DD238238A1 - Verfahren zur herstellung von dotierbaren polyenen aus vinylpolymeren - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete Polymerenchemie, Elektrotechnik und Elektronik. Das Ziel der Erfindung besteht darin, Polyene in Form von Pulvern, Folien, Filmen oder Faeden, die nach der Dotierung Leitfaehigkeiten 10 5V 1cm 1 aufweisen, herzustellen. Die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren anzugeben, das es ermoeglicht, aus Vinylpolymeren, vorzugsweise aus PVC, ein Polyen mit einer Kohlenstoffkette, die eine Anzahl von konjugierten Doppelbindungen 20 aufweist, herzustellen, ist geloest, wenn das Vinylpolymer in Form von Pulver, Folien, Filmen oder Faeden mit einer energiereichen Strahlung bestrahlt und danach oder gleichzeitig eine thermische Behandlung erfolgt. Die Strahlendosis ist so bemessen, dass noch keine Zerstoerung des Materials eintritt und die thermische Behandlung bei der Temperatur der Dehydrochlorierung erfolgt. Objekte, bei denen die Anwendung der Erfindung zweckmaessig ist, sind Ausgangsprodukte zur Herstellung von elektrischen Leitern und Halbleitern.
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Polymerenchemie, der Elektrotechnik und der Elektronik. Objekte, bei denen die Erfindung zweckmäßigerweise anwendbar ist, sind Ausgangsprodukte zur Herstellung von elektrischen Leitern und Halbleitern.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Bekannt ist die Möglichkeit, durch Dehydrochlorierung infolge von Wärme und/oder Strahleneinwirkung in bestimmten Polymerwerkstoffen polyenartige Strukturen als Voraussetzung der Dotierbarkeit derselben zu erzeugen. Für Vinylpolymere, insbesondere für PVC herrscht in der Literatur (u.a. auch bei G.Vancsö u.a.
Makromol. Chem. Rapid. Commun. 3 [1982]) die Ansicht vor, daß es prinzipiell nicht möglich ist, Polyensequenzen mit einer Anzahl von konjugierten Doppelbindungen >15-20 durch Abspaltung von Gasen zu erzeugen. Erfahrungsgemäß werden für eine metallische Leitfähigkeit Polyene mit konjugierten Doppelbindungen >30-40 vorausgesetzt. Erhärtet wird das allgemeine Vorurteil der Fachwelt durch W.Deits, P.Cukor, M.Rubner und H.Japson, J. Elektron. Mat. 10 (1981) S. 683, die von Versuchen berichten, mittels einer thermischen Behandlung bei 50-60T durch Dehydrochlorierung von PVC-Pulver eine Polyacetylenähnliche Struktur herzustellen und diese durch Dotierung metallisch leitend zu machen. Die erreichte Leitfähigkeit betrug <10"ΒΩ"1 · cm-1. Als Ursache der geringen Leitfähigkeit wird angenommen, daß bei der Dehydrochlorierung von PVC eine bestimmte Länge der erforderlichen Polyenensequenzen nicht überschritten werden kann. Neben der zu geringen Leitfähigkeit besteht der Nachteil des Verfahrens der o.g. Autoren darin, daß das pulverförmige Endprodukt sich nicht mehr, oder nur sehr schwer in andere Formen, wie Filme, Folien oder Fäden verarbeiten läßt.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht darin, Polyene in Form von Pulver, Folien, Filmen oder Fäden, die nach der Dotierung Leitfähigkeiten >10_5Ω_1 · cm-1 aufweisen, herzustellen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, aus Vinylpolymeren, vorzugsweise aus PVC, ein Polyen mit einer Kohlenstoffkette, die eine Anzahl von konjugierten Doppelbindungen >20 aufweist, unabhängig von der äußeren Form des Verfahrensproduktes herzustellen.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Vinylpolymer in Form von Pulver, Folien oder Filmen oder Fäden mit einer energiereichen Strahlung — y —, Elektronen-, oder UV-Strahlungen — mit einer Strahlendosis, bei der noch keine Zerstörung des Materials eintritt unter Ausschluß von Sauerstoff bestrahlt und gleichzeitig oder danach einer thermischen Behandlung bei Temperaturen, bei denen eine Dehydrochlorierung stattfindet, vorzugsweise bei Temperaturen oberhalb 8Q°C unter Ausschluß von Sauerstoff unterzogen wird.
Diese Kombination von strahlenchemischer und thermischer Behandlung unter Ausschluß von Sauerstoff zeigt die Wirkung, daß durch die Bestrahlung im Vinylpolymer-Molekül aktive Zentren, sog. „Schwachstellen" eingebaut werden, die die bei der thermischen Behandlung ablaufende Dehydrochlorierung begünstigen. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß der Polymerwerkstoff unabhängig von seiner äußeren Form behandelt werden kann und nach der Dotierung mit Jod, AsF5 oder einem anderen Elektronenakzeptor oder -donator als metallischer Leiter in seiner erwünschten Endform vorliegt.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Ausführungsbeispiel PVC-Folie einer Dicke von 0,1 mm wurde mit Elektronenstrahlung mit einer Strahlendosis von 200 KGy im Vakuum bestrahlt und anschließend 4h bei 90°C im Vakuum temperaturbehandelt. Die Anzahl der erreichten konjugierten Doppelbindungen lag >30. Nach der Dotierung von Jod wurde eine Leitfähigkeit von 0,2Ω-' · cm"1 gemessen.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von dotierbaren Polyenen aus Vinylpolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß diese in Form von Pulver, Filmen oder Folien oder Fäden mit einer energiereichen Strahlung mit einer Strahlendosis, bei der noch keine Zerstörung des Materials eintritt unter Ausschluß von Sauerstoff bestrahlt und gleichzeitig, oder danach einer thermischen Behandlung bei Temperaturen, bei denen eine Dehydrochlorierung stattfindet, unterzogen wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die thermische Behandlung bei Temperaturen oberhalb 800C durchgeführt wird.
