复合型导电高分子材料的应用及发展前景
复合型导电高分子材料的应用及发展前景【摘要】介绍了复合型导电高分子的特性、共混和填充复合型导电高分子的制备方法、开发现状及其技术进展。
【关键词】复合型导电高分子；导电性能；共混；填充1、前言通常，高分子材料的体积电阻率约为1010~1020Ω〃cm 之间，因而被大量用作绝缘材料。
随着现代电子工业和作息技术等产业革命迅速发展，越来越需要具有导电功能高分子材料。
导电高分子由于其具有重量轻、易加工各种复杂形状以及电阻率在较大范围内可调等特点，在防静电、电磁屏蔽、微波吸收、电化学及催化等领域得到广泛的应用(1)。
导电高分子按其结构组成和制备方法的不同可分为结构型和复合型两大类。
目前，复合型导电高分子材料所采用的复合方法主要有两种：一种是将亲水性聚合物或结构导电高分子与基本高分子进行共混，另一种则是将各种导电填料填充到基体高分子中(2)。
2、共混复合型高分子2.1 与亲水性聚合物共混作为亲水性聚合物，目前以聚氧化乙烯（PEO）的共聚物占多数，这可能与PEO 同基体高分子相容性较好有关。
此外，还有降乙二醇-甲基丙烯酸酯类共聚物等.(3)日本Asahi 公司将ABS、Hips 与亲水性PA 共混制得两种高性能抗静电复合材料AdionA 和AdionH，尤其是后者在相对湿度较低的条件下也表现出较强的抗静电能力，且不受水洗和擦试等影响。
在相对湿度为50%温度为23℃的环境中保存4 年后，抗静电性能无变化，机械性能不低于普通HIPS，其它性能则与普通HIPS 相同(4)。
三洋化成工业公司开发的以聚醚为主的特殊嵌段共聚物与PMMA、ABS和PA 等基本高分子组成的共混物也具有永久抗静电效果，且相溶性较Goodrich 公司研制的永久性抗静电母料STAT-RITE C.2300非常引人注目，其化学组成可能是以PEP-ECH（表氯醇）共聚物为主要成分的高分子合金。
当添加量为15%-20%时，与PVC/PC、PET 及PS系列基体高分子制成的复合材料具有永久性抗静电能力，且价格低廉，热稳定性好(5)。
许多学者研究了基本高分子与亲水性聚合物PEO（或其共聚物）组成的共混体系的形态结构。
结果表明，亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下，经较低的剪切拉伸后，在基体高分子表面形成微细的筋状，即层状分散结构，而中心结构则接近球状分布(6)。
2.2 与结构型导电高分子共混这种共混技术就是采用机械或化学方法将结构型导电高分子和基本高分子进行复合，这是一条使结构型导电高分子走向实用体的有效途径。
若将结构型导电高分子和基体高分子达到微观尺度内的共混，则可以获得具有互穿或部分互穿网络结构的复合型导电高分子，通常采用化学法或电化学法进行制备(10)。
3、填充复合导电高分子这种导电高分子通常是将不同的无机导电填料掺入到普通的基体高分子中，经各种成型加工方法复合制得。
导电填料的品种很多，常用的可分成炭系和金属系两大类。
炭系填料包括炭黑、石墨和碳纤维等；金属系主要有铝、铜、镍、铁等金属粉末、金属片和金属纤维。
此外，还有镀金属的纤维和云母片等。
目前研究和应用较多的是由炭黑颗粒和金属纤维填充制成的复合型导电高分子(11)。
3.1 炭黑填充型导电高分子炭黑是天然的半导体材料，其体积电阻率约为0.1-10Ω〃cm。
它不仅原料易得，导电性能持久稳定，而且可以大幅度地调整复合材料的电阻率（1-108Ω〃cm）。
因此，由炭黑填充制成的复合型导电高分子是目前用途最广、用量最大的一种导电材料。
这主要用于抗静电材料，也可以作为面状发热体、电极材料及电磁屏蔽材料等(12)。
近年来，围绕提高炭黑填充高分子的导电性能进行了大量的研究。
例如，填充前对炭黑进行高温热处理，不仅可以增加炭黑的比表面积还可以改善其表面的化学性能。
用钛酸酯偶联剂处理炭黑表面，在改善复合体系导电性能的同时，还能提高熔体流动性和材料的力学性能。
