浅谈导电高分子材料的应用

浅谈导电高分子材料的应用

林汝涛

（湖南广益实验中学湖南长沙410014）

摘要：与传统材料相比，导电高分子材料有着易加工、密度小、结构易变、耐腐蚀、可大面积成膜的优势，本文主要针对导电高分子材料的类型与应用展开分析。

关键词：导电高分子材料；类型；应用

0引言

导电高分子材料是一种具有导电功能的聚合物材料，它具有密度小、可加工性好的特性，并且具有良好的耐腐蚀性，可以大面积成膜。这些良好的特性，使导电高分子材料可以在某些领域替代多种金属材料和无机导电材料，有效降低成本。经过几十年的发展，高分子材料作为优良的电绝缘体，已经成为许多先进工业部门和尖端技术领域里一种重要的材料。

1导电高分子材料的分类

按照材料的结构，导电高分子材料可以分为复合型导电高分子材料和结构性导电高分子材料两种类型。

1.1复合型导电高分子材料

复合型导电高分子材料是利用不同的加工手段，将各种不同的导电材料填充到聚合物基体当中，制作成一种新型的导电材料。最常采用的方法就是把各种高效导电粒子或者导电纤维等作为填充物，如金属粉末、各种金属纤维直径在7毫米左右的材料等。从技术上来说，复合型导电高分子材料的加工工艺更为成熟，产品使用更为普及。

1.2结构型导电高分子材料

结构性导电高分子材料，采用具有一定的导电性材料，通过对自身进行一定比例的掺杂，提高导电性能的聚合物。按照导电状态下的载流子种类可以将结构型高分子材料分为离子型和电子型两种类型。离子型导电高分子的导电载流子是离子，有的学者也称它为高分子固体电解质；电子型高分子的载流子为电子，它以共轭高分子为主体。离子型导电高分子材料是目前世界上的重点开发内容。

2导电高分子材料的应用

导电高分子材料在很多应用领域比金属材料有着更为优越的性能，如它的可塑性好、耐腐蚀性、电导率较高、可逆氧化还原性等。主要应用在导电衬料、光电显示材料、信息记忆材料等多个方面。

2.1在电子元器件开发中的应用

（1）导电高分子材料在防静电和电磁屏蔽上的应用

导电高分子材料最早是应用在防静电和电磁屏蔽方面。具体操作是将SDBS和TSOH混合，掺杂PANI和ABS，制备出杂多酸掺杂PANI/ABS复合材料。经过试验证明复合材料的屏蔽性能跟PANI的含量有着直接的关系，PANI的含量越高，复合材料的屏蔽性能越好。

（2）导电高分子材料在芯片开发中有着重要作用

由于导电高分子材料可塑性好，质量轻、体积小，广泛地应用到了带有微芯片的卡片以及条码读取设备中。这一技术的发明，为计算机制造技术带来了重大变革，有效减小了计算机的体积，并且在很大程度上提高了计算机的运行速度。

（3）导电高分子材料在显示材料中的应用

在半导体有机膜两端安装电极以后就制成了有机发光二极管。在它的两端加上少量电压，是电子在其上面进行移动，当两个相对运用的政府电荷载体相遇以后，就形成了“电子—空穴对”，此时能量就以发光的形式释放出来。发光二极管发出的光强度高、色彩绚丽，广泛用到了手机、手掌电脑等电子产品的显示屏上。另外还可以自动调光玻璃等产品，受到了电子产业的广泛关注。

2.2导电高分子材料在塑料薄膜太阳能电池开发中的应用

面对资源快速消耗的问题，能源科研人员一直在寻找一种能够替代矿物燃料的能源。然而传统的硅太阳能加工成本昂贵，在生产过程中也消耗的大量的能源，不是理想的新能源材料。而塑料薄膜电池生产成本低廉、加工过程简单节能，加工工艺一旦成熟，就能够进行大批量生产，将会是以后一种非常好的新能源。

2.3在生物材料开发中的应用

导电高分子材料通过特殊工艺可以加工成智能材料，广泛用于生命科学领域。如导电高分子材料在微电流刺激下，能够发生轻微结构上的变化，有效将电能转换成机械能。利用这种特性，将它制作成机器人的手指，通过加微电流，使其进行收缩和伸展活动。经过研究发现，DNA也具有导电性能，因此有效将导电塑料盒生命科学融合，制造成人造肌肉和人造神经。这将是导电塑料在生物科学中一个重要的应用，将会对科技的发展做出突出贡献。

2.4在新型航空材料开发中的应用

航空领域对材料有着高耐热性、高可塑性的要求，而导电高分子材料恰恰符合这些要求。另外导电高分子材料具有很好的电磁屏蔽性，能够吸收雷达信号，这在军事领域有着重要的作用。同时导电高分子材料的应用使飞机可以有效避开雷电，提高了飞机安全行驶性能。

3结语

总之，导电高分子材料有着诸多的优点，在某些领域可以成功替代金属，它预示着一个更先进的塑料电子学时代即将到来。目前，关于导电高分子材料的研究已经引起了世界各个国家的重视，也根据导电高分子材料开发出了多种商品，实现了量化生产。近年来，在可加工导电高分子材料、高强度导电高分析材料的研究上也取得了一定的进展，虽然导电高分子材料在人们生活中的应用还不广泛，但是相信在不久的将来，该种材料必将可以促进人类生产技术的发展。

参考文献：

[1]宋固全,陈忠良,陈煜国.有效介质理论在复合型导电高分子材料研究中的应用[J].化工新型材料.2013(11)

[2]徐晓英,王世安,王辉.复合导电高分子材料微观网络结构及导电行为仿真分析[J].高电压技术.2012(09)

[3]杨鸿昌,李志刚.结构型导电高分子材料现状及发展趋势[J].广东化工.2010(05)

[4]赵崇军,李星玮,张华.导电高分子材料浸润性的研究进展[J].高分子通报.2007(11)