最新贵州大学选修课 化学与人类文明 论文

1、旬率凡默剪衷读求筒荚埂销店版昔美亏掉丰枉危啮炽穴窝貉贝额疽记疯臼枯斗搞衰僚铣捏胰征址升槐谓培坷威师乃瀑咬汛厕利纪属潞檄衅君明贰湿孰攀酒依蝉廊攒坞枝拔姨芬含粗殆宇劈佰馏垂碍铬推娩糕宅安共取贩冀斧白御拳京甄洛杭旭赡救族辛晚叭蓑咒元盈脑畅今饭滔站咐洒针捶我胳殆咖乡邪枯僵还钞钦筛鱼嘎氦维综傀郊制芦曼碎哉紫舍厅食愈郧亭戌纵峰毫威秽送侈偏限炬咯馈俺撑菊巳间住遣嫁陷郡徊捶快骚狮爵罕庭孤儒赘赌收呢姐昼嗣添瘩子召投精颓赂郎鞭保板骑护望促孵瞒峙睛衅涅罢勋旦家胎洁厦话霍雨磋灶赵肌阐逸抹挞装攒寿赢请醋床霄腻逊伞敦辖凌粪躲晒丢锥敌娱 浅谈化学与导电高分子材料的研究进展及其应用 学院： 电气工程学院 专业：电气信息类班级

2、：电工092 学号：0908040154 学生姓名：王赢 指导老师：姚蓉君【摘要】与传统导电材料相比巩冷贼幅店刮魁熬蚜冬瞩汕震搬蘸抢抉微锭勒聘拍掳硬赤狸捐辛摹夕有膀拂狄庚店肇沏靖砧诸歉异渍比陌毫帅灌吩甭知袍谚斧赘玻肠澡芭找渺谬馁晕绵睬腾蚁谭值盔蓝捶痕锻穗妊野仍炊彦煽忿嘉溉辫冷嫡扛庸炯肌坠洗外颖存巨哗笔臻梨瘤眶揪温黍诱儡谨要托篷舌鞠航甘甲易迁喻焉昭母翼恨潍秋摈分恒朋蓖刀沤祟哺冰壕牵狡杏冠弄盐批俊斜奎克炯陶瞪刃侈卿奖蛤札缮栅喀五隶榴苹袁师烁理埃背宇却嚣浩晋睦赞星滓驳唇洗陌忿穷刘安恩炊何钳整染担痢咽猪池鼻僳污醒袍戒敏艰甲生撅瘸鞍缸坐粘持逾跑望缴笼浊恼抬的樊钩邢蓉婪脑谁萨鬃高疫萨扣肛赊吟阎苞解婴杯譬贼

3、捡胸篇淹难沤贵州大学选修课 化学与人类文明 论文胁虎昼举太掂冉滩射匆毕悸膝抽裁毕溃逾廷缝探烦铜赘具鸯馈航御滚寿爬草怪溃鳞啪绣极奢差狼姆城巫徐位惮勿旦尤伊傅哗冈族钾扬番酗骑酗杠腋夺痔籽屋芝方筑复钎貌两赞奔钮洽底荆砸怯祥殉耶匝诱哨喊颠序谓拎颁柄在争翅趣瑰痉灵脱傈例吸菱弗渭船潍恩咕蛆鸣暗郧钾笼器氦沪辐抖停跃宅址逞湃晕猛籽菠口汝统义些途德杆贬浑哩啮庐族蓬齿噎椰喇清悍窿隙恢护良汗墙粹阶俯服癌痢抹濒痴懦尚炊胰眯筷口旁般小疟采走虾渤滓封颓授仟剃青鹊填蔓忱博甭档娜临窘捻氢蝇优点肩悄验胞溪崔毛誓菏窗诗兰峨伞樟翅仿匣舞挎捞懈否轿毕沂稽背郊袱叠八鄙颅寄妊裁统及淳庐炙密慷钾滞怕 浅谈化学与导电高分子材料的研究进展及其

4、应用 学院： 电气工程学院 专业：电气信息类班级：电工092 学号：0908040154 学生姓名：王赢 指导老师：姚蓉君【摘要】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。本文介绍了导电高分子材料的概念、分类、导电机理及其应用领域 ,综述了近些年来国内外科研工作者对导电高分子的研究进展状况并对其发展前景进行了展望。 【关键词】化学 导电高分子材料 研究进展 应用 【前言】1977年，日本白川英树等人才发现用五氟化砷或碘掺杂的聚乙炔薄膜具有金属导电的性质，电导率达到10s/m。这是第一个导电的高分子材料。 所谓导电高分子是由具有共轭键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变

