填充型聚合物基气敏导电复合材料.pdf

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第卷第期应用化学567∋6

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填充型聚合物基气敏导电复合材料

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程根水胡继文,:;姚海松李明威章明秋吞

“
!中国科学院广州化学研究所广州<=><=?
‘中山大学化学与化学工程学院,聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室广州#

、、、,
摘要填充型聚合物基导电复合材料!−∃0∃#具有种类多加工容易质量轻电导率可调范围广等优点可

。
广泛用作气敏材料详细介绍了目前研究的各种气敏−∃0∃体系及特点,重点讨论了气敏导电机理和影响因
素,对存在的问题和发展前景进行了评述。
关键词聚合物,碳黑,导电复合材料,气敏,综述

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中图分类号≅=>Α?3ΒΑΧ文献标识码≅,文章编号≅!∀#.一<Χ!=!抖#=刀Α<刁Δ

、、
聚合物基导电复合材料作为一种新型的功能材料,具有价格低廉成型工艺简单分子结构类型多

。
及可在室温使用等优点,将其作为气敏材料较传统的金属氧化物如氧化锡等敏感性大大增强聚合物

。
基导电复合材料包括本征型!&∃0∃#和填充型!−∃0∃#种本征型是以聚毗咯!004#等本征导电聚合
。
物或共混物为基体,通过化学或电化学掺杂而成的复合材料填充型是由非本征导电聚合物基体和一

、、’。
定量的导电填料如碳黑!ΕΒ#金属川碳纤维Φ〕和石墨〔’〕等通过溶液或熔融共混复合而成

,,。
&Ε0Ε用作气敏材料的研究起步较早已形成较完善的导电理论ΦΓ’而气敏−∃0∃发展较晚0:9Η吨Ι

。,、,
等〔’」对&Ε0Ε和−Ε0Ε气敏材料作了详细的对比研究结果表明&∃0∃虽单体种类多来源广合成制备

,,、、
方法多样可用化学或电化学沉积方法在溶液或固相形式下制备且可包埋生物活性物质!如酶抗体

,,、、。
细胞等#在室温下响应可逆但其机械性能差使用寿命短灵敏度低−∃0∃在具有以上优点的基础上

,,、、
不但可以弥补&∃0∃的缺点而且其灵敏度平均较&∃0∃高一个数量级同时兼具质量轻耐腐蚀韧

、。,
性好加工性能优良以及电导率可调范围广等特点所以−∃0∃较&∃0∃在气敏材料领域有更广阔的应

。,,
用前景自ϑϑ年−ΚΛΜ;Ι9Ν等困最早提出将−∃0Ε用于气敏材料以来国外近年来发展较快研究了

,,。
各种−∃0∃体系提出了几种模型解释气敏机理而国内研究刚刚起步本文重点介绍用于气敏材料的

、,。
各种−∃0∃体系气敏机理及影响因素并对该领域的最新进展和存在的问题进行了评述

各种−∃0∃体系的研究

,,,、
目前用作气敏−∃0∃的导电填料主要是∃Β纵观整个研究过程其体系逐步由简单到复杂二元

,。
!单一聚合物Ο∃Β#向多元转变主要包括以下>种

8
单一聚合物Ο∃Β型
。,
早期研究的−∃0∃体系主要是单一聚合物Ο∃Β型!见表#作为气敏材料该类型−∃0∃体系制备

。
较方便,成本较低,一般通过溶液涂膜或熔融共混挤出等方法制备由于∃Β表面能较大,易聚集,不经

,,,
表面处理的∃Β在聚合物基体中分散性较差所以此类材料逾渗值较大一般在=Π左右且敏感性不

,。,’,
是很强稳定性较差这可从工艺和制备方法上来改善ΘΙΙ等〔〕用微机械加工技术将ΕΒ填充的聚甲

、、一一,一、一、、一Ρ
基丙烯酸乙醋聚异戊二烯聚!Α氯环氧丙烷#苯乙烯丁二烯共聚物等规聚丙烯苯乙烯乙烯

,
丁烯共聚物涂覆在“井”形电极表面制成规格在<=林ΣΤ>=林Σ至=林ΣΤ7==林Σ大小不等的体

,、。
型传感器微阵列对二氯甲烷甲乙酮等有机气体线性响应ΒΚ;;等Φ‘Γ将脉冲激光沉积技术!0−1#应

,。,
用到(5,Ο∃Β复合材料的制备中可制备出质地优良的敏感膜该膜在<℃相对湿度!+%#为ϑΠ

一一
==Α一ΧΑ收稿,!∀#Α一=修回

、
国家自然科学基金!<=ΑΑ==#广东省攻关计划!Θ6Θ,7767=Α#和广东省自然科学基金!=Δ#资助课题

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,,,,一88、
通讯联系人≅胡继文男ϑ>年生博士研究员?(Σ:Υ7≅ςΚΩΥΞΙΛΨΣ:Υ7ΝΥΕ:ΕΕΛ?研究方向≅功能高分子聚合物工程及材料
Α>应用化学第卷

,8。
时对<林梦Ν的甲苯响应时间仅为Α<最近1Ν等甄ϑ〕用在ΕΒ存在下甲基丙烯酸甲醋22,原
Χ6Λ!#

,8,。
位聚合的方法制备出022灯ΕΒ复合材料逾渗值降至=Π!质量分数#对3%/响应达了

表单一聚合物Ο∃Β气敏导电复合材料
3:;7Ι∃6ΛΜΚΙΗΥΛΝΖ67[777Ι9Ι6Σ0=∴ΥΗΙ∴皿ΙΜ诫Ης∃Β
067[ΣΙ90溉Ι∴∴ΥΛΝΣΙΗς记)ΙΛ∴ΥΗΥ]ΙΝ:∴
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