1、LOGO導(dǎo)電高分子導(dǎo)電高分子Conducting PCompany Logo基本概念 導(dǎo)電高分子復(fù)合材料：一類具有導(dǎo)電功能（包括半導(dǎo)電性、金屬導(dǎo)電性和超導(dǎo)電性）、電導(dǎo)率在10-6S/m以上的聚合物材料按照材料的結(jié)構(gòu)與組成，可將導(dǎo)電高分子分成兩大類： 結(jié)構(gòu)型（本征型）導(dǎo)電高分子 復(fù)合型 導(dǎo)電高分子Company Logo基本概念 結(jié)構(gòu)型（本征型）導(dǎo)電高分子：高分子材料本身具有導(dǎo)電能力的被稱為本征型導(dǎo)型高分子材料。 復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料是以有機(jī)高分子材料為基體,加 入一定數(shù)量的導(dǎo)電物質(zhì)(如炭黑、石墨、碳纖維、金屬粉、屬纖維、金屬氧化物等)組合而成。4絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體、超導(dǎo)體材料電導(dǎo)率 /-1c

2、m-1典 型 代 表絕緣體10-10石英、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯半導(dǎo)體10-10102硅、鍺、聚乙炔導(dǎo) 體102108汞、銀、銅、石墨超導(dǎo)體108鈮(9.2 K)、鈮鋁鍺合金(23.3K)、聚氮硫(0.26 K)5Ti(OC4H9)4Al(C2H5)3HCCH1000 倍催化劑溫度108107 S/m103102 S/m導(dǎo)電高分子材料-聚乙炔（polyacetylene, PA）的發(fā)現(xiàn)銅色的順式聚乙炔薄膜與銀白色光澤的反式聚乙炔Ziegler-Natta催化劑鈦酸正丁酯三乙基鋁6導(dǎo)電高分子材料的研究進(jìn)展 1980年，英國Durham大學(xué)的W.Feast得到更大密度的聚乙炔。 1983年，

3、加州理工學(xué)院的H.Grubbs以烷基鈦配合物為催化劑將環(huán)辛四烯轉(zhuǎn)換了聚乙炔，其導(dǎo)電率達(dá)到35000 S/m，但是難以加工且不穩(wěn)定。 1987年，德國BASF科學(xué)家 N. Theophiou 對聚乙炔合成方法進(jìn)行了改良，得到的聚乙炔電導(dǎo)率與銅在同一數(shù)量級，達(dá)到107 S/m。 7導(dǎo)電高分子材料的共同特征交替的單鍵、雙鍵共軛結(jié)構(gòu) 聚乙炔由長鏈的碳分子以sp2鍵鏈接而成，每一個(gè)碳原子有一個(gè)價(jià)電子未配對，且在垂直于sp2面上形成未配對鍵。其電子云互相接觸，會使得未配對電子很容易沿著長鏈移動，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電能力。導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電機(jī)理導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電機(jī)理v 導(dǎo)電高分子材料的摻雜途徑：v 氧化摻雜 (p-

4、doping): CHn + 3x/2 I2 CHnx+ + x I3-還原摻雜 (n-doping): CHn + x Na CHnx- + x Na+ 添補(bǔ)后的聚合物形成鹽類，但產(chǎn)生電流的原因并不是碘離子或鈉離子而是共軛雙鍵上的電子移動。Company Logo導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電機(jī)理Company Logo摻雜導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電機(jī)理： 碘分子從聚乙炔抽取一個(gè)電子形成I3，聚乙炔分子形成帶正電荷的自由基陽離子，在外加電場作用下雙鍵上的電子可以非常容易地移動，結(jié)果使雙鍵可以成功地沿著分子移動，實(shí)現(xiàn)其導(dǎo)電能力。10nPolyacethylene (PA)聚乙炔HNNHHNHNnPolypyrrole (PPy)聚吡咯SSSSnPolythiophene (PTh)聚噻吩HNHNPolyaniline (PAn)聚苯胺HNn幾種典型的共軛聚合物Company Logo導(dǎo)電高分子材料的應(yīng)用在隱