高分子材料導(dǎo)電性能改善分析

周群

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)水平不斷的提高，高分子材料導(dǎo)電性的研究隨之有很大的進(jìn)展。高分子材料導(dǎo)電具有電導(dǎo)在10-6S/m及導(dǎo)電功能的聚合物材料。高分子材料導(dǎo)電性得到人們廣泛的應(yīng)用，但有了更加迅猛的發(fā)展。改變高分子材料導(dǎo)電結(jié)構(gòu)能改變聚合物的規(guī)整度，提高結(jié)晶度，從而提高其導(dǎo)電性。今后，導(dǎo)電高分子材料的發(fā)展前景將會(huì)更加廣闊，應(yīng)用更加廣泛。

關(guān)鍵詞：高分子材料；導(dǎo)電性；聚合物材料；發(fā)展前景

中圖分類號(hào)：TQ317.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）05-0197-01

隨著導(dǎo)電高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，以滿足不了現(xiàn)今電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，人們迫切需要導(dǎo)電性更加良好的高分子材料。導(dǎo)電高分子材料具有耐腐蝕、易加工、密度小等特點(diǎn)，其不僅可以作為無機(jī)導(dǎo)電材料和多種金屬材料的替代品，還可以用于尖端技術(shù)和先進(jìn)工業(yè)的研究和生產(chǎn)，更具有經(jīng)濟(jì)效益。長(zhǎng)期以來高分子材料都被當(dāng)做良好的絕緣材料，但是直到日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)用聚乙烯和碘摻雜在一起是具有導(dǎo)電的性質(zhì)，在后來相繼發(fā)現(xiàn)了聚噻吩、聚苯胺、聚酞菁、聚苯硫醚、聚吡咯等高分子導(dǎo)電材料。如何改善高分子材料的導(dǎo)電性，本文通過改變聚合物材料的結(jié)構(gòu)、摻雜復(fù)合材料、改善制備工藝和加工方式、改善環(huán)境等幾點(diǎn)建議，希望能為研究高分子材料導(dǎo)電性的相關(guān)部門提供有效的幫助。

1 改變聚合物材料的結(jié)構(gòu)

高分子導(dǎo)電材料具有優(yōu)秀的電化學(xué)可逆性和導(dǎo)電性，可制成電池等，世界上諸多專家經(jīng)過對(duì)導(dǎo)電高分子材料的研究，在次方面以取得了很大的研究成果，但大規(guī)模使用導(dǎo)電高分子材料還是有一定距離，主要原因是其導(dǎo)電不穩(wěn)定和不易加工。影響聚合物材料導(dǎo)電性的主要因素是其結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電高分子的長(zhǎng)度鏈?zhǔn)窍拗凭酆衔飳?dǎo)電性的主要原因，依據(jù)實(shí)踐的需求，在高分子導(dǎo)電成膜特性的前提下提高其導(dǎo)電率的方式可將其制成薄膜。例如電解聚合物固體和聚吡咯，從而制成雙層復(fù)合膜固體正極材料，然而膜狀結(jié)構(gòu)的聚合物通常只有膜表變摻雜導(dǎo)電特性，膜本身卻是不參與導(dǎo)電的。并且，管狀高分子及合成纖維狀對(duì)機(jī)體進(jìn)行填充，也能夠提高高分子材料導(dǎo)電性。一般的帶狀結(jié)構(gòu)、針狀結(jié)構(gòu)、片狀結(jié)構(gòu)及纖維狀結(jié)構(gòu)能夠使其材料連通和增加表面積，填充的效果更好，從而提高其導(dǎo)電性。通過混合填充的方法，改變聚合物材料的結(jié)構(gòu)和機(jī)體聚合物圍觀的分子復(fù)合，從而提高聚合物材料的導(dǎo)電性，例如利用本案、石墨插層聚合材料等。導(dǎo)電高分子的長(zhǎng)度鏈?zhǔn)窍拗凭酆衔飳?dǎo)電性的主要原因[1]。

