导电高分子材料PPT课件
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导电高分子材料
11
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
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》课件
面临的挑战与问题分析
技术瓶颈：导电高 分子材料的制备工 艺和性能优化存在 技术瓶颈
成本问题：导电高 分子材料的生产成 本较高，限制了其 在某些领域的应用
市场竞争：导电高 分子材料市场竞争 激烈，需要不断创 新和优化产品性能
环保问题：导电高 分子材料的生产和 使用过程中可能产 生环境污染问题， 需要加强环保措施
聚合物复合法
原理：通过将导 电高分子与非导 电高分子复合， 形成导电复合材 料
优点：提高导电 性，降低成本， 改善加工性能
应用：广泛应用 于电子、能源、 环保等领域
挑战：如何实现 导电高分子与非 导电高分子的均 匀复合，提高复 合材料的导电性 能和稳定性
导电高分子应用案 例分析
电子器件领域应用案例
导电高分子未来发 展趋势与挑战
技术创新方向预测
导电高分子材料的新型合成方法
导电高分子材料的应用领域拓展
添加标题
添加标题
导电高分子材料的性能优化
添加标题
添加标题
导电高分子材料的环保与可持续发 展
市场拓展前景展望
导电高分子材料在电子、能源、环保等领域的应用前景广阔 导电高分子材料在生物医学、智能穿戴等领域的应用潜力巨大 导电高分子材料在航空航天、军事等领域的应用需求日益增长 导电高分子材料在环保、节能等领域的应用需求日益增长
《添加导副电标高题 分子》 PPT课件
汇报人：
目录
PART One
添加目录标题
PART Two
导电高分子概述
PART Three
导电高分子类型
PART Five
导电高分子制备方 法
PART Four
导电高分子结构与 性能关系
PART Six
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
导电高分子材料通用课件
性。
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。
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。
有机导电材料-聚苯胺PPT
其他改性方法
其他改性方法包括交联改性、接枝改性、纳米改性等，这些方法可以改善聚苯胺的性能和拓宽其应用 领域。
交联改性是指通过化学反应使聚苯胺分子之间形成三维网络结构，提高其热稳定性和力学性能；接枝 改性是指将其他功能性基团连接到聚苯胺分子上，以改善其性能和拓宽其应用领域；纳米改性是指将 聚苯胺与纳米材料复合，利用纳米材料的特性改善聚苯胺的性能。
详细描述
模板法是一种制备具有特定形貌和结构聚苯胺材料的方法。通过使用不同的模板，如聚合物、无机物 或生物分子等，可以控制聚苯胺的聚合过程，从而得到具有特定结构和形貌的聚苯胺材料。该方法可 以制备出高性能的聚苯胺材料。
其他合成方法
总结词
除了上述三种方法外，还有一些其他合 成聚苯胺的方法，如光化学合成法、热 引发聚合等。
加强与其他学科的合作，推动聚苯胺在交叉学科领域 的应用和发展。
标准化与规范化
建立聚苯胺的标准化和规范化体系，促进其产业的健 康发展。
感谢观看
THANKS
此外，聚苯胺还可以作为药物载体和 生物医学成像剂等生物医学领域的应 用。
由于聚苯胺具有优异的电导率和环境稳 定性，它也被广泛应用于燃料电池、锂 离子电池和超级电容器等能源领域。
02
聚苯胺的导电机理
聚苯胺的导电性能
聚苯胺是一种具有导电性能的有机高分子材料，其导电性能 可以通过掺杂实现可调。在掺杂状态下，聚苯胺具有良好的 导电性和电化学活性，被广泛应用于传感器、电池、电容器 等领域。
03
聚苯胺的合成方法
化学氧化法
总结词
通过氧化剂如过硫酸铵、过氧化氢等引发，使苯胺单体在适当的溶剂中进行聚合，得到 聚苯胺。
详细描述
化学氧化法是最常用的聚苯胺合成方法之一。在适当的反应条件下，使用氧化剂引发苯 胺单体的聚合反应，通常在有机溶剂中进行，如甲酸、水、甲醇等。该方法操作简便，
《导电聚合物》PPT课件
YBa2Cu3O7(125K)
(BEDT-TTF)2Cu(SCN)2 1024 (10.4K)C60K(38K)
金属 半导体 绝缘体
金，银，铜 (SN)x石墨
锗
硅 AgBr 水
106 103 100 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15
掺 掺杂 杂聚 聚对 乙苯 炔撑
乙 烯
掺掺 杂杂 聚聚 吡噻 咯吩
整理ppt
8
导电高分子的定义
导电率为σ= 10-12~106 S.cm-1 ，其本征态可能不导电，或 者是半导体，但掺杂后成为 半导体或导体。
整理ppt
9
导电高分子的应用
半导体 半导体器件：场 效应晶体管、(发 光)光电二极管、 太阳能电池等.