在填充复合过程中，添加适量的分散剂或表面活性剂，可以防止炭黑粒子的聚集，从而使之在基体高分子中能够均匀分散，将炭黑与高分子的化学接枝物作为母粒，再与其它的基体高分子进行复合，则可以显著提高材料的导电性能，而且导电稳定性也得到改善(13)。
与此同时，对于具有较高导电性能的超细、多孔、专用的新品级炭黑的研制与开发也倍受重视。
3.2 金属纤维填充型导电高分子金属纤维优良的导体，尤其是将金属纤维填充到基体高分子中，经适当混炼分散成型加工后，可以制得导电性能优异的复合型导电高分子材料，其体积电阻率约为10-3-1Ω〃cm。
由于这类材料比传统的金属材料质量轻、容易成型且生产效率高，因此是近年来最有发展前途的新型导电材料和电磁屏蔽材料，国外已广泛用作电子计算机及其它电子产品的壳体材料(15)。
金属纤维的填充量对导电性能的影响规律与炭黑填充的情形相类似，但由于纤维状填料的接触几率更大，因此在填充量很少的情况下便可获得较高的导电率。
目前，国外开发和应用较多的金属纤维是黄铜纤维，其次是不锈钢纤维和铁纤维，日本日立化成工业公司研制黄铜纤维，其长度是2-15mm，直径40-120μm，很容易与基体高分子混炼。
填充体积分数为10%时，体积电阻率小于10-2Ω〃cm，屏蔽效果可达到60dB(16)。
不锈钢纤维作填料不仅强度高，在成型过程中不易折断，能保持较大的长径比，而且抗氧化性好，能保持导电性能持久稳定。
3.3 有机/无机复合材料( 1) 聚噻吩/多壁碳纳米管复合导电材料。
多壁碳纳米管( MWNTs) 以其优良的导电性能( 16. 1 S /m) 被用作填充物制备聚噻吩/碳纳米管导电复合材料［17］。
聚噻吩是一种重要的结构型导电高分子材料，在掺杂状态或非掺杂状态都具有很高的环境稳定性，并且由于其结构的多功能性，使得聚噻吩在电导体、电极材料、有机半导体等领域都有很好的应用前景。
将聚噻吩与多壁碳纳米管复合获得的导电材料具有更为优异的电学、光学性能。
聚噻吩/ MWNTs 复合材料的制备方法有很多种，常用的方法为机械共混法、溶液混合法和原位复合法。
王红敏等［18］的实验结果表明，共混聚噻吩和多壁碳纳米管在后者含量很低时，复合材料的电导率开始上升，随着MWNTs 含量的增加，电导率持续增加，当MWNTs 含量达10%～ 20%时，增长速度变得缓慢，电导率逐渐接近纯的碳纳米管，最终达到平衡值。
( 2) 多壁碳纳米管/杂萘联苯聚醚砜酮复合导电材料。
它是由多壁碳纳米管和杂萘联苯聚醚砜酮复合而成的优良导电材料。
冯学斌等［19］采用溶液共混及原位复合法，制备出多壁碳纳米管/杂萘联苯聚醚砜酮复合材料。
研究发现，随着多壁碳纳米管( MWNTs) 含量的增加，复合材料电阻率基本呈现逐渐下降的趋势，并在一定范围内发生渗流现象。
与溶液共混复合材料相比，原位复合材料具有更低的渗流阈值和更优良的导电性。
此外，在MWNTs 含量较高时，2 种材料复合的体积电阻率随MWNTs 含量变化并不明显，均保持在106 Ω〃cm数量级。
( 3) 碳纳米管( CNTs) /丁苯橡胶复合导电材料。
它是由碳纳米管和丁苯橡胶复合而成的导电材料。
Das A 等［20］探索出新的加工工艺，可更好地使CNTs 与橡胶均匀混合。
具体为: 先使CNTs 溶解于乙醇溶液中，然后将温度升高，使CNTs－乙醇悬浮液与橡胶充分混合。
这种方法制得的复合材料体现出优良的物理性质，特别是碳纳米管的高纵横比，使得这种化合物中的渗透传导网状结构可在碳纳米管的质量分数低于2%时形成。
与普通导电材料相比，这种复合物的热导性不会因纳米管的存在而受到影响。
周湘文等［21］采用喷雾干燥法制备CNTs /粉末丁苯橡胶复合材料，CNTs 在橡胶基体中得到充分分散，有利于CNTs 改性补强作用的发挥。
该类复合材料在具有优异电学性能的同时，还具有优良的力学、热学性能，在抗静电橡胶、电子元器件、电磁屏蔽制品、电喷涂和介电材料等方面有广泛的应用前景。