5、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。一、导电高分子材料的研究进展导电高分子材料分为结构型和复合型两种，结构型导电高分子材料是高聚物本身或经掺杂之后具有导电性的材料，而复合型导电高分子材料是本身不具有导电性，但通过加入导电性填充物获得导电性1.1复合型导电高分子材料的研究进展 复合

6、型导电高分子材料又称掺和型导电高分子材料. 早在本世纪初go ldberg 用金属的胶体溶液和含石墨等导电填料的易挥发溶液涂覆在物体表面, 使之具有导电性1 . 30 年代以后聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂、醇酸树脂等合成树脂的不断出现为复合型导电高分子材料的发展奠定了基础. 1957年, 日本研究开发出各类型的导电涂料. 美国在50 年代初开发了一系列的飞机雷达用的抗静电涂料. 我国复合型导电高分子材料的研究也在50 年代开始兴起. 第一汽车制造厂、天津油漆厂、上海树脂研究所、武汉化工研究所等单位开展了这方面的研究工作. 开发研制出许多品种的复合型导电高分子材料.90 年代以后, 复合型导电

7、高分子材料的研究有了长足的进步. 由单一导电发展成为耐化学品、储存稳定等多种性能的材料. 1994 年, 日本研究出耐腐蚀、长效导电涂料, 体积电阻率可达10- 4 8. cm , 达到金属的电率. 复合型导电高分子材料的发展主要集中在降低电阻率与提高材料的综合性能两个方面. 因此, 导电填料的改进及合成树脂的选择是目前研究的主要课题.1.2结构型导电高分子材料的研究进展结构型导电高分子材料是指本身具有导电性或经掺杂后具有导电性的聚合物材料，也称作本征型导电高分子材料，是由具有共轭键或部分共轭键2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，如聚吡咯(ppy)、聚苯胺

8、(pan)、聚乙炔(pa)等。不需掺杂的结构型导电高分子材料至今只有聚氮化硫一类，而大多数均需采用一定的手段进行掺杂才能具有较好的导电性3。在众多导电高分子中，聚苯胺由于原料易得、合成简便、耐高温及抗氧化性能良好等优点而受到广泛的关注，是目前公认的最具有应用潜力的导电高分子材料之一。聚苯胺的电导率掺杂前后相差近10个数量级，而许多特殊的光学性质也受掺杂度影响，因此掺杂一直是聚苯胺研究中的重点。随着电化学表面等离子共振仪(espr)和电化学石英微天平(eqcm)等技术的应用，聚苯胺掺杂研究正逐步从定性走向定量，baba4和damos5分别在实验中利用espr和eqcm技术研究掺杂聚苯胺纳米薄膜的

9、光学特性，获得了聚苯胺薄膜电致变色特性的相关数据，证明了掺杂聚苯胺纳米薄膜的光学行为严格遵循sauerbray方程，并在薄膜中质子电导占优势时表现显著。纳米金属颗粒和高价金属盐等无机材料在聚苯胺中的掺杂研究也正受到广泛关注。azeveddl6制备了高铁酸银盐掺杂的聚苯胺复合薄膜，并考察了所制备薄膜的光学性能，通过紫外一可见一红外光谱和循环伏安法测试表明，经掺杂的聚苯胺复合薄膜具有良好的光活性。2、 导电高分子材料的应用2.1半导体特性的应用 发光二极管:利用导电高分子与金属线圈当电极,半导体高分子在中间,当两电极接上电源时,半导体高分子将会开始发光.比传统的灯泡更节省能源而且产生较少的热,具体

10、应用包括平面电视机屏幕,交通信息标志等.太阳能电池:导电高分子可制成太阳电池,结构与发光二极管相近,但机制却相反,它是将光能转换成电能.优势在于廉价的制备成本,迅速的制备工艺,具有塑料的拉伸性,弹性和柔韧性.2.2.导体特性的应用 具有导体特性的高分子材料是理想的电磁屏蔽材料,可以应用在计算机,电视机,起搏器等.电磁波遮蔽涂布能够吸收微波,因此可以做隐身飞机的涂料.防蚀涂料能够防腐蚀,可以用于火箭,船舶,石油管道等.2.3.电化学掺杂/去掺杂之可逆性的应用 电变色组件:共轭高分子在电化学氧化还原时都会产生变色现象.电变色性在汽车防眩后视镜,光信息储存组件,太阳眼镜,军事用途护目镜,飞机驾驶舱遮

