JPH011722A - 芳香族性化合物の膜状導電性重合体の製造方法 - Google Patents
芳香族性化合物の膜状導電性重合体の製造方法Info
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- JPH011722A JPH011722A JP62-155351A JP15535187A JPH011722A JP H011722 A JPH011722 A JP H011722A JP 15535187 A JP15535187 A JP 15535187A JP H011722 A JPH011722 A JP H011722A
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- Japan
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- film
- polymerization
- conductive polymer
- aromatic compound
- polymer
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野1
本発明は芳香族性化合物の膜状導電性重合体の製造方法
に関するものである。
に関するものである。
[従来技術]
導電性重合体の製造に関してはすでに数多くの特許文献
がおる。
がおる。
例えば、特開昭58−89640 @公報に於いては、
導電性ポリアセチレン高重合体が開示されており、特開
昭56−47421号公報に於いては線状ポリ(2,5
−チェニレン)重合体、その製造方法及びその重合体か
らなる半導体が開示されている。
導電性ポリアセチレン高重合体が開示されており、特開
昭56−47421号公報に於いては線状ポリ(2,5
−チェニレン)重合体、その製造方法及びその重合体か
らなる半導体が開示されている。
また、コバシック(Kovac i c )他著”J、
POlym。
POlym。
Sci、” 1980年18巻2423頁以降あるいは
同19巻347頁以降にはポリパラフェニレン、ポリフ
ラン、ポリセレノフェンの合成例が開示されている。従
来、上記のようなπ電子共役系高分子化7合物は、重ク
ロム酸す1〜リウム等の酸化剤、あるいは塩化第1銅、
ニッケル化合物等の触媒を用いて合成されたり、又は単
m体をペレット状にして、それを高温で熱処理するなど
して、製造されているものが多い。
同19巻347頁以降にはポリパラフェニレン、ポリフ
ラン、ポリセレノフェンの合成例が開示されている。従
来、上記のようなπ電子共役系高分子化7合物は、重ク
ロム酸す1〜リウム等の酸化剤、あるいは塩化第1銅、
ニッケル化合物等の触媒を用いて合成されたり、又は単
m体をペレット状にして、それを高温で熱処理するなど
して、製造されているものが多い。
π電子共役系高分子化合物を合成する方法の1つに、上
記以外の方法として、電気化学的陽極酸化法が必る。例
えば米国特許第3574072号明細書には、5もしく
は6員の複素環式化合物、特にピロールの電気化学的陽
極酸化法による重合例が開示されている。また、ディア
ツツ(A。
記以外の方法として、電気化学的陽極酸化法が必る。例
えば米国特許第3574072号明細書には、5もしく
は6員の複素環式化合物、特にピロールの電気化学的陽
極酸化法による重合例が開示されている。また、ディア
ツツ(A。
F、Diaz)他著”J、Chem、Soc、Chem
、Commun、 ”19乃年635頁以降には、電解
質の存在下にピロールを陽極酸化重合することにより、
100S/Cm以下の導電率を有するフィルムが形成さ
れることが開示されている。この電気化学的陽極酸化法
の特徴は、生成する導電性高分子をフィルム状でjqる
ことかでき、またフィルム中に含まれるトープ剤の量の
コントロールが容易でおり、この為に比較的高電導度の
導電性高分子フィルムを得る効果的な方法として期待さ
れている。
、Commun、 ”19乃年635頁以降には、電解
質の存在下にピロールを陽極酸化重合することにより、
100S/Cm以下の導電率を有するフィルムが形成さ
れることが開示されている。この電気化学的陽極酸化法
の特徴は、生成する導電性高分子をフィルム状でjqる
