新型高分子材料第四章——光导电性高分子材料.ppt

* 当聚乙炔中掺杂剂含量y从0增加到0.01时，其电导率增加了7个数量级，电导活化能则急剧下降。 * 聚乙炔虽有较典型的共轭结构，但电导率并不高。反式聚乙炔的电导率为10-3Ω-1·cm-1，顺式聚乙炔的电导率仅10-7Ω-1·cm-1。但它们极易被掺杂。经掺杂的聚乙炔，电导率可大大提高。 * PPS是一种具有较高热稳定性和优良耐化学腐蚀性以及良好机械性能的热塑性材料，既可模塑，又可溶于溶剂，加工性能良好。 * * * 银粉具有最好的导电性，故应用最广泛。炭黑虽导电率不高，但其价格便宜，来源丰富，因此也广为采用。 * 石墨烯是现在世界上已知的最为坚固的材料。石墨烯这种单原子层材料具有非常奇异的物理特性，是目前发现的最薄最硬的材料。电子在石墨烯中的运动速度达到了光速的1/300，是硅材料的100倍，也远远超过了电子在一般导体中的运动速度。 海姆和同事康斯坦丁·诺沃肖洛夫2004年在世界上最早制作出石墨烯，并因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖，英国曼彻斯特大学教授安德烈·海姆最近利用氧化石墨烯制作出了一种新型隔气透水材料。这种材料的神奇之处在于，绝大多数液体和气体都无法通过它，但水蒸气可以畅通无阻。 * 碳纳米管的直径一般为几纳米至几十纳米，长度为几至几十微米。 碳纳米管可以因直径或手性的不同而呈现很好的金属导电性或半导体性。可以作为导体或半导体，做器件使用，也可以填充聚合物，起到增强，提高导电率，也可以提高聚合物的阻燃性能，促进聚合物成炭作用 * 在导电填料浓度较低时，材料的电导率随浓度增加很少，而当导电填料浓度达到某一值时，电导率急剧上升，变化值可达10个数量级以上。超过这一临界值以后，电导率随浓度的变化又趋缓慢。 用电子显微镜技术观察导电材料的结构发现，当导电填料浓度较低时，填料颗粒分散在聚合物中，互相接触很少，故导电性很低。随着填料浓度增加，填料颗粒相互接触机会增多，电导率逐步上升。当填料浓度达到某一临界值时，体系内的填料颗粒相互接触形成无限网链。 这个网链就像金属网贯穿于聚合物中，形成导电通道，故电导率急剧上升，从而使聚合物变成了导体。显然，此时若再增加导电填料的浓度，对聚合物的导电性并不会再有更多的贡献了，故电导率变化趋于平缓。在此，电导率发生突变的导电填料浓度称为“渗滤阈值”。 * 当导电颗粒间不相互接触时，颗粒间存在聚合物隔离层，使导电颗粒中自由电子的定向运动受到阻碍，这种阻碍可看作一种具有一定势能的势垒。 根据量子力学的概念可知，对于一种微观粒子来说，即使其能量小于势垒的能量时，它除了有被反弹的可能性外，也有穿过势垒的可能性。微观粒子穿过势垒的现象称为贯穿效应，也称隧道效应。当隔离层的厚度小到一定值时，电子就能容易地穿过，使导电颗粒间的绝缘隔离层变为导电层。 * 使汞从导体转变为超导体的转变温度，称为超导临界温度，记作Tc 这个温度区间称为超导转变温度，与超导体的性质有关。 * 超导现象和超导体的发现，引起了科学界的极大兴趣。超导现象对于电力工业的经济意义是不可估量的。大量消耗在电阻上的电能将被节约下来。事实上，超导现象的实用价值远不止电力工业。由于超导体的应用，高能物理、计算机通讯、核科学等领域都将发生巨大的变化。 直到目前为止，已知的具有超导性质的材料，其临界温度都相当低。在这样低的温度下，超导体的利用是得不偿失的。 * 超导聚合物的主链应为高导电性的共轭双键结构，在主链上有规则地连接一些极易极化的短侧基。共轭主链上π电子可以从一个C－C键迁移到另一个C－C键上。类似于金属中的自由电子。 * * 光致发光材料、阴极射线发光材料、电致发光材料、化学发光材料、X射线发光材料、放射性发光材料等 当某种物质受到激发（射线、高能粒子、电子束、外电场等）后，物质将处于激发态，激发态的能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分的能量是位于可见、紫外或是近红外的电磁辐射，此过程称之为发光过程。 * 无机半导体二极管、半导体粉末、半导体薄膜等电致发光器件尽管已取得了巨大的成就，但由于其复杂的制备工艺、高驱动电压、低发光效率、不能大面积平板显示、能耗较高以及难以解决短波长(如荧光)等问题．使得无机电致发光材料的进一步发展受到影响。 * 阴极射线管（CRT)显示材料是指能在电子束轰击下发光的一类发光材料，即阴极射线荧光粉。 * 寿命定义为亮度降低到初始亮度的 50%所需的时间。 对于投入市场的PLED 器件要求在连续操作下使用寿命达到10000小时以上，储存寿命要求5 年。 * 聚合物发光二极管 * 1.在外界电压驱动下，阴极的电子被注入到聚合物膜的LUMO；而阳极则从聚合物膜的HOMO中夺取电子，换句话说，将空穴注入到HOMO中去。 2.在高电场作用下，载流子在有机层可以实现传输，电子和空穴在