JPH0668019B2 - 導電性複合材料の製造方法 - Google Patents
導電性複合材料の製造方法Info
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- JPH0668019B2 JPH0668019B2 JP62088066A JP8806687A JPH0668019B2 JP H0668019 B2 JPH0668019 B2 JP H0668019B2 JP 62088066 A JP62088066 A JP 62088066A JP 8806687 A JP8806687 A JP 8806687A JP H0668019 B2 JPH0668019 B2 JP H0668019B2
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- Japan
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- pyrrole
- conductive composite
- composite material
- resin
- polymer
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は導電性複合材料の製造方法に関する。本発明に
より得られる導電性複合材料は、従来の材料固有の性質
を損なうことなく、良好な導電性を有し、かつ簡便な方
法で導電化できるので、広範囲な導電性材料の応用分野
に利用できるものである。
より得られる導電性複合材料は、従来の材料固有の性質
を損なうことなく、良好な導電性を有し、かつ簡便な方
法で導電化できるので、広範囲な導電性材料の応用分野
に利用できるものである。
＜従来の技術＞ 近年、ポリマー自体が導電性を有する導電性高分子の研
究が行われ、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポ
リフェニレンサルファイド、ポリチオフェン、ポリピロ
ールなどが注目され、幅広い導電性分野への検討がなさ
れている。しかし、導電性高分子の応用を考える場合、
物質の安定性及び成形加工性が大きな問題となる。まず
安定性については、ポリアセチレンフィルムは空気にさ
らすと酸素と反応し、脆化する。それ以外のポリマーは
末ドープの状態では比較的安定であるが、不純物をドー
プしたポリマーは空気中で不安定である。唯一の例外は
ポリピロールであり不純物をドープしたフィルムでも安
定である。ピロールは酸化剤によって不溶不融の重合体
を生成することが知られている。例えばピロールが水溶
液中で過硫酸カリウムの作用下に重合が可能であり、そ
の重合物は微細な黒色粉末の形で析出することが、ジャ
ーナル・オブ・ポリマー・サイエンス２０，１０８９〜
１０９５，（１９８２）に示されている。またピロール
を適当な電解液に溶かし、電解酸化重合により電極上に
ピロールの重合物を得る方法もある（例えば、ケミカル
コミニュケーション，６３５頁，（１９７９年））。
究が行われ、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポ
リフェニレンサルファイド、ポリチオフェン、ポリピロ
ールなどが注目され、幅広い導電性分野への検討がなさ
れている。しかし、導電性高分子の応用を考える場合、
物質の安定性及び成形加工性が大きな問題となる。まず
安定性については、ポリアセチレンフィルムは空気にさ
らすと酸素と反応し、脆化する。それ以外のポリマーは
末ドープの状態では比較的安定であるが、不純物をドー
プしたポリマーは空気中で不安定である。唯一の例外は
ポリピロールであり不純物をドープしたフィルムでも安
定である。ピロールは酸化剤によって不溶不融の重合体
を生成することが知られている。例えばピロールが水溶
液中で過硫酸カリウムの作用下に重合が可能であり、そ
の重合物は微細な黒色粉末の形で析出することが、ジャ
ーナル・オブ・ポリマー・サイエンス２０，１０８９〜
１０９５，（１９８２）に示されている。またピロール
を適当な電解液に溶かし、電解酸化重合により電極上に
ピロールの重合物を得る方法もある（例えば、ケミカル
コミニュケーション，６３５頁，（１９７９年））。
しかしながら、これらの安定に得られたピロールの重合
体は不溶不融の粉末又は塊りであり、従来の方法では希
望の形の成形物とすることができなかった。又、電解重
合では、特定のフィルム状のものは得られるものの、希
望の形状とすることはできず、しかも高価な設備を必要
とするなどの問題があった。
体は不溶不融の粉末又は塊りであり、従来の方法では希
望の形の成形物とすることができなかった。又、電解重
合では、特定のフィルム状のものは得られるものの、希
望の形状とすることはできず、しかも高価な設備を必要
とするなどの問題があった。
＜発明が解決しようとする問題点＞ かかる状況に鑑み、本発明は従来欠点とされていた導電
性高分子の成形加工性を改良し、良好な導電性を有する
複合材料を製造する簡便な方法を提供することを目的と
する。
性高分子の成形加工性を改良し、良好な導電性を有する
複合材料を製造する簡便な方法を提供することを目的と
する。
＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は特定の有機溶媒中では、ピロールの重合触媒で
