JPH03220266A - 導電性高分子組成物 - Google Patents
導電性高分子組成物Info
- Publication number
- JPH03220266A JPH03220266A JP2015819A JP1581990A JPH03220266A JP H03220266 A JPH03220266 A JP H03220266A JP 2015819 A JP2015819 A JP 2015819A JP 1581990 A JP1581990 A JP 1581990A JP H03220266 A JPH03220266 A JP H03220266A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dopant
- polymer
- film
- plasticizer
- electron
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明はπ電子共役系の導電性高分子組成物に関するも
のである。
のである。
従来の技術
π共役系高分子に電子受容性化合物もしくは電子供与性
化合物をドーピングすることにより導電率が8桁以上上
昇し、半導体領域から金属領域に近い導電性を示すこと
が知られている。
化合物をドーピングすることにより導電率が8桁以上上
昇し、半導体領域から金属領域に近い導電性を示すこと
が知られている。
その代表的なものとして、ポリアセチレンにハロゲンを
ドープしたものが知られている(C,K。
ドープしたものが知られている(C,K。
Chang et al、 Phys、 Rev、 L
ett、、 39(1977)1098、)。
ett、、 39(1977)1098、)。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、従来の導電性高分子組成物はドーパント
が均一にドープされていないため、導電率にバラツキが
あったり、−旦ドー)<ントがドープされると脱ドープ
されにくいという欠点がある。
が均一にドープされていないため、導電率にバラツキが
あったり、−旦ドー)<ントがドープされると脱ドープ
されにくいという欠点がある。
課題を解決するための手段
第1発明の導電性高分子組成物は、長いπ電子共役主鎖
の持つ高分子に、電子伝導性を付与するドーパントとド
ーパント可溶性の可塑材を含む溶解材とを分散させてな
る易動性ドーパントを有することを特徴とする。
の持つ高分子に、電子伝導性を付与するドーパントとド
ーパント可溶性の可塑材を含む溶解材とを分散させてな
る易動性ドーパントを有することを特徴とする。
第2発明の導電性高分子組成物は、長いπ電子共役主鎖
を持つ高分子に、電子伝導性を付与するドーパントと粒
径が10〜11000nである微粒子とを分散させてな
る易動性ドーパントを有することを特徴とする。
を持つ高分子に、電子伝導性を付与するドーパントと粒
径が10〜11000nである微粒子とを分散させてな
る易動性ドーパントを有することを特徴とする。
作用
第1発明によれば、長いπ電子共役主鎖を持つ高分子に
ドーパント可溶性の可塑材を含む溶解材を分散させるこ
とにより、前記高分子の可塑性を高めることができる。
ドーパント可溶性の可塑材を含む溶解材を分散させるこ
とにより、前記高分子の可塑性を高めることができる。
この結果、ドーパントは前記高分子鎖間に形成された可
塑材層を通して前記高分子に均一に分散し易くなる。又
ドーパントは可塑材層に溶解するので、脱ドープもし易
くなる。
塑材層を通して前記高分子に均一に分散し易くなる。又
ドーパントは可塑材層に溶解するので、脱ドープもし易
くなる。
第2発明によれば、微粒子により高分子鎖間に隙間を形
成することができる。この結果、ドーパントは前記隙間
を通して高分子に均一に分散し易くなる。又脱ドープも
し易くなる。
成することができる。この結果、ドーパントは前記隙間
を通して高分子に均一に分散し易くなる。又脱ドープも
し易くなる。
実施例
第1発明の導電性高分子組成物は、第1図に示すように
、π電子共役主鎖を持つ高分子にドーパント可溶性の可
塑材を含む溶解材2と電子伝導性を付与するドーパント
3とが分散された構造を有する。可塑材が高分子I、1
間に人込み、高分子1.1間の強い結合が高分子1と可
塑材分子との結合になり、従って強い結合がゆるめられ
、可塑材があたかも高分子1.1間で潤滑油のような働
きをする。ドーパント3はこのような高分子l、1間に
形成された可塑材層に溶解するので、高分子に均一に分
散できるようになる。又高分子1のまわりが可塑材層で
覆われているので、電気化学的、化学的あるいは物理的
な作用によって脱ドープすると、ドーパントが従来の導
