环境工程学报
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导电性高分子材料:用途广泛的高分子材料

  导电性高分子材料一般分为复合型和结构型两大类。


  复合型导电高分子材料,它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。


  结构型导电高分子材料是有机聚合掺杂后的聚乙炔,具有类似金属的电导率。纯粹的结构型导电高分子聚合物至今只有聚氮化硫类,其他许多导电聚合物几平均需采用氧化还原、离子化或电化学等手段进行掺杂之后才能有较高的导电性。其代表性产物有聚乙炔、聚对苯撑、聚吡咯、聚噻吩、聚吡啶、聚苯硫醚等。还有一种叫做热分解导电高分子,这是把聚酰亚胺、聚丙烯腈等在高温下热处理,使之生成与石墨结构相近的物质,从而获得导电性。这些热分解导电高分子的特征是无须掺杂处理,故具有优异的稳定性。结构型导电高分子材料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。


  渔用无毒导电高分子防污涂料项目简介:该产品是具有导电性能的新一代无毒防污涂料,它是建立在导电高分子应用研究取得突破进展的基础上,与传统树脂复合而制成的高科技产品。首先要制备高性能的可溶的导电高分子材料,然后再通过相应的工艺技术与传统的树脂颜填料复合。将该种涂料涂敷于渔具(主要是聚乙烯网线和尼龙网线)上,具有良好的附着性能、可使渔具具有优良的抗拉、抗拆、抗冲击能力,并极富弹性。该产品可有效地防止藻类、蛸类等海洋生物在网上附着而堵塞网孔,使营养和氧分能够畅通无阻地进入网箱内,提高养殖产量和质量。


  高性能导电涂料项目简介:该项目主要进行了以超细银为导电介质的导电涂料研制,采用超细银表面原位聚合技术,使超细银介质以超细状态分散于高分子介质中,大大提高导电涂料的防沉降性和导电介质的分散均匀性,从而提高导电性,并具有卓越的电磁屏蔽效果,对300MHz-1.8GHz的电磁波屏蔽效果达80dB;解决了超细粉体及高分子基体与溶剂的相互作用关系,解决了导电涂料引起被涂基材应力开裂的关键技术,采用低毒复合溶剂,解决了溶剂对环境和人体的污染,解决了环保型超细导电涂料产业化和应用中的重点和关键技术:导电涂料与被涂基材的相互作用关系;超细化导电涂料的大规模机器人自动化喷涂技术;超细化导电涂料涂层均一性控制;解决导电涂料涂装中粒子沉降而堵塞管路技术。


  蓄热导电纱线项目简介:蓄热导热纱线选用了高科技亚纳米技术渗碳腈纶短纤维和抗起球的腈纶短纤维。采用独特的纺纱工艺、人工预开松碳腈纤维后,再与白腈人工拌和;选用清钢联高效生产设备,以“多纶混棉、气流配棉,自由混和”的工艺设计,既减少纤维损伤,又确保了两种纤维混合的均匀度;在尽量避免纤维损伤的前提下,精心设计梳理工艺、减少短绒并使纤维梳理伸直;条粗细工艺设计注意欠伸分配、张力控制、确保了成纱的条件均勾度及成纱强度;进行了必要的隔离,制订和实施了一套适合该纤维生产的温湿度标准和操作标准、有效防止了纤维飞散。


  意义:该纱线面料改变了传统服装的厚重感觉,却有很好的蓄热保暖性,并抗起毛起球、抗静电、不吸尘。


  Y芳香型高分子超离子导体研究项目简介:该课题组以脲、硫脲为主体加入少量高分子材料制备新型高分子固体电解质,筛选出几种较好的无机盐和高分子聚合物,确定出它们和脲、硫脲的最佳配比,最高室温电导率达4.35×10-2S.cm-1。并在此基础上,进行了多种无机盐与脲、硫脲的复合高分子固体电解质的制备及研究,通过对SPE的电解反应、红外、紫外、质谱分析及差热分析确定了其组成和结构与导电性能间的关系,初步弄清了离子在固体电解质中的导电传输机理。


