導(dǎo)電高分子材料

1、1導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電高分子材料 電子導(dǎo)電型聚合物電子導(dǎo)電型聚合物電子導(dǎo)電高分子材料 電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì) 電子導(dǎo)電聚合物的制備方法 電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)與應(yīng)用23電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)對(duì)電子導(dǎo)電聚合物進(jìn)行摻雜常用的有兩種方式：同半導(dǎo)體材料的摻雜一樣，通過加入第二種具有不同氧化態(tài)的物質(zhì)進(jìn)行 “物質(zhì)摻雜”。通過聚合物材料在電極表面進(jìn)行電化學(xué)氧化或還原反應(yīng)直接改變荷電狀態(tài)的“非物質(zhì)摻雜”。摻雜過程、摻雜劑及摻雜量與電導(dǎo)率之間的關(guān)系4電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)特殊情況可選擇如下?lián)诫s方法：酸堿化學(xué)摻雜：主要是對(duì)聚苯胺型導(dǎo)電高分子材料而言，在與質(zhì)子酸反應(yīng)后聚苯胺中的氨基發(fā)生

2、質(zhì)子化，引起分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移，改變分子軌道荷電狀態(tài)，產(chǎn)生載流子； 光摻雜：當(dāng)導(dǎo)電高分子材料吸收光能之后價(jià)電子躍遷到導(dǎo)帶（最低空軌道），分子進(jìn)入激發(fā)態(tài)，然后解離產(chǎn)生正負(fù)離子對(duì)（電子-空穴對(duì)），正負(fù)離子分開構(gòu)成載流子； 電荷注入摻雜：利用各種電子注入方法直接將電子注入導(dǎo)電高分子材料，改變其分子軌道荷電狀態(tài)。摻雜的作用5p-型摻雜時(shí)：摻雜劑從聚合物的成鍵軌道中拉走一個(gè)電子，使其呈現(xiàn)半充滿狀態(tài)，該分子軌道能量升高，更接近導(dǎo)帶能量。n-型摻雜時(shí)：摻雜劑將電子加入聚合物的空軌道中，同樣形成半充滿狀態(tài)，其分子軌道能量下降，向價(jià)帶能量靠近。結(jié)果是能帶間的能量差減小，電子的移動(dòng)阻力降低，使線性共軛導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電

3、性能從半導(dǎo)體進(jìn)入類金屬導(dǎo)電范圍。6電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)總之，所有以上摻雜的目的都是為了在材料中的空軌道中加入電子，或從占有軌道中拉出電子，進(jìn)而改變現(xiàn)有電子能帶的能級(jí)，出現(xiàn)能量居中的半充滿能帶，減小能帶間的能量差，在產(chǎn)生大量載流子的同時(shí)使自由電子或空穴遷移時(shí)的阻礙減小。7電子導(dǎo)電聚合物制備方法電子導(dǎo)電聚合物制備方法直接法：利用某些單體直接通過聚合反應(yīng)生成具有線型共軛結(jié)構(gòu)的高分子。如：環(huán)己烯的線性共軛聚合Ziegler 催化劑 n8電子導(dǎo)電聚合物制備方法電子導(dǎo)電聚合物制備方法間接法：間接法合成是首先合成溶解和加工性能較好的共軛聚合物前驅(qū)體，然后利用消除等反應(yīng)在聚合物主鏈上生成共

4、軛結(jié)構(gòu)。如：以聚丙烯腈制備碳纖維300oC 700oCNN NN nNN nn9電子導(dǎo)電聚合物制備方法電子導(dǎo)電聚合物制備方法電化學(xué)聚合法：采用電極電位作為聚合反應(yīng)的引發(fā)和反應(yīng)驅(qū)動(dòng)力，在電極表面進(jìn)行聚合反應(yīng)并直接生成導(dǎo)電聚合物膜。反應(yīng)完成后，生成的導(dǎo)電聚合物膜已經(jīng)被反應(yīng)時(shí)采用的電極電位所氧化，即同時(shí)完成了摻雜過程；這里所指的摻雜過程只是使導(dǎo)電聚合物的荷電情況發(fā)生了變化，改變了分子軌道的占有情況，而并沒有加入第二種物質(zhì)。10電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)與應(yīng)用電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)與應(yīng)用電子導(dǎo)電聚合物的性能與應(yīng)用 導(dǎo)電能力 缺點(diǎn)非摻雜 半導(dǎo)體 電導(dǎo)率低摻雜后 可超過碳黑 化學(xué)穩(wěn)定性差其次，導(dǎo)電聚合物溶解性差，

5、有一定的加工難度應(yīng)用：抗靜電材料、屏蔽材料、二次電池電極 材料 材料、微波材料等11電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)與應(yīng)用電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)與應(yīng)用電致變色性能及其應(yīng)用電致變色現(xiàn)象：材料的光吸收特性在施加的電場(chǎng)作用下發(fā)生可逆改變，即當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)材料的光吸收波長(zhǎng)發(fā)生變化；去掉電場(chǎng)時(shí)又能夠完全恢復(fù)的性質(zhì)。在外觀性能上則表現(xiàn)為顏色的變化。應(yīng)用：制備無視角限制的顯示器件12電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)與應(yīng)用電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)與應(yīng)用電致發(fā)光性能及其應(yīng)用：電致發(fā)光：也稱為電致熒光現(xiàn)象，指材料在電場(chǎng)作用下可以發(fā)出可見光的性質(zhì)。在電場(chǎng)作用下注入的電子和空穴在電致發(fā)光材料內(nèi)部復(fù)合成高能態(tài)的激子，而處在高能態(tài)的激子回到低能態(tài)時(shí)又能夠?qū)@得的能量以光能形式發(fā)出。應(yīng)用：多層電致發(fā)光器件13電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)與應(yīng)用電子導(dǎo)電聚合物的性質(zhì)與應(yīng)用其他性質(zhì)與應(yīng)用： 化學(xué)催化性質(zhì)：p型摻雜、n型摻雜的電子導(dǎo)電高分子材料具有