JPH04234459A - 極性ポリマーと脱ドーピングした導電性ポリマーとの混合物及びその製法 - Google Patents

極性ポリマーと脱ドーピングした導電性ポリマーとの混合物及びその製法

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JPH04234459A JP3220434A JP22043491A JPH04234459A JP H04234459 A JPH04234459 A JP H04234459A JP 3220434 A JP3220434 A JP 3220434A JP 22043491 A JP22043491 A JP 22043491A JP H04234459 A JPH04234459 A JP H04234459A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一方では極性ポリマー
、例えば公知のフッソ化ポリマー、特にフッ化ビニリデ
ンのホモポリマーまたはコポリマーと、他方では「導電
性」と呼ばれるが、脱ドーピングされているポリマーの
部類に属し、極性となし得るポリマーとを含むポリマー
混合物、このような混合物の製法およびこれらの電子、
光電気、電気並びに電気機械的装置における利用に関す
る。
【0002】
【従来技術】一般に、ポリアセチレン、ポリピロ−ル、
ポリインド−ル、ポリアニリン、ポリフェニレンおよび
ポリチオフェン等の数種のポリマーが知られており、こ
れらはドーパントと呼ばれる特定の化学試薬の存在下で
、電気化学的または化学的経路を通して生成された場合
に、導電性を有する。これが、該ポリマーが、特にエネ
ルギ−貯蔵装置、例えば蓄電池、充電可能な蓄電池、コ
ンデンサ−など、あるいはエレクトロクロミック装置も
しくはそれらのレドックス状態に応じて導電体となる装
置などにおける用途を有する所以である。
【0003】これらのポリマーを脱ドーピング(ded
oping)処理にかけた場合、これら導体ポリマーは
その導電性を失い、丁度公知の非導電性ポリマーと同様
なものとなる。この特性は、見掛け上は何等特別な工業
的有用性をもたらさない。というのは、従来のポリマー
が絶縁性の製品であって、しかも経済的な条件の下で得
ることができるからである。
【0004】他方、非導電性ポリマーとしての極性ポリ
マー、例えば上で「公知」と呼んだフッ化ポリマー(ホ
モポリマーまたはコポリマー)があり、これらは一般に
耐熱性および化学試薬に対して不活性なものとして知ら
れている。いくつかのこれらのフッソ化極性ポリマー、
例えばフッ化ビニリデンから誘導されるポリマーも圧電
特性、パイロ電気特性、強誘電特性および幾分かの誘電
特性などの特別な性質を有する。フッ化ビニリデンおよ
びビニリデントリフルオライドのコポリマー(キュ−リ
−温度はその融点よりも低い)についてみられるこのよ
うな諸特性、特に強誘電性はUSP4,731,754
に記載されており、かつ消去可能メモリ−光ディスクの
製造のために利用されている。
【0005】しかしながら、かかるポリマーにより達成
される該圧電特性、パイロ電気特性、強誘電特性および
誘電特性はどちらかといえば並のレベルであり、すべて
の場合において、意図された該ポリマーまたはコポリマ
ーの正確な化学的特性に固有のものであり、かつこれら
に由来するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、極性
ポリマーと、脱ドーピングされたポリマーとを含むポリ
マー混合物およびこのような混合物の製法を提供するこ
とにあり、またこれらの混合物を電子、光電気、電気並
びに電気機械的装置において利用することをも目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記のポリマーと、脱ド
ーピング「導電性」ポリマーとから、緻密な混合物が生
成できれば、該ポリマーの圧電特性、パイロ電気特性、
強誘電特性および/または誘電特性の値を増大し得るこ
とがわかった。更に、これらのパラメータは、該混合物
中に存在する該2種の型のポリマーの割合を任意に調節
することにより定量的に改善することができる。
【0008】より詳しく言えば、本発明は「導電性」ポ
リマーとして知られているポリマーと、極性ポリマーと
の混合物に係わり、該混合物において該導電性ポリマー
は脱ドーピングされている。該「導電性」ポリマーが恒
久的に脱ドーピングされていることが好ましい。これら
の条件の下で、得られる該混合物は圧電、パイロ電気、
強誘電および誘電作用の点で顕著な特性を有し、様々な
分野、例えばコンデンサ−、検出器、アクチュエ−タ、
および種々の光学的相互作用、特にカ−効果およびポッ
ケルス効果に関連した電子光学的変調器並びに整流子に
おいて利用し得る。
【0009】事実、意図した該ポリマー混合物の該「導
電性」ポリマー部分を脱ドーピングすることにより生ず
