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低温等离子在导电高分子材料制备领域的应用


导电塑料是一种高分子材料,是目前国际上一个十分活跃的研究开发领域,已从初期的纯实验室研究发展到应用研究阶段,成为新一代电子材料。导电高分子材料按照其导电机理可分为结构型和复合型两大类。目前,结构型导电高分子材料的合成工艺较复杂,成本较高。而复合型导电高分子材料加工简单,成本低,因而被广泛应用于电子、汽车、民用等领域。
结构型导电塑料是将树脂和导电物质混合,用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料。主要应用于电子、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域。
导电塑料一般有以下几种分类方法:
1、照电性能分类,可分为:绝缘体、防静电体、导电体、高导体。通常电阻值在1010Ω•cm以上的称为绝缘体;电阻值在104~109Ω•cm范围内的称作半导体或防静电体;电阻值在104Ω•cm以下的称为导电体;电阻值在100Ω•cm以下甚至更低的称为高导体。
2、电塑料的制作方法分类,可分为结构型导电塑料和复合型导电塑料。结构型导电塑料又称本征型导电塑料,是指本身具有导电性或经化学改性后具有导电性的塑料。
结构型高分子导电材料主要有:
(1)π共轭系高分子:如聚乙烯、(Sr)n、线型聚苯、层状高聚物等;
(2)金属螯合物:如聚酮酞菁;
(3)电荷移动型高分子络合物:如聚阳离子、CQ络合物。
结构型高分子材料的生产成本高、工艺难度大,至今尚无大量生产,现在广泛应用的导电高分子材料一般都是复合型高分子材料,其填充物质主要有:
a.金属分散系;b.炭黑系;c.有机络合物分散系;d.碳纤维。
3.按用途的不同分类,可分为:抗静电材料、导电材料和电磁波屏蔽材料。
导电填料对导电性的作用可以用隧道理论来阐述。导电塑料之所以能够导电还由于电子能通过导电填料之间的间隙。在某一临界浓度时,导电填料之间的间距只要减少很小的一部分,电子就可以通过导电填料间的孔隙而导电,这时电阻率发生突变,导电塑料由原来的绝缘体变成导体,即产生了渗滤效应。炭黑填充LDPE复合物的渗滤浓度与炭黑的结构有关。特导电炭黑填充复合物的渗滤浓度要小于乙炔碳黑填充复合物的渗滤浓度。
要达到临界浓度在生产工艺中还是比较困难的,但采用低温等离子处理工艺可以使达到临界浓度变得比较简单。
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