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摘要：在导电材料的发展中，高分子材料的出现，既为导电材料提供了新的种类，同时也提高了导电材料的发展速度，使导电材料的种类能够更加丰富，同时对导电高分子材料了解后发现，导电高分子材料无论是在导电性能还是在材料特性上，都比传统导电材料具有优势。文章重点就导电高分子材料的应用及研究进展进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键词：导电高分子；材料特点；应用；研究进展
引言
导电高分子材料由于具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜以及电导率可在十数个数量级的范围内进行调节等特点，不仅可成为多种金属材料和无机导电材料的替代品，而且已成为工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类高分子材料。在黑格等人才发现第一个导电的高分子材料后，科学家们又相继开发出了聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物等能导电的高分子材料。
1导电高分子材料的主要类型和特点分析
1.1导电高分子的结构特点分析
导电高分子材料与普通高分子材料不同，既需要高分子材料具有良好的导电性能，同时也需要高分子材料具有正常的材料性能，能够在导电过程中发挥正常作用，提高导电率和电流传导率，所以导电高分子材料的结构同一般高分子材料存在一定的差异。从实际应用来看，导电高分子由于结构相对特殊，在实际应用中有效解决了电力传导问题，同时也提高了材料的分子属性，鉴于导电高分子的特性，能够在绝缘体和导体之间完成必要的转换，使其成为具有代表性材料。从目前导电高分子材料的发展来看，结构特殊的高分子材料发展速度较快，试制产品已在多个领域得到具体应用，改变了传统材料的性质。
1.2导电高分子的复合型特点分析
导电高分子要想达到性能指标，单纯利用某一种材料是无法实现的。基于导电高分子的特点，以及导电高分子的性能要求，导电高分子材料通常都是由多种材料融合在一起而实现的，其中材料具有较强的融合性和复杂性。随着复合材料的快速发展，导电高分子材料中也出现了以复合材料为主的复合型导电高分子，其主要特征是导电高分子中含有多种复合材料，并且每一种复合材料都具有良好的可加工性和金属导电性，使得复合型导电高分子具有其他材料所不具备的特性，考虑到了实际应用的需要，导电高分子的复合成为了提高高分子材料性能的重要特点，同时也解决了高分子的导电问题。
1.3导电高分子的离子特点分析
在高分子材料中，为了达到导电功能，需要提高高分子材料的基本材料混合种类，同时经过实验研究表明，在高分子材料中加入离子液体，可以有效增加高分子材料的整体性能，满足高分子材料的实际需要，提高高分子材料的导电性及其他综合性能。在导电高分子材料发展过程中，离子液体作为导电高分子中一种新的材料，在研制中取得了突破，成为了导电高分子材料的一种新选择，满足了高分子材料的发展需求，使高分子材料的整体性能得到了全面提升。导电高分子材料的特点在于同时具备良好的导电性和导热性，能够提高其应用范围。
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2导电高分子材料的应用
2.1在塑料薄膜太阳能电池开发中的应用
传统的硅太阳能电池不仅价格昂贵，而且生产过程中消耗大量能源，因此成本昂贵，无法成为替代矿物燃料的能源，而塑料薄膜电池最大的特点就是生产成本低、耗能少。一旦技术成熟，可以在流水线上批量生产，使用范围也很广。制造塑料薄膜太阳能电池需要具有半导体性能的塑料，奥地利科学家用聚苯乙烯和碳掺杂形成富勒式结构的材料，再将它们加工成极薄的膜，然后在膜层上下两面蒸发涂上铟锡氧化物或铝作为电极。由于聚苯乙烯受到光照时会释放出电子，而富勒式结构则会吸收电子，如果将灯泡接在这两个电极上，电子开始流动就会使灯泡发光。
2.2在生物材料开发中的应用
在生命科学领域，导电高分子材料可制成智能材料，用于医疗和机器人制造方面。由于导电有机聚合物在微电流刺激下可以收缩或扩张，因而具备将电能转化为机械能的潜力，这类导电聚合物组成的装置在较小电流刺激下同样表现出明显的弯曲或伸张/收缩能力。为了把聚合物变成伸屈的手指活动，加上了含PPY的三层复合膜[PPY/缘塑料膜/PPY]，其中一层PPY供给正电荷，另一层PPY供给负电荷。机器人手指工作，提供正电荷的一侧凹陷进去，即体积收缩；提供负电荷的一侧就鼓胀起来，体积膨胀，引起手指弯曲。用改进的PAN和碳纤维合并起来作为纤维束驱动器，用它制造手指关节链，其中关节的动作是借助于激光发动和纤维反抗成对的推拉控制，是由改变pH来激发动作的，并有激发纤维和反抗纤维的数量来控制位置。最新研究表明，DNA也可以具有导电性，因此把导电塑料与生命科学结合起来，可以制造出人造肌肉和人造神经，以促进DNA的生长或修饰DNA，这将是导电塑料在应用上最重要的一个趋势。
2.3在新型航空材料开发中的应用
航空制造所用复合材料是一种聚合体树脂制成的矩阵结构，由耐热性能良好的增强型碳素纤维层或者玻璃纤维层胶合而成，再利用熔炉打造成所需要的形状，以适应不同零件所承受的压力。另外，聚苯胺、聚吡咯可用于电磁屏蔽，涂有其聚合纤维的飞机，能吸收雷达信号，使飞机隐身，还可排除雷击的危险。在导弹外面裹上一层这类聚合物，不仅可防止产生静电，还可减轻导弹的重量。
3导电高分子材料的研究进展
20世纪70年代以来，电子、电气、通讯产业的迅速崛起，推动了导电材料的快速发展。随着导电材料使用环境的变化，对导电材料的发展也提出了新的要求。总体来说，导电高分子材料的发展主要围绕以下几个方面：第一，开展分子水平上的研究和应用，开发新品种导电材料，尤其是高导电性导电聚合物、高强度导电高分子材料、可溶性导电高分子材料和分子导电材料，以便能够制成“分子导线”、“分子电路”和“分子器件”；第二，研究设计和合成结构高度稳定的、具有高荧光量子效率和高电荷载流子迁移率的共轭聚合物，制备出结构有序的导电聚合物薄膜材料；第三，导电材料多功能化。除具有导电性能外，还应具有优良的阻燃性、阻隔性、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦等性能，并在加大导电填料用量以提高导电性能的前提下，如何保持或增强复合材料的成型加工性能、力学性能和其他性能。
结束语
综上所述，导电高分子材料作为一种特殊的材料，无论是材料种类还是材料性能，都有效满足了导电要求，在导电材料领域得到了重要应用。基于高分子材料的优势特点，我们只有立足导电高分子材料的发展实际，认真分析导电高分子材料的种类及特点，并深入探讨导电高分子材料的实际特点，还要对其应用范围和发展趋势进行探讨，为导电材料的应用提出新的发展规划。
参考文献
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[2]刘展晴.聚乙炔导电材料的研究进展[J].合成材料老化与应用，2018，47(03):100-104
论文作者:张庆超 孟培培
论文发表刊物:《知识-力量》2019年5月上
论文发表时间:2019/3/5
标签：高分子材料论文; 材料论文; 高分子论文; 性能论文; 聚合物论文; 导电性论文; 结构论文; 《知识-力量》2019年5月上论文;