導(dǎo)電塑料論文

1、高分子復(fù)合材料結(jié)課論文 應(yīng)化2008-02 霍佩佩 0866129236 導(dǎo)電塑料摘要：在人們的印象中，塑料是不導(dǎo)電的。而2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的獲得者美國科學(xué)家艾倫·黑格、艾倫·馬克迪爾米德和日本科學(xué)家白川英樹卻打破了人們的常規(guī)意識，向人們習(xí)以為常的“觀念”提出了挑戰(zhàn)。他們通過研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過特殊改造之后，塑料能夠像金屬一樣，具有導(dǎo)電性。近年來，有關(guān)導(dǎo)電塑料的研究受到了普遍的重視，研制和發(fā)展高效、低成本、易加工的新型導(dǎo)電塑料已成為電子領(lǐng)域的重要科研方向。本文介紹了導(dǎo)電塑料的組成，討論了導(dǎo)電塑料的導(dǎo)電機(jī)理、影響導(dǎo)電的因素，綜述了該材料在電子領(lǐng)域的應(yīng)用及研究進(jìn)展，并提出了未來發(fā)

2、展的方向。Abstract: in people's impression, plastic is nonconductive.And in 2000, winner of the Nobel Prize for chemistry American scientist Alan hager, Alan mark mead and Japanese scientists Deere BaiChuanYing tree has broken people's routine consciousness, Accustomed to people of a challenge &q

3、uot;concepts". They found, after special transformation like metal, plastic can after, as has the properties. In recent years, the research on the electrically conductive plastic has caused wide attention and research and development of high efficiency, low cost, easy process of new conductive

4、plastic has become an important research direction of electronic field. This paper introduces the composition of conductive plastics, discussed the conductive plastic conductive mechanism, influencing conductive factors, reviewed the materials in the electronic field of application and research prog

5、ress, and puts forward the future development direction關(guān)鍵詞：導(dǎo)電塑料 高分子材料 太陽能 芯片 結(jié)構(gòu)型 復(fù)合型Keywords: electrically conductive plastic composite macromolecule material solar chip structured notes 正文：導(dǎo)電塑料是將樹脂和導(dǎo)電物質(zhì)混合，用塑料的加工方式進(jìn)行加工的功能型高分子材料。主要應(yīng)用于電子、集成電路包裝、電磁波屏蔽等領(lǐng)域。自從導(dǎo)電塑料這種特殊的材料被偶然發(fā)現(xiàn)以來，隨著研究的不斷深入，其應(yīng)用也越來越廣泛，現(xiàn)已被廣泛用作

6、集成電路、晶片、傳感器護(hù)套等精密電子元件生產(chǎn)過程使用的防靜電周轉(zhuǎn)箱、托盤、晶片載體、薄膜袋等。因此，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。目前導(dǎo)電塑料材料在美、日、德等國家的使用量已經(jīng)達(dá)到較高的程度，需求量正在逐年成倍地增加。國內(nèi)導(dǎo)電塑料的開發(fā)與應(yīng)用也已從初期的純實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)展到了工業(yè)應(yīng)用研究階段。20世紀(jì)初，日本和美國就開始將其用在精密角度傳感器中，作為敏感材料，將其制成電阻膜，利用電刷臂將轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成電阻的變化，使老式的電位器式角度傳感器的結(jié)構(gòu)大為精簡，輸出精度大大提高，且具備極強(qiáng)的抗噪聲能力和超長的機(jī)械壽命，被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、導(dǎo)彈、火炮等軍事裝備中，并已經(jīng)拓展到民用領(lǐng)域，對導(dǎo)電埋料的需求大為增加。隨著科學(xué)技

7、術(shù)的進(jìn)步與塑料工業(yè)的發(fā)展,世界導(dǎo)電塑料的需求大幅增長。用于導(dǎo)電塑料制造的新型導(dǎo)電添加劑(如碳納米管、納米石墨微片、導(dǎo)電鈦酸鉀晶須等)、高性能特殊用途的導(dǎo)電塑料材料、母料技術(shù)、本征導(dǎo)電及離子導(dǎo)電塑料合金技術(shù)等,在工業(yè)化與規(guī)?；a(chǎn)方面取得了長足的進(jìn)步。本文在綜述世界導(dǎo)電塑料工業(yè)化進(jìn)展的同時(shí),列舉了許多國際知名廠商的相關(guān)新產(chǎn)品牌號,為導(dǎo)電塑料新品開發(fā)提供參考。1.導(dǎo)電塑料分類1.1按照電性能分類，可分為：絕緣體、防靜電體、導(dǎo)電體、高導(dǎo)體。 通常電阻值在1010·cm以上的稱為絕緣體； 電阻值在104109·cm 范圍內(nèi)的稱作半導(dǎo)體或防靜電體； 電阻值在104·cm以下

