cm，是目前所，是目前所 知道的电导率最高的导电聚合物之一知道的电导率最高的导电聚合物之一 32 高强度导电高分子高强度导电高分子 v通常化学合成的高分子常表现为没有任何通常化学合成的高分子常表现为没有任何 力学强度的粉末。例外：通过力学强度的粉末。例外：通过Shirakawa 途径可以得到高性能的聚乙炔薄膜途径可以得到高性能的聚乙炔薄膜 v得到高性能导电高分子膜材料最有效和直得到高性能导电高分子膜材料最

29、有效和直 接的方法是电化学沉积法接的方法是电化学沉积法 v低的聚合温度、强极性分子介质以及电化低的聚合温度、强极性分子介质以及电化 学惰性的电极材料有利于生成堆积紧密，学惰性的电极材料有利于生成堆积紧密， 性能良好的芳香导电高分子材料性能良好的芳香导电高分子材料 33 可溶性导电高分子可溶性导电高分子 v它可以更好地用于研究分子结构与导电性它可以更好地用于研究分子结构与导电性 能之间的关系能之间的关系 v可以很好地解决导电聚合物的加工成型问可以很好地解决导电聚合物的加工成型问 题题 v可溶性导电高分子可以由相应的溶液直接可溶性导电高分子可以由相应的溶液直接 加工成膜或者纺成纤维加工成膜或者纺成

30、纤维 v研制可溶性高分子的一个重要技术是在导研制可溶性高分子的一个重要技术是在导 电高分子链中加入柔软的长链，这一技术电高分子链中加入柔软的长链，这一技术 可以应用于几乎所有的高分子单体可以应用于几乎所有的高分子单体 34 分子导电分子导电 v高分子的导电是在一个分子链上实现的高分子的导电是在一个分子链上实现的 v适当地控制分子链的结构，或者改变它适当地控制分子链的结构，或者改变它 的局部环境，一个分子的各个区域可能的局部环境，一个分子的各个区域可能 具有不同的导电行为具有不同的导电行为 v有可能制成有可能制成“分子导线分子导线”、“分子电路分子电路” 和和“分子器件分子器件” 35 结构性导

31、电高分子材料的用途 应用领域或有应用领域或有 用的效用用的效用 实例实例 电子电导电子电导电加热元件的挠性导体，电磁屏蔽材电加热元件的挠性导体，电磁屏蔽材 料，抗静电材料料，抗静电材料 电极电极燃料电池，光化学电池，传感器，心燃料电池，光化学电池，传感器，心 电图仪电图仪 边界层效应边界层效应选择性透过膜，离子交换剂，医药控选择性透过膜，离子交换剂，医药控 制释放制释放 电子学电子学分子电子学，发光二极管，数据存储，分子电子学，发光二极管，数据存储， 改良场效应晶体管改良场效应晶体管 光学光学电致变色显示器，非线性光学材料，电致变色显示器，非线性光学材料， 滤光片滤光片 电致伸缩效应电致伸缩效

32、应 微触动器微触动器 36 v以聚乙炔、聚苯胺膜为正极，锂为负极，高氯酸以聚乙炔、聚苯胺膜为正极，锂为负极，高氯酸 锂的碳酸丙烯脂（锂的碳酸丙烯脂（PC）溶液为电解质的电池的）溶液为电解质的电池的 研究已经较为成熟研究已经较为成熟 v正在研究固体电解质的正在研究固体电解质的全塑性电池全塑性电池，如全塑聚乙，如全塑聚乙 炔电池炔电池 (CH)x |PEO-NaI| (CH)x，它以，它以p型掺杂的聚型掺杂的聚 乙炔为阳极，以乙炔为阳极，以n型掺杂的聚乙炔为阴极构成型掺杂的聚乙炔为阴极构成 v已经实现商品化的：已经实现商品化的：Li-Al(-)LiBF4在聚碳酸酯在聚碳酸酯 (PC)+DME(二甲

