JPH0586601B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0586601B2 JPH0586601B2 JP60044729A JP4472985A JPH0586601B2 JP H0586601 B2 JPH0586601 B2 JP H0586601B2 JP 60044729 A JP60044729 A JP 60044729A JP 4472985 A JP4472985 A JP 4472985A JP H0586601 B2 JPH0586601 B2 JP H0586601B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organic solvent
- conductive
- polymer
- aniline
- formula
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
[産業上の利用分野]
本発明は、電磁波遮蔽材、太陽電池、接合素
子、エレクトロクトミツク素子等の電気・電子部
品として有用な導電性物品の製造方法に関し、更
に詳しくは、特定のアニリン誘導体の酸化重合
体、ドーパント及び有機溶剤からなる導電性重合
体溶液より物品を成形し、有機溶剤を除去するこ
とを特徴とする導電性物品の製造方法に関する。
[従来の技術]
高分子物質にドーパントをドーピングして導電
性高分子を得ることは知られており、特にポリア
セチレンまたはポリパラフエニレンについては詳
しく研究されている。ポリアセチレンにアクセプ
ターとしてAsF5等、またドナーとしてナトリウ
ム等をドープすることによつて、各々p形及びn
形の導電性高分子が得られることは知られてい
る。更にポリフエニレンスルフイド、ポリチオフ
エン、ポリピロール及びポリアニリンから、種々
のドーパントを選択して用い、電気絶縁体または
半導体から金属的領域迄の導電性を示す導電性高
分子が得られることが知られており、ドーパント
の種類及びその用いる量を調整することによつ
て、その導電性を任意に制御できることが明らか
にされている。
しかして、これらの導電性高分子は、太陽電
池、電極、またはエレクトロクロミツク素子等の
用途に用いられるものとして期待されている。
また、これら公知の導電性高分子は、自動車に
コンパレーターによる制御が使用され始めたこと
から、電磁波遮蔽用等に広い用途が期待され、ま
た各種接合素子、その他の電子機器への応用が期
待されている。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、従来公知の上記導電性高分子の
うち、例えば、ポリアセチレン、ポリパラフエニ
レン、ポリチオフエン、ポリピロール及びポリア
ニリン等はこれら高分子自体及びそのドープ化生
成物の両者を一度に溶解する溶剤がなく、またポ
リパラフエニレンスルフイド及びそのドープ化生
成物では、両者を溶解する溶剤といてAsF3を用
いることができることが知られている(特開昭59
−11324号)が、AsF3は毒性の高いことで知られ
ており、更にポリマー溶液の電気伝導度は空気中
で急激に低下するという特性を有していて、生成
物を導電性を有する物品として使用し得ない欠点
がある。
上記のごとく、従来公知の導電性高分子は、あ
る種の導電性高分子を除いては一般に不溶不融で
あるため、溶解または溶融して任意の形状と肉厚
を有する導電性物品を製造する可能性が制限さ
れ、またその用途も自ずから限定されるという難
点を有している。このことは導電性高分子の種々
の応用を研究する上において障害となつており、
各方面からこれら障害の解決が望まれていた。
[問題点を解決するための手段]
本発明者等は、上記従来の欠点を解決すべく鋭
意検討した結果、特定のアニリン誘導体の酸化重
合体が有機溶剤への溶解性にすぐれ、この酸化重
合体、ドーパントおよび有機溶剤からなる導電性
重合体溶液より物品を成形し、有機溶剤を除去す
ることによつて、任意の形状と肉厚を有し、しか
も電気伝導度が高く、空気中での安定性にすぐれ
た導電性物品が得られることを見出し、本発明を
完成するに至つた。
即ち、本発明は、一般式(1)
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing conductive articles useful as electrical and electronic components such as electromagnetic wave shielding materials, solar cells, bonding elements, and electrochemical devices. The present invention relates to a method for producing a conductive article, which comprises molding the article from a conductive polymer solution comprising an oxidized polymer, a dopant, and an organic solvent, and removing the organic solvent. [Prior Art] It is known to obtain a conductive polymer by doping a polymer substance with a dopant, and polyacetylene or polyparaphenylene has been particularly studied in detail. By doping polyacetylene with AsF 5 etc. as an acceptor and sodium etc. as a donor, p-type and n-type
It is known that conductive polymers of the shape can be obtained. Furthermore, it is known that by selecting and using various dopants from polyphenylene sulfide, polythiophene, polypyrrole, and polyaniline, conductive polymers exhibiting conductivity ranging from electrical insulators or semiconductors to metallic regions can be obtained. It has been revealed that the conductivity can be arbitrarily controlled by adjusting the type of dopant and the amount used. Therefore, these conductive polymers are expected to be used in applications such as solar cells, electrodes, and electrochromic devices. In addition, these known conductive polymers are expected to have a wide range of uses, such as for shielding electromagnetic waves, as comparator control has begun to be used in automobiles, and they are also expected to be applied to various bonding elements and other electronic devices. has been done. [Problems to be Solved by the Invention] However, among the conventionally known conductive polymers mentioned above, for example, polyacetylene, polyparaphenylene, polythiophene, polypyrrole, and polyaniline, these polymers themselves and their doped products There is no solvent that can dissolve both at once, and it is known that for polyparaphenylene sulfide and its doped products, AsF 3 can be used as a solvent that dissolves both (Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-1999).
-11324), AsF 3 is known to be highly toxic, and furthermore, the electrical conductivity of the polymer solution decreases rapidly in the air, and the product cannot be used as an electrically conductive product. There is a drawback that it cannot be used as a As mentioned above, conventionally known conductive polymers are generally insoluble and infusible, except for certain types of conductive polymers, so they can be melted or melted to produce conductive articles having arbitrary shapes and wall thicknesses. However, it has the disadvantage that the possibilities for doing so are limited, and its applications are also naturally limited. This is an obstacle in researching various applications of conductive polymers.
