導(dǎo)電高分子復(fù)合材料

1、導(dǎo)電高分子復(fù)合材料導(dǎo)電高分子復(fù)合材料班級：組員：前言前言v高分子材料一般作為絕緣材料使用 如電線的絕緣層等。v如果高分子材料能象金屬一樣導(dǎo)電，我們生活將會發(fā)生什么變化呢？01導(dǎo)電高分子材料的基本概念02導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的組成03影響導(dǎo)電性能的主要因素04導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用05導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的發(fā)展趨勢Contents目錄為什么高分子材料一般是絕緣的？為什么高分子材料一般是絕緣的？傳統(tǒng)的高分子是以共價(jià)鍵相連的一些大分子，組成大分子的各個(gè)化學(xué)鍵是很穩(wěn)定的，形成化學(xué)鍵的電子不能移動，分子中無很活潑的孤對電子或很活潑的成鍵電子，為電中性，所以高分子一直視為絕緣材料。高分子材料有可能導(dǎo)電嗎？高

2、分子材料有可能導(dǎo)電嗎？108107 S/m103102 S/mTi(OC4H9)4Al(C2H5)3HCCH溫度溫度1974年日本筑波大學(xué)H.Shirakawa（白川英樹）在合成聚乙炔的實(shí)驗(yàn)中，偶然地投入過量1000倍的催化劑，合成出令人興奮的有銅色的順式聚乙炔薄膜與銀白色光澤的反式聚乙炔。有機(jī)高分子不能作為導(dǎo)電材料的概念被徹底改變。世紀(jì)發(fā)現(xiàn)世紀(jì)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電高分子材料 G. MacDiarmid H.Shirakawa J.Heeger 艾倫馬克迪爾米德 白川英樹 艾倫黑格1.導(dǎo)電高分子材料的基本概念導(dǎo)電高分子材料的基本概念 通常，以電阻值1010歐姆厘米為界限，在此界限以上為絕緣高

3、分子材料，在其以下統(tǒng) 稱為導(dǎo)電高分子材料。材料的導(dǎo)電性是由于材料內(nèi)部存在的帶電粒子的移動引起的。這些帶電粒子可以是正、負(fù)離子，也可以是電子或空穴，通常稱為載流子。載流子在外加電場的作用下沿電場方向移動，就形成電流。材料導(dǎo)電性的好壞與物質(zhì)所含的載流子的數(shù)目及其運(yùn)動速度有關(guān)，載流子的濃度和遷移率是表征材料導(dǎo)電的微觀物理量。何為導(dǎo)電高分子復(fù)合材料？何為導(dǎo)電高分子復(fù)合材料？ 高分子材料本身不具有導(dǎo)電性，但在加工成型時(shí)通過加入導(dǎo)電性填料，通過分散復(fù)合、層基復(fù)合、表面復(fù)合等方法，使制品具有導(dǎo)電性。導(dǎo)電填料在復(fù)合型導(dǎo)電高分子中起提供載流子的作用，它的形態(tài)、性質(zhì)和用量直接決定材料的導(dǎo)電性，常用的有金粉、銀粉、

4、銅粉、鎳粉、鈀粉、鉬粉、鈷粉、鍍銀二氧化硅粉、鍍銀玻璃微珠、炭黑、石墨、碳化鎢、碳化鎳等等。導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的導(dǎo)電機(jī)導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的導(dǎo)電機(jī)理理導(dǎo)電填料導(dǎo)電填料 聚合物基體聚合物基體 2.導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的組成導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的組成高分子基體材料導(dǎo)電填充材料其他助劑碳系填料碳系填料石墨烯單原子厚度的二維碳原子晶體，被認(rèn)為是富勒烯、碳納米管(CNT)和石墨的基本結(jié)構(gòu)單元，具有特殊的電學(xué)特性，在電子器件領(lǐng)域很有發(fā)展?jié)摿ΑＭㄟ^氧化石墨烯后逐步沉積，并在水流作用下實(shí)現(xiàn)有序的瓦片式堆疊，即定向流動組裝，得到了高強(qiáng)度的韌性氧化石墨烯薄膜。這種納米有序結(jié)構(gòu)薄膜材料可用于可控透氣性膜、電容器、分子探測

5、及微電子等諸多領(lǐng)域。同時(shí)，依托其具有的豐富表面官能團(tuán)，經(jīng)化學(xué)改性后，可實(shí)現(xiàn)與樹脂、陶瓷、金屬等基體的復(fù)合。石墨石墨具有良好的電學(xué)性能，還具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕、耐磨擦和導(dǎo)熱性能。不僅如此，石墨還具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)。將層狀石墨剝離成納米厚度薄片為高徑厚比的導(dǎo)電填料和低逾滲值的復(fù)合材料的制備提供了可能。碳系填料碳系填料炭黑炭黑為最為普遍的功能性補(bǔ)強(qiáng)填料。炭黑粒子越小，即單位體積膠料的炭黑粒子越多，炭黑粒子間接觸的幾率越大或粒子間間距越小，電阻越小，導(dǎo)電性越好。在粒徑相同的炭黑中，高結(jié)構(gòu)炭黑的導(dǎo)電性好，這是高結(jié)構(gòu)炭黑具有較多鏈枝，從而形成較多鏈枝交織的導(dǎo)電通道所致。炭黑表面揮發(fā)物或殘留焦油狀物