33、氧基乙烷二甲氧基乙烷)(电解液电解液)PAn(+)的的 箔型聚合物二次电池，有箔型聚合物二次电池，有3V级池电压、级池电压、3mAh容容 量、千次以上的充放电寿命和可长期保存等特点，量、千次以上的充放电寿命和可长期保存等特点， 可期用于不需维护的电源可期用于不需维护的电源 37 v日本用日本用PThPPy复合膜制成了复合膜制成了FET（场效（场效 应三极管），门电压操作时电流值变化达应三极管），门电压操作时电流值变化达 105，有希望与无机，有希望与无机FET一样得到开发和应一样得到开发和应 用用 v用导电聚合物制作的发光二极管的工作是多用导电聚合物制作的发光二极管的工作是多 年来导电聚合物实

34、用的一大突破年来导电聚合物实用的一大突破,若实现实用，若实现实用， 将带来电子学的巨大突破。将带来电子学的巨大突破。 v劳斯阿拉莫斯国家实验室发明了在绝缘体基劳斯阿拉莫斯国家实验室发明了在绝缘体基 底上镀金属的新方法，即将导电高分子如聚底上镀金属的新方法，即将导电高分子如聚 吡咯或聚苯胺沉积在绝缘的印刷线路孔的内吡咯或聚苯胺沉积在绝缘的印刷线路孔的内 壁上，继而通过电化学法将铜镀在导电高分壁上，继而通过电化学法将铜镀在导电高分 子层上。子层上。 38 导电高分子材料发展展望导电高分子材料发展展望 v作为分子器件研究的重要组成部分，作为分子器件研究的重要组成部分， 导电聚合物研究的重大突破将直接

35、带导电聚合物研究的重大突破将直接带 来分子器件研究的重要进展来分子器件研究的重要进展 v被被IUPAC列为列为21世纪化学研究的重要世纪化学研究的重要 内容内容 v经过经过25年的发展，已经取得了令人瞩年的发展，已经取得了令人瞩 目的成绩目的成绩 v但是性能还有待提高（电学性能，力但是性能还有待提高（电学性能，力 学性能，光学性能，化学稳定性等）学性能，光学性能，化学稳定性等） v理论研究尚待深入以及创新理论研究尚待深入以及创新 39 7.3.2 医用高分子医用高分子 40 7.3.2 医用高分子医用高分子 目前，除了大脑以外，几乎所有人目前，除了大脑以外，几乎所有人 体器官都有替代材料。体器

36、官都有替代材料。 初期的研究内容，主要是解决医疗和保健之急初期的研究内容，主要是解决医疗和保健之急 需。由于各种交通和工伤事故，重大的自然灾需。由于各种交通和工伤事故，重大的自然灾 害、战争、衰老和病变，都急需维持、修复和害、战争、衰老和病变，都急需维持、修复和 替代人体的有关器官，因而作为人工器官替代替代人体的有关器官，因而作为人工器官替代 物的生物材料应运而生。物的生物材料应运而生。 41 7.3.2 医用高分子医用高分子 与国际前沿相比，我国现代生物材料的与国际前沿相比，我国现代生物材料的 应用尚处于初级阶段，但在基础研究已应用尚处于初级阶段，但在基础研究已 取得了一系列进展。取得了一系

37、列进展。 同时清华大学的同时清华大学的李恒德院士李恒德院士和北京大学的和北京大学的王夔王夔 院士院士等亦率先在国内开展了有关天然生物材料等亦率先在国内开展了有关天然生物材料 的微观结构以及生物矿化和病理矿化等方面的的微观结构以及生物矿化和病理矿化等方面的 研究工作。研究工作。 42 7.3.2 医用高分子医用高分子 与国际前沿相比，我国现代生物材料的与国际前沿相比，我国现代生物材料的 应用尚处于初级阶段，但在基础研究已应用尚处于初级阶段，但在基础研究已 取得了一系列进展。取得了一系列进展。 同时清华大学的同时清华大学的李恒德院士李恒德院士和北京大学的和北京大学的王夔王夔 院士院士等亦率先在国内开展了有关天然生物材料等亦率先在国内开展了有关天然生物材料 的微观结构以及生物矿化和病理矿化等方面的的微观结构以及生物矿化和病理矿化等方面的 研究工作