Solutions to these obstacles have been desired from all quarters. [Means for Solving the Problems] As a result of intensive studies to solve the above-mentioned conventional drawbacks, the present inventors discovered that an oxidized polymer of a specific aniline derivative has excellent solubility in organic solvents, and that this oxidized polymer has excellent solubility in organic solvents. By forming an article from a conductive polymer solution consisting of a dopant and an organic solvent, and removing the organic solvent, the article can have any shape and wall thickness, have high electrical conductivity, and can be made in air. The inventors have discovered that a conductive article with excellent stability can be obtained, and have completed the present invention. That is, the present invention provides general formula (1)
【式】
〔式中、R1〜R4は異なつていても同一でもよ
く、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または
アルコキシ基である。但し、R1〜R4のすべてが
同時に水素原子であることはない。〕
で表わされるアニリン誘導体の酸化重合体、ドー
パント及び有機溶剤からなる導電性重合体溶液よ
り物品を成形し、有機溶剤を除去することを特徴
とする導電性物品の製造方法に関する。
本発明において用いられるアニリン誘導体の酸
化重合体は、前記一般式で表わされるアニリン誘
導体を重合して得られるものであつて、一般式(2)[Formula] [In the formula, R 1 to R 4 may be different or the same and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group. However, all of R 1 to R 4 are not hydrogen atoms at the same time. ] The present invention relates to a method for manufacturing a conductive article, which comprises molding an article from a conductive polymer solution consisting of an oxidized polymer of an aniline derivative represented by the following formula, a dopant, and an organic solvent, and removing the organic solvent. The oxidized polymer of aniline derivative used in the present invention is obtained by polymerizing the aniline derivative represented by the general formula (2).
【式】
〔但し、R1〜R4は前記一般式(1)と同じであ
る。〕
で示される繰り返し単位を少なくとも50モル%含
有する有機溶剤可溶の重合体である。一般式(2)で
示される繰り返し単位が50モル%未満では、電気
伝導度が充分でない。
一般式(1)で表わされるp位に置換基を有しない
アニリン誘導体の具体例としては、2−メトキシ
−アニリン、3−メトキシ−アニリン、2,3−
ジメトキシ−アニリン、2,5−ジメトキシ−ア
ニリン、3,5−ジメトキシ−アニリン、2,6
−ジメトキシ−アニリン、2−エトキシ−アニリ
ン、2−エトキシ−3−メトキシ−アニリン、3
−エトキシ−アニリン、2,3−ジエトキシ−ア
ニリン、2,5−ジエトキシ−アニリン、2,6
−ジエトキシアニリン、3,5−ジエトキシ−ア
ニリン、2,6,−ジエトキシ−アニリン、2−
メトキシ−3−エトキシ−アニリン、2−メトキ
シ−5−エトキシ−アニリン、2,3,6−トリ
メトキシ−アニリン、2,3,5−トリメトキシ
−アニリン、2,3,5,6−テトラメトキシ−
アニリン、2,3,5,6−テトラエトキシ−ア
ニリン、2,3−ジメチル−アニリン、2−メチ
ル−3−メトキシ−アニリン、2,3,5,6−
テトラメチル−アニリン、2−メチル−5−メト
キシ−アニリン、3,5−ジメチル−アニリン、
等をあげることができるが、必ずしもこれらに限
定されるものではない。前記のアニリン誘導体の
うちでも、2以上の置換基を有するものが好まし
く、特に2以上のアルコキシ置換基を有するアル
コキシアニリンの酸化重合体が有機溶剤への溶解
性が良好で、かつ電気伝導性も高いところから好
ましく用いることができる。
アニリン誘導体の酸化重合体は、いかなる方法
で製造されたものであつてもよい。アニリン誘導
体の酸化重合体としては、アニリン誘導体の酸化
重合体、アニリン誘導体の酸化重合体の製造後に
ドーパントをドープしたドーパント含有酸化重合
体及びドーパントの存在下にアニリン誘導体を酸
化重合して得られるドーパント含有酸化重合体等
があげられる。
上記アニリン誘導体の酸化重合体のうち、予め
ドーパントを含有する酸化重合体であれば、本発
明の導電性重合体溶液の調整時にさらにドーパン
トを配合する必要がないので好ましいが、アニリ
ン誘導体の酸化重合体中に含有されるドーパント
の量によつては導電性重合体溶液の調整時にさら
にドーパントを配合してもよい。
ドーパントがドープされたアニリン誘導体の酸
化重合体は、アニリン誘導体を電気化学的または
化学的に酸化重合することによつて製造すること
ができる。
電気化学的重合の場合には、アニリン誘導体の
重合は陽極酸化により行われ、約0.01〜50mA/
cm2、電解電圧は通常1〜300Vの範囲で、定電流
法、定電圧法及びそれ以外のいかなる方法をも用
いることができる。重合は水溶液中、アルコール
溶媒中またはこれらの混合溶媒中で行われるが、
好ましくは水溶液中で行うのがよい。アルコール
は生成する酸化重合体が溶解しても、また溶解し
なくても良い。用いるアルコールは、アニリン誘
導体の種類によつてかわつてくるが、通常、メチ
ルアルコール、エチルアルコール、エチレングリ
コール、プロピルアルコール、ブチルアルコール
等が用いられる。
好適な電解液のPHは特に制限はないが、好まし
くはPH3以下、特に好ましくはPHが2以下であ
る。PH調節に用いる酸の具体例としてはHCl,
HBF4,CF3COOH,HSO- 4及びHNO3等をあげ
ることができるが、特にこれらに限定されるもの
ではない。
上記アニリン誘導体を電気化学的方法で重合す
る際に用いるドーパントとしては、Cl-,I-,
Br-,F-,BF- 4,ClO- 4,IO- 4,AsF- 6,SbF- 6,
PF- 6,SiF- 4,AsF- 6,FSO- 4,HSO- 4,SO4 2-,
CF3SO- 3,CF3COO-及びNO- 3等を含有する塩が
用いられ、得られる酸化重合体はこれらのアニリ
ンをP型ドーパントとして含有したものとして得
られる。
これらの塩は、カチオンとして例えばリチウ