( 4) 丙烯腈－苯乙烯－丁二烯共聚物( ABS) /膨胀石墨( EG) /碳纤维复合导电材料。
此类材料是在丙烯腈－苯乙烯－丁二烯共聚物中加入改性石墨和碳纤维后的复合材料，通过掺入碳纤维，大大增强了复合材料的强度。
王光华等［22］研究了该复合导电材料的导电性能与制备工艺，并探究了石墨含量、碳纤维含量对材料导电性能的影响，结果表明，当石墨含量＜ 15% 时，体积电阻率＞ 109 Ω〃cm，基本为绝缘体，但是当石墨含量超过15% 后，体积电阻率呈指数规律下降。
随着石墨粒子增多，粒子间距变小，复合材料中导电通路逐渐形成，导电能力增大。
若保持石墨含量( 20%) 不变，将不同含量的碳纤维分别与ABS 混合，当碳纤维含量达到1. 2%时，复合材料导电性能达到最好，接近导体的导电能力。
达到最佳导电值后，随着碳纤维含量的增加，复合材料的导电性能则呈下降趋势。
这是因为碳纤维含量较少时，碳纤维能够均匀分散于树脂中，有利于形成良好的导电通路，此时材料内部空洞较少，最终使材料表现出较好的导电能力。
( 5) 纳米石墨片/炭黑/树脂复合导电膜。
罗桂莲等［23］采用原位还原萃取分散技术制备了纳米石墨片，以氯醋树脂P( VC － Co － VAc) 为基体，成功制得了分散性良好的纳米石墨片复合导电膜; 并通过与炭黑( CB) 制得的复合膜进行对比，研究了导电填料的几何形状对复合膜导电性能的影响。
将纳米石墨片和炭黑复合制备导电膜，考察了2 种不同几何形状的导电填料之间的协同作用对复合材料导电性能的影响。
研究结果表明，纳米石墨片复合膜的导电性能明显优于炭黑导电膜; 当纳米石墨片和炭黑的体积比为4∶ 6时，二者的协同作用最佳，其导电性明显优于相同含量下的单相填料复合导电膜。
4、结束语复合型导电高分子是一种既具有普通高分子特性，又具有一定导电功能的新型功能材料。
随着现代科学技术和电子工业的迅速发展，这种新型材料的需求量将会越来越大。
这类材料开发的方向应放在以炭黑等填充的抗静电材料或面状发热体和以金属纤维填充的电磁屏蔽材料上，使填充复合型导电高分子形成一个完整的产品系列。
可以相信，随着应用基础研究的不断深入，复合型导电高分子将具有十分广阔的发展前景。
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导电高分子材料的研究和应用
导电高分子材料的研究和应用近年来，导电高分子材料得到了越来越多的关注。
这种材料能够将电能转化为热能，具有较高的电导率和良好的机械性能，因此在可穿戴电子设备、柔性电子、智能材料等领域具有广泛的应用前景。
本文将就导电高分子材料的研究进展和应用领域进行探讨。
一、导电高分子材料的分类和制备方法导电高分子材料的分类多种多样，包括导电聚合物和导电复合材料等。
其中导电聚合物主要包括导电聚苯胺、导电聚丙烯酰胺和聚电解质等。
这些聚合物具有较高的导电性能和良好的稳定性，可以在应力、温度和化学环境等多种条件下均能保持稳定的电导率。
导电复合材料是指将导电材料与聚合物基体复合而成的材料。
导电材料可以是金属、碳纳米管、石墨烯等等，具有较高的导电性能。
而聚合物基体则可以提供良好的机械性能和稳定性。
导电复合材料的制备方法包括化学合成、物理混合和化学还原等。
二、导电高分子的应用领域1. 可穿戴设备随着移动互联网和物联网技术的不断发展，可穿戴设备逐渐得到人们的关注。
作为这一领域的重要材料之一，导电高分子可以用于制作柔性传感器、智能手表、智能眼镜等设备中的电子元件。
相比于传统的刚性电子元件，导电高分子材料可以更好地贴合皮肤，不影响使用者的日常生活。
2. 柔性电子柔性电子作为一种颠覆性的技术，将改变现有的电子产品设计理念。
导电高分子材料可以在这一领域中扮演重要的角色。
制备柔性电子的关键在于材料的柔软性和可弯折性。
而导电高分子材料具有较好的柔软性和可弯折性，因此可以作为柔性电子的重要材料之一。
3. 智能材料智能材料是指能够对外界刺激做出相应反应的材料。