電性高分子組成物に比べて抜は易くなる。
、π電子共役主鎖を持つ高分子にドーパント可溶性の可
塑材を含む溶解材2と電子伝導性を付与するドーパント
3とが分散された構造を有する。可塑材が高分子I、1
間に人込み、高分子1.1間の強い結合が高分子1と可
塑材分子との結合になり、従って強い結合がゆるめられ
、可塑材があたかも高分子1.1間で潤滑油のような働
きをする。ドーパント3はこのような高分子l、1間に
形成された可塑材層に溶解するので、高分子に均一に分
散できるようになる。又高分子1のまわりが可塑材層で
覆われているので、電気化学的、化学的あるいは物理的
な作用によって脱ドープすると、ドーパントが従来の導
電性高分子組成物に比べて抜は易くなる。
高分子1としては、化学重合又は電解重合(陽極酸化重
合、陰極酸化重合)によって合成されるもので、具体的
にはポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリピロール、
ポリフェニレンサルファイド、ポリアニリン、及び夫々
の誘導体などを用いる。
合、陰極酸化重合)によって合成されるもので、具体的
にはポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリピロール、
ポリフェニレンサルファイド、ポリアニリン、及び夫々
の誘導体などを用いる。
溶解材2としては、通常の高分子可塑材及び高沸点温材
が有効であり、なかでもフタル酸エステル、燐酸エステ
ル、ポリエステル系などの可塑材が特に有効である。
が有効であり、なかでもフタル酸エステル、燐酸エステ
ル、ポリエステル系などの可塑材が特に有効である。
ドーパント3としては、易動性を考慮するとイオン半径
の小さいものが好ましく、少なくともSbF6−イオン
より小さいものが良い。具体的には、電子受容体として
ハロゲン(CI−1Br”、I a−) 、B F a
\Cl0n−1S04−1PFh−1AsF、\SbF
、−が挙げられる。又電子供与体としてはナトリウム、
カリウム、セシウムなどが挙げられる。
の小さいものが好ましく、少なくともSbF6−イオン
より小さいものが良い。具体的には、電子受容体として
ハロゲン(CI−1Br”、I a−) 、B F a
\Cl0n−1S04−1PFh−1AsF、\SbF
、−が挙げられる。又電子供与体としてはナトリウム、
カリウム、セシウムなどが挙げられる。
第2発明の導電性高分子組成物は、第2図に示すように
、π電子共役主鎖を持つ高分子に粒径が10=1000
nmの微粒子5を分散させることにより、高分子4.4
間に隙間が形成される。この結果、ドーパント6は前記
隙間を通して高分子に均一に分散し易くなる。従って脱
ドープもし易くなる。
、π電子共役主鎖を持つ高分子に粒径が10=1000
nmの微粒子5を分散させることにより、高分子4.4
間に隙間が形成される。この結果、ドーパント6は前記
隙間を通して高分子に均一に分散し易くなる。従って脱
ドープもし易くなる。
微粒子5は高分子4.4間のスペーサの役割をするので
、その粒径は10〜11000n程度が良い。10nm
以下では小さ過ぎてスペーサとして働かず、11000
n以上では大き過ぎて高分子4.4間に隙間を形成する
ことが困難である。
、その粒径は10〜11000n程度が良い。10nm
以下では小さ過ぎてスペーサとして働かず、11000
n以上では大き過ぎて高分子4.4間に隙間を形成する
ことが困難である。
微粒子5としては、例えばSiO□、TtO□、WO,
、ZnO1Fe304などの金属酸化物が挙げられる。
、ZnO1Fe304などの金属酸化物が挙げられる。
以下、本発明の具体的な実施例1〜6とその比較例1〜
5について説明する。
5について説明する。
(実施例1)
チオフェン0.2 Mと、過塩素酸テトラ−n〜ブチル
アンモニウム0.02Mと、溶解剤フタル酸ジ2−エチ
ルヘキシル0.2Mとを含んだニトロベンゼン溶液30
0a+1をガラス容器に入れて5°Cに保ち、ITOガ
ラス電極(50X70mm)を用い、2 m47cm”
で20分間電解酸化重合し、陽極上にClO4−イオン
がドープされた重合体フィルムを得た。
アンモニウム0.02Mと、溶解剤フタル酸ジ2−エチ
ルヘキシル0.2Mとを含んだニトロベンゼン溶液30
0a+1をガラス容器に入れて5°Cに保ち、ITOガ
ラス電極(50X70mm)を用い、2 m47cm”
で20分間電解酸化重合し、陽極上にClO4−イオン
がドープされた重合体フィルムを得た。
その後メタノール洗浄し、真空乾燥して厚さ約10μm
のポリチオフェンフィルムを得た。このフィルムを導電
率測定用として10枚切取り、20 X 20mmの大
きさのフィルムを脱ドープ用に1枚切取った。
