第三章--导电高分子材料
1、导电高分子材料（又称导电聚合物 ）
即具有聚合物特征，又具有导体性质的材料称
为导电高分子材料。
2、分类
复合型导电高分子材料
导电高分子材料： 本征型导电高分子材料 电子导电聚合物 本征型导电高分子材料 离子导电聚合物 （结构导电高分子材料） 氧化还原型导电聚合物
电化学聚合
在图3-6中，给出了共轭聚合物的可能合成路线。
1、直接法 ①、对于聚乙炔型：
乙炔及其衍生物 → 经气相聚合(无氧催化聚合)
→ 聚乙炔型电子导电聚合物。 ②、对于聚芳香烃或杂环： 早期用直接法合成，在该法中多采用氧化偶联聚 合法(缩聚反应)。如：
如：
直接法特点：
虽然比较简便，但是由于生成的聚合物溶解度
①、掺杂 指在聚合物材料中加入少量具有不同价态的第 二种物质或在电化学聚合过程中同时进行氧化或还 原反应，以改变聚合物半导体材料中空穴和自由电 子的分布状态。
掺杂目的： 为了在聚合物的空轨道中加入电子，或从占有
轨道中拉出电子，进而改变现有π 电子能带的能
级，出现能量居中的半充满能带，减小能带间的能
的长度是提高聚合物导电性能的重要手段之一。值
得指出的是，这里所指的是分子链的共轭长度，而 不是聚合物分子长度。
三、电子导电聚合物的制备方法 制备方法： 直接法--直接以单体为原料，一步合成大 化学聚合 共轭结构。 间接法--在得到聚合物（前体）后，需要 一个或多个转化步骤，在聚合物
链上生成共轭结构。
说明： ①、所生成的导电聚合物膜，已经被反应时采
用的电极电位所氧化(或还原)，即聚合同时完成了
所渭的“掺杂”过程。
②、所谓的“掺杂”过程只是使导电聚合物的
荷电情况发生了变化，改变了分子轨道的占有情况。 而并没有加入第二种物质。
例如，聚吡咯的电化学聚合：
三、电子导电聚合物的性质与应用 1、电子变色性能及应用 2、电子发光性能及应用 3、化学催化性能及应用 4、开关性能及其在有机电子器件制备方面的应 用。
构成准固态电解质。
固态电解质-(真正的固态电解质)
①、以某些无机盐为代表的晶体型
固体电解质。
②、离子导电聚合物，是在目前固
体电解质的主要发展方向。
3、固体离子导电机理
①、缺陷导电
在某些无机盐晶体中存在着晶格的不完整性(即
缺陷),处在晶体缺陷处的离子，在足够大的电场力
作用下，借助跳转作用可以在相邻的缺陷中迁移， 形成电流。这种导电成为缺陷导电。
差，在反应过程中多以沉淀的方式退出聚合反应，
因此难以得到高分子量的聚合物。
另外，产物难以成型加工也是难题。
2、间接法 首先合成溶解和加工性能较好的共轭聚合物前 体，然后利用消除等反应(如图3-7)生成共轭结构。
二、
例如，以聚丙烯睛为原料，通过控制裂解制备
导电聚合物，如下图所示。
饱和聚合物的消除反应，也可以生成共轭结构
量差，使自由电子或空穴迁移时的阻碍减小。
两种掺杂方式： 一是，通过加入第二种具有不同氧化态的物质；
二是，通过聚合材料在电极表面进行氧化或还
原反应直接改变聚合物的荷电状态。
N型掺杂:
P型掺杂:
②、掺杂剂
P-型掺杂剂(氧化型)：在掺杂反应中作为电子接
受体。即从聚合物的π 成键轨道中拉走 一个电子，使其呈现半充满状态。 有，碘、溴、三氯化铁和五氟化砷等。 n-型掺杂剂(还原型) ：在掺杂反应中作为电子 给予体。即将电子加入聚合物的π 空轨
道中，形成半充满状态。
通常为碱金属。
③、掺杂量与电导率之间的关系
在掺杂剂量小时，电导率随着掺杂量的增加 而迅速增加；但是随着掺杂剂量的继续加大，电 导率增加的速度逐步减慢；当达到一定值时电导 率不再随着掺杂量的增加而增加。此时的掺杂量
称为饱和掺杂量。
2、温度与电子导电聚合物电导率之间的关系
