JPH0830108B2 - 導電材料の製造方法 - Google Patents
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Landscapes
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- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、特定の第二銅化合物とニトリル系化合物と
からなる酸化剤を使用することによって得られる共役系
重合体からなる導電材料の製造方法に関するものであ
る。
からなる酸化剤を使用することによって得られる共役系
重合体からなる導電材料の製造方法に関するものであ
る。
〈従来の技術〉 主鎖に共役二重結合をもつ高分子、例えばポリアセチ
レン,ポリパラフェニレン,ポリチェニレン、ポリピロ
ール,ポリパラフェニレンビニレン,ポリアニリンなど
は、五フッ化砒素,五フッ化アンチモン,沃素,臭素,
三酸化イオウ,n−ブチルリチウム,ナフタレンナトリウ
ムのようなP型あるいはN型のドーピング剤で処理する
と電気伝導性が著しく向上し、絶縁体から半導体、さら
に導電体になることが従来より知られている。これらの
導電材料、所謂導電性ポリマーは、粉状,粒状,塊状,
フィルム状で得られ、用途に応じてそのまま又は成形し
て使用され、帯電防止材料,電磁波遮蔽材料,光電変換
素子(電子−光機能素子),光メモリー(ホログラフィ
ックメモリ)や各種センサー等の機能素子,表示素子
(エレクトロクロミズム),スイッチ,各種ハイブリッ
ト材料(透明導電性フィルム等)、各種端末機器などの
広い分野への応用が検討されている。
レン,ポリパラフェニレン,ポリチェニレン、ポリピロ
ール,ポリパラフェニレンビニレン,ポリアニリンなど
は、五フッ化砒素,五フッ化アンチモン,沃素,臭素,
三酸化イオウ,n−ブチルリチウム,ナフタレンナトリウ
ムのようなP型あるいはN型のドーピング剤で処理する
と電気伝導性が著しく向上し、絶縁体から半導体、さら
に導電体になることが従来より知られている。これらの
導電材料、所謂導電性ポリマーは、粉状,粒状,塊状,
フィルム状で得られ、用途に応じてそのまま又は成形し
て使用され、帯電防止材料,電磁波遮蔽材料,光電変換
素子(電子−光機能素子),光メモリー(ホログラフィ
ックメモリ)や各種センサー等の機能素子,表示素子
(エレクトロクロミズム),スイッチ,各種ハイブリッ
ト材料(透明導電性フィルム等)、各種端末機器などの
広い分野への応用が検討されている。
上記の各種の導電性ポリマーのうちポリチエニレン、
ポリピロールやポリアニリンなどは、ポリアセチレンに
較べて、空気中での安定性が良好で酸化劣化が極めて少
なく、また取扱い易い導電性ポリマーの一つで、この特
性を生かした種々の応用への検討が行なわれている。
ポリピロールやポリアニリンなどは、ポリアセチレンに
較べて、空気中での安定性が良好で酸化劣化が極めて少
なく、また取扱い易い導電性ポリマーの一つで、この特
性を生かした種々の応用への検討が行なわれている。
これらポリチエニレン、ポリピロールやポリアニリン
などの製造方法としては、電気化学的に酸化重合(電
解重合)する方法、及び酸化剤を使用して化学的に酸
化重合する方法などが知られている。そして、の方法
では、電解重合に用いた陽極上にポリチエニレン、ポリ
ピロール又はポリアニリンがフィルム状に析出し、析出
後に陽極上から剥離することによりフィルム状のポリチ
エニレン、ポリピロール又はポリアニリンが得られる。
またの方法では、過硫酸カリウムや過硫酸アンモニウ
ムなどの過酸化物、硝酸や硫酸あるいはクロム酸などの
酸、塩化第二鉄や塩化ルテニウムや塩化タングステンあ
るいは塩化モリブデンなどのルイス酸のような酸化剤を
使用して、固相,液相あるいは気相で酸化重合を行な
い、粉末状のポリピロールが得られる。また有機溶媒中
で過塩素酸第二鉄を酸化剤に使用して酸化重合を行なっ
て同様な粉末状のポリピロールを得ることも提案されて
いる(例えばMol.Cryst.Liq.Cryst.誌、1985年vol 118
の第149〜153頁)。
などの製造方法としては、電気化学的に酸化重合(電
解重合)する方法、及び酸化剤を使用して化学的に酸
化重合する方法などが知られている。そして、の方法
では、電解重合に用いた陽極上にポリチエニレン、ポリ
ピロール又はポリアニリンがフィルム状に析出し、析出
後に陽極上から剥離することによりフィルム状のポリチ
エニレン、ポリピロール又はポリアニリンが得られる。
またの方法では、過硫酸カリウムや過硫酸アンモニウ
ムなどの過酸化物、硝酸や硫酸あるいはクロム酸などの
酸、塩化第二鉄や塩化ルテニウムや塩化タングステンあ
るいは塩化モリブデンなどのルイス酸のような酸化剤を
使用して、固相,液相あるいは気相で酸化重合を行な
い、粉末状のポリピロールが得られる。また有機溶媒中
で過塩素酸第二鉄を酸化剤に使用して酸化重合を行なっ
て同様な粉末状のポリピロールを得ることも提案されて
いる(例えばMol.Cryst.Liq.Cryst.誌、1985年vol 118
の第149〜153頁)。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記の方法では、ポリチエニレン、
ポリピロールやポリアニリンが上記のように陽極上にフ
ィルム状で生成するため、生成物の大きさが電極板の大
きさに規制され、量産性の面で大きな制約をうけるとと
もに、電解重合法を用いていることから製造法が煩雑で
コスト高である等という問題点がある。
ポリピロールやポリアニリンが上記のように陽極上にフ
