chapter5 功能高分子材料

1、机器苍蝇主体用机器苍蝇主体用碳纤维碳纤维制成，体重只有制成，体重只有80毫克，翼展毫克，翼展3厘米。厘米。机器苍蝇的一对超薄微型翅膀，是用一种能将外加电压转变为某种机械应力的压电材料制成。现有电源最轻的也达到现有电源最轻的也达到0.5克，是机器苍蝇体重的数倍，因此克，是机器苍蝇体重的数倍，因此目前只能用一根超轻铜线给机器苍蝇供电，这根线同时用于目前只能用一根超轻铜线给机器苍蝇供电，这根线同时用于传递控制信号。传递控制信号。将有可能广泛应用于环境监测、搜救以及农业生产等领域。将有可能广泛应用于环境监测、搜救以及农业生产等领域。第五章第五章 功能高分子材料功能高分子材料生活中的高分子生活中的高分子

2、1.高分子材料与高分子材料与“衣衣” （合成纤维）（合成纤维） 聚对苯二甲酸乙二醇酯纺制的涤纶； 聚酰胺制成的尼龙； 聚丙烯腈纺成的腈纶； 聚乙烯醇缩甲醛制得的维尼纶；2.高分子材料与高分子材料与“食食” （合成塑料）（合成塑料） 塑料地膜（聚乙烯PE）； 塑料大棚； 保鲜膜；（PVC(聚氯乙烯) ，PE，PVDC (聚偏二氯乙烯) ） 食品包装； 食品盛装容器；（密胺聚酯，脲醛树脂） 海水淡化；3.高分子材料与高分子材料与“住住” 塑料管材、塑料门窗、塑料板材、建筑粘合剂、建筑防水材料、家具、涂料、装修材料（人造板、电线、开关等）、高性能混凝土外加剂等。 油漆涂料、高分子胶粘剂； 建筑业与装

3、修，装饰； 活动板房等（酚醛或脲醛树脂）；4.高分子材料与高分子材料与“行行” （橡胶橡胶） 轮胎； 飞机、宇宙飞船（高分子复合材料：碳纤维复合材料）； 造船（玻璃纤维复合材料）； 汽车制造；其他：能源，通讯，电力电子工业等行行：汽车：汽车：含有轮胎和数以千计的高分子材料零部件，含有轮胎和数以千计的高分子材料零部件， 一辆小轿车要使一辆小轿车要使 用一百多公斤各种高分子材料，用一百多公斤各种高分子材料， 是汽车轻量化的关键是汽车轻量化的关键 。高速列车高速列车：减震降噪依赖于橡胶减震减震降噪依赖于橡胶减震 大型客机：需要上万个高分子材料零件。大型客机：需要上万个高分子材料零件。 机身使用碳纤维

4、增强树脂复合材料机身使用碳纤维增强树脂复合材料 （如（如A380占占50%以上）。以上）。 用用：各种家用电器、办公用品都离不开塑料、橡胶等高分子材料：空调、各种家用电器、办公用品都离不开塑料、橡胶等高分子材料：空调、冰箱、洗衣机、电视机、电脑、复印机、各种小家电冰箱、洗衣机、电视机、电脑、复印机、各种小家电）（1）什么功能高分子材料？）什么功能高分子材料？ 一般来说，利用其力学性能的高分子，称为一一般来说，利用其力学性能的高分子，称为一般高分子，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等；而般高分子，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等；而利用力学性能以外性能的高分子叫做功能高分子。利用力学性能以外性能的高分

5、子叫做功能高分子。功能高分子（功能高分子（functional Polymer， EP）一般带有）一般带有官能团，化学结构复杂，因此难以按化学结构来分官能团，化学结构复杂，因此难以按化学结构来分类，一般按照功能来分类。类，一般按照功能来分类。5.1 功能高分子材料简介功能高分子材料简介功能高分子材料的定义应为：功能高分子材料的定义应为： 与常规聚合物相比具有明显不同的物理化学性质，并具有某与常规聚合物相比具有明显不同的物理化学性质，并具有某些特殊功能的聚合物大分子些特殊功能的聚合物大分子(主要指全人工和半人工合成的聚合主要指全人工和半人工合成的聚合物物)都应归属于功能高分子材料范畴。而以这些材

