导电性塑料材料.pdfVIP

第3期(总第】37期)2000-06 塑料科技 2000 №3(sum．137)June PL^SnCSSCI．＆1ECHNOIoCY 3l 导电性塑料材料 杨春晖，田雁晨 (沈阳市产品质量监督检验所，辽宁沈阳 110021) 摘要文中介绍了导电塑料材料的发展概况、导电原理，详细地介绍了已开发的导电塑料品种：聚苯胺、聚 对苯撑、聚乙炔、聚苯基乙炔、聚吡咯及聚噻吩的性能、加工及应用情况。 关键词电导率体积电阻率共轭掺杂材料聚苯胺聚对苯撵聚乙炔聚苯基乙炔聚吡咯聚 噻吩 同树脂的掺杂材料不同，具体参见表l。也有聚合物具 导电塑料材料的一般概况 有自掺杂的特点，如聚噻吩等。 按塑料的电导率和体积电阻率大小不同。可将塑 表1不同导电聚合物的掺杂材料 料材料分成绝缘体、半导体、导体三类。 导电聚合物 掺杂材料 绝缘体：体积电阻率大于10”n·cm，或电导率小 聚乙炔、聚苯基乙炔 碘、五氟化砷、五氟化硼 于lO一9s／cm： 聚噻吩、聚毗咯、聚苯硫醚 五氟化硼、五氟化砷、五氟化锑 半导体：体积电阻率介于1驴～10”n·cm，或电导 聚苯胺、聚对苯撑 三氯化铝、质子酸 率介于2～lO“＆／∞： 导体：体积电阻率小于106Q·口n，或电导率大于 导电性塑料具有质轻、导电性好、防腐蚀、防生锈 2∥cmo 等优点，是一类很有发展前途的导电材料。但到目前为 导电性塑料是指体积电阻率小于106n·cm或电导 止，虽对导电聚合物的研究已愈十载，离实际大规模应 率大于2s／cm的一类聚合物。 用还有很远的距离。例如，在电极材料、光电材料等应 至少在20世纪80年代以前，人们一直认为塑料用方面，还缺乏竞争力。这主要是因为以下几方面的原 为绝对的非导体材料。1977年日本学者K．siakawa和 因： Mac．Diarn谢首次开发出电导率为103s／cm的聚乙炔． (1)加工性不好迄今为止，导电聚合物都不具 并于1986年将其进行双向拉伸改性处理，电导率可达有可熔的热塑性加工特点：而且，具有可溶性的聚合物 104～105s／cm，金属铜和银的电导率。这时．人们才认识 品种也不多，目前只有可溶性PAn和聚3一长链烷基噻 到塑料也可成为导体，而且是一种电的良导体。 吩两种；大多数聚合物都为不溶不熔，难以加工。可溶 目前，已开发的导电塑料品种有：聚苯胺、聚对苯 性导电聚合物可采用溶液流延或浇铸的方法成型。 撑、聚乙炔、聚苯基乙炔、聚吡咯及聚噻吩等。 (2)稳定性不好随着芳杂环导电聚合物的开 聚合物要具有高导电性能，其结构上应具有以下 发、解决了导电聚合物化学和环境不稳定性问题；但掺 条件： 杂物本身的不稳定，也会导致导电聚合物不稳定。 (1)具有共轭结构这种聚合物的大分子主链为 (3)较难合成结构均一的聚合物导电聚合物都 交替排列的双、单键组成的重复单元，共轭键上的“电