ム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属イオ
ン及び4級アンモニウムイオンを含有する。
かくして得られる酸化重合体中には、通常10〜
90モル%(モノマー単位当り)のアニオンがドー
パントとして含まれる。
電気化学方法によれば、通常酸化重合体は陽極
上に黒色の重合体として析出するので、これを洗
浄剥離して乾燥した後、有機溶剤に溶解して種々
の用途に用いられる。
化学的重合の場合には、例えばアニリン誘導体
を水溶液中で酸化性強酸により、または強酸と過
酸化物例えば過硫酸カリウムの組合せにより酸化
重合させることができる。この方法によつて得ら
れる酸化重合体は、粉末状で得ることができるの
で、これを分離乾燥して用いることができる。こ
の場合にも、酸化重合体は対応するアニオンがド
ープした状態で得られる。得られる酸化重合体中
には、通常10〜90モル%(モノマー単位当り)の
アニオンがドーパントとして含まれる。分離、乾
燥して得られたアニオン誘導体の酸化重合体は、
該重合体が溶解する有機溶剤に溶解し、ポリマー
溶液を得、これを各種用途に用いることができ
る。
本発明において用いられるドーパントとして
は、アニリン誘導体の酸化重合の際に用いられる
前記ドーパントと同様なものが用いられる。
ドーパントの配合量は、用いるアニリン誘導体
の酸化重合体が予めドーパントを含んでいるか、
または含んでいないかによつて異なるので一概に
は決められないが、通常はアニリン誘導体の酸化
重合体中のドーパントの割合が10〜90モル%(モ
ノマー単位当り)になるように配合される。
アニリン誘導体の酸化重合体を溶解するのに用
いられる有機溶剤は、用いるアニリン誘導体の酸
化重合体の種類により異なるので、特定的に規定
することはできないが、アニリン誘導体の酸化重
合体が溶解するものであればよく、脂肪族及び芳
香族のケトン類、エーテル類、エステル類、アミ
ド類、ニトリル類、カーボネート類、カルボン酸
類、ハロゲン化合物、スルホラン系化合物、ニト
ロ化合物、スルホキシド類、ラクタム類、ラクト
ン類、飽和及び不飽和の複素環式化合物等をあげ
ることができる。
脂肪族及び芳香族のケトン類としては、アセト
ン、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、ヒ
ドロキシアセトン、メトキシアセトン、フエニル
アセトン、4−フエニルブタノン−2等;エーテ
ル類としては、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチ
ル−エチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエト
キシメタン、メチルグルコール、アニソール、
1,2−ジメトキシベンゼン、1,4−ジメトキ
シベンゼン、1,3−ジオキソラン等;エステル
類としては、酢酸メチル、酢酸エチル、トリメチ
ルオルトホルメート、シユウ酸エチル、トリメチ
ルリン酸エステル等;アミド類としては、ホルム
アミド、N−メチルホルムアミド、ジメチルホル
ムアミド、N−メチルアセトアミド、ジメチルア
セトアミド、N−メチルプロピオアミド、ヘキサ
メチルホスホルアミド等;ニトリル類としては、
アセトニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリ
ル等;カーボネート類としては、プロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカー
ボネート等;カルボン酸類としては、ギ酸、酢
酸、安息香酸、シユウ酸等;ハロゲン化合物とし
ては、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼ
ン、ジクロロベンゼン、塩化ベンゾイル、臭化ベ
ンゾイル、ベンゼンスルホニルクロライド、ベン
ゼンスルホニルジクロリド、ベンゼンチオホスホ
ニルイクロライド、メタンスルホニルクロライ
ド、塩化アセチル、ジメチルスルフアミルクロラ
イド、エチルオキサリルクロライド、クロロスル
ホニルアセチルクロライド等;スルホラン系化合
物としては、スルホン、3−メチル−スルホラン
等;ニトロ化合物としては、ニトロメタン、ニト
ロベンゼン等;スルホキシド類としては、ジメチ
ルスルホキシド等;ラクタム類としては、N−メ
チルピロリドン等;ラクトン類としては、γ−ブ
チロラクトン等;飽和及び不飽和の複素環式化合
物としては、テトラヒドロチオフエン、3−メチ
ル−2−オキサゾリドン、ピロール、1−メチル
ピロール、2,4−ジメチルチオアゾール、フラ
ン等がそれぞれあげらる。
本発明の導電性重合体溶液を調製する方法とし
ては、()電気化学酸化重合で得られたアニオ
ンがドープした酸化重合体を前記の有機溶剤に溶
解する方法、()化学的酸化重合で得られたア
ニオンがドープした酸化重合体を前記の有機溶剤
に溶解する方法、()化学的に合成したアニオ
ンがドープしていない酸化重合体にドーパントを
化学的または電気化学的にドープして前記の有機
溶剤に溶解する方法、()化学的に合成したア
ニオンがドープしていない酸化重合体を前記の有
機溶剤に溶解し、この溶液にドーパントを添加す
る方法等があげられるが、必ずしもこれ等の方法
に限定されるものではない。
重合体溶液中のアニリン誘導体の酸化重合体濃
度は特に制限はないが、通常、0.01〜90重量%の
範囲で用いられる。
かくして得られた導電性重量体溶液は、金属、
半導体、合成樹脂、セラミツク、紙繊維等の各種
固体表面に塗布、吹付け、沈積等によつて、その
表面をコーテイングし、次いで有機溶剤を除去す
ることにより、これらの物品に導電性被覆を有す
る導電性物品を製造することができる。
また、導電性重合体溶液は、バツチ式または連
続的に流延乾燥して希望する厚さの導電性フイル
ムを製造することができる。
さらに導電性重合体溶液をダイから押出すこと
によつて、導電性繊維またはフイルムを製造する
ことができる。
同様に、導電性重合体溶液を種々の形のモール
ドに注型してモールド内の導電性重合体溶液から
有機溶剤を除去することによつてモールドの形を
した導電性物品を製造することができる。
本発明においては、上記のごとき、固体物品の
表面に導電性重合体の被覆の施されたもの、導電
性フイルム、導電性繊維、注型品等を含めて導電
性物品と称する。
有機溶剤を除去する方法には、特に制限はない
が、通常行なわれている真空または減圧脱気、加
熱乾燥、強制通風、風乾等の方法で行うことがで
きる。
この様にして得られた導電性コーテイング膜、
繊維、注型品の電気伝導度は10-5〜102s/cm2で
ある。
[発明の効果]
本発明の方法によれば、用いる導電性重合体溶
液は無毒性であるため作業性にすぐれ、しかも如
何なる形状の導電性物品も容易に製造することが
できる。そして本発明の方法によつて得られる導
電性物品は、空気中で安定で、かつ高い電気伝導
度を有しているから、電磁波遮蔽材料、太陽電池
接合素子、エレクトロクロミツク素子等の電子部
品として工業的に非常に有用である。
[実施例]
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。
実施例 1
ガラス製反応容器に、1.5モルのHBF4の水溶液
を20ml、及び0.35モルの2,5−ジメトキシ−ア
ニリンを入れ、PH<1.0の水溶液を調製した。こ
の水溶液に2cmの間隔で各々その電極面積が10cm2
の2つの白金電極を挿入した後、攪拌下で20クロ
ーンの電気量を流して電解重合した。この際、陽
極の白金電極上に黒色の酸化重合体が析出した。
電解重合終了後、被覆された陽極を蒸溜水で洗浄
後、70℃で真空乾燥した。次いで、重合体を白金
電極から剥離し、アセトニトリル溶媒に溶解し
て、重合体濃度が10重量%の重合体溶液を製造し
た。赤外スペクトル、NMRよりこの重合体は一
般式(2)の構造の繰り返し単位を80モル%以上含ん
でいた。得られた重合体溶液を硝子板上に塗布
し、次いで真空脱気してキヤステイング・フイル
ムを作成した。このフイルムの室温での電気伝導