6、料为研究对象，都应归属于功能高分子材料范畴。而以这些材料为研究对象，研究它们的结构组成、构效关系、制备方法，以及开发应用的研究它们的结构组成、构效关系、制备方法，以及开发应用的科学，应称功能高分子材料化学。科学，应称功能高分子材料化学。根据常规聚合物的性质和用途，可以将其分成以下最根据常规聚合物的性质和用途，可以将其分成以下最常见的五个大类，即常见的五个大类，即合成纤维、合成橡胶、塑料、油合成纤维、合成橡胶、塑料、油漆涂料、高分子胶粘剂，漆涂料、高分子胶粘剂，合称常规高分子材料合称常规高分子材料（2）功能高分子材料分类？）功能高分子材料分类？按照高分子所具有的功能分类按照高分子所具有的功能分类

7、u化学功能高分子化学功能高分子离子交换剂、鳌合树脂、感光树脂、氧化还原树脂、高分子试离子交换剂、鳌合树脂、感光树脂、氧化还原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、高分子增感剂、分解性高分子等；剂、高分子催化剂、高分子增感剂、分解性高分子等；u物理功能高分子物理功能高分子导电性高分子（电子型导电高分子、高分子固态离子导电、高导电性高分子（电子型导电高分子、高分子固态离子导电、高分子半导体、高分子超导体、高分子电磁屏蔽材料）、高介电分子半导体、高分子超导体、高分子电磁屏蔽材料）、高介电性高分子（高分子驻极体、高分子压电体等）高分子光电导体、性高分子（高分子驻极体、高分子压电体等）高分子光电导体、高分子光

8、生伏打材料、高分子显示材料等高分子光生伏打材料、高分子显示材料等u介于物理和化学功能之间的高分子介于物理和化学功能之间的高分子高吸水性高分子、高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子功能高吸水性高分子、高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子功能膜、高分子功能电极等膜、高分子功能电极等 从制造和结构从制造和结构的角度分类的角度分类结构性功能结构性功能高分子材料高分子材料复合型功能复合型功能高分子材料高分子材料功能特性功能特性分离材料和分离材料和化学功能高化学功能高分子材料分子材料生物医药功能生物医药功能高分子材料高分子材料电磁功能高电磁功能高分子材料分子材料光功能高分光功能高分子材料子材料功能高分子材料分

9、类举例功能高分子材料分类举例见书中表见书中表5-1作业作业:选择其中一种高分子材料对选择其中一种高分子材料对其功能特性及应用做详细介绍？其功能特性及应用做详细介绍？（3）功能高分子材料结构和性能的关系）功能高分子材料结构和性能的关系 化学组成化学组成 化学组成是区别不同高分子材料的最基本要素。化学组成是区别不同高分子材料的最基本要素。不同化学组成的高分子材料有不同的性能和功能，不同化学组成的高分子材料有不同的性能和功能，这在功能高分子中表现得尤为突出。这在功能高分子中表现得尤为突出。聚乙烯聚乙烯 聚乙炔聚乙炔 官能团官能团a.a.功能高分子表现出来的特殊性质往往主要取决于功能高分子表现出来的特

10、殊性质往往主要取决于分子中的官能团的种类和性质。分子中的官能团的种类和性质。高分子骨架仅仅起支撑、分隔、固定和降低溶解度等高分子骨架仅仅起支撑、分隔、固定和降低溶解度等辅助作用。辅助作用。交联聚苯乙烯交联聚苯乙烯季氨基季氨基磺酸基磺酸基强碱性离子交换树脂强碱性离子交换树脂强酸性离子交换树脂强酸性离子交换树脂聚乙烯醇骨架聚乙烯醇骨架过氧酸基过氧酸基N N，N-N-二取代二取代联吡啶基联吡啶基高分子氧化剂高分子氧化剂电致发光功能电致发光功能b.b.聚合物骨架与官能团协同作用。聚合物骨架与官能团协同作用。官能团的作用需要与高分子骨架结合或者通过骨官能团的作用需要与高分子骨架结合或者通过骨架结构与其他