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Polymerenchemie, der Elektrotechnik und der Elektronik. Objekte, bei denen die Erfindung zweckmäßigerweise anwendbar ist, sind Ausgangsprodukte zur Herstellung von elektrischen Leitern und Halbleitern.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Bekannt ist die Möglichkeit, durch Dehydrochlorierung infolge von Wärme und/oder Strahleneinwirkung in bestimmten Polymerwerkstoffen polyenartige Strukturen als Voraussetzung der Dotierbarkeit derselben zu erzeugen. FürVinylpolymere, insbesondere für PVC herrscht in der Literatur (u.a. auch bei G.Vancso u.a. Makromol. Chem. Rapid. Commun. 3 [1982]) die Ansicht vor, daß es prinzipiell nicht möglich ist, Polyensequenzen mit einer Anzahl von konjugierten Doppelbindungen > 15-20 durch Abspaltung von Gasen zu erzeugen. Erfahrungsgemäß werden für eine metallische Leitfähigkeit Polyene mit konjugierten Doppelbindungen > 30—40 vorausgesetzt. Erhärtet wird das allgemeine Vorurteil der Fachwelt durch W. Deits, P.Cukor, M.Rubner und H. Japson, J.Elektron. Mat. 10 (1981) S.683, die von Versuchen berichten, mittels einer thermischen Behandlung bei 50-60°C durch Dehydrochlorierung von PVC-Pu !vereine Polyacetylenähnliche Struktur herzustellen und diese durch Dotierung metallisch leitend zu machen. Die erreichte Leitfähigkeit betrug <10~5Ω~1 · cm"1. Als Ursache der geringen Leitfähigkeit wird angenommen, daß bei der Dehydrochlorierung von PVC eine bestimmte Länge der erforderlichen Polyenensequenzen nicht überschritten werden kann. Neben der zu geringen Leitfähigkeit besteht der Nachteil des Verfahrens der o.g. Autoren darin, daß das pulverförmige Endprodukt sich nicht mehr, oder nur sehr schwer in andere Formen, wie Filme, Folien oder Fäden verarbeiten läßt.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht darin, Polyene in Form von Pulver, Folien, Filmen oder Fäden, die nach der Dotierung Leitfähigkeiten >10~5Ω~1 · cm"1 aufweisen, herzustellen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, aus Vinylpolymeren, vorzugsweise aus PVC, ein Polyen mit einer Kohlenstoffkette, die eine Anzahl von konjugierten Doppelbindungen > 20 aufweist, unabhängig von der äußeren Form des Verfahrensproduktes herzustellen.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Vinylpolymer in Form von Pulver, Folien oder Filmen oder Fäden mit einer energiereichen Strahlung —y —, Elektronen-, oder UV-Strahlungen — mit einer Strahlendosis, bei der noch keine Zerstörung des Materials eintritt unter Ausschluß von Sauerstoff bestrahlt und gleichzeitig oder danach einer thermischen Behandlung bei Temperaturen, bei denen eine Dehydrochlorierung stattfindet, vorzugsweise bei Temperaturen oberhalb 800C unter Ausschluß von Sauerstoff unterzogen wird.
Diese Kombination von strahlenchemischer und thermischer Behandlung unter Ausschluß von Sauerstoff zeigt die Wirkung, daß durch die Bestrahlung im Vinylpolymer-Molekül aktive Zentren, sog. „Schwachstellen" eingebaut werden, die die bei der thermischen Behandlung ablaufende Dehydrochlorierung begünstigen. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß der Polymerwerkstoff unabhängig von seiner äußeren Form behandelt werden kann und nach der Dotierung mit Jod, AsF5 oder einem anderen Elektronenakzeptor oder -donator als metallischer Leiter in seiner erwünschten Endform vorliegt. Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Ausführungsbeispiel
PVC-Folie einer Dicke von 0,1 mm wurde mit Elektronenstrahlung mit einer Strahlendosis von 200 KGy im Vakuum bestrahlt und ' anschließend 4h bei 900C im Vakuum temperaturbehandelt. Die Anzahl der erreichten konjugierten Doppelbindungen lag >30. Nach der Dotierung von Jod wurde eine Leitfähigkeit von 0,2Ω-1 cm"1 gemessen.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD25075683A DD238238A1 (de) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | Verfahren zur herstellung von dotierbaren polyenen aus vinylpolymeren |
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| DD (1) | DD238238A1 (de) |
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1983
- 1983-05-10 DD DD25075683A patent/DD238238A1/de not_active IP Right Cessation
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