导电高分子材料
导电高分子材料

什么是导电高分子的掺杂呢?
纯净的导电聚合物本身并不导电,必须经过掺 杂才具备导电性
掺杂是将部分电子从聚合物分子链中迁移出来 从而使得电导率由绝缘体级别跃迁至导体级别 的一种处理过程
导电聚合物的掺杂与无机半导体的掺杂完全不 同
导电高分子的掺杂与无机半导体的掺杂的对比
目前掺杂的方式主要有两种 :
氧化还原掺杂 :可通过化学或电化学手段来实现 。化学 掺杂会受到磁场的影响
遗憾的是目前为止还没有发现外加磁场对聚合物的室温电 导率有明显的影响
质子酸掺杂 :一般通过化学反应来完成,近年发现也可 通过光诱导施放质子的方法来完成
还有掺杂—脱掺杂—再掺杂的反复处理方法,这种掺杂方 法可以得到比一般方法更高的电导率和聚合物稳定性
6
导电机理与结构特征
④π价电子 两个成键原子中p电子相互重叠后产生 π键,构成π键的电子称为π价电子。当π电子孤立 存在时这种电子具有有限离域性,电子在两个原 子之间可以在较大范围内移动。当两个π键通过一 个σ键连接时,π电子可以在两个π键之间移动,这 种分子结构称为共轭π键。
7
导电机理与结构特征
利用导电高分子与金属线圈当电极,半导体高分子在中间,当两电 极接上电源时,半导体高分子将会开始发光。比传统的灯泡更节省能源 而且产生较少的热,具体应用包括平面电视机屏幕、交通信息标志等。
导电高分子材料的应用
半导体特性的应用-太阳能电池
导电高分子可制成太阳电池,结 构与发光二极管相近,但机制却相反 ,它是将光能转换成电能。 优势在于 廉价的制备成本,迅速的制备工艺, 具有塑料的拉伸性、弹性和柔韧性 。
导电高分子材料的应用
导体特性的应用
抗静电 理想的电磁屏蔽材料,可以应用在计算机、电视机、起搏器等 电磁波遮蔽涂布 能够吸收微波,因此可以做隐身飞机的涂料 防蚀涂料 能够防腐蚀,可以用在火箭、船舶、石油管道等
导电高分子

子在整个分子骨架内运动。离域π键的形成,增大了π
电子活动范围,使体 系能级降低、能级间 隔变小,增加物质的 导电性能。
导电高分子材料的导电机理
导电高分子材料的共同特征-交替的单键、双键共轭结构
聚乙炔由长链的碳分子以sp2键链接而成,每一个
碳原子有一个价电子未配对,且在垂直于sp2面上形成
未配对键。其电子云互相接触,会使得未配对电子很 容易沿着长链移动,实现导电能力。
导电高分子材料的掺杂途径
氧化掺杂 (p-doping): [CH]n + 3x/2 I2 ——> [CH]nx+ + x I3还原掺杂 (n-doping): [CH]n + x Na ——> [CH]nx- + x Na+
添补后的聚合物形成盐类,产生电流的原因并不是 碘离子或钠离子而是共轭双键上的电子移动。
2004,13英寸
导 电 高 分 子 应 用
半导体特性的应用-太阳能电池
电高分子可制成太阳电池,结 构与发光二极管相近,但机制却相
反,它是将光能转换成电能。优势
在于廉价的制备成本,简单的制备 工艺,具有塑料的拉伸性、弹性和
柔韧性。
导 电 高 分 子 应 用
导体特性的应用-防静电、电磁屏蔽、防腐蚀
聚乙炔的掺杂反应
1975年,G. MacDiarmid 、 J.Heeger与
H.Shirakawa合作进行研究,他们发现当聚乙炔曝露于 碘蒸气中进行掺杂氧化反应(doping)后,其电导率令人 吃惊地达到3000S/m。
导电高分子材料的导电机理 有机化合物中的σ 键和π键
在有机共轭分子中,σ键是定域键,构成分子骨架; 而垂直于分子平面的p轨道组合成离域π键,所有π电
导电高分子材料

导电高分子材料引言导电高分子材料是一类具有导电性能的高分子材料,通常通过将一定量的导电剂与高分子基体进行混合来实现。
导电高分子材料具有许多独特的性能和应用,因此在电子学、能源技术、催化剂等领域有着广泛的应用和巨大的发展潜力。
1. 导电机制导电高分子材料的导电性能主要来源于导电剂的存在。