11、官能团的相互作用而发挥作用。架结构与其他官能团的相互作用而发挥作用。如：固相合成高分子试剂如：固相合成高分子试剂- -是带有化学反应活性的高分子，是带有化学反应活性的高分子，可用做固体合成高分子的载体。可用做固体合成高分子的载体。c.c.聚合物骨架起作用。聚合物骨架起作用。官能团是聚合物骨架的一部分，或者说聚合物骨架本官能团是聚合物骨架的一部分，或者说聚合物骨架本身起着官能团的作用；有时引入官能团只是起辅助作用。身起着官能团的作用；有时引入官能团只是起辅助作用。 高分子骨架高分子骨架 举例一：举例一：不少聚氨基酸具有良好的抗菌活性，但其相应的低不少聚氨基酸具有良好的抗菌活性，但其相应的低分子氨

12、基酸却并无药理活性。实验结果显示，分子氨基酸却并无药理活性。实验结果显示，2.5ug/mL的聚的聚L-赖氨酸可以抑制赖氨酸可以抑制E.coli菌菌(大肠杆菌大肠杆菌)，但小分子的，但小分子的L-赖氨酸却无赖氨酸却无此药理活性，而此药理活性，而L-赖氨酸的二聚体的浓度要高至聚赖氨酸的二聚体的浓度要高至聚L-赖氨酸的赖氨酸的180倍才显示出相同的效果。倍才显示出相同的效果。举例二：举例二： 相反的情况也同样存在。在有些情况下，低分子药相反的情况也同样存在。在有些情况下，低分子药物高分子化后，药效随高分子化而降低，甚至消失。例如，著物高分子化后，药效随高分子化而降低，甚至消失。例如，著名的抗癌药名的

13、抗癌药DL对对(二氯乙基二氯乙基)氨基苯丙氨酸在变成聚酰胺型聚氨基苯丙氨酸在变成聚酰胺型聚合物后，完全失去药效。合物后，完全失去药效。1.线性聚合物线性聚合物 根据链的结构和链的柔性，聚合物可以成为根据链的结构和链的柔性，聚合物可以成为非晶态或者不同程度的结晶态。非晶态或者不同程度的结晶态。溶解性能较好，玻璃化温度一般较低，粘弹性比较好，溶解性能较好，玻璃化温度一般较低，粘弹性比较好，小分子和离子在其中容易扩散运动。小分子和离子在其中容易扩散运动。 2.交联聚合物交联聚合物 在溶剂中不能充分溶解。不能形成分子型溶液。在溶剂中不能充分溶解。不能形成分子型溶液。在适当的溶剂中可以溶胀，其体积大大增

14、加。在适当的溶剂中可以溶胀，其体积大大增加。 a.聚合物骨架种类聚合物骨架种类几种交联聚合物几种交联聚合物b.b.功能材料聚合物的高分子效应功能材料聚合物的高分子效应带有某种官能团的高分子化合物与相应的小分子化合带有某种官能团的高分子化合物与相应的小分子化合物在物理、化学性质上有明显的不同，如挥发性、溶解性物在物理、化学性质上有明显的不同，如挥发性、溶解性以及结晶度下降，高分子骨架对官能团的高度浓缩作用和以及结晶度下降，高分子骨架对官能团的高度浓缩作用和模板作用等。由于引入模板作用等。由于引入高分子骨架而引起的这些明显的性高分子骨架而引起的这些明显的性质变化称为高分子效应。质变化称为高分子效应