ィルム状で生成するため、生成物の大きさが電極板の大
きさに規制され、量産性の面で大きな制約をうけるとと
もに、電解重合法を用いていることから製造法が煩雑で
コスト高である等という問題点がある。
またの方法の場合には、の如き問題はないもの
の、得られるポリチエニレン、ポリピロールやポリアニ
リンなどの電気伝導度が小さいため、種々の用途への展
開に制約を受けて応用範囲が狭いという問題点をかかえ
ている。
の、得られるポリチエニレン、ポリピロールやポリアニ
リンなどの電気伝導度が小さいため、種々の用途への展
開に制約を受けて応用範囲が狭いという問題点をかかえ
ている。
更に、の方法において、有機溶媒中で過塩素酸第二
鉄を酸化剤として用いる場合は、有機溶媒中での過塩素
酸第二鉄の溶解度が水溶液中に較べて非常に小さいた
め、量産性の面で製造上制約をうけて不利であるととも
に、溶解度の減少分だけ溶媒中における前記ドーピング
剤の濃度が低下するため、生成するポリピロールの電気
伝導度が非常に小さいという問題がある。加えて、爆発
などの危険性の高い有機溶媒を取扱うため、製造工程に
おいて種々の安全対策を施す必要があるという問題もあ
る。
鉄を酸化剤として用いる場合は、有機溶媒中での過塩素
酸第二鉄の溶解度が水溶液中に較べて非常に小さいた
め、量産性の面で製造上制約をうけて不利であるととも
に、溶解度の減少分だけ溶媒中における前記ドーピング
剤の濃度が低下するため、生成するポリピロールの電気
伝導度が非常に小さいという問題がある。加えて、爆発
などの危険性の高い有機溶媒を取扱うため、製造工程に
おいて種々の安全対策を施す必要があるという問題もあ
る。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明者は上記の問題点がなく、空気中で安定である
ことは勿論、反応速度が大きくて生成量が大であり且つ
製造容易であり、また電気伝導度が大きな導電材料の製
造方法を研究した所、次の手段を用いた場合には所期の
目的を達成できることを知得してこの発明を完成した。
ことは勿論、反応速度が大きくて生成量が大であり且つ
製造容易であり、また電気伝導度が大きな導電材料の製
造方法を研究した所、次の手段を用いた場合には所期の
目的を達成できることを知得してこの発明を完成した。
すなわち本発明は、共役系化合物と酸化剤とを反応さ
せて得られる共役系重合体からなる導電材料の製造方法
において、該酸化剤として第二銅化合物と一般式 R(CN)n ……(2) (式中、Rは置換基を有してもよいアルキル基、アルケ
ニル基、アリール基を表わし、nは1〜3の整数を表わ
す。)で示されるニトリル系化合物を共存させたものを
用いることを要旨とする導電材料の製造方法に存する。
せて得られる共役系重合体からなる導電材料の製造方法
において、該酸化剤として第二銅化合物と一般式 R(CN)n ……(2) (式中、Rは置換基を有してもよいアルキル基、アルケ
ニル基、アリール基を表わし、nは1〜3の整数を表わ
す。)で示されるニトリル系化合物を共存させたものを
用いることを要旨とする導電材料の製造方法に存する。
本発明で使用する第二銅化合物としては、例えば、 一般式 CuXm ……(1) (式中、XはClO4 -、BF4 -、AsF6 -、PF6 -、SbF6 -、CH3C6
H4SO3 -、CF3SO3 -、ZrF6 --、TiF6 --またはSiF6 --を表わ
し、mは1〜2の整数を表わす。) で示される第二銅化合物が挙げられる。
H4SO3 -、CF3SO3 -、ZrF6 --、TiF6 --またはSiF6 --を表わ
し、mは1〜2の整数を表わす。) で示される第二銅化合物が挙げられる。
本発明の製造方法では、単一または異なる二種類以上
の共役化合物を用い、これと、単一または異なる二種類
以上の第二銅化合物と単一又は異なる二種以上のニトリ
ル系化合物とからなる酸化剤と反応させることができ
る。
の共役化合物を用い、これと、単一または異なる二種類
以上の第二銅化合物と単一又は異なる二種以上のニトリ
ル系化合物とからなる酸化剤と反応させることができ
る。
本発明で使用する上記共役系化合物としては、例え
ば、一般式 (式中、R1及びR2は水素原子、アルキル基、アルコキ
シ基、アリール基、アリロキシ基、アミノ基、アルキル
アミノ基、アリールアミノ基を表わし、XはSまたはNR
3を表わし、R3は水素原子、アルキル基またはアリール
基を表わす。) で示されるチオフェン系化合物又はピロール系化合物が
挙げられる。
ば、一般式 (式中、R1及びR2は水素原子、アルキル基、アルコキ
シ基、アリール基、アリロキシ基、アミノ基、アルキル
アミノ基、アリールアミノ基を表わし、XはSまたはNR
3を表わし、R3は水素原子、アルキル基またはアリール
基を表わす。) で示されるチオフェン系化合物又はピロール系化合物が
挙げられる。
更に、一般式 (式中、R4,R5は水素原子、アルキル基、アルコキシ
基、アリール基、アリロキシ基、アミノ基、アルキルア
ミノ基、アリールアミノ基を表わし、R6、R7は水素原
子、アルキル基、アリール基を表わす。) で示されるアニリン系化合物が挙げられる。
基、アリール基、アリロキシ基、アミノ基、アルキルア
ミノ基、アリールアミノ基を表わし、R6、R7は水素原
子、アルキル基、アリール基を表わす。) で示されるアニリン系化合物が挙げられる。
更に一般式 又は (式中、R8,R9,R10,R11,R12は水素原子、アルキ
ル基、アルコキシ基、アリール基、アリロキシ基、アミ
ノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基を表わ
す。) で示されるビチオフェン系化合物またはターチオフェン