のポリチオフェンフィルムを得た。このフィルムを導電
率測定用として10枚切取り、20 X 20mmの大
きさのフィルムを脱ドープ用に1枚切取った。
(実施例2)
アルゴン雰囲気下でクメン1.8ml、 )ソーn−
オクチルアルミニウム4.5ml (0,01mol)
、テトラ−n−ブチルチタネート1.7 ml (0
,005mol )を混合して調整した触媒溶液を12
0°Cで2時間加熱した後、lnlを重合容器に入れ、
真空ポンプで容器中のアルゴン及びクメンを除去し、重
合容器を回転させながら触媒溶液をガラス内壁に塗布し
た。重合容器内の圧力が10− ”Torr以下に下が
った後、この重合容器全体をドライアイス−エタノール
混合冷媒で一78°Cに冷却し、この温度に保ちながら
アセチレンガスをこの重合容器に導入した。そのときの
ガス圧は約600T。
オクチルアルミニウム4.5ml (0,01mol)
、テトラ−n−ブチルチタネート1.7 ml (0
,005mol )を混合して調整した触媒溶液を12
0°Cで2時間加熱した後、lnlを重合容器に入れ、
真空ポンプで容器中のアルゴン及びクメンを除去し、重
合容器を回転させながら触媒溶液をガラス内壁に塗布し
た。重合容器内の圧力が10− ”Torr以下に下が
った後、この重合容器全体をドライアイス−エタノール
混合冷媒で一78°Cに冷却し、この温度に保ちながら
アセチレンガスをこの重合容器に導入した。そのときの
ガス圧は約600T。
rrとなるようガス量を調整した。アセチレンガスの導
入と同時に溶液表面及び容器内壁で重合が起こり、ポリ
アセチレンフィルムの生成が見られた。4時間そのまま
反応を続けてアセチレンガスを除き、重合容器内をアル
ゴン雰囲気に戻した。アルゴン雰囲気下でポリアセチレ
ンフィルムをトルエンで洗浄した。洗浄は溶媒に触媒の
色(黒褐色)が着かなくなるまで繰返した。
入と同時に溶液表面及び容器内壁で重合が起こり、ポリ
アセチレンフィルムの生成が見られた。4時間そのまま
反応を続けてアセチレンガスを除き、重合容器内をアル
ゴン雰囲気に戻した。アルゴン雰囲気下でポリアセチレ
ンフィルムをトルエンで洗浄した。洗浄は溶媒に触媒の
色(黒褐色)が着かなくなるまで繰返した。
この結果、厚さ約8μmのポリアセチレンフィルムが得
られた。
られた。
得られたポリアセチレンを50 X 50mmに切取り
、フタル酸ジー2−エチルヘキシルに1時間浸漬した。
、フタル酸ジー2−エチルヘキシルに1時間浸漬した。
フィルム表面に付着したフタル酸ジ−2エチルヘキシル
をトルエンで洗浄した後、アルゴン雰囲気下でアルゴン
を吹付けながら乾燥させた。このフィルムを気相中でヨ
ウ素ドープした。
をトルエンで洗浄した後、アルゴン雰囲気下でアルゴン
を吹付けながら乾燥させた。このフィルムを気相中でヨ
ウ素ドープした。
このフィルムから2×2011III+の大きさの導電
率測定用フィルムとして10枚切取り、20 X 20
mmの大きさの脱ドープ用フィルムを1枚切取った。
率測定用フィルムとして10枚切取り、20 X 20
mmの大きさの脱ドープ用フィルムを1枚切取った。
(実施例3)
有機合成法(Synthetic Metals、 2
6(1988)267)により3−へキシルチオフェン
を用いてポリ(3−ヘキシル)チオフェンを合成した。
6(1988)267)により3−へキシルチオフェン
を用いてポリ(3−ヘキシル)チオフェンを合成した。
得られたポリ(3−ヘキシル)チオフェン1gと溶解剤
プロピレンアジペート0.5gとをクロロホルム100
m1に溶解した。この溶液5mlを直径8cn+のシャ
ーレに入れてクロロホルムを自然蒸発させることにより
、厚さ約lOμmのポリ(3−ヘキシル)チオフェンフ
ィルムを得た。
プロピレンアジペート0.5gとをクロロホルム100
m1に溶解した。この溶液5mlを直径8cn+のシャ
ーレに入れてクロロホルムを自然蒸発させることにより
、厚さ約lOμmのポリ(3−ヘキシル)チオフェンフ
ィルムを得た。
このフィルムを気相中でヨウ素ドープして得られたフィ
ルムから、実施例1と同様に導電率測定用フィルム及び
脱ドープ用フィルムを切取った。
ルムから、実施例1と同様に導電率測定用フィルム及び
脱ドープ用フィルムを切取った。
(実施例4)
ピロール0.2M、ヘキサフルオロアンチモンのテトラ
−n−ブチルアンモニウム塩0.02M、溶解剤リン酸
トリクレジル0.2 Mを含んだプロピレンカーボネー
ト溶液300nlをガラス容器に入れて5°Cに保ち、
ITOガラス電極(50X 70mm)を用い、2 m
47cm”で20分間電解酸化重合し、陽極上にBF、
−イオンがドープされた重合体フィルムを得た。
−n−ブチルアンモニウム塩0.02M、溶解剤リン酸