度(直流四端子法)は2.5×10-1s/cmであり、
また元素分析より2.5−ジメトキシ−アニリン1
モル当り0.45モルのBF- 4がドーピングしているこ
とが分つた。得られたフイルムを空気中に1ケ月
放置、再度電気伝導度を測定したところ2.2×
10-1s/cmで、電気伝導度はほとんど変化してい
なかつた。
実施例 2〜4
実施例1でアニリン誘導体として用いた2,5
−ジメトキシ−アニリンの代りに表に示したアニ
リン誘導体を用いた以外は実施例1と全く同様の
方法で電解重合を行ない、重合体溶液を作成し、
さらにキヤステイング・フイルムを得た。得られ
たキヤステイング・フイルムの物性値を表に示し
た。
なお、赤外スペクトル、NMRより、各々の重
合体は一般式(2)の構造の繰り返し単位を80モル%
以上含んでいた。[Formula] [However, R 1 to R 4 are the same as in the above general formula (1). ] It is an organic solvent-soluble polymer containing at least 50 mol% of the repeating unit represented by the formula. If the repeating unit represented by the general formula (2) is less than 50 mol%, the electrical conductivity is insufficient. Specific examples of the aniline derivative having no substituent at the p-position represented by general formula (1) include 2-methoxy-aniline, 3-methoxy-aniline, 2,3-
Dimethoxy-aniline, 2,5-dimethoxy-aniline, 3,5-dimethoxy-aniline, 2,6
-dimethoxy-aniline, 2-ethoxy-aniline, 2-ethoxy-3-methoxy-aniline, 3
-ethoxy-aniline, 2,3-diethoxy-aniline, 2,5-diethoxy-aniline, 2,6
-diethoxyaniline, 3,5-diethoxyaniline, 2,6,-diethoxyaniline, 2-
Methoxy-3-ethoxy-aniline, 2-methoxy-5-ethoxy-aniline, 2,3,6-trimethoxy-aniline, 2,3,5-trimethoxy-aniline, 2,3,5,6-tetramethoxy-
Aniline, 2,3,5,6-tetraethoxy-aniline, 2,3-dimethyl-aniline, 2-methyl-3-methoxy-aniline, 2,3,5,6-
Tetramethyl-aniline, 2-methyl-5-methoxy-aniline, 3,5-dimethyl-aniline,
etc., but are not necessarily limited to these. Among the above-mentioned aniline derivatives, those having two or more substituents are preferable, and in particular, oxidized polymers of alkoxyaniline having two or more alkoxy substituents have good solubility in organic solvents and have good electrical conductivity. It can be preferably used from a high place. The oxidized polymer of aniline derivative may be produced by any method. Examples of oxidized polymers of aniline derivatives include oxidized polymers of aniline derivatives, dopant-containing oxidized polymers doped with a dopant after the production of oxidized polymers of aniline derivatives, and dopants obtained by oxidative polymerization of aniline derivatives in the presence of a dopant. Containing oxidized polymers, etc. Among the above-mentioned oxidized polymers of aniline derivatives, it is preferable to use oxidized polymers that already contain a dopant because there is no need to further blend a dopant when preparing the conductive polymer solution of the present invention. Depending on the amount of dopant contained in the coalescence, a dopant may be further added when preparing the conductive polymer solution. The oxidized polymer of the aniline derivative doped with a dopant can be produced by electrochemically or chemically oxidatively polymerizing the aniline derivative. In the case of electrochemical polymerization, the polymerization of aniline derivatives is carried out by anodic oxidation, with a current of about 0.01 to 50 mA/
cm 2 , the electrolytic voltage is usually in the range of 1 to 300 V, and a constant current method, a constant voltage method, and any other method can be used. Polymerization is carried out in an aqueous solution, an alcoholic solvent, or a mixed solvent thereof,
Preferably, it is carried out in an aqueous solution. The alcohol may or may not dissolve the produced oxidized polymer. The alcohol used varies depending on the type of aniline derivative, but methyl alcohol, ethyl alcohol, ethylene glycol, propyl alcohol, butyl alcohol, etc. are usually used. The pH of a suitable electrolytic solution is not particularly limited, but is preferably 3 or less, particularly preferably 2 or less. Specific examples of acids used for pH adjustment include HCl,
