导电高分子材料的研究进展
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。
导电高分子材料的研究进展
导电高分子材料的研究进展导电高分子材料是一种能够传导电流的高分子材料，具有优异的导电性能和灵活的可塑性。
它们广泛应用于电子器件、柔性电子器件、能源存储和传输等领域。
随着科技的不断发展，导电高分子材料的研究也在不断取得进展。
本文将就导电高分子材料的研究进展进行探讨。
近年来，导电高分子材料的研究主要集中在三个方面：一是发展新型的导电高分子材料，二是研究导电机理，三是提高导电性能。
1.发展新型的导电高分子材料石墨烯是一种具有高导电性能的二维材料，其单层厚度仅为一个原子。
由于其优异的导电性能和独特的二维结构，石墨烯被广泛应用于导电高分子材料的开发。
例如，石墨烯可以添加到传统的高分子材料中，以提高其导电性能。
此外，石墨烯的制备方法也在不断改进，例如化学气相沉积和机械剥离技术，以提高石墨烯的制备效率和质量。
除了石墨烯，碳纳米管也是一种具有很高导电性能的材料。
碳纳米管的直径仅为几个纳米，但长度可以达到几个微米甚至更长。
碳纳米管可以在高分子基体中分散，形成导电网络，从而提高高分子材料的导电性能。
此外，一些研究人员还提出了利用纳米粒子和聚合物共同制备导电高分子材料的方法，以获得更好的导电性能。
2.研究导电机理研究导电机理是导电高分子材料研究的重要方向。
目前，导电高分子材料的导电机理主要包括两种：一种是有机导电材料的分子导电机理，即通过有机分子的电荷迁移来实现导电；另一种是金属/高分子复合材料的载流子传输机理，即通过金属粒子或纳米线来传输载流子。
研究导电机理有助于深入理解导电高分子材料的性质，并为其应用提供指导。
3.提高导电性能提高导电性能是导电高分子材料研究的重要目标之一、目前，提高导电性能的方法主要包括以下几个方面：一是通过改变高分子材料的结构和组分来调控导电性能，例如改变共聚物的比例和合成导电高分子材料的共轭结构。
二是通过添加导电剂来提高高分子材料的导电性能，例如添加金属粒子、碳纳米管等。
三是通过改变导电高分子材料的处理方法来提高其导电性能，例如通过拉伸、压印等方法调控高分子链的排列和导电网络的形成。
高分子材料的导电性能研究
高分子材料的导电性能研究高分子材料是一类由大量重复单元组成的聚合物，具有独特的物理和化学性质。
近年来，研究人员对高分子材料的导电性能进行了深入的研究。
高分子材料的导电性能对于电子学、能源存储和生物传感器等领域的应用有着重要意义。
本文将探讨高分子材料的导电机制以及相关研究进展。
一、导电机制高分子材料的导电机制主要包括两种类型：注入和固体态（固态）导电。
在注入导电中，高分子材料通过与电子供体或受体接触来实现导电。
这种类型的导电机制广泛应用于有机半导体材料和高分子材料的传感器中。
固态导电是另一种常见的导电机制，主要通过高分子材料自身的导电特性来实现导电。
在这种情况下，高分子材料内部电子通过导电链路进行迁移和传导。
二、导电性能的调控为了改善高分子材料的导电性能，研究人员采取了一系列的调控策略。
以下是几种常见的调控方法：1. 添加导电剂：添加导电剂是提高高分子材料导电性能的一种常见方法。
常用的导电剂包括碳纳米管、石墨烯和金属纳米颗粒等。
这些导电剂与高分子材料形成导电网络，提高了材料的导电能力。
2. 修饰表面：通过对高分子材料表面进行修饰，可以改善其导电性能。
例如，在高分子材料表面修饰导电聚合物或导电聚合物接枝物，在其表面形成导电通道，提高了导电性能。
3. 聚合物共混：将高分子材料与导电性能较好的聚合物进行共混，可以有效改善材料的导电性能。
聚合物共混技术可以提高材料的导电路径，并增加电子在材料中的传输速率。
三、应用领域高分子材料的导电性能在各个领域具有广泛的应用前景。