导电高分子材料可以通过改变电流、温度等条件来实现形变、液滴运动等智能性能。
此外，导电高分子材料还可以应用于电磁屏蔽、光电和声音传感器等领域。
三、导电高分子材料未来的发展方向随着科技的不断发展和人们对高性能、高稳定性的需求不断增加，导电高分子材料未来的发展方向也越来越多样。
以下是未来导电高分子材料的几个发展趋势：1. 提高导电性目前导电高分子材料的电导率还有一定的提升空间。
导电高分子材料的发展现状及未来发展趋势
ｌ ＿ ２ 结构型导电高分子材料。是指高分子结构本身或经过掺杂之后 具有导电功能的高分子材料。 根据电导率的大小又可分为高分子半导 体、 高分子金属和高分子超导体。按照导电机理可分为电子导电高分 子材料和离子导电高分子材料。 电子导电高分子材料的结构高分子材料分类 导电高分子材料可以通过产生的方式和结构的不 同分为复合 型 材料与结构型材料两类 ， 这两类材料虽然具有较为相似的特 陛， 但是
也存在着较大的差别 ， 而且应用的方向和范围也有所不 同。正确认识 这两种导电高分子材料 的特 和特 性， 能够使对其的应用更加科学化 和合理化。下面将对这两种材料分别进行研究。 １ ． １ 复合型导电高分子材料。由通用的高分子材料与各种导电性物
电池具有易生产加工成膜 、 可绕曲、 小型轻便 、 能量高等特点 ， 如果解 决 了有机物的耐久性和高压下有机溶剂的稳定性问题 ， 那么以导电高 分子材料为基础的二次电池就有可能实现商品化。 ２ ． ３ 导体 。将金属粉 、 炭黑等导体粉末与高分子材料经过填充复合 、
表面复合等方式进行合成 ， 就可制成具有导电性的高分子材料。经复 合合成的导电高分子材料与传统金属导体相比具有如下优点 ： 加工性 能强 ， 适于更多场合的应用 ； 耐腐蚀 、 弹性高 、 密度低 ； 电导率可调节 ， 使用范围相对更广 ， 方便实际应用 ； 适于批量生产 ， 价格便宜。导电高 例如柔韧性好、 电导性高、 易 质通过填充复合 、 表面复合或层积复合等方式而制得。主要品种有导 分子作为超级电容器 电极拥有很多优点 ， 电塑料 、 导 电橡胶 、 导电纤维织物 、 导 电涂料 、 导电胶粘剂 以及透明导 加工而且可被制成薄膜 。很多导电高分子材料显示 出高比容量 和电 电薄膜等。 其 性能与导电填料的种类 、 用量、 粒度和状态以及它们在高 容 ， 并且可以在—个高相对速度下传递能量 ， 但是作为超级 电容器电 分子材料中的分散状态有很大的关系。常用的导电填料有炭黑 、 金属 极 的主要觇 就是循环使用寿命短。 ２ ． ４ 药物释放 。导 电高聚物的掺杂和脱杂过程实际上是一个对阴离 粉、 金属箔片、 金属纤维 、 碳纤维等。 子嵌入和脱嵌入过程 ， 离子电疗法是借助电化学过程来驱动药物通过 皮肤而进入体内， 利用这两点就可 以制作一种含药物的导电高分子电 池， 接通电流的时候药物就能释放 出来 ， 并通过皮肤而进入血液。 聚吡 咯是在这方面研究最早也是应用最广泛的一种导电高分子。 有线型威面型大共轭体系 ，在热或光的作用下通过共轭 竹电子的活 ３ 导 电高分 子实 用化发 展趋 势 化而进行导 电， 电导率一般在半导体的范围。采用掺杂技术可使这类 下面对其有待发展的方面进行研究和展望。 材料的导电性能大大提高。如在聚乙炔中掺杂少量碘， 电导率可提高 ３ ． １ 解决导 电高聚物的加工性和稳定性。现有 的导 电高分子聚合物 １ ２ 个数量级 ， 成为“ 高分子金属” 。经掺杂后的聚氮化硫 ， 在超低温下 可转变成高分子超导体。 结构型导电高分子材料用于试制轻质塑料蓄 电池 、 太阳能 电池 、 传感器件 、 微波吸收材料以及试制半导体元器件 等。但 目前这类材料由于还存在稳定性差（ 特别是掺杂后的材料在空 气中的氧化稳定性差） 以及加工成型性、 机械陛能方面的问题 ， 尚未进 入实用阶段。 ２ 导 电高分 子材 料 的应 用 导电高分子材料 的应用是对其进行研究和生产 的主要 目的 ， 其
