吸附聚合

吸附聚合(Adsorption polymerization)是指當流體與多孔固體接觸時，流體中某一組分或多個組分在固體表面處因受到聚合作用而產生積蓄的現象。

吸附也指物質（主要是固體物質）表面吸住周圍介質（液體或氣體）中的分子或離子現象。聚合是指分散的聚集到一起。在化學中它指有機化學和高分子化學的重要術語。

基本介紹

• 中文名：吸附聚合
• 外文名：Adsorption polymerization
• 學科：化學
• 領域：化學工程
• 聚合：聚合是指分散的聚集到一起
• 套用：乙炔黑

簡介

當流體與多孔固體接觸時，流體中某一組分或多個組分中的小分子化學結合成大分子,大分子受到聚合作用而在固體表面處產生積蓄，此現象稱為吸附聚合。吸附也指物質（主要是固體物質）表面吸住周圍介質（液體或氣體）中的分子或離子現象。聚合是指分散的聚集到一起。在化學中它指有機化學和高分子化學的重要術語。

乙炔黑吸附聚合制導電聚苯胺

隨著高分子固體電解質和導電高分子的迅速發展，研製出全固態塑膠電池已成為可能。在迄今已合成十幾種導電聚合物中，聚苯胺((PAN)因具有穩定的電化學性能、較高的儲能效率和簡單的合成方法倍受青睞。1987年，用聚苯胺為電極製成的鈕扣式二次電池作為商品已投入市場，使聚苯胺成為導電高分子領域又一新的研究熱點。有關聚苯胺的組成、結構、導電機制的研究及其化學、電化學合成的方法、套用等都有了較為詳細的研究報導。但將PAN構成電池陰極結構最佳化方面國內外文獻卻很少見有報導。相關人員從改善聚苯胺與乙炔黑的摻混性，最佳化聚苯胺/乙炔黑複合陰極結構為出發點，對導電乙炔黑吸附聚合法製取聚苯胺進行了研究，並對其製備工藝的主要影響因素及其有關性能進行了分析。

乙炔黑吸附對苯胺化學氧化聚合產率的影響

利用乙炔黑多孔吸附性進行苯胺單體的化學氧化聚合，在反應初期對提高聚合反應的產率是有利的，產率隨乙炔黑含量的增加而逐漸增大，當乙炔黑/苯胺的質量比約為9%時聚合產率達最大值61.44%。以後繼續增大乙炔黑/苯胺的質量比，其聚合產率開始緩慢下降。原因可能是當乙炔黑吸附苯胺後，相對周圍環境，該部分乙炔黑顆粒上苯胺濃度較高，因而分別形成了局部的聚合反應的活性中心。這種類似與模板式的定向聚合大大提高了反應的效率.使反應產率加大。當加大乙炔黑的量達到一定的極限值後，苯胺被乙炔黑的吸附量也達到極限，此時的聚合產率也最大。繼續加大乙炔黑的質量百分比，可能導致乙炔黑對酸、氧化劑等組分的吸附，甚至可能導致陽離子自由基的終止，降低反應效率，使產率下降。

乙炔黑吸附對苯胺化學氧化聚合電導率的影響

反應開始時乙炔黑的吸附聚合使聚苯胺的電導率呈現上升趨勢，並且當乙炔黑/苯胺的質量比約為5%時，產物的電導率達最大值，為11. 60 s/cm。顯然，這種聚合可能有利於控制高分子量聚苯胺的生成。因為每粒乙炔黑吸附所引起的局部較高濃度的苯胺，受外界干擾較小，有利於鏈增長反應，而聚苯胺電導率的大小與其分子鏈的長度有關。根據量子化學理論，共扼分子鏈越長，其電子激活能越低.在電場的作用下容易形成載流子;同時其共扼分子長度大.也有利於載流子沿分子鏈遷移。當單體的濃度到達一定程度後，聚苯胺的分子鏈鏈長和電導率就不會再繼續增大。繼續加大乙炔黑的百分含量，過量的乙炔黑將導致產物中出現過多的游離乙炔黑，最終降低產物電導率。

乙炔黑吸附聚合對聚苯胺電化學性能的影響

不同環境下所得的聚苯胺循環伏安圖上各峰的位置及峰的多寡均有所差異。實驗發現，該條件下PAN/C/PV DF複合膜比PAN/PVDF複合膜少1個還原峰，其原因可能是由於乙炔黑的引入而引起的(更詳細的機理有待於工作的進一步深入)，但其峰電流0.142mA遠大於PAN/PVDF峰電流2.00μA、5.20μA，還原電量也大於後者。這暗示了經過吸附聚合後製得的PAN/C/PV DF複合膜，由於乙炔黑的有效均勻混合，提高了PAN/C/PVDF複合陰極的氧化還原電量，改善了其電化學行為。