10 Other Properties of 10.1 Electrical Properties of Polymers Polymers 高分子的电学性能 高分子的其他性能 10.11 Introduction概述 MacDia d美小、自州黄特（）2000他 ●高分子的电学性能，指高分子在电场作用下所表现出来的各种物理现察 er增则380-er,1000（ 场中的 1927 96 10.1.2 Electric Conductivity导电性 10.1.2 Electric Conductivity导电性 G-T g-Gk 表面电思率 电导率】要 表面电阳测试共置，刀形电根示塞图 1上 华积电愿率 10.1.2导电性 Eleri Conductivity of Polyme高分子的号电性 Factor nfening Eletric Conductivity ofolyme高分子的每电性的影响园素 商经是兰 是共 分牙史电爱启受尘壳哥使分子内市 ·高于的的 杂质传高然纹会提皮特的行电性 电、光、热 Polymer Physics 高分子物理 1 10.1 Electrical Properties of Polymers 高分子的电学性能 2 10.1.1 Introduction    概述 3 高分子的电学性能，指高分子在电场作用下所表现出来的各种物理现象 弱电场中的导电性             Electric conductivity 交变电场中的介电性        Dielectric property 强电场中的击穿                 Dielectric breakdown 高分子表面的静电现象   Static electricity wn y 4 Heeger、 MacDiarmid(美)、 白川英树(日) 2000 化学奖  导电高分子研究，聚乙炔掺杂后，电导率从 3.2x10-6Ω-1cm-1增加到38Ω-1cm-1，提高了1000万倍（接 近铝、铜）  提出孤子概念 Alan J. Heeger 1936 Alan G. MacDiarmid b. 1927 b. 1936 Hideki Shirakawa 10.1.2 Electric Conductivity 导电性 ger Alan G. M b 绝   缘   体 半   导   体 导体 超导体 聚 苯 乙 烯 聚 四 氟 乙 烯 酞 菁 铜 聚 乙 烯 咔 唑 聚 乙 炔 硅锗 汞 掺 铜 银 杂 聚 乙 炔 R U I  R G 1  1m1 各 种 材 料 的 电 导 率 R 电阻 I 电流 U 电压 S h G   G 电导   电导率 S 面积 h 厚度 10.1.2 Electric Conductivity 导电性 1020 107 105 108 聚 乙 烯 5 半 导 烯 咔 唑 聚 乙 炔 硅 电导率 107  材料表面与内部的导电性不同  常用表面电阻率s、体积电阻率v表示导电性 b l Rs  s   v v R S h  表面电阻 b 电极间距 l 电极长度   v Rv 体积电阻 试样厚度 电极面积 m 体积电阻率 表面电阻率 表面电阻测试装置：刀形电极示意图 b l U Is s s U R I  10.1.2 Electric Conductivity 导电性 Surface Resistance and Bulk Resistance 表面电阻和体积电阻   6 b Rs  s  Rs 表面电阻 b 体 电阻 根据电导理论，决定电导的主要参数，是载流子的数目、迁移率                                                                            载流子，可以是电子、空穴，也可以是正、负离子 高聚物一般都是电绝缘体    高聚物本身没有自由载流子               是共价键连接起来的长链分子，既没有自由电子，也没有自由离子  高分子链间堆砌靠的是范德华力，分子间距离较大，电子云交叠很差，即使分子内有 载流子，也很难从一分子传递到另一分子 Electric Conductivity of Polymers 高分子的导电性 10.1.2 Electric Conductivity 导电性 7 没有自由电子，也没 间距离较大，电子云 分子  Factors Influencing Electric Conductivity of Polymers 高分子的导电性的影响因素 10.1.2 Electric Conductivity 导电性 分子结构  饱和的非极性高聚物，电绝缘性最好  极性高聚物，电绝缘性稍差               (极性基团可发生微弱的本征解离，提供本征导电离子)  共轭结构高分子，具有一定的导电性               (电子可从一个C＝C键转移到另一个C＝C键) 聚集态结构  结晶和取向，使分子堆砌紧密，自由体积减小，离子迁移率下降      以离子电导方式的高聚物，其电导率随结晶度或取向度增加而下降  分子紧密堆砌，有利于分子间电子的传递      以电子电导方式的高聚物，其电导率随结晶度或取向度的增加而增加 杂质，使绝缘高聚物的绝缘性能下降  导电填料的加入，会较大程度地提高高聚物的导电性   8 本征导 个C＝C键) ，自由体积减小，离 其电导率随结晶度或 分子间电子的传递 聚物，其电导率随结晶 的绝缘性能下降 加入，会较大程度地提