る特性のために、定量的にも定性的にも該2種の型のポ
リマーの各々の特性とは異なった特性を有するポリマー
混合物を得ることができ、かつその特性も調節可能のも
のとなる。導電性ポリマーとは、該ポリマーの基本的分
子構造に影響を与えることなく除去し得る有機または無
機イオンの存在のために、該ポリマーと還元または酸化
型ドーピング剤との間の電子の移動により、あるいは適
当な電極により、該ポリマーに導入された導電性を有す
る任意のポリマーを意味するものと理解される。この種
のポリマーの例は、特にポリアセチレン、ポリピロ−ル
、ポリインド−ル、ポリアニリン、ポリフェニレンおよ
びポリチオフェンホモポリマーまたはコポリマーであり
、その導電性は公知の脱ドーピングまたは任意の適当な
手順により10−4S ・ cm−1以下、および好ま
しくは10−6S ・ cm−1以下の値まで下げられ
ている。
【0010】良好な結果を与える導電性ポリマーの種類
はポリチオフェンおよびより詳しく言えば該チオフェン
環の3−位および/または4−位に側鎖を有し、かつ場
合によりハロゲン原子を含むポリチオフェンである。該
チオフェン環の3−位に側鎖を有するポリチオフェン由
来の「導電性」ポリマーが特に好ましい。一般に、該側
鎖はアルキル鎖である。通常、これらは場合によりハロ
ゲン原子、例えば塩素またはフッソ原子を含んでいても
よいC1〜C12 アルキル鎖である。好ましくは、該
側鎖は場合によりフッソ原子を含むことのできるC1〜
C10 アルキル鎖である。特に好ましくは、該導電性
ポリマーはポリチオフェン、例えばポリ(3−オクチル
チオフェン)、ポリ(チエニルエ−テル)およびポリ(
フルオロチエニルエ−テル)、例えばポリ(4−フルオ
ロベンジル−2−(3’− チエニル) エチルエ−テ
ル)、およびフランス特許出願第9109715 号(
これを本発明の参考文献とする)に記載されているポリ
チオフェン類(これらは(フッ化アルキル)−3−チエ
ニルエ−テルポリマーである)である。
【0011】最後に、良好な結果は3−オクチルチオフ
ェンポリマー、4−フルオロベンジル−2−(3’− 
チエニル) エチルエ−テルポリマー、2,2,2−ト
リフルオロエチル−3− チエニルエ−テルポリマー、
4,4,4,3,3,2,2−ヘプタフルオロ−n− 
ブチル−3− チエニルエ−テルポリマーおよび8,8
,8,7,7,6,6,5,5,4,4,3,3,2,
2−ペンタデカフルオロ−n− オクチル− 3−チエ
ニルエ−テルポリマーにより得られた。
【0012】極性ポリマーとは、ポリマー分子が本来的
に双極子モ−メントを有する任意のポリマーを意味する
ものとする。この種の工業用ポリマーの例は、特にフッ
ソ化ポリマー、ポリメタクリレ−ト、ポリ酢酸ビニル、
ポリ塩化ビニルおよびこれらのコポリマーである。フッ
ソ化ポリマーが有利に使用される。使用するのに特に好
ましいフッソ化ポリマーは「公知(conventio
nal)」のホモポリマーまたはコポリマー、例えばフ
ッ化ビニリデンのホモポリマーまたはコポリマーである
。
【0013】この種の型の好ましいポリマーの例は、フ
ッ化ビニリデンのホモポリマー、フッ化ビニリデンとト
リフルオロエチレンとのコポリマー、フッ化ビニリデン
、トリクロロエチレンおよびクロロトリフルオロエチレ
ン由来のタ−ポリマーである。良好な結果はフッ化ビニ
リデンとトリフルオロエチレンとのコポリマー(75/
25) により得られる。
【0014】「導電性」ポリマーと極性ポリマーとの混
合物は、使用するこれら2種のポリマーの化学的相溶性
をもとに設計される。かくして、該極性ポリマーが「公
知」のフッソ化ホモポリマーまたはコポリマーである場
合、チオフェン由来のポリマー、例えば3−オクチルチ
オフェンポリマーまたは上記の好ましいフッソ化ポリチ
オフェンが、好ましくは「導電性」成分として組み込ま
れる。しかしながら、本発明はこの種の特定の混合物に
より何等制限されず、しかも本発明は、特性および化学
的相溶性がこの目的にとって公知の実験により測定し得
る他のポリマー混合物にも関連することは明らかである
。
【0015】本発明の混合物を得るためには本質的であ
るが、該「導電性」ポリマー部分の脱ドーピングは、該
導電性部分の導電性が少なくとも10−3S ・ cm
−1よりも低い値にまで減じられている限りにおいて、
任意の公知の方法によりかつ任意の時点において実施す
ることができる。かくして、該「導電性」ポリマーの脱
ドーピングは該2種のポリマーの混合物を形成する前に
実施することができる。もう一つの態様においては、該
「導電性」ポリマーの脱ドーピングは該2種のポリマー
の混合物を形成した後に実施することが可能である。良
好な結果を与える一つの方法は、予め共通の溶媒に溶解
した、もしくは非溶媒に懸濁した該ポリマー混合物を脱
ドーピングすることからなる。良好な結果を与える一つ
の方法は、該2種のポリマーの混合物を形成する前に、
該「導電性」ポリマーを脱ドーピングすることからなり