系化合物が挙げられる。
ル基、アルコキシ基、アリール基、アリロキシ基、アミ
ノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基を表わ
す。) で示されるビチオフェン系化合物またはターチオフェン
系化合物が挙げられる。
前記一般式(1)で示される第二銅化合物は、具体的
には、Cu(ClO4)2、Cu(BF4)2、Cu(PF6)2、Cu(AsF
6)2、Cu(SbF6)2、Cu(CH3C6H4SO3)2、Cu(CF3SO3)
2、CuZrF6、CuTiF6、CuSiF6であり、これらは通常、結
晶水をもつ化合物もしくは水溶液として使用される。
には、Cu(ClO4)2、Cu(BF4)2、Cu(PF6)2、Cu(AsF
6)2、Cu(SbF6)2、Cu(CH3C6H4SO3)2、Cu(CF3SO3)
2、CuZrF6、CuTiF6、CuSiF6であり、これらは通常、結
晶水をもつ化合物もしくは水溶液として使用される。
前記一般式(2)で示されるニトリル系化合物におい
て、Rはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプ
ロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル
基、tert−ブチル基、ビニル基、、メチルビニル基、ジ
メチルビニル基、エチルビニル基、ジエチルビニル基、
n−プロピルビニル基、n−ブチルビニル基、フェニル
ビニル基、ナフチルビニル基、ヒドロキシメチル基、ヒ
ドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシ
ブチル基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、メト
キシプロピル基、エトキシメチル基、エトキシエチル
基、シアノメチル基、シアノエチル基、シアノプロピル
基、シアノブチル基、シアノペンチル基、シアノヘキシ
ル基、カルボキシメチル基、カルボキシエチル基、カル
ボキシプロピル基、フェニル基、ナフチル基、トルイル
基、ヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフチル基、メ
トキシフェニル基、エトキシフェニル基、メトキシナフ
チル基、シアノフェニル基、ジシアノフェニル基、シア
ノトルイル基、ジシアノトルイル基、シアノナフチル
基、カルボキシフェニル基、カルボキシトルイル基など
を表わす。このようなニトリル系化合物として、具体的
には、アセトニトリル、n−プロピオニトリル、イソプ
ロピオニトリル、n−ブチロニトリル、イソブチロニト
リル、tert−ブチロニトリル、アクリロニトリル、メチ
ルアクロニトリル、エチルアクリロニトリル、フェニル
アクリロニトリル、アセトンシアンヒドリン、メチレン
シアンヒドリン、エチレンシアンヒドリン、プロピレン
シアンヒドリン、メトキシアセトニトリル、エトキシア
セトニトリル、メトキシプロピオニトリル、マロンジニ
トリル、アジポニトリル、シアノ酢酸、シアノプロピオ
ン酸、シアノ酪酸、ベンゾニトリル、ナフトニトリル、
メチルベンゾニトリル、ヒドロキシベンゾニトリル、フ
タロニトリル、トリシアノベンゼン、メトキシベンゾニ
トリル、カルボキシベンゾニトリルなどが挙げられる。
て、Rはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプ
ロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル
基、tert−ブチル基、ビニル基、、メチルビニル基、ジ
メチルビニル基、エチルビニル基、ジエチルビニル基、
n−プロピルビニル基、n−ブチルビニル基、フェニル
ビニル基、ナフチルビニル基、ヒドロキシメチル基、ヒ
ドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシ
ブチル基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、メト
キシプロピル基、エトキシメチル基、エトキシエチル
基、シアノメチル基、シアノエチル基、シアノプロピル
基、シアノブチル基、シアノペンチル基、シアノヘキシ
ル基、カルボキシメチル基、カルボキシエチル基、カル
ボキシプロピル基、フェニル基、ナフチル基、トルイル
基、ヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフチル基、メ
トキシフェニル基、エトキシフェニル基、メトキシナフ
チル基、シアノフェニル基、ジシアノフェニル基、シア
ノトルイル基、ジシアノトルイル基、シアノナフチル
基、カルボキシフェニル基、カルボキシトルイル基など
を表わす。このようなニトリル系化合物として、具体的
には、アセトニトリル、n−プロピオニトリル、イソプ
ロピオニトリル、n−ブチロニトリル、イソブチロニト
リル、tert−ブチロニトリル、アクリロニトリル、メチ
ルアクロニトリル、エチルアクリロニトリル、フェニル
アクリロニトリル、アセトンシアンヒドリン、メチレン
シアンヒドリン、エチレンシアンヒドリン、プロピレン
シアンヒドリン、メトキシアセトニトリル、エトキシア
セトニトリル、メトキシプロピオニトリル、マロンジニ
トリル、アジポニトリル、シアノ酢酸、シアノプロピオ
ン酸、シアノ酪酸、ベンゾニトリル、ナフトニトリル、
メチルベンゾニトリル、ヒドロキシベンゾニトリル、フ
タロニトリル、トリシアノベンゼン、メトキシベンゾニ
トリル、カルボキシベンゾニトリルなどが挙げられる。
上記一般式(3)で示されるチオフェン系化合物又は