常见的导电剂包括金属粉末、碳纳米管、导电聚合物等。
这些导电剂在高分子基体中形成导电网络,使得材料能够传导电流。
导电高分子材料的导电性能与导电剂的种类、含量、分散性以及高分子基体的性质密切相关。
2. 特殊性能与应用导电高分子材料具有许多特殊的性能,使得其在多个领域具有广泛的应用。
2.1 电子学领域导电高分子材料在电子学领域有着重要的应用,例如导电高分子材料可以用于制备有机导电薄膜晶体管(OFET),用于构建柔性显示器、智能传感器和可穿戴设备等。
导电高分子材料不仅具有良好的导电性能,还具有优秀的可拉伸性和柔韧性,能够适应各种复杂的电子设备形状。
2.2 能源技术领域导电高分子材料在能源技术领域也有广泛的应用。
例如,导电高分子材料可以用于制备柔性太阳能电池,用于光电转换、能源收集和储存等。
导电高分子材料具有较高的导电性能和光吸收性能,可以有效提高太阳能电池的能量转换效率。
2.3 催化剂领域导电高分子材料还可以作为催化剂载体,用于催化剂的载体和固定。
导电高分子材料具有较大的比表面积和多孔结构,能够提供更多的活性位点和催化反应的接触面积,从而提高催化剂的反应效率和稳定性。
3. 导电高分子材料的制备方法导电高分子材料的制备方法多种多样,常见的制备方法包括物理共混法、化学共混法、原位聚合法等。
其中,物理共混法是将导电剂和高分子基体通过物理混合来制备导电高分子材料,适用于一些导电剂与高分子基体相容性较好的体系;化学共混法是通过化学反应将导电剂与高分子基体结合,适用于一些导电剂与高分子基体相容性较差的体系;原位聚合法是在高分子合成过程中引入导电剂,使导电剂与高分子基体同时合成。
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。
导电高分子材料通用课件

加工性能
要点一
总结词
加工性能是导电高分子材料的另一个重要性能参数,它决 定了材料在加工过程中的可加工性和加工效果。
要点二
详细描述
加工性能包括材料的熔融流动性、热稳定性、可塑性和延 展性等。良好的加工性能能够保证导电高分子材料在加工 过程中具有良好的可加工性和加工效果,从而提高材料的 实用性和生产效率。
导电高分子材料通用课件
目 录
• 导电高分子材料的导电机理 • 导电高分子材料的制备方法 • 导电高分子材料的性能参数 • 导电高分子材料的发展趋势与挑战
目 录
• 导电高分子材料在新能源领域的应 • 导电高分子材料在智能材料与器件
01
CATALOGUE
导电高分子材料简介
导电高分子材料的定义
总结词
详细描述
聚合物共混法是通过将导电高分子材料与非 导电高分子材料混合,制备成复合材料的方 法。这种方法可以充分利用各种高分子材料 的优点,制备出性能优异的复合材料,但需 要解决相容性问题,以保证良好的导电性能。
04
CATALOGUE
导电高分子材料的性能参数
电导 率
总结词
电导率是导电高分子材料最重要的性 能参数之一,它决定了材料的导电能 力和效率。
物理掺杂法
总结词
通过物理方式将导电物质掺入高分子材料中, 使其获得导电性能的方法。
详细描述
物理掺杂法是一种简单易行的方法,通过将 导电物质如碳黑、石墨烯、金属纳米颗粒等 掺入高分子材料中,使其获得导电性能。这 种方法工艺简单,成本低,但导电性能受掺 杂物质种类和含量影响较大。
聚合物共混法
总结词
将导电高分子材料与非导电高分子材料混合, 形成具有导电性能的复合材料的方法。
导电高分子材料

导电高分子材料导电高分子材料是一种具有导电性能的高分子材料,它在电子、光电子、信息和通信等领域具有广泛的应用前景。
与传统的金属导电材料相比,导电高分子材料具有重量轻、柔韧性好、加工成型方便等优点,因此备受研究和开发的关注。
首先,导电高分子材料的导电机理是通过在高分子基质中添加导电填料来实现的。
导电填料可以是导电碳黑、导电纳米颗粒、导电聚合物等,它们在高分子基质中形成导电网络,从而赋予材料导电性能。