电子导电聚合物的温度系数是正的，即随着温
能力之间的关系
1、聚合物玻璃化转变温度的影响 玻璃化转变温度是作为固体电解质使用的下限 温度。因为在玻璃化转变温度以下，聚合物处在冻 结状态，没有离子导电能力。
玻璃化转变温度的影响因素：
①、分子中含有的σ 键越多，分子的柔性就越
好，玻璃化温度就越低。
②、降低聚合物的晶体化程度，增加无序度， 有利于玻璃化温度的降低。
1
3、复合型导电高分子材料的制备 将导电填料、聚合物基体和其他添加剂经过反
应法、混合法、压片法等成型加工，可获得复合型
导电高分子材料。其中，混合法是在目前使用最多
的制备方法。
4、复合型导电高分子材料的应用
①、导电性能的应用；（主要）
②、温敏效应的应用；
③、压敏效应的应用；
第三节 电子导电型聚合物
特点：仍为无机盐晶体材料。
③、非晶区扩散传导离子导电 是离子导电聚合物的导电方式。 高分子材料多是非晶态或不完全结晶物质，在
非晶区呈现较大的塑性，由于链锻的热运动，内部
物质包括离子具有一定的迁移性质。在电场力的作
用下会发生离子的导电现象，即为非晶区扩散传导
离子导电。
二、离子导电聚合物的结构特征、性质与离子导电
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、聚合物溶剂化能力的影响 提高聚合物的溶剂化能力是制备高性能离子导
电聚合物的重要内容。
①、溶液的溶剂化能力一般可以用介电常数衡
量，介电常数大的聚合物溶剂化能力强。
②、增加聚合物分子中的极性键的数量和强 度，或者增加极性取代基，有利于提高聚合物的溶 剂化能力。
3、聚合物其他因素的影响
聚合物的分子量的大小、分子聚合程度等内在
个电子是一个半充满能带，是非稳定态。它趋向 于组成双原子对(Pz-Pz′)使电子成对占据其中一 个分子轨道，而另一个成为空轨道。如下图。
由于空轨道和占有轨道的能级不同，使原有p 电子形成的能带分裂成两个亚带，一个为全充满能
带(价带)，另一个为空带(导带)。
在导电状态下P电子离域运动必须越过满带与
是在本征型导电高分子材料中研究最早、种类
最多的导电材料。 主要类型有聚乙炔型和聚芳香烃或杂环等两类。 其中聚芳香烃或杂环类是在目前研究最广泛的电子 导电聚合物。
一、导电机理与结构特征 1、电子导电聚合物的载流子 在电子导电聚合物中，载流子应该是具有跨键
离域移动能力的大共轭结构的自由电子或空穴。根
据分子轨道理论，具有跨键移动能力的π 价电子是
(如下图)。
（a、聚氯乙烯
；b、聚丁二烯）
但是，在消除反应的过程中经常伴有交联反
应，导致共轭链中出现缺陷、共轭链缩短。另外，
共轭链构型多样，影响着导电能力的提高。
3、电化学聚合法
最近发展起来新的制备方法。
是以电极电位作为聚合反应的引发和反应驱动 力，在电极表面进行聚合反应并直接生成导电聚合 物膜的制备方法。
第二节 复合型导电高分子材料
1、复合型导电高分子材料
是指以高分子材料为基体(连续相)，与各种导
电物质(如碳系材料、金属、金属氧化物、结构型
导电高分子等)，通过分散复合、层积复合、表面
复合、梯度复合等方法构成的具有导电能力的材料。
其中，分散复合方法最常用，可以制备常见的 导电塑料、导电橡胶、导电涂料和导电胶粘剂等。 2、复合型导电高分子材料的组成
电子导电聚合物的唯一载流子。
部分常见的电子导电聚合物的分子结构见图1-11。
即，线性共轭电子体系为其共同结构特征。
2、电导率及分子轨道理论
①、电导率
具有跨键离域大共轭结构的聚合物的电导率实 际上属于半导体材料，如图3-1所示。
导体：>102 半导体：102～10-8 绝缘体：<10-8
1
即，由于在聚合物分子中离域的各π 键分子轨
