3. Độ dẫn điện của Polymer và các yếu tố
ảnh hưởng:
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng
•Nhiệt độ: Ảnh hưởng đến độ linh
động, tính nhớt của môi trường
Polymer
•Phụ thuộc vào cấp số:

  A.e
So sánh độ dẫn điện của
polymer dẫn với kim loại

10/17/2016

 U
RT

A là hệ số ít phụ thuộc vào nhiệt độ
∆U là năng lượng hoạt hóa, là năng
lượng cần thiết để chuyển ion từ
trạng thái này sang trạng thái khác
1


4. Độ thẩm điện môi và tổn thất điện môi
của Polymer:
• Độ thẩm điện môi έ của chất xác định bằng dung lượng của tụ
điện chứa đầy điện môi với dung lượng của tụ điện trong
chân không
• Nếu polymer có chứa các nhóm phân cực đặt trong trường
điện thì ở một tỷ lệ xác định của thời gian hồi phục và tần số


4. Độ thẩm điện môi và tổn thất điện môi
của Polymer:
• Sự tổn thất điện môi của polymer bao gồm 2 loại:
1. Tổn thất lưỡng cực đàn hồi, liên quan tới sự quay
của nhóm mắt xích trong trường điện. Phụ thuộc
vào cấu trúc hóa học của polyme, lực tương tác nội
và giữa các phân tử, cũng như độ linh động của mắt
xích và thời gian hồi phục
2. Tổn thất lưỡng cực – gốc, gây ra bởi sự chuyển
động của các nhóm thế phân cực (gốc phân cưc)

10/17/2016

4


4. Độ thẩm điện môi và tổn thất điện môi
của Polymer:
• Sự tổn thất điện môi phụ thuộc vào:
1. Tính điều hòa phân tử, độ kết tinh của Polymer
2. Độ linh động của phân tử, sự định hướng của mạch
polymer và bó, sự khâu mạch, tác dụng của chất
hấp phụ thấp phân tử như chất hóa dẻo….

10/17/2016

5




•Polyme phối trí của mạch liên

O
NH

NH

N C
C N
N
C
C

Cl

O

hợp với nguyên tử kim loại hoặc
dạng phức chelat

N Me N

Polyaminoquinon

C
C
N
N C
C N

hủy, các bước nhảy xảy ra dễ dàng hơn và độ dẫn điện cao hơn.

10/17/2016

7


10/17/2016

8


TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA POLYMER
• 1. Tổng quan về tính chất điện của Polymer.
• 2. Các loại polymer dẫn điện.
• 3. Độ dẫn điện của Polymer và các yếu tố ảnh
hưởng.
• 4. Độ thẩm điện môi và tổn thất điện môi của
Polymer.
• 5. Tính chất điện của polyme có hệ liên hợp.
• 6. Mômen lưỡng cực của phân tử Polymer.
• 7. Ứng dụng của polymer dẫn điện.

10/17/2016

Tiểu luận Hóa lý Polymer

9



• Một cặp polaron (+ +) là bipolaron
• Polaron và bipolaron là hạt tải điện cho sự truyền điện trong
polymer dẫn điện.
10/17/2016

Tiểu luận Hóa lý Polymer

11


2. Các loại Polymer dẫn điện.
2.1 Polymer dẫn điện do phụ gia:
Chất phụ gia có độ dẫn điện lớn, như bột kim loại, bồ hóng
hay Grafit…
Tuy nhiên, tính dẫn điện có được không xuất phát từ bản
chất của vật liệu polymer mà từ các phụ gia thêm vào →
Không được ứng dụng nhiều

10/17/2016

Tiểu luận Hóa lý Polymer

12


2. Các loại Polymer dẫn điện.
2.2 Polymer dẫn điện do quá trình “doping” :
Hai phương pháp để đưa các điện tích vào Polymer:
• Lấy đi các điện tử từ nó (quá trình oxy hóa hay còn gọi là
“doping” loại p)

14


2. Các loại Polymer dẫn điện.
Quá trình “acid doping”
Cấu trúc dạng leucoameraldine (2a)
có thể bị oxy hóa thành dạng
emaraldine (2b) mà không có sự
tham gia của các ion đối X-. Tuy
nhiên, dạng ameraldine (2b) chỉ trở
nên dẫn điện khi nó được xử lí bằng
axít mạnh HX, cấu trúc (2c) và (2d) là
hai cấu trúc cộng hưởng.

10/17/2016

Tiểu luận Hóa lý Polymer

15


2. Các loại Polymer dẫn điện.
→Trong 2 phương pháp trên, việc tạo ra các
điện tích trên mạch polymer luôn gắn liền với
việc đưa vào các ion đối. Tuy nhiên, cơ chế dẫn
điện của các loại polymer loại này không phải
do các ion đối tạo ra, mà do sự phân bố điện
tích một cách tương đối qua toàn mạch
polymer.




3. Độ dẫn điện của Polymer và các yếu tố
ảnh hưởng:
3.1 . Độ dẫn điện của Polymer
•Độ dẫn điện riêng của Polymer được xác định bằng các ion
tự do không liên kết hóa học với Polymer
•Các nguồn sinh ra ion ở dạng tự do hoặc ở dạng liên kết
yếu: những chất hấp phụ thấp phân tử, như Axit kiềm, muối,
nước, các gốc nhũ tương hóa, xúc tác, Monomer
•Độ dẫn điện s của Polymer còn được biểu diễn bằng công
thức:
s=nme
n là nồng độ của hạt tải điện
m là độ di động
e là điện lượng của điện tử (1,602 x 10-19 C).
10/17/2016

Tiểu luận Hóa lý Polymer

18


3. Độ dẫn điện của Polymer và các yếu tố
ảnh hưởng:
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng

•Sự di động của điện tử trong mạch
polymer (mũi tên A)
•Giữa những mạch polymer (mũi tên B)


Tiểu luận Hóa lý Polymer

20


3. Độ dẫn điện của Polymer và các yếu tố
ảnh hưởng:
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng
•Nhiệt độ: Ảnh hưởng đến độ linh
động, tính nhớt của môi trường
Polymer
•Phụ thuộc vào cấp số:

  A.e
So sánh độ dẫn điện của
polymer dẫn với kim loại

10/17/2016

 U
RT

A là hệ số ít phụ thuộc vào nhiệt độ
∆U là năng lượng hoạt hóa, là năng
lượng cần thiết để chuyển ion từ
trạng thái này sang trạng thái khác
Tiểu luận Hóa lý Polymer

21

 .E 2
W
8
Tổn thất điện môi hay nhiệt W
χ là độ dẫn điện riêng của điện môi.
E là ứng suất của trường

10/17/2016

Tiểu luận Hóa lý Polymer

23


4. Độ thẩm điện môi và tổn thất điện môi
của Polymer:
• Sự tổn thất điện môi của polymer bao gồm 2 loại:
1. Tổn thất lưỡng cực đàn hồi, liên quan tới sự quay
của nhóm mắt xích trong trường điện. Phụ thuộc
vào cấu trúc hóa học của polyme, lực tương tác nội
và giữa các phân tử, cũng như độ linh động của mắt
xích và thời gian hồi phục
2. Tổn thất lưỡng cực – gốc, gây ra bởi sự chuyển
động của các nhóm thế phân cực (gốc phân cưc)

10/17/2016

Tiểu luận Hóa lý Polymer

24