ピロール系化合物において、五員環骨格構造の2,5位置
に置換基をもたないチオフェン化合物又はピロール系化
合物が好ましい。また、詳しくは、R1,R2は、水素原
子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピ
ル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t
ert−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポ
キシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、フェニル
基、トルイル基、ナフチル基、フェノキシ基、メチルフ
ェノキシ基、ナフトキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ
基、ジエチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニル
アミノ基、メチルフェニルアミノ基、フェニルナフチル
アミノ基を表わし、XはS又はNR3を表わし、R3は水素
原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロ
ピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル
基、tert−ブチル基、フェニル基、トルイル基、ナフチ
ル基を表わす。
ピロール系化合物において、五員環骨格構造の2,5位置
に置換基をもたないチオフェン化合物又はピロール系化
合物が好ましい。また、詳しくは、R1,R2は、水素原
子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピ
ル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t
ert−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポ
キシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、フェニル
基、トルイル基、ナフチル基、フェノキシ基、メチルフ
ェノキシ基、ナフトキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ
基、ジエチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニル
アミノ基、メチルフェニルアミノ基、フェニルナフチル
アミノ基を表わし、XはS又はNR3を表わし、R3は水素
原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロ
ピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル
基、tert−ブチル基、フェニル基、トルイル基、ナフチ
ル基を表わす。
このようなチオフェン系化合物又はピロール系化合物
として、具体的には、チオフェン系化合物としてチオフ
ェン、3−メチルチオフェン、3−エチルチオフェン、
3−n−プロピルチオフェン、3−イソプロピルチオフ
ェン、3−n−ブチルチオフェン、3−イソブチルチオ
フェン、3−sec−ブチルチオフェン、3−tert−ブチ
ルチオフェン、3−メトキシチオフェン、3−エトキシ
チオフェン、3−n−プロポキシチオフェン、3−n−
ブトキシチオフェン、3−フェニルチオフェン、3−ト
ルイルチオフェン、3−ナフチルチオフェン、3−フェ
ノキシチオフェン、3−メチルフェノキシチオフェン、
3−ナフトキシチオフェン、3−アミノチオフェン、3
−ジメチルアミノチオフェン、3−ジエチルアミノチオ
フェン、3−ジフェニルアミノチオフェン、3−メチル
フェニルアミノチオフェン、3−フェニルナフチルチオ
フェンなどが挙げられる。
として、具体的には、チオフェン系化合物としてチオフ
ェン、3−メチルチオフェン、3−エチルチオフェン、
3−n−プロピルチオフェン、3−イソプロピルチオフ
ェン、3−n−ブチルチオフェン、3−イソブチルチオ
フェン、3−sec−ブチルチオフェン、3−tert−ブチ
ルチオフェン、3−メトキシチオフェン、3−エトキシ
チオフェン、3−n−プロポキシチオフェン、3−n−
ブトキシチオフェン、3−フェニルチオフェン、3−ト
ルイルチオフェン、3−ナフチルチオフェン、3−フェ
ノキシチオフェン、3−メチルフェノキシチオフェン、
3−ナフトキシチオフェン、3−アミノチオフェン、3
−ジメチルアミノチオフェン、3−ジエチルアミノチオ
フェン、3−ジフェニルアミノチオフェン、3−メチル
フェニルアミノチオフェン、3−フェニルナフチルチオ
フェンなどが挙げられる。
また、ピロール系化合物として、具体的には、ピロー
ル、N−メチルピロール、N−エチルピロール、N−フ
ェニルピロール、N−ナフチルピロール、N−メチル−
3−メチルピロール、N−メチル−3−エチルピロー
ル、N−フェニル−3−メチルピロール、N−フェニル
−3−エチルピロール、3−メチルピロール、3−エチ
ルピロール、3−n−プロピルピロール、3−iso−プ
ロピルピロール、3−n−ブチルピロール、3−メトキ
シピロール、3−エトキシピロール、3−n−プロポキ
シピロール、3−n−ブトキシピロール、3−フェニル
ピロール、3−トルイルピロール、3−ナフチルピロー
ル、3−フェノキシピロール、3−メチルフェノキシピ
ロール、3−ナフトキシチオフェン、3−アミノピロー
ル、3−ジメチルアミノピロール、3−ジエチルアミノ
ピロール、3−ジフェニルアミノピロール、3−メチル