同时,导电高分子材料的导电性能受填料浓度、填料形貌、填料分散性等因素的影响,因此需要在材料设计和制备过程中进行精细控制。
其次,导电高分子材料在电子领域具有重要的应用。
例如,导电高分子材料可以用于制备柔性电子器件,如柔性电子显示屏、柔性电池、柔性传感器等。
由于其轻薄柔软的特性,导电高分子材料可以实现器件的弯曲和拉伸,从而拓展了电子器件的应用场景。
此外,导电高分子材料还可以用于制备导电薄膜,用于电磁屏蔽、抗静电、防雷击等领域。
此外,导电高分子材料在光电子领域也有着重要的应用。
例如,导电高分子材料可以用于制备有机太阳能电池、有机发光二极管等光电子器件。
由于其可塑性和可加工性,导电高分子材料可以实现器件的柔性化和大面积制备,从而降低了器件的制造成本,并且有望实现可穿戴电子产品的发展。
总之,导电高分子材料具有广泛的应用前景,它在电子、光电子、信息和通信等领域都有着重要的作用。
随着材料科学和工程技术的不断发展,导电高分子材料的性能和应用将会得到进一步的提升,为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
希望通过对导电高分子材料的研究和开发,能够推动材料科学和工程技术的发展,为人类社会的可持续发展做出更多的贡献。
高分子导电材料

高分子导电材料高分子导电材料是一类具有导电性能的高分子材料,通常由导电聚合物或者在高分子基质中加入导电填料而成。
这类材料在电子、光电子、能源存储等领域具有广泛的应用前景。
本文将从高分子导电材料的分类、特性及应用等方面进行介绍。
首先,高分子导电材料可以根据导电机制的不同进行分类。
一种是通过掺杂将非导电的高分子材料转变为导电材料,例如通过掺杂导电填料(如碳黑、导电聚合物等)来提高材料的导电性能。
另一种是通过共轭结构的高分子材料本身具有导电性能,例如聚苯胺、聚噻吩等。
这两种分类方式都为高分子导电材料的应用提供了多样化的选择。
其次,高分子导电材料具有一些独特的特性。
首先,高分子导电材料具有较高的柔韧性和可塑性,可以通过加工成薄膜、纤维等形式,广泛应用于柔性电子产品中。
其次,高分子导电材料具有较低的密度和良好的化学稳定性,能够满足轻量化和长期稳定运行的要求。
此外,高分子导电材料还具有较好的可再生性和可降解性,符合可持续发展的要求。
最后,高分子导电材料在多个领域具有广泛的应用前景。
在电子领域,高分子导电材料可以用于制备柔性显示器、柔性电池等产品;在光电子领域,高分子导电材料可以用于制备有机光电器件,如有机太阳能电池、有机发光二极管等;在能源存储领域,高分子导电材料可以用于制备超级电容器、锂离子电池等储能设备。
这些应用领域的拓展,将进一步推动高分子导电材料的研究与应用。
综上所述,高分子导电材料作为一类具有广泛应用前景的新型材料,其分类、特性及应用等方面均具有重要意义。
随着材料科学和工程技术的不断发展,相信高分子导电材料将会在未来的科技领域中发挥重要作用,为人类社会的可持续发展做出贡献。
高分子导电材料

高分子导电材料
高分子导电材料是一类具有导电性能的材料,通常由高分子聚合物和导电填料
组成。
这种材料具有良好的导电性能和机械性能,被广泛应用于电子、光电子、能源等领域。
本文将介绍高分子导电材料的种类、性能、制备方法及应用领域。
高分子导电材料可以分为导电聚合物和导电复合材料两大类。
导电聚合物是指
在高分子聚合物中掺杂导电填料,使其具有导电性能,如聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯等。
而导电复合材料是将导电填料与高分子基体进行复合,如碳纳米管、石墨烯、金属颗粒等。
高分子导电材料具有优异的导电性能,可以用于制备柔性电子器件,如柔性显
示屏、柔性电池、柔性传感器等。
与传统的硅基材料相比,高分子导电材料具有重量轻、柔性好、成本低等优点,因此在柔性电子领域具有广阔的应用前景。