ことかでき、またフィルム中に含まれるトープ剤の量の
コントロールが容易でおり、この為に比較的高電導度の
導電性高分子フィルムを得る効果的な方法として期待さ
れている。
この電解重合法により、ポリピロール、ポリチオフェン
、ポリフラン等のへテロ5員環の重合物、ポリアニリン
、ジフェニルベンジジン重合体、ポリフェニレン等の導
電性高分子が得られている。
、ポリフラン等のへテロ5員環の重合物、ポリアニリン
、ジフェニルベンジジン重合体、ポリフェニレン等の導
電性高分子が得られている。
また、特殊な電解重合法として、ベンビン、アントラセ
ン、フルオレン、ナフタレンなどの芳香族化合物の膜状
重合体の合成に有効なcu”イオンを含有ぜしめる方法
(特開昭62−36a2号公報)、遷移金属化合物を添
加せしめる方法なども提案されている。
ン、フルオレン、ナフタレンなどの芳香族化合物の膜状
重合体の合成に有効なcu”イオンを含有ぜしめる方法
(特開昭62−36a2号公報)、遷移金属化合物を添
加せしめる方法なども提案されている。
しかしながら、これら従来の電解重合法では充分な重合
度のものが得られ難く、より重合度の高い機械的強度に
すぐれた高導電性の重合体/!−製造する方法の開発が
待たれていた。
度のものが得られ難く、より重合度の高い機械的強度に
すぐれた高導電性の重合体/!−製造する方法の開発が
待たれていた。
[目 的]
本発明は高い電気伝導度をしら、かつ機械的強度のすぐ
れた芳香族性化合物の膜状導電性重合体の製造方法を提
供することを目的とするものである。
れた芳香族性化合物の膜状導電性重合体の製造方法を提
供することを目的とするものである。
[構 成]
本発明者らは芳香族化合物の電解重合方法にJ3いて元
素周期、律表の■b族金属元素の化合物が高重合度の芳
香族性化合物の重合体を得るのに顕著な効果が必ること
を見出し、本発明を完成するに至った。
素周期、律表の■b族金属元素の化合物が高重合度の芳
香族性化合物の重合体を得るのに顕著な効果が必ること
を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は芳香族性化合物を単量体として含む
電解質溶液を電気化学的に陽極酸化重合して膜状導電性
重合体を製造する方法において、前記重合をZn、Cd
、HQのいずれかの金属化合物の存在下で行うことを特
徴とする面記膜状導電性車合体の製造方法である。
電解質溶液を電気化学的に陽極酸化重合して膜状導電性
重合体を製造する方法において、前記重合をZn、Cd
、HQのいずれかの金属化合物の存在下で行うことを特
徴とする面記膜状導電性車合体の製造方法である。
本発明の導電性高分子の製造方法は、これまでに報告さ
れている電気化学的酸化方法とは異なり電解質溶液中に
Qd、Zn、HQのいずれかのnB属金金属含まれてい
ることを特徴としている。
れている電気化学的酸化方法とは異なり電解質溶液中に
Qd、Zn、HQのいずれかのnB属金金属含まれてい
ることを特徴としている。
本発明を更に詳細に述べる。
本発明は陽極および陰極を備えた電解槽に原料の芳香族
性化合物単量体、電解質、および上記金属化合物等を溶
媒に溶解した電解液中で電解酸化を行い、陽極上に芳香
族性化合物の重合体を膜状に生成析出させるものである
。
性化合物単量体、電解質、および上記金属化合物等を溶
媒に溶解した電解液中で電解酸化を行い、陽極上に芳香
族性化合物の重合体を膜状に生成析出させるものである
。
本発明に用いる単量体は、芳香族性化合物で、例えばチ
オフェン、フラン、セレノフェン、テルルフェンなどの
5員環化合物;ベンゼン、そのアルキル置換体、フェノ
ールなどのベンゼン誘導体;ナフタレン、アントラセン
、ピレンなとの縮合多核芳香族;フルオレンなどの芳香
族性を有する化合物である。電解液中の七ツマ−の使用
量は0.01〜0.5 m01/’Qが好ましい。
オフェン、フラン、セレノフェン、テルルフェンなどの
5員環化合物;ベンゼン、そのアルキル置換体、フェノ
ールなどのベンゼン誘導体;ナフタレン、アントラセン
、ピレンなとの縮合多核芳香族;フルオレンなどの芳香
族性を有する化合物である。電解液中の七ツマ−の使用
量は0.01〜0.5 m01/’Qが好ましい。
本発明に用いる電解質としては、L i PF6、Li
SbF6、LiAsF6、LiCIO4、NaCl 0