あるFeCl36H2O存在下でも、ピロールの重合はほとんど
進行せず、ピロールの重合体も析出しない均一な混合液
が得られ、さらにこの混合液より有機溶媒を除去するこ
とにより、はじめてピロールが重合することを見出し発
明を完成したものであって、以下の要件を備えることを
特徴とする。
あるFeCl36H2O存在下でも、ピロールの重合はほとんど
進行せず、ピロールの重合体も析出しない均一な混合液
が得られ、さらにこの混合液より有機溶媒を除去するこ
とにより、はじめてピロールが重合することを見出し発
明を完成したものであって、以下の要件を備えることを
特徴とする。
即ちピロール及び／又はピロール誘導体と重合触媒及び
熱可塑性樹脂とを溶解せしめた有機溶媒を、基材に付着
させ、乾燥することにより、基材の表面及び／又は内部
に導電性複合重合体を生成することを特徴とする導電性
複合材料の製造方法である。
熱可塑性樹脂とを溶解せしめた有機溶媒を、基材に付着
させ、乾燥することにより、基材の表面及び／又は内部
に導電性複合重合体を生成することを特徴とする導電性
複合材料の製造方法である。
本発明に用いられる化合物としてはピロール、Ｎ−アル
キルピロール、Ｎ−アリールピロール、炭素原子におい
てモノアルキル置換、又はジハロゲン置換されたピロー
ル等がもちいられる。通常はピロールが最も好ましく用
いられる。
キルピロール、Ｎ−アリールピロール、炭素原子におい
てモノアルキル置換、又はジハロゲン置換されたピロー
ル等がもちいられる。通常はピロールが最も好ましく用
いられる。
有機溶媒としては、環状エーテルが有効に用いられる。
環状エーテルとしてはテトラヒドロフラン、ジオキサン
などが例示される。これらの有機溶媒は混合して用いる
ことも可能である。また本特許の効果を阻害しない範囲
であれば、環状エーテル以外の溶媒と混合してもよい。
環状エーテルとしてはテトラヒドロフラン、ジオキサン
などが例示される。これらの有機溶媒は混合して用いる
ことも可能である。また本特許の効果を阻害しない範囲
であれば、環状エーテル以外の溶媒と混合してもよい。
本発明に用いるピロールの重合触媒としては主に、FeCl
3、FeCl3・6H2O、CuCl22H2O等の塩化物が有効である。
3、FeCl3・6H2O、CuCl22H2O等の塩化物が有効である。
本発明において、特定の有機溶媒と重合触媒及びピロー
ルを混合するが、混合方法については特に制限はなく、
単に重合触媒と熱可塑性樹脂を有機溶媒に溶解した液中
にピロールを入れ、必要に応じ攪拌混合処理するだけで
充分である。また処理温度および時間についても特に制
限はなく、通常室温で１分〜１０時間混合処理を行えば
充分である。
ルを混合するが、混合方法については特に制限はなく、
単に重合触媒と熱可塑性樹脂を有機溶媒に溶解した液中
にピロールを入れ、必要に応じ攪拌混合処理するだけで
充分である。また処理温度および時間についても特に制
限はなく、通常室温で１分〜１０時間混合処理を行えば
充分である。
重合触媒の使用量としては、ピロール１モルに対して0.
2〜５モル使用するのが適当である。0.2より少ない重合
触媒では、ピロールの重合が充分に進行しない。又ピロ
ール全量を重合させるには、５モルで充分である。
2〜５モル使用するのが適当である。0.2より少ない重合
触媒では、ピロールの重合が充分に進行しない。又ピロ
ール全量を重合させるには、５モルで充分である。
有機溶媒に溶解させる熱可塑性樹脂としては、塩化ビニ
ル樹脂、メタクリル樹脂、スチロール樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、ポリアミド樹脂、等があげられる。熱可塑性樹
脂の使用量は、有機溶媒に溶解する範囲であれば任意に
設定できる。
ル樹脂、メタクリル樹脂、スチロール樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、ポリアミド樹脂、等があげられる。熱可塑性樹
脂の使用量は、有機溶媒に溶解する範囲であれば任意に
設定できる。
有機溶媒の量は、重合触媒と熱可塑性樹脂が溶解する範
囲であればよい。このようにして得られた特定の有機溶
媒と重合触媒と熱可塑性樹脂及びピロールからなる混合
液を塗布又は浸漬して基材に付着した後、乾燥すること
により、有機溶媒を除去すると、基材の表面及び／又は
内部に導電性複合重合体が生成する。
囲であればよい。このようにして得られた特定の有機溶
媒と重合触媒と熱可塑性樹脂及びピロールからなる混合
液を塗布又は浸漬して基材に付着した後、乾燥すること
により、有機溶媒を除去すると、基材の表面及び／又は
内部に導電性複合重合体が生成する。
本発明で使用する基材としては、各種の合成高分子、天
然高分子、無機材料等が用いられる。塗布又は浸漬する
ことの出来る材料であれば何でも使用することができ
る。例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ
樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂、塩化ビニル樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、スチロー
ル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性
樹脂、セルロース、でんぷん、天然ゴム等の天然高分