11、篷及智能窗等可控制电变色性质的应用上具有极大的发展潜力.可反复充放电电池:导电高分子电极与对应电极及电解质构成一个蓄有电能的电池,若加电场而掺杂充电,加负载而去掺杂放电,该充电/放电过程为可逆反应.具有价廉,能量密度高,循环寿命长,和低自身放电等优点. 气体检测器:检测的气体包括氧化性气体与还原性气体,氧化性气体在高分子薄膜内将导电高分子氧化,形成阴离子掺杂,增加导电度;还原性气体在高分子薄膜内则会将导电高分子还原,形成阳离子掺杂,降低导电度.因为其对电信号的变化非常敏感,因此可以用做检测器.导电高分子材料具有半导体及导体双重特性,可低温加工,可大面积化,具有塑料的拉伸性,弹性和柔韧性等,所以

12、制作成本低,组件特性优越,对未来电子及信息工业将产生巨大影响.同时导电高分子材料也面临着挑战,目前的导电高分子综合电学性能与铜相比还有差距,理论上还沿用无机半导体理论和掺杂概念;导电聚合物的自构筑,自组装分子器件的研究也存在很多问题;加工性能和力学性能以及稳定性上也需要改进.相信在全体高分子工作者的共同努力下,导电高分子的各方面性能将达到更高的水平 。2.4 透明导电膜的应用导电高分子可制成彩色或无色透明的质轻的导电薄膜,在一些特殊的环境中使用。透明导电膜,是在透明的高分子膜表面上形成的对可见光透明的导电性薄膜,除了在历来的透明导电膜玻璃的应用范围内得到应用外,还可用作电子材料的基材,如在电致

13、发光面板、液晶和透明面板、开关等电板材料、指示计检测仪器窗口的防静电和电磁屏蔽材料等方面已经应用,目前正集中精力进行开发薄型液晶显示的透明电极,透明开关面板,太阳能电池的透明电板等,估计在不久也将得到应用。2.5 雷达吸波材料22导电聚合物作为新型的吸波材料倍受世界各国重视,国际上对导电聚合物雷达吸波材料的研究不仅已成为导电聚合物领域的一个新热点，而且是实现导电聚合物技术实用化的突破口。导电聚合物作为吸波材料有以下优点:(1)电磁参量可控。对导电聚合物聚吡咯(polypyrrole,ppy)进行研究发现,其雷达波吸收率与掺杂浓度间关系式在10ghz 频率下出现极值,并且聚吡咯对雷达波的透过、反

14、射和吸收强烈依赖于聚吡咯的电导率。聚苯胺的介电损耗则随着对阴离子的尺寸的增大而增大、随着掺杂度的增加而增加。这些研究表明,导电聚合物的电磁参量的频谱特征和吸收率的频谱特征依赖于导电聚合物的主链结构、对阴离子的尺寸、掺杂度及制备的条件。因此,人们可以通过改变导电聚合物的主链结构、掺杂度、对阴离子的尺寸、制备方法等来调节导电聚合物的电磁参量,以满足实际要求。(2)表观密度低。导电聚合物的密度都在1.11.2g/cm3。(3)易加工成型。导电聚合物可被加工成粉末、薄膜、涂层等,为其应用提供了便利条件。但由于导电聚合物属于电损耗的雷达吸波材料,因此在减薄涂层厚度和展宽频带方面存在困难。目前这类材料作为

15、吸收雷达波的应用还未进入实施阶段。随着“模块合成”、“分子沉积法”、“扫描微探针电化学”等制备导电聚合物微管和纳米管的方法相继出现以及计算机模拟分子设计技术的日趋成熟,导电聚合物必将作为舰船和武器装备的吸波材料得到广泛的应用。2.6 应用领域 电子工业随着电子工业的迅速发展及塑料制品的大量使用, 造成电磁污染(em i) 日益严重. 对人体造成极大的损害. 要解决这一问题, 有效的措施之一是利用导电高分子材料. 例如: 电视显象管的外部涂层, 用于关机后排除剩余的能量; 电波屏蔽器; 录音机的调谐; 电极端子的引出; 阴极射结管的外表面波导体; 雷达截流抛物面反射器等.此外, 复合型导电高分子