芳纶纳米纤维基导电复合材料的发展与应用
芳纶纳米纤维基导电复合材料的发展与应用芳纶是以芳香族大分子原料经缩聚纺丝制得的线性高分子纤维，具有机械性能强、质量轻、耐酸碱等优异性能，分为间位芳纶和对位芳纶［口。
间位芳纶(PMIA)全称为聚间苯二甲酰间苯二胺纤维，常称为芳纶1313纤维，由于间位芳纶聚合导致得到的聚合物呈锯齿状，强度模量都略低于对位芳纶，所以本文所介绍的芳纶以对位芳纶为主。
对位芳纶(PPTA)全称为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，常称为芳纶1414纤维，其分子结构如图1所示。
PPTA分子以一种网状相互交联的形式结晶成高聚物，分子链中被苯环分离的酰胺基团与苯环形成了π-π共朝结构，内旋位能高，使分子链呈现为刚性的平面棒状［1］。
以PPTA为原料利用造纸技术制备出的功能性薄膜材料，由于具有很好的抗冲击性、阻燃性和热稳定性，因此被广泛用于航空航天材料及军事领域。
但由于纤维表面光滑，缺少化学活性基团，限制了其在纳米复合材料中的应用［2］。
芳纶纳米纤维(ANFs)是将芳纶纤维通过处理制成的直径为十几到几百纳米、长度为几至几十微米的纳米化纤维［3］。
ANFs作为一种高分子纤维，分子间可以通过氢键作用结合制成芳纶纳米纸或芳纶纳米膜，由于具有较强的力学性能和良好的高温稳定性，被广泛用于特种纸的制备及航空航天重要的结构减重与耐高温材料。
ANFs既保留了芳纶纤维的化学组成和晶体结构，又具有较大的比表面积与长径比，因此可以与其他材料进行复合，在电池隔膜、复合增强材料和柔性电极等多个领域都显示出一定的应用潜能与发展前景。
图1对位芳纶的分子结构图Fig. IMolecularstruetureofpara-aramid柔性电子器件以其独特的柔性、延展性和高效、低成本的制造工艺，在信息能源、医疗和国防等领域具有广泛的应用［4］。
将纳米纤维材料与导电复合材料结合制作柔性、可穿戴电子器件已成为近些年来的研究热点。
由于ANFs具有良好的力学性能，以及纤维表面丰富的酰胺基团，其与导电材料复合应用在电磁屏蔽、传感、电化学储能等领域，具有广阔的发展前景。
导电高分子材料的应用研究状况及发展趋势
导电高分子材料的应用研究状况及发展趋势导电高分子材料的应用非常广泛。
首先，导电高分子材料在电子器件领域具有重要应用。
它们可以作为导电层、电极材料或者作为接触材料应用于OLED、OPV、OFET等器件中，改善器件的性能和稳定性。
其次，导电高分子材料在光电器件方面也有广泛应用。
例如，导电高分子材料可以用作透明电极在柔性有机太阳能电池中，提高电池的可弯曲性和稳定性。
此外，导电高分子材料还可以应用于能源存储领域，例如作为超级电容器的电极材料，提高超级电容器的能量密度和功率密度。
另外，导电高分子材料还可以用于生物传感领域，通过改变电荷转移性质来检测生物分子的存在。
在导电高分子材料的研究领域，目前主要集中在材料合成和性能改进方面。
为了实现导电性能，研究人员通常引入导电性的官能团或者直接制备掺杂型高分子材料。
例如，通过掺杂含有高度共轭结构的杂化分子到高分子材料中，如对苯二甲酸二甲酯（PTCDI）或者卟吩类分子，来提高导电性能。
此外，研究人员还通过优化高分子材料内部的相结构，改善材料的导电性能。
导电高分子材料的发展趋势主要包括以下几个方面。
首先，对于导电高分子材料的研究将趋向于合成方法和材料设计的精确化。
研究人员将继续探索不同的化学合成方法和材料设计策略，以获得具有高导电性能和稳定性的导电高分子材料。
其次，导电高分子材料在柔性电子领域的应用将得到进一步拓展。
随着柔性电子器件的发展，导电高分子材料将成为一个重要的研究和应用领域。
此外，为了提高导电高分子材料的性能和稳定性，研究人员也将继续通过掺杂、界面改性等手段来改进材料性能。
最后，值得注意的是，导电高分子材料仍然存在一些挑战。