3、在化学敏感器研究方面的应用
二氧化碳、湿度等敏感器件的制备中。 4、在新型电显示器件方面的应用
电子变色智能窗，聚合物电致发光电池等。
第五节 氧化还原型导电聚合物简介
1、氧化还原型导电聚合物
在聚合物的侧链上，带有可进行可逆氧化还原
反应的活性基团，或者聚合物骨架本身具有可逆氧
化还原能力。当在聚合物的两端连接电极时，聚合
特点： 电导率随着温度的提高而迅速提高；但是电导
的绝对值都很小，没有应用价值。
②、亚晶格导电 某些特殊晶形的晶体材料(如碘化银或碘化铜),
在常温下如同其他盐类一样离子电导性很小，但是
当它们被加热到一定温度时，晶体结构会发生变化,
即所谓的β -α 一级相变过程，离子导电性能也随
之提高几个数量级，形成电流。这种导电成为亚晶 格导电。
物内的电活性基因发生可逆的氧化还原反应，在反 应过程中伴随着电子转移过程发生，即发生电流。 此种聚合物称为氧化还原型导电聚合物。
2、氧化还原型导电聚合物的导电机理 当电极电位(电极2-阴极)达到聚合物中电活性基团的
还原电位(或氧化电位)时，靠近电极的活性基团首先
余下的p电子轨道在空间分布上与3个σ 轨道构
成的平面相垂直，在聚乙炔分子中相邻碳原子之间
的p电子在平面外相互重叠构成π 键。 B、聚乙炔[(C2H2)n]的分子轨道 根据分子轨道理论，因为一个分子轨道中只 有填充两个自旋方向相反的电子才能处于稳定态。 所以，每一(-CH-)结构单元的p电子轨道中只有一
空带之间的能级差，而这一能级差的大小决定了共
轭型聚合物的导电能力的高低。
即，由于这一能级差的存在，聚乙炔不是一个
良导体，而是半导体。
减少能带分裂造成的能级差,是提高共轭型导 电聚合物电导率的主要途径。其首要手段之一，就 是用所谓的“掺杂”法来改变能带中电子的占有状 况。
二、电子导电聚合物的性质
1、掺杂过程、掺杂剂及掺杂量与电导率之间的关系
导电高分子及其复合材料PPT课件
2） 温度：电在导电聚合物的电导率随着温度 的变化而变化：
金属材料的电导温度系数是负值，即温度越高，电 导率越低。
电子导电聚合物的温度系数是正的；即随着温度的 升高．电阻减小、电导率增加
sat exp[-T/To ]-
式中σsat、To和γ分别为常数，具体数值取决于材树本身 的性质和掺杂的程度，γ取值一般在o.25～0.5之间。
由此可见，减少能带分裂造成的能级差是提高共轭型导电 聚合物电导率的主要途径。
电子导电聚合物的掺杂
掺杂的作用：在聚合物的空轨道中加入电子，或从占
有轨道中拉出电子，进而改变现有π 电子能代的能级， 出现能量居中的半充满能带，减小能带间的能量差， 使得自由电子或空穴移动的阻碍力减小因而导电能力 大大提高。
电子的相对迁移是导电的基础。电子如若要在共扼π 电子体系中自由移动、首先要克服满带与空带之间的能 级差，因为满带与空带在分子结构中是互相间隔的。这 一能级差的大小决定了共轭型聚合物的导电能力的高低。 正是由丁这一能级差的存在决定了我们得到的不是一个 良导体，而是半导体。
现代结构分析和测试结果证明，线性共轭聚合物中相邻 的两个键的键长和键能是有差别的。这一结果间接证明了 在此体系中存在着能带分裂。Peierls理论不仅解释了线性共 扼型聚合物的导电现象和导电能力，也提示我们如何寻找、 提高导电聚合物导电能力的方法。
导电高分子及导电 高分子材料
前言
❖ 高分子材料一般作为绝缘材料使用
如电线的绝缘层等。
❖ 如果高分子材料能象金属一样导电，我们生 活将会发生什么变化呢？
（1） 用高分子材料代替金属电线： 质量轻，价格便 宜，资源广泛。
（2）可以解决生活中的很多静电吸尘问题
（3）电磁波屏蔽 …...
