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     摘要：導電高分子具有特殊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電學性能，在光電子、信息產(chǎn)業(yè)、航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的用途，亦在防電磁包裝、防靜電包裝、隱身包裝(防紅外、防雷達)、智能包裝等方面，有著誘人的應(yīng)用前景。因此，電氣化塑料包裝是21世紀研究發(fā)展和推廣應(yīng)用的重點。     自19世紀70年代聚合物發(fā)明100多年以來，它一直以絕緣這一偉大優(yōu)點而自豪，并在工業(yè)中特別是在包裝領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用。但誰也沒有料到，絕緣性能優(yōu)良的聚合物在20世紀80年代，由于高科技的注入而變得更加溫馴。其應(yīng)用領(lǐng)域更加拓寬而馳騁天下。1 概論     1977年，日本白川英樹(K.Shiakawa)和美國麥克狄密德(Mac Diarmid)各自領(lǐng)域的研究小組幾乎同時發(fā)現(xiàn)，只要給聚乙炔進行摻雜例如AsF5、I2等，就可以改變高聚物的性能，從而獲得了導電性高聚物(conducting Polymers)。于是第一個導電高分子聚乙炔PAc(Polyacetylene) 薄膜問世了。從此打破了高聚物是絕緣體的傳統(tǒng)觀念，高分子聚合物進入了開發(fā)、應(yīng)用的新時代。     進入1980年以后，美、英、德、日、法、中、蘇等國開始大量研究導電聚合物。經(jīng)過20多年的研究，一大批導電聚合物先后發(fā)現(xiàn)問世，導電聚合物的導電性能(電導率)也由當初的103S/cm逐漸提升到如今的106S/cm，提高了1000倍，達到了銅金屬導電的高水平。在此領(lǐng)域作出偉大貢獻的科學家K.Shiakawa等人亦因此而獲得了世界最高科學獎——諾貝爾獎。     2001年，英國科學家提出電氣化塑料概念。根據(jù)導電理論，導電性聚合物主要分為復合型、結(jié)構(gòu)(本征)型、離子型三大類。前者是在絕緣性高分子聚合物中加入碳黑、細微金屬絲或鍍金屬的氧化物等等導電物質(zhì)而獲得導電性能。后者是加入高氯酸鋰等鹽離子而導電，而結(jié)構(gòu)型則依靠高聚物本身產(chǎn)生的導電載流子導電而賦予導電性，三者有根本的區(qū)別。    按結(jié)構(gòu)型而言，導電聚合物(Conductive Polymers)是指聚合物主鏈結(jié)構(gòu)具有導電功能的聚合物，一般是以電子高度離域的共軛聚合物經(jīng)過適當電子受體(或供體)進行摻雜后而制得的。2 電氣化塑料的特點與合成    這類聚合物基本上是不飽和聚合物，一般采用電解聚合法合成。并經(jīng)過一定的摻雜處理而使其具有導電功能的導電高聚物。其導電性能有如下特點。①通過控制摻雜度，導電高聚物的電導率可在絕緣體——金屬范圍內(nèi)（10－9S/cm～105S/cm）變化，這是其他任何材料都無法比擬的。目前最高室溫電導率可達105S/cm，它可與銅的電導率相比美，而重量僅為銅的8％左右；典型導電高聚物一般電導率為103S/cm。②導電高聚物可進行拉伸取向，沿拉伸方向電導率隨拉伸度而增加，而垂直拉伸方向的電導率基本不變，呈現(xiàn)強的電導各向異性；③盡管導電高聚物的電導率可達金屬水平，但它的電導率—溫度曲線不呈現(xiàn)金屬特性；④導電高聚物的載流子用孤子(soliton)、極化子(polaron)、雙極化子(bipolaron)概念描述，既不同于金屬的自由電子，也不同于半導體的電子或空穴；⑤導電高聚物具有摻雜/脫雜、完全可逆的過程，這是導電聚合物專有的獨特性能；⑥導電高聚物具有摻雜伴隨著顏色的變化以及高的三階非線性光學效應(yīng)等特點，使其應(yīng)用范圍更廣。上述導電性高分子聚合物一般是以共軛聚合物經(jīng)過摻雜后制成的。按“綠色化工”原則，目前導電聚合物合成方法有如下五種。(1) 化學合成法：根據(jù)高分子合成原理制備主鏈共軛的高分子，日本白川英樹在低溫下使用Ziegler－Natta催化劑，使乙炔聚合成聚乙炔(PAc)即是典型一例。(2) 電化學合成法：根據(jù)有機電化學合成原理而得到共軛聚合物，許多雜環(huán)導電聚合物，如聚吡咯PPy、聚噻吩PTP等皆是采用電化學合成法而制成。采用電化學合成法不僅可使聚合物與摻雜同時進行，而且能容易地得到所需厚度的導電薄膜。(3) 等離子體聚合法：在輝光放電下使單體聚合，此方法工藝過程復雜，得到的聚合物結(jié)構(gòu)較復雜，目前應(yīng)用實例不多。(4) 共軛轉(zhuǎn)換法：由非共軛聚合物向共軛聚合物轉(zhuǎn)化，如以聚氯乙烯脫氯化氫制取乙聚乙炔衍生物。本法仍有待發(fā)展。(5) 母體制備法：為克服聚合物不溶不熔難以成型的缺點，先后開發(fā)了聚乙炔PAc，聚苯撐乙炔PPV和聚噻吩乙炔PTV等等母體聚合物的制備方法。如是等等。