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????????塑料能導電，不要說(shuō)普通人不相信，就是科學(xué)家中也沒(méi)有幾個(gè)人相信?？墒且淮闻既皇录屗蔀楝F實(shí)，參與這項工作的三位科學(xué)家也有幸成為2000年度譜貝爾化學(xué)獎得主。這三位科學(xué)家是美國的艾倫·黑格教授和艾倫·馬克迪爾米德教授以及日本的白川英樹(shù)教授，他們是因1977年發(fā)現導電聚合物——聚乙炔而獲獎的。

導電塑料是將樹(shù)脂和導電物質(zhì)混合，用塑料的加工方式進(jìn)行加工的功能型高分子材料，主要應用于電子、集成電路包裝、電磁波屏蔽等領(lǐng)域。

????????導電塑料分類(lèi)

????????1.按電性能分類(lèi)，可分為：絕緣體、防靜電體、導電體、高導體。通常電阻值在1010Ω·cm以上的稱(chēng)為絕緣體;電阻值在104～109Ω·cm 范圍內的稱(chēng)作半導體或防靜電體;電阻值在104Ω·cm以下的稱(chēng)為導電體;電阻值在100Ω·cm以下甚至更低的稱(chēng)為高導體。

????????2.按導電塑料的制作方法分類(lèi)，可分為結構型導電塑料和復合型導電塑料。

????????3.按用途分類(lèi)，可分為：抗靜電材料、導電材料和電磁波屏蔽材料。

????????結構型導電塑料

????????指高聚物本身具有導電性或經(jīng)過(guò)化學(xué)改性后具有導電性的塑料。它們能發(fā)揮自身化學(xué)結構的作用，使其本質(zhì)上能夠導電;再通過(guò)化學(xué)方法進(jìn)行摻雜以增長(cháng)其導電性。(常用的摻雜物為碘、五氟化砷、五氟化硼等)通常這類(lèi)化學(xué)物都是帶有共軛雙鍵結構的結晶性高聚物?，F已研制的有：聚乙炔(PAC)、聚對苯捧(PPP)、聚吡咯(PPY)、聚苯硫醚(PPS)、聚噻吩、聚苯胺、聚喹啉等。

????????復合型導電塑料

????????指經(jīng)物理改性后具有導電性的塑料，不少產(chǎn)品已商業(yè)化生產(chǎn)。制作復臺型導電塑料必須選擇合適的基本樹(shù)脂和復合方式：

????????(1) 基本樹(shù)脂 幾乎所有正在使用的樹(shù)脂均可采用。如PE、PP、WC、PS、ABS以及TPO等熱塑性塑料和酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等熱固性塑料。

????????(2) 復合方式 可分為下列三類(lèi)：

????????a. 分散復合法(填充導電填料)—— 在基本樹(shù)脂中添加導電填料并使之均勻分散;

????????b.積復合法(金屬纖維系導電塑料)—— 在基本樹(shù)脂中添加或層積金屬纖維并使之呈層狀散;

????????c.表面橡覆法(表面滁覆導電塑料)—— 在塑料表面涂覆金屬層。

????????導電塑料的成型

????????1、結構型導電塑料的成型

????????結構型導電塑料的穩定性和加工性目前仍是工業(yè)化生產(chǎn)和實(shí)際應用的主要問(wèn)題。工業(yè)已研制的太多數結構型導電高聚物很不穩定，加熱時(shí)容易分解。有些對氧十分敏感，有些在儲存時(shí)會(huì )失去原有性能。而且它們不熔不溶，至今還不能很好地將它們分散在有機溶劑或粘性樹(shù)脂之中，因此無(wú)固定的成型方法。為了解決這個(gè)問(wèn)題，國外已研制了聚合物共混物以改善其穩定性和加工性?；蛳戎苽涑赡苋芙獾蔫垠w，使之可在溶液中加工成胰?；虿捎霉簿酆徒蛹嫉姆椒?，引入可加工成分。近年來(lái)已研究出可用熱塑性加工方法成型的導電高聚物，從而在加工和應用出現突破。預料將會(huì )更多地開(kāi)發(fā)出摻雜前能加工，摻雜后能穩定的新品種。

????????2、復合型導電塑料的成型

????????對復合型導電塑料來(lái)說(shuō)，現有的塑料加工成型方法均可采用。擠出、注射、層壓等方法加工成型的導電塑料制品，其導電性已完全可以達到使用要求。