首先，导电高分子材料的导电性能相对较差，需要进一步提高。
其次，导电高分子材料的稳定性也需要改进，特别是在长时间使用和极端环境下的应用中。
另外，导电高分子材料的成本也需要进一步降低，以促进其在大规模应用中的普及。
综上所述，导电高分子材料具有广泛的应用前景，在电子器件、光电器件、能源存储、生物传感等领域都有重要作用。
导电高分子材料的进展及应用
导电高分子材料的进展及应用近年来，随着电子信息技术的迅猛发展，导电高分子材料越来越受到人们的关注。
导电高分子材料不仅具有普通高分子材料的优良性能，还具有良好的导电性、导热性、光学特性和机械性能。
在传感器、聚合物太阳能电池、有机发光二极管、导电墨水等领域具有广泛的应用前景。
目前，导电高分子材料的研究热点主要包括三大方面：第一，寻求新型导电高分子材料，如类金属、碳基高分子材料等，以提高材料的导电性和稳定性；第二，研究合成导电高分子材料的新方法，如单体共聚合法、离子液体法等，以提高材料的性能和制备效率；第三，开发导电高分子材料的新应用，如导电隔热材料、柔性电子器件等，以拓宽其应用范围。
其中，类金属和碳基高分子材料是当前研究的重点。
类金属高分子材料由于具有良好的导电性和机械性能，已被广泛应用于传感器、聚合物太阳能电池等领域。
碳基高分子材料因其具有嵌入式的碳元素，不仅具有好的导电性和机械性能，还具有优异的化学稳定性和生物兼容性，因此也具有广泛的应用前景。
另外，导电高分子材料的制备方法也得到了不断的改进。
单体共聚合法是当前研究的热点之一。
该方法可以将不同单体进行共聚合，以得到具有多种性质的高分子材料；离子液体法则可制备无机-有机复合材料，以提高材料的导电性和稳定性。
最后，导电高分子材料的应用前景也十分广阔。
导电隔热材料是目前研究的热点之一，其可以用于隔热材料和导热材料。
同时，柔性电子器件也是导电高分子材料的研究热点。
相较于传统的硅基材料，导电高分子材料更加轻薄柔软，可以制成柔性电子器件，应用于可穿戴电子、智能家居等领域。
总之，导电高分子材料具有广泛的应用前景，并且其研究重点逐渐向新材料、新方法、新应用领域发展。
相信在不久的将来，导电高分子材料将会得到更广泛的应用。
导电高分子材料的历史_现状与发展趋势
要 介绍掺杂 型 和复合 型导 电高 分子 的历 史
、
现状和 发展趋势
。
复合 型 导 电高 分子 材料
选 用物 理 性能适 宜 的聚 合物
如聚 乙 稀
、
好 导 电性 的超微 金属
接剂
、
如银
、
铜 等#
,
与 具有 良 金 属 氧化 物 炭 黑 等混 配 复合制成 导 电塑 料 导 电粘
、
、
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、
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等
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不仅大 大提高 了导 电率
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而 且 加工 性能 也 得到改 善
目前 已 研 制出 可
溶 性聚 乙炔
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、
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,
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但 其 载 体 的流 动 性却被 限 制在
导电复合材料
导电聚合物复合材料高Z09刘瑞091464导电聚合物复合材料摘要：本文主要讲述了导电聚合物复合材料制备方法和应用领域。
关键词：导电聚合物复合材料高分子1.前言近几年来, 关于导电聚合物的研究一直受到普遍的重视。