制备高分子导电材料的方法多种多样,常见的方法包括溶液浸渍法、电化学沉
积法、热压法等。
这些方法可以调控导电填料的含量和分布,从而影响材料的导电性能和力学性能。
除了在柔性电子领域,高分子导电材料还被广泛应用于能源领域。
例如,用于
制备柔性锂离子电池的电极材料、柔性太阳能电池的电极材料等。
这些应用不仅需要材料具有良好的导电性能,还需要具有良好的稳定性和耐久性。
总的来说,高分子导电材料具有广泛的应用前景,特别是在柔性电子和能源领域。
随着材料制备技术的不断改进和新型导电填料的涌现,高分子导电材料将会在未来发展出更多的新应用。
希望本文的介绍能够为相关领域的研究和应用提供一定的参考和帮助。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
导电高分子材料导电高分子材料概述摘要导电高分子材料具有高电导率等与一般聚合物不同的特性。
文章综述了导电高分子的分类,研究进展,制备方法以及在作为导电材料,电极材料,显示材料,电子器件,电磁屏蔽材料及催化材料方面的应用。
关键词:导电高分子,制备,应用 Abstract :Conductive polymeric materials have the propertiessuch as high conductivity that different from traditional polymeric materials.This paper reviewsthe classification of conductive polymers, researchprogress,Preparation methods and Conductivepolymeric materials applied as the conductive material, electrode materials, display materials,electronic devices, electromagnetic shielding materials and the application of catalytic materials.Keywords: Conductive polymeric materials, Preparation,application 传统高分子材料的体积电阻率一般介于1010,1020Ω•cm之问,一直作为电绝缘材料使用。
自从1997年,美国化学家MacDiarmid、物理学家Herger和日本化学家Shirakawa[1]发现掺杂聚乙炔具有良好导电性后,世界各国科学家纷纷投入到导电聚合物的研究当中,各种有机导电聚合物相继出现,其应用范围也日益扩大,广泛应用于各种家用电器、航空航天、抗静电涂料、雷达吸波材料、电磁屏蔽材料和传感器等方面,极大地丰富和改善了人们的生活。
1.导电聚合物的分类导电高分子材料按结构和制备方法不同可分为结构型导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类。
根据结构特征和导电机理不同可分成三类:载流子为自由电子的电子导电聚合物、载流子为能在聚合物分子间迁移的正负离子的离子导电聚合物、以氧化还原反应为电子转移机理的氧化还原型导电聚合物。
1.1结构型导电高分子材料结构型(又称作本征型)导电高分子[2]是指高分子材料本身或经过掺杂后具有导电功能的聚合物。
这种高分子材料由于其结构的特点,能够提供载流子而具有导电性,经掺杂后,电导率可达到金属的导电水平。
从导电时载流子的种类来看,结构型导电高分子材料又被分为离子型和电子型两类。
1.2复合型导电高分子材料复合型导电高分子材料[3]是将各种导电性物质以不同的方式和加工工艺(如分散聚合、层积复合、形成表面电膜等)填充到聚合物基体中而构成的。
通常是填充高效导电粒子或导电纤维,较普及的是炭黑填充型和金属填充型。
