JPH0437090B2 - - Google Patents

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JPH0437090B2
JPH0437090B2 JP62165287A JP16528787A JPH0437090B2 JP H0437090 B2 JPH0437090 B2 JP H0437090B2 JP 62165287 A JP62165287 A JP 62165287A JP 16528787 A JP16528787 A JP 16528787A JP H0437090 B2 JPH0437090 B2 JP H0437090B2
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JP
Japan
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mol
polymer film
dialkoxythiophene
film
polymerization
Prior art date
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JP62165287A
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JPS6411128A (en
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Tsuneo Hagiwara
Toshio Demura
Michio Yamaura
Kaoru Iwata
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Publication of JPS6411128A publication Critical patent/JPS6411128A/ja
Publication of JPH0437090B2 publication Critical patent/JPH0437090B2/ja
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
<産業上の利用分野> 1977年にペンシルバニア大学のMacDiarmid、
白川らが、ポリアセチレンにヨウ素やAsF5等の
電子受容性化合物を作用させると、金属にも匹敵
する高い導電性が発現することを見いだしてから
導電性高分子が世界中の注目を浴びている。 これら重合体は電気化学的にドーパントを出し
入れし、その量をコントロールすることが可能で
あり、広い範囲で導電性をコントロールすること
が出来る。従つてこれらの性質を利用して、各種
センサ、電池、エレクトクロミツク材料、電子デ
バイスなどに種々な用途が考えられる。 チオフエンは、ピロールと同様に主として2,
5−位が結合することにより重合体が形成すると
されているが、3−位または4−位での反応の可
能性も指摘されている。しかも、一般にチオフエ
ンはピロール等に比べ酸化ポテンシヤルが高いた
め苛酷な条件で重合が行われる。そのため、副反
応の介入は避けられないと考えられる。本発明者
らは重合における反応位置選択性に優れ、規則性
が良く、機械的物性、電導度に優れたチオフエン
重合体を得るために鋭意検討した。 その結果、チオフエンの3−および4−位の両
方に電子供与性のアルコキシ基を導入した3,4
−ジアルコキシチオフエンは、アルコキシ基を導
入することにより酸化ポテンシヤルが下がり、副
反応が抑制され、結合部位が2,5−位に限定さ
れ、従つて分子の対称性による規制性の乱れが生
じないために得られたフイルムは高い導電度と機
械的物性の優れたものとなり、更に延伸配向処理
により電導度のより一層の向上が可能となること
を見出し本発明を完成するに至つた。 <発明の構成> 本発明は下記一般式()で示される繰り返し
単位からなり、酸化された状態において双極性非
プロトン系溶剤中に25℃で完全に溶解するもので
ない、3,4−ジアルコキシチオフエン重合体フ
イルム (但し、R1・R2は互いに独立に炭素数1〜4
のアルキル基を表わす。) である。 以下、本発明の具体的な内容について詳細に説
明する。 本発明の3,4−ジアルコキシ重合体は、3,
4−ジアルコキシチオフエンを有機溶剤を溶媒と
して電解質存在下に電解酸化重合することにより
陽極板上にフイルム状に析出させることにより得
られる。しかも、この方法によると反応系に共存
する陰イオンがドーパントとして取り込まれるた
め、新たに電子受容化合物をドーピングしなくて
も高い導電性を発現する。 本発明において用いられる該3,4−ジアルコ
キシチオフエンは下記の一般式()で表わされ
る化合物が用いられる。 (但し、R1・R2は互いに独立に炭素数1〜4
のアルキル基を表わす。) 本発明で用いる3,4−ジアルコキシチオフエ
ンはフアーガーらの方法(アメリカ化学会誌67巻
