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第28章 有机聚合物为什么能绝缘、导电两不误

人们比较熟悉的酚醛塑料、聚乙烯塑料等有机聚合物,一直是电绝缘材料的首选材料。这是由于它们单位电导率极低的缘故。

但是,现代科学技术对有机聚合物提出了更高的要求:不仅需要它们绝缘的优异才能一面,而且也需要它们增添有弹性、能抗磨、质量轻、像金属一样导电的才能。为此,科学家在有机聚合物上动了不少脑筋。

人们曾尝试过在聚合物中掺入金属粉末,以提高聚合物的导电性,但因这种方法制造导电材料,必须掺入聚合物中的金属微粒量占到材料总体积的70%才能保证金属微粒彼此间能“手挽手,肩并肩”地导通电流。然而,金属微粒的加工繁杂,代价昂贵,而且又会使混合物重量大大增加。

随着科学的日益昌明,现在采用一种全新的方法来获得聚合物导体。这种新颖的聚合物由带有自由电子的高分子组成,这些自由电子参与形成各个连结单体之间的化学键,这样聚合物就会获得金属那样的导电能力。比如,新型的导电聚合物——聚乙炔,它原是一种绝缘性材料,但科学家往其里面掺入极其微量的合金物质(仅占05%—1%)后,聚乙炔的电导率一下子就可增加十三个数量极,几乎可以与金属铬和铬的合金相媲美。

此外,聚氮(杂)苯也是导电、绝缘两不误的聚合物。它们的外表类似于金属,黑颜色,有光泽,并具有金属一样的传热性能。所以,人们赋予它们一个雅号——有机金属。

通过对有机聚合物导电、绝缘两不误的材料的深入研究,人们将会获得轻巧、牢固、能导电的聚合物薄膜和纤维,并把它们制成便携式的电热元件和电池,不会产生静电的计算机材料和不怕辐射的装置。

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