塑料因其高絕緣性一直被作為絕緣材料使用。然而隨著電磁波干擾（EMI）屏蔽、微波吸收等技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)λ芰咸岢隽藢?dǎo)電性能的要求。近十幾年來，世界各國(guó)對(duì)其開展了廣泛的研究，力求推出新一代的塑料材料，使之既保持塑料固有的優(yōu)點(diǎn)又賦予新的導(dǎo)電性能。

 

（一）導(dǎo)電塑料定義

 

導(dǎo)電塑料是將樹脂和導(dǎo)電物質(zhì)混合，用傳統(tǒng)塑料的加工方式進(jìn)行加工的功能型高分子材料。

 

（二）導(dǎo)電塑料分類

 

導(dǎo)電塑料分為兩大類， 用物理方法制成的導(dǎo)電塑料稱為復(fù)合型導(dǎo)電塑料，用化學(xué)方法制成的導(dǎo)電塑料稱為本征型（又稱結(jié)構(gòu)型）導(dǎo)電塑料。

 

注：目前90%的導(dǎo)電塑料都屬于復(fù)合型

 

（1）本征型導(dǎo)電塑料，是指高聚物本身具有導(dǎo)電性或經(jīng)過化學(xué)改性后具有導(dǎo)電性的塑料。它們能發(fā)揮自身化學(xué)結(jié)構(gòu)的作用，使其本質(zhì)上能夠?qū)щ?，再通過化學(xué)方法進(jìn)行摻雜以增長(zhǎng)其導(dǎo)電性。比如摻雜后的聚乙炔導(dǎo)電性是銅的4倍，是目前室溫條件下導(dǎo)電性最好的材料。優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)電能力在整個(gè)材料中均勻一致，導(dǎo)電狀態(tài)容易得到迅速控制；缺點(diǎn)是造價(jià)昂貴，加工處理困難，化學(xué)穩(wěn)定性較差，因此應(yīng)用領(lǐng)域受到一定限制。本征型導(dǎo)電塑料主要作為各種二次電池的電極和固體電解質(zhì)材料，以發(fā)揮其重量輕，能量密度高，電壓特性好的特點(diǎn)。

 

（2）復(fù)合型導(dǎo)電塑料，是指經(jīng)物理改性后具有導(dǎo)電性的塑料，一般是將導(dǎo)電性物質(zhì)如炭黑、碳纖維、石墨、金屬粉末、金屬纖維等摻混于樹脂中制成。目前技術(shù)已經(jīng)很成熟，應(yīng)用也十分廣泛。

 

（三）導(dǎo)電塑料生產(chǎn)工藝

 

（三）導(dǎo)電塑料部分應(yīng)用

 

理論上，已知的絕大多數(shù)塑料可以做導(dǎo)電塑料的基體材料，且適用的導(dǎo)電填料也有很多種。導(dǎo)電塑料能夠在保持塑料固有特性的同時(shí)具有類似金屬導(dǎo)電性的特性，它現(xiàn)在幾乎可以應(yīng)用到每一個(gè)新產(chǎn)業(yè)中，特別是在光通信半導(dǎo)體的制造、超導(dǎo)材料、集成電路、汽車電子、電氣等領(lǐng)域?qū)⒄紦?jù)非常重要的地位。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用的有導(dǎo)電塑料、自限溫發(fā)熱材料、抗靜電材料、電磁屏蔽材料、導(dǎo)電薄膜等產(chǎn)品。隨著導(dǎo)電塑料領(lǐng)域內(nèi)理論研究逐漸深入，導(dǎo)電塑料產(chǎn)品不斷的推陳出新，性能也不斷的達(dá)到新高，其應(yīng)用范圍也在不斷的被人們開發(fā)擴(kuò)大。本文主要從以下幾個(gè)方面對(duì)導(dǎo)電塑料的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

 

（1）抗靜電

 

塑料的絕緣性導(dǎo)致塑料制品表面積累的靜電荷無(wú)法得到釋放，進(jìn)而形成靜電壓，容易吸附灰塵等污物，靜電電壓達(dá)到一定程度后，會(huì)產(chǎn)生靜電放電與電擊現(xiàn)象。在電子行業(yè)中，各種精密儀器和精密電子元件會(huì)由于靜電擊穿而損壞甚至報(bào)廢，另外，在一些接觸易燃易爆物的工礦企業(yè)中，靜電放電如果得不到有效的防護(hù)，會(huì)產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果并造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。如煤礦中的塑料瓦斯管由于靜電的積累會(huì)引發(fā)煤礦爆炸；油船中塑料部件因靜電引起石油著火發(fā)生火災(zāi)；在生產(chǎn)塑料薄膜的過程中也常常因?yàn)殪o電而發(fā)生事故。因此在煤礦、油船、油田、粉塵及可燃?xì)怏w等場(chǎng)合中使用的電器產(chǎn)品外殼及結(jié)構(gòu)件均有防靜電要求。