  激光诱导电化学组装纳米导电聚合物项目简介:利用飞秒激光相干场在化学、电化学组装的导电聚合物薄膜上诱导的周期性的光栅结构,由于导电聚合物具有电致变色和光致变色的特性,因此该类光栅结构具有重要的应用;利用飞秒激光相干场在化学、电化学组装的导电聚合物薄膜上诱导的周期性的光栅结构,此类周期性结构可望在电化学传感器、微电子器件等方面进行应用;利用飞秒激光诱导制备的导电聚合物复合材料具有良好的吸收光谱特性,而且光学吸收性质具有一定程度的可调谐性,因此在光电子器件、装饰材料、太阳能敏化材料等方面具有重要的应用;利用飞秒激光诱导制备的导电聚合物复合材料在红外吸收、微波吸收方面的特性,因此可以在隐身材料方面开发其应用。


  喷涂法制备透明导电低辐射玻璃涂层项目简介:该项目在国内首次利用液相喷涂生产低辐射玻璃涂层,其制备工艺简单,生产成本较低。就应用领域而言,性能要求相对较低的普通透明导电玻璃可能将是本项目技术应用的突破口,应用于离线生产低辐射玻璃在产业化技术难度上将低于在线生产低辐射玻璃。该项目一旦产业化,不仅将拥有完全自主知识产权的低辐射玻璃生产技术,更为重要的是将改变目前低辐射玻璃价格高,只能应用于高档建筑物的局面,大大促进低辐射玻璃在市场巨大的民用住宅中的早日应用。


  DAD-90B2导电胶粘剂项目简介:装片用导电胶,除了导电、牢度、耐热要求之外,还有点胶工艺性和杂质离子含量低等特殊要求,研究的难度和可靠性试验周期较长。随着集成电路集成度的提高,芯片尺寸加大,现有的导电胶由于固化时产生应力,造成大芯片(5×5mm以上)内部产生裂纹,严重影响器件的可靠性。


  意义:该产品改进了以往导电胶的内应力较大的缺陷,是一种适应不同尺寸芯片装片的导电胶,基本满足了集成电路发展的需要。


  导电方格聚丙烯新材料项目简介:导电方格聚丙烯新材料将聚丙烯原料内加入一定比例的石墨粉,再加入一定量的硅藻土、增强剂等原料搅拌均匀后进行增温、加压挤出、拉丝、拉伸、分切,再进行收卷,使丙丝厚度达到0.2mm,宽度达到2mm,然后按一定比例均分,制成导电方格新型包装材料,达到一定的柔性。


  意义:该项目有效地避免了化工原料在运输和使用过程中由于静电造成的火花、燃烧、爆炸等潜在危险,是一种理想的高科技新型包装材料,市场前景广阔。


  WJ-30导电碳浆项目简介:该项目将溶剂和助剂进行合理的称量加温搅拌到一定的时限形成A胶;再将溶剂(DBE)和助剂(VAGF树脂、FAA乙酸乙脂)合理称量加温搅拌到规定时限形成B胶;然后将A、B胶混合搅拌后,添加F特二号石墨粉和XC-72碳黑再进行搅拌一定的时期,最近经三辊研磨机研磨若干遍,形成了导电碳浆。


  意义:该项目首次将石墨和碳墨为导电载体,有效地保证了薄膜开关的可靠性和耐用性。


  高导电性铟锡氧化物纳米透明涂层分散液项目简介:高导电性铟锡氧化物(以下简称“ITO”)纳米透明涂层分散液是用于纯平显像管、显示管、平板等离子显示屏、透明视窗的最新一代涂层材料,能够达到防静电、屏蔽电磁波辐射的效果,符合环保TCO-99的标准。该项目研制的ITO分散液,直接采用高质量的纳米级铟锡氧化物粉体进行深加工,不仅使形成的分散液稳定性能好,而且涂膜后对可见光透过率高、导电性能好,成本也远远低于进口产品。


  新型纳米导电粉研制项目简介:该项目研究采用化学沉淀法制备出新型纳米导电粉,对微波辐射法、球磨固相化学反应法等工艺条件进行了探索,并首次制备了掺杂稀土元素的导电粉与聚苯胺的复合材料,导电粉的粒径为20nm~50nm;电阻率为0.37Ω?cm^2;电磁波屏蔽率为90.23%。


  意义:该项目研究水平达到先进水平。


  原液着色复合导电纤维开发项目简介:该项目采用双组份皮芯型复合和色母粒直接注射法,研制出了原液着色导电纤维,用该纤维以一定间距织入常规纱线织物中,依靠电晕放电机理,消除织物所带的电符,达到防静电效果,该项目在国内首次在复合导电纤维的制备中采用色母粒直接注射法,并攻克了着色均匀度差,芯层组份色露及皮芯型导电纤维放电电压高等关键技术,已成功研发的红、蓝、灰、表、黑、绿等原液沣着色导电纤维。