这类新的高分子材有可能在彩色显示、电化学、催化、抗静电及微波吸收等众多领域内得到使用。
然而, 由于导电高聚物的综合力学性能较差,严重地妨碍了它的广泛工业应用比幻。
为了改善导电聚合物的性能, 人们开展了导电聚合物复合材料的研究。
例如将导电聚合物和基体聚合物(工程塑料)复合制成复合材料。
这类复合材料的导电特性和纯导电聚合物相似, 但力学性能有明显的改善。
它的制备可采用电化学或化学方法。
到目前为止, 除了使用工程塑料作复合材料支持体外, 各种透膜,无机层状结构材料, 橡胶粒子, 粘土，聚合物固体电介质等均可用来制备导电聚合物复合材料。
通过改变聚合条件以及原材料性能, 可以控制复合材料的形态(孔隙率, 微纤状) 、导电性能、透光率以及电化学特性等。
2.导电复合材料的分类及用途导电聚合物复合材料是一种既具有普通聚合物材料特性，又具有一定导电性能的新型功能材料。
由于导电聚合物具有重量轻、易加工成各种复杂形状、尺寸稳定性好以及电阻率在较大范围内可调等特点，因此在防静电、微波吸收、电磁屏蔽及电化学等领域被广泛采用。
表1列出了导电聚合物复合材料的分类及用途。
表1 导电聚合物复合材料及其用途3.制备方法导电聚合物复合材料的制备方法主要有两种：一种是在基体聚合物中填充各种导电填料；另外一种则是将结构型导电聚合物或亲水性聚合物与基体聚合物进行共混。
3.1填充型导电聚合物复合材料这种材料通常是将不同性能的无机导电填料掺入到基体聚合物中, 经过分散复合或层积复合等成型加工方法而制得。
导电填料的种类很多, 常用的可分为炭系和金属系两大类。
炭系填料包括炭黑、石墨和碳纤维等; 金属系主要有铝、铜、镍、铁等金属粉末、金属片和金属纤维[1]。
导电高分子复合材料综述
导电高分子复合材料综述导电高分子复合材料是一种结合了导电填料和高分子基体的非金属导电材料。
由于其优异的导电性能和高分子材料的良好工艺性能，导电高分子复合材料在电子、电器、电磁波屏蔽、静电防护等领域得到了广泛应用。
本文将从导电填料、高分子基体、制备方法和应用领域等方面综述导电高分子复合材料的研究进展。
导电填料是导电高分子复合材料中的关键组成部分。
目前常用的导电填料包括金属填料、碳黑、导电纤维和导电聚合物等。
金属填料具有良好的导电性能，但其加工性差，易生锈。
碳黑填料性能稳定，但存在聚集现象，导致流变性能下降。
导电纤维可以提供较高的导电性能，但通常与高分子基体的相容性较差。
导电聚合物由于能够形成连续的导电网络，并且可以与高分子基体较好地相容，因此成为近年来发展的研究热点。
高分子基体对导电高分子复合材料的力学性能、导电性能和工艺性能等起着重要影响。
常用的高分子基体包括聚合物树脂、热塑性弹性体和热塑性聚合物等。
聚合物树脂由于具有良好的力学性能和化学稳定性，因此广泛应用于导电高分子复合材料。
热塑性弹性体由于可以在一定温度范围内恢复弹性，因此在导电弹性体材料中得到了广泛应用。
热塑性聚合物由于具有良好的工艺性能，在导电高分子复合材料中也得到了较好的应用效果。
制备方法是影响导电高分子复合材料性能的关键因素之一、常用的制备方法包括溶液共混法、熔融共混法、反应挤出法和电沉积法等。
溶液共混法通过将导电填料和高分子基体溶解在适当的溶剂中，然后通过挥发溶剂的方式获得导电高分子复合材料。
熔融共混法是将导电填料和高分子基体在高温下混炼，然后通过冷却固化得到复合材料。
反应挤出法是通过聚合反应实现导电高分子复合材料的制备。
电沉积法是将金属填料等导电材料沉积在高分子基体上来制备导电高分子复合材料。
导电高分子复合材料在电子、电器、电磁波屏蔽、静电防护等领域具有广阔的应用前景。
在电子和电器领域，导电高分子复合材料可以用于生产导电薄膜、导线、印刷电路板等；在电磁波屏蔽领域，导电高分子复合材料可以用于制备导电涂层和导电材料；在静电防护领域，导电高分子复合材料可以用于制备静电消除器和防静电材料。
超高分子量聚乙烯复合材料的导电性能及应用前景