 

（2）電磁屏蔽

 

通訊、電腦，自動(dòng)化系統(tǒng)、工業(yè)用電子產(chǎn)品、消費(fèi)用電子產(chǎn)品、汽車用電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中的電器產(chǎn)品EMI屏蔽外殼以及中、高壓電纜中使用的半導(dǎo)電屏蔽料。

 

（3）導(dǎo)電接地

 

碳纖維導(dǎo)電塑料作為綜合貫通地線保護(hù)套料，替代原有的鉛護(hù)套，用于鐵路運(yùn)輸?shù)慕拥匾蟆Ｋ哂休^高的強(qiáng)度和模量，電阻率低，導(dǎo)電性能優(yōu)良,電磁屏蔽效果好，具有較好的耐腐蝕性，不會(huì)對(duì)土壤和地下水造成污染，具有較好的環(huán)保性。

 

（四）導(dǎo)電塑料展望

 

隨著高新技術(shù)的飛速發(fā)展，導(dǎo)電塑料應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，除了常用的領(lǐng)域之外，導(dǎo)電塑料在太陽(yáng)能電池、塑料芯片、顯示設(shè)備、納米導(dǎo)線、機(jī)器人與生命科學(xué)領(lǐng)域有著重要的前景。導(dǎo)電塑料電位器--由于導(dǎo)電塑料電位器的主要材料為塑料加碳粉通過模壓制成，與傳統(tǒng)的線繞電位器相比，具有輸出平滑響應(yīng)迅速、耐磨損使用壽命較長(zhǎng)、摩擦力矩較小等特點(diǎn)。加之，制備與電阻體線性修刻等關(guān)鍵技術(shù)的提高，為塑料電位器高精度、規(guī)?；a(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。塑料太陽(yáng)能電池--也指有機(jī)電池，是用高聚物代替硅將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為電能，這可降低太陽(yáng)能電池的成本和重量，并令它們?nèi)彳?，但塑料太?yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率只有約10%（比商業(yè)硅太陽(yáng)能電池的效率15%-20%之間的低）。目前已經(jīng)通過添加溶劑的方法使得轉(zhuǎn)換效率。2018年中國(guó)南開大學(xué)，陳永勝教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)、制備的具有高效、寬光譜吸收特性的疊層有機(jī)太陽(yáng)能電池材料和器件，實(shí)現(xiàn)了17.3%的光電轉(zhuǎn)化效率，再次刷新了文獻(xiàn)報(bào)道的有機(jī)/高分子太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率的世界紀(jì)錄。塑料芯片--早在2016年，有國(guó)外科學(xué)家團(tuán)隊(duì)將高性能磁性存儲(chǔ)芯片移植到一塊柔性塑料表面，且無(wú)損其性能，得到的透明薄膜狀柔性“智能塑料”芯片有優(yōu)異的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力，是首個(gè)塑料柔性磁存儲(chǔ)芯片。

 

顯示設(shè)備--如目前用高分子聚合物制成的發(fā)光二極管,已經(jīng)應(yīng)用在許多手機(jī)單色顯示屏以及其他一些顯示設(shè)備上。日本先鋒公司根據(jù)導(dǎo)電塑料的電致發(fā)光原理，開發(fā)出了一種新型的可發(fā)光顯示器，這種導(dǎo)電塑料的應(yīng)用改善了顯示器上的畫面之間的切換速度。此外，導(dǎo)電塑料具有優(yōu)異的可塑性，通過這點(diǎn)，就可以制造一些特殊的裝置，比如說制造可折疊的或者彎曲型的電視機(jī)屏幕。納米導(dǎo)線--通過納米技術(shù)制備的導(dǎo)電高分子材料，結(jié)構(gòu)精細(xì)，導(dǎo)電性好，可用在分子電路、分子導(dǎo)線及一些分子級(jí)的元器件上。機(jī)器人與生命科學(xué)--日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電塑料可以制造人造皮膚和人造肌肉，這種皮膚可以用在機(jī)器人上，使制造出來的機(jī)器人肌肉更有彈性，通過電化學(xué)的方法來控制這種。導(dǎo)電塑料人造肌肉，它能夠收縮和膨脹，幾乎可以與真實(shí)的肌肉相媲美。此外，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人體也具有一定的導(dǎo)電性，因此如果把導(dǎo)電塑料和結(jié)合起來，它可幫助修飾DNA，鑒于生命科學(xué)領(lǐng)域研究的重要性，可能是導(dǎo)電塑料在應(yīng)用上最重要的一個(gè)趨勢(shì)。

 

 

若想了解更多關(guān)于導(dǎo)電塑料的行業(yè)資訊，歡迎登錄咱們的官網(wǎng)我們會(huì)為您帶來更多實(shí)用的小知識(shí)。369sp.cn