导体 电极、电磁 波屏蔽、抗 静电材料等。
可逆掺杂 聚合物电池、电 致变色显示器、 传感器、人工肌 肉等。
整理ppt
32
载流子
➢ 材料的导电性是由于物质内部存在的带电粒子 的移动引起的。这些带电粒子可以是正、负离 子，也可以是电子或空穴，统称为载流子。载 流子在外加电场作用下沿电场方向运动，就形 成电流。可见，材料导电性的好坏，与物质所 含的载流子数目及其运动速度有关。
整理ppt
33
高分子和导电剂的种类—导电剂
室温导电率（欧 姆厘米）-1
1.2×103、 5×102 80 10-2
10-5
10-4
AsF5
2.9×10-4
整理ppt
18
CH C H = C H 0 .9 4 B r0 .0 6
CH=CH N=N
I2 I2 AsF5 AsF5 AsF5 AsF5 ClO4 BF4
0.5 0.16 0.4 1.0 0.75
六种导电高分子(或绝缘高分子)材料的分析
六种导电高分子(或 绝缘高分子)材料的
分析
目录
• 引言 • 六种导电高分子材料概述 • 导电高分子材料的导电机理
目录
• 导电高分子材料的性能比较 • 导电高分子材料的应用前景 • 结论
01
引言
背景介绍
高分子材料在日常生活和工业生产中 广泛应用，包括塑料、橡胶、纤维等。
随着科技的发展，导电高分子材料逐 渐受到关注，因为它们具有传统金属 材料无法比拟的优势，如质量轻、可 塑性好、耐腐蚀等。
THANKS
感谢观看
聚二炔
聚二炔是一种具有高度不饱和键的高分子化合物，具有良好的导电性能和化学反应 活性。
它被广泛应用于光电转换器件、传感器和生物医学等领域。
聚二炔的导电性能可以通过改变分子结构和掺杂其他元素或分子来调节。
03
导电高分子材料的导电机 理
电子导电型
总结词
电子导电型高分子材料通过电子的流动传递电流。
详细描述
导电高分子材料可以作为 超级电容器的电极材料， 提高电极的储能密度和充 放电性能。
在传感器领域的应用
气体传感器
导电高分子材料可以作为 气体传感器的敏感材料， 用于检测气体中的有害物 质。
湿度传感器
导电高分子材料可以作为 湿度传感器的敏感材料， 用于检测环境湿度。
压力传感器
导电高分子材料可以作为 压力传感器的敏感材料， 用于检测压力变化。
稳定性比较
聚乙炔
01 稳定性较差，容易氧化和聚合
。Hale Waihona Puke 聚苯胺02 稳定性较好，具有较好的抗氧
化性能和热稳定性。
聚吡咯
03 稳定性较差，容易发生氧化和
降解。
聚噻吩
04 稳定性较好，具有较好的热稳
分析
目录
• 引言 • 六种导电高分子材料概述 • 导电高分子材料的导电机理
目录
• 导电高分子材料的性能比较 • 导电高分子材料的应用前景 • 结论
01
引言
背景介绍
高分子材料在日常生活和工业生产中 广泛应用，包括塑料、橡胶、纤维等。
随着科技的发展，导电高分子材料逐 渐受到关注，因为它们具有传统金属 材料无法比拟的优势，如质量轻、可 塑性好、耐腐蚀等。
