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电化学聚合研究进展 蒋伟春 同济大学材料科学与工程学院 (上海 200092) 摘 要 电化学聚合是近年来发展起来的一种新型的聚台方法，它除了可以合成一些常用方法所不能合成的 聚合物外，还能改变某些聚合物的性能．现已广泛用于导电高分子的研究中．并具有潜在的工业化前 景 本文从机理及虚用方面综述了电化学聚合方法的研究进展 关蜒词 电化学聚合 聚苯胺 导电高分子 高分子配合物 化学修饰电极 学聚合方法不能得到的高聚物。 1 概述 近年来，剥于电化学聚合的研究和应用取得了 电化学聚合 (electn：~chemicalpolymerization．缩 很多优秀的成果．它已被成功地用于合成有特殊功 写为ECP)是指应用电化学方法在阴极上或阳极上 能的聚合物，如导电高分子 (聚苯胺．聚吡咯，聚氨基 进行的聚合反应，其过程中包含电化学步骤，可简称 吡啶等)和高分子配合物的前驱体 (漆酚钬配合物， 为电聚合，也有称其为电引发聚合或电解聚合 漆酚钇配合物等)= 电化学聚合中常用的电解池通常为双电极 (工 2 电化学聚合反应机理 作电极和对电极，通常为铂电极)体系，也可以为三 电极(工作电极和剥电板，再引人饱和1=i汞‘电板作为 电化学聚合反应机理很复杂，而且各种单体进 参比电极)体系 因为电聚合产物的导电性通常较 行电化学聚台的机理有很大的差异。因此要总结出 差，所以电解方法通常为恒电位电解法，相应的电聚 电聚合的机理十分困难 本文以苯胺在不同介质(酸 合速度随电解时间而不断下降：但也有循环伏安扫 性溶液或碱性溶液)中的恒电位聚合为例+对近年 描法、恒电流电解法、矩形波电解法和交流电电解法 来，电聚合机理方面的部分研究成果作一个总结。 等 电化学聚合的电解液一般包含三种成分：溶剂 2．I 苯胺在酸性溶液中的电化学聚合机理 (也称介质)、支持电解质和有机单体。溶剂可以是 MacDiarmid等众多科学家的研究结果证实了 水，也可以是有机溶剂。常用的有机溶剂有N，N一 苯胺在酸性溶液中的聚合是通过头一尾偶合即通过 二甲基甲酰胺 (DMF)、四氢呋哺 (THF)、乙酸、乙腈、 原子和芳环上的C一4位的碳原子间的偶合，从而 丙酮、三氯甲烷、二甲基亚砜 (DMSO)和二氯乙烷 形成分子长链。在国内，有报导利用环一盘电极研究 等 为使溶液导电，通常需加入支持电解质，如镀 了酸性水溶液 (含HC10．7otol·L )中苯胺(浓度为 盐、钾盐、钠盐 、锂盐等 而某些质子酸，如硫酸、盐酸 017mo1．I )的电化学聚合行为，提出了如下阳离 等，既可作为支持电解质也可作为产物的掺杂剂。 子 自由基的聚合机理： 与普通的聚台反应相同，电化学聚合反应根据 第一步(引发j： 链增长的历程．也可分为电化学缩合聚合反应和电 — I — 卜NH_一 一 2 H+ 化学加成聚合反应两大类，分别简称为电缩聚反应 和电加聚反应 当然也可根据电化学的习’腆．按照 然后大部分阳离子自由基在盘电极上聚合形成 聚合反应在阴极上或阳极上发生而分为阴极聚合反 了由N原子和芳环上C一4位置的C原子通过头一 应和阳极聚合反应两大类，或分别称为还原聚合反 尾偶合的二聚产物： 应和氧化聚合反应