Examples include, but are not limited to, HBF 4 , CF 3 COOH, HSO - 4 and HNO 3 . Dopants used when polymerizing the above aniline derivative by electrochemical method include Cl - , I - ,
Br - , F - , BF - 4 , ClO - 4 , IO - 4 , AsF - 6 , SbF - 6 ,
PF - 6 , SiF - 4 , AsF - 6 , FSO - 4 , HSO - 4 , SO 4 2- ,
Salts containing CF 3 SO - 3 , CF 3 COO - , NO - 3 and the like are used, and the resulting oxidized polymer contains these anilines as P-type dopants. These salts contain cations such as alkali metal ions such as lithium, sodium, and potassium, and quaternary ammonium ions. The oxidized polymer thus obtained usually contains 10 to
90 mol % (per monomer unit) of anions are included as dopants. According to the electrochemical method, the oxidized polymer is usually deposited as a black polymer on the anode, and after washing, peeling, and drying, the oxidized polymer is dissolved in an organic solvent and used for various purposes. In the case of chemical polymerization, for example, aniline derivatives can be oxidatively polymerized in aqueous solution with oxidizing strong acids or with a combination of strong acids and peroxides such as potassium persulfate. Since the oxidized polymer obtained by this method can be obtained in powder form, it can be separated and dried before use. In this case too, the oxidized polymer is obtained doped with the corresponding anion. The resulting oxidized polymer usually contains 10 to 90 mol % (per monomer unit) of an anion as a dopant. The oxidized polymer of anionic derivative obtained by separation and drying is
The polymer is dissolved in a soluble organic solvent to obtain a polymer solution, which can be used for various purposes. As the dopant used in the present invention, the same dopants as those used in the oxidative polymerization of aniline derivatives are used. The amount of dopant to be blended depends on whether the oxidized polymer of the aniline derivative used contains the dopant in advance,
Although it cannot be determined unconditionally because it differs depending on whether the aniline derivative is contained or not, it is usually blended so that the proportion of the dopant in the oxidized polymer of the aniline derivative is 10 to 90 mol% (per monomer unit). The organic solvent used to dissolve the oxidized polymer of the aniline derivative varies depending on the type of the oxidized polymer of the aniline derivative used, so it cannot be specified specifically, but it must be one that can dissolve the oxidized polymer of the aniline derivative. Aliphatic and aromatic ketones, ethers, esters, amides, nitriles, carbonates, carboxylic acids, halogen compounds, sulfolane compounds, nitro compounds, sulfoxides, lactams, lactones , saturated and unsaturated heterocyclic compounds. Aliphatic and aromatic ketones include acetone, diethyl ketone, methylpropyl ketone, hydroxyacetone, methoxyacetone, phenylacetone, 4-phenylbutanone-2, etc.; ethers include tetrahydrofuran, dioxane, dimethyl ether, diethyl ether , methyl-ethyl ether, dimethoxyethane, diethoxymethane, methyl glycol, anisole,
1,2-dimethoxybenzene, 1,4-dimethoxybenzene, 1,3-dioxolane, etc.; As esters, methyl acetate, ethyl acetate, trimethyl orthoformate, ethyl oxalate, trimethyl phosphate, etc.; as amides Examples of nitriles include formamide, N-methylformamide, dimethylformamide, N-methylacetamide, dimethylacetamide, N-methylpropioamide, hexamethylphosphoramide, etc.