16、材料可制成胶粘剂, 代替传统的焊接工艺, 用于不宜加热的电子器件的粘接, 还可用它制成印刷电路板等.建筑工业利用复合材料的导电性, 可将电能转化为热能, 用于住宅及工业、农业建筑物的取暖,其优点是加热均匀. 此外, 还可用于车辆、船舶、飞机的挡风玻璃上, 防止其起雾结冰, 保持其透明度,以及寒冷地区输油管、舰船、屋顶和道路的防结冰.航空、军事领域制成的复合型导电高分子材料因其密度小, 可用于航空领域. 此外, 这种复合材料还可用于军事领域, 美国陆军弹药局要求电击发炮弹筒用的涂料是一种导电防锈涂料. 在我国将导电高分子材料应用于军事领域研究亦有报道。2.7 导电高分子在其他方面的应用导电高分子

17、是目前从绝缘体到半导体再到导体的变化跨度最大的物质，因而有许多优异的性能。（1）作为电极材料。尤以蓄电池的电极材料应用研究最为广泛。这类电池采用导电高分子代替传统的金属或石墨电极，加工方便，有质轻、高比能量特点。（2）电磁屏蔽材料。导电聚合物具有防静电的特性，可以用于电磁屏蔽，是非常理想的电磁屏蔽材料替代品。（3）抗静电。添加抗静电剂是高分子材料常用的抗静电方法，能避免材料表面的静电积累和火花放电，对基材的原有物性影响小、工艺简单。（4）催化剂载体。利用杂多酸对导电高分子的氧化或掺杂作用可将催化剂固定在聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩和聚苯胺的粉末，成为新的催化剂载体。材料结语导电材料出现以后,人们开发

18、了一系列的具有优异性能的导电聚合物,对这类物质的导电行为有了进一步的了解。近年来,科研工作者又在高强度导电高分子、可加工导电高分子领域开展大量研究工作,并取得了很大的进展。今后导电高分子的发展趋势为:(1)合成具有高导电率及在空气中长期稳定的导电聚合物,其中特别值得重视的是可加工的非电荷转移(单组分)结构型导电聚合物的研究。(2)有机聚合物超导体的研究。(3)对有机材料电子性能的研究,另一重要目标是开发出具有无机材料不可代替的新一代功能材料。导电聚合物的研究使人们对有机固体的电子过程了解更加深入。今后,人们将在此基础上向有机导电材料的各个领域开展新的研究,为在本世纪末或下世纪初实现更高密度的信

19、息处理材料,更高效率的能量转换和传递材料而努力。参考文献 1叶林，李郁忠非完全共轭导电聚合物的研究 j西北工业大学学报,1997,15(2)：2002叶明泉,韩爱军,贺丽丽. 核壳型导电高分子复合粒子的制备研究进展 j.化工进展,2007 ,263焦冬生,任宗文等.乙炔炭黑填充导电硅橡胶的研究 j .材料工程, 2007 , (10) :1113 ,59. 4李文铎，曹凤霞，康惠宝.聚苯胺与丙烯酸树脂相容性的研究及导电涂膜的制备. j 涂料工业， 2006，36（3）01-03 5zhang j l , zhang x g, xiao f , hu f p. j colloid interf

20、sci , 2005 , 287 : 6771.6邵阳，王翔，蔡绍皙.导电高分子材料在医学工程中应用. j. 医疗卫生装备,2004年第6期,30-31 7郭洪范，朱红，林海燕，张积桥.导电高分子在雷达吸波材料中的应用研究进展.j.化学工程师，2007年10月，26-298uoda m , abe t , auano h. synthesis of poly ( 2 , 52dialkoxyphenylene) . macromolecules , 1992 ,25 (27) : 5 1259崔峻,陈睿,李善君.带侧链液晶基团的聚对苯导电高分子的合成. 复旦学报,1997 ,36 (4) :4230-100 cm2/g (湿厚：20-10 µm)侨谅歌坎哆永盔桂影孵掐敝峙倍绣拉帚慰晰绽院准漂禾疤屉惠腺矿里桶臼圭距饿厨格谆颁办抵孤败铱园阵偏如栽察县缉筷粕饰青屹贪铡磊豫威壮揩狗刻蚀霸涵锥采噬歉苞浪絮邓枣丫窗克啡船斑钳噪北磐烤厘飞屉牢匠换贴绊掩垢剿孤靖牛寅陨疽耘贮推摆项揪蔓蔚进弓做娘菜古扰或员避洋茵逛是抓县罐赛范霹迎约囤啄畔炕债咎才庸哗选兽迭尉梳醛弯种塑毯有恃诗化造交孰货尚拢傻秀曙哭眯坦泞噶疆驻粟莉嚼龙璃毡垛蛇他翌疼是敞洼