15、。高分子骨架的引入，最直接的作用是使功能材料的高分子骨架的引入，最直接的作用是使功能材料的挥发性和溶解性均大大下降挥发性和溶解性均大大下降 挥发性挥发性稳定性稳定性，不良气味和毒性，不良气味和毒性 溶解度溶解度 分离、回收再生等分离、回收再生等聚合物的亲水性、疏水性、粘弹性、半渗透等性质在功能高聚合物的亲水性、疏水性、粘弹性、半渗透等性质在功能高分子材料的功能发挥中也起着某些重要作用分子材料的功能发挥中也起着某些重要作用1.高分子骨架的物理效应高分子骨架的物理效应“无限稀释无限稀释”作用：作用： 功能基团之间无相互干扰。如固相法合成肽；功能基团之间无相互干扰。如固相法合成肽；“高度浓缩高度浓缩

16、”作用作用:邻位效应邻位效应 高分子骨架的构象、构型、结晶度等都因为骨架支撑作高分子骨架的构象、构型、结晶度等都因为骨架支撑作用对功能基的活性和功能产生明显的影响用对功能基的活性和功能产生明显的影响。2.高分子骨架的机械支撑作用高分子骨架的机械支撑作用 模板效应是利用高分子骨架的空间结构，通过其构模板效应是利用高分子骨架的空间结构，通过其构型和构象建立起的独特的局部空间环境，为有机合成提供型和构象建立起的独特的局部空间环境，为有机合成提供一个类似于工业浇铸过程中模板的作用，从而有利于立体一个类似于工业浇铸过程中模板的作用，从而有利于立体选择性合成乃至光学异构体的合成。选择性合成乃至光学异构体的

17、合成。3.高分子骨架的模板效应高分子骨架的模板效应4.高分子骨架的稳定效应高分子骨架的稳定效应 由于引入高分子骨架后，材料的熔点和沸点均大大升由于引入高分子骨架后，材料的熔点和沸点均大大升高，挥发性则大大下降，扩散速率也随之下降。因此可以高，挥发性则大大下降，扩散速率也随之下降。因此可以提高某些敏感型小分子试剂的稳定性。此外，高分子化后提高某些敏感型小分子试剂的稳定性。此外，高分子化后分子间的作用力增加、材料的力学性能也会提高。分子间的作用力增加、材料的力学性能也会提高。聚集状态对高分子材料功能的影响聚集状态对高分子材料功能的影响 聚集态结构对高分子材料的功能性也有极其聚集态结构对高分子材料的

18、功能性也有极其重要的作用。同一种材料处于不同的聚集态结构重要的作用。同一种材料处于不同的聚集态结构时，其表现的功能性可能差别很大时，其表现的功能性可能差别很大举例：高分子液晶是一类强烈依赖聚集态结构的功能高分子材举例：高分子液晶是一类强烈依赖聚集态结构的功能高分子材料。由对羧基苯甲酸料。由对羧基苯甲酸(PHB)与聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)共聚共聚制得的制得的PET/PHB共聚物在加热到共聚物在加热到300左右后快速冷却，可得到左右后快速冷却，可得到分子排列较规整的高分子液晶材料，具有十分优异的力学性能。分子排列较规整的高分子液晶材料，具有十分优异的力学性能。而若将其加

19、热到而若将其加热到400以上再快速冷却，得到的是无定型的高分以上再快速冷却，得到的是无定型的高分子材料，性能与普通的子材料，性能与普通的PBT材料差别并不十分明显。聚集态结材料差别并不十分明显。聚集态结构在此充分显示了它的作用。构在此充分显示了它的作用。各种材料的电导率比较各种材料的电导率比较5.2 导电高分子材料导电高分子材料几种典型的导电高聚物几种典型的导电高聚物 所谓导电高聚物是指具有共轭所谓导电高聚物是指具有共轭-共扼体系、共扼体系、其本身或经化学或电化学掺杂后，具有导电其本身或经化学或电化学掺杂后，具有导电性性能的一类高分子材料性性能的一类高分子材料 导电高分子导电高分子高分子链高分

