پلیمرها در صنعت برق در شیمی

پلاستیک در صنعت الکترونیک

استفاده از پلاستیک به عنوان ماده عایق و برای ساخت مسکن بدیهی است. اولین باکلیت ها قبلاً برای تولید محفظه های پریز و کلید در تولیدات صنعتی مورد استفاده قرار می گرفتند. عامل تعیین کننده، اثر عایق عالی پلاستیک های فنلی خالص است که به دلیل ساختارشان رسانایی الکتریکی ندارند. علاوه بر این، پردازش ساده دوروپلاستیک ارزان قیمت است.
مثال دیگر روکش کابل ها با پلی استر یا پلی آمید الاستیک است.

پلاستیک های رسانای الکتریکی

پلاستیک های رسانا برای مدت طولانی شناخته شده است، اما در ابتدا در مورد پلیمرهای “معمولی” عایق بود که فقط از طریق افزودن ذرات رسانای الکتریکی مانند گرد و غبار فلز یا دوده رسانا می شدند.
در سال 1976 ژاپنی ها کشف کردند هیدکی شیراکاوا تصادفا اولین پلاستیک واقعا رسانا. او با انحراف ناخواسته از روش سنتز، شکل جدیدی از پلی استیلن (PA) را به دست آورد.

( سی اچ   =   سی اچ ) n .به جای پودر سیاه معمولی، یک فیلم نقره ای براق و الاستیک ایجاد شد. تشکیلات خودگردان “جدید” هنوز یک انزوا بود، اما SHIRAKAWA و آمریکایی ها آن را کشف کردند آلن هیگر و ALAN MAC DIARMID به زودی می توان رسانایی آن را با “دوپینگ” با ید به شدت افزایش داد. امروزه فویل‌های PA را می‌شناسیم که رسانایی آنها تقریباً به اندازه مس و با جرم بسیار کمتر است.

با استفاده از مثال PA، نشان دادن الزاماتی که باید برای پلاستیک های رسانا رعایت شود آسان است:
زنجیره‌های پلیمری دارای شاخه‌ای غیرمحلی هستند

π   –سیستم الکترونی متشکل از چیزی جز پیوندهای دوگانه مزدوج (شکل 2).

برای اینکه مولکول های زنجیره ای جریان الکتریکی را هدایت کنند، باید دوپ شوند. از نظر شیمیایی، این بدان معنی است که اکسیداسیون یا کاهش لایه های پلیمری باعث حذف (p-doping) یا اضافه کردن (n-doping) برخی از الکترون ها بر روی زنجیره ها می شود. به این ترتیب، تک تک الکترون‌های آزاد باقی می‌مانند که مانند فلزات، دیگر به هسته‌های اتمی متصل نیستند، بلکه در امتداد مولکول‌ها می‌لغزند و بنابراین می‌توانند بار الکتریکی را منتقل کنند.

SHIRAKAWA و MAC DIARMID با قرار دادن پلی استیلن در معرض بخار ید اکسید کننده به این امر دست یافتند.
سنتز پلی پیرول رسانا به ویژه آسان است (شکل 3).
پیرول را می توان به صورت الکترولیتی به یک پلیمر رسانا اکسید کرد. بنابراین خیر دوپینگ لازم است. محلولی از پیرول و یک اسید سولفونیک آلی در 2-پروپانول به عنوان الکترولیت عمل می کند.

برنامه های کاربردی

باتری پلاستیکی
اول از همه، مردم این ایده را داشتند که قابل شارژ باشند باتری های پلاستیکی باید توسعه یابد، زیرا مواد نه تنها رسانای الکتریسیته هستند، بلکه می توانند بارها را نیز ذخیره کنند. در اوایل سال 1986، BASF AG چنین باتری را در نمایشگاه تجاری پلاستیک ارائه کرد که در آن الکترود مثبت از پلی پیرول تشکیل شده است. لیتیوم به عنوان دهنده الکترون در یک الکترولیت آلی استفاده می شود. ولتاژ این باتری قابل شارژ در حدود 3 ولت است. در طی چند صد چرخه شارژ و دشارژ، چگالی انرژی مانند یک باتری معمولی Ni/Cd است. مزیت یک باتری پلاستیکی و سایر کاربردهای پلاستیک رسانا، توانایی شکل دادن به هر شکلی است.

پیشرفت های اخیر منجر به پلیمرهای رسانای الکتریکی شده است که نه تنها به عنوان ماده الکترود برای انباشته ها بلکه برای قطعات الکترونیکی نیز استفاده می شود. امروزه پلاستیک‌های رسانا به‌ویژه به‌عنوان فویل‌های ضد الکتریسیته ساکن، سپرهای الکترومغناطیسی در مدارهای الکترونیکی و به‌عنوان سپر محافظ روی صفحه‌نمایش، در آبکاری صفحات مدار چاپی در صنعت الکترونیک یا در حفاظت در برابر خوردگی استفاده می‌شوند.
در آینده حتی می‌توان تصور کرد که تراشه‌های سیلیکونی معمولی و گران‌قیمت را می‌توان با پلاستیک‌های سفارشی یا حتی یک صفحه نمایش رول‌آپ بر اساس فیلم جایگزین کرد.

/* خطوط شکست عمدا حذف شده اند! -رابرت */ ?>

وضعیت: 2010
این متن در حال حاضر در حال ویرایش است.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

پیمایش به بالا