、この脱ドーピングはアルコ−ル、例えばメタノ−ルま
たは水に不活性雰囲気下、例えば窒素雰囲気下で、撹拌
しつつドーピングポリマーを懸濁することにより実施す
ることができる。
【0016】本発明はまた、この脱ドーピングされた導
電性ポリマーと極性ポリマーとの混合物を得る方法にも
関する。本発明の混合物を得ることを可能とする一つの
方法は、該2種のポリマーに対して非溶媒である液体中
で、該2種のポリマーの正確な特性に依存する粒度を有
する極性ポリマー粉末の存在下で化学的な経路により該
「導電性」ポリマーを重合し、生成する該ポリマー混合
物の沈澱を濾過により回収し、該2種のポリマーに対す
る共通の溶媒に該沈澱を溶解し、得られた溶液を使用す
ることからなる。
【0017】この種の方法は、4−フルオロベンジル−
2−(3’− チエニル)エチルエ−テルを主体とする
重合溶媒に粉末状のフッ化ビニリデンのホモポリマーを
導入して得られる混合物に対して適用した場合に良好な
結果を与える。本発明の混合物を得ることを可能とする
もう一つの方法は、該「導電性」ポリマー自体の重合を
実施し、該ポリマーを脱ドーピングし、次いで該脱ドー
ピングされた導電性ポリマーと該極性ポリマーとを混合
し、該混合物を混練(malaxating)し、得ら
れた該混合物を使用することからなる。
【0018】本発明は、また脱ドーピング導電性ポリマ
ーと極性ポリマーとの混合物を、電子、光電気、電気並
びに電気機械的装置の製造のための利用にも関する。用
途に応じて、均質かつ規則的な種々の表面積をもつ薄い
層として一般に使用され、その厚みは0.01〜100
 μの範囲内で変えることが可能である。本発明は、従
って脱ドーピングされた導電性ポリマーと極性ポリマー
との混合物を使用した薄膜の製造方法にも関連する。
【0019】良好な結果を与える薄膜を製造するための
一つの方法は、該極性ポリマーと脱ドーピングポリマー
との混合物を共通の溶媒に溶解および/または懸濁し、
得られた可溶性部分を、場合によってはセリグラフィ−
用マスクを介して支持体、例えば通常のガラス、シリカ
またはポリエステル上に展開し、好ましくは層流フ−ド
中でドクタ−ブレ−ドまたはタ−ンテ−ブルを使用して
展開することからなる。このようにして得られたフィル
ムはその遊離形状、即ち該支持体から分離した状態で、
あるいはその支持状態、即ち該支持体に接着した状態で
使用することができる。これらのフィルムは容易に金属
化することができる。
【0020】該遊離フィルムは、特に誘電体の形成にお
いて使用し得る。本発明の混合物、特に上記の方法によ
り生成されるフィルムは、その圧電特性、パイロ電気特
性、強誘電特性および誘電特性をもつものとしてそのま
ま使用でき、あるいはこれらの諸特性が利用されている
装置を形成するために、1以上の層を一緒に巻き、押し
出しあるいは展開することができる。
【0021】本発明の混合物は予想外の特性、例えば特
に高い誘電率を有し、かつ該誘電率は20〜80°C 
の温度範囲および1〜100KHzの周波数に対して一
定である。本発明の混合物は、またコンデンサ−の製造
に使用でき、かくして該コンデンサ−は高くかつ一定の
誘電率を有する。
【0022】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳しく説明
する。 実施例1:ポリフッ化ビニリデンとポリ(4−フルオロ
ベンジル−2−(3’− チエニル)エチルエ−テル)
(PThArF)との混合物の調製 a.  ポリ(4−フルオロベンジル−2−(3’− 
チエニル)エチルエ−テル)の調製 温度計、3方コック、撹拌器および計量シリンジに接続
された針を差し込むことのできるダイアフラムとを備え
、恒温槽により−25 °C に維持された4つ口の容
量500 mlの丸底フラスコを、3回の真空引きと、
3回の純粋かつ乾燥窒素によるフラッシングからなるサ
イクルによりパ−ジした。
【0023】80mlのアセトニトリルと、0.65 
gのポリ(エチレンオキシド)(ポリオックス(Pol
yox) WSRN 12K PEO)をこの丸底フラ
スコに投入し、これを撹拌しつつ窒素雰囲気下に維持し
た。次いで、7gの無水FeCl3 を導入し、一方で
全体の撹拌を継続した。次に、1gの4−フルオロベン
ジル−2−(3’− チエニル)エチルエ−テルを溶解
した20mlのアセトニトリルを、該計量シリンジを介
して、10分間に渡り該混合物に導入した。
【0024】次いで、該丸底フラスコの内容物の撹拌を
−25 °C にて5時間に渡って継続した。混合物1
00 mlにつき、1gのドーピングされたポリマーを
含む懸濁液を得た。 b.  脱ドーピング 上で得た懸濁液を窒素雰囲気下で−25 °C に維持
し、かつ撹拌を継続しつつ、50mlのメタノ−ルを4
0分間に渡り該丸底フラスコ中に徐々に導入した。
【0025】次いで、撹拌を20分間継続し、更に該混
合物を20°C にて空気中で濾紙を介して濾過した。 得られた生成物を4回50mlのメタノ−ルで洗浄し、