1. 电子学应用：高分子材料具有可塑性、透明性和可扩展性等优势，在电子学领域中被广泛应用。
高分子材料的导电性能可以用于制造柔性显示器、柔性智能电路等。
2. 能源存储应用：高分子材料的导电性能对于电池和超级电容器等能源存储设备的性能有着重要影响。
通过调控高分子材料的导电性能，可以提高能源存储设备的充放电效率和循环稳定性。
3. 生物传感器应用：高分子材料的导电性能在生物传感器领域具有广泛应用。
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。
导电高分子材料的研究进展
导电高分子材料的研究进展一、本文概述导电高分子材料作为一种新兴的功能材料，因其独特的导电性能和可加工性，在电子、能源、生物医学等领域展现出广阔的应用前景。
本文旨在综述导电高分子材料的研究进展，重点关注其导电机制、性能优化以及实际应用等方面。
我们将简要介绍导电高分子材料的基本概念、分类和导电原理，为后续讨论奠定基础。
接着，我们将重点回顾近年来导电高分子材料在合成方法、性能调控以及导电性能提升等方面的研究成果。
本文还将探讨导电高分子材料在电子器件、能源存储与转换、生物传感器等领域的应用进展，并展望未来的发展趋势和挑战。
通过本文的综述，希望能够为相关领域的研究人员提供有价值的参考信息，推动导电高分子材料的进一步发展。
二、导电高分子材料的分类导电高分子材料可以按照其导电机制、化学结构、应用方式等多种维度进行分类。
从导电机制来看，导电高分子材料主要分为电子导电高分子和离子导电高分子两大类。
电子导电高分子主要依靠其共轭结构中的π电子进行导电，如聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩等；而离子导电高分子则通过离子在固态中移动实现导电，如聚电解质、离子液体等。
从化学结构上看，导电高分子材料主要包括共轭聚合物、金属络合物高分子、复合型导电高分子等。
共轭聚合物由于具有大的共轭体系和离域π电子，表现出优异的电子导电性；金属络合物高分子则通过金属离子与高分子链的配位作用，形成导电通道；复合型导电高分子则是通过在绝缘高分子基体中添加导电填料（如碳黑、金属粒子、导电聚合物等），实现导电性能的提升。
在应用方式上，导电高分子材料可以分为结构型导电高分子和复合型导电高分子。
结构型导电高分子本身即具有导电性，可以直接用于电子器件的制备；而复合型导电高分子则需要通过添加导电填料等方式实现导电性能的调控，其导电性能受填料种类、含量、分散状态等多种因素影响。
根据导电高分子材料的导电性能，还可以分为导电高分子、抗静电高分子和高分子电解质等。
导电高分子具有高的导电性，可以作为电极材料、电磁屏蔽材料等；抗静电高分子则主要用于防止静电积累，如抗静电包装材料、抗静电涂层等；高分子电解质则具有离子导电性，可应用于电池、传感器等领域。
导电高分子材料在光电应用中的研究
导电高分子材料在光电应用中的研究随着科技的不断进步，光电子技术在我们的生活中扮演着日益重要的角色。
而导电高分子材料作为一种新型的材料，在光电应用中展现出了巨大的潜力。
本文将探讨导电高分子材料在光电应用中的研究进展和应用前景。
首先，我们来了解一下导电高分子材料的基本性质。
导电高分子材料是一种能够传导电流的聚合物材料。
相比于传统的导电材料如金属和半导体，导电高分子材料具有重量轻、柔韧性好以及可塑性强等特点。
这使得导电高分子材料在光电应用领域中具备了独特的优势。
导电高分子材料在光电器件中的应用是研究的热点之一。
目前，已有许多导电高分子材料被应用于有机太阳能电池、有机发光二极管（OLED）以及柔性电子设备等。
以有机太阳能电池为例，导电高分子材料作为太阳能电池的光电转换层，能够将太阳能有效转化为电能。
同时，导电高分子材料的柔性特性使得太阳能电池具备了更大范围的应用空间，可以被应用于建筑外墙、交通工具以及可穿戴设备等。