复合型导电高分子材料在技术上比结构型导电高分子材料具有更加成熟的优势。
1.3电子导电聚合物电子导电聚合物是导电聚合物中种类最多,研究最早的一类导电材料,在电子导电聚合物的导电过程中载流子是聚合物中的自由电子或空穴。
高分子聚合物中的π键可以提供有限离域,当高分子聚合物中具有共轭结构时,π电子体系增大,电子的离域性增强,共轭体系越大,离域性也越大,电子的可移动范围也就越大。
当共轭结果足够大时,化合物即可提供自由电子。
电子导电性聚合物的共同特征为分子许离子在其中移动,同时对离子又有一定溶剂合作用,但不具有液体流动性和挥发性。
1.5氧化还原型导电聚合物除了电子型导电聚合物和离子型导电聚合物比较常见外,还有一种称为氧化[7]还原型导电聚合物。
从结构上看,这类聚合物的侧链上常带有可以进行可逆氧化还原反应的活性基团,有时聚合物骨架本身也具有可逆氧化还原能力。
当一段聚合物的两端接有测定电极时,在电极电势的作用下,聚合物内的电活性基团发生氧化还原反应,在反应过程中伴随着电子转移过程发生。
如果在电极之间施加电压,促使电子转移的方向一致,聚合物中将有电流通过,即产生导电现象,其导电村料的导电机理[8]如图1所示:氧化还原型聚合物的导电机理为:当电极电位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被还原(或氧化) ,从电极得到(或失去) 1个电子,生成的还原态(或氧化态)基团可以通过同样的还原反应(或氧化反应)将得到的电子依次传给相邻的基团,直至将电子传送到另一侧电极,完成电子的定向转移。
2.导电高分子材料的研究进展2.1聚乙炔聚乙炔是研究最早最系统。
也是迄今为止实测电导率最高的电子聚合物。
采用对聚合催化剂进行高温陈化的方法。
聚合物力学性质和稳定性有明显改善,高倍拉伸后具有很高的导电性。
有人用稀土及烷基铝作催化剂,通过改变溶剂或添加剂的种类及稀土烷基铝的比率获得了具有纤维状结构的聚乙炔薄膜,其电导率在10,1000S,cm。
还有人通过增重法及红外电子自旋共振法研究了不同催化体系得到的聚乙炔的空气稳定性,清楚了聚乙炔中的共轭双键易与空气中的氧气发生反应生成羰基化合物,导致聚乙炔的共轭结构被破坏,降低其电导率。
为了改善聚乙炔的导电溶解等性能,人们研究了各种取代聚乙炔,发现乙炔有取代基时聚合物的电导率降低,但却大大改善了它的溶解性,取代聚乙炔大多数都是可溶的,且取代聚乙炔,尤其是含氟炔烃的稳定性还比聚乙炔好。
2.2聚芳杂环化合物(1)聚吡咯:聚吡咯也是发现早并经过系统研究的导电聚合物之一。
由于聚吡咯容易合成且导电率高。
科研人员对其进行了广泛而深入的研究,并且逐渐向工业实际应用方向发展。
但其有难溶难熔的缺陷,因此难以加工成型。
采用吡咯单体在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的乙酸乙酯溶液中,以三氯化铁作为氧化剂进行现场氧化聚合得到了复合聚吡咯2聚甲基丙烯酸甲酯。
电导率高达3.05S,cm 而且该复合导电薄膜在空气中的稳定性极好。
为了改善其溶解性,3位取代的聚毗咯衍生物引起了人们的广泛注意,这类聚吡咯衍生物有些是可溶的。
目前已经分别合成了聚(3-烷基吡咯),聚(3-烷基噻吩吡咯)等。
闰廷娟采用以丙烯酸甲酯,苯乙烯和丙烯酸为单体进行乳液聚合而合成新型P (BSA),以其为基体,交联后在低温下吸附吡咯蒸气同时进行氧化聚合。
得到新型的聚吡咯导电复合薄膜,电导率可达220S,cm。
在3位上引入带有双苯基聚吡咯。
其可溶可熔,电导率为10-4~10-3S,cm。
(2)聚噻吩:相对于其它几种导电高分子,聚噻吩类衍生物大多数具有可溶解、高电导率和高稳定性等特性。
TenKw anyu等合成了一系列烷基取代聚噻吩衍生物。
掺杂前为深红色,掺杂后3-甲基噻吩和聚3-已基噻吩最高电导率达1,5S,cm。