????????3、填充導電塑料的成型

????????這類(lèi)導電塑料是采用分散復合法成型的。將導電填料與基本樹(shù)脂在捏和機中混合均勻，然后擠出造粒，再將粒料用合適的方法成型。

????????4、金屬纖維系導電塑料的成型

????????a.直接法 在基本樹(shù)脂中直接加入金屬短纖維，其工藝流程與填充導電塑料相同。也可以在添加金屬纖維同時(shí)添加導電填料。使用金屬短纖維沒(méi)有什么限定，拉絲法或熔紡法制成的金屬纖維和舍金纖維均可使用。

????????b.母粒法 將金屑長(cháng)纖維用集束劑進(jìn)行集束，然后將其切成長(cháng)度為5-15ram的切片(母粒)，再將切片與基本樹(shù)脂一起混練或捏和，使其均勻分散;各種材質(zhì)的金屬長(cháng)纖維均可使用.理想的纖長(cháng)度>100ram，直徑<5 m(最佳為7岬)，添加量4-8，與集束劑混合時(shí)所占比例以20-70%為宜。

????????通常使用的集束劑是熱塑性樹(shù)脂溶液或裂液。集束切片與基本樹(shù)脂混合時(shí)應選用低速和剪切應力小的設備。

????????c.BMC法 (預制整體模塑料將金屬長(cháng)纖維先織成網(wǎng)張織物(體積腭或絲毯)，然后將其置于兩層塑料基材之閹壓制成型。也可將織同浸漬樹(shù)脂溶液烘塑成型又可將織網(wǎng)作為嵌件預置模具中注射成型(包括雙層注射)。BMC法的優(yōu)點(diǎn)是金屬鰱纖維在加工過(guò)程中不受損傷，因而導電性極好，使用中能保持導電性。

????????d.SMC法 (片狀摸塑料)將多股金屬長(cháng)纖維與基本樹(shù)脂混合，經(jīng)過(guò)反復滾壓和牽伸，制成片狀摸塑料，然后用干法”模壓成型。SMC法特別適用于熱固性塑料。

????????添加金屬纖維比添加導電填料對基本樹(shù)脂的性能影響較小，對加工成型性、對設備摸具的損傷及污染都較小，且不影響制品著(zhù)色。目前金屬纖維系導電塑料電阻率可達到10Q·cm。電磁琿蔽效高，綜合性能好，但是，多數金屬纖維價(jià)格較高，囤而可采用混雜，金屬纖維或混合導電填料以降低成本，其效果往往超過(guò)單一體系。

????????常用導電填料

????????1、碳黑

????????碳黑是使用最早最常用的導電填料。添加碳黑的最終產(chǎn)品的電阻率可通過(guò)選擇合適的填加量及加工條件予以調節。加入少量碳黑電阻率不會(huì )有明顯變化，填加量提高到一定比例之后，電阻率可下降幾個(gè)數量級，但下降到低限之后，再增加填加量，電阻率變化就很不明顯。

????????2、鋁箔片

????????鋁箔片因其成本低目前用于多種熱塑性塑料，其效果優(yōu)于碳黑。常用的鋁箔片寬度約0.01ram。厚度約0.001ram，長(cháng)度3— 12ram，填加量18—22 。鋁箔片的加入將降低制品的沖擊強度并容易引起表面斑點(diǎn)。當要求外觀(guān)質(zhì)量高的制品時(shí)，需再作表面涂飾。

????????總之，導電填料的填加量，填料的品種和形狀，填料的分散性以及制品的厚度對導電性均有直接的影響。

????????導電塑料的主要用途

????????1)在電子、電器領(lǐng)域中作集成電路、晶片、傳感器護套等精密電子元件生產(chǎn)過(guò)程中使用的防靜電周轉箱、IC及LCD托盤(pán)、IC封裝、晶片載體、薄膜袋等。

????????2)防爆產(chǎn)品的外殼及結構件，如：煤礦、油船、油田、粉塵及可燃氣體等場(chǎng)合中使用的電器產(chǎn)品外殼及結構件。

????????3)中、高壓電纜中使用的半導電屏蔽料。

????????4)電訊、電腦，自動(dòng)化系統、工業(yè)用電子產(chǎn)品、消費用電子產(chǎn)品、汽車(chē)用電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中的電器產(chǎn)品EMI屏蔽外殼。

????????導電塑料在其他方面還有更多的應用，比如，利用它對電信號的敏感性，可以用來(lái)制作傳感器;由于它能夠吸收微波，調制成飛機涂料還可以起到逃避雷達的隱型效果;在火箭、船舶、石油管道以及污水管道中，還可以發(fā)揮它的防腐功能。