フェニルアミノピロール、3−フェニルナフチルアミノ
ピロールなどが挙げられる。
ル、N−メチルピロール、N−エチルピロール、N−フ
ェニルピロール、N−ナフチルピロール、N−メチル−
3−メチルピロール、N−メチル−3−エチルピロー
ル、N−フェニル−3−メチルピロール、N−フェニル
−3−エチルピロール、3−メチルピロール、3−エチ
ルピロール、3−n−プロピルピロール、3−iso−プ
ロピルピロール、3−n−ブチルピロール、3−メトキ
シピロール、3−エトキシピロール、3−n−プロポキ
シピロール、3−n−ブトキシピロール、3−フェニル
ピロール、3−トルイルピロール、3−ナフチルピロー
ル、3−フェノキシピロール、3−メチルフェノキシピ
ロール、3−ナフトキシチオフェン、3−アミノピロー
ル、3−ジメチルアミノピロール、3−ジエチルアミノ
ピロール、3−ジフェニルアミノピロール、3−メチル
フェニルアミノピロール、3−フェニルナフチルアミノ
ピロールなどが挙げられる。
上記一般式(4)で示されるアニリン系化合物におい
て、R4,R5は水素原子、メチル基、エチル基、n−プロ
ピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル
基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、メトキシ基、エ
トキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、フェニ
ル基、トルイル基、ナフチル基、フェノキシ基、メチル
フェノキシ基、ナフトキシ基、アミノ基、ジメチルアミ
ノ基、ジエチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニ
ルアミノ基、メチルフェニルアミノ基、フェニルナフチ
ルアミノ基を表わし、R6,R7は水素原子、メチル基、エ
チル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル
基、フェニル基、トルイル基、ナフチル基を表わす。
て、R4,R5は水素原子、メチル基、エチル基、n−プロ
ピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル
基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、メトキシ基、エ
トキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、フェニ
ル基、トルイル基、ナフチル基、フェノキシ基、メチル
フェノキシ基、ナフトキシ基、アミノ基、ジメチルアミ
ノ基、ジエチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニ
ルアミノ基、メチルフェニルアミノ基、フェニルナフチ
ルアミノ基を表わし、R6,R7は水素原子、メチル基、エ
チル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル
基、フェニル基、トルイル基、ナフチル基を表わす。
このようなアニリン系化合物として、具体的には、ア
ニリン,メチルアニリン,エチルアニリン,n−プロピル
アニリン,イソプロピルアニリン,n−ブチルアニリン,
メトキシアニリン,エトキシアニリン,n−プロポキシア
ニリン,フェニルアニリン,トルイルアニリン,ナフチ
ルアニリン,フェノキシアニリン,メチルフェノキシア
ニリン,ナフトキシアニリン,アミノアニリン,ジメチ
ルアミノアニリン,ジエチルアミノアニリン,フェニル
アミノアニリン,ジフェニルアミノアニリン,メチルフ
ェニルアミノアニリン,フェニルナフチルアミノアニリ
ンなどが挙げられる。
ニリン,メチルアニリン,エチルアニリン,n−プロピル
アニリン,イソプロピルアニリン,n−ブチルアニリン,
メトキシアニリン,エトキシアニリン,n−プロポキシア
ニリン,フェニルアニリン,トルイルアニリン,ナフチ
ルアニリン,フェノキシアニリン,メチルフェノキシア
ニリン,ナフトキシアニリン,アミノアニリン,ジメチ
ルアミノアニリン,ジエチルアミノアニリン,フェニル
アミノアニリン,ジフェニルアミノアニリン,メチルフ
ェニルアミノアニリン,フェニルナフチルアミノアニリ
ンなどが挙げられる。
上記一般式(5)又は(6)で示されるビチオフェン
系化合物,ターチオフェン系化合物において、R8,R9,
R10,R11,R12は水素原子、メチル基、エチル基、n−
プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチ
ル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、メトキシ基、
エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、フェ
ニル基、トルイル基、ナフチル基、フェノキシ基、メチ
ルフェノキシ基、ナフトキシ基、アミノ基、ジメチルア
ミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、メチ
ルフェニルアミノ基、フェニルナフチルアミノ基を表わ
す。
系化合物,ターチオフェン系化合物において、R8,R9,
R10,R11,R12は水素原子、メチル基、エチル基、n−
プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチ
ル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、メトキシ基、
エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、フェ
ニル基、トルイル基、ナフチル基、フェノキシ基、メチ
ルフェノキシ基、ナフトキシ基、アミノ基、ジメチルア
ミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、メチ
ルフェニルアミノ基、フェニルナフチルアミノ基を表わ
す。
このような化合物として、具体的には、2,2′−ビチ
オフェン、3−メチル−2,2′−ビチオフェン、3−エ
チル−2,2′−ビチオフェン、4−n−プロピル−2,2′
−ビチオフェン、3−メチル−3′−メチル−2,2′−
ビチオフェン、3−メトキシ−2,2′−ビチオフェン、
3−エトキシ−2,2′−ビチオフェン、3−フェニル−
2,2′−ビチオフェン、3−フェノキシ−2,2′−ビチオ
フェン、3−アミノ−2,2′−ビチオフェン、3−ジメ
チルアミノ−2,2′−ビチオフェン、3−ジエチルアミ
ノ−2,2′−ビチオフェン、2,2′,5′,2″−ターチオフ
ェン、3−メチル−2,2′,5′,2″−ターチオフェン、
3−メチル−3′−メチル−2,2′,5′,2″−ターチオ
フェンなどが挙げられる。
オフェン、3−メチル−2,2′−ビチオフェン、3−エ
チル−2,2′−ビチオフェン、4−n−プロピル−2,2′
−ビチオフェン、3−メチル−3′−メチル−2,2′−
ビチオフェン、3−メトキシ−2,2′−ビチオフェン、
3−エトキシ−2,2′−ビチオフェン、3−フェニル−
2,2′−ビチオフェン、3−フェノキシ−2,2′−ビチオ
フェン、3−アミノ−2,2′−ビチオフェン、3−ジメ
チルアミノ−2,2′−ビチオフェン、3−ジエチルアミ
ノ−2,2′−ビチオフェン、2,2′,5′,2″−ターチオフ
ェン、3−メチル−2,2′,5′,2″−ターチオフェン、
3−メチル−3′−メチル−2,2′,5′,2″−ターチオ
フェンなどが挙げられる。
一般式(1)で示される第二銅化合物の使用量は、上
記共役系化合物1モルに対して0.01〜100倍モルであ
リ、好ましくは0.1〜50倍モルである。
記共役系化合物1モルに対して0.01〜100倍モルであ
リ、好ましくは0.1〜50倍モルである。
また一般式(2)で示されるニトリル系化合物は第二
銅化合物と共存して使用されるが、その使用方法は例え
ば以下の方法が挙げられる。
銅化合物と共存して使用されるが、その使用方法は例え
ば以下の方法が挙げられる。
1)予めニトリル系化合物と第二銅化合物とを共存させ
てから、共役系化合物と作用させる。
てから、共役系化合物と作用させる。
2)共役系化合物とニトリル系化合物との共存した系
に、第二銅化合物を作用させる。
に、第二銅化合物を作用させる。
3)共役系化合物と第二銅化合物との共存した系に、ニ
トリル系化合物を作用させる。
トリル系化合物を作用させる。
4)共役系化合物とニトリル系化合物との共存した系
に、第二銅化合物とニトリル系化合物との共存した系を
作用させる。
に、第二銅化合物とニトリル系化合物との共存した系を
作用させる。
5)第二銅化合物とニトリル系化合物との反応生成物を
予め単離し、それを共役系化合物と作用させる。
予め単離し、それを共役系化合物と作用させる。
このようなニトリル系化合物の共存により共役系化合
物と酸化剤との反応が著しく加速され、実質的にほとん
ど酸化重合反応が進行しない系でも、上記酸化重合反応
が容易に進行するようになることが見出された。
物と酸化剤との反応が著しく加速され、実質的にほとん
ど酸化重合反応が進行しない系でも、上記酸化重合反応
が容易に進行するようになることが見出された。
一般式(2)で示されるニトリル系化合物の使用は第
二銅化合物1モルに対して0.01〜10,000倍モルであリ、
好ましくは0.1〜1,000倍モルである。
二銅化合物1モルに対して0.01〜10,000倍モルであリ、
好ましくは0.1〜1,000倍モルである。
ニトリル系化合物が液状物質の場合はこれを反応溶媒
として使用したり、また固体状物質の場合には任意の溶
媒、例えば水、メタノール、エタノールのようなアルコ
ール系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼ
ン、トルエン、ジクロルメタン、ジクロルエタン、酢酸
などの一般の有機溶媒を使用したりすることができる。
として使用したり、また固体状物質の場合には任意の溶
媒、例えば水、メタノール、エタノールのようなアルコ
ール系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼ
ン、トルエン、ジクロルメタン、ジクロルエタン、酢酸
などの一般の有機溶媒を使用したりすることができる。
反応温度は−50℃〜150℃であり、好ましくは−20℃
〜100℃である。反応時間は反応温度と関連するが通常
0.5〜200時間、好ましくは1.0〜100時間である。
〜100℃である。反応時間は反応温度と関連するが通常
0.5〜200時間、好ましくは1.0〜100時間である。
前記一般式(1)で示される第二銅化合物と、例えば
前記一般式(3)で示されるチオフェン系化合物又はピ
ロール系化合物との反応は、固相、液相、気相の任意の
相で実施することができるが、液相で反応するのが好ま
しい。
前記一般式(3)で示されるチオフェン系化合物又はピ
ロール系化合物との反応は、固相、液相、気相の任意の
相で実施することができるが、液相で反応するのが好ま
しい。
反応生成物は暗褐色〜黒色の粒末状物質であり、上記
溶媒存在下での反応では反応終了後溶媒を通常の情報で
除去した後、本発明においては、液状のニトリル系化合
物、例えばアセトニトリル、プロピオニトリルなどの溶