6、多會在炭黑表面形成絕緣膜而降低炭黑導(dǎo)電性。將這類炭黑在真空或惰性氣體中進(jìn)行加熱處理以除去表面絕緣膜，會使其導(dǎo)電性提高。表面粗糙度越大的炭黑導(dǎo)電性越好，這是因?yàn)樵谔亢谟昧肯嗤哪z料中，粗糙炭黑粒子間接觸的幾率比光滑炭黑粒子間大。碳系填料碳系填料聚合物基體聚合物基體用作納米石墨聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料基體的聚合物可分為導(dǎo)電聚合物和非導(dǎo)電聚合物兩大類。當(dāng)前對PAN 、聚吡咯(PPy)、聚乙炔等導(dǎo)電聚合物與納米石墨的復(fù)合研究得較多。這主要是由于納米石墨和導(dǎo)電聚合物共軛結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電協(xié)同作用在增強(qiáng)基體導(dǎo)電性的同時(shí)又可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)。非導(dǎo)電聚合物基體中大部分為熱塑性樹脂，如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、PMMA等，它

7、們與納米石墨形成的復(fù)合體系都可達(dá)到很低的逾滲值。而以熱固性樹脂為基體的研究較少，現(xiàn)有的研究主要以環(huán)氧樹脂為基體。3.影響導(dǎo)電性能的主要因素影響導(dǎo)電性能的主要因素因素導(dǎo)電填料的性質(zhì)導(dǎo)電填料的形狀制備工藝導(dǎo)電填料的用量4.導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用抗靜電抗靜電Your Text導(dǎo)電膠導(dǎo)電膠Your Text隱性材料隱性材料Your Text電磁屏蔽材料電磁屏蔽材料Your Text1234抗靜電方法：抗靜電方法：將產(chǎn)生的靜電將產(chǎn)生的靜電適時(shí)導(dǎo)走適時(shí)導(dǎo)走，避避免靜電積累免靜電積累?？轨o電的必要性：抗靜電的必要性：電絕緣的聚合物，在電絕緣的聚合物，在許多應(yīng)用環(huán)境中產(chǎn)生許多應(yīng)用環(huán)境

8、中產(chǎn)生靜電作用，如靜電作用，如塑料梳塑料梳子子產(chǎn)生頭發(fā)豎立，合產(chǎn)生頭發(fā)豎立，合成纖維制成的成纖維制成的衣服衣服產(chǎn)產(chǎn)生放電，吸塵器外殼生放電，吸塵器外殼吸附大量灰塵，電視吸附大量灰塵，電視屏幕吸附灰塵，電視屏幕吸附灰塵，電視何收音機(jī)干擾，有些何收音機(jī)干擾，有些場合靜電泄漏甚至?xí)龊响o電泄漏甚至?xí)a(chǎn)生嚴(yán)重火災(zāi)或爆炸產(chǎn)生嚴(yán)重火災(zāi)或爆炸事故。事故。抗靜電抗靜電導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用:1導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用:2導(dǎo)電膠近幾年,鉛錫焊料是印刷線路板和表面組裝技術(shù)中的連接材料,其中含鉛在40%左右。鉛既危害人體健康,也污染環(huán)境。對電子產(chǎn)品及制造過程中所使用

9、的有毒重金屬如鉛等,美國1992年開始禁用,日本規(guī)定2001年限制使用鉛;歐洲也明確規(guī)定2004年停止使用。導(dǎo)電型膠粘劑,簡稱導(dǎo)電膠,是一種既能有效地膠接各種材料,又具有導(dǎo)電性能的膠粘劑。導(dǎo)電膠作為一種新型的復(fù)合材料其應(yīng)用日益受到人們的重視,有著廣闊的市場前景和發(fā)展?jié)摿?。?dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用:2導(dǎo)電填料可以很大的提高線分辨率,更能順應(yīng)高的I/O密度;此外它還有固化溫度低、簡化組裝工藝等優(yōu)點(diǎn),因此發(fā)展迅速?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電話和移動通訊系統(tǒng),廣播、電視、計(jì)算機(jī)行業(yè),汽車工業(yè);醫(yī)用設(shè)備,解決電磁兼容( EMC) 等方向。導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用:3

10、隱身技術(shù)是當(dāng)今軍事科學(xué)的重要技術(shù)之一，是國家軍事實(shí)力的重要標(biāo)志。隱身材料是指能夠減少軍事目標(biāo)的雷達(dá)特征、紅外特征、光電特征及目視特征的材料的系統(tǒng)。自從導(dǎo)電聚合物一出現(xiàn)，導(dǎo)電聚合物作為新型的有機(jī)和聚合物雷達(dá)波吸收材料稱為導(dǎo)電聚合物領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和導(dǎo)電聚合物實(shí)用化的突破點(diǎn)。導(dǎo)電高聚物是巡洋導(dǎo)彈可控頭罩的首選隱身材料。導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用:3雷達(dá)隱身技術(shù)雷達(dá)吸波材料紅外隱身技術(shù)紅外隱身材料導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的應(yīng)用:4電磁屏蔽材料導(dǎo)電高分子材料具有同樣電磁屏蔽性能，且重量輕、韌性好、易加工、電導(dǎo)率易于調(diào)節(jié)、成本低、易大面積涂敷、施工方便。因此，它是一種非常理想的替代傳統(tǒng)金屬的新型電磁屏蔽材料，可應(yīng)用在計(jì)算機(jī)房、手機(jī)、電視機(jī)、電腦和心臟起搏器等電子電器元件上。導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)v優(yōu)越性：質(zhì)輕（密度?。?、易成型加工、導(dǎo)電性和制品可一次完成、電阻率調(diào)節(jié)范圍廣、成本低、結(jié)構(gòu)易調(diào)節(jié).v挑戰(zhàn)：穩(wěn)定性有待提高，新應(yīng)用領(lǐng)域有待發(fā)現(xiàn)和開發(fā)。導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的發(fā)展趨勢導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的發(fā)展趨勢