用电解聚合法也可得到导电聚噻吩及其衍生物。
在单体中引入取代基( 聚合物电导率可达1000S,cm以上的较高指标。
在噻吩的3位上引入甲氧基,聚(3-甲氧基噻吩)的电导率为15S,cm,可溶于碳酸苯撑酯和二甲基亚砜中,并可浇注成膜。
日本的小林等采用FeC l3化学氧化法使3-丙基磺酸钠噻吩聚合制得分子量10万、电导率为0.1S,cm的水溶性和自掺杂聚合物。
另外,美国的Pat ilr采用电解聚合法合成了侧链上具有丁基磺酸基的蓝色可溶性聚噻吩。
若在聚噻吩的3,4位上引入环氧烷烃二羟基,可使聚合发生在2,5位上,这样的导电聚合物同时具有较好的导电性和稳定性且具有电致变色。
3.导电高分子材料的制备3.1结构型导电高分子材料的制备3.11电子导电聚合物的制备电子导电聚合物是由大共轭结构组成的,因此导电聚合物的制备研究就是围绕着如何形成这种共轭结构进行的。
从制备方法上来划分,可以将其分成化学聚合和电化学聚合两大类[9],化学聚合法还可以进一步分成直接法和间接法[10]。
直接法是直接以单体为原料,一步合成大共轭结构;而间接法在得到聚合物后需要1个或多个转化步骤,在聚合物链上生成共轭结构。
图二中给出了上述几种共轭结构的可能合成路线[11]:图二:共格聚合的几种合成路线双键的制备在化学上有多种方法可供利用,如通过炔烃的加氢反应、卤代烃和醇类的消除反应、以及其他一些非常反应都可以用于双键的形成。
采用直接聚合法虽然比较简单,但由于生成的聚合物溶解度差,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,此外,产物难以加工也是难题。
间接合成法是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生成共轭结构。
利用间接法制备聚乙炔型导电聚合物可采用饱和聚合物的消除反应生成共轭结构的方法。
最早人们研究的对象是聚氯乙烯的热消除反应,脱除氯化氢生成共轭聚合物(见图3a),这种消除反应可以在加热的条件下自发进行。
但采用这种方法制成的聚合物导电率不高,其原因是在脱氯化氢过程中有交联反应发生,导致共轭链中出现缺陷,共轭链缩短。
另一个可能原因是生成的共轭构型多样,同样影响导电能力的提高。
采用类似的方法以聚丁二烯为原料,通过氯代和脱氯化氢反应制备聚乙炔型导电聚合物,消除反应[12]在强碱性条件下进行,在一定程度上克服了上述缺陷(见图3b)。
图三,间接法制备聚乙炔型导电聚合物电化学聚合法是近年来发展起来的电子导电聚合物的另一类制备方法。
该方法采用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[13]。
早在1862年就曾经报道[14],在苯胺的稀硫酸溶液中用阳极氧化法电解,在铂电极表面得到一种蓝黑色的粉末状物质,即导电聚合物,但当时没有引起人们的注意。
1979年,Diaz等第一次在有机溶剂乙腈中,通过阳极氧化反应,在铂电极表面得到一种柔性的、性能稳定的聚吡咯薄膜[15],其电导率高达100S,cm。
电化学法制备导电聚合物的化学反应机理并不是很复杂,从反应机理上来讲,电化学聚合反应属于氧化偶合反应。
3.12离子导电聚合物的制备离子导电聚合物主要有以下几类:聚醚、聚酯和聚亚胺。
它们的结构、名称、作用基团以及可溶解的盐类列于表 1:聚环氧类聚合物是最常用的聚醚型离子导电聚合物,主要以环氧乙烷和环氧丙烷为原料,它们很容易发生开环反应,生成聚醚类聚合物。
阳离子、阴离子或者配位络合物都可以引发此类反应。
图4给出了2种主要环氧聚合物的反应和生成的产物结构。
图四:聚醚型离子导电聚合物的合成3.2填充型导电复合材料的制备填充型导电聚合物复合材料通常是将不同性能的无机导电填料掺人到基体聚合物中,经过分散复合或层积复合等成型加工方法而制得。
根据导电填料的不同,填充型导电聚合物复合材料可分为炭黑填充型、金属填充型、纤维填充型等。