导电高分子材料的研究进展及其应用
导电高分子材料的研究进展及其应用摘要：本文讲述了导电高分子材料的起源、分类以及特点。
综述了导电高分子材料的研究进展及其在各个领域的应用。
关键词导电高分子研究进展应用一、引言1958 年Natta 等人合成了聚乙炔，但是当时并没有引起其他科学家的足够重视。
自从1977年美国科学家黑格（A.J.Heeger）和麦克迪尔米德（A.G.MacDiarmid）和日本科学家白川英树（H.Shirakawa）发现掺杂聚乙炔（Polyacetylene,PA）具有金属导电特性以来[1]，有机高分子不能作为电解质的概念被彻底改变。
现在研究的有聚乙炔(Polyacetylene, PAC)、聚吡咯(Polypyrroles,PPY)、聚噻吩(Polythiophenes, PTH)、聚苯胺(Polyaniline,PAN)、聚对苯(Polyparaphenylene, PPP)、聚并苯(Polyacenes,PAS)等,具有许多特殊的电、光、磁和电化学性能。
也因此诞生了一门新型的交叉学科-导电高分子。
这个新领域的出现不仅打破了高分子仅为绝缘体的传统观念,而且它的发现和发展为低维固体电子学,乃至分子电子学的建立和完善作出重要的贡献,进而为分子电子学的建立打下基础,而具有重要的科学意义。
所谓导电高分子是由具有共轭∏键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。
它完全不同于由金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电塑料。
导电高分子具有特殊的结构和优异的物理化学性能使它在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件, 以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。
因此, 导电高分子自发现之日起就成为材料科学的研究热点。
经过近30多年的发展，导电高分子已取得了重要的研究进展。
二、导电高分子材料的分类按照材料结构和制备方法的不同可将导电高分子材料分为两大类:一类是结构型(或本征型) 导电高分子材料,另一类是复合型导电高分子材料。
导电高分子
. 氧化
I2
A
阳离子自由基（极化子）
还原
Li
Li+
阴离子自由基（极化子）
p-型导电体 n-型导电体
导电聚合物掺杂的特点
b) 从物理角度看，掺杂是反离子嵌入的过程， 即为了保持电中性，掺杂伴随着阳离子/阴 离子进入高聚物体系，同时，反离子也可以 脱离高聚物链 — 脱掺杂。
c) 掺杂和脱掺杂是一个可逆过程，这在二次电 池的应用上极为重要；
CH
CH
AlEt 3/Ti(OBu) 4 Toluene
CH CH n
电化学聚合：聚吡咯 Poly(Pyrrole)
阳极氧化
自由基偶合
-e N
. N
H
H
脱质子 - H+
H N N H
H N N H
Poly(Pyrrole)
5、研究导电聚合物的意义
a) 理论意义 导电聚乙炔的发现从结构上在高分子与 金属之间架起了一座桥梁。
特点：制备简单、成本较低
4. 导电高分子的特点
石英
金刚烷
导电聚合物
未经掺杂
经掺杂
Pt
PE Si
Ge
Bi Cu
石墨
10-18 10-16 10-14 10-12 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 10 102 104 106
(S/cm)
几种材料电导率的比较
属于分子导电物质（金属导电体：金属晶体导电物质） 通过掺杂，电导率变化范围宽广（10-9~105 S/cm） 具有颗粒或纤维结构的微观形貌。颗粒或纤维本身具 有金属特性，而它被绝缘的空气所隔绝，成为“导电 孤岛” 具有良好的物理、化学特性：较高的室温电导率、可 逆的氧化-还原特性、掺杂时伴随颜色变化、大的三阶 非线性光学系数等。