  意义:该产品各项技术经济指标达到科技合同和企标的要求,防静电性能达到了先进水平。


  稀土纳米浅色导电粉研制项目简介:该项目采用正交多项回归法,优化了制备条件,在各种稀土元素掺杂提高导电粉性能方面进行了探索性的研究。利用化学共沉淀法成功制备了稀土纳米浅色导电粉,该导电粉的粒径为:20nm-50nm;电阻率为:0.37Ω?cm;电磁波屏蔽率为:90.23%。


  意义:该材料对电磁的屏蔽性能达到先进水平。


  新型有机高聚物透明导电薄膜研究项目简介:透明导电薄膜因其既有高的导电性,又有较好的光透过性,成为在电子和光学领域中应用十分广泛的特种功能薄膜。目前常用的是氧化物半导体膜(ITO膜),在一些特定场合受到限制。近年随着导电聚合物材料研究的进展,出现了新一类有机高聚物导电薄膜。该项目从导电高聚物聚本胺入手,使用不同掺杂剂和掺杂方法获得了不同导电率的聚本胺。研究了导电聚本胺薄膜的制备条件,以及透光率和导电率的关系。


  意义:其研究结果为开发新型透明导电电极材料和在电子照相、静电复印、光存储器、壁挂式大屏幕及终端设备等领域有着应用前景。


  碳纳米层片的制备、结构与特性研究项目简介:该项目借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量散射谱、透射电子显微镜(TEM)、电子衍射、高分辨透射电子显微镜(HRTEM),原子力电子显微镜等现代表征手段对新型碳质材料的结构进行了表征。新结构碳(质)材料的形成机理是炭黑中存在着某些可以溶解在某些有机溶剂(如:乙醇)中的碳(质)活性原子层碎片或原子簇,这些碎片或原子簇通过自组装发生结构重组,从而形成新的结构。碳(质)纳米层片的制备方法能有效改善炭黑在聚合物基体中的导电性能;研究中还发现一种能控制聚合物体积电阻的炭黑改性方法,通过改变改性剂的添加量可实现控制电阻的目的。


  意义:这两种改性炭黑在导电塑料和导电橡胶制品中将具有广阔的应用前景。


  导电-抗静电聚烯烃粒料项目简介:该产品对抗静电粒料生产的传统配方进行了重大改革,为大幅度提高粒料的抗静电值,采用经特殊偶联剂处理后的导电碳黑替代传统的抗静电剂,此种经处理后的导电碳黑具有良好的隧道效应,添加进粒料后使粒料具有相当的导电功能,从而具有极大的抗静电性能。为保证导电物质的均匀分布,确保产品良好稳定的性能,同时添加双硬脂酰胺EBS,LEVA-3和低分子聚乙烯蜡等作为生产助剂;为解决粒料在混炼挤出过程中的热老化和制品使用过程中的老化问题,添加了复合型抗氧化剂。


  高精细电路用各向异性导电胶膜ACF项目简介:该课题研究出高精细电路用各向异性导电胶膜ACF。各向异性导电胶膜(Anisotropic Conductive Film),简称ACF,是以化学粘接的方式完成电路间的连接,操作简单方便,易实现自动化流水线生产。它可以牢固地连接间距为0.20~0.02mm的线路,常用于COG(Chip-On-Glass芯片绑在玻璃上)连接、TAB(Tape Automated Bonding 带式自动绑定)连接、COF(Chip-On-Flexible芯片绑在柔性板上)连接、COB(Chip-On-Board芯片绑在刚性板上)连接等,是目前高密度大信息量显示器组装及高精细电路互连所必备的关键材料。