4 、KI、KPF6 、KSbF6、KCl 04
、AgBF4 、NaBF4、NaASF6、NaPF
5 、[(n−BU)4 N]・ (ASf−s)、[
(n−Bu)4 N]・ClO4、LiAlCl4など
が例示されるが、特にPF6−.5bF6− 、BF4
−1ASF6−アニオンよりなる電解質が好ましい。
SbF6、LiAsF6、LiCIO4、NaCl 0
4 、KI、KPF6 、KSbF6、KCl 04
、AgBF4 、NaBF4、NaASF6、NaPF
5 、[(n−BU)4 N]・ (ASf−s)、[
(n−Bu)4 N]・ClO4、LiAlCl4など
が例示されるが、特にPF6−.5bF6− 、BF4
−1ASF6−アニオンよりなる電解質が好ましい。
ここでBuはブチル基を示ず。
電解液中の電解質の使用G1は0.01〜’l +no
l/9゜が好ましい。
l/9゜が好ましい。
本発明に用いる上記金属化合物としては、7「〕C12
、ZnBr2 、 Zn (CH3COO)2 ・2+−120,ZnS、
ZnSO4、CdCI 2 ・2 1/2H20、Cd
Br’2 、Cd (Ct−13Coo)2・2)−
120,CdS、HQBr2 、HQCI 2、トIQ
(CN) 2 、 Hg S、 H
ClSO4,1−I Q (Cl−13Coo ) 2
などの化合物が必げられるか、これらに限定されるもの
ではなく、各種錯体・し使用できる。また、この金属化
合物の使用量は電解液においてo、 oi〜0.1 m
ol#Iが好ましい。
、ZnBr2 、 Zn (CH3COO)2 ・2+−120,ZnS、
ZnSO4、CdCI 2 ・2 1/2H20、Cd
Br’2 、Cd (Ct−13Coo)2・2)−
120,CdS、HQBr2 、HQCI 2、トIQ
(CN) 2 、 Hg S、 H
ClSO4,1−I Q (Cl−13Coo ) 2
などの化合物が必げられるか、これらに限定されるもの
ではなく、各種錯体・し使用できる。また、この金属化
合物の使用量は電解液においてo、 oi〜0.1 m
ol#Iが好ましい。
上記各成分は使用量が多すぎても少なすぎても、重合速
度、車合膜買に悪影響を及ぼす。
度、車合膜買に悪影響を及ぼす。
溶媒としてニトロメタン、二1〜口エタン、二1〜口ベ
ンゼン、ジクロルエタン、ジクロルメタンなどのトナー
性の低い溶tS<ドナー数約10以下)が挙げられる。
ンゼン、ジクロルエタン、ジクロルメタンなどのトナー
性の低い溶tS<ドナー数約10以下)が挙げられる。
電解重合時の電極を構成する材料としては、例えばA
u 、P j 、N ! Wの金属、SnO2、Ir1
O3などの金属酸化物、これらの複合電極またはコーテ
ィング電極を挙げることができる。
u 、P j 、N ! Wの金属、SnO2、Ir1
O3などの金属酸化物、これらの複合電極またはコーテ
ィング電極を挙げることができる。
電解としては、定電圧電解、定電流電解、定電位電解の
いずれも可能であるが、定電流、定電位による電解が適
しており、特に量産の面から言えば定電流電解が好まし
い。
いずれも可能であるが、定電流、定電位による電解が適
しており、特に量産の面から言えば定電流電解が好まし
い。
電解槽は同一電解槽中に陽極および陰極を備えた単一電
解槽、および陽極および陰極丁1りを隔膜分離した電解
槽が使用される。しかし、単一電解槽で容易に本発明を
実施できる。
解槽、および陽極および陰極丁1りを隔膜分離した電解
槽が使用される。しかし、単一電解槽で容易に本発明を
実施できる。
電流密度の調整は、膜の−Eルフ40ジーに大きな影響
を与えるので重要で必り、電解液の成分の組合Uによっ
て微妙に変化する。電解密I身は特に制限されるもので
はないが、0.1〜30mA/Cm’で好ましく行われ
る。
を与えるので重要で必り、電解液の成分の組合Uによっ
て微妙に変化する。電解密I身は特に制限されるもので
はないが、0.1〜30mA/Cm’で好ましく行われ
る。
本発明で’+′ニアられた重合体は、化学的或いは電気
化学的に脱トープした膜にすることができる。
化学的に脱トープした膜にすることができる。
史に、これは新たなドーパントをドープすることができ
る。これは、例えば、■2、Br2、CI 2 、AS
Fs 、5bFsなどのルイス酸、FSO3)−1、H
NOx 、 CF:l SO3N 、H2SO4