导电高分子材料
导电高分子材料所谓导电高分子是具有共轭Π键的高分子经化学或电化学掺杂使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。
它完全不同于金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电塑料，通常导电高分子的结构特征是具有高分子链结构和与链非键合的一价阴离子或阳离子共同组成。
即在导电高分子结构中，除了具有高分子链外，还含有由“掺杂”而引入的一价对阴离子或对阳离子。
导电聚合物最引人注目的一个特点是其电导率可以在绝缘体-半导体-金属态较宽的范围里变化。
这是目前其他材料所无法比拟的。
分类，按照材料的结构与组成，可将导电高分子分成两大类。
一类是结构型导电高分子，另一类是复合型导电高分子。
结构型导电高分子的导电机理为物质的导电过程是载流子在电场作用下定向移动的过程。
高分子聚合物导电必须具备两个条件：一要能产生足够数量的载流子，二是大分子链内和链间要能够形成导电通道。
在离子型导电高分子材料中，聚醚，聚酯等的大分子呈螺旋体空间结构，与其配位络合的阳离子在大分子链段运动作用下，就能够在螺旋孔道内通过空位迁移；或被大分子溶剂化了的阴阳离子同时在大分子链的空隙间跃迁扩散。
对于电子型导电高分子材料，作为主体的高分子聚合物大多为共轭体系，长链中的Π键较为活泼，特别是与掺杂剂形成电荷转移络合物后，容易从轨道上逃逸出来形成自由电子。
大分子链内与链间Π电子轨道重叠交盖所形成的导电能带为载流子的转移和跃迁提供了通道。
在外加能量和大分子链振动的推动下，便可传导电流。
复合型导电高分子复合型导电高分子是在本身不具备导电性的高分子材料中掺混入大量导电物质，如炭黑，金属粉，箔等，通过分散复合，层级复合，表面复合等方法构成的复合材料，其中以分散复合最为常用。
与结构型导电高分子不同，在复合型导电高分子中，高分子材料本身并不具备导电性，只充当了粘合剂的角色，导电性是通过混合在其中的导电性物质如炭黑，金属粉等获得的。
由于它们制备方便，有较强的实用性，因此在结构型导电高分子尚有许多技术问题没有解决的今天，人们对他们有着极大的兴趣。
导电高分子材料聚吡咯资料讲解
导电高分子的分类
所谓导电高分子是由具有共轭π键的高 分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝 缘体转变为导体的一类高分子材料。它 完全不同于由金属或碳粉末与高分子共 混而制成的导电塑料。
根据导电载流子的不同，结构型导电高 分子有两种导电形式：电子导电和离子 传导。
一般认为，四类聚合物具有导电性：高 分子电解质、共轭体系聚合物、电荷转 移络合物和金属有机螯合物。其中除高 分子电解质是以离子传导为主外，其余 三类聚合物都是以电子传导为主的。
3、3-取代聚吡咯的合成：易溶解、加 工
谢谢
此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更 如图 1(a)。
质子酸机理: 。所谓质子酸机理，即高 聚物链与掺杂剂之间无电子的迁移，而 是掺杂剂的质子附加于主链的碳原子上， 质子所带电荷在一段共轭链上延展开来， 如式(3)所示
三、PPy的制备及其影响电导率的
因素
目前，PPy导电高分子材料的制备主要 有2 种方法：电化学合成法和化学氧化 法。其中，化学氧化法得到的一般为粉 末样品，而电化学合成法则可直接得到 导电PPy 薄膜。
电化学合成法：电化学合成法是通过控 制电化学氧化聚合条件(含吡咯单体的 电解液、支持电解质和溶剂、聚合电位、 电流和温度等)，在电极上沉积为导电 PPy薄膜
