导电高分子复合材料

1、LOGO导电高分子导电高分子Conducting PCompany Logo基本概念 导电高分子复合材料：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以上的聚合物材料按照材料的结构与组成，可将导电高分子分成两大类： 结构型（本征型）导电高分子 复合型 导电高分子Company Logo基本概念 结构型（本征型）导电高分子：高分子材料本身具有导电能力的被称为本征型导型高分子材料。 复合型导电高分子材料是以有机高分子材料为基体,加 入一定数量的导电物质(如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、属纤维、金属氧化物等)组合而成。4绝缘体、半导体、导体、超导体材料电导率 /-1c

2、m-1典 型 代 表绝缘体10-10石英、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯半导体10-10102硅、锗、聚乙炔导 体102108汞、银、铜、石墨超导体108铌(9.2 K)、铌铝锗合金(23.3K)、聚氮硫(0.26 K)5Ti(OC4H9)4Al(C2H5)3HCCH1000 倍催化剂温度108107 S/m103102 S/m导电高分子材料-聚乙炔（polyacetylene, PA）的发现铜色的顺式聚乙炔薄膜与银白色光泽的反式聚乙炔Ziegler-Natta催化剂钛酸正丁酯三乙基铝6导电高分子材料的研究进展 1980年，英国Durham大学的W.Feast得到更大密度的聚乙炔。 1983年，

3、加州理工学院的H.Grubbs以烷基钛配合物为催化剂将环辛四烯转换了聚乙炔，其导电率达到35000 S/m，但是难以加工且不稳定。 1987年，德国BASF科学家 N. Theophiou 对聚乙炔合成方法进行了改良，得到的聚乙炔电导率与铜在同一数量级，达到107 S/m。 7导电高分子材料的共同特征交替的单键、双键共轭结构 聚乙炔由长链的碳分子以sp2键链接而成，每一个碳原子有一个价电子未配对，且在垂直于sp2面上形成未配对键。其电子云互相接触，会使得未配对电子很容易沿着长链移动，实现导电能力。导电高分子材料的导电机理导电高分子材料的导电机理v 导电高分子材料的掺杂途径：v 氧化掺杂 (p-

4、doping): CHn + 3x/2 I2 CHnx+ + x I3-还原掺杂 (n-doping): CHn + x Na CHnx- + x Na+ 添补后的聚合物形成盐类，但产生电流的原因并不是碘离子或钠离子而是共轭双键上的电子移动。Company Logo导电高分子材料的导电机理Company Logo掺杂导电高分子材料的导电机理： 碘分子从聚乙炔抽取一个电子形成I3，聚乙炔分子形成带正电荷的自由基阳离子，在外加电场作用下双键上的电子可以非常容易地移动，结果使双键可以成功地沿着分子移动，实现其导电能力。10nPolyacethylene (PA)聚乙炔HNNHHNHNnPolypyrrole (PPy)聚吡咯SSSSnPolythiophene (PTh)聚噻吩HNHNPolyaniline (PAn)聚苯胺HNn几种典型的共轭聚合物Company Logo导电高分子材料的应用在隐