Techniklexikon

leitfähige Polymere

Polymere, die elektrisch halbleitend oder metallisch leitend sind. Gefüllte leitfähige Polymere erreichen die elektrische Leitfähigkeit s durch Einfüllen von leitfähigen Partikeln oder Fasern (Russ oder Stahlfasern), wobei schon ein Füllstoffanteil deutlich unter 10 % ausreichend ist. Sie erreichen als maximale spezifische Leitfähigkeit die Leitfähigkeit des Füllmaterials. Intrinsisch leitende Polymere sind dotierte Polymere, die im undotierten Zustand isolierend sind. Voraussetzung für die Leitfähigkeit ist in erster Linie das Vorhandensein von konjugierten Doppelbindungen innerhalb der Kohlenstoffkette. Drei hybridiserte sp2-Orbitale des Kohlenstoffatoms sind in s-Bindungen gebunden. Durch die ungebundenden vierten s-Orbitale entsteht ein Leitungsband, das durch die eindimensionale Struktur in ein p-Band und ein p^*-Band aufgespalten wird. Eingebrachte Dotierungen beeinflussen das konjugierte p-Elektronensystem und lösen den Isolator-Metall-Übergang aus.

Die ersten leitfähigen Polymere (das erste, Polyacetylen, wurde 1977 beschrieben) waren an Luft nicht stabil und konnten auch nicht technisch verarbeitet werden. Inzwischen sind erste intrinisch leitfähige Polymere kommerziell verfügbar (z. B. Polyanilin) und technische Anwendungen, z.B. im Korrosionsschutz, möglich. Eine breitere Anwendung wird derzeit noch durch die mangelnde thermoplastische Verarbeitbarkeit und die unzureichende Temperaturstabilität eingeschränkt.