超高分子量聚乙烯复合材料的导电性能及应用前景超高分子量聚乙烯（UHMWPE）作为一种具有优异性能的高分子材料，具备高强度、高韧性、低摩擦系数、优异的化学稳定性等特点。
然而，由于UHMWPE本身属于绝缘材料，其导电性能较差，限制了其在某些领域的应用。
为了克服这一问题，人们通过添加导电材料制备了UHMWPE复合材料，以提高其导电性能。
本文将探讨UHMWPE复合材料的导电性能及应用前景。
一、UHMWPE复合材料的导电性能导电材料的添加可以有效提高UHMWPE材料的导电性能。
常见的导电材料包括碳纳米管、导电纤维、金属粉末等。
这些导电材料在UHMWPE中形成了连续的导电网络，从而提高了材料的导电性能。
此外，导电材料的添加还可以调控复合材料的导电性能，使其在不同领域具备不同的导电性能，适应多种应用需求。
二、UHMWPE复合材料的应用前景1. 静电消散材料由于UHMWPE具有良好的摩擦系数和低表面电阻，可以用于制备静电消散材料。
将导电材料掺入UHMWPE中，可以形成导电网络，从而提高材料的导电性能。
这种静电消散材料可以广泛应用于电子产品、防静电设备等领域，有效避免静电积聚引发的安全隐患。
2. 导电塑料制品通过在UHMWPE中添加导电材料，可以制备导电塑料制品。
这种导电塑料具有优异的导电性能和机械性能，可以广泛应用于电气设备、电子器件等领域。
例如，用导电UHMWPE制造的电线电缆外护套可以提高电缆的导电性能和机械强度，提高电线电缆的使用寿命和安全性。
3. 功能性复合材料导电UHMWPE可以与其他功能性材料复合，制备具有特殊功能的复合材料。
例如，将导电UHMWPE与磁性材料复合，可以制备用于电磁屏蔽的复合材料。
这种复合材料不仅具有优异的导电性能，还具备电磁屏蔽的功能，可广泛应用于电磁屏蔽材料、电子封装材料等领域。
4. 新能源领域应用导电UHMWPE在新能源领域也具有广阔的应用前景。
例如，利用导电UHMWPE制备的锂离子电池隔膜，可以提高电池的导电性能和稳定性，增强电池的循环寿命和安全性。
导电聚合物复合材料
亲水性聚合物共混物
目前常用的亲水性聚合物以聚氧化乙烯 (PEO)的共聚物占多数。此外，还有聚 乙二醇一甲基丙烯酸共聚物、聚乙二醇 体系聚酰胺或聚酯酰胺、环氧乙烷—环 氧丙烷共聚物以及含有季铵盐基团的甲 基丙烯酸酯类共聚物等等。近年来，这 类导电聚合物复合材料在国外发展较快。
3.应用
1.抗静电和导电领域 高分子复合导电材料广 泛用作高压电缆的半导电屏蔽层、结构泡沫材 料、化工容器等。 2.自控温发热材料 婴儿食品保暖器、电视机 屏幕消磁系统、电热地毯、电热坐垫、电热护 肩等保暖治疗产品以及各种日常生活用品、多 种家电产品的发热材料等。
1.导电复合材料的分类及用 途
2.制备方法
导电聚合物复合材料的制备方法主要有 两种：一种是在基体聚合物中填充各种 导电填料；另外一种则是将结构型导电 聚合物或亲水性聚合物与基体聚合物进 行共混。
2.1填充型导电聚合物复合 材料
这种材料通常是将不同性能的无机导电填料掺 入到基体聚合物中, 经过分散复合或层积复合 等成型加工方法而制得。导电填料的种类很多, 常用的可分为炭系和金属系两大类。炭系填料 包括炭黑、石墨和碳纤维等; 金属系主要有铝、 铜、镍、铁等金属粉末、金属片和金属纤维。 目前研究和应用较多的是由炭黑颗粒和金属纤 维填充制成的导电聚合物复合材料。
2.2共混型导电聚合物复合 材料
将结构型导电聚合物或亲水性聚合物与基 体聚合物共混，可以得到既有一定导电性 能或永久抗静电性能，又具有良好力学性 能的复合材料。
结构型导电聚合物
结构型导电聚合物共混物可以采用机械共混或 化学方法制备。机械共混是制备聚合物复合材 料的常用方法。将结构型导电聚合物与基体聚 合物同时放入共混装置，然后在一定条件下混 合成型，便可获得具有多相结构特征的导电聚 合物复合材料。一般当导电聚合物含量为2% ~ 3%时，体积电阻率约10-7 ~10-9Ω.cm，因 此可以作为抗静电材料使用。