为什么塑料会导电?
导电塑料绝大多数是本来是绝缘的材料里掺加高浓度的丝状炭黑和完全焦化的化合物制得的。用体积电阻率和表面电阻率同样足以描述它们的电性能。这种依仗炭丝网络结构的电性能取决于制备它们的方法,也随机械弯曲和接触庄力的改变而变化。
导电塑料综合了金属的导电性(即在材料两端加上一定电压,在材料中有电流通过)和塑料的各种特性(即材料分子是由许多小的、重复出现的结构单元组成的)。要想赋予聚合物以导电性,在聚合物主链中就必须引入π共轭体系,构成π电子系重叠的高分子,而且高分子的有规结构也是不可缺少的,而掺杂剂即可胜此任。
因此,塑料材料具有导电性的第一个条件是它必须具有共轭的π电子体系,第二个条件是它必须经过化学或电化学掺杂,即通过氧化还原过程使聚合物链得到或失去电子。研究进展表明,人们能够生产出导电性超过铜的塑料,以及在室温下导电性超过其他任何材料的塑料。
扩展资料:
结构型导电塑料
是指塑料本身具有“固有”的导电性,由聚合物结构提供导电载流子(电子、离子或空穴)。这类塑料经过掺杂后,电导率可大幅度提高,其中有些甚至可达到金属的导电水平。掺杂的方法有化学掺杂和物理掺杂二大类,掺杂剂有电子受体、电子给体和电化学掺杂剂等。掺杂型聚乙炔是个典型例子,在添加碘或五氟化砷等电子受体后,电导率可增至104Ω-1·cm-1。
结构型导电塑料可用于制作大功率塑料蓄电池、高能量密度电容器、微波吸收材料等。
复合型导电塑料
在复合型导电塑料中,塑料本身并不具备导电性,只充当了粘合剂的角色。导电性是通过混合在其中的导电性的物质如炭黑、金属粉末等获得的。这些导电性物质称为导电填料,以银粉和炭黑使用最多,它们在复合型导电塑料中起着提供载流子的作用。
复合型导电塑料制备方便,有较强的实用性,常应用于开关、压敏元件、连接器、抗静电材料、电磁屏蔽材料、电阻器及太阳能电池等。
参考资料:百度百科——导电塑料
2024-10-28 广告
一般情况下,纯塑料是绝缘材料,不具备导电性能。然而,通过添加导电填料,如炭黑、导电纤维或导电颗粒等,可以将塑料材料赋予导电性。
导电填料的存在可以创造出一种导电网络,其中填料粒子相互连接并形成连续的导电路径。这样,当电荷施加在导电塑料上时,电荷可以在导电网络中自由流动,从而实现导电效果。
导电填料的导电机制主要有两种:
隧道效应:在导电塑料中,导电填料之间的微小间隙形成隧道,电子可以通过这些隧道从一个填料粒子跃迁到另一个填料粒子。这种跃迁过程被称为隧道效应,它促使电荷在导电网络中传导。
接触效应:导电填料与塑料基体之间的接触点也起着重要作用。填料粒子与基体之间的接触可以形成电子的传导路径,通过填料与基体之间的接触点,电荷可以在导电网络中流动。
需要注意的是,导电填料的添加量、粒径、分散性以及基体材料的性质等因素都会影响导电性能。适当的填料选择和控制可以实现所需的导电性能,并满足特定应用的要求。
值得一提的是,导电塑料通常在工业和科技领域中应用广泛,用于制造电子元器件、电磁屏蔽材料、静电保护设备、传感器等。