导电性高分子材料一般分为结构型和复合型两大类。结构型导电高分子聚合物是有机聚合掺杂后的聚乙炔,具有类似金属的电导率。结构型导电高分子材料的主要用途是导电材料、蓄电池电极材料、光功能元件、半导体材料,其研究开发主要集中在以T4个方面:
①具有与金属相同的电导率;
②在空气中是稳定的;
③具有高功能;
④具有良好的加工成型性。
复合型导电高分子材料是由导电性物质与高分子材料复合而成。这是一类已被广泛应用的功能性高分子材料。
复合型导电高分子材料的分类及用途:
复合型导电高分子材料的分类有很多种,根据电阻值的不同可分为:半导电体、除静电体、导电体、高导电体;根据导电填料的不同可分为:抗静电剂系、碳系(炭黑、石墨等)、金属系(各种金属粉末、纤维、片等);根据树脂的形态不同可分为:导电塑料、导电橡胶、导电涂料、导电胶粘剂、导电薄膜等;还可根据其功能不同分为:防静电材料、除静电材料、电极材料、发热体材料、电磁波屏蔽材料。
复合型导电高分子材料中导电塑料的用途:在电子、电器领域中作集成电路、晶片、传感器护套等精密电子元件生产过程中使用的防静电周转箱、IC及LCD托盘、IC封装、晶片载体、薄膜袋等;防爆产品的外壳及结构件,如:煤矿、油船、油田、粉尘及可燃气体等场合中使用的电器产品外壳及结构件;中、高压电缆中使用的半导电屏蔽料;电讯、电脑,自动化系统、工业用电子产品、消费用电子产品、汽车用电子产品等领域中的电器产品EMI屏蔽外壳。
导电塑料其主要作用为:
(1)防止静电
普通高分子材料在加工和使用过程中,静电现象十分严重,在某些情况下,不但会影响材料的使用性能,甚至还会造成危害,如降低感光胶片的使用性能;塑料包装材料的静电吸尘,降低了商品价值;易燃、易爆环境使用的各种塑料制品和电子产品,由于静电引起的火花爆炸及燃烧。所有这些都应该采用导电复合、材料,以提高材料的静电能力。
(2)作为新型屏蔽材料
所谓对电磁波的屏蔽作用是指限制电磁波的能量由材料的一面向另一面传递,使用磁场强度或辐射强度降低,其屏蔽效果用电磁波衰减的分贝值DB表示,每衰减10DB,表示电磁波强度下降一个数量级。目前在塑料中填加金属箔片和金属纤维,是制造电磁波屏蔽用导电塑料的主要方法。
由于电子、通讯、信息技术的迅速发展,无限电射频干扰(信号干扰)不可避免,对屏蔽和隐身材料提出了更高的要求。铁氧体具有吸收电磁波的特性,但其加工工艺限制了它的应用,如果把铁氧体粉末与树脂复合物则可用热压方法制成各种形状的屏蔽零件或用涂敷的方法制成表面吸收涂层以满足需要。
(3)电器工程及其他
复合导电塑料还大量用作高压电缆的内、外部的半导体层,以及低压电缆的外部半导体层。导电橡胶气密性好,经常用于密封材料。另外,导电橡胶在电子和电真空技术中经常用到,它可以克服由于锡焊造成的缺点,具有一定的强度和导电性。
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