媒で反応生成物を数回洗浄精製し、副生した第一銅化合
物を溶解して除去しておくと、より導電性の高い生成物
を得ることができるで好ましい。
溶媒存在下での反応では反応終了後溶媒を通常の情報で
除去した後、本発明においては、液状のニトリル系化合
物、例えばアセトニトリル、プロピオニトリルなどの溶
媒で反応生成物を数回洗浄精製し、副生した第一銅化合
物を溶解して除去しておくと、より導電性の高い生成物
を得ることができるで好ましい。
〈作用〉 以上の方法を用いることにより、前記従来の問題がな
く、反応並びに生成速度が大きく、また製造容易で電気
伝導度の大きな導電材料を得ることができる。
く、反応並びに生成速度が大きく、また製造容易で電気
伝導度の大きな導電材料を得ることができる。
〈実施例〉 以下に実施例を挙げて本発明の製造方法の実施例を具
体的に説明する。
体的に説明する。
実施例1 1の丸底フラスコにピロール8.0g(0.12モル)とア
セトニトリル450mlを採り、窒素雰囲気下で攪拌しなが
ら、この溶液に、室温(15〜20℃)で予め調製した45%
Cu(BF4)2水溶液189.7g(0.36モル)とアセトニトリル
150mlとの混合液を15分間にわたって滴下した。
セトニトリル450mlを採り、窒素雰囲気下で攪拌しなが
ら、この溶液に、室温(15〜20℃)で予め調製した45%
Cu(BF4)2水溶液189.7g(0.36モル)とアセトニトリル
150mlとの混合液を15分間にわたって滴下した。
滴下と共に発熱が認められ反応液は直ちに黒色に変化
し、反応液中に粉状の固形物が析出し、スラリー状を呈
した。2時間攪拌を継続した後、室温で一夜放置した。
反応物を別すると白色の結晶状物が混入した黒色の粉
末状物質が得られた。これをアセトニトリル600mlで4
回洗浄を繰返したところ白色結晶状物が除去され、温度
60℃で減圧乾燥すると12.4gの黒色粉末状物質が得られ
た。
し、反応液中に粉状の固形物が析出し、スラリー状を呈
した。2時間攪拌を継続した後、室温で一夜放置した。
反応物を別すると白色の結晶状物が混入した黒色の粉
末状物質が得られた。これをアセトニトリル600mlで4
回洗浄を繰返したところ白色結晶状物が除去され、温度
60℃で減圧乾燥すると12.4gの黒色粉末状物質が得られ
た。
黒色物の元素分析をした所、C45.28%、H2.63%、N1
2.48%、F24.12%であり、炭素を4.0と仮定すると
C4.0、H2.8、N0.95、F0.33に相当するものを得た。また
別途、銅の含有量を分析した結果、炭素4.0に対して銅
0.001であった。これはピロールに対してCu(BF4)2が
反応したものであり、殊にそのアニオン部分が付加した
ものであることを示している。
2.48%、F24.12%であり、炭素を4.0と仮定すると
C4.0、H2.8、N0.95、F0.33に相当するものを得た。また
別途、銅の含有量を分析した結果、炭素4.0に対して銅
0.001であった。これはピロールに対してCu(BF4)2が
反応したものであり、殊にそのアニオン部分が付加した
ものであることを示している。
この黒色物について2端子法による電気伝導度の測定
を行なった結果、1.2×10-1Scm-1を得、半導体領域の
導電性をもった有機半導体であることがわかった。
を行なった結果、1.2×10-1Scm-1を得、半導体領域の
導電性をもった有機半導体であることがわかった。
尚、上記電気伝導度の測定は次のように行なった。ま
ず上記処理により得た黒色粉末を乳鉢で充分細かく粉砕
した後、直径10mmのディスク状に加圧成形(5トン/cm
2)した。次いで、このディスクサンプルを同一大の2
つの銅製の円筒で挟み、上部より1.2kgの加重をかけ、
上下の銅製円筒より導線リードをそれぞれ取出してデジ
タルマルチメータ(タケダリケンTR6851)に接続し、こ
のメータによってディスクサンプルの電気伝導度を測定
した。
ず上記処理により得た黒色粉末を乳鉢で充分細かく粉砕
した後、直径10mmのディスク状に加圧成形(5トン/cm
2)した。次いで、このディスクサンプルを同一大の2
つの銅製の円筒で挟み、上部より1.2kgの加重をかけ、
上下の銅製円筒より導線リードをそれぞれ取出してデジ
タルマルチメータ(タケダリケンTR6851)に接続し、こ
のメータによってディスクサンプルの電気伝導度を測定
した。
比較のためにアセトニトリルを全く使用しないほかは
上記実施例1と同様にピロールの重合反応を行なった結
果、反応は実質的にほとんど進行せず、反応生成物は極
少量であった。
上記実施例1と同様にピロールの重合反応を行なった結
果、反応は実質的にほとんど進行せず、反応生成物は極
少量であった。
以上の結果から、アセトニトリルを使用することによ
りポリピロールと第二銅化合物の反応が迅速に進行して
多量の反応生成物が得られることが確認された。
りポリピロールと第二銅化合物の反応が迅速に進行して
多量の反応生成物が得られることが確認された。
実施例2 ピロールの代りにN−メチルピロール9.7gを使用した
ほかは実施例1と同様にして実験を行なった結果、12.6
gの黒色粉末状物質を得た。得られた黒色物質の元素分
析から、炭素を5.0と仮定すると、C5.0、H5.1、N1.0、F
0.28に相当するものを得た。
ほかは実施例1と同様にして実験を行なった結果、12.6
gの黒色粉末状物質を得た。得られた黒色物質の元素分
析から、炭素を5.0と仮定すると、C5.0、H5.1、N1.0、F
0.28に相当するものを得た。
これはN−メチルピロールに対してCu(BF4)2が反応
したものであり、殊にそのアニオン部分が付加したもの
であることを示している。この黒色物の電気伝導度は4.