2 摻雜

摻雜早期是用于改變半導(dǎo)體自由電子和空穴的分布結(jié)構(gòu)，例如硅、鍺等無機(jī)半導(dǎo)體材料。上世紀(jì)七十年代，日本科學(xué)家百川英樹利用I2對(duì)聚乙烯摻雜，發(fā)現(xiàn)了聚乙烯的導(dǎo)電性提高了幾十個(gè)等級(jí)。摻雜一般可使用兩種方法，其一是質(zhì)子酸摻雜，其二是氧化還原摻雜，包括了還原型摻雜和氧化型摻雜。大多數(shù)聚合物的導(dǎo)電是通過摻雜電化學(xué)或化學(xué)氧化來實(shí)現(xiàn)的。聚合物摻雜的摻雜劑不同，其導(dǎo)電性也有所差異，得到的聚合物材料結(jié)構(gòu)也不同。聚苯胺一起熱穩(wěn)定性高、導(dǎo)電性能良好、價(jià)格低廉而被人們廣泛的用于摻雜導(dǎo)電聚合物，聚苯胺與許多聚合物不同，其質(zhì)子酸的摻雜，其分子鏈不發(fā)生變化，只有產(chǎn)生電子結(jié)構(gòu)變化，聚苯胺摻雜的過程是可逆的，其不同結(jié)構(gòu)的聚苯胺其摻雜的方式也不同。希望能引起研究高分子材料導(dǎo)電行相關(guān)部門的重視，總而提高高分子材料導(dǎo)電性的研究水平，進(jìn)而提高高分子材料的導(dǎo)電性[2]。

3 制備工藝和加工方式

制備工藝不同，所產(chǎn)生的高分子材料導(dǎo)電性也不同。最常用的制備高分子導(dǎo)電材料的方式是電化學(xué)方式和化學(xué)氧化方式。前者具有膜狀多、結(jié)構(gòu)更加緊密、分子純度更高的優(yōu)勢(shì)苯膜的離子注入有利于提高其導(dǎo)電性，也可以利用聚苯胺和里字體合成，從而提高其導(dǎo)電性。此外，加工方式也是影響導(dǎo)電性的因素之一，其交聯(lián)、熱處理、成型方式、混合方式直接影響其導(dǎo)電性，對(duì)其研究表明，可以利用其分散性提高導(dǎo)電率。制備高分子聚合物導(dǎo)電材料的工藝和加工高分子聚合物導(dǎo)電材料的方式不同，對(duì)其成品的導(dǎo)電性也是不盡相同的，要通過改善其制備工藝和加工工藝，不斷的完善制備技術(shù)和加工技術(shù)，并引入國外先進(jìn)的制備技術(shù)和加工技術(shù)，并結(jié)合自身的發(fā)展需求，研發(fā)出符合自身?xiàng)l件發(fā)展制備工藝和加工方式，從而提高制備高分子聚合物導(dǎo)電材料和加工高分子聚合物導(dǎo)電材料的技術(shù)水平，進(jìn)而提高高分子聚合導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性[3]。

4 結(jié)語

總而言之，我們對(duì)改變聚合物材料的結(jié)構(gòu)、摻雜復(fù)合材料、改善制備工藝和加工方式、改善環(huán)境等都有了深刻的認(rèn)識(shí)。通過本文的闡述，希望引起研究高分子材料導(dǎo)電性的相關(guān)部門的重視，從而能為其研究提供有效的幫助，提高導(dǎo)電高分子材料的研究水平，進(jìn)而提高高分子材料的導(dǎo)電性。

參考文獻(xiàn)

[1]辛明亮，李茂東，許凱，等.碳納米纖維在制備導(dǎo)電復(fù)合高分子材料中的應(yīng)用[J].塑料工業(yè)，2016，01（05）：6-9.

[2]焦清介，臧充光，朱祥東.尼龍6基碳纖維/石墨烯多尺度復(fù)合材料的力學(xué)與導(dǎo)電性能[J].中國科技論文，2016，06（12）：1407-1413.

[3]宋洋，吳友平，張立群，等.碳納米管/白炭黑/炭黑補(bǔ)強(qiáng)溶聚丁苯橡膠納米復(fù)合材料導(dǎo)電性能的研究[J].橡膠工業(yè)，2016，03（09）：517-521.