8、的稱為導(dǎo)電體； 電阻值在100·cm以下甚至更低的稱為高導(dǎo)體。1.2按導(dǎo)電塑料的制作方法分類，可分為結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料和復(fù)合型導(dǎo)電塑料。 、結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料又稱本征型導(dǎo)電塑料，是指本身具有導(dǎo)電性或經(jīng)化學(xué)改性后具有導(dǎo)電性的塑料。結(jié)構(gòu)型材料合成工藝較復(fù)雜，成本較高，目前價(jià)格相當(dāng)昂貴，是一種真正意義的導(dǎo)電塑料，研發(fā)一旦突破技術(shù)瓶頸，將給我們的生活帶來無法想象的影響。結(jié)構(gòu)型高分子導(dǎo)電材料主要有： （1）共軛系高分子：如聚乙烯、(Sr)n、線型聚苯、層狀高聚物等； （2）金屬螯合物：如聚酮酞菁； （3）電荷移動(dòng)型高分子絡(luò)合物：如聚陽離子、CQ絡(luò)合物。 、復(fù)合型是由導(dǎo)電性物質(zhì)與高分子材料復(fù)合而成。該類

9、別成本稍低，可以滿足各種成型要求，是一類已被廣泛應(yīng)用的功能性高分子材料。復(fù)合型導(dǎo)電塑料根據(jù)導(dǎo)電填料的不同可分為：抗靜電劑系、晶須系、金屬系(各種金屬粉末、纖維、片等)、碳系(炭黑、石墨等)，可以根據(jù)制品電阻值的不同要求進(jìn)行調(diào)節(jié)生產(chǎn)。 1.3按用途的不同分類，可分為：抗靜電材料、導(dǎo)電材料和電磁波屏蔽材料。2、導(dǎo)電塑料應(yīng)用 導(dǎo)電塑料不僅在抗靜電添加劑、計(jì)算機(jī)抗電磁屏幕和智能窗等方面的應(yīng)用已快速的發(fā)展，而且在發(fā)光二極管、太陽能電池、移動(dòng)電話、微型電視屏幕乃至生命科學(xué)研究等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用前景。此外，導(dǎo)電塑料和納米技術(shù)的結(jié)合，還將對分子電子學(xué)的迅速發(fā)展起到推動(dòng)作用。將來，人類不僅可以大大提

10、高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，而且還能縮小計(jì)算機(jī)的體積。因此，有人預(yù)言，未來的筆記本電腦可以裝進(jìn)手表中。2.1、塑料芯片：未來應(yīng)用無處不在  導(dǎo)電塑料的發(fā)現(xiàn)者、美國物理學(xué)家馬克迪爾米德教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用普通塑料研制出了納米電子線路。這種納米電子線路成本非常低廉，一塊納米電子線路板的成本僅為1美分，是硅芯片價(jià)格的1%10%.現(xiàn)在，他們正在研制直徑僅為100納米的納米材料聚苯胺纖維，直徑僅有頭發(fā)絲的1/500.如果能將納米導(dǎo)電纖維與納米電子電路結(jié)合起來，就可以把計(jì)算機(jī)做得非常小。 2.2、塑料太陽能電池 目前，科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種新型的塑料太陽能電池，由于價(jià)格低廉，而且很輕，自然備受