子、ガラス、シリカ、アルミナ等の無機高分子のごとき
高分子化合物及び金属、セラミックスのような無機材
料、また、木綿、麻、絹、羊毛、レーヨン、キュープ
ラ、アセテート、ビニロン、ナイロン、ピニリデン、塩
化ビニル繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維などか
らなる繊維および布、上質紙、アート紙、コート紙、ク
ラフト紙、グラシン紙、和紙、ダンボール紙、濾紙など
の紙類も有効である。
然高分子、無機材料等が用いられる。塗布又は浸漬する
ことの出来る材料であれば何でも使用することができ
る。例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ
樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂、塩化ビニル樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、スチロー
ル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性
樹脂、セルロース、でんぷん、天然ゴム等の天然高分
子、ガラス、シリカ、アルミナ等の無機高分子のごとき
高分子化合物及び金属、セラミックスのような無機材
料、また、木綿、麻、絹、羊毛、レーヨン、キュープ
ラ、アセテート、ビニロン、ナイロン、ピニリデン、塩
化ビニル繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維などか
らなる繊維および布、上質紙、アート紙、コート紙、ク
ラフト紙、グラシン紙、和紙、ダンボール紙、濾紙など
の紙類も有効である。
ピロールその他重合触媒、熱可塑性樹脂などを有機溶媒
に溶解した混合液の付着方法は、特に制限はないが、混
合液中に基材を浸漬する方法、混合液を基材に流延する
方法、コーターで表面コートする方法、スプレーコート
する方法等、一般的に用いられる付着法は全て用いるこ
とができる。
に溶解した混合液の付着方法は、特に制限はないが、混
合液中に基材を浸漬する方法、混合液を基材に流延する
方法、コーターで表面コートする方法、スプレーコート
する方法等、一般的に用いられる付着法は全て用いるこ
とができる。
また有機溶媒を除去する乾燥方法についても特に制限は
なく、通常は自然乾燥で充分であるが、有機溶媒が揮散
しにくい場合は減圧下に乾燥するか、また乾燥温度を上
げてやると効果的である。ポリマー溶液には、さらに無
機フィラー、例えばカーボン、微粉末のシリカ、炭酸カ
ルシウム等を添加してもさしつかえない。
なく、通常は自然乾燥で充分であるが、有機溶媒が揮散
しにくい場合は減圧下に乾燥するか、また乾燥温度を上
げてやると効果的である。ポリマー溶液には、さらに無
機フィラー、例えばカーボン、微粉末のシリカ、炭酸カ
ルシウム等を添加してもさしつかえない。
＜実施例＞ 以下、実施例を挙げて具体的に説明する。なお実施例中
の導電率は四探針法で測定した。
の導電率は四探針法で測定した。
実施例−１ FeCl36H2O４ｇをテトラヒドロフラン１０ｍに溶解し
た溶液を、ポリ塩化ビニル粉末（スミリット ＳＸ−１
３Ｚ住友化学（株）製）１ｇをテトラヒドロフラン１０
ｍに溶解した溶液を混合した。この混合液にピロール
１ｇを加え、３０分間攪拌した。このとき、混合液は暗
黄色の透明均一溶液であった。ポリ塩化ビニルフィルム
をこの混合溶液中に浸漬し、均一にぬらした。この時の
フィルムの色は黄色であった。このまま３〜５分間放置
し、テトラヒドロフランを揮散、乾燥させるにしたがっ
てフィルム表面でピロールが重合し、複合フィルムが生
成された。基材と導電性重合体の密着性は良好で、重合
体の生成状況は均一であり、色調は黒色であった。また
フィルムの導電率は2.1×10-2S/cmであった。
た溶液を、ポリ塩化ビニル粉末（スミリット ＳＸ−１
３Ｚ住友化学（株）製）１ｇをテトラヒドロフラン１０
ｍに溶解した溶液を混合した。この混合液にピロール
１ｇを加え、３０分間攪拌した。このとき、混合液は暗
黄色の透明均一溶液であった。ポリ塩化ビニルフィルム
をこの混合溶液中に浸漬し、均一にぬらした。この時の
フィルムの色は黄色であった。このまま３〜５分間放置
し、テトラヒドロフランを揮散、乾燥させるにしたがっ
てフィルム表面でピロールが重合し、複合フィルムが生
成された。基材と導電性重合体の密着性は良好で、重合
体の生成状況は均一であり、色調は黒色であった。また
フィルムの導電率は2.1×10-2S/cmであった。
実施例−２ 実施例−１と同様に操作し、ただし基材をポリ塩化ビニ
ルフィルムにかえて、ポリプロピレンフィルムを用い
た。
ルフィルムにかえて、ポリプロピレンフィルムを用い
た。
得られた導電性フィルムの色調は黒色で、重合体の生成
状況は均一であった。また基材と導電性重合体の密着性
は良好であった。
状況は均一であった。また基材と導電性重合体の密着性
は良好であった。
フィルムの導電性は6.3×10-3S/cmであった。
実施例−３ 実施例−１と同様に操作し、ただし基材の種類をかえて
導電性複合材料を調製した。
導電性複合材料を調製した。
得られた導電性複合材料の色調、および重合体の生成状
況、導電率を表Ｉに示す。
況、導電率を表Ｉに示す。
実施例−４ 実施例−１と同様に操作し、ただし、ポリ塩化ビニル粉
末１ｇのかわりにメタクリル樹脂粉末１ｇを用いた。得