THANKS
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聚二炔
聚二炔是一种具有高度不饱和键的高分子化合物，具有良好的导电性能和化学反应 活性。
它被广泛应用于光电转换器件、传感器和生物医学等领域。
聚二炔的导电性能可以通过改变分子结构和掺杂其他元素或分子来调节。
03
导电高分子材料的导电机 理
电子导电型
总结词
电子导电型高分子材料通过电子的流动传递电流。
详细描述
导电高分子材料可以作为 超级电容器的电极材料， 提高电极的储能密度和充 放电性能。
在传感器领域的应用
气体传感器
导电高分子材料可以作为 气体传感器的敏感材料， 用于检测气体中的有害物 质。
湿度传感器
导电高分子材料可以作为 湿度传感器的敏感材料， 用于检测环境湿度。
压力传感器
导电高分子材料可以作为 压力传感器的敏感材料， 用于检测压力变化。
稳定性比较
聚乙炔
01 稳定性较差，容易氧化和聚合
。Hale Waihona Puke 聚苯胺02 稳定性较好，具有较好的抗氧
化性能和热稳定性。
聚吡咯
03 稳定性较差，容易发生氧化和
降解。
聚噻吩
04 稳定性较好，具有较好的热稳
高分子材料教学课件PPT
• 氢键是与电负性较强的原子相结合的氢原子(如X—H)同时与另 一个电负性较强的原子(如Y)之间的相互作用，即(X—H…Y)．这 些电负性铰强的原子一般是氮、氧或卤素原子．一般认为在氢键 中，X—H基本上是共价键，而H…Y则是一种强而有方向性的范 德华力．这里把氢键归入范德华力是因为氢键本质上是带有部分 负电荷的Y与电偶极矩很大的极性键X—H间的静电吸引相互作用.
5
聚合物分子内与分子间相互作用力
• 物质的结构是指物质的组成单元(原于或分子)之间在相互吸引和排斥作用
达到平衡时的空间诽布．因此为了认识高聚物的结构，首先应了解存在于高聚 物分子内和分子间的相互作用．
• 化学键
构成分子的原子间的作用力有吸引力和斥力，吸引力是原子形成分于的结合力， 叫作主价力，或称键合力．斥力是各原子的电子之间的相互排斥力．当吸引力 和斥力达到平衡时，便形成稳定的化学键．
• 金属键 是由金属原子的价电子和金属离子晶格之间的相互 作用而形成的，无方向性和饱和性，赋予高导电性．在所谓的 “金属螯合高聚”(metallocene po1ymer)中可以说存在金属 键．
2024/6/20
7
• 范德华力
作用能: 2~8kJ/mol
是存在于分子间或分子内非键合原于间的相互作用力．两分子间的 范德华力F(r)及相互作用能E(r)是分子之间距离r的函数如图所示.
2024/6/20
19
重要高分子材料
合成树脂和塑料: 填充增强增韧,降低成本. 教 材P332表7.4
➢ 通用塑料: 应用广, 产量大, 价格廉的塑料. 如聚烯烃: PE, PP, PS等; PVC; 酚醛, 环氧, 聚酯, 尿醛等.