トリクレジル0.2 Mを含んだプロピレンカーボネー
ト溶液300nlをガラス容器に入れて5°Cに保ち、
ITOガラス電極(50X 70mm)を用い、2 m
47cm”で20分間電解酸化重合し、陽極上にBF、
−イオンがドープされた重合体フィルムを得た。
その後メタノール洗浄し、真空乾燥して厚さ約10μm
のポリピロールフィルムを得た。このフィルムから実施
例1と同様に導電率測定用フィルム及び脱ドープ用フィ
ルムを切取った。
のポリピロールフィルムを得た。このフィルムから実施
例1と同様に導電率測定用フィルム及び脱ドープ用フィ
ルムを切取った。
(実施例5)
0.2Mピロール水溶液に0.02MのNa2SO4を
加え、それに200mg/ 1のTi0z粉末をけん濁
した後静置して2 m47cm”で20分間電解酸化重
合した。
加え、それに200mg/ 1のTi0z粉末をけん濁
した後静置して2 m47cm”で20分間電解酸化重
合した。
TiO2(平均粒径1100n )はアエロジル社製を
用いた。陽極上に厚さ約12μmのTiO□を取込んだ
ポリピロールフィルムが得られた。
用いた。陽極上に厚さ約12μmのTiO□を取込んだ
ポリピロールフィルムが得られた。
このフィルムから実施例1と同様に導電率測定用フィル
ム及び脱ドープ用フィルムを切取った。
ム及び脱ドープ用フィルムを切取った。
(実施例6)
実施例3で得られたポリ(3−ヘキシル)チオフェン1
gを溶解させたクロロホルム溶液100m1に5i02
粉末(平均粒径1100n )をけん濁させた。この溶
液5mlを直径80I11のシャーレに入れてクロロホ
ルムを自然蒸発させることにより、厚さ約12μmのポ
リ(3−ヘキシル)チオフェンフィルムを得た。
gを溶解させたクロロホルム溶液100m1に5i02
粉末(平均粒径1100n )をけん濁させた。この溶
液5mlを直径80I11のシャーレに入れてクロロホ
ルムを自然蒸発させることにより、厚さ約12μmのポ
リ(3−ヘキシル)チオフェンフィルムを得た。
このフィルムを気相中でヨウ素ドープして、実施例1と
同様に導電率測定用フィルム及び脱ドープ用フィルムを
切取った。
同様に導電率測定用フィルム及び脱ドープ用フィルムを
切取った。
(比較例1)
実施例1において溶解剤フタル酸ジー2−エチルヘキシ
ルを含まない溶液でチオフェンを電解酸化重合し、ポリ
チオフェンフィルムを得た。
ルを含まない溶液でチオフェンを電解酸化重合し、ポリ
チオフェンフィルムを得た。
このフィルムから実施例1と同様に導電率測定用フィル
ム及び脱ドープ用フィルムを切取った。
ム及び脱ドープ用フィルムを切取った。
(比較例2)
実施例2で重合したポリアセチレンを、フタル酸外2−
エチルヘキシルに浸漬せずにヨウ素ドープした。
エチルヘキシルに浸漬せずにヨウ素ドープした。
得られたフィルムから実施例1と同様に導電率測定用フ
ィルム及び脱ドープ用フィルムを切取った。
ィルム及び脱ドープ用フィルムを切取った。
(比較例3)
実施例3において合成したポリ(3−ヘキシル)チオフ
ェンに熔解剤プロピレンアジペートを加えf、Jyoロ
ホルム溶液からフィルムを作った。
ェンに熔解剤プロピレンアジペートを加えf、Jyoロ
ホルム溶液からフィルムを作った。
得られたフィルムから実施例1と同様に導電率測定用フ
ィルム及び脱ドープ用フィルムを切取った。
ィルム及び脱ドープ用フィルムを切取った。
(比較例4)
実施例4において、溶解剤リン酸トリクレジルを含まな
い溶液からポリピロールを電解酸化重合した。
い溶液からポリピロールを電解酸化重合した。
得られたフィルムから実施例1と同様に導電率測定用フ
ィルム及び脱ドープ用フィルムを切取った。
ィルム及び脱ドープ用フィルムを切取った。
(比較例5)
実施例5において、TtO□粉末を含まない溶液からポ
リピロールを電解酸化重合した。
リピロールを電解酸化重合した。
得られたフィルムから実施例1と同様に導電率測定用フ
ィルム及び脱ドープ用フィルムを切取った。
ィルム及び脱ドープ用フィルムを切取った。
以上のようにして得た実施例1〜6、比較例1〜5の各
資料の導電率を四端子法で測定した結果を、第1表に示
す。
資料の導電率を四端子法で測定した結果を、第1表に示
す。
(以下余白)
第1表
(但し、導電率:37cm)
第1表から明らかなように、比較例1〜5の導電率はバ
ラツキが50%であったが、実施例1〜6の導電率はバ
ラツキが10%以内でドーパントが均一に分散されてい
るのが分かる。
ラツキが50%であったが、実施例1〜6の導電率はバ
ラツキが10%以内でドーパントが均一に分散されてい
るのが分かる。
次に、実施例1〜6及び比較例1〜5の脱ドープ用フィ
ルムを、過塩素酸テトラ−n−プチルアンモニウム0.
