這是一個(gè)關(guān)于導(dǎo)電與發(fā)光功能高分子材料的現(xiàn)狀PPT，主要介紹導(dǎo)電高聚物的物理化學(xué)性能、電致發(fā)光高分子材料、高分子電致發(fā)光材料急需改進(jìn)的問(wèn)題。1973年發(fā)現(xiàn)TTF-TCNQ電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物具有超導(dǎo)漲落現(xiàn)象。隨后，美國(guó)科學(xué)家AF Heeger、A G Macdiarmid和日本科學(xué)家白川英樹(shù)（Shirakawa）發(fā)現(xiàn)聚乙炔(polyacetylene，簡(jiǎn)稱PA)經(jīng)過(guò)碘摻雜之后，其電學(xué)性能不僅由絕緣體(10-9S／cm)轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘賹?dǎo)體(103S／cm)，而且伴隨著摻雜過(guò)程聚乙炔薄膜的顏色也由銀灰色轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂薪饘俟鉂傻慕瘘S色。有明顯導(dǎo)電性質(zhì)以后，有機(jī)聚合物不能作為導(dǎo)電介質(zhì)的這一觀念被徹底改變了。這三位科學(xué)家也因此獲得了2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，歡迎點(diǎn)擊下載導(dǎo)電與發(fā)光功能高分子材料的現(xiàn)狀PPT哦。

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1973年發(fā)現(xiàn)TTF-TCNQ電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物具有超導(dǎo)漲落現(xiàn)象。隨后，美國(guó)科學(xué)家AF Heeger、A G Macdiarmid和日本科學(xué)家白川英樹(shù)（Shirakawa）發(fā)現(xiàn)聚乙炔(polyacetylene，簡(jiǎn)稱PA)經(jīng)過(guò)碘摻雜之后，其電學(xué)性能不僅由絕緣體(10-9S／cm)轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘賹?dǎo)體(103S／cm)，而且伴隨著摻雜過(guò)程聚乙炔薄膜的顏色也由銀灰色轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂薪饘俟鉂傻慕瘘S色。有明顯導(dǎo)電性質(zhì)以后，有機(jī)聚合物不能作為導(dǎo)電介質(zhì)的這一觀念被徹底改變了。這三位科學(xué)家也因此獲得了2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 23Z紅軟基地
第一節(jié)  導(dǎo)電高聚物的物理化學(xué)性能23Z紅軟基地
“金屬化聚合物”(metallic polymer)，或者稱“合成金屬”(syntheticmetals)的新概念和多學(xué)科交叉的新領(lǐng)域——導(dǎo)電高聚物誕生了。23Z紅軟基地
“合成金屬”的新概念和導(dǎo)電高聚物新領(lǐng)域的出現(xiàn)不僅打破了有機(jī)高聚物與導(dǎo)電無(wú)緣的傳統(tǒng)觀念。23Z紅軟基地
導(dǎo)電聚合物這一性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)對(duì)高分子物理和高分子化學(xué)的理論研究是一次劃時(shí)代的事件。聚合物的電學(xué)性質(zhì)從絕緣體向?qū)�體的轉(zhuǎn)變，對(duì)聚合物基礎(chǔ)理論研究具有重要意義，促進(jìn)了分子導(dǎo)電理論和固態(tài)離子導(dǎo)電理論的建立和發(fā)展。23Z紅軟基地
導(dǎo)電高聚物的普遍結(jié)構(gòu)式23Z紅軟基地
1.電學(xué)性質(zhì)     23Z紅軟基地
絕緣體/半導(dǎo)體/導(dǎo)體  三相共存23Z紅軟基地
室溫電導(dǎo)率  10-10~105 S/cm， 強(qiáng)烈地依賴于主鏈結(jié)構(gòu)、摻雜劑、摻雜度、合成方法和條件。23Z紅軟基地
導(dǎo)電高聚物薄膜拉伸取向后，電導(dǎo)率在拉伸方向要高１～２個(gè)數(shù)量級(jí)。23Z紅軟基地
２.光學(xué)性質(zhì)23Z紅軟基地