➢ 工程塑料: 综合性能好, 可代替金属作工程材料, 制 造机器零部件的塑料. 最重要的有:
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Conductive Polymer 导电高分子
张盼 SA17020020 2017.1源自.03导 电 高 分 子 分类
（PAn )
(聚苯亚乙烯)
02
导 电 高 分 子 聚吡咯
Polypyrrole
具有生物相容性，无毒害，用作生物医用领域 及研制人工肌肉、气体和生物传感器、电磁屏蔽、隐身 材料、抗静电材料、导电纤维等。
料等。
c) 二次电池的电极材料：高纯度纳米聚苯胺具有良好的氧化还原可逆性，可以作为
二次电池的电极材料。 碳纳米管(CNT)/导电高分子复合体系——研究热点。
d) 选择电极：纳米聚苯胺对于某些离子和气体具有选择性识别和透过率。
e) 特殊分离膜
f) 高温材料：热失重温度大于200℃，远远大于其他塑料制品。
发光二极管（PLED）
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。
2004，13英寸
导电高分子
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。
g) 太阳能材料：纳米聚苯胺有良好的导热性，导热系数是其他材料
的2~3倍，可作太阳能材料的替代产品。
02
导电高分子
防静电、电磁屏蔽、防腐蚀
电磁干扰 (Electromagnetic Interference，EMI) (也称作电磁污染)。 PAN的屏蔽效果最好。当PAN膜厚大于50μm时，
其屏蔽效能在80~100dB范围内，满足工业和军事 要求。相比于金属EMI屏蔽材料具有密度小、环境 稳定性好、电导率可调、EMI屏蔽效能尤其是电磁 吸收性能好，能够吸收雷达波，因此可以做隐身 飞机的涂料。
鲤鱼形状的它 在嘴巴里装备 有摄象机，同 时可以测量水 下氧气，为鱼 类饲养提供关 键数据。
日本大阪从 事新材料开 发的几家公 司，成功用 高分子材料 的“人造肌 肉”制成了 一种机器鱼。
导电高分子
RFID标签
RFID：无线射频识别标识技术，这种非接触式自动识别技术的RFID商品标签被 认为将是今后全球商品交易及物流中采用最广的技术之一。
颜色发生变化）等
02
导 电 高 分 子 凝 胶（CPGs）
导电聚合物的导电性取决于构成材料的分子结构、掺杂水平和 分子包装的顺序。
具有各种纳米结构如0D纳米颗粒，1D纳米纤维和2D纳米片的导 电聚合物，已被开发和应用于一系列技术领域，如传感器、电子工 业和能量存储与转换器件。
这些纳米结构的导电聚合物的电性能可能由于不均匀聚集，严 重的复位以及在加工和组装过程中接触不良所引起的结构缺陷而被 削弱。
导 电 高 分 子 凝 胶（CPGs）
受天然凝胶 的合成启发，通 过使用多官能团 的分子连接共轭 高分子链得到3D 网络结构的导电 高分子凝胶 （CPG）发展起 来。
导 电 高 分 子 凝 胶（CPGs）
导 电 高 分 子 应 聚苯胺 用
（PAn ）
a) 防腐蚀涂料：金属表面涂覆，能阻止空气、水和盐分挥发，遏制金属生锈和腐蚀；
充当催化剂，干扰金属电化学氧化反应。
b) 抗静电和电磁屏蔽材料：良好的导电性，与高聚物的亲合性优于碳黑或金属粉，
可以与塑料、橡胶、纤维结合，如手机外壳以及微波炉外层防辐射涂料、和军用隐形材
塑料RFID标签将来潜在的市场，包括门禁管制、货物管理、资产回收、物料处 理、废物处理、医疗应用、交通运输、防盗应用、自动控制、联合票证等许多领域。
印刷用于低价格无线射频识别体系的无源元件
导 电 高 分 子 聚噻吩 Polythiophene
（PTh ）
•五元杂环，无活泼氢。本征态聚噻吩为红色无定型固体，掺杂后则显绿色。这 一颜色变化可应用于电致变色器件。 •聚噻吩不溶不熔，有很高的强度，引入取代基后可溶。双取代：溶解性较好， 制备印刷电路板通孔的内表面涂料。
电容 器
• 导电性好和电化学可逆性好 • 充电电池的电极材料(太阳能电池) • 超级电容器