次いで20°C で20mmHgの真空下で乾燥した。 0.92 gの脱ドーピングした生成物(脱ドーピング
されたPThArF)が得られ、これは10−6〜10
−7S/cmの範囲の導電率を有していた。 c.  本発明の混合物の調製 100 mlのジメチルホルムアミドに溶解した商品名
ソレフ(SOLEF) 1010のポリ(フッ化ビニリ
デン)(PVDF)10 gを三角フラスコに導入した
。この溶液を20°C にて2時間十分な撹拌状態に保
った。
【0026】得られた脱ドーピング生成物(PThAr
F)の1〜10%の範囲内の種々のジメチルホルムアミ
ド溶液を調製した。該溶液の撹拌を20°C にて2時
間継続した。これら2種の溶液の混合物は、十分に撹拌
しつつ、以下の表1に指定する割合で、該PVDF溶液
に該脱ドーピングされたPThArFの溶液を滴下する
ことにより生成した。撹拌を20°C にて1時間行っ
た。 d.  フィルムの形成 上で得た溶液を、種々の高さのドクタ−ブレ−ドを使用
してガラス支持体上に展開した(該ブレ−ドの高さは2
本のマイクロメ−タスクリュ−を使用して変化させた)
。
【0027】該溶液数cm3 を該ドクタ−ブレ−ドの
前端に付着させ該ブレ−ドを10 cm/sec の速
度で移動させた。得られた該フィルムを真空炉に入れ、
50°C で20 mmHg の真空下で30分間乾燥
させた。30〜35μのフィルムが得られ、該フィルム
は該支持体から分離でき、かつ10−10 〜10−1
2 S/cmの導電率を有していた。 e.  誘電特性 種々の温度および1〜100 KHz の範囲内の周波
数に対する誘電率εおよび損失角の正接tgδの測定は
、薄膜について行った。この測定は、表面積6cm2 
を有しかつ500 Åのアルミニウム層で金属化された
サンプルに対して実施した。
【0028】これらのサンプルを耐候試験チャンバーに
入れ、測定ブリッジ(ジェネラルラジオ(Genera
l Radio) No. 1689型)を使用して測
定した。結果を以下の表1に纏めた。 (表1) ─────────────────────────
───────────No. フィルム(比率)厚み
  導電率S/cm    ε(20°C )  tg
δ(20°C )                 
     ( μm)            1KH
z 10   100  1KHz  10    1
00   1  PVDF             
32   2.8 10−12    5    5 
   5  0.015 0.020 0.06 2 
 PVDF/PThArF99/1  35   5.
6 10−12    6    6   5.5 0
.025 0.025 0.06 3  PVDF/P
ThArF90/10 30   2.3 10−11
    7    6   5.5 0.090 0.
070 0.080  4  PVDF/PThArF
80/20 35   1.4 10−10    9
    7    6  0.10  0.10  0
.10 5  PVDF/PThArF75/25 3
5   6.7 10−12   18   12  
  8  0.25  0.25  0.25 6  
PVDF/PThArF65/35 35   4.4
 10−11   45   25   15  0.
7   0.4   0.3  7  PVDF/PT
hArF50/50 35   5.0 10−11 
  90   45   25  0.80  0.5
0  0.40 8  PThArF        
   32   1.3 10−11  793  3
80  151  0.51  0.56  0.93
─────────────────────────
───────────実施例2 実施例1と同様の操作を行ったが、ポリ(エチレンオキ
シド)の代わりに0.65gのペルフルオロアルキルス
ルホン酸カリウム(フルオラッド(FLUORAD) 
FC 98)を、またポリ(フッ化ビニリデン)(PV
DF)の代わりにコポリマーVF2−TrFE(75/
25) 、即ちフッ化ビニリデンとトリフルオロエチレ
ンとのコポリマーを使用した。
【0029】結果を以下の表2に纏めた。 (表2) ─────────────────────────
───────────No. フィルム(比率)厚み
  導電率S/cm    ε(20°C )  tg
δ(20°C )                 
     ( μm)            1KH
z 10   100  1KHz  10    1
00   1  VF2−TrFE         
30   2.1 10−13   12   11 
  11  0.050 0.050 0.15 2 
 VF2−TrFE/        PThArF99/1       35  
 3.5 10−11    8    8   7.