20、子链与链非键合的阳离子或阴离子与链非键合的阳离子或阴离子5.2.1 导电高分子的电学性质特点导电高分子的电学性质特点u 通过控制掺杂度，导电高分子的室温电导率可通过控制掺杂度，导电高分子的室温电导率可在绝缘体在绝缘体-半导体半导体-导体范围变化，导体范围变化，目前最高的室温目前最高的室温电导率为电导率为105/cm，相当与铜的电导率，但质量仅为，相当与铜的电导率，但质量仅为铜的铜的1/12.u 导电高分子可拉伸取向。导电高分子可拉伸取向。沿拉伸方向的电导率沿拉伸方向的电导率随着电导率随拉伸度而增加，而垂直拉伸方向上的随着电导率随拉伸度而增加，而垂直拉伸方向上的电导率基本不变，呈现强的电导各向异

21、性。电导率基本不变，呈现强的电导各向异性。u 尽管导电高分子的室温电导率可以达到金属尽管导电高分子的室温电导率可以达到金属态，但它的电导率态，但它的电导率- -温度依赖性不呈现金属特性，温度依赖性不呈现金属特性，而呈现半导体的特性。而呈现半导体的特性。u 导电高分子的载流子既不同与金属的自由电导电高分子的载流子既不同与金属的自由电子，也不同于半导体的电子和空穴，二是用孤子、子，也不同于半导体的电子和空穴，二是用孤子、极化子、双极化子概念描述。极化子、双极化子概念描述。u 导电高分子的掺杂导电高分子的掺杂/ /脱掺杂完全可逆、掺杂伴脱掺杂完全可逆、掺杂伴随颜色变化等。随颜色变化等。5.2.2 导

22、电高分子的分类导电高分子的分类1. 1. 复合型导电高分子材料：复合型导电高分子材料： 是以有机高分子材料为基体，加入一定数量的导是以有机高分子材料为基体，加入一定数量的导电物质（如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、电物质（如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等）组合而成。金属氧化物等）组合而成。按结构和制备的的角度分类按结构和制备的的角度分类复合型复合型结构型结构型特点：特点： 兼有高分子材料的易加工性和金属的兼有高分子材料的易加工性和金属的导电性。与金属相比，导电性复合材料具导电性。与金属相比，导电性复合材料具有加工型好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率有加工型好、工艺简单、耐腐

23、蚀、电阻率可调范围大，价格低等优点。可调范围大，价格低等优点。复合型的导电高分复合型的导电高分子的复合方法子的复合方法将亲水性聚合物将亲水性聚合物或结构型导电高或结构型导电高分子与基体高分分子与基体高分子共混子共混将各种导将各种导电填料填电填料填充到基体充到基体高分子中高分子中举例：聚丙烯腈举例：聚丙烯腈(PAN)和聚氯乙烯和聚氯乙烯(PVC)或或PAN和和PA共混，共混，PAN质量分质量分数数5%-15%，导电，导电性突升性突升举例：炭黑是天然的导电举例：炭黑是天然的导电材料，炭黑填充的复合型材料，炭黑填充的复合型高分子用途广。另外金属高分子用途广。另外金属纤维等填充型高分子在低纤维等填充型

24、高分子在低填充量的情况下能获得较填充量的情况下能获得较高的导电率高的导电率复合型导电高分子的导电机理复合型导电高分子的导电机理 复合型导电高分子的导电是由导电填料提供载流子来实现。复合型导电高分子的导电是由导电填料提供载流子来实现。原来孤立分散的填料微粒在体积分数达到某一临界含量后，就会原来孤立分散的填料微粒在体积分数达到某一临界含量后，就会形成连续的导电通路。这时离子处于两种状态形成连续的导电通路。这时离子处于两种状态: 一是离子间发生物理接触，电荷载流子可在连续的导体内流动；一是离子间发生物理接触，电荷载流子可在连续的导体内流动； 二是离子间有就黏剂薄层存在，以致载流子本身的激活而导电。二

25、是离子间有就黏剂薄层存在，以致载流子本身的激活而导电。 因此材料成分特别是填料粒子的分散状态及其与高分子材料因此材料成分特别是填料粒子的分散状态及其与高分子材料基质的相互作用决定了复合材料的导电性。只有填料粒子既能较基质的相互作用决定了复合材料的导电性。只有填料粒子既能较好地分散，又能形成三维体网状结构或蜂窝状结构时，才能具有好地分散，又能形成三维体网状结构或蜂窝状结构时，才能具有良好的导电性。良好的导电性。渗滤现象渗滤现象导电过程：导电过程：一是导电通路的形成一是导电通路的形成二是导电通路形成后二是导电通路形成后如何导电如何导电渗滤现象？渗滤现象？ Miyasaka等提出的热力学理论：等提出

