浅色导电高分子复合材料制备成功

2010-11-15 13:31 来源: 中国科学院
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  中国科学院长春应用化学研究所杨小牛研究员等科研人员发明的“一种导电复合材料及其制备方法”专利,近日获得国家知识产权局授权。

  高分子纳米复合材料是近年来材料科学中发展十分迅速的一个新领域。这种新型复合材料可以将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与高分子的韧性、可加工性及介电性质完美地结合起来,开辟了复合材料的新时代。由于其在能量储存器件、电子、传感器和生物材料中的潜在应用,近年来引起了工业界和科学界的广泛关注。尤其是导电复合材料更是多年来长盛不衰的研究热点,用以消除静电及电磁干扰等这些伴随高科技产品的隐患,以及用以开发新型的传感器等。

  这类掺合型导电复合材料是以绝缘聚合物为基体,并掺入导电填料。根据隧道效应,当两个导电微粒之间的非导电层很薄大约10nm时,在电场作用下,电子越过很低的势垒流动而使材料具有导电性能。在大多数的应用中,碳纤维、石墨、炭黑、碳纳米管或金属导电填料等经常被用来调高高分子材料的电学性能。其中,碳系材料固有的黑色以及金属系材料的不稳定性,使得浅色氧化物为导电填料的复合材料成为目前国内外研究的重点领域。

  在国家基金委和中科院的大力支持下,杨小牛课题组发明了一种高电导率的浅色复合材料及其制备方法。该复合材料是以铝掺杂氧化锌导电纳米粉体为导电填料,绝缘聚合物为基体,调节导电填料与聚合物体积配比在一定的范围内而成功制得的。经过制备条件的优化,可得到体积电阻率低于105 Ω٠cm的高分子复合薄膜材料。

  利用该发明制备的高电导率复合材料具有质量轻、价格低廉、工艺简单、环境友好,在大气中的化学稳定性高以及呈白色略显灰因而容易调色等优点,可以有效起到静电耗散和屏蔽电磁波等作用,也可应用于聚合物基正温度系数热敏电阻材料、化学气相传感器、压电传感材料等诸多领域。