5 0.025 0.040 0.090  3  V
F2−TrFE/      PThArF80/20      31  
 3.3 10−8    12   10    8
  0.20  0.20  0.20 4  VF2
−TrFE/          PThArF75/25  35  
 3.3 10−7    38   30   25
  0.25  0.15  0.15 5  VF2
−TrFE/           PThArF65/35 35  
 3.3 10−7    63   53   40
  0.35  0.30  0.20───────
─────────────────────────
────実施例3 a.  ポリ(3−オクチルチオフェン)(POTh)
の重合反応器としては、それぞれ3方コック、温度計、
3方コックを備えた250 mlの溜め、50mlの計
量シリンジに接続された針を差し込むことのできるダイ
アフラムおよび撹拌器を備えた5つ口の容量3lの丸底
フラスコを使用した。
【0030】撹拌器を備えたこの5つ口フラスコを恒温
槽に入れ、3回の真空引きと、3回の純粋な乾燥窒素の
充填からなるサイクルによりパ−ジした。予め窒素で脱
気した850 mlのクロロホルムをこの丸底フラスコ
に導入し、これを窒素雰囲気下で5°C に維持し、9
4gの無水塩化第二鉄を撹拌しながら添加した。
【0031】次に、該計量シリンジを、無機物を除きか
つ脱気した20mlの水で満たし、該コックを備えた溜
めを、150 mlのクロロホルムと11 gの蒸溜し
、かつ脱気した3−n−オクチルチオフェンで満たした
。このシリンジを使用して該水を、および該コック付き
溜めを使用して該クロロホルムと3−n−オクチルチオ
フェンとを、10分間に渡り該丸底フラスコに同時に導
入した。
【0032】次に、該丸底フラスコの撹拌を、5°C 
にて2時間続けた。混合物1020ml当たり12gの
ドーピングされたポリマーを含有する懸濁液を得た。 b.  脱ドーピング 上記の懸濁液を窒素雰囲気下で5°C に維持し、かつ
撹拌を継続しつつ、200 mlのメタノ−ルを40分
間に渡り導入した。
【0033】20分間撹拌を続け、次いで該混合物を空
気中で濾紙を介して20°C にて濾過した。得られた
この生成物を、20°C にて、200 mlのメタノ
−ルで3回洗浄し、次いで500 mlのコンデンサを
備えた丸底フラスコ中で、高温にて還流下で200 m
lの水で1回洗浄した。
【0034】20°C にて、200 mlのメタノ−
ルで洗浄することにより、この操作を完了し、次にこの
生成物を濾別し、20°C にて20 mmHg の真
空下で乾燥した。9gの脱ドーピングした生成物が得ら
れ、これは10−7〜10−8S/cmの導電率を有し
ていた。 c.  本発明の混合物の調製 商品名ソレフ(SOLEF) 1010のポリ(フッ化
ビニリデン)(PVDF)10gおよびジメチルホルム
アミド100 mlを三角フラスコに投入した。
【0035】得られたこの溶液を20°C にて2時間
十分な撹拌状態に保った。POThの1%クロロホルム
溶液を調製した。この溶液を2時間撹拌した。次に、こ
の溶液を濾紙を介して濾過し、かつロ−タリ−エバポレ
−タで20倍に濃縮した。これら2種の溶液の混合物は
、以下の表3および4に指定した割合で、十分に撹拌し
た該PVDF溶液を該POTh溶液に滴下することによ
り調製した。20°C にて1時間撹拌した。 d.  フィルムまたはシ−トの製造 1)  フィルムの製造上で得た溶液を、種々の高さの
ドクタ−ブレ−ドを使用してガラス支持体上に展開した
(該ブレ−ドの高さは2本のマイクロメ−タスクリュ−
を使用して変化させた)。
【0036】該溶液数cm3 を該ドクタ−ブレ−ドの
前端に付着させ該ブレ−ドを10 cm/sec の速
度で移動させた。得られた該フィルムを真空炉に入れ、
20°C で20 mmHg の真空下で30分間乾燥
させた。30〜35μのフィルムが得られ、該フィルム
は該支持体から分離でき、かつ10−10 〜10−1
2 S/cmの導電率を有していた。
【0037】2)  シ−トの製造 粉末状の商品名ソレフ(SOLEF) 1010のポリ
(フッ化ビニリデン)(PVDF)およびポリ(3−オ
クチルチオフェン)(POTh)ポリマーを所定の比率
で相互に機械的に混合した。 かくして得た粉末混合物を180 °C にて2時間、
マイクロミキサ−で混練した。得られた混合物を2枚の
ステンレススチ−ル板の間で、180 °C 、200
kg/cm2にて3分間(50 kg/cm2 の下で
1分間の予備加熱および200 kg/cm2にて2分
間の圧縮)圧縮した。次いで、全体を迅速に(約1分間
で)冷却した。かくして、厚み120 〜150 μの
シ−トが得られた。 e.  誘電特性 種々の温度および1〜100 KHz の範囲内の周波
数に対する誘電率εおよび損失角の正接tgδの測定は
、薄膜またはシ−トについて行った。フィルムの場合、
この測定は、表面積6cm2 を有しかつ500 Åの
アルミニウム層で金属化されたサンプルに対して実施し
た。一方、シ−トの場合には、この測定は2つのアルミ
ニウム電極間に配置された10 cm2のサンプルにつ
いて行った。
【0038】これらのサンプルを耐候試験チャンバーに
入れ、測定ブリッジ(ジェネラルラジオ(Genera
l Radio) No. 1689型)を使用して測
定した。結果を、フィルムについては以下の表3に、ま
たシ−トについては以下の表4に纏めた。 (表3) ─────────────────────────
───────────No. フィルム(比率)厚み
  導電率S/cm    ε(20°C )  tg
δ(20°C )                 
     ( μm)            1KH
z 10   100  1KHz  10    1