導(dǎo)電高聚物的π共軛鏈結(jié)構(gòu)，在紫外－可見(jiàn)光區(qū)有強(qiáng)吸收。23Z紅軟基地
３.磁學(xué)性質(zhì)23Z紅軟基地
載流子為孤子(soliton)、極化子(polaron)和雙極化子(bipolaron)。帶電孤子、極化子自旋有順磁性。23Z紅軟基地
4.電化學(xué)性23Z紅軟基地
高聚物電導(dǎo)率是由鏈上和鏈間兩部分組成，23Z紅軟基地
    鏈上電導(dǎo)率是由鏈結(jié)構(gòu)和π共軛電子離域程度，23Z紅軟基地
    鏈間電導(dǎo)率是載流子的傳導(dǎo)性能，23Z紅軟基地
    摻雜是導(dǎo)電高聚物的重要手段。導(dǎo)電高聚物的摻雜是氧化/還原過(guò)程，不是原子的替代。23Z紅軟基地
電化學(xué)是制備導(dǎo)電高聚物的重要方法之一。導(dǎo)電高聚物為工作電極，鉑金為對(duì)電極，標(biāo)準(zhǔn)甘汞電極(SCE)為參考電極的三電極法。23Z紅軟基地
電化學(xué)聚合導(dǎo)電高聚物也有用恒壓法、恒電流法和循環(huán)伏安法。23Z紅軟基地
導(dǎo)電高聚物的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性能強(qiáng)烈依賴于其制備和摻雜方法。23Z紅軟基地
在聚苯胺體系上曾嘗試磁場(chǎng)下聚合和化學(xué)摻雜、光誘導(dǎo)摻雜、低溫聚合和摻雜-脫摻雜-再摻雜的方法，使導(dǎo)電聚苯胺賦予新的性能。23Z紅軟基地
1.聚乙炔(PA)23Z紅軟基地
PA　的分子結(jié)構(gòu)23Z紅軟基地
聚乙炔可進(jìn)行氧化、還原、電化學(xué)摻雜和質(zhì)子酸摻雜。理論預(yù)測(cè)電導(dǎo)率可達(dá)106~107 S/cm，現(xiàn)達(dá)到105 S/cm，接近金屬銅。23Z紅軟基地
力學(xué)性質(zhì)不如銅。但PA穩(wěn)定性差，作為導(dǎo)電高聚物的模型。23Z紅軟基地
２.聚苯胺(PAn)23Z紅軟基地
現(xiàn)在被多數(shù)人接受的PAn分子鏈結(jié)構(gòu)：23Z紅軟基地
其中y代表PAn的氧化程度，當(dāng)y=O.5時(shí)，23Z紅軟基地
  PAn是典型的苯二胺和醌二亞胺的交替結(jié)構(gòu)，摻雜后導(dǎo)電性最好。y值大小受聚合時(shí)氧化劑種類、濃度等條件影響，用過(guò)硫酸銨作氧化劑的聚合產(chǎn)物中．y接近干0.5。這種結(jié)構(gòu)的形成一般認(rèn)為可分成兩步：23Z紅軟基地
      第一步，單體按陽(yáng)離子自由基機(jī)理聚合成全醌二亞胺結(jié)構(gòu)；23Z紅軟基地
      第二步，該結(jié)構(gòu)被苯胺單體還原為苯二胺-醌二亞胺交替結(jié)構(gòu)：23Z紅軟基地
不同氧化程度的Pan可由聚合物經(jīng)氧化或還原制備。23Z紅軟基地
質(zhì)子酸摻雜23Z紅軟基地
PAn的質(zhì)子酸摻雜機(jī)理和摻雜產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，主要由極化子晶格模型和四環(huán)苯醌變體模型解釋：23Z紅軟基地
3.聚吡咯(PPy)23Z紅軟基地
容易電化學(xué)合成，形成致密膜，電導(dǎo)率高(102S/cm)，穩(wěn)定性好于聚乙炔23Z紅軟基地
吡咯在酸性水溶液中進(jìn)行電化學(xué)聚合23Z紅軟基地
在酸性水溶液中，氧化聚合23Z紅軟基地
PPy的結(jié)構(gòu)23Z紅軟基地
兩種摻雜態(tài)結(jié)構(gòu)23Z紅軟基地
PPy 難溶難熔，很難共混，用吸附聚合制得高23Z紅軟基地
            分子復(fù)合物．23Z紅軟基地
４.聚對(duì)苯(PPP)23Z紅軟基地
與AsF5　摻雜后可導(dǎo)電23Z紅軟基地
５.聚苯亞乙烯(PPV)  (聚苯乙炔）23Z紅軟基地
苯環(huán)與乙炔交替結(jié)構(gòu)，摻雜簡(jiǎn)單23Z紅軟基地
“可溶性前體”使聚合容易23Z紅軟基地
顏色淺，用途廣23Z紅軟基地
第四節(jié)　電致發(fā)光高分子材料23Z紅軟基地
１.激子(Frankel)　緊束縛激子，小激子23Z紅軟基地
２.大激子(Wannier)23Z紅軟基地
　弱束縛激子23Z紅軟基地
３.光致發(fā)光23Z紅軟基地
(photoluminescence，  PL)23Z紅軟基地
４.電致發(fā)光(electroluminescence， EL)23Z紅軟基地
電致發(fā)光高分子材料結(jié)構(gòu)圖23Z紅軟基地
聚對(duì)苯乙烯(PPV)23Z紅軟基地
第五節(jié)　應(yīng)用23Z紅軟基地