26、的热力学理论： 高分子树脂基质与导电填料之间的界面效应对复合体系中高分子树脂基质与导电填料之间的界面效应对复合体系中导电通路的形成具有很大的影响。导电通路的形成具有很大的影响。 在进行复合的过程这种，填料粒子的自由表面变成润湿的在进行复合的过程这种，填料粒子的自由表面变成润湿的界面，形成高分子界面，形成高分子-填料界面层，体系产生界面能量过剩，随着填料界面层，体系产生界面能量过剩，随着填料含量的增加，界面能过剩不断增加。当达到一个和高分子填料含量的增加，界面能过剩不断增加。当达到一个和高分子种类无关的普适常数后，导电离子开始形成网络即导电通路。种类无关的普适常数后，导电离子开始形成网络即导电通

27、路。宏观上表现为体系的电导率突增。宏观上表现为体系的电导率突增。导电通道、隧道效应、场致发射导电通道、隧道效应、场致发射2. 2. 结构型导电高分子结构型导电高分子 结构型导电高分子的导电是高分子材料本身或经过少量掺结构型导电高分子的导电是高分子材料本身或经过少量掺杂后具有导电性的高分子物质，一般电子高度离域的共轭聚合杂后具有导电性的高分子物质，一般电子高度离域的共轭聚合物经过适当的电子给体或受体掺杂后制得。物经过适当的电子给体或受体掺杂后制得。电子型导电子型导电（电子电（电子or空穴）空穴）共轭结构高共轭结构高分子分子金属有机螯金属有机螯合物高分子合物高分子电荷转移配电荷转移配合物高分子合物

28、高分子离子型导电离子型导电高分子固高分子固体电解质体电解质（1）结构型导电高分子的导电类型）结构型导电高分子的导电类型a. 离子导电性离子导电性v高分子电解质的离子导电高分子电解质的离子导电 高分子电解质的种类很多，主要包括：高分子电解质的种类很多，主要包括：u 阳离子高分子如各种聚季铵盐、聚硫盐、聚磷盐等；阳离子高分子如各种聚季铵盐、聚硫盐、聚磷盐等；u 阴离子高分子，如聚丙烯酸及其盐类、聚磺酸盐类、聚磷阴离子高分子，如聚丙烯酸及其盐类、聚磺酸盐类、聚磷酸盐类等；酸盐类等；u 非离子型高分子，因有很强的亲水性，所以在一定湿度下非离子型高分子，因有很强的亲水性，所以在一定湿度下也显示离了导电性

29、，如聚乙烯醇、聚氯乙烯类等。也显示离了导电性，如聚乙烯醇、聚氯乙烯类等。 高分子电解质的导电性主要体现在高分子离子的对应反离子高分子电解质的导电性主要体现在高分子离子的对应反离子作为载流于而显示离子传导性。作为载流于而显示离子传导性。v高分子化合物高分子化合物( (聚环氧乙烷聚环氧乙烷PEO)-PEO)-碱金属盐的碱金属盐的 快离子导电快离子导电 1973年，英国科学家赖特发现高分子化合物年，英国科学家赖特发现高分子化合物聚环氧乙聚环氧乙烷具有与无机盐形成配合物的强烈倾向，如聚环氧乙烷能够烷具有与无机盐形成配合物的强烈倾向，如聚环氧乙烷能够与碱金属盐与碱金属盐Cs2S、NaI等形成具有离子导电

