¿Por qué el plástico conduce electricidad?
La gran mayoría de los plásticos conductores son originalmente materiales aislantes mezclados con altas concentraciones de negro de humo filamentoso y compuestos completamente carbonizados. La resistividad del volumen y la resistividad de la superficie son igualmente suficientes para describir sus propiedades eléctricas. Las propiedades eléctricas de esta red de filamentos de carbono dependen del método utilizado para prepararlos y también varían con las fuerzas mecánicas de flexión y contacto.
Los plásticos conductores combinan la conductividad de los metales (es decir, cuando se aplica un determinado voltaje a ambos extremos del material, la corriente fluye a través del material) y las diversas características de los plásticos (es decir, las moléculas del material están compuestas de muchos pequeños, repetidos compuestos de unidades estructurales que aparecen). Para impartir conductividad a un polímero, se debe introducir un sistema de yugo π*** en la cadena principal del polímero para formar un polímero con sistemas de electrones π superpuestos. Además, la estructura regular del polímero también es indispensable, y los dopantes Eso es todo. .
Por lo tanto, la primera condición para que un material plástico sea conductor es que debe tener un sistema de electrones ***yugo π, y la segunda condición es que debe estar dopado química o electroquímicamente, es decir, mediante oxidación El proceso de reducción hace que las cadenas de polímeros ganen o pierdan electrones. Los avances en la investigación demuestran que es posible producir plásticos que conduzcan la electricidad más que el cobre, así como plásticos que a temperatura ambiente conduzcan la electricidad más que cualquier otro material.
Información ampliada:
Plástico conductor estructural
Significa que el plástico en sí tiene conductividad "inherente", y la estructura del polímero proporciona portadores conductores (electrones, iones o agujeros). Una vez dopado este tipo de plástico, la conductividad eléctrica puede aumentar considerablemente y algunos de ellos pueden incluso alcanzar el nivel de conductividad de los metales. Los métodos de dopaje incluyen el dopaje químico y el dopaje físico. Los dopantes incluyen aceptores de electrones, donadores de electrones y dopantes electroquímicos. El poliacetileno dopado es un ejemplo típico. Después de añadir aceptores de electrones como yodo o pentafluoruro de arsénico, la conductividad se puede aumentar a 104Ω-1·cm-1.
Los plásticos conductores estructurales se pueden utilizar para fabricar baterías de plástico de alta potencia, condensadores de alta densidad de energía, materiales absorbentes de microondas, etc.
Plástico conductor compuesto
En el plástico conductor compuesto, el plástico en sí no tiene conductividad y solo actúa como adhesivo. La conductividad se obtiene mezclando sustancias conductoras como negro de humo, polvo metálico, etc. Estas sustancias conductoras se denominan cargas conductoras, siendo el polvo de plata y el negro de carbón los más utilizados. Desempeñan un papel como soportes en plásticos conductores compuestos.
Los plásticos conductores compuestos son fáciles de preparar y tienen una gran viabilidad. A menudo se utilizan en interruptores, componentes sensibles a la presión, conectores, materiales antiestáticos, materiales de protección electromagnética, resistencias y células solares.
Referencia: Enciclopedia Baidu - Plástico conductor