影响电化学合成法制备的PPy导电性的 因素主要有掺杂剂、介质的选择、反应 体系的理化性质等。
掺杂剂：经实验表明但吡咯单体和电解 液的浓度分别为0.2和0.3mol/L，温度 为0℃，电流密度为0.3mA/cm2 时，
二、聚吡咯导电机理
优点：具有共轭双键的导电高分子聚吡 咯由于合成方便、抗氧化性能好，与其 他导电高分子相比，因具有电导率较高、 易成膜、柔软、无毒等优点
聚合物的电性能及导电高分子材料
3、频率
频率和温度与力学松弛相似: T升高， 增大
ε0 ε
T1 T2
ε∞
T2 > T1
ω2 >ω1
ε
ω1
ω2
lg
δ
T1
lg
T2
δ
ω1
ω2
ωmax
ω′max
（a）ω
Tmax
T′max
（b） T
图10－2介电系数和介电损耗与频率(a)及温度(b)的关系
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应用
（1）聚合物作电工绝缘材料、电缆包皮、护套或 电容器介质材料：介电损耗越小越好。否则，不仅 消耗较多电能，还会引起材料本身发热，加速材料 老化破坏，引发事故。
（2）需要利用介电损耗进行聚合物高频干燥、塑 料薄膜高频焊接或大型聚合物制件高频热处理时， 则要求材料有较大的值。
高分子的极性
键的极性用键矩表示。分子极性用偶极矩表示，偶极矩 等于分子中所有键矩的矢量和。偶极矩(μ)的单位是德拜 （Ｄ）。μ越大，极性越大。
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高分子的极性
高分子的极性：一方面同化学键的极性有关，另一方面 要受分子结构对称性的限制
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影响聚合物介电性能的因素
高分子材料的介电性能首先与材料的极性有关。这 是因为在几种介质极化形式中，偶极子的取向极化 偶极矩最大，影响最显著。 决定聚合物介电损耗大小的内在因素： ①分子极性大小和极性基团的密度 ② 极性基团的可动性
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导电高分子材料聚吡咯
Байду номын сангаас
胡伟伟 070804208
a
1
• 一、导电高分子分类 • 二、聚吡咯导电机理 • 三、PPy的制备及影响电导率的因素 • 四、Ppy的性能改进
a
2
导电高分子的分类
• 所谓导电高分子是由具有共轭π键的高分子 经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转 变为导体的一类高分子材料。它完全不同 于由金属或碳粉末与高分子共混而制成的 导电塑料。
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三、PPy的制备及其影响电导率的因素
• 目前，PPy导电高分子材料的制备主要有2 种方法：电化学合成法和化学氧化法。其 中，化学氧化法得到的一般为粉末样品， 而电化学合成法则可直接得到导电PPy 薄膜。
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• 电化学合成法：电化学合成法是通过控制 电化学氧化聚合条件(含吡咯单体的电解液、 支持电解质和溶剂、聚合电位、电流和温 度等)，在电极上沉积为导电PPy薄膜
a
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4
• 根据导电载流子的不同，结构型导电高分 子有两种导电形式：电子导电和离子传导。
• 一般认为，四类聚合物具有导电性：高分 子电解质、共轭体系聚合物、电荷转移络 合物和金属有机螯合物。其中除高分子电 解质是以离子传导为主外，其余三类聚合 物都是以电子传导为主的。