られた導電性フィルムの色調は黒色で重合体の生成状況
は均一であった。また基材と導電性重合体の密着性は良
好であった。フィルムの導電性は3.1×10-2S/cmであっ
た。
末１ｇのかわりにメタクリル樹脂粉末１ｇを用いた。得
られた導電性フィルムの色調は黒色で重合体の生成状況
は均一であった。また基材と導電性重合体の密着性は良
好であった。フィルムの導電性は3.1×10-2S/cmであっ
た。
実施例−５ 実施例−１と同様に操作し、ただし、FeCl36H2Oを溶解
する有機溶媒をテトラヒドロフラン１０ｍのかわりに
ジオキサン１０ｍを用いた。。得られた導電性フィル
ムの色調は黒色で重合体の生成状況は均一であった。ま
た基材と導電性重合体の密着性は良好であった。フィル
ムの導電性は1.2×10-2S/cmであった。
する有機溶媒をテトラヒドロフラン１０ｍのかわりに
ジオキサン１０ｍを用いた。。得られた導電性フィル
ムの色調は黒色で重合体の生成状況は均一であった。ま
た基材と導電性重合体の密着性は良好であった。フィル
ムの導電性は1.2×10-2S/cmであった。
比較例−１ 実施例−２と同様に操作し、ただしポリ塩化ビニル粉末
を用いなかった。得られた導電性フィルムの重合体は不
均一であり、基材と導電性重合体の密着性は不良であっ
た。
を用いなかった。得られた導電性フィルムの重合体は不
均一であり、基材と導電性重合体の密着性は不良であっ
た。
＜発明の効果＞ 以上のように、本発明の方法を実施することによって、
簡便な方法で成形可能な導電性複合材料を製造すること
が可能となり、特に、複雑な形状の成形体に導電性を付
与することができ、工業的に極めて価値がある。
簡便な方法で成形可能な導電性複合材料を製造すること
が可能となり、特に、複雑な形状の成形体に導電性を付
与することができ、工業的に極めて価値がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 1/12 Ｅ 7244−5Ｇ 13/00 ＨＣＢ Ｚ 7244−5Ｇ (56)参考文献 特開 昭61−197636（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−157522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−235428（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−37133（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】ピロール及び／又はピロール誘導体と重合
触媒及び熱可塑性樹脂とを溶解せしめた有機溶媒を、基
材に付着させ、乾燥することにより、基材の表面及び／
又は内部に導電性複合重合体を生成することを特徴とす
る導電性複合材料の製造方法。 - 【請求項２】有機溶媒が環状エーテル類である特許請求
の範囲第１項記載の導電性複合材料の製造方法。 - 【請求項３】環状エーテル類がテトラヒドロフラン、ジ
オキサンである特許請求の範囲第２項記載の導電性複合
材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62088066A JPH0668019B2 (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 導電性複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62088066A JPH0668019B2 (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 導電性複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63254125A JPS63254125A (ja) | 1988-10-20 |
| JPH0668019B2 true JPH0668019B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=13932478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62088066A Expired - Lifetime JPH0668019B2 (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 導電性複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0668019B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103962105B (zh) * | 2014-05-27 | 2015-12-02 | 哈尔滨工业大学 | Ptes表面改性细菌纤维素气凝胶吸油材料的制备方法 |
-
1987
- 1987-04-09 JP JP62088066A patent/JPH0668019B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63254125A (ja) | 1988-10-20 |
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