導電高分子復合材料

1、導電高分子復合材料導電高分子復合材料班級：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電，我們生活將會發(fā)生什么變化呢？01導電高分子材料的基本概念02導電高分子復合材料的組成03影響導電性能的主要因素04導電高分子復合材料的應用05導電高分子復合材料的發(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)的高分子是以共價鍵相連的一些大分子，組成大分子的各個化學鍵是很穩(wěn)定的，形成化學鍵的電子不能移動，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電嗎？高

2、分子材料有可能導電嗎？108107 S/m103102 S/mTi(OC4H9)4Al(C2H5)3HCCH溫度溫度1974年日本筑波大學H.Shirakawa（白川英樹）在合成聚乙炔的實驗中，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。有機高分子不能作為導電材料的概念被徹底改變。世紀發(fā)現(xiàn)世紀發(fā)現(xiàn)導電高分子材料導電高分子材料 G. MacDiarmid H.Shirakawa J.Heeger 艾倫馬克迪爾米德 白川英樹 艾倫黑格1.導電高分子材料的基本概念導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) 稱為導電高分子材料。材料的導電性是由于材料內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。材料導電性的好壞與物質所含的載流子的數(shù)目及其運動速度有關，載流子的濃度和遷移率是表征材料導電的微觀物理量。何為導電高分子復合材料？何為導電高分子復合材料？ 高分子材料本身不具有導電性，但在加工成型時通過加入導電性填料，通過分散復合、層基復合、表面復合等方法，使制品具有導電性。導電填料在復合型導電高分子中起提供載流子的作用，它的形態(tài)、性質和用量直接決定材料的導電性，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。導電高分子復合材料的導電機導電高分子復合材料的導電機理理導電填料導電填料 聚合物基體聚合物基體 2.導電高分子復合材料的組成導電高分子復合材料的組成高分子基體材料導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，被認為是富勒烯、碳納米管(CNT)和石墨的基本結構單元，具有特殊的電學特性，在電子器件領域很有發(fā)展?jié)摿?。通過氧化石墨烯后逐步沉積，并在水流作用下實現(xiàn)有序的瓦片式堆疊，即定向流動組裝，得到了高強度的韌性氧化石墨烯薄膜。這種納米有序結構薄膜材料可用于可控透氣性膜、電容器、分子探測

5、及微電子等諸多領域。同時，依托其具有的豐富表面官能團，經化學改性后，可實現(xiàn)與樹脂、陶瓷、金屬等基體的復合。石墨石墨具有良好的電學性能，還具有極高的化學穩(wěn)定性、耐腐蝕、耐磨擦和導熱性能。不僅如此，石墨還具有獨特的層狀結構。將層狀石墨剝離成納米厚度薄片為高徑厚比的導電填料和低逾滲值的復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強填料。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，導電性越好。在粒徑相同的炭黑中，高結構炭黑的導電性好，這是高結構炭黑具有較多鏈枝，從而形成較多鏈枝交織的導電通道所致。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電性。將這類炭黑在真空或惰性氣體中進行加熱處理以除去表面絕緣膜，會使其導電性提高。表面粗糙度越大的炭黑導電性越好，這是因為在炭黑用量相同的膠料中，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電復合材料基體的聚合物可分為導電聚合物和非導電聚合物兩大類。當前對PAN 、聚吡咯(PPy)、聚乙炔等導電聚合物與納米石墨的復合研究得較多。這主要是由于納米石墨和導電聚合物共軛結構的導電協(xié)同作用在增強基體導電性的同時又可實現(xiàn)結構的增強。非導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合體系都可達到很低的逾滲值。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.影響導電性能的主要因素影響導電性能的主要因素因素導電填料的性質導電填料的形狀制備工藝導電填料的用量4.導電高分子復合材料的應用導電高分子復合材料的應用抗靜電抗靜電Your Text導電膠導電膠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：將產生的靜電將產生的靜電適時導走適時導走，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，在許多應用環(huán)境中產生許多應用環(huán)境

8、中產生靜電作用，如靜電作用，如塑料梳塑料梳子子產生頭發(fā)豎立，合產生頭發(fā)豎立，合成纖維制成的成纖維制成的衣服衣服產產生放電，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，電視何收音機干擾，有些何收音機干擾，有些場合靜電泄漏甚至會場合靜電泄漏甚至會產生嚴重火災或爆炸產生嚴重火災或爆炸事故。事故?？轨o電抗靜電導電高分子復合材料的應用導電高分子復合材料的應用:1導電高分子復合材料的應用導電高分子復合材料的應用:2導電膠近幾年,鉛錫焊料是印刷線路板和表面組裝技術中的連接材料,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。導電型膠粘劑,簡稱導電膠,是一種既能有效地膠接各種材料,又具有導電性能的膠粘劑。導電膠作為一種新型的復合材料其應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Αщ姼叻肿訌秃喜牧系膽脤щ姼叻肿訌秃喜牧系膽?2導電填料可以很大的提高線分辨率,更能順應高的I/O密度;此外它還有固化溫度低、簡化組裝工藝等優(yōu)點,因此發(fā)展迅速?，F(xiàn)已廣泛應用于電話和移動通訊系統(tǒng),廣播、電視、計算機行業(yè),汽車工業(yè);醫(yī)用設備,解決電磁兼容( EMC) 等方向。導電高分子復合材料的應用導電高分子復合材料的應用:3

10、隱身技術是當今軍事科學的重要技術之一，是國家軍事實力的重要標志。隱身材料是指能夠減少軍事目標的雷達特征、紅外特征、光電特征及目視特征的材料的系統(tǒng)。自從導電聚合物一出現(xiàn)，導電聚合物作為新型的有機和聚合物雷達波吸收材料稱為導電聚合物領域的研究熱點和導電聚合物實用化的突破點。導電高聚物是巡洋導彈可控頭罩的首選隱身材料。導電高分子復合材料的應用導電高分子復合材料的應用:3雷達隱身技術雷達吸波材料紅外隱身技術紅外隱身材料導電高分子復合材料的應用導電高分子復合材料的應用:4電磁屏蔽材料導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、電導率易于調節(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，可應用在計算機房、手機、電視機、電腦和心臟起搏器等電子電器元件上。導電高分子復合材料的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)導電高分子復合材料的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)v優(yōu)越性：質輕（密度?。?、易成型加工、導電性和制品可一次完成、電阻率調節(jié)范圍廣、成本低、結構易調節(jié).v挑戰(zhàn)：穩(wěn)定性有待提高，新應用領域有待發(fā)現(xiàn)和開發(fā)。導電高分子復合材料的發(fā)展趨勢導電高分子復合材料的發(fā)展趨勢