02Mを含んだプロピレンカーボネート溶液中で2 m
A/cm”で電解還元して脱ドープした。脱ドープした
フィルムをメタノールで洗浄した後、真空乾燥してドー
パント濃度を元素分析により調べた結果を、第2表に示
す。
ルムを、過塩素酸テトラ−n−プチルアンモニウム0.
02Mを含んだプロピレンカーボネート溶液中で2 m
A/cm”で電解還元して脱ドープした。脱ドープした
フィルムをメタノールで洗浄した後、真空乾燥してドー
パント濃度を元素分析により調べた結果を、第2表に示
す。
第2表
脱ドープ後においても、モノマーl単位当り略0.01
個のドーパントが含まれていたが、実施例1〜6では0
.001以下で脱ドープされ易いことが分かる。
個のドーパントが含まれていたが、実施例1〜6では0
.001以下で脱ドープされ易いことが分かる。
発明の効果
本発明によれば、従来例に比べてドーパントが均一にド
ープされ易く、又脱ドープされ易い導電性高分子組成物
を得ることができる。
ープされ易く、又脱ドープされ易い導電性高分子組成物
を得ることができる。
第1図は第1発明の実施例を示す概念図、第2図は第2
発明の実施例を示す概念図である。
発明の実施例を示す概念図である。
Claims (5)
- (1) 長いπ電子共役主鎖を持つ高分子に、電子伝導
性を付与するドーパントとドーパント可溶性の可塑材を
含む溶解材とを分散させてなる易動性ドーパントを有す
ることを特徴とする導電性高分子組成。 - (2) 可塑材が、フタル酸エステル、燐酸エステル、
ポリエステルのうち少なくとも一つを含むことを特徴と
する請求項1記載の導電性高分子組成物。 - (3) ドーパントが、SbF_6^−イオンより小さ
い半径のイオンよりなることを特徴とする請求項1記載
の導電性高分子組成物。 - (4) 長いπ電子共役主鎖を持つ高分子に、電子伝導
性を付与するドーパントと、粒径が10〜1000nm
である微粒子とを分散させてなる易動性ドーパントを有
することを特徴とする導電性高分子組成物。 - (5) 微粒子が、金属酸化物であることを特徴とする
請求項4記載の導電性高分子組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015819A JPH0674345B2 (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 導電性高分子組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015819A JPH0674345B2 (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 導電性高分子組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03220266A true JPH03220266A (ja) | 1991-09-27 |
| JPH0674345B2 JPH0674345B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=11899460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015819A Expired - Lifetime JPH0674345B2 (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 導電性高分子組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674345B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001261795A (ja) * | 2000-02-03 | 2001-09-26 | Bayer Ag | 水溶性π共役重合体の製造方法 |
| US7645401B2 (en) | 2002-09-04 | 2010-01-12 | Chisso Corporation | Modified electroconductive polymer material and polymer film |
-
1990
- 1990-01-25 JP JP2015819A patent/JPH0674345B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001261795A (ja) * | 2000-02-03 | 2001-09-26 | Bayer Ag | 水溶性π共役重合体の製造方法 |
| US7645401B2 (en) | 2002-09-04 | 2010-01-12 | Chisso Corporation | Modified electroconductive polymer material and polymer film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0674345B2 (ja) | 1994-09-21 |
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