などのブレンステッド酸によるドーピング、或いはLi
+、Na+、K+、Ag1、E tN4” 、Bu4N
”などのカチオンと、ClO4−、BF4−1PF6−
、ASF6−などのアニオンとの組合せからなる塩を
溶解させた電解質溶液中における電気化学的ドーピング
により、行うことができる。このようにして広い範囲の
各種のドーパントを持った重合体を生成することかでき
る。
る。これは、例えば、■2、Br2、CI 2 、AS
Fs 、5bFsなどのルイス酸、FSO3)−1、H
NOx 、 CF:l SO3N 、H2SO4
などのブレンステッド酸によるドーピング、或いはLi
+、Na+、K+、Ag1、E tN4” 、Bu4N
”などのカチオンと、ClO4−、BF4−1PF6−
、ASF6−などのアニオンとの組合せからなる塩を
溶解させた電解質溶液中における電気化学的ドーピング
により、行うことができる。このようにして広い範囲の
各種のドーパントを持った重合体を生成することかでき
る。
本発明によって得られた重合膜のうちベンゼン重合体に
ついては赤外吸収スペクトルの805〜810 cm−
’にポリパラフェニレンの2置換フエニレン環の面外変
角C−H振動の強い吸収が見られ754cm”にはポリ
パラフェニレンの末端の1位置ベンゼン環のC−H面外
伸縮振動がみられる。この2つの吸収強度から重合度を
見積もると従来の組合法にくらべはるかに重合度は高く
、重合度は120〜250にもおよび引張り強度にして
4000 psi〜8000ps iのものが19られ
る。
ついては赤外吸収スペクトルの805〜810 cm−
’にポリパラフェニレンの2置換フエニレン環の面外変
角C−H振動の強い吸収が見られ754cm”にはポリ
パラフェニレンの末端の1位置ベンゼン環のC−H面外
伸縮振動がみられる。この2つの吸収強度から重合度を
見積もると従来の組合法にくらべはるかに重合度は高く
、重合度は120〜250にもおよび引張り強度にして
4000 psi〜8000ps iのものが19られ
る。
またアントラセン、フルオレン、トルエン等についても
従来のフィルムに比べ、自己保持性か高く高電気伝導度
の導電性高分子材料が得られIこ 。
従来のフィルムに比べ、自己保持性か高く高電気伝導度
の導電性高分子材料が得られIこ 。
以下に実施例を必げて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1
ガラス反応容器中にニトロベンピン50m1、ベンゼン
10m1、TBABF4 0.1M及びCdBr2 o
、osgを入れ攪拌する。それぞれ2cm ’の面積を
有するネサガラス(20Ω/口cm’ )及びニッケル
板を溶液に浸漬し、ネサガラスを陽極として、またニッ
ケル板を陰極として両電極間に8■の定電圧を印加した
。黒褐色フィルムが陽極側に生成した。20ク一ロン反
応後陽極を取り出し、アセトニ]〜リルで洗浄後60°
Cで乾燥した。フィルムの電気伝導度は、室温で18S
/Cmであった。また得られたフィルムは元素分析の結
果、炭素/水素化が6/4であることが確認され、また
赤外吸収スペクトル測定・の結果、754cm−葛、8
07cm−’ 、101003C’ 、1481cm”
にポリパラフェニレン特有のピークが[された。807
cm−1の吸収はポリパラフェニレンの2置換フエニレ
ン環のC)−1面外変角撮動の吸収であり、754cm
”の吸収はポリパラフェニレン鎖の末端のフェニレン環
のCH面外変角振動による吸収でおることからこの強度
比よりポリバラフェニレンの重合度が予測できる。
10m1、TBABF4 0.1M及びCdBr2 o
、osgを入れ攪拌する。それぞれ2cm ’の面積を
有するネサガラス(20Ω/口cm’ )及びニッケル
板を溶液に浸漬し、ネサガラスを陽極として、またニッ
ケル板を陰極として両電極間に8■の定電圧を印加した
。黒褐色フィルムが陽極側に生成した。20ク一ロン反
応後陽極を取り出し、アセトニ]〜リルで洗浄後60°
Cで乾燥した。フィルムの電気伝導度は、室温で18S
/Cmであった。また得られたフィルムは元素分析の結
果、炭素/水素化が6/4であることが確認され、また
赤外吸収スペクトル測定・の結果、754cm−葛、8
07cm−’ 、101003C’ 、1481cm”
にポリパラフェニレン特有のピークが[された。807
