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導電高分子的導電機理是什么?

作者:訪客發布時間:2021-07-05分類:聚合物瀏覽:83


導讀:你所問的應該是本征型導電高分子材料(結構型導電高分子),即高分子本身具備傳輸電荷的能力,結構型導電高分子本身具有“固有”的導電性,由聚合物結構提供導電載流子(包括電子、離子或空穴...

你所問的應該是本征型導電高分子材料 (結構型導電高分子),即高分子本身具備傳輸電荷的能力,結構型導電高分子本身具有“固有”的導電性,由聚合物結構提供導電載流子(包括電子、離子或空穴)。這類聚合物經摻雜后,電導率可大幅度提高,其中有些甚至可達到金屬的導電水平。
高分子聚合物導電必須具備兩個條件:
(1)要能產生足夠數量的載流子(電子、空穴或離子等);
(2)大分子鏈內和鏈間要能夠形成導電通道。
A. 離子型導電高分子材料
① 非晶區擴散傳導離子導電
無論是線型、分枝型還是網狀對于大多數聚合物來說,完整的晶體結構是不存在的,基本屬于非晶態或者半晶態。離子導電聚合物的導電方式主要屬于非晶區擴散傳導離子導電,即非晶區傳輸過程。
② 自由體積導電理論
雖然在玻璃化轉變溫度以上時聚合物呈現某種程度的“液體”性質,但是聚合物分子的巨大體積和分子間力,使聚合物中的離子仍不能像在液體中一樣自由擴散運動,聚合物本身呈現的僅僅是某種粘彈性,而不是液體的流動性。
B. 電子型導電高分子材料
作為主體的高分子聚合物大多為共軛體系(至少是不飽和鍵體系),長鏈中的π鍵電子較為活潑 ,特別是與摻雜劑形成電荷轉移絡合物后 ,容易從軌道上逃逸出來形成自由電子。大分子鏈內與鏈間π電子軌道重疊交蓋所形成的導電能帶為載流子的轉移和躍遷提供了通道。在外加能量和大分子鏈振動的推動下 ,便可傳導電流。
(摻雜導致的結果:在聚合物的空軌道中加入電子或從占有軌道中拉走電子,從而改變原有電子能帶的能級,產生能量居中的半充滿能帶,減小能帶間的能級差,使自由電子遷移阻力降低。)

標簽:導電機理高分子導電聚合物


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