高聚物的导电性.docVIP

高聚物的导电性 （1）高聚物的导电机理 高聚物主要存在两种导电机理： ① 一般高聚物主要是离子电导。有强极性原子或基团的高聚物在电场下产生本征解离，可产生导电离子。非极性高聚物本应不导电，理论比体积电阻为1025Ω.cm，但实际上要大许多数量级，原因是杂质（未反应的单体、残留催化剂、助剂以及水分）离解带来的。 ② 聚合物导体、半导体主要是电子电导。 （2）导电性的表征 对聚合物加一个直流电源时，通过的电流为表面电流和体积电流之和： 相应地电阻也可以分为体积电阻 和表面电阻 为了比较不同材料的导电性，通常用电阻率表示。 体积电阻率（又称比体积电阻） （Ω.cm） 表面电阻率（又称比表面电阻） （Ω） 式中：s， ， ， 分别为试样的面积、厚度、电极的长度和电极间的距离。 电阻率（未特别注明时指体积电阻率）是材料最重要的电学性质之一。按 将材料分为导体、半导体和绝缘体三类。 导体 0～103Ω.cm 半导体 103～108Ω.cm 绝缘体 108～1018Ω.cm以上 有时也用电导率表示，电导率是电阻率的倒数。 测定电阻率的方法是一个三电极装置（10-1），改变连接方式就可以测 或 。 图10-1三电极装置示意图（阴影部分为电极， 为环形电极的周长） （3）影响导电性的因素 ① 极性聚合物的导电性远大于非极性聚合物。 ② 共轭体系越完整，导电性越好。 ③ 结晶度增大使电子电导增加，但离子电导减少。 ④ “杂质”含量越大，导电性越好。 ⑤ 温度升高，电阻率急剧下降，导电性增加，利用这点可以测定 ，因为 时 ～1/T曲线有突变。 （4）导电性高分子 导电性高分子可分为以下三类。 ① 结构型：聚合物自身具有长的共轭大 键结构，如聚乙炔、聚苯乙炔、聚酞菁铜等，通过“掺杂”可以提高导电率6～7个数量级，一个典型例子是用AsF3掺杂聚乙炔。 ② 电荷转移复合物：由电子给体分子和电子受体分子组成的复合物，目前研究较多的是高分子给体与小分子受体的复合物，如聚2-乙烯吡啶或聚乙烯基咔唑作为高分子电子给体。 碘作为电子受体，可做成高效率的固体电池。 ③ 添加型：在树脂中添加导电的金属（粉或纤维）或炭粒等组成。其导电机理是导电性粒子相互接触形成连续相而导电，因而金属粉的含量要超过50％。 （5）电击穿 在强电场下，聚合物从介电状态变为导电状态，称为电击穿。击穿强度（又称介电强度）定义为击穿时电极间的平均电位梯度，即击穿电压Ub和样品厚度h之比。 Eb＝Ub/h Eb表征材料所能承受的最大电场强度，是高聚物绝缘材料的一项重要指标。聚合物绝缘材料的Eb一般为107V/cm左右。 介电击穿机理可分为本征击穿（电击穿）、热击穿、化学击穿、放电击穿等，往往是多种机理综合发生。 做高聚物分析测试 找科标分析实验室