Acetonitrile, valeronitrile, benzonitrile, etc.; Carbonates include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, etc.; Carboxylic acids include formic acid, acetic acid, benzoic acid, oxalic acid, etc.; Halogen compounds include chloroform, carbon tetrachloride, etc. , chlorobenzene, dichlorobenzene, benzoyl chloride, benzoyl bromide, benzenesulfonyl chloride, benzenesulfonyl dichloride, benzenethiophosphonyl chloride, methanesulfonyl chloride, acetyl chloride, dimethylsulfamyl chloride, ethyloxalyl chloride, chlorosulfonylacetyl chloride, etc.; Examples of sulfolane compounds include sulfone and 3-methyl-sulfolane; examples of nitro compounds include nitromethane and nitrobenzene; examples of sulfoxides include dimethyl sulfoxide; examples of lactams include N-methylpyrrolidone; examples of lactones include: γ-butyrolactone, etc.; examples of saturated and unsaturated heterocyclic compounds include tetrahydrothiophene, 3-methyl-2-oxazolidone, pyrrole, 1-methylpyrrole, 2,4-dimethylthioazole, furan, etc. Ru. Methods for preparing the conductive polymer solution of the present invention include () a method of dissolving an anion-doped oxidized polymer obtained by electrochemical oxidative polymerization in the above-mentioned organic solvent; () a method obtained by chemical oxidative polymerization; A method of dissolving an oxidized polymer doped with a chemically synthesized anion in the above-mentioned organic solvent; Examples include a method of dissolving in an organic solvent, and a method of dissolving a chemically synthesized oxidized polymer that is not doped with an anion in the above-mentioned organic solvent, and adding a dopant to this solution. The method is not limited. The concentration of the oxidized polymer of the aniline derivative in the polymer solution is not particularly limited, but is usually used in the range of 0.01 to 90% by weight. The conductive heavy body solution thus obtained contains metals,
Conductive coatings can be applied to various solid surfaces such as semiconductors, synthetic resins, ceramics, and paper fibers by coating, spraying, or depositing the surfaces, and then removing the organic solvent. Conductive articles can be manufactured. Further, the conductive polymer solution can be cast and dried in batches or continuously to produce a conductive film of a desired thickness. Furthermore, conductive fibers or films can be produced by extruding the conductive polymer solution through a die. Similarly, conductive articles in the form of molds can be produced by casting conductive polymer solutions into molds of various shapes and removing organic solvents from the conductive polymer solutions within the molds. can. In the present invention, the term "conductive article" includes the above-mentioned solid articles whose surfaces are coated with a conductive polymer, conductive films, conductive fibers, cast products, and the like. The method for removing the organic solvent is not particularly limited, but it can be carried out by commonly used methods such as vacuum or reduced pressure deaeration, heat drying, forced ventilation, and air drying. The conductive coating film obtained in this way,
The electrical conductivity of the fibers and cast products is 10 -5 to 10 2 s/cm 2 . [Effects of the Invention] According to the method of the present invention, since the conductive polymer solution used is non-toxic, workability is excellent, and conductive articles of any shape can be easily manufactured. Since the conductive articles obtained by the method of the present invention are stable in the air and have high electrical conductivity, they can be used as electromagnetic shielding materials, solar cell junction elements, electrochromic elements, and other electronic components. It is very useful industrially. [Example] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 20 ml of a 1.5 mol HBF 4 aqueous solution and 0.35 mol 2,5-dimethoxy-aniline were placed in a glass reaction vessel to prepare an aqueous solution with a pH<1.0. In this aqueous solution, electrodes with an area of 10 cm 2 are placed at 2 cm intervals.
After inserting two platinum electrodes, electrolytic polymerization was carried out by flowing 20 clones of electricity under stirring. At this time, a black oxidized polymer was deposited on the platinum electrode of the anode.
After the electrolytic polymerization was completed, the coated anode was washed with distilled water and vacuum dried at 70°C. Next, the polymer was peeled off from the platinum electrode and dissolved in an acetonitrile solvent to produce a polymer solution having a polymer concentration of 10% by weight. Infrared spectroscopy and NMR revealed that this polymer contained 80 mol% or more of repeating units having the structure of general formula (2). The resulting polymer solution was applied onto a glass plate and then vacuum degassed to produce a casting film. The electrical conductivity of this film at room temperature (DC four terminal method) is 2.5×10 -1 s/cm,
In addition, elemental analysis revealed that 2.5-dimethoxy-aniline 1
It was found that 0.45 mol/mol of BF - 4 was doped. The resulting film was left in the air for one month, and its electrical conductivity was measured again: 2.2×
At 10 -1 s/cm, the electrical conductivity remained almost unchanged. Examples 2 to 4 2,5 used as the aniline derivative in Example 1
Electrolytic polymerization was carried out in exactly the same manner as in Example 1 except that the aniline derivatives shown in the table were used instead of -dimethoxy-aniline to prepare a polymer solution,
I also got a casting film. The physical properties of the resulting casting film are shown in the table. Furthermore, according to the infrared spectrum and NMR, each polymer contains 80 mol% of repeating units with the structure of general formula (2).
It included the above.
