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1、复合型导电高分子材料主要内容概述导电机理导电填料聚合物聚合物形态控制应用进展概述通用塑料导电化通用塑料导电化改进方法改进方法扩大导电高分扩大导电高分子应用范围子应用范围 导电无机粒子导电无机粒子 亲水亲水/结构型导电高分子结构型导电高分子结构型导电高分子结构型导电高分子缺点：缺点：工艺复工艺复杂成本较高杂成本较高填充复合导电高分子填充复合导电高分子 填充填充共混共混共混复合导电高分子共混复合导电高分子 概述导电机理复合型导电高分子材料的导电方式属于电子传导型。导电填料相互接触形成网链, 从而使其导电。导电机理干燥后, 树脂不断收缩, 达到一定程度后, 导电填料相互连接成网链, 使材料显示电性如
2、下图所示。干燥前, 在树脂中的导电填料处于独立状态, 不相接触, 材料处于绝缘状态如下图所示。导电机理导电机理导电机理电阻率电阻率-填料填料浓度关系浓度关系量子力学量子力学渗流理论渗流理论隧道理论隧道理论宏观宏观微观微观渗流理论 当粒子的含量达到某一特定值时, 复合材料的电阻率剧减。 其变化是相变型的。 可以认为在这一点粒子开始形成链。电导率突变的点被称为渗滤阈值。隧道效应根据研究结果建立了导电粒子接触状态的等效电路。导电填料碳系导电填料金属及金属氧化物系填料聚合物聚合物作用基体材料固定填料连续相粘结体 目前, 应用较多的合成树脂有丙烯酸树脂、聚氨酯、醇酸树脂、环氧树脂等。 近年来随着聚合物共
3、混及互穿网络技术的发展, 许多性能优良的改性聚合物被应用于复合体系。如丙烯酸-环氧树脂、聚氨酯-环氧树脂、丙烯酸-醇酸树脂体系等。聚合物聚合物的选择对导电复合材料的综合性能影响很大。1、相对分子质量相对分子质量相对分子质量复合物骨架强度低复合物骨架强度低复合物韧性下降复合物韧性下降粒子间树脂膜粒子间树脂膜厚度增加厚度增加影响物理性能影响物理性能影响导电性影响导电性过小过小过大过大聚合物2、表面张力3、结晶度半结晶聚合物用以达到形成导电网络的临界体积分数比无定形聚合物的低得多。表面张力大表面张力大对填料亲和力大对填料亲和力大临界体积分数上升临界体积分数上升结晶度增大结晶度增大导电能力增加导电能力
4、增加聚合物4、主链柔顺性刚性大刚性大力学性能降低力学性能降低严重脆化严重脆化形成导电通路形成导电通路导电性能增强导电性能增强聚合物形态控制熔体振动成型超声振动成型原位微纤化对聚合物熔体施加对聚合物熔体施加周期性的剪切应力或周期性的剪切应力或拉伸应力拉伸应力 在口模端对聚合物在口模端对聚合物熔体施加超声振动场熔体施加超声振动场聚合物共混中施加聚合物共混中施加剪切应力或拉伸应力剪切应力或拉伸应力聚合物形态控制使聚合物分子量高使聚合物分子量高度取向度取向 提高分子链活性及提高分子链活性及改善熔体流变性能改善熔体流变性能分散相粒子由球状分散相粒子由球状变为纤维状变为纤维状提高聚合物综合性能提高聚合物综合性能易形成串晶互锁结易形成串晶互锁结构，提高力学性能构，提高力学性能减小分散相粒子尺减小分散相粒子尺寸及粒径分布，降低寸及粒径分布，降低熔体表观粘度熔体表观粘度形成具有增强作用形成具有增强作用的三维微纤网络结构的三维微纤网络结构应用进展电子工业电子工业建筑工业建筑工业航空军事工业航空军事工业电波屏蔽器等电波屏蔽器等建筑表面涂料等建筑表面涂料等防锈防锈/隐身涂料等隐身涂料等防止电磁污染防止电磁污染电能转换热能电能转换热能密度小密度小提高导电性和综合性能提高导电性和综合性能途径途径 谢 谢