30、性的配合物，其电等形成具有离子导电性的配合物，其电导率达到导率达到l0-4S/cm。 由于这类高分子配合物具有远高于一般高分子电由于这类高分子配合物具有远高于一般高分子电解质的电导率，表明其载流于数目较多或载流子迁解质的电导率，表明其载流于数目较多或载流子迁移速度较快，因此被称为移速度较快，因此被称为“快离子导体快离子导体”、“超离超离子导体子导体”或或“高离子导体高离子导体”。a. 离子导电性离子导电性PEO-无机盐快离子导电无机盐快离子导电b.共轭结构高分子的导电共轭结构高分子的导电第一，分子轨道能强烈离域；第一，分子轨道能强烈离域；第二，分子轨道能互相重叠。第二，分子轨道能互相重叠。 满

31、足这两个条件的共轭体系高分子，使能通过满足这两个条件的共轭体系高分子，使能通过自身的载流子产生和输送电流。自身的载流子产生和输送电流。某些具有共轭结构某些具有共轭结构高分子如聚乙炔、聚苯胺等，经化学或电化学高分子如聚乙炔、聚苯胺等，经化学或电化学“掺掺杂杂”可达到较高的电导率，其导电是以电子导电为可达到较高的电导率，其导电是以电子导电为主主。c.电荷转移型高分子的导电电荷转移型高分子的导电电何转移配合物电何转移配合物 由容易给出电子的电子给体由容易给出电子的电子给体(D)和容易接受电子和容易接受电子的电子受体的电子受体(A)之间形成的复合体称为电荷转移配合之间形成的复合体称为电荷转移配合物物(

32、简称简称CT)。给电子体：四硫富瓦烯给电子体：四硫富瓦烯(TTF)吸电子体：四氰代二次甲基苯醌吸电子体：四氰代二次甲基苯醌(TCNQ)给给电电子子体体典型的电荷转移配合物典型的电荷转移配合物d. 金属有机螯合物高分子金属有机螯合物高分子(1)主链性金属有机配合物主链性金属有机配合物 由含共轭体系的高分子配位体与金属构成的主链型配合由含共轭体系的高分子配位体与金属构成的主链型配合物，通过金属自由电子的传导而导致高分子链本身导电，是物，通过金属自由电子的传导而导致高分子链本身导电，是真正的导电高分子。真正的导电高分子。(2)二茂铁型金属有机二茂铁型金属有机高分子高分子 二茂铁型金属有机高二茂铁型金

33、属有机高分子是由二茂铁以各种形分子是由二茂铁以各种形式引入高分子链所形成。式引入高分子链所形成。其本身的导电性并不高其本身的导电性并不高(电电导率在导率在10-10-10-14S/cm)。二。二茂铁型高分子的电导率随茂铁型高分子的电导率随氧化程度的提高而迅速上氧化程度的提高而迅速上升升.氧化程度对二茂铁型高分子的电导率的影响氧化程度对二茂铁型高分子的电导率的影响(3)金属酞菁高分子金属酞菁高分子 含有庞大酞含有庞大酞菁菁基基团团的金的金属酞属酞菁菁高分子，具有平面高分子，具有平面体系结构。由于中心金属体系结构。由于中心金属的的d轨道与酞轨道与酞菁菁基团中基团中轨轨道相互重叠，使整个体系道相互重

34、叠，使整个体系形成一个大的共扼体系，形成一个大的共扼体系，导致电子流动而导电。导致电子流动而导电。Me=Cu、Ni、Mg、Al、Ca、Sn同轴同轴“面对面面对面”酞菁基团高分子酞菁基团高分子导电高分子的分类和特点导电高分子的分类和特点常常见见材材料料和和聚聚合合物物的的电电导导率率范范围围聚乙炔聚乙炔掺杂方法掺杂方法掺杂剂掺杂剂电导率（电导率（s/cm)未掺杂型未掺杂型顺势聚乙炔顺势聚乙炔反式聚乙炔反式聚乙炔1.7X10-94.4X10-5P-掺杂型掺杂型（氧化型）（氧化型）碘蒸气掺杂碘蒸气掺杂(CH0.07+)(I3-)0.07x五氟化二砷蒸气掺杂五氟化二砷蒸气掺杂(CH0.1+)(AsF6-)0.1x高氯酸蒸气或液