导电聚合物薄膜材料课件.ppt

研究内容及方法/Contents and method 研究背景/Background 研究背景/Background 研究背景/Background 研究背景/Background 研究背景/Background 研究背景/Background 研究背景/Background 研究背景/Background 研究背景/Background 研究背景/Background 电子散斑干涉微测原理/Micro-measuring method with the ESPI 电子散斑干涉微测原理/Micro-measuring method with the ESPI 电子散斑干涉微测原理/Micro-measuring method with the ESPI 电子散斑干涉微测原理/Micro-measuring method with the ESPI 电子散斑干涉微测原理/Micro-measuring method with the ESPI 电子散斑干涉微测原理/Micro-measuring method with the ESPI 结论/Conclusions 实验结果与讨论/The experimental results and discussions 65微米厚度的聚噻吩薄膜断口图 实验结果与讨论/The experimental results and discussions 65微米厚度的聚噻吩薄膜断口图 * * 导电聚合物薄膜材料的力学性能的常见研究方法 The mechanical behaviors of conducting polymer thin film measured with a traditional method 研究背景/Background 直接测量法/direct-measuring method 电子散斑干涉微测原理/ESPI 导电聚合物薄膜材料电化学制备工艺/the electrochemical working technology of the sampler 薄膜技术与讨论/The thin films technology and discussions 结论/Conclusions 年代 相对重要性 40 60 80 90 2000 2010 2020 金属 高分子材料 复合材料 陶瓷 导电聚合物 高温聚合物 高模量聚合物 聚脂 环氧树脂 聚苯乙烯 研究背景/Background 导电高分子材料具有以下特点： 1)是多学科交叉、知识密集、技术密集、资金密集的一类新产业 2)它的设计、制备、质量控制及性能测试等方面，综合利用了现代先进技术。 3)它的生产规模小，但品种多，更新换代快，价格昂贵，技术保密性强属于难度较大的产业。 高分子材料通常被认为是一类导电性能差的绝缘材料。 20世纪70年以来，出现了具有导电性能的一些有机材料， 聚乙炔则是公认的第一个有机导电高分子。这一贡献主要 由日本科学家-白川英树和美国A.G. Macdiarmd 。他们 将聚乙炔的导电率从10-9 S/m提高到103 S/m。从半导 体变成了金属型导体（1971年）。 高分子导电机理：有离子传导理论，电子传导理论和 新近提出的孤子理论。 离子性导电高分子材料是含有某离子的固体（如聚 氧乙烯），他们能溶解某种无机盐，而且溶入的盐呈离 子状态。离子在电场作用下移动，产生电流。 高分子中物质的移动速度因高分子本身运动性能的 增加而增大因此，温度越高，这类高分子的导电率就越 大。而且，这类材料中一些离子浓度随湿度的增加而增 大，导电率也随湿度的增加而增大，所以这类材料可以 作湿敏传感器。 导电高分子材料的制备： 要想获得具有导电性的高分子材料，有以下两种方法： 1）使高分子本身具有导电性，这就是合成共轭体系的高 分子并适当掺杂。 2）把导电性的填充剂分散到高分子中，制成复合材料。 这类材料可以做到强度比金属高，更耐腐蚀，而且生 产过程耗能低，成型加工工艺良好，成本较低，所以发展 很快。特别是根据需要，通过分子设计进行试制和生产。 导电高分子的掺杂： 1）导电高分子的掺杂是指经过化学、电化学、物理和 光学的过程，使高分子链变成导电结构，即产生导电载 流子，并适当掺杂。 2）按与单体单元的摩尔比计算，掺杂剂的用量一般在百 分之几到百分之几十。 3）掺杂之后，掺杂剂残基嵌入高分子的分子链之间，起 到离子作用，但他们本身不参加导电。 4）掺杂后的高分子可以呈半导体性，也可以呈金属性， 取决于掺杂的程度。 导电高分子材料的用途： 导电高分子材料有多方面的用途，最主要的有： 1）可以进行氧化还原掺杂和去掺杂，并且可以通过电极