00   1  PVDF             
32   2.8 10−12    5    5 
   5  0.015 0.020 0.060  
2  PVDF/POTh 99/1   30   
2.3 10−12    6    6   5.5
 0.025 0.30  0.70 3  PVDF
/POTh 90/10  30   2.1 10−
14    8    7    6  0.050 
0.080 0.10 4  POTh       
      30   7.9 10−8   150
   70   25  1      > 1   
> 1──────────────────────
──────────────(表4) ─────────────────────────
───────────No. フィルム(比率)厚み
  導電率S/cm    ε(20°C )  tg
δ(20°C )                 
     ( μm)            1KH
z 10   100  1KHz  10    1
00   1  PVDF             
120  2.8 10−12   7.5  7.5
   7   0.15 0.290 0.10 2 
 PVDF/POTh 99/1   135  1.
9 10−12   10   10    9  0
.025 0.030 0.10 3  PVDF/P
OTh 90/10  135  2.8 10−7 
   21   15   12  0.40  0.
20  0.20 4  POTh/POTh 80/
20  130  4   10−8    22  
 18   12  0.25  0.20  0.1
5────────────────────────
────────────実施例4 実施例3と同様に実施したが、ポリ(フッ化ビニリデン
)(PVDF)の代わりにコポリマーVF2−TrFE
(75/25) 、即ちフッ化ビニリデンとトリフルオ
ロエチレンとのコポリマーを使用した。
【0039】結果を、フィルムについては以下の表5に
、シ−トについては以下の表6に纏めた。 (表5) ─────────────────────────
───────────No. フィルム(比率)厚み
  導電率S/cm    ε(20°C )  tg
δ(20°C )                 
     ( μm)            1KH
z 10   100  1KHz  10    1
00   4  POTh             
30   7.9 10−8    150  70 
  25    1    >1    >1  1 
 VF2−TrFE         30   2.
1 10−13    8    8    8  0
.020 0.030 0.15 2  VF2−Tr
FE/        POTh  99/1       30  
 5.6 10−11    9    8    7
  0.030 0.040 0.15 3  VF2
−TrFE/      PPTh  90/10      30  
 5   10−12   10   9.5   9
  0.10  0.15  0.10───────
─────────────────────────
────(表6) ─────────────────────────
───────────No. シ−ト  (比率)厚
み  導電率S/cm    ε(20°C )  t
gδ(20°C )                
      ( μm)            1K
Hz 10   100  1KHz  10    
100   1  VF2−TrFE        
120   2.1 10−13    6    6
    6  0.050 0.050 0.050 
 2  VF2−TrFE/          POTh  99/1  120  
 3.7 10−10    9    8    7
  0.040 0.040 0.10 3  VF2
−TrFE/        POTh  90/10     130  
 1   10−11   10    7    6
  0.20  0.15  0.15 4  VF2
−TrFE/      PPTh  80/20     130  
 2   10−11   20    9    6
  0.65  0.30  0.30───────
─────────────────────────
────実施例5 a.  2,2,2−トリフルオロエチル−3− チエ
ニルエ−テル(PTHOF) の重合反応器としては、
3方コック、撹拌器および計量ポンプに接続された針を
差し込むことのできるダイアフラムを備えた500ml
丸底フラスコを使用した。
【0040】該丸底フラスコを、3回の真空引きおよび
3回の純粋な乾燥窒素によるフラッシングからなるサイ
クルでパ−ジした。80mlのクロロホルムと、22g
の無水塩化第二鉄とをこの丸底フラスコに投入し、これ
を−20 °C にて窒素雰囲気下に維持し、全体を撹
拌した。20mlのクロロホルムと、2.5gの2,2
,2−トリフルオロエチル−3−チエニルエ−テルとを
、該計量ポンプを介して該混合物中に全体で10分間に
渡り投入した。
【0041】該丸底フラスコの内容物の撹拌を−20 
°C にて2時間続けた。該混合物100 ml当たり
2.5 gのドーピングポリマーを含む懸濁液を得た。 b.  脱ドーピング 上で得た該懸濁液を窒素雰囲気下で−20 °C に維
持し、かつ撹拌しつつ、50mlの水を20分に渡り該
丸底フラスコに徐々に投入した。
【0042】次いで、20分間撹拌を続け、更に該混合
物を空気中で20°C にて濾紙を介して濾過した。得
られた生成物を50mlの水で4回洗浄し、次いで20
°C にて20 mmHg の真空下で乾燥した。2.
