導(dǎo)電高分子conductingpolymers

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1、導(dǎo)電高分子ConductingPolymers雷良才教授化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers一、導(dǎo)電高分子分類二、本征型導(dǎo)電高分子的發(fā)現(xiàn)三、本征型導(dǎo)電高分子的特性四、本征型導(dǎo)電高分子的應(yīng)用五、導(dǎo)電高分子聚苯胺六、導(dǎo)電高分子材料發(fā)展與展望七、離子導(dǎo)體高分子遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers第一節(jié)導(dǎo)電高分子分類復(fù)合型導(dǎo)電高分子本征型導(dǎo)電高分子離子導(dǎo)體高分子遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers1.復(fù)合型導(dǎo)電高分子聚合物+導(dǎo)電填料

2、（碳纖維、碳粉、金屬粉末等）導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電粘合劑、電磁波屏蔽材料、抗靜電材料等遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers2.本征型導(dǎo)電高分子本征型導(dǎo)電高分子本身具有導(dǎo)電性，即聚合物結(jié)構(gòu)本身提供導(dǎo)電載流子3.離子導(dǎo)體高分子高分子固體電解質(zhì)遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers遼寧石油化工大學(xué)第二節(jié)本征型導(dǎo)電高分子的發(fā)現(xiàn)1974年筑波大學(xué)H.Shirakawa研究小組在實(shí)驗(yàn)中偶然合成出具有金屬光澤的聚乙炔。白川英樹，1961年東京工業(yè)大學(xué)，畢業(yè)并后留校任教，1976年賓

3、夕法尼亞大學(xué)留學(xué)。1979年筑波大學(xué)任副教授，1982年升為教授。遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers麥克迪爾米德（AlanG.MacDiarmid，1929～）1927年，新西蘭出生。先后于新西蘭大學(xué)、威斯康星大學(xué)、英國劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)。1955年賓夕法尼亞大學(xué)任教?；瘜W(xué)家，發(fā)表六百多篇學(xué)術(shù)論文、二十項(xiàng)專利。遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers黑格（AlanJ.Heeger）1936年生于美國，1961年加州大學(xué)伯克利分校物理博士學(xué)位。1962年至1982年賓夕法尼亞大

4、學(xué)教授。1983年加州大學(xué)圣芭芭拉分校任高分子及有機(jī)固體研究所所長。專利40余項(xiàng)．發(fā)表論文600余篇。1990年創(chuàng)立UNIAX公司。（UNIAX，發(fā)光二極管，現(xiàn)屬杜邦）遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers1977年，美國化學(xué)家MacDiarmid，物理學(xué)家Heeger和日本化學(xué)家Shirakawa首次發(fā)現(xiàn)摻雜碘的聚乙炔具有金屬的特性。并因此獲得2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers聚乙炔聚吡咯聚噻吩聚苯胺聚苯nnnn聚對(duì)苯乙烯典型導(dǎo)電高分子導(dǎo)電高

5、分子ConductingPolymers遼寧石油化工大學(xué)第三節(jié)本征型導(dǎo)電高分子的特性1、主鏈共軛結(jié)構(gòu)共軛π鍵主鏈結(jié)構(gòu)電子離域分子軌道重疊共軛碳鏈越長，π電子數(shù)越多，電子離域越大，導(dǎo)電性越好。遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers2、導(dǎo)電性遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers3、參雜純凈共軛聚合物電導(dǎo)率并不高，當(dāng)聚乙炔曝露于碘蒸氣中進(jìn)行氧化反應(yīng)后，電導(dǎo)率提高10多個(gè)數(shù)量級(jí)達(dá)到103S/cm。這種現(xiàn)象稱為摻雜（doping）氧化還原摻雜：可通過化學(xué)或電化學(xué)手段來實(shí)現(xiàn)質(zhì)子酸摻

6、雜：一般通過化學(xué)反應(yīng)來完成遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers導(dǎo)電高分子摻雜是一種分子內(nèi)的氧化還原過程，摻雜量一般在百分之幾到百分之幾十之間，參雜劑不參與導(dǎo)電，僅作為對(duì)離子存在，摻雜過程完全可逆。常規(guī)半導(dǎo)體摻雜是原子的替代，摻雜量僅有萬分之幾，摻雜劑參與導(dǎo)電，摻雜不可逆。遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers聚乙炔電導(dǎo)率與摻雜劑濃度的關(guān)系摻雜方法和條件影響導(dǎo)電性能遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers絕緣體—半導(dǎo)體—金屬態(tài)10-9－－－－－105

7、s/cm載流子：孤立子、極化子、雙極化子導(dǎo)電性：極化子或孤立子的移動(dòng)和躍遷4、載流子遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers5、電致變色遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers6、可加工行和穩(wěn)定性可加工性高度共軛的剛性聚合物，不溶、不熔穩(wěn)定性暴露于空氣中，電導(dǎo)率逐漸下降改進(jìn)方法通過改進(jìn)摻雜劑品種和摻雜技術(shù)（增塑），采用共聚或共混的方法，克服導(dǎo)電高分子的不穩(wěn)定性，改善其加工性。導(dǎo)電高分子ConductingPolymers遼寧石油化工大學(xué)第四節(jié)本征型導(dǎo)電高分子的應(yīng)用本征型導(dǎo)電聚

8、合物的特異性能，使其在二次電池、光電器件、傳感器、電磁屏蔽、隱身技術(shù)等方面都得到應(yīng)用。遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers1、二次電池已實(shí)現(xiàn)商品化：聚苯胺為陽極、Li-Al為陰極的聚合物二次電池。充放電壽命達(dá)千次以上、可長期保存遼寧石油化工大學(xué)導(dǎo)電高分子ConductingPolymers2、防腐蝕涂料研