導電複合材料
導電複合材料
導電複合材料主要是指複合型導電高分子材料。是將聚合物與各種導電物質通過一定的複合方式構成。長期以來,高分子材料通常是作為絕緣材料在電氣工業、安裝工程、通訊工程等方面廣泛使用。
但是由於材料的導電性能差,在加工和應用中出現了一些急待解決的問題,最突出的是靜電現象,它將導致感光膠片的性能下降及高分子製品在易燃、易爆場合引起災難性事故。另外為了抵抗電磁干擾和射率干擾,也需解決材料的屏蔽性能,這些都要求高分子材料具有新的導電功能及較底的表面電阻,從而促進導電高分子材料的迅速發展。
表面導電膜形成法
表面導電膜形成法,可以用導電塗料蒸鍍金屬或金屬氧化物膜,也可以採用金屬熱噴塗、濕法鍍層等形成表面導電膜。例如,聚酯薄膜上蒸鍍金、鉑或氧化銦等製成透明的導電性薄膜。
導電填料分散法
導電材料層積複合法
導電材料層積複合法:是將碳纖維氈、金屬絲、片、帶等導電層與塑料基體層疊壓在一起製成的導電塑料。採用的金屬絲、片、帶主要有鋼、鋁、銅和不鏽鋼。
複合性導電高分子材料的應用日趨廣泛,在電子、電氣、石油化工、機械、照相、軍火工業等領域,用於包裝、保溫、密封、集成電路材料等,其主要作用為:
(1)防止靜電
普通高分子材料在加工和使用過程中,靜電現象十分嚴重,在某些情況下,不但會影響材料的使用性能,甚至還會造成危害,如降低感光膠片的使用性能;塑料包裝材料的靜電吸塵,降低了商品價值;易燃、易爆環境使用的各種塑料製品和電子產品,由於靜電引起的火花爆炸及燃燒。所有這些都應該採用導電複合、材料,以提高材料的靜電能力。
(2)作為新型屏蔽材料
所謂對電磁波的屏蔽作用是指限制電磁波的能量由材料的一面向另一面傳遞,使用磁場強度或輻射強度降低,其屏蔽效果用電磁波衰減的分貝值DB表示,每衰減10DB,表示電磁波強度下降一個數量級。在塑料中填加金屬箔片和金屬纖維,是製造電磁波屏蔽用導電塑料的主要方法。
由於電子、通訊、信息技術的迅速發展,無限電射頻干擾(信號干擾)不可避免,對屏蔽和隱身材料提出了更高的要求。鐵氧體具有吸收電磁波的特性,但其加工工藝限制了它的應用,如果把鐵氧體粉末與樹脂複合物則可用熱壓方法製成各種形狀的屏蔽零件或用塗敷的方法製成表面吸收塗層以滿足需要。
(3)電器工程及其他
複合導電塑料還大量用作高壓電纜的內、外部的半導體層,以及低壓電纜的外部半導體層。導電橡膠氣密性好,經常用於密封材料。另外,導電橡膠在電子和電真空技術中經常用到,它可以克服由於錫焊造成的缺點,具有一定的強度和導電性。
複合型導電高分子材料是將聚合物與各種導電性物質通過一定的複合方法構成,它包括導電塑料、導電橡膠、導電塗料、導電纖維和導電膠粘劑等。
按照結構和製備方法的差異可將導電高分子材料分為結構型導電高分子材料和複合型導電高分子材料兩大類。結構型導電高分子材料(或稱本徵高分子導電材料)是指分子結構本身能導電或經過摻雜處理之後具有導電功能的共扼聚合物,如聚乙快、聚苯胺、聚毗咯、聚噬吩、聚吠喃等。複合型導電高分子材料是指以聚合物為基體,通過加入各種導電性填料(如炭黑、金屬粉末、金屬片、碳纖維等),並採用物理化學方法複合製得的既具有一定導電功能又具有良好力學性能的多相複合材料。結構型導電高分子材料由於結構的特殊性與製備及提純的困難,大多還處於實驗室研究階段,獲得實際應用的較少,而且多數為半導體材料。複合型導電高分子材料,因加工成型與一般高分子材料基本相同,製備方便,有較強的實用性,故已較為廣泛應用。