1 gの脱ドーピングしたポリマーが得られ、該ポリマ
ーの導電率は約10−6S/cm程度であった。 c.  本発明の混合物の調製 商品名ソレフ(SOLEF) 1010のポリ(フッ化
ビニリデン)(10 g)のジメチルホルムアミド(1
00 ml)溶液を三角フラスコに投入した。この溶液
を20°C にて2時間十分な撹拌状態に維持した。
【0043】上で得た脱ドーピングしたポリマーの5%
ジメチルホルムアミド溶液を調製した。この溶液を20
°C にて2時間十分な撹拌状態に維持した。所定の比
率の、これら2種の溶液の混合物は、該脱ドーピングし
たポリマーPTHOF の溶液を、十分に撹拌した該P
VDFの溶液に滴下することにより調製した。20°C
 にて1時間撹拌を続けた。 d.  フィルムの製造 上で得た溶液を、種々の高さのドクタ−ブレ−ドを使用
してガラス支持体上に展開した。該ブレ−ドの高さは2
本のマイクロメ−タスクリュ−を使用して設定した。該
溶液数cm3 を該ドクタ−ブレ−ドの前端に付着させ
該ブレ−ドを10 cm/sec の速度で移動させた
。
【0044】得られた該フィルムを真空炉に入れ、50
°C で20mmHg の真空下で30分間乾燥させた
。30〜35μのフィルムが得られ、該フィルムは該支
持体から分離でき、かつ10−7〜10−13 S/c
mの導電率を有していた。 e.  誘電特性 種々の温度および1〜100 KHz の範囲内の周波
数に対する誘電率εおよび損失角の正接tgδの測定は
、上記の薄膜について行った。この測定は、表面積が6
cm2 でかつ500 Åのアルミニウム層で金属化し
たサンプルに対して実施した。
【0045】これらのサンプルを耐候試験チャンバーに
入れ、測定ブリッジ(ジェネラルラジオ(Genera
l Radio) No. 1689型)を使用して測
定した。結果を以下の表7に纏めた。 (表7) ─────────────────────────
───────────No. フィルム(比率)厚み
  導電率S/cm    ε(20°C )  tg
δ(20°C )                 
     ( μm)            1KH
z 10   100  1KHz  10    1
00   1  PVDF             
32   2.8 10−12    5    5 
   5  0.01  0.02  0.06 2 
 PVDF/PTHOF 99/1  30   5.
0 10−10   7.5   7    7  0
.04  0.04  0.06 3  PVDF/P
THOF 90/10 35   1.0 10−9 
   15   12    9  0.02  0.
02  0.02 4  PVDF/PTHOF 80
/20 35   1.0 10−7    32  
 17   10  0.60  0.40  0.3
5 5  PVDF/PTHOF 75/25 30 
  2.0 10−7    30   15    
9  0.80  0.40  0.35 6  PV
DF/PTHOF 65/35 30   5.0 1
0−7    60   23   12  3.2 
  1.2   0.50─────────────
───────────────────────実施
例6 実施例5と同様に実施したが、ポリ(フッ化ビニリデン
)(PVDF)の代わりにコポリマーVF2−TrFE
(75/25) 、即ちフッ化ビニリデンとトリフルオ
ロエチレンとのコポリマーを使用した。
【0046】結果を表8に纏めた。混合物8(VF2−
TrFE/PTHOF: 20/80) について得ら
れた結果を図1、2および3に示した。図1の結果は、
種々の温度に対する誘電率εの測定結果であり、この測
定は3種の周波数:1、10および100 KHz に
対して実施した。図2の結果は、種々の温度における損
失角の正接tgδの値を示し、この測定も3種の周波数
:1、10および100 KHz に対して実施した。
【0047】図3の結果は、温度の関数としての誘電率
εの測定結果を示し、この測定は周波数100 KHz
 の下で実施した。図1〜図3において、横軸は°C 
で表した温度であり、図1および図3において縦軸は誘
電率εであり、一方図2において縦軸は損失角の正接で
ある。 (表8) ─────────────────────────
───────────No. フィルム(比率)厚み
  導電率S/cm    ε(20°C )  tg
δ(20°C )                 
     ( μm)            1KH
z 10   100  1KHz  10    1
00   1  VF2−TrFE         
30   2.1 10−13   12   11 
  11  0.05  0.05  0.15 2 
 VF2−TrFE/           PTHOF 99/1  30  
 3.0 10−12    9   10   11
  0.05  0.06  0.15   3  V
F2−TrFE/           PTHOF 90/10 30  
 1.1 10−11    7    8    9
  0.04  0.06  0.15   4  V
F2−TrFE/           PTHOF 80/20 30  