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二、聚吡咯导电机理
• 优点：具有共轭双键的导电高分子聚吡咯 由于合成方便、抗氧化性能好，与其他导 电高分子相比，因具有电导率较高、易成 膜、柔软、无毒等优点
温度提高、PH值的升高PPy 的导电率反而下 降。
a
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• 化学氧化法：化学氧化法是在一定的反应 介质中加入特定的氧化剂，使得单体在反 应中直接生成聚合物并同时完成掺杂过程。
聚合物的电性能及导电高分子材料
1、结构
□ 分子极性越大，一般来说 和
t都g增大。非极性聚
合物具有低介电系数（ε约为2）和低介电损耗（小于10-
4）；极性聚合物具有较高的介电常数和介电损耗。一些常
见聚合物的介电系数和介电损耗值见表。
□ 极性基团位置的影响：tg
主链上的极性基团
影响小
侧基上的极性基团
影响大
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影响聚合物介电性能的因素
高分子材料的介电性能首先与材料的极性有关。这 是因为在几种介质极化形式中，偶极子的取向极化 偶极矩最大，影响最显著。 决定聚合物介电损耗大小的内在因素： ①分子极性大小和极性基团的密度 ② 极性基团的可动性
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□交联、取向或结晶使分子间作用力增加限制了分子的运
动， 、 tg减 少；支化减少分子间作用力， 增加， 增tg大
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2、 外来物的影响
增塑剂的加入使体系黏度降低，有利于取 向极化，介电损耗峰移向低温。极性增塑
剂或导电性杂质的存在会使 和 tg 都增
□分子链活动能力对偶极子取向有重要影响，例如在玻璃 态下，链段运动被冻结，结构单元上极性基团的取向受链 段牵制，取向能力低；而在高弹态时，链段活动能力大， 极性基团取向时受链段牵制较小，因此同一聚合物高弹态 下的介电系数和介电损耗要比玻璃态下大。如聚氯乙烯的 介电常数在玻璃态时为3.5，到高弹态增加到约15，聚酰胺 的介电常数玻璃态为4.0，到高弹态增加到近50。
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导电性聚乙炔的出现不仅打破了高分子仅为绝 缘体的传统观念，而且为低维固体电子学和分子电 子学的建立打下基础，而具有重要的科学意义。上 述三位科学家因此分享2000年诺贝尔化学奖。
导电性高分子材料-用途广泛的高分子材料(全文)
导电性高分子材料:用途广泛的高分子材料导电性高分子材料一般分为复合型和结构型两大类。
复合型导电高分子材料，它是由导电性物质与高分子材料复合而成。
这是一类已被广泛应用的功能性高分子材料。
复合型导电高分子材料分类有很多种，根据电阻值的不同可分为：半导电体、除静电体、导电体、高导电体；根据导电填料的不同可分为：抗静电剂系、碳系(炭黑、石墨等)、金属系(各种金属粉末、纤维、片等)；根据树脂的形态不同可分为：导电塑料、导电橡胶、导电涂料、导电胶粘剂、导电薄膜等；还可根据其功能不同分为：防静电材料、除静电材料、电极材料、发热体材料、电磁波屏蔽材料。
结构型导电高分子材料是有机聚合掺杂后的聚乙炔，具有类似金属的电导率。
纯粹的结构型导电高分子聚合物至今只有聚氮化硫类，其他许多导电聚合物几平均需采纳氧化还原、离子化或电化学等手段进行掺杂之后才能有较高的导电性。
