概述复合型和结构型的导电塑料
复合型导电塑料是指:导电型物质,如各种炭黑、金属粉末或金属粒子、金属丝和碳纤维等掺混并均匀分散在各种塑料基体材料中而制成。按照其体积电阻率可划分为绝缘材料、半导体材料、防静电材料、导电材料和高导电材料等。
随着所使用的导电物质和各种塑料基材的不同,导电塑料的电导率也不同,即使采用同一种导电物质制成的导电塑料,其电导率也随着填充物质的量、粒子大小、形状和填充方式的不同而不同。
这类导电塑料的导电性受所填充的导电物质的量影响很大,即随着炭黑量的增加,电导率急剧上升,一般达到50%后,再加入炭黑,对其电导率的影响就很小了。
此外,随着所使用的炭黑种类与基材聚合物的不同而有区别,如把聚丁二烯加到ABS,炭黑系材料中,既保持原料的导电性,又能改进材料的脆性。
在制备复合型导电塑料过程中,其技术关键是将各种导电物质在其塑料基材中能分散均匀,要求采用特殊的基础混合程序和设备。
同时采用共聚物如乙烯与丙烯酸乙酯共聚物或采用油性炭黑进行混合,可大大改进炭黑的分散性,用碳纤维作为导电物质混入各种塑料中代替炭黑,也可以得到综合性能好、电导率高的新类型的导电塑料。
结构型导电塑料
结构型导电塑料是包括以具有共轭双键的一大类聚合物为主体的塑料。这类材料的电导率类似金属。掺杂型的聚合物基体有聚吡啶、聚乙炔、聚苯硫醚等。
结构型导电塑料可以用作电池。如用金属锂作阴极,聚乙炔作阳极,填充由LiClO4/PC组成的电解液,制成电池,是利用聚乙炔的电化学性质而组成导电塑料电池和塑料蓄电池的。
制造这种电池不采用任何有害金属,与普通蓄电池相比,既不用铅又不用硫酸,所以该电池具有质量轻,体积小,不腐蚀等优点,而且可以反复充电使用,在长时间内免去一切维修。
导电塑料产品的的开发在国际上竟争十分激烈。目前美国杜邦公司、IBM公司、Allied Signal公司、德国Ormecon、芬兰Neste Oy和日本Nitto Denko等国的公司已基本从原理上解决导电聚苯胺的吨级生产、溶液与熔融加工难题,进入工业规模的开发。