 5.3 10−10   500  35   18
  2.8   4.5   1.0  5  VF2
−TrFE/           PTHOF 75/25 30  
 2.8 10−10   950  50   20
  2.1   5.5   1.5  6  VF2
−TrFE/           PTHOF 65/35 30  
 6.8 10−10 >1000  350  30
  0.8   3.5   5.3  7  VF2
−TrFE/           PTHOF 50/50 30  
 3.1 10−9  >1000  480 110
  0.7   1.5   2.0  8  VF2
−TrFE/           PTHOF 20/80 30  
 5.0 10−9    700  150  40
  2.2   1.5   1.5 ───────
─────────────────────────
────      ε  :誘電率 tgδ:損失角の正接
【図面の簡単な説明】
【図1】周波数1、10および100 KHz におけ
る、温度の関数としての誘電率εの測定結果を示した図
である。
【図2】周波数1、10および100 KHz におけ
る、温度の関数としての損失角の正接tgδの値を示す
図である。
【図3】周波数100 KHz における、温度の関数
としての誘電率εの測定結果を示す図である。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  導電性ポリマーと極性ポリマーとを含
    み、該導電性ポリマーが脱ドーピングされていることを
    特徴とするポリマー混合物。
  2. 【請求項2】  該極性ポリマーがフッソ化ポリマーか
    ら選択される請求項1記載の混合物。
  3. 【請求項3】  該極性ポリマーがフッ化ビニリデンの
    ホモポリマーおよびコポリマーから選択される請求項1
    記載の混合物。
  4. 【請求項4】  該導電性ポリマーがポリアセチレン、
    ポリピロ−ル、ポリインド−ル、ポリアニリン、ポリフ
    ェニレンおよびポリチオフェンから選択される請求項1
    〜3のいずれか1項に記載の混合物。
  5. 【請求項5】  該導電性ポリマーがポリチオフェンで
    ある請求項4記載の混合物。
  6. 【請求項6】  該ポリチオフェンがチオフェン環上に
    側鎖を有するポリマーである請求項5記載の混合物。
  7. 【請求項7】  該混合物が脱ドーピングされたポリ(
    4−フルオロベンジル−2−(3’− チエニル)エチ
    ルエ−テル)およびフッ化ビニリデンのホモポリマーま
    たはコポリマーを含む請求項3または4記載の混合物。
  8. 【請求項8】  該ポリチオフェンが3−オクチルチオ
    フェンポリマー、2,2,2−トリフルオロエチル−3
    − チエニルエ−テルポリマー、4,4,4,3,3,
    2,2−ヘプタフルオロ−n− ブチル−3− チエニ
    ルエ−テルポリマーおよび8,8,8,7,7,6,6
    ,5,5,4,4,3,3,2,2−ペンタデカフルオ
    ロ−n− オクチル−3−チエニルエ−テルポリマーか
    ら選択される請求項6項記載の混合物。
  9. 【請求項9】  上記の請求項1〜8のいずれか1項に
    記載の混合物の製法であって、脱ドーピングされた導電
    性ポリマーを該混合物の製造に使用することを特徴とす
    る上記方法。
  10. 【請求項10】  電子、光電気、電気並びに電気機械
    的装置の製造のための上記請求項1〜8のいずれか1項
    に記載の混合物の利用。
  11. 【請求項11】  厚み0.01〜100 μのフィル
    ム形状での上記請求項1〜8のいずれか1項に記載の混
    合物の利用。
  12. 【請求項12】  該装置がコンデンサ−であり、該コ
    ンデンサ−が高い誘電率を有し、かつ該誘電率が20〜
    80°C の温度範囲および1〜100KHzの周波数
    に対して一定であることを特徴とする請求項11記載の
    利用。
JP03220434A 1990-08-30 1991-08-30 極性ポリマーと脱ドーピングした導電性ポリマーとの混合物及びその製法 Expired - Fee Related JP3142607B2 (ja)

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BE9000838A BE1008036A3 (fr) 1990-08-30 1990-08-30 Melanges de polymeres polaires et de polymeres conducteurs dedopes, procedes d'obtention de ces melanges et utilisation de ces melanges pour fabriquer des dispositifs electroniques optoelectriques, electrotechniques et electromecaniques.
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