塑料在特定条件下是可以导电的。以下是塑料导电的一些原因和机制:
分子结构和电子特性
塑料是由高分子聚合物组成的,这些分子中含有大量的碳原子和氢原子,通过共价键连接成长链。碳原子具有“手拉手”连接电子的能力,但控制电子的能力相对较弱,容易被掺杂物夺走电子,从而留下空位。
当外界施加电压时,聚合物分子中空位附近的电子会进入空位,并造成新空位,这样交替持续就造成电流流动。
导电剂的使用
在塑料制品中加入导电剂是导致塑料导电的主要原因。导电剂是一种被加进其他材料中以增加它们导电性能的物质。常见的导电剂有金属颗粒、碳纤维等。这些导电剂能够形成与塑料中的高分子链连接的通道,使电荷能够流动,从而使电流能够在导电塑料中流动。
掺杂和化学修饰
为了使塑料具有导电性,必须在聚合物主链中引入π共轭体系,构成π电子系重叠的高分子,并且高分子的有规结构也是不可缺少的。掺杂剂可以通过氧化还原过程使聚合物链得到或失去电子,从而赋予聚合物以导电性。
特殊材料和制备方法
导电塑料通常是由本来是绝缘的材料里掺加高浓度的丝状炭黑和完全焦化的化合物制得的。这些材料通过特定的制备方法,如填料法和化学修饰法,使得原本不导电的塑料具有导电性能。
建议
尽管塑料在大多数情况下是绝缘的,但在特定条件下,通过添加导电剂或进行化学修饰,可以使其具备导电性能。这种导电塑料在电子电气、静电放电保护、扩展电子元件的应用范围等方面具有独特的应用价值。