【表】
比較例
実施例1で用いた2,5−ジメトキシ−アニリ
ンの代りのアニリンを用いた以外は、実施例1と
全く同様の方法で電解重合を行ないアニリンの酸
化重合体を得たが、この重合体は有機溶剤に不溶
であつた。
実施例 5
ポリ−2,5−ジメトキシ−アニリンの化学的
合成
1 モノマーの生成;Ar下、Zn粉末を加えてエ
タノールで再結晶を行つた。
2 重合:1のチツ口フラスコに温度計、攪拌
機、コンデンサーをつけ、これに1規定の
HBF4水溶液500mlを入れ、22℃に氷冷した。
これに、33.62gの2,5−ジメトキシ−アニ
リン(0.2195モル)を溶解した。
これに、攪拌下、過硫酸アンモニウム11.5g
(0.05モル)を固体のまま加えると、添加後2分
以内にブルーに着色し始め、濃青色の沈殿が生じ
た。発熱反応なので、この間、氷冷により反応液
は22℃に保つた。
1時間反応させた後、反応液を過し、残を
常圧下42%HBF4水溶液250mlで10分間洗浄後、
減圧で過した。さらにこの残を蒸留水500ml
で10分間強い、減圧で過した。
この生成物の元素分析、IR測定より実施例1
の電解重合で得られたポリ−2,5−ジメトキシ
−アニリンと同様の組成、構造をしていることが
わかつた。
また、元素分析の結果より、この酸化重合体
は、2,5−ジメトキシ−アニリン1モル当り
0.49モルのBF- 4がドーピングしていることが分つ
た。
上記の方法で得られた酸化重合体を用いた以外
は実施例1と全く同様の方法で重合体溶液を作成
し、さらにキヤステイング・フイルムを得た。こ
のキヤステイング・フイルムの電気伝導度は1.9
×10-1s/cmであつた。また、得られたフイルム
を空気中に1ケ月放置後、再度電気伝導度を測定
したところ1.8×10-1s/cmであつた。[Table] Comparative Example An oxidized polymer of aniline was obtained by electropolymerization in exactly the same manner as in Example 1, except that aniline was used instead of 2,5-dimethoxy-aniline used in Example 1. , this polymer was insoluble in organic solvents. Example 5 Chemical synthesis of poly-2,5-dimethoxy-aniline 1 Production of monomer: Under Ar, Zn powder was added and recrystallization was performed with ethanol. 2 Polymerization: Attach a thermometer, stirrer, and condenser to the small-necked flask from 1, and add 1 normal
500 ml of HBF 4 aqueous solution was added and cooled to 22°C on ice. To this was dissolved 33.62 g of 2,5-dimethoxy-aniline (0.2195 mol). To this, while stirring, ammonium persulfate 11.5g
(0.05 mol) was added as a solid, and within 2 minutes after addition, a blue color began to form and a dark blue precipitate formed. Since this was an exothermic reaction, the reaction solution was kept at 22°C by cooling with ice during this time. After reacting for 1 hour, the reaction solution was filtered, and the residue was washed with 250 ml of 42% HBF4 aqueous solution for 10 minutes under normal pressure.
Passed under reduced pressure. Add this residue to 500ml of distilled water.
Place in strong vacuum for 10 min. Example 1 from elemental analysis and IR measurement of this product
It was found that it has the same composition and structure as poly-2,5-dimethoxy-aniline obtained by electrolytic polymerization. In addition, from the results of elemental analysis, this oxidized polymer has a
It was found that 0.49 mol of BF - 4 was doped. A polymer solution was prepared in exactly the same manner as in Example 1, except that the oxidized polymer obtained by the above method was used, and a casting film was also obtained. The electrical conductivity of this casting film is 1.9
×10 -1 s/cm. Further, after the obtained film was left in the air for one month, the electrical conductivity was measured again and it was found to be 1.8×10 -1 s/cm.
Claims (1)
く、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または
アルコキシ基である。但し、R1〜R4のすべてが
同時に水素原子であることはない。〕 で表わされるアニリン誘導体の酸化重合体、ドー
パント及び有機溶剤からなる導電性重合体溶液よ
り物品を成形し、有機溶剤を除去することを特徴
とする導電性物品の製造方法。 2 アニリン誘導体の酸化重合体が一般式(2) 【式】 〔式中、R1〜R4は異なつていても同一でもよ
く、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または
アルコキシ基である。但し、R1〜R4のすべてが
同時に水素原子であることはない。〕 で示される繰り返し単位を少なくとも50モル%含
有する有機溶剤可溶の重合体であることを特徴と
する、特許請求の範囲第1項に記載の導電性物品
の製造方法。 3 アニリン誘導体の酸化重合体が電解酸化重合
法により製造された有機溶剤可溶のドーパント含
有酸化重合体であることを特徴とする、特許請求
の範囲第1項に記載の導電性物品の製造方法。 4 アニリン誘導体の酸化重合体が酸化性強酸、
または酸化性強酸と過酸化物の組合せによる化学
的酸化重合法により製造された有機溶剤可溶のド
ーパント含有酸化重合体であることを特徴とす
る、特許請求の範囲第1項に記載の導電性物品の
製造方法。 5 ドーパントがCl-,I-,Br-,F-,BF- 4,
ClO- 4,IO- 4,SbF- 6,PF- 6,SiF- 4,AsF- 6,HSO- 4,
FSO- 4,SO4 2-,CF3SO- 3,CF3COO-及びNO- 3か
らなる群から選ばれる少なくとも1種の電子受容
性ドーパントであることを特徴とする、特許請求
の範囲第1項に記載の導電性物品の製造方法。 6 有機溶剤が脂肪族および芳香族系のケトン
類、エーテル類、エステル類、アミド類、ニトリ
ル類、カーボネート類、カルボン酸類、ハロゲン
化物、スルホラン系化合物、ニトロ化合物類、ス
ルホキシド類、ラクタム類、ラクトン類、飽和及
び不飽和の複素環式化合物またはこれらの2種以
上の混合物であることを特徴とする、特許請求の
範囲第1項に記載の導電性物品の製造方法。 7 有機溶剤を真空または減圧脱気、加熱乾燥、
強風通風または風乾によつて除去することを特徴
とする、特許請求の範囲第1項に記載の導電性物
品の製造方法。[Claims] 1 General formula (1) [Formula] [In the formula, R 1 to R 4 may be different or the same and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group . However, all of R 1 to R 4 are not hydrogen atoms at the same time. ] A method for manufacturing a conductive article, which comprises molding an article from a conductive polymer solution comprising an oxidized polymer of an aniline derivative represented by the formula, a dopant, and an organic solvent, and removing the organic solvent. 2 An oxidized polymer of an aniline derivative has the general formula (2) [Formula] [In the formula, R 1 to R 4 may be different or the same, and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group. be. However, all of R 1 to R 4 are not hydrogen atoms at the same time. ] The method for producing a conductive article according to claim 1, which is an organic solvent-soluble polymer containing at least 50 mol% of repeating units represented by the following. 3. The method for producing a conductive article according to claim 1, wherein the oxidized polymer of the aniline derivative is an organic solvent-soluble dopant-containing oxidized polymer produced by an electrolytic oxidative polymerization method. . 4 The oxidized polymer of aniline derivative is an oxidizing strong acid,
