導電塑料是將樹脂和導電物質混合,用塑料的加工方式進行加工的功能型高分子材料。主要應用于電子、集成電路包裝、電磁波屏蔽等領域。其導電性高分子材料一般分為結構型和復合型兩大類。結構型導電高分子聚合物是1977年才發現的,它是有機聚合摻雜后的聚乙炔,具有類似金屬的電導率。而純粹的結構型導電高分子聚合物至今只有聚氮化硫類,其它許多導電聚合物幾乎均需采用氧化還原、離子化或電化學等手段進行摻雜之后才能有較高的導電性。其代表性的產物有聚乙炔、聚對苯撐、聚吡咯、聚噻吩、聚吡啶、聚苯硫醚等。還有一種叫作熱分解導電高分子,這是把聚酰亞胺、聚丙烯腈等在高溫下熱處理,使之生成與石墨結構相近的物質,從而獲得導電性。這些熱分解導電高分子的特征是無須摻雜處理,故具有優異的穩定性。結構型導電高分子材料的主要用途是導電材料、蓄電池電極材料、光功能元件、半導體材料,其研究開發主要集中在以下4個方面:
(1)具有與金屬相同的電導率;
(2)在空氣中是穩定的;
(3)具有高功能;
(4)具有良好的加工成型性。
導電塑料的分類方法
1、按照電性能分類,可分為:絕緣體、防靜電體、導電體、高導體。通常電阻值在1010Ω·cm以上的稱為絕緣體;電阻值在104~109Ω·cm范圍內的稱作半導體或防靜電體;電阻值在104Ω·cm以下的稱為導電體;電阻值在100Ω·cm以下甚至更低的稱為高導體。
2、按導電塑料的制作方法分類,可分為結構型導電塑料和復合型導電塑料。結構型導電塑料又稱本征型導電塑料,是指本身具有導電性或經化學改性后具有導電性的塑料。結構型高分子導電材料主要有:
(1)π共軛系高分子:如聚乙炔、(Sr)n、線型聚苯、層狀高聚物等;
(2)金屬螯合物:如聚酮酞菁;
(3)電荷移動型高分子絡合物:如聚陽離子、CQ絡合物。這一類高分子材料的生產成本高、工藝難度大,至今尚無大量生產,現在廣泛應用的導電高分子材料一般都是復合型高分子材料,其填充物質主要有:
a、金屬分散系;b、炭黑系;c、有機絡合物分散系。
3、按用途的不同分類,可分為:抗靜電材料、導電材料和電磁波屏蔽材料。
導電塑料的發展現狀及其應用前景
導電塑料不僅在抗靜電添加劑、計算機抗電磁屏幕和智能窗等方面的應用已快速的發展,而且在發光二極管、太陽能電池、移動電話、微型電視屏幕乃至生命科學研究等領域也有廣泛的應用前景。此外,導電塑料和納米技術的結合,還將對分子電子學的迅速發展起到推動作用。將來,人類不僅可以大大提高計算機的運算速度,而且還能縮小計算機的體積。因此,有人預言,未來的筆記本電腦可以裝進手表中。
導電塑料的主要用途
(1)在電子、電器領域中作集成電路、晶片、傳感器護套等精密電子元件生產過程中使用的防靜電周轉箱、IC及LCD托盤、IC封裝、晶片載體、薄膜袋等。
(2)防爆產品的外殼及結構件,如:煤礦、油船、油田、粉塵及可燃氣體等場合中使用的電器產品外殼及結構件。
(3)中、高壓電纜中使用的半導電屏蔽料。
(4)電訊、電腦,自動化系統、工業用電子產品、消費用電子產品、汽車用電子產品等領域中的電器產品EMI屏蔽外殼。