11、青睞。它的儲電量是傳統(tǒng)堿性電池的2倍，電壓甚至高出100倍。在充電方面，塑料太陽能電池和傳統(tǒng)電池可以說是一樣快；而供電時(shí)間又一樣長。這種電池使用起來更穩(wěn)定、更高效，壽命要長得多，最多可使用兩年半。在不遠(yuǎn)的將來，塑料太陽能電池必將會有更廣泛的應(yīng)用總之，導(dǎo)電塑料可以應(yīng)用 很多方面，還有像電子報(bào)紙：真正體驗(yàn)信息時(shí)代 、導(dǎo)電材料在汽車油路中的應(yīng)用、能源無憂：塑料電池、三星推出最大的工程塑料液晶顯示器、新一代的導(dǎo)電聚合物替代鉻化合物、阿托菲納推出汽車用導(dǎo)電尼龍、GE公司推出耐熱導(dǎo)電樹脂、美推出導(dǎo)電TPE新產(chǎn)品。3.導(dǎo)電塑料的機(jī)理及其性質(zhì)3.1、結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料根據(jù)其導(dǎo)電機(jī)理的不同可分為電子導(dǎo)電、

12、離子導(dǎo)電和氧化還原型導(dǎo)電3種。電子導(dǎo)電塑料的載流子是自由電子或空穴。其分子結(jié)構(gòu)特征是有大的線性共軛霄電子體系，給自由電子提供了離域遷移條件，使得自由電子或空穴遷移時(shí)的阻礙力減小，因而導(dǎo)電能力大大提高；離子型導(dǎo)電塑料的載流子是正離子和負(fù)離子。其導(dǎo)電機(jī)理的理論主要有非晶區(qū)擴(kuò)散傳導(dǎo)離子導(dǎo)電理論、離子導(dǎo)電聚合物自由體積理論和無須亞晶格離子的傳輸機(jī)理等。固體離子導(dǎo)電的兩個(gè)先決條件是具有能定向移動(dòng)的離子和基體具有對離子溶和能力。復(fù)合型導(dǎo)電塑料的導(dǎo)電機(jī)理為：導(dǎo)電塑料中填充的導(dǎo)電粒子濃度足夠高時(shí)，塑料的電導(dǎo)率發(fā)生突變，產(chǎn)生逾滲現(xiàn)象，就是導(dǎo)電填料粒子的自由表面變成潤濕的界面，形成塑料聚合物一填料界面層。隨著導(dǎo)電

13、填料含量的填加，聚合物一填料的過剩界面能不斷增大，當(dāng)體系過剩界面能達(dá)到一定程度時(shí)，導(dǎo)電粒子開始形成導(dǎo)電通道，宏觀上表現(xiàn)為體系的電導(dǎo)率突變，從而使用塑料變成導(dǎo)體。3.2、導(dǎo)電塑料性質(zhì)。4.真正塑料時(shí)代的來臨  也許是明天，或許是后天，導(dǎo)電塑料就會帶來各種廉價(jià)的或這一次性的電子產(chǎn)品進(jìn)入我們的生活，它甚至?xí)?chuàng)造出一個(gè)新興的產(chǎn)品應(yīng)用市場，這也許就是真正塑料時(shí)代的來臨。  導(dǎo)電塑料開始向硅晶體的霸主地位發(fā)起沖擊，這將給半導(dǎo)體行業(yè)帶來天翻地覆的變化。導(dǎo)電塑料的工業(yè)化應(yīng)用將為電子電氣和信息產(chǎn)業(yè)提供了廣闊無限的發(fā)展空間！5.展望 “未來的世界是塑料+芯片的世界?！痹谏虾Ｅe辦的中國國際塑料橡膠工業(yè)發(fā)展論壇上，德國塑料橡膠工業(yè)協(xié)會原主席荷爾瑪·佛朗茲如此論斷。瘋狂嗎？也許有點(diǎn)，不過至少從目前可預(yù)見的趨勢看，它正在慢慢成立。未來，把顯示器像報(bào)紙一樣卷起來放進(jìn)背包將成為時(shí)尚，人們可以隨時(shí)打開它來收看電視節(jié)目或者連入因特網(wǎng)，隨著有機(jī)材料顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，柔性視頻顯示器將越來越受到人們的青睞。將來，采用裝有塑料芯片的微電腦控制的機(jī)器人，比采用硅芯片的機(jī)器人更靈活，更容易操縱。采用導(dǎo)電塑料制造出來的機(jī)器人的肌肉富有彈性，用電化學(xué)方法控制這種人造肌肉，可以使之膨脹和收縮，這種幾乎能夠以假亂真的肌肉適合于制造機(jī)器人的四肢，它能夠按照機(jī)器人電腦的指揮做出各種動(dòng)