2217頁、1945年)に従つて下記のルートにより合
成することができる(但し、Rは前記R1,R2
ある)。 チオジグリコール酸ジエチルエステルは、チオ
ジグリコール酸を硫酸触媒の存在したでエチルエ
ステル化して合成できる。これをヒンスベルグ
(Hinsberg)反応により蓚酸ジエチルと縮合し、
3,4−ジヒドロキシチオフエン−2,5−ジカ
ルボン酸テトラナトリウム塩に誘導し、得られる
3,4−ジヒドロキシチオフエン−2,5−ジカ
ルボン酸テトラナトリウム塩を再結晶、精製する
ことなくジアルキル硫酸でo−アルキル化し、苛
性ソーダで加水分解後、酸析することにより、
3,4−ジアルコキシチオフエン−2,5−ジカ
ルボン酸に変換する。そして、このジカルボン酸
をCu−Crオキシドを触媒に用いてキノリン中で
脱炭酸することにより目的とする3,4−ジアル
コキシチオフエンを得ることができる。Cu−Cr
オキシドはコナーらの方法(アメリカ化学会誌54
巻1132頁、1932年)に従つて調製することができ
る。 この3,4−ジアルコキシチオフエンとしては
具体的には、3,4−ジメトキシチオフエン、
3,4−ジエトキシチオフエン、3,4−ジプロ
ピルチオフエン、3,4−ジブトキシチオフエン
などが挙げられる。 また、前記電解質としては、無機、有機酸のテ
トラアルキルアンモニウム塩、無機、有機酸のア
ルカリ金属塩などが挙げられる。具体的には、過
塩素酸テトラエチルアンモニウム、ホウフツソ化
テトラエチルアンモニウム、テトラメチルアンモ
ニウムヘキサフルオロホスフエート、テトラメチ
ルアンモニウムヘキサフルオロアルセテート、テ
トラブチルアンモニウムスルホネート、テトラエ
チルアンモニウムトリフルオロメチルスルホネー
ト、テトラエチルアンモニウムp−トルエンスル
ホネート、リチウムトリフルオロメチルスルホネ
ート、過塩素酸リチウム、p−トルエンスルホン
酸ナトリウムなどが挙げられる。 重合触媒である有機溶媒としては、アセトニト
リル、ヘンゾニトリル、ニトロベンセン、テトラ
ヒドロフラン、ニトロメタン、プロピレンカーボ
ネート、エチレンカーボネート、スルホラン、ジ
メトキシエタン等の前記電解質を溶解し易いもの
が好ましいが、必ずしもこれに限定されない。 該3,4−ジアルコキシチオフエンは溶媒に対
して0.0001モル/リツトル〜1モル/リツトル、
好ましくは、0.001モル/リツトル〜0.5モル/リ
ツトルで用いられて重合が行なわれる。 電解質は溶媒に対して0.0001モル/リツトル〜
1モル/リツトルで用いられて重合が行なわれ
る。 電解質は溶媒に対して0.0001モル/リツトル〜
1モル/リツトル、好ましくは、0.001モル/リ
ツトル〜0.5モル/リツトルが用いられる。 反応温度は−50℃〜100℃が採用される。好適
には−50℃〜50℃が採用される。反応時間は、所
望とする膜厚のフイルムが生成するために通電量
と通電時間の関係から適宜選ばれる。 電解重合の陽極材料としては好適には白金板、
ガラス状カーボン板、パラジウム板等が用いられ
るが、この限りでない。 本発明で電解酸化重合により得られた3,4−
ジアルコキシチオフエン重合体フイルムは2,5
−位のみ選択的に反応が進行するため得られる重
合体の構造は極めて規則性が高く、機械的物性に
優れる。また本発明の重合体は、耐溶剤性も極め
て高く、酸化された状態において双極性非プロト
ン系溶剤中に25℃で完全に溶解するものでない。
溶媒例えばプロピレンカーボネート、アセトニト
リル、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチル
ホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、
N−メチル−2−ピロリドン、ニトロメタン、ア
セトン、トルエン、クロロホルムに不溶である。 一軸、あるいは二軸延伸機により延伸配向処理
を施すことにより、少なくとも一方方向に配向処
理を施した3,4−ジアルコキシチオフエン重合
体フイルムを得ることが出来る。 一軸延伸機は自由端−軸延伸機、一定幅−軸延
伸機が用いられ、この何れも自動、及び手動のも
のが用いられる。 二軸延伸機は自由端逐次二軸延伸機、一定幅逐
次二軸延伸機、同時二軸延伸機が用いられ、この
何れも自動、及び手動のものが用いられる。 該3,4−ジアルコキシチオフエン重合体フイ
ルムは規則性に優れ、それ自体高い引つ張り強度
を有するが、延伸配向処理によりその強度は更に
向上する。また、電導度も延伸配向処理により向
上する。本発明では延伸処理の有無にかかわらず
引つ張り強度として0.5Kg/mm2以上のものが好
適に採用される。 以下、実施例により本発明を詳述する。但し、
本発明はこれに限定されない。電導度は銀ペース
トを用いた四端子法により測定した。 実施例 1 500mlのセパラブルフラスコに陽極として白金
板、陰極として白金ホイルを用いて、蒸留したて