•电化学氧化还原性质，质子酸掺杂行为；
传感 当PPy膜周围环境的酸度或化学气氛发
器 光电
生变化，引起其电化学性质的变化
•PPy基气敏材料→气体的检测 •电流型生物传感器→酶、核酸探测 •微波吸收剂
性能 •导电态↔绝缘态
防蚀涂料能够防腐蚀，可以 用在火箭、船舶、石油管道等。
导电高分子应 用
光开关
信 息
光计算机
存 储
隐身 伪装 检测
电磁 屏蔽
隐
身 雷
传感器
达
二 分子导线
次
电 发光二级 池管
快
速
电致 响
应
变
色
性
吸
可 逆
导
波掺 电
性杂 性
05
导电高分子特 性
•1.导电率变化范围宽
随掺杂度变化，可在绝缘体－半导体－金属态之间变化
导电高分子的电导率范围
02
SUCCESS
THANK YOU
2019/8/8
导电高分子特 性
•2.掺杂-脱掺杂过程可逆
导电高分子不仅可以掺杂, 而且还可以脱掺杂, 并且掺杂-脱掺 杂的过程完全可逆。
•3.具有光学性能（光诱导
吸收、光致发光等非线性光学
特性）、磁学性能、电化 学性能（随氧化/还原过程，
•分子电子器件(二极管、三极管)
•PPy纳米线→纳米光电器件
02
导电高分子
人造肌肉(Artificial Muscle) （机器人）
共轭导电聚合物处于不同的氧化态时，其体积有显著的不同，即对于外加电压会产 生体积响应。根据这一特性，可用来仿制人工肌肉。
日本科学家制造出可与人类肌肉相媲美，且无需马达、齿轮等复杂装置的人造肌肉。 伸缩率可达15%，相当于人的肌肉20%的伸缩率。人造肌肉中一根管状导电塑料可承重20克， 1600根绑在一起可承重20公斤。如果人造肌肉体积和人的肌肉相同，其力量可达后者的 100倍。
•应用：防腐、抗静电、有机太阳能电池、化学传感、电致发光器件等 聚噻吩的衍生物PEDOT是有机电致发光器件制备中重要的空穴传输层材料。 EDOT（3,4-乙撑二氧噻吩单体）
•聚合和掺杂性与PPy 相似，多为电化学聚合法。
比利时爱克发(Agfa)公司
以PEDOT导电油墨作为电极材料的柔性OLED
02
导电高分子应
张盼 SA17020020 2017.1源自.03导 电 高 分 子 分类
（PAn )
(聚苯亚乙烯)
02
导 电 高 分 子 聚吡咯
Polypyrrole
具有生物相容性，无毒害，用作生物医用领域 及研制人工肌肉、气体和生物传感器、电磁屏蔽、隐身 材料、抗静电材料、导电纤维等。
料等。
c) 二次电池的电极材料：高纯度纳米聚苯胺具有良好的氧化还原可逆性，可以作为
二次电池的电极材料。 碳纳米管(CNT)/导电高分子复合体系——研究热点。
d) 选择电极：纳米聚苯胺对于某些离子和气体具有选择性识别和透过率。
e) 特殊分离膜
f) 高温材料：热失重温度大于200℃，远远大于其他塑料制品。
发光二极管（PLED）
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。
2004，13英寸
导电高分子
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。
g) 太阳能材料：纳米聚苯胺有良好的导热性，导热系数是其他材料
的2~3倍，可作太阳能材料的替代产品。
02
导电高分子
防静电、电磁屏蔽、防腐蚀
电磁干扰 (Electromagnetic Interference，EMI) (也称作电磁污染)。 PAN的屏蔽效果最好。当PAN膜厚大于50μm时，
其屏蔽效能在80~100dB范围内，满足工业和军事 要求。相比于金属EMI屏蔽材料具有密度小、环境 稳定性好、电导率可调、EMI屏蔽效能尤其是电磁 吸收性能好，能够吸收雷达波，因此可以做隐身 飞机的涂料。
鲤鱼形状的它 在嘴巴里装备 有摄象机，同 时可以测量水 下氧气，为鱼 类饲养提供关 键数据。
日本大阪从 事新材料开 发的几家公 司，成功用 高分子材料 的“人造肌 肉”制成了 一种机器鱼。
导电高分子
RFID标签
