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導電高分子材料如何制作?

高分子材料在很長壹段時期都被用作電絕緣材料。隨著不同應用領域的需要以及為進壹步拓寬高分子材料的應用範圍,壹些高分子材料被賦予某種程度的導電性以致成為導電高分子材料。第壹個高導電性的高分子材料是經碘摻雜處理的聚乙炔,其後又相繼開發了聚吡咯、聚對苯撐、聚苯硫醚、聚苯胺等導電高分子材料

〔1〕。由於這些導電高分子材料都具有***軛鍵結構,並且主要是由化學方法處理得到的,因此常稱為本征型導電高分子材料。但是,這類材料的穩定性、重現性較差,電導率分布範圍較窄,成本較高,而且加工困難,尚未進入批量生產的實用階段

〔2〕。本征型導電高分子材料在應用方面遇到的困難短期難以解決,促使人們轉而研究和開發導電高分子復合材料。導電高分子復合材料是以高分子材料為基體,通過加入導電功能體,經過分散復合、層積復合以及形成表面導電膜等方式處理後形成的多相復合導電體系。由於原料易得、工藝相對簡單、成本較低、電阻率可在較大範圍內調節,同時具有壹定程度的再加工性並兼有高分子基體材料的壹些優異性能而受到廣泛重視。

導電高分子復合材料的研究工作主要有:

① 復合材料導電機理的理論研究、特殊效應機理的理論研究。

② 用不同方法研制新材料的實驗研究。

③ 材料應用的實驗研究。

導電高分子復合材料導電機理的理論研究工作通常又包括導電通路的形成和形成導電通路後的導電機理兩方面。前者研究的是加入聚合物基體中的導電功能體在給定的加工工藝條件下,如何達到電接觸而在整體上自發地形成導電通路這壹宏觀自組織過程。後者則主要涉及導電通路或部分導電通路形成後載流子遷移的微觀過程。顯然,無論是宏觀過程還是微觀過程,它們都受到復合體系的幾何拓撲、熱力學和動力學等多種因素的制約。因此,導電高分子復合材料的理論研究工作壹方面呈現多樣性、復雜性,另壹方面又與實驗結果之間存在著不同程度的差異,而且許多理論結果往往不具有普適性。新材料的實驗研究工作采用的主要方法有:組分改造(改變基體種類、改變導電功能體種類)。整體或組分物性改造(磁化、接枝、熱處理、結晶、浸漬)。結構改造(板狀、疊層、發泡)。導電功能體形狀改造(粒狀、球狀、中空狀、纖維狀)等。應用研究則包括根據應用條件和具體要求解決各種實際問題的理論和實驗研究。

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