另外，导电高分子材料在光电储能领域也有广阔的应用前景。
光电储能技术是未来能源领域的重要方向之一。
通过将能量转化为电能并存储起来，实现高效利用。
导电高分子材料由于其导电性，可以被应用于光电储能设备中的电池、超级电容器等。
这不仅能够提高储能设备的性能，还可以大大提高储能设备的可靠性和寿命。
然而，导电高分子材料在光电应用中仍面临一些挑战。
首先是导电性能的稳定性问题。
由于导电高分子材料易于因光照、湿度以及温度等环境条件的变化而导致性能的衰减，因此需要通过合理的结构设计和材料改性来提高导电性能的稳定性。
此外，导电高分子材料的制备成本也是一个挑战。
目前，导电高分子材料的制备方法相对复杂且成本较高，需要进一步的研究和发展来降低成本，提高制备效率。
综上所述，导电高分子材料在光电应用中具有巨大的发展潜力。
随着科技的进步和人们对绿色能源的需求增加，导电高分子材料将在太阳能电池、发光二极管、电池等光电器件中发挥重要作用。
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本文分别介绍了导电高分子材料的分类、制 备、导电机理以及应用，并对导电高分子材料的未 来做了展望。
导电高分子材料的分类
收稿日期：２０１２—０３—０６ 作者简介：陈东红（１９８８一），女，辽宁抚顺人，硕士研究生，主要从事功能高分子、电子化学品、胶黏剂的研究开发工作。
万方数据
陈东红等，导电高分子材料的研究进展
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｉｅｓ，ｓｕｃｈ ｔｉｖｉｔｙ
ｃａ３１ ａｓ
ｔｏ
ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｈａｖｅ ｍａｎｙ ｕｎｉｑｕｅ ｐｒｏｐｅｒ—
按结构和制备方法可以将导电高分子材料分 成两类，一类是复合型导电高分子材料，另一类是 结构型导电高分子材料。
１．１
结新工艺等［６】。 ２．２．１化学氧化聚合法 化学氧化聚合是在酸性的条件下用氧化剂制 得电导率高、性质基本相同、稳定性好的聚合物，经 常使用的氧化剂有（ＮＨ４）：Ｓ：０。，ＫＩＯ，，Ｋ：Ｃｒ２０，等，它 们往往同时也是催化剂…。化学氧化聚合法制备聚 合物主要受反应介质酸的种类及浓度、氧化剂的种 类及浓度、反应温度及时间、单体浓度等因素的影 响【８】。研究较多的主要是溶液聚合、乳液聚合、微乳 液聚合、界面聚合、定向聚合、液晶结合及中间转化
化学与黏合 ２０１２年第３４卷第６期
ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ ＡＮＤ ＡＤＨＥＳＩＯＮ
导电高分子材料的研究进展
陈东红，
虞鑫海，
徐永芬
（东华大学应用化学系，上海２０１６２０）
摘要：与传统的导电材料相比较，导电高分子材料具有许多独特的性能，例如密度小、易加工、耐腐蚀、结构易变、半导 体、可大面积成膜以及电导率可在大范围内调节等特点，显示出了其广阔的应用前景。着重综述了导电高分子材料的分 类，并分别介绍了复合型和结构型两种导电高分子材料的制备以及导电机理，列举出了导电高分子材料在隐身技术、显示 材料、电池、导体、药物释放、传感器方面的应用，并对导电高分子材料未来的发展前景做了展望。 关键词：导电高分子；分类；制备；应用 中图分类号：ＴＱ
表１几种常见的导电高分子
前
言
２０００年的诺贝尔化学奖分别授予了美国的
Ｔａｂｌｅ １
Ｓｅｖｅｒａｌ
ｃｏｌｎｌｎｏｎ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒｓ
Ｈｅｅｇｅｒ、ＭａｃＤｉａｒｍｉｄ和日本的白川英树三位科学家， 他们通过研究证明了大家通常认为绝缘的高分子 材料在一定的条件下也可以具有导电性…。从那以 后，导电高分子材料这一门新兴的学科就此迅速发 展，成为材料学科研究中重要的一部分。之后，又相 继开发出了聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚 噻吩、聚苯胺、聚对苯撑乙烯撑等导电高分子材料。 导电高分子材料因其独特的结构和物理化学 性质而在很多方面得到广泛应用，例如已经在隐身 技术、显示器、电池、电子器件、生物医药、传感器等 方面得到广泛的应用【捌。虽然导电高分子材料的发 展只有三十多年的历史，但由于这门学科本身有着 极其巨大的学术价值和应用前景，所以吸引了世界 各国的科学家从事该领域的研究。
４．２显示材料
ｇ
Ｐ ａ 、
已
．｜；ｌＬ
岛 锄 醛 蝗
导电填料质量分数，％
图１
Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ
ｃｕｒｖｅ
电阻率一导电填料含量曲线
ｏｆ ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ—ｅｌｅｃｔｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｌｅｒ
ｃｏｎｔｅｎｔ
复合型导电高分子材料中填充材料的成分、填 料粒子的分散状态及其与聚合物基体的相互作用 都决定了复合材料的导电性，要想材料能具有更良 好导电性，必须使填料粒子既能较好地分散，又能 形成三维网状结构或蜂窝状结构【１２ １。
２．２结构型导电高分子的制备方法
导电高分子材料的导电机理
复合型导电高分子材料的导电机理
结构型导电高分子的制备方法主要有以下几 种：化学氧化聚合法、电化学聚合法以及热分解烧 万方数据
化学与黏合 ２０１２年第３４卷第６期
ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ ＡＮＤ ＡＤＨＥＳｌ０Ｎ ・６３・
复合型导电高分子材料中填料的分散状态决 定了材料的导电性，从渗流理论中可看出，孤立分 散的填料微粒松散地填充于材料中时，当体积分散 达到一定的临界含量以后，就可能形成一个连续的 导电通路。这时的离子处于两种状态：一是电荷载 流子可以在导体内连续地流动，此时离子间发生的 是物理接触；二是由于离子间存在粘接剂薄层，载 流子本身被激活而运动。所以，复合型导电高分子 材料能导电的条件是填充材料应该既一定程度地 分散，又能形成松散的网络分布。
ａ
ｂｒｏａｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔ．Ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ａｒｅ
ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
３２２．９４
文献标识码：Ａ
ｏｎ
文章编号：１００１—００１７（２０１２）０６—００６１—０５
Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ＣＨＥＮ Ｄｏｎｇ—ｈｏｎｇ，ＹＵ Ｘｉｎ—ｈａｉ ａｎｄ ＸＵ Ｙｏｎｇ－ｆｅｎ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ）
１．２结构型导电高分子材料
２．２．２电化学聚合法 电化学聚合法主要有恒电流法、恒电位法、脉 冲极化法以及动电位扫描法［８】。 以聚苯胺为例，电化学聚合法是在含苯胺的电 解质溶液中采用适当的电化学条件，使苯胺发生氧 化聚合反应，生成聚苯胺薄膜黏附于电极表面，或 者是聚苯胺粉末沉积在电极表面【７１，一般都是苯胺
型［５１。
在酸陛溶液中，在阳极上进行聚合。影响聚苯胺电