RFID：无线射频识别标识技术，这种非接触式自动识别技术的RFID商品标签被 认为将是今后全球商品交易及物流中采用最广的技术之一。
颜色发生变化）等
02
导 电 高 分 子 凝 胶（CPGs）
导电聚合物的导电性取决于构成材料的分子结构、掺杂水平和 分子包装的顺序。
具有各种纳米结构如0D纳米颗粒，1D纳米纤维和2D纳米片的导 电聚合物，已被开发和应用于一系列技术领域，如传感器、电子工 业和能量存储与转换器件。
这些纳米结构的导电聚合物的电性能可能由于不均匀聚集，严 重的复位以及在加工和组装过程中接触不良所引起的结构缺陷而被 削弱。
导 电 高 分 子 凝 胶（CPGs）
受天然凝胶 的合成启发，通 过使用多官能团 的分子连接共轭 高分子链得到3D 网络结构的导电 高分子凝胶 （CPG）发展起 来。
导 电 高 分 子 凝 胶（CPGs）
导 电 高 分 子 应 聚苯胺 用
（PAn ）
a) 防腐蚀涂料：金属表面涂覆，能阻止空气、水和盐分挥发，遏制金属生锈和腐蚀；
充当催化剂，干扰金属电化学氧化反应。
b) 抗静电和电磁屏蔽材料：良好的导电性，与高聚物的亲合性优于碳黑或金属粉，
可以与塑料、橡胶、纤维结合，如手机外壳以及微波炉外层防辐射涂料、和军用隐形材
塑料RFID标签将来潜在的市场，包括门禁管制、货物管理、资产回收、物料处 理、废物处理、医疗应用、交通运输、防盗应用、自动控制、联合票证等许多领域。
印刷用于低价格无线射频识别体系的无源元件
导 电 高 分 子 聚噻吩 Polythiophene
（PTh ）
•五元杂环，无活泼氢。本征态聚噻吩为红色无定型固体，掺杂后则显绿色。这 一颜色变化可应用于电致变色器件。 •聚噻吩不溶不熔，有很高的强度，引入取代基后可溶。双取代：溶解性较好， 制备印刷电路板通孔的内表面涂料。
电容 器
• 导电性好和电化学可逆性好 • 充电电池的电极材料(太阳能电池) • 超级电容器
•电化学氧化还原性质，质子酸掺杂行为；
传感 当PPy膜周围环境的酸度或化学气氛发
器 光电
生变化，引起其电化学性质的变化
•PPy基气敏材料→气体的检测 •电流型生物传感器→酶、核酸探测 •微波吸收剂
性能 •导电态↔绝缘态
防蚀涂料能够防腐蚀，可以 用在火箭、船舶、石油管道等。
导电高分子应 用
光开关
信 息
光计算机
存 储
隐身 伪装 检测
电磁 屏蔽
隐
身 雷
传感器
达
二 分子导线
次
电 发光二级 池管
快
速
电致 响
应
变
色
性
吸
可 逆
导
波掺 电
性杂 性
05
导电高分子特 性
•1.导电率变化范围宽
随掺杂度变化，可在绝缘体－半导体－金属态之间变化
导电高分子的电导率范围
02
SUCCESS
THANK YOU
2019/8/8
导电高分子特 性
•2.掺杂-脱掺杂过程可逆
导电高分子不仅可以掺杂, 而且还可以脱掺杂, 并且掺杂-脱掺 杂的过程完全可逆。
•3.具有光学性能（光诱导
吸收、光致发光等非线性光学
特性）、磁学性能、电化 学性能（随氧化/还原过程，
•分子电子器件(二极管、三极管)
•PPy纳米线→纳米光电器件
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导电高分子
人造肌肉(Artificial Muscle) （机器人）
共轭导电聚合物处于不同的氧化态时，其体积有显著的不同，即对于外加电压会产 生体积响应。根据这一特性，可用来仿制人工肌肉。
日本科学家制造出可与人类肌肉相媲美，且无需马达、齿轮等复杂装置的人造肌肉。 伸缩率可达15%，相当于人的肌肉20%的伸缩率。人造肌肉中一根管状导电塑料可承重20克， 1600根绑在一起可承重20公斤。如果人造肌肉体积和人的肌肉相同，其力量可达后者的 100倍。
•应用：防腐、抗静电、有机太阳能电池、化学传感、电致发光器件等 聚噻吩的衍生物PEDOT是有机电致发光器件制备中重要的空穴传输层材料。 EDOT（3,4-乙撑二氧噻吩单体）
•聚合和掺杂性与PPy 相似，多为电化学聚合法。
比利时爱克发(Agfa)公司
以PEDOT导电油墨作为电极材料的柔性OLED
02
导电高分子应