cm−1の吸収はポリパラフェニレンの2置換フエニレ
ン環のC)−1面外変角撮動の吸収であり、754cm
”の吸収はポリパラフェニレン鎖の末端のフェニレン環
のCH面外変角振動による吸収でおることからこの強度
比よりポリバラフェニレンの重合度が予測できる。
重合度148
引張り強度6800ps i
実施例2
ガラス反応容器中に、二1〜口メタン50m1、ベンゼ
ン10m1、Zr1CI20.2M及び塩化第2銅0、
05gを入れ、攪拌する。それぞれ2cm 2の面積を
有する白金板及びニッケル板を溶液に浸漬し、白金板を
陽極として、またニッケル板を陰極として、両電極間に
8.0Vの定電圧を印加した。この際に、黒色の析出物
が陽極側に生成した。20ク一ロン反応後陽極を取り出
し、アセトニトリルで洗浄後、60’Cで乾燥して、析
出物を電極から剥離する。得られた生成物は元素分析の
結果炭素/水素比が6/4であることが確認され、ポリ
フェニレンでおった。このフィルムの電気伝導度は室温
で53/ cmでめった。
ン10m1、Zr1CI20.2M及び塩化第2銅0、
05gを入れ、攪拌する。それぞれ2cm 2の面積を
有する白金板及びニッケル板を溶液に浸漬し、白金板を
陽極として、またニッケル板を陰極として、両電極間に
8.0Vの定電圧を印加した。この際に、黒色の析出物
が陽極側に生成した。20ク一ロン反応後陽極を取り出
し、アセトニトリルで洗浄後、60’Cで乾燥して、析
出物を電極から剥離する。得られた生成物は元素分析の
結果炭素/水素比が6/4であることが確認され、ポリ
フェニレンでおった。このフィルムの電気伝導度は室温
で53/ cmでめった。
また溶媒としてジクロルメタンを使用し、同様の方法で
調整した溶液を使用して場合も、同様の特性を有する生
成物の析出が認められたが、この場合には90分の反応
時間を要した。
調整した溶液を使用して場合も、同様の特性を有する生
成物の析出が認められたが、この場合には90分の反応
時間を要した。
重合度116
引張り強度5500pSi
比較例
ネ1太カラス(30Ω/cm2)を陽(へ11にN1を
陰極13に用いた電解槽15に、ベンピン(0,1モル
)と三フッ化ホ1り索ジエヂルエーテル錯体(0,2モ
ル)とをニトロベンゼンに溶かした電解液17をいれ、
5mA/cm2の定電流電解を行って、ポリフェニレン
膜19を装)告した。
陰極13に用いた電解槽15に、ベンピン(0,1モル
)と三フッ化ホ1り索ジエヂルエーテル錯体(0,2モ
ル)とをニトロベンゼンに溶かした電解液17をいれ、
5mA/cm2の定電流電解を行って、ポリフェニレン
膜19を装)告した。
得られたポリフェニレン膜は、膜厚55μmnで、導電
率σ−L 2X 1O−2S/cm (成長直後)で必
つIこ。
率σ−L 2X 1O−2S/cm (成長直後)で必
つIこ。
重合度38
引張り強度3000ps i
実施例3
ガラス反応容器中にニトロベンピン50m l、アント
ラセン1,2g、テトラブチルアンモニウムテトラフル
オロボーレ−1〜0.2g及びCdBr20、05(I
Iを入れ、実施例1の方法に基づいて操作し15Vの定
電圧で陽極酸化を行った。
ラセン1,2g、テトラブチルアンモニウムテトラフル
オロボーレ−1〜0.2g及びCdBr20、05(I
Iを入れ、実施例1の方法に基づいて操作し15Vの定
電圧で陽極酸化を行った。
10クーロンの電荷量まで反応を行った。黒色の生成物
がフィルム状で得られた。生成物の電気伝導度は0.3
3/cmであり、重合電圧に依存した変化は認められな
かった。
がフィルム状で得られた。生成物の電気伝導度は0.3
3/cmであり、重合電圧に依存した変化は認められな
かった。
実施例4
反応容器中にベンゾニトリル50m1、フルオレンo、
ag、テlへラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウ
ム0.2p及びCd B r 2 0.05(lを入れ
、実施例1と同様に電解酸化反応を行った。印加電圧1
0、生成物がゆっくり析出し、電気伝導1i 1.6x
lO−2S/cmを有するフィルムが得られた。
ag、テlへラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウ
ム0.2p及びCd B r 2 0.05(lを入れ