2×10-3Scm-1であった。
したものであり、殊にそのアニオン部分が付加したもの
であることを示している。この黒色物の電気伝導度は4.
2×10-3Scm-1であった。
実施例3〜29 各種の共役系化合物を使用し、これらと各種第二銅化
合物との反応を実施例1と同様に行なった。得られた暗
褐色〜黒色粉末の検討結果を第1表に示した。尚、ニト
リル系化合物以外の溶媒を使用して反応を行なった場
合、その使用した溶媒を第1表に示した。
合物との反応を実施例1と同様に行なった。得られた暗
褐色〜黒色粉末の検討結果を第1表に示した。尚、ニト
リル系化合物以外の溶媒を使用して反応を行なった場
合、その使用した溶媒を第1表に示した。
〈発明の効果〉 以上の如く、本発明の製造方法によれば、反応並びに
生成速度を大きくすることができ、また、製造容易で電
気伝導度が大きく、更に耐酸化性も優れた有機半導体が
多種得られ、その実用的価値は極めて大である。
生成速度を大きくすることができ、また、製造容易で電
気伝導度が大きく、更に耐酸化性も優れた有機半導体が
多種得られ、その実用的価値は極めて大である。
Claims (6)
- 【請求項1】共役系化合物と酸化剤とを反応させて得ら
れる共役系重合体からなる導電材料の製造方法におい
て、該酸化剤として第二銅化合物と一般式 R(CN)n ……(2) (式中、Rは置換基を有してもよいアルキル基、アルケ
ニル基、アリール基を表わし、nは1〜3の整数を表わ
す。)で示されるニトリル系化合物を共存させたものを
用いることを特徴とする導電材料の製造方法。 - 【請求項2】該第二銅化合物が、 一般式 CuXm ……(1) (式中、XはClO4 -、BF4 -、AsF6 -、PF6 -、SbF6 -、CH3C6
H4SO3 -、CF3SO3 -、ZrF6 --、TiF6 --またはSiF6 --を表わ
し、mは1〜2の整数を表わす。) で示される第二銅化合物であることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の導電材料の製造方法。 - 【請求項3】該共役系化合物が、 一般式 (式中、R1及びR2は水素原子、アルキル基、アルコキシ
基、アリール基、アリロキシ基、アミノ基、アルキルア
ミノ基、アリールアミノ基を表わし、XはSまたはNR3
を表わし、R3は水素原子、アルキル基またはアリール基
を表わす。) で示されるチオフェン系化合物又はピロール系化合物で
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の導電
材料の製造方法。 - 【請求項4】該共役系化合物が、 一般式 (式中、R4,R5は水素原子、アルキル基、アルコキシ
基、アリール基、アリロキシ基、アミノ基、アルキルア
ミノ基、アリールアミノ基を表わし、R6、R7は水素原
子、アルキル基、アリール基を表わす。) で示されるアニリン系化合物であることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の導電材料の製造方法。 - 【請求項5】該共役系化合物が、 一般式 又は (式中、R8,R9,R10,R11,R12は水素原子、アルキル
基、アルコキシ基、アリール基、アリロキシ基、アミノ
基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基を表わす。) で示されるビチオフェン系化合物またはターチオフェン
系化合物であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の導電材料の製造方法。 - 【請求項6】該共役系化合物と該酸化剤との反応生成物
を液状のニトリル系化合物で精製することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の導電材料の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215296A JPH0830108B2 (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 導電材料の製造方法 |
| US07/093,032 US4795687A (en) | 1986-09-12 | 1987-09-04 | Electrically conductive material and a process for the preparation of same and secondary battery using the electrically conductive material |
| DE3752333T DE3752333T2 (de) | 1986-09-12 | 1987-09-10 | Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitendem Material |
| EP87307988A EP0261837B1 (en) | 1986-09-12 | 1987-09-10 | Process for the preparation of electrically conductive material |
| CA000546717A CA1288809C (en) | 1986-09-12 | 1987-09-11 | Electrically conductive material and a process for the preparation of sameand secondary battery using the electrically conductive material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215296A JPH0830108B2 (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 導電材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6369824A JPS6369824A (ja) | 1988-03-29 |
| JPH0830108B2 true JPH0830108B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=16669970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61215296A Expired - Lifetime JPH0830108B2 (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 導電材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830108B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4886625A (en) * | 1987-10-29 | 1989-12-12 | Miles Inc. | Functionalized conducting polymers and their use in diagnostic devices |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6337512A (ja) * | 1986-07-31 | 1988-02-18 | 株式会社クラレ | 導電性複合体の製造法 |
-
1986
- 1986-09-12 JP JP61215296A patent/JPH0830108B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6369824A (ja) | 1988-03-29 |
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