二次電池23Z紅軟基地
光電子器件23Z紅軟基地
傳感器23Z紅軟基地
電磁屏蔽23Z紅軟基地
隱身技術(shù)及材料23Z紅軟基地
顯示器件23Z紅軟基地
導(dǎo)電高分子電容器 導(dǎo)電高分子成型后，電導(dǎo)率可達(dá)到100～102S／cm數(shù)量級(jí)，因而可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“電解電容器”中的液體或固體電解質(zhì)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“雙電層電容器”中的電解質(zhì)，制成相應(yīng)的導(dǎo)電高分子電容器。23Z紅軟基地
發(fā)光二極管   最簡(jiǎn)單的高分子發(fā)光二極管(PLED)的原理見(jiàn)圖。它由ITO正極、金屬負(fù)極和高分子發(fā)光層組成。從正、負(fù)極分別注入正負(fù)載流子，它們?cè)陔妶?chǎng)作用下相向運(yùn)動(dòng)，相遇形成激子，發(fā)生輻射躍遷而發(fā)光。聚合物發(fā)光二極管，(Al／PPy／SnO2)可以發(fā)黃綠光 。23Z紅軟基地
傳感器 23Z紅軟基地
利用環(huán)境介質(zhì)(氣體)對(duì)導(dǎo)電高聚物電導(dǎo)率的影響和可逆的摻雜／脫摻雜性能可以開(kāi)發(fā)導(dǎo)電高聚物傳感器，也稱之為“電子鼻”(electronic nose)。 23Z紅軟基地
電磁屏蔽23Z紅軟基地
    電磁屏蔽是防止軍事秘密和電子訊號(hào)泄漏的有效手段，它也是21世紀(jì)“信息戰(zhàn)爭(zhēng)”的重要組成部分。通常所謂電磁屏蔽材料是由碳粉或金屬顆粒／纖維與高聚物共混構(gòu)成。23Z紅軟基地
德國(guó)Drmecon公司研制的聚苯胺與聚氯乙烯(PVC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的復(fù)合物在1GHz頻率處的屏蔽效率超過(guò)25dB，其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的含碳粉高聚物復(fù)合物的屏蔽效率。這表明導(dǎo)電高聚物在電磁屏蔽技術(shù)上有實(shí)用價(jià)值。23Z紅軟基地
隱身技術(shù)及其材料 23Z紅軟基地
  電子干擾技術(shù)(電磁屏蔽和隱身技術(shù)) 隱身材料是指能夠減少軍事目標(biāo)的雷達(dá)特征、紅外特征、光電特征及目視特征的材料的統(tǒng)稱。23Z紅軟基地
涂料型和結(jié)構(gòu)型雷達(dá)波吸收材料23Z紅軟基地
涂料型的雷達(dá)波吸收材料是由吸收劑和粘合劑兩部分構(gòu)成，23Z紅軟基地
其前者是涂料型吸收材料的核心，23Z紅軟基地
而后者是吸波材料的基體。23Z紅軟基地
涂料型雷達(dá)波吸收材料是將吸收劑充分均勻地分散在粘合劑基體中，使其成為具有可粘結(jié)性的涂料。然后涂敷在軍事目標(biāo)的表面以降低雷達(dá)波有效散射截面積達(dá)到隱身的目的。23Z紅軟基地
結(jié)構(gòu)型雷達(dá)波吸收材料兼具吸收和承載雙功能，是當(dāng)前隱身材料的發(fā)展方向。23Z紅軟基地
隨著科學(xué)技術(shù)和電子工業(yè)的發(fā)展，各種電子儀器、設(shè)備的應(yīng)用日益增多，特別是電子元件小型化、高度集成化及電子儀器儀表輕量化、高速化、數(shù)字化，信號(hào)電頻小，所以更易受外界電磁干擾而使其動(dòng)作失誤，從而帶來(lái)嚴(yán)重后果；23Z紅軟基地
另一方面，電子儀器的外殼(罩)塑料化，失去了對(duì)電磁波干擾的屏蔽能力。電磁干擾已成為一種社會(huì)公害，消除和減輕電磁波干擾除了正確設(shè)計(jì)電路和合理布局電子元件外，電子儀器的塑料殼體采用導(dǎo)電復(fù)合材料進(jìn)行電磁屏蔽材料也是行之有效的技術(shù)途徑之一。23Z紅軟基地
復(fù)合型聚合物電磁屏蔽材料23Z紅軟基地
填充型復(fù)合屏蔽塑料是由具有優(yōu)良導(dǎo)電性能的導(dǎo)電填料及其它添加劑和合成樹(shù)脂通過(guò)混煉造粒，并采用注射成型，擠壓成型或壓塑成型等方法制得的具有導(dǎo)電功能的多相復(fù)合體。23Z紅軟基地
幾乎所有的聚合物都可制成復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料，其中常用的合成樹(shù)脂有聚苯醚、聚碳酸酯、ABS、尼龍和熱塑性聚酯等等。23Z紅軟基地
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