其代表性产物有聚乙炔、聚对苯撑、聚吡咯、聚噻吩、聚吡啶、聚苯硫醚等。
还有一种叫做热分解导电高分子，这是把聚酰亚胺、聚丙烯腈等在高温下热处理，使之生成与石墨结构相近的物质，从而获得导电性。
这些热分解导电高分子的特征是无须掺杂处理，故具有优异的稳定性。
结构型导电高分子材料主要用途是导电材料、蓄电池电极材料、光功能元件、半导体材料。
渔用无毒导电高分子防污涂料项目简介：该产品是具有导电性能的新一代无毒防污涂料，它是建立在导电高分子应用研究取得突破进展的基础上，与传统树脂复合而制成的高科技产品。
首先要制备高性能的可溶的导电高分子材料，然后再通过相应的工艺技术与传统的树脂颜填料复合。
将该种涂料涂敷于渔具（主要是聚乙烯XX线和尼龙XX线）上，具有良好的附着性能、可使渔具具有优良的抗拉、抗拆、抗冲击能力，并极富弹性。
该产品可有效地防止藻类、蛸类等海洋生物在XX上附着而堵塞XX孔，使营养和氧分能够畅通无阻地进入XX箱内，提高养殖产量和质量。
高性能导电涂料项目简介：该项目主要进行了以超细银为导电介质的导电涂料研制，采纳超细银表面原位聚合技术，使超细银介质以超细状态分散于高分子介质中，大大提高导电涂料的防沉降性和导电介质的分散均匀性，从而提高导电性，并具有卓越的电磁屏蔽效果，对300MHz－1.8GHz的电磁波屏蔽效果达80dB；解决了超细粉体及高分子基体与溶剂的相互作用关系，解决了导电涂料引起被涂基材应力开裂的关键技术，采纳低毒复合溶剂，解决了溶剂对环境和人体的污染，解决了环保型超细导电涂料产业化和应用中的重点和关键技术：导电涂料与被涂基材的相互作用关系；超细化导电涂料的大规模机器人自动化喷涂技术；超细化导电涂料涂层均一性操纵；解决导电涂料涂装中粒子沉降而堵塞管路技术。
聚吡咯导电高分子材料概述
聚吡咯导电高分子材料概述通过聚吡咯导电高分子的结构介绍了其导电原理。
介绍了4种常用的聚吡咯制备方法的原理、设备、特点，并通过对该7种不同的制备方法从可操作性、产出率等方面进行分析，了解各种方法的优、缺点。
进而介绍各种制备方法在工业上的应用情况。
标签：聚吡咯；导电高分子；制备方法导电高分子又被称为导电聚合物，是近年新兴的一种吸波材料，合成导电高分子的有机单体一般都具有共轭双键，并且在合成的过程中利用化学或者电化学掺杂而生成的，导电高分子的电导率从绝缘体变化到导体或半导体范围的一种聚合物。
由于存在共轭双键，使得导电聚合物具有一维半导体的不稳定性，共轭双键在室温时，其轨道上的电子接近于零，使得这一改变更容易实现。
聚吡咯（PPy）作为目前常见的导电高分子聚合物，其本征状态下其电导率很小。
但其用质子酸掺杂后，电导率能够提高几个甚至十几个数量级，即从绝缘的状态跃迁到导体或半导体的状态。
目前为了提高聚吡咯电导率，通常采用质子酸掺杂法、光掺杂法、化学氧化还原法、电化学氧化还原法、以及界面电荷注入法等方法。
1 聚吡咯的组成结构由上图可以看出，聚吡咯的单元结构是由碳碳单键与碳碳双键交替的二共扼体系构成，其中，聚合物内的二电子类似于金属导体中的自由电子。
聚吡咯在外加电场的作用下，组成π键的电子沿着大分子链将快速地移动，因此聚吡咯具有良好的导电性，属于导电高分子。
2 聚吡咯的合成目前合成导电聚吡咯最常用的合成方法是电化学聚合法和化学氧化法。
其中电化学聚合方法主要用于制备聚吡咯薄膜上，该方法制备聚吡咯薄膜操作简便，聚吡咯薄膜的厚度易控制，并且所制的导电聚吡咯具有较好的力学性能和良好的电导率性，但制备设备昂贵，而且产率比较低。
化学氧化法虽然在很多方面比电化学氧化法差，但该方法设备简便，成本较低，而且对反应条件要求较低，适合大规模工业生产，故应用较广。
聚吡咯的电导率的大小和环境稳定性等性能都与其反应条件、聚合方式等有紧密的联系，所以不同的聚吡咯反应条件，其物理化学性质和表面形态有很大差别，进一步影响其在工业生产中的应用范围。