开云超全干货！这是一份“诺奖级”的各型导电塑料分类、配方与应用指南！

　　开云超全干货！这是一份“诺奖级”的各型导电塑料分类、配方与应用指南！今年第二次获得诺奖的巴里·沙普利斯发现的“点击反应”（click chemistry）就有助于生产需要满足特定需求的新材料。例如在塑料或纺织品中添加可发生点击反应的叠氮化物，会让后期的材料升级变得简单，这或许能使原料连接可导电开云(中国)Kaiyun官方网站、获取阳光、抗菌、防紫外线辐射或具有其他理想特性的物质，还可以通过点击反应，把软化剂固定在塑料中，来避免软化剂泄漏。

　　巴里·沙普利斯在2001年获得了他的第一个诺贝尔化学奖，我们今天这篇文章的主角，则比他早一级：2000年化学奖得主美国科学家艾伦黑格、艾伦·马克迪尔米德和日本科学家白川英树，以表彰他们有关导电聚合物的发现和发展，即塑料在经过特殊改造之后，可以像金属一样产生导电性。

　　那么塑料又为什么会导电呢？是因为塑料是高分子聚合物，分子中有很多个碳原子、氢原子，“手拉手”地连接成长链。碳原子有相互“拉”着一个或几个电子的能力。“拉”几个电子的碳原子，控制电子的能力相对较弱，使塑料具有成为半导体的潜质。

　　如果对塑料进行掺杂，那么碳原子又会很容易地被掺杂物夺走电子，而留下空位开云(中国)Kaiyun官方网站。这好比挤满汽车的停车场，一旦有一辆车从出口离开车场，另一辆车就能进入一样。当外界施加一定的电压后，聚合物分子中空位附近的电子就会进入空位，并造成新空位，这样交替持续就造成电流，使塑料成为导体。

　　导电塑料的电磁屏蔽性、抗静电性、导电性优良，被广泛应用到电子、半导体、电磁波屏蔽等领域，随着电子、半导体等产业发展。据新思界产业研究中心发布的《2022-2026年中国导电塑料行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，2021年全球导电塑料行业产量已增长至34.5万吨；预计2026年，全球导电塑料市场需求量将增长至80万吨。

　　塑料一直以其优异的绝缘性能，被广泛应用在我们的生活中。不过，对其导电性的研究和改性，也一直在进行中，目前至少有四类导电塑料已经被成功开发。包括：

　　用物理方法制成的导电塑料称为复合型导电塑料，用化学方法制成的导电塑料称为本征型（又称结构型）导电塑料。

　　是指高聚物本身具有导电性或经过化学改性后具有导电性的塑料，能发挥自身化学结构的作用，使其本质上能够导电，再通过化学方法进行掺杂以增长其导电性。

　　是指经物理改性后具有导电性的塑料，一般是将导电性物质如炭黑、碳纤维、石墨、金属粉末、金属纤维等掺混于树脂中制成。目前90%的导电塑料都属于复合型，其应用广泛。

　　塑料导电配方设计的关键为选材、搭配、用量、混合四大要素，表面看来很简单，但其实包含了许多内在联系，要想设计出一个高性能、易加工、低价格的配方也并非易事，需要考虑的因素很多，本文为大家提出一些要点，如果对本部分内容感兴趣可以留言告诉我们，我们之后将为大家详细介绍。

　　(3）塑料的玻璃化温度Tg对抗静电剂加入量有影响，Tg低于室温的抗静电剂效果发挥更好，加入量少。

　　(4）对于结晶型树脂，抗静电剂的加量要比非晶型树脂大，因为抗静电剂一般存在于树脂的非结晶区，通过非晶区向制品表面的扩散。

　　目前，应用最广泛的导电塑料是将导电填料或离子导电聚合物与其他聚合物复合获得。常见的导电填料包括炭黑、石墨、碳纤维、石墨烯、碳纳米管、钢纤等，而最常用的离子导电聚合物是聚醚的嵌段共聚物。

　　例如将PC/ABS、PC、ABS、PA、PPE 等树脂与镀镍碳纤维、不锈钢纤维等导电物质结合，通过塑料与填料混合，经过塑料加工工艺，导电性得到一定的提升，实现了从绝缘体到半导体再到导体的巨大变化，从而使其具有EMI屏蔽功能和接地功能。

　　两种方案都需要实现导电助剂在聚合物中形成导电通路，最终材料的导电性与导电助剂性质、聚合物性质、加工工艺、导电网络等密切相关。

　　目前，一般我们用表面电阻率来表征某种材料对电流的阻抗大小，表面电阻率越小，导电性越强。导电塑料也可依此分类。

　　静电危害：常见的静电危害为静电吸灰。另外局部静电的电位很高，容易向带异种电荷或不带电的物体放电，放电可能发生触电感受、敏感元器件击穿、引燃引爆等。

　　爆炸引燃：加油站或可燃性气体液体运输储存环节，如果产生静电放电，放电火花极易引起大火或爆炸。

　　抗静电塑料可使产生的静电电荷通过材料表面和内部导电通路，快速并平均分散在整个材料中，这样一方面可以防止静电局部累积产生高电位，另一方面通过整个材料的通路使静电耗散掉。

　　静电耗散塑料可更快速将产生的静电消除，一般电阻率为106~109 ohm/sq。这种材料会使静电更快速地传导至整个材料内部；在接地的情况下，静电会传导到地下，使材料不带电。

　　敏感微电子元器件如果受到静电放电，只需80V的放电电位，就会被击穿而丧失功能。因此在半导体行业，与敏感元器件可能接触的一切物体，都需要使用具有静电耗散功能的材料。

　　导电级塑料可以替代金属的一些功能，实现导电。其产生静电的可能性更小，同时其耗散静电的能力更强。它有三个功能：

　　电磁屏蔽的原理是对于干扰源电磁波的反射与吸收，一般是通过材料对电磁能流进行反射和引导作用，在内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化场，从而减弱源电磁场的辐射效果，其与屏蔽结构表面和屏蔽体内部感生的电荷、电流与极化现象密切相关。

　　主要用于集成电路、汽车电子、电气等领域EMI屏蔽外壳以及中、高压电缆中使用的半导电屏蔽料。例如通信基站的悬挂结构件、电源盖板、屏蔽腔，还包括通信假面板、连接器（光纤护套、电源护套等）电脑显示器后壳、导光盒，以及军工用品等。

　　由于金属材料中电子可自由移动，当带电体靠近金属时开云(中国)Kaiyun官方网站，金属表面很容易发生感应起电。即使金属接地，感应起电依然无法避免。

　　金属上的感应电荷，也会与接触的物体发生放电，而且在放电时可能产生比半导体材料更大的放电电流。所以在半导体领域不能使用金属做包装；在防灰尘效果上，金属也不优于抗静电塑料。

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