のプロピレンカーボネート400ml、テトラメチル
アンモニウムテトラフルオロボレート8.7g
(0.04モル)を入れ、窒素ガスを導入し脱酸素を
行なつた。その後、3,4−ジメトキシチオフエ
ン3.46g(0.024モル)を入れた。15℃に保ち窒
素気流下、電流密度0.25mA/cm2で8時間、電解
酸化重合行なつた。重合終了後生成した12μmの
フイルムを陽極板から剥離し、アセトニトリルで
洗浄し、乾燥した。このものの電導度は50S/cm
であり、機械的物性は、0.6Kg/mm2であつた。
元素分析の結果からドーパントであるBF4 -は3,
4−ジメトキシチオフエン単位1個当り、0.3個
含まれていた。 このものを手動の自由端一軸延伸機によりポロ
ピレンカーボネート中で40℃で1.4倍延伸し100℃
で5分間熱固定した。この配向フイルムの電導度
は109S/cmであつた。X線回折の結果から未処
置のフイルムではハローのみであつたのが延伸配
向処理後では配向パターンが観測された。 実施例 2 500mlのセパレルフラスコに陽極としてガラス
状カーボン板、陰極として白金ホイルを用いて、
蒸留したてのポロピレンカーボネート400ml、過
塩素酸テトラエチルアンモニウム9.18g(0.04モ
ル)を入れ、窒素ガスを導入し脱酸素を行なつ
た。その後、3,4−ジメトキシチエフエン3.46
g(0.024モル)を入れた。15℃に保ち窒素気流
下、電流密度0.125mA/cm2で24時間、電解酸化重
合を行なつた。重合終了後生成した20μmのフイ
ルムを陽極板上から剥離し、アセトニトリルで洗
浄し、乾燥した。このものの電導度は70S/cmで
あり、機械的強度は0.7Kg/mm2であつた。元素分
析結果からドーパントである過塩素酸イオン
(ClO4 -)は、3,4−ジメトキシチオフエン単
位1個当り、0.33個含まれていた。 このものを実施例1と同様に1.2倍延伸配向処
理することにより電導度110S/cmの配向フイル
ムを得た。 実施例 3 500mlセパラブルフラスコに陽極としてガラス
状カーボン板、陰極として白金ホイルを用いて、
蒸留したてのポロピレンカーボネート400ml、過
塩素酸テトラメチルアンモニウム4.09g(0.02モ
ル)を入れ、窒素ガスを導入し脱酸素を行なつ
た。その後3,4−ジエトキシチオフエン1.7g
(0.01モル)を入れた。15℃に保ち窒素気流下、
電流密度0.25mA/cm2で8時間、電解酸化重合を
行なつた。重合終了後生成した17μmのフイルム
を陽極板上から剥離し、アセトニトリルで洗浄
し、乾燥した。このものの電導度は65S/cmであ
り、機械的強度は0.55Kg/mm2であつた。 このものを実施例1と同様に1.3倍延伸配向処
理することにより電導度89S/cmの配向フイルム
を得た。 実施例 4 ポリ(3,4−ジメトキシチオフエン)の有機
溶媒に対する耐溶剤性を調べた。測定は、それぞ
れ下記構造A、Bで示すポリ(3,4−ジメトキ
シチオフエン)のCO4 -ドープ体および脱ドー
プ体フイルムを有機溶剤中に浸漬して行つた。60
℃、5時間静置後、および室温下で24時間静置後
の変化を表1に示した。いずれの有機溶剤にも何
等変化を示さず、有機溶剤に対して極めて安定で
あることが分つた。
【式】
【式】
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下記一般()で示される繰り返し単位から
    なり、酸化された状態において双極性非プロトン
    系溶剤中に25℃で完全に溶解するものでない、
    3,4−ジアルコキシチオフエン重合体フイル
    ム。 (但し、R1、R2は互いに独立に炭素数1〜4
    のアルキル基を表す。) 2 少なくとも一方向に延伸配向処理を施してな
    る特許請求の範囲第1項記載の重合体フイルム。 3 電導度が配向処理前のフイルムより向上した
    特許請求の範囲第1項又は第2項記載の重合体フ
    イルム。 4 少なくとも引つ張り強度0.5Kg/mm2を有す
    る特許請求の範囲第1〜3項いずれか1項記載の
    重合体フイルム。
JP16528787A 1987-07-03 1987-07-03 3,4-dialkoxythiophene polymer film Granted JPS6411128A (en)

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JPS6411128A JPS6411128A (en) 1989-01-13
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JP4559685B2 (ja) * 1999-10-15 2010-10-13 アグフア−ゲヴエルト,ナームローゼ・フエンノートシヤツプ 液晶整列層
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