  意义:随着小型超薄、大平面显示器的发展,超精细线路设计的需求以及移动通讯等行业的快速发展,ACF封装材料将具有十分广阔的市场前景。


  导电聚合物材料及其在电容器中应用项目简介:该项目主要研究了新型导电聚合物单体的合成、聚合物薄膜材料的制备、聚合物电极及其在电解电容器中的应用等内容,代表性成果为具有独立知识产权的高导电率聚合物薄膜制备技术和高性能片式有机固体电解电容器。内容:固体电容器用导电聚合物阴极材料的设计与优选;导电聚合物的作用机理、材料结构与性能的关系;乙烯二氧噻吩单体材料的合成方法和工艺;聚乙烯二氧噻吩的合成方法与工艺;聚乙烯二氧噻吩导电薄膜的制备与性能;多孔表面上聚合物的被膜方法与工艺;受限空间内聚合物成膜机理与建模;提高固体电容器静电容量引出率的方法和工艺;导电聚合物阴极电容器制备方法;导电聚合物阴极电容器生产工艺的稳定性与可靠性。


  挠性印刷电路用低电阻快速固化导电银浆项目简介:该项目通过对银粉选择、树脂选用和配比的深入研究,建立了独特的挠性印刷电路用导电银浆的生产工艺和设备体系方案,以及相应的检测方法。形成了4个不同银含量、不同固化温度、不同用途的系列产品,具有银含量低、电阻低、固化温度低、速度快、挠曲性好的特点,与多种导电碳浆、绝缘油墨有着良好的浸润性和附着性。


  辐射交联聚乙烯(IXPE)导电泡棉项目简介:该课题研制成功了辐射交联聚乙烯(IXPE)导电泡棉代替进口产品。因其既能防静电、又能对被包装材料缓冲减震的双重作用而被优选为对静电敏感的电子元器件、光电模块、电子设备等的包装材料。辐射交联聚乙烯导电泡棉产品是黑色泡棉,泡孔闭合均匀,穿刺压力小,表面电阻和体积电阻为10^4~10^6Ω,导电性能恒定持久,产品的性能和质量稳定,具有防静电、无腐蚀、不起尘脱皮脱屑、洁净、防潮、防震、隔热、环保等特点,是性能优异的ESD控制材料。


  意义:可用于现代微电子、光电子、通讯、宇航、军工、石化、IT等高科技领域,有广泛的用途和前景。


  镧锶钴氧导电薄膜材料制备方法项目简介:该发明提供了一种镧锶钴氧导电薄膜材料的制备方法,该方法包括先驱体溶液的配制,即将溶剂醋酸、去离子水、乙酰丙酮和溶质醋酸镧、醋酸锶和醋酸钴以0.2-0.4M的浓度在一定的温度下混合和将配制好的先驱体溶液用匀胶机甩开得到干膜,然后在快速热退火炉中分段升温进行热处理,得到所需厚度的LSCO薄膜材料。该薄膜性能优良,电阻率值为0.95mW?cm,晶粒尺寸为50~100 nm,表面粗糙度为2.7nm,用该薄膜做铁电存储器的电极经标准铁电测量系统测试,3×109次翻转后不显示疲劳。


  意义:该薄膜材料适合做铁电存储器的电极。


  碳纳米管-聚脂有机复合导电纤维研制与开发项目简介:该项目是自主开发的碳纳米管-聚酯有机复合导电纤维,采用多壁碳纳米管做导电成分,通过在聚酯生产过程中加入碳纳米管,控制适当的聚合和纺织生产工艺,使 碳纳米管在聚合物及纤维中呈纳米级分布;利用碳纳米管,采用新的分散工艺,制备导电性能优良的导电母粒,再经复合纺丝,制成导电性能良好的纳米管-聚酯有机复合导电纤维,市场前景广阔;该项目生产的机复合导电纤维质量达到Q/XHX001-2003企业标准。


  意义:其性能指标达到国际同类产品先进水平。


  导电纳米气凝胶常压制备与机理研究项目简介:该项目为基础性研究,但具有明显的应用背景,碳气凝胶及其薄膜材料是良好的导电介孔材料,不仅可以用于锂电池的电极材料,还可以用于超级电容器的电极、新型海水淡化装置电极等。由于本材料是典型的环保与能源材料,所以有利于保护环境与资源的合理利用。锂离子电池作为一种新型的高效二次电池,已经广泛地应用于日常生活,并已工业化生产,因此低成本和高性能是一个重要的发展方向。碳气凝胶材料具有很高的电池容量,可以应用于高能锂离子电池等多方面,具有广阔的应用前景。


  意义:用气凝胶为模板制备纳米管、纳米线和复合结构是纳米材料制备的新方法,它的研究、发展和成熟将为纳米材料的制备、研究和应用提供新的途径。


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