復合型導電高分子

1、復合型導電高分子材料主要內(nèi)容概述導電機理導電填料聚合物聚合物形態(tài)控制應用進展概述通用塑料導電化通用塑料導電化改進方法改進方法擴大導電高分擴大導電高分子應用范圍子應用范圍 導電無機粒子導電無機粒子 親水親水/結構型導電高分子結構型導電高分子結構型導電高分子結構型導電高分子缺點：缺點：工藝復工藝復雜成本較高雜成本較高填充復合導電高分子填充復合導電高分子 填充填充共混共混共混復合導電高分子共混復合導電高分子 概述導電機理 復合型導電高分子材料的導電方式屬于電子傳導型。導電填料相互接觸形成網(wǎng)鏈, 從而使其導電。導電機理干燥后, 樹脂不斷收縮, 達到一定程度后, 導電填料相互連接成網(wǎng)鏈, 使材料顯示電性

2、如下圖所示。干燥前, 在樹脂中的導電填料處于獨立狀態(tài), 不相接觸, 材料處于絕緣狀態(tài)如下圖所示。導電機理導電機理導電機理電阻率電阻率-填料填料濃度關系濃度關系量子力學量子力學滲流理論滲流理論隧道理論隧道理論宏觀宏觀微觀微觀滲流理論 當粒子的含量達到某一特定值時, 復合材料的電阻率劇減。 其變化是相變型的。 可以認為在這一點粒子開始形成鏈。電導率突變的點被稱為滲濾閾值。隧道效應 根據(jù)研究結果建立了導電粒子接觸狀態(tài)的等效電路。導電填料 碳系導電填料 金屬及金屬氧化物系填料聚合物聚合物作用基體材料固定填料連續(xù)相粘結體 目前, 應用較多的合成樹脂有丙烯酸樹脂、聚氨酯、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂等。 近年來隨著

3、聚合物共混及互穿網(wǎng)絡技術的發(fā)展, 許多性能優(yōu)良的改性聚合物被應用于復合體系。如丙烯酸-環(huán)氧樹脂、聚氨酯-環(huán)氧樹脂、丙烯酸-醇酸樹脂體系等。聚合物 聚合物的選擇對導電復合材料的綜合性能影響很大。 1、相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量復合物骨架強度低復合物骨架強度低復合物韌性下降復合物韌性下降粒子間樹脂膜粒子間樹脂膜厚度增加厚度增加影響物理性能影響物理性能影響導電性影響導電性過小過小過大過大聚合物 2、表面張力 3、結晶度 半結晶聚合物用以達到形成導電網(wǎng)絡的臨界體積分數(shù)比無定形聚合物的低得多。表面張力大表面張力大對填料親和力大對填料親和力大臨界體積分數(shù)上升臨界體積分數(shù)上升結晶度增大結晶度增大導

4、電能力增加導電能力增加聚合物 4、主鏈柔順性剛性大剛性大力學性能降低力學性能降低嚴重脆化嚴重脆化形成導電通路形成導電通路導電性能增強導電性能增強聚合物形態(tài)控制熔體振動成型超聲振動成型原位微纖化對聚合物熔體施加對聚合物熔體施加周期性的剪切應力或周期性的剪切應力或拉伸應力拉伸應力 在口模端對聚合物在口模端對聚合物熔體施加超聲振動場熔體施加超聲振動場聚合物共混中施加聚合物共混中施加剪切應力或拉伸應力剪切應力或拉伸應力聚合物形態(tài)控制使聚合物分子量高使聚合物分子量高度取向度取向 提高分子鏈活性及提高分子鏈活性及改善熔體流變性能改善熔體流變性能分散相粒子由球狀分散相粒子由球狀變?yōu)槔w維狀變?yōu)槔w維狀提高聚合物綜合性能提高聚合物綜合性能易形成串晶互鎖結易形成串晶互鎖結構，提高力學性能構，提高力學性能減小分散相粒子尺減小分散相粒子尺寸及粒徑分布，降低寸及粒徑分布，降低熔體表觀粘度熔體表觀粘度形成具有增強作用形成具有增強作用的三維微纖網(wǎng)絡結構的三維微纖網(wǎng)絡結構應用進展電子工業(yè)電子工業(yè)建筑工業(yè)建筑工業(yè)航空軍事工業(yè)航空軍事工業(yè)電波屏蔽器等電波屏蔽器等建筑表面涂料等建筑表面涂料等防