ZhaoqunZhaoqunWANGWANG11/42/42第九章第九章导电高分子及其聚合导电高分子及其聚合高分子化学之高分子化学之ZhaoqunZhaoqunWANGWANG22/42/421.1.引引言言ZhaoqunZhaoqunWANGWANG33/42/421.11.1高分子材料的导电性高分子材料的导电性聚酰亚胺/Polyimide10210-10优良的绝缘材料优良的绝缘材料酚醛树脂第一个合成高分子最初的主要应用就是制备电器和仪表的绝缘件半导体绝缘体导体电导率(Ω·cm)-1通过共价键键合的有机高分子聚合物特别是通用聚合物的导电率一般都极低，或者说具极高电阻率，在很长一段时间内都一直被认为是典型的绝缘体，因而被作为优良的电绝缘材料使用ZhaoqunZhaoqunWANGWANG44/42/42如果如果具有导电性低比重可挠性成膜性透明性粘着性（金属材料不具备）便于加工成型制成各种所需形状广泛应用广泛应用导电性的高分子可以作为结构材料，进一步改变已有的一些产品的制造方式导电涂料粘合剂导电薄膜电气部件������应用更加广泛应用更加广泛ZhaoqunZhaoqunWANGWANG55/42/42�炭黑�金属粉末�金属丝�碳纤维等一种传统的赋予高分子材料导电性的方法��物理掺混型物理掺混型导电性的无机材料各种聚合物中各种聚合物中物理掺混广泛的应用导电橡胶电磁波屏蔽材料最早在橡胶与炭黑的混炼时被发现其导电性，电导率可达10-2S/mZhaoqunZhaoqunWANGWANG66/42/42逾渗阈值逾渗阈值(percolationthreshold)(percolationthreshold)020406080100电导率渗逾阈值导电粒子填充到基体材料中，当填充粒子达到一定的浓度时，体系的电导率会发生突变，这一现象被称为逾逾渗现象渗现象。能够起到导电作用时所需添加导电材料的最低含量称为逾渗阈值ZhaoqunZhaoqunWANGWANG77/42/42在电场作用下由于自身的结构而能产生电流载流子(电子、离子等)，最终能形成导电性的高分子材料，如：大共轭结构的高分子反反--反结构聚乙炔反结构聚乙炔��结构型结构型ZhaoqunZhaoqunWANGWANG88/42/42最高达103(Ω·cm)-1（上升了12个数量级）聚乙炔聚乙炔(室温电导率)10-9（顺式）~10-5(Ω·cm)-1（反式）碘掺杂碘掺杂20世纪70年代初，日本的白川用齐格勒－纳塔催化剂成功地合成出具有最简单共轭结构的有机聚合物半导体半导体导体导体ZhaoqunZhaoqunWANGWANG99/42/42聚乙炔聚乙炔的四种结构式反-反结构顺-反结构反-顺结构顺-顺结构长程共轭、无机掺杂长程共轭、无机掺杂不同的构型不同的构型ZhaoqunZhaoqunWANGWANG1010/42/42导电高分子导电高分子掺杂10210-10半导体绝缘体导体电导率(Ω·cm)-1结构型导电高分子通过电子受体和电子给体的掺杂掺杂，可覆盖整个半导体到金属导体之间的区域，从而开创了结构型导电高分子研究的新领域�聚乙炔(PA,1977)�聚苯胺(PAn,1983)�聚吡咯(PPy)�聚噻吩(PTh)�聚对苯(PPP)�聚苯亚乙烯(PPV)�������ZhaoqunZhaoqunWANGWANG1111/42/42结构型导电高分子结构型导电高分子1.21.2导电高分子材料的定义和分类导电高分子材料的定义和分类导电高分子导电高分子��具有聚合物重复单元结构特征具有聚合物重复单元结构特征��在电场作用下能显示出电流的在电场作用下能显示出电流的通过通过导电高分子与金属导电体的区别在于：金属导电体属于金属晶体导电晶体导电物质，而高分子导电体属于分子导电分子导电物质ZhaoqunZhaoqunWANGWANG1212/42/42��根据导电机理根据导电机理��载流子载流子为自由电子的电子导电电子导电高分子��载流子载流子为能在聚合物分子间迁移的正负离子离子的导电高分子�以氧化-还原反应为电子转移机理的氧化氧化--还原还原型型导电高分子材料��共轭高分子共轭高分子�电荷转移复合体�聚合物离子－自由基盐�含金属聚合物�••••••��根据材料结构根据材料结构ZhaoqunZhaoqunWANGWANG1313/42/421.1.33主要的主要的结构型结构型导电高分子导电高分子（（11）高分子电解质）高分子电解质离子导电性聚合物中，比较典型的是高分子电解质高分子电解质。它以高分子离子的对应离子作为载流子而显示离子传导性聚季胺盐类聚季胺盐类聚锍盐聚锍盐聚鏻盐聚鏻盐聚丙烯酸及其盐类聚磺酸盐类聚磷酸盐类聚氨基酸••••••阳离子阳离子阴离子...