化学聚合法的因素主要有：苯胺单体的浓度、电解 质溶液的酸度、电极材料、电极电位、溶液中阴离子 种类、聚合反应温度等。电化学聚合法的优点是产 物的纯度比较高，聚合时反应条件较简单而且容易 控制；缺点是只适宜合成小批量的聚苯胺，很难进 行工业化生产…。 采用化学氧化聚合法制备的聚合物不溶不熔， 而且力学性能和加工性能比较差，难以直接进行加 工应用；利用电化学聚合法虽然可以获得聚合物的 导电膜，但是膜的面积会受到电极面积的限制，不 可能做成大面积的实用导电膜【１０】。 此外，还有一种聚合方法对于导电高分子材料 有很好的合成前景，就是酶促聚合。利用酶促聚合 方法制备聚苯胺虽然十年之前就报道过，但对于聚 吡咯直到最近也没有成功地通过酶促聚合制备出 来。Ｒｙａｎ Ｂｏｕｌｄｉｎ，Ｓｅｔｈｕｍａｄｈａｖａｎ Ｒａｖｉｃｈａｎｄｒａｎ等人 相信之所以这样是因为相比于苯胺，吡咯具有更高 的氧化电势，由于氧化酶和漆酶的氧化电势比吡咯 的低，所以这些酶上的活性位点不能够直接氧化吡 咯单体。可以通过寻找合适的酶促反应催化剂来降 低氧化电势，从而使反应顺利进行【１１１。
３
３．１
２导电高分子材料的制备
２．１
复合型导电高分子的制备方法 复合型导电高分子在制备中所用的复合方法
主要有两种：一种是把亲水性聚合物或者结构型导 电高分子和基体高分子放在一起进行共混；另一种 是将各种导电填料，如金属粉末、铝纤维、碳纤维、 不锈钢纤维及很多金属纤维填充到基体高分子里 面，填充的纤维最佳直径为７斗“捌。 纤维状填料的接触几率很大，因此金属纤维在 填充量很少的情况下就可以获得较高的导电率。其 中，金属纤维的长径比对材料的导电性能有很大的 影响，长径比越大，其导电性和屏蔽效果越好ｉ２】。
在结构型导电高分子中的吸波机理可认为是 电损耗和介电损耗。由于电磁波的存在，材料被反 复极化，从而使分子电偶极子跟随电磁场的振荡而 产生分子摩擦。与此同时，由于材料存在电导率，电 磁波就会在材料中形成感应电流而产生热量，使得 电磁波在这一过程中能量被消耗掉。要注意的是， 并不是电导率越高吸收电磁波的效果越好，因为太 高的电导率会增加材料表面对电磁波的反射，反而 不利于电磁波的吸收。所以需要通过各种方法来调 节电导率，从而调节到最好的隐身效果。 在复合型导电高分子材料中通常会加入纳米 微粒材料作为吸收剂，掺杂到橡胶或树脂基质中。 由于纳米微粒的尺寸在１～１００ｎｍ之间，而这又远小 于雷达发射的电磁波波长，所以纳米微粒材料对电 磁波的透过率要比其他常规材料强得多，很大程度 上减少了电磁波的反射率，使得雷达接收到的反射 信号很微弱，从而就达到了隐身的作用。而且纳米 微粒材料的比表面积比微米级材料要大很多，对于 电磁波和红外光波的吸收率也比普通材料大很多， 因而分别由探测物和雷达发射的红外光和电磁波 被纳米粒子吸收掉，使得红外探测器和雷达就很难 发现目标了【１４ｌ。 导电高分子作为吸波材料有很多优点，如电磁 参量可控、表面密度低、易加工成型。但是导电高分 子属于易电损耗的雷达吸收波材料，所以会逐渐减 薄涂层厚度，从而带来制备工艺方面的麻烦，而且 成本和制备工艺等因素也制约着它的发展，因此这 类材料作为舰船吸收雷达波的应用还未进入实施 阶段【１５１。
ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ；ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
法等。
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质，如石 墨、金属粉、金属纤维、金属氧化物、炭黑、碳纤维， 通过不同的方式和加工工艺，如分散聚合、填充复 合、层积复合或形成表面电膜等方式而制得。主要 品种有导电橡胶、导电塑料、导电纤维织物、透明导 电薄膜、导电涂料以及导电胶黏剂等。其性能与导 电填料的很多方面有关，比如种类、粒度、用量、状 态以及它们在高分子材料中的分散状态等。