、実施例1と同様に電解酸化反応を行った。印加電圧1
0、生成物がゆっくり析出し、電気伝導1i 1.6x
lO−2S/cmを有するフィルムが得られた。
実施例5
実施例4のフルオレンの変りにトルエン0.5(]また
CdBr2の変りに トIg(CHI Coo)2を0.2gとして同様に重
合を行いフィルム状重合体を得ることができた。
CdBr2の変りに トIg(CHI Coo)2を0.2gとして同様に重
合を行いフィルム状重合体を得ることができた。
この重合体の電気伝導度は3、lx 10” S/cm
であった。
であった。
[効 果]
以上の説明から明らかなように、本発明の構成によって
、■b族金属元素を手合系中に存在さけることにより、
本発明は高い電気伝導度をもち、高重合度の芳香族性化
合物の重合体を得ることができるという顕著な効果を奏
するものである。
、■b族金属元素を手合系中に存在さけることにより、
本発明は高い電気伝導度をもち、高重合度の芳香族性化
合物の重合体を得ることができるという顕著な効果を奏
するものである。
Claims (1)
- 芳香族性化合物を単量体として含む電解質溶液を電気化
学的に陽極酸化重合して膜状導電性重合体を製造する方
法において、前記重合をZn、Cd、Hgのいずれかの
金属化合物の存在下で行うことを特徴とする前記膜状導
電性重合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15535187A JPS641722A (en) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Production of filmlike electrically conductive polymer of aromatic compound |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15535187A JPS641722A (en) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Production of filmlike electrically conductive polymer of aromatic compound |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH011722A true JPH011722A (ja) | 1989-01-06 |
| JPS641722A JPS641722A (en) | 1989-01-06 |
Family
ID=15603998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15535187A Pending JPS641722A (en) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Production of filmlike electrically conductive polymer of aromatic compound |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS641722A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0538513U (ja) * | 1991-10-25 | 1993-05-25 | 株式会社モリタ製作所 | 歯科用x線検査装置 |
| JP2590158Y2 (ja) * | 1992-10-11 | 1999-02-10 | 株式会社堀場製作所 | 螢光x線分析装置のシャッター構造 |
| WO2011150572A1 (en) | 2010-06-04 | 2011-12-08 | Tongji University | Methods of producing polyanthracene and uses thereof |
-
1987
- 1987-06-24 JP JP15535187A patent/JPS641722A/ja active Pending
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