导电高分子的应用

导电高分子的应用

第25卷第3期　　　　　　　　　　　　　　何莉等:导电高分子的应用145

化学试剂,2003,25(3),145～149

导电高分子的应用

何莉3　刘军　沈强　张联盟

(武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉430070)

摘要:介绍了导电高分子的分类,并从导电高分子的氧化还原性、电化学性、掺杂2脱掺杂性等方面讨论了导电高分子在多种领域的应用。

关键词:导电高分子;掺杂2脱掺杂;应用

中图分类号:O631.2+3　　文献标识码:A　　文章编号:025823283(2003)0320145205

Ξ

　　长期以来,高分子材料由于具有良好的机械

性能,作为结构材料得到了广泛的应用。关于电性能,人们一直只利用高分子材料的介电性,将其作为电绝缘材料使用,而它的导电性的发现,研究及开发则比较晚,直到1977年才发现了第一个导电有机聚合物———掺杂型聚乙炔(用电子受体掺杂),电导率可提高约12个数量级,最高可接近103S/cm,达到金属Bi的电导率[1]。导电高分子

材料以其易于成型加工、耐腐蚀、,越来越受到重视。近年来超导体,但在近20年的研究过程中,人们逐渐认

识到大量使用这类材料作为金属的代用品是不现实的。尽管如此,在对它们的物理、化学特性作了广泛深入的研究后,人们发现它们具有许多独特的光、电、磁性能[3],产生了许多,,、导电性能、掺杂2反。2　主要应用领域

1　2.1　导电高分子的氧化还原性能与应用

导电高分子材料可分为结构型导电高分子和复合型导电高分子两大类[2]。结构型导电高分子又分为电子导电结构型导电高分子和离子导电结构型导电高分子两类。结构型导电高分子材料是高分子本身的结构或经过一定的掺杂处理后,具有导电功能的材料,如聚乙炔、聚苯乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚对苯硫醚等均属于结构型导电高分子材料。复合型导电高分子材料是以聚合物为母体,经与抗静电剂、无机导电填料或亲水性聚合物混配而成。

根据现有的技术,使普通绝缘有机高分子导

电的方法主要有以下3种:(1)将金属、导电炭黑或导电纤维与普通绝缘高分子混合制成填充型导电高分子材料;(2)通过高温裂解的方法将普通高分子材料石墨化制成半导体材料;(3)采用新型具有共轭结构的本征型导电高分子。

导电高分子材料的研究,从其一开始应用,目的就十分明确,但人们对其发展前景还有些不同的看法。人们一直期望,导电高分子材料将来可能代替金属作为电缆料,甚至发展到有机聚合物

氧化还原可逆性是导电高分子最重要的特性之一。导电高分子如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等主链的共轭结构存在多种变化,能以不同的氧化程度存在,不同氧化程度之间能够可逆地相互转化,因此导电高分子具有可逆的氧化还原性能。

对聚苯胺而言,由于其具有上述独特的氧化还原可逆性,在电极活性材料、电化学和催化活性材料、贵金属的回收、金属防腐材料、船舶防污涂料及电致变色器件等方面有十分重要的潜在应用。2.1.1　作为电极材料的应用

导电高分子材料的应用研究中,目前最热门的就是作为电极材料,尤以蓄电池的电极材料应用研究最为广泛。1979年,宾夕法尼亚大学的研究小组发现了聚乙炔膜的负离子或正离子电化学掺杂方法,使掺杂剂可以可逆地在聚乙炔中进行

Ξ收稿日期:2002207228

作者简介:何莉(19772),女,四川巴中市人,硕士研究生,主要从事导电高分子的合成和性能的测试。