or an organic solvent-soluble dopant-containing oxidized polymer produced by a chemical oxidative polymerization method using a combination of a strong oxidizing acid and a peroxide. Method of manufacturing the article. 5 Dopants are Cl - , I - , Br - , F - , BF - 4 ,
ClO - 4 , IO - 4 , SbF - 6 , PF - 6 , SiF - 4 , AsF - 6 , HSO - 4 ,
Claim 1, characterized in that it is at least one electron-accepting dopant selected from the group consisting of FSO - 4 , SO 4 2- , CF 3 SO - 3 , CF 3 COO - and NO - 3 A method for producing a conductive article according to item 1. 6 Ketones, ethers, esters, amides, nitriles, carbonates, carboxylic acids, halides, sulfolane compounds, nitro compounds, sulfoxides, lactams, and lactones in which the organic solvent is aliphatic or aromatic 2. The method for producing a conductive article according to claim 1, wherein the conductive article is a saturated or unsaturated heterocyclic compound, or a mixture of two or more thereof. 7. Degas the organic solvent under vacuum or reduced pressure, heat dry,
The method for manufacturing a conductive article according to claim 1, wherein the removal is carried out by strong ventilation or air drying.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60044729A JPS61206106A (en) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | Manufacture of conductive article |
| PCT/JP1986/000120 WO1986005194A1 (en) | 1985-03-08 | 1986-03-07 | Conductive polymer solution and process for producing conductive articles from the solution |
| DE8686902006T DE3674301D1 (en) | 1985-03-08 | 1986-03-07 | CONDUCTIVE POLYMER SOLUTION AND METHOD FOR PRODUCING CONDUCTIVE ITEMS THEREOF. |
| US06/935,675 US4762644A (en) | 1985-03-08 | 1986-03-07 | Electroconductive polymer solution and manufacture of electroconductive article therefrom |
| EP86902006A EP0214310B1 (en) | 1985-03-08 | 1986-03-07 | Conductive polymer solution and process for producing conductive articles from the solution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60044729A JPS61206106A (en) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | Manufacture of conductive article |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61206106A JPS61206106A (en) | 1986-09-12 |
| JPH0586601B2 true JPH0586601B2 (en) | 1993-12-13 |
Family
ID=12699529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60044729A Granted JPS61206106A (en) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | Manufacture of conductive article |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61206106A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2684617B2 (en) * | 1988-01-27 | 1997-12-03 | 三菱化学株式会社 | Conductive material |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61108644A (en) * | 1984-11-01 | 1986-05-27 | Nitto Electric Ind Co Ltd | Electrically conductive porous membrane |
| JPS61183874A (en) * | 1985-02-07 | 1986-08-16 | Toray Ind Inc | Electrode material |
-
1985
- 1985-03-08 JP JP60044729A patent/JPS61206106A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61206106A (en) | 1986-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4187656B2 (en) | Novel 3,4-alkylenedioxythiophene compound and polymer thereof | |
| US4762644A (en) | Electroconductive polymer solution and manufacture of electroconductive article therefrom | |
| JPH0546693B2 (en) | ||
| JPH0138808B2 (en) | ||
| KR100996257B1 (en) | Method for preparing poly(5-aminoquinoxalines) | |
| JPH0580509B2 (en) | ||
| JP3182239B2 (en) | Novel water-soluble conductive polymer and method for producing the same | |
| US5578699A (en) | Process for making amino functional poly(para-phenylene vinylene)s | |
| JPH0586601B2 (en) | ||
| JP2009292909A (en) | Conductive coating composition | |
| JPH0853566A (en) | Conductive polymer molded product and method for producing the same | |
| JPH01500835A (en) | Water-soluble self-doped conductive polymer and method for producing the same | |
| JP3778875B2 (en) | Dopant agent and conductive polymer material containing the dopant agent | |
| JPH07286035A (en) | Soluble conductive polymer and its production | |
| JPH07233244A (en) | Water-soluble self-dopable conductive polymer and its production | |
| JP2004307479A (en) | 3,4-alkylenedioxythiophenediols, their preparation, their use, conductive oligomers and polymers containing structural units derived therefrom, their use, and intermediates in the preparation of diols | |
| JP3164671B2 (en) | Arylene vinylene polymer and method for producing the same | |
| JP3058735B2 (en) | Polypyrrole derivative and method for producing the same | |
| US5162470A (en) | Polymers with electrical and nonlinear optical properties | |
| JP3058737B2 (en) | Polypyrrole derivative and method for producing the same | |
| JP2804285B2 (en) | Conductive polymer composition | |
| JP3088525B2 (en) | Polypyrrole derivative and method for producing the same | |
| JP2012054258A (en) | Electrolytic polymerization solution for forming conductive polymer, solid electrolytic capacitor, and method for manufacturing the same | |
| JPH07118371A (en) | Production of copolymer and of solid electrolytic capacitor | |
| JPH0362176B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |