JPS5989355A - カルコ−ゲン−含有ポリマ−の酸溶液およびそれからポリマ−物品を形成する方法 - Google Patents
カルコ−ゲン−含有ポリマ−の酸溶液およびそれからポリマ−物品を形成する方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明はイオウ−含有芳香族ポリマーを含むポリマー溶
液、該溶液を製造する方法および該溶液を使用してフィ
ルムを包含するポリマー物品を製造する方法に関するD Jt 性ポリ(p−フェニレンスルフィド)およびルイ
ス酸ハライドおよび他のドーパントでドーピングするこ
とによって導電性にされた他のカルコケゝナイドポリマ
ーはヨーロッパ公告特許出願531.444 (198
1,7,8)i−よびDawnM、 Iyory等の米
国出願A234,511に開示されている。かかる物質
は、固体ボリマーペレントにガス状ドーパントを導入す
ることによって製造される。
液、該溶液を製造する方法および該溶液を使用してフィ
ルムを包含するポリマー物品を製造する方法に関するD Jt 性ポリ(p−フェニレンスルフィド)およびルイ
ス酸ハライドおよび他のドーパントでドーピングするこ
とによって導電性にされた他のカルコケゝナイドポリマ
ーはヨーロッパ公告特許出願531.444 (198
1,7,8)i−よびDawnM、 Iyory等の米
国出願A234,511に開示されている。かかる物質
は、固体ボリマーペレントにガス状ドーパントを導入す
ることによって製造される。
ホリフエニレン、ポリフェニレンスルフィト。
ポリピロールおよびポリアセチレンの如き導電性ポリマ
ーの分野では、これらのポリマーの一つを半導体又は導
電体になる1でドープしそしてその後ポリマーを溶解す
ることは不可能であると信じられてきた。かかる浴液が
存在しない場合導電性ポリマーからある物品特に、導電
性又は半導体ポリマーフィルムを製造することは制限さ
れる。特に、ポリマー物品を製造後ガスでドー7′する
ことはポリマー物品を膨張させ又は変形させることが知
られている。それ故、導電性ポリマーe)製造を促進す
る技術、ドーピング方法を促進する技術、そして特に導
電性ポリマーのフィルムおよび繊維の如き成形物品を製
造する技術を促進する必要がある。
ーの分野では、これらのポリマーの一つを半導体又は導
電体になる1でドープしそしてその後ポリマーを溶解す
ることは不可能であると信じられてきた。かかる浴液が
存在しない場合導電性ポリマーからある物品特に、導電
性又は半導体ポリマーフィルムを製造することは制限さ
れる。特に、ポリマー物品を製造後ガスでドー7′する
ことはポリマー物品を膨張させ又は変形させることが知
られている。それ故、導電性ポリマーe)製造を促進す
る技術、ドーピング方法を促進する技術、そして特に導
電性ポリマーのフィルムおよび繊維の如き成形物品を製
造する技術を促進する必要がある。
1982年6月28日出願さね5たFrcmer。
ElsenbaumerおよびDauidson米国特
許出願扁393.010号はポリ(p−フェニレンスル
フィド)の如きポリマーと6フツ化ヒ素の如きドーパン
トアニオンの6フン化ヒ素の如き金属ハロゲン化物溶媒
溶液該層液の導電性物品注型用用途および該溶液自体の
導電性を記載している。
許出願扁393.010号はポリ(p−フェニレンスル
フィド)の如きポリマーと6フツ化ヒ素の如きドーパン
トアニオンの6フン化ヒ素の如き金属ハロゲン化物溶媒
溶液該層液の導電性物品注型用用途および該溶液自体の
導電性を記載している。
発明の要約
ホIJ (p−フェニレンスルフィド)、ポリ(p−フ
ェニレンオキシド)および類似のカルコゲン−結合芳香
族ポリマーは電子受容体ドーピング剤でドーピングした
ら成る種の強酸に溶解して10−12〜1O−2S/c
mの導電率を有するフィルムおよび他のポリマー物品を
注型するのに有用な溶液を形成する。従って、本発明は
、(a)硫酸、フルオロスルフォン酸、クロロスルフォ
ン酸、パーフルオロアルキルスルフォン酸、過塩累酸、
塩化水素およびフン化水素から成る群から選択された少
くとも一種の強酸である溶媒; (b) 2価、6価又
は4価のイオウあるいは2価の酸素に直接結合している
芳香族成分から成るポリマー溶液の酸化から誘導される
溶質カチオン;および(c)IIIA 、 IIIB
、 IVA 。
ェニレンオキシド)および類似のカルコゲン−結合芳香
族ポリマーは電子受容体ドーピング剤でドーピングした
ら成る種の強酸に溶解して10−12〜1O−2S/c
mの導電率を有するフィルムおよび他のポリマー物品を
注型するのに有用な溶液を形成する。従って、本発明は
、(a)硫酸、フルオロスルフォン酸、クロロスルフォ
ン酸、パーフルオロアルキルスルフォン酸、過塩累酸、
塩化水素およびフン化水素から成る群から選択された少
くとも一種の強酸である溶媒; (b) 2価、6価又
は4価のイオウあるいは2価の酸素に直接結合している
芳香族成分から成るポリマー溶液の酸化から誘導される
溶質カチオン;および(c)IIIA 、 IIIB
、 IVA 。
IVB 、 VA 、 V B 、vntAあるいはV
I B金属あるいはメタロイドまたはリン、セレン、イ
オウあるいはホウ素のハライドあるいはオキシノ翫ライ
ドアニオンから成るドーパント溶質又は還元性強酸また
はS03を、上記ポリマー溶質又は他の還元体で還元し
た生成物から成るポリマー浴液を含む。
I B金属あるいはメタロイドまたはリン、セレン、イ
オウあるいはホウ素のハライドあるいはオキシノ翫ライ
ドアニオンから成るドーパント溶質又は還元性強酸また
はS03を、上記ポリマー溶質又は他の還元体で還元し
た生成物から成るポリマー浴液を含む。
本発明は、又、該ポリマー溶質および該ドーパント溶質
を別々にあるいは受容体がドーグしたポリマーとして一
緒に該溶媒中に溶tIN、することによって当該溶液を
形成する方法も含む。
を別々にあるいは受容体がドーグしたポリマーとして一
緒に該溶媒中に溶tIN、することによって当該溶液を
形成する方法も含む。
史に本発明は、
(a) 上記溶液を製造し、そして
(b) 該溶媒と該ポリマー溶質が固化するので該ポ
リマー溶質に吸着されない過剰のルイス酸ノ・ライド を該溶液力・ら除去する工程から成るポリマー物品を製
造する方法を含む。該方法は多孔度が低く且つ良好な物
理的性質を有している種々の形状のポリマー物品(ある
場合には導電性であり得る)を非−間融方法条件で製造
出来る。
リマー溶質に吸着されない過剰のルイス酸ノ・ライド を該溶液力・ら除去する工程から成るポリマー物品を製
造する方法を含む。該方法は多孔度が低く且つ良好な物
理的性質を有している種々の形状のポリマー物品(ある
場合には導電性であり得る)を非−間融方法条件で製造
出来る。
本発明で使用されるポリマーは上記のIvoryet
alの出願に記載されているどれかであり得、そしてス
ルフィド結合型、 −R8−(ここでRはアルキル)の
如き6価型、−、S(−〇)−の如き4価型あるいは2
倫理イオウを含む複素環式部分型としてイオウ或いは2
価の酸素と直接結合してイル% VCp−フェニレン、
m−フェニレン、ナフタレン、メチル−1,4−フェニ
レンの如キ[換又は非置換芳香族部分構造であり得る。
alの出願に記載されているどれかであり得、そしてス
ルフィド結合型、 −R8−(ここでRはアルキル)の
如き6価型、−、S(−〇)−の如き4価型あるいは2
倫理イオウを含む複素環式部分型としてイオウ或いは2
価の酸素と直接結合してイル% VCp−フェニレン、
m−フェニレン、ナフタレン、メチル−1,4−フェニ
レンの如キ[換又は非置換芳香族部分構造であり得る。
成る種の芳香族環はC−C2重結合と直接結合され得る
が一方中にはスルフィドと結合されるというとと;ある
芳香族部分はスルフィドで結合されるが、一方中には複
素環部分と結合されるということ;ある芳香族部分はス
ルフィドと結合されるが、一方中には6価又は4価のイ
オウ(例えば、スルフオキシ)と結合するということが
考えられる0適当な複素環部分の例はチオフェンおよび
メチルチオフェンおよびジメチルチオフェンの如き置換
チオフェンを含む。それ故、本発明で1更用される代表
的なポリマーはポリ(p−フェニレンスルフィド)。
が一方中にはスルフィドと結合されるというとと;ある
芳香族部分はスルフィドで結合されるが、一方中には複
素環部分と結合されるということ;ある芳香族部分はス
ルフィドと結合されるが、一方中には6価又は4価のイ
オウ(例えば、スルフオキシ)と結合するということが
考えられる0適当な複素環部分の例はチオフェンおよび
メチルチオフェンおよびジメチルチオフェンの如き置換
チオフェンを含む。それ故、本発明で1更用される代表
的なポリマーはポリ(p−フェニレンスルフィド)。
ボlJ(m−フェニレンスルフィド)、ホ1J(1)−
フェニレンオキシド)ポリ(4,4’−チオ(1,1’
−ビフェニルジイル)〕、ポリ(4,4’−チオ(ジフ
ェニルスルフオキシド)〕、ポリ(バラフェノキシフェ
ニルスルフィF)、ボlJ(ノクラーフエニレンジスル
フイド)、ポリ(4−スルフィニルフェニル ジイル)およびボ1月チオ−6、7−ジベンゾチオフェ
ンジイル)を含む。
フェニレンオキシド)ポリ(4,4’−チオ(1,1’
−ビフェニルジイル)〕、ポリ(4,4’−チオ(ジフ
ェニルスルフオキシド)〕、ポリ(バラフェノキシフェ
ニルスルフィF)、ボlJ(ノクラーフエニレンジスル
フイド)、ポリ(4−スルフィニルフェニル ジイル)およびボ1月チオ−6、7−ジベンゾチオフェ
ンジイル)を含む。
本発明で使用されるドーパント溶質はポリフェニレン、
ポリフェニレンスルフィド、ポリアセチレン又はポリピ
ロールに基礎をおいた導電性ポリマーの製造で電子受容
体ドーパントとして使用されるルイス酸/%ライド又は
オキシノ・ライドの生成物であり得る。かかるドープぐ
ントの例はA sF 5 +SbF5,SbC1.,M
OC15およびモリブデンメーキシテトラクロライド又
はパーオキシドで代表される中性ハライドを反応体とし
て使用して生成される(CF So ) 又は(FS
03)2の如き溶質を含む。又、 3 2 ヘキサフルオロアルセネート,ヘキサフルオロアンチモ
ネート,ヘキサフル、オロフオスフエートおよびテトラ
フルオロボレートのニトロニウム、ニトロソニウムおよ
びジオキシジェニル塩の如きスーパーオキシダントラ反
応体として使用して生成される溶質を言む。従って、本
発明では溶媒と接触する直前にポリマーはドーパントで
ドープさね、ドーパントm質は米国特許4,3 2 1
,1 1 4に記載された方法で電気化学的に導入され
たアニオンであり得る。又、電気化学的ドーピングはH
F,硫酸又はトリフルオロメタンスルフォン酸中の塩の
使用の如く強酸溶媒の存在下で実施される。それ故、例
えば、ポリマー(例えは、ポリ(フェニレンスルフィド
))はへキサフルオロ°アルセネート。
ポリフェニレンスルフィド、ポリアセチレン又はポリピ
ロールに基礎をおいた導電性ポリマーの製造で電子受容
体ドーパントとして使用されるルイス酸/%ライド又は
オキシノ・ライドの生成物であり得る。かかるドープぐ
ントの例はA sF 5 +SbF5,SbC1.,M
OC15およびモリブデンメーキシテトラクロライド又
はパーオキシドで代表される中性ハライドを反応体とし
て使用して生成される(CF So ) 又は(FS
03)2の如き溶質を含む。又、 3 2 ヘキサフルオロアルセネート,ヘキサフルオロアンチモ
ネート,ヘキサフル、オロフオスフエートおよびテトラ
フルオロボレートのニトロニウム、ニトロソニウムおよ
びジオキシジェニル塩の如きスーパーオキシダントラ反
応体として使用して生成される溶質を言む。従って、本
発明では溶媒と接触する直前にポリマーはドーパントで
ドープさね、ドーパントm質は米国特許4,3 2 1
,1 1 4に記載された方法で電気化学的に導入され
たアニオンであり得る。又、電気化学的ドーピングはH
F,硫酸又はトリフルオロメタンスルフォン酸中の塩の
使用の如く強酸溶媒の存在下で実施される。それ故、例
えば、ポリマー(例えは、ポリ(フェニレンスルフィド
))はへキサフルオロ°アルセネート。
ヘキザフルオ口アンチモナイト,ヘキサフルオロフォス
フェート、テトラクルオロボレート,テトラクロロアル
ミネート、トリフルオロメタンスルフォネートおよびフ
ルオロスルフォネートを含む種々の塩のアニオンで電気
化学的にドープされる。
フェート、テトラクルオロボレート,テトラクロロアル
ミネート、トリフルオロメタンスルフォネートおよびフ
ルオロスルフォネートを含む種々の塩のアニオンで電気
化学的にドープされる。
ドーパント溶質は還元性強酸をポリマー溶質で還元した
生成物でもあり得る。例えば、若し過剰のフルオロme
(BS03F) がポリ(フェニレンスルフィド)
と反応させられるとフルオロスルフォン酸がドーパント
源および溶媒の両者として作用する。(FSO3)と思
われる)副生成物アニオンはポリマーカチオンのカウン
ターイオンとして作用する。上述した様にパーオキシド
との反応は同じヨウナトーバント溶質アニオンを生成す
る。
生成物でもあり得る。例えば、若し過剰のフルオロme
(BS03F) がポリ(フェニレンスルフィド)
と反応させられるとフルオロスルフォン酸がドーパント
源および溶媒の両者として作用する。(FSO3)と思
われる)副生成物アニオンはポリマーカチオンのカウン
ターイオンとして作用する。上述した様にパーオキシド
との反応は同じヨウナトーバント溶質アニオンを生成す
る。
溶媒は単−化合物又は化合物のグループである通常の°
′スーパーアシド″であり得る。これらは11k 厚硫
酸,フルオロスルフォン酸,クロロスルフォン酸,(ト
リフルオロメタンスルフォン酸の如キ)パーフルオロア
ルキルスルフォン酸および無水パークロロ酸を含む。溶
媒は又、HFとA sF s又はSbF 、硫酸とS0
3,HClとMo C l sの様にスーパーアシドを
形成し得る混合系又はスーパーアシドの混合物であり得
る。溶媒がHFの場合、ドーピングされたポリマーを溶
解するのに十分な強酸にするために( As F 5又
はSbF50日き)酸化ドーパント前駆体が要求される
。一つの実験によれば、極く限られた量のAsF 5の
存在下のHFはポリ(p−フェニレンスルフィド)全溶
解しない様である。HCIは同様であると考えられる。
′スーパーアシド″であり得る。これらは11k 厚硫
酸,フルオロスルフォン酸,クロロスルフォン酸,(ト
リフルオロメタンスルフォン酸の如キ)パーフルオロア
ルキルスルフォン酸および無水パークロロ酸を含む。溶
媒は又、HFとA sF s又はSbF 、硫酸とS0
3,HClとMo C l sの様にスーパーアシドを
形成し得る混合系又はスーパーアシドの混合物であり得
る。溶媒がHFの場合、ドーピングされたポリマーを溶
解するのに十分な強酸にするために( As F 5又
はSbF50日き)酸化ドーパント前駆体が要求される
。一つの実験によれば、極く限られた量のAsF 5の
存在下のHFはポリ(p−フェニレンスルフィド)全溶
解しない様である。HCIは同様であると考えられる。
溶媒とドーパント前駆体は通常は、ポリマーを分解する
反応生成不活性試薬中で( A sF 5とHCIの様
に)互に反応すべきではない。
反応生成不活性試薬中で( A sF 5とHCIの様
に)互に反応すべきではない。
ポリマー、ドーパントおよび溶媒の比率は特に臨界的で
ないが、本発明で特に有用な溶液を得るには下記のガイ
ドラインが重要であると考えられる。第1に、溶媒中に
合理的な溶解度を達成するにはポリマーのP−ピングの
最小度が必要であると考えられる。ドーパントがAsH
3+ポリマーがポリ(p−フェニレンスルフィド)そし
て溶媒が硫酸である場合、実施例4がドーピングの最小
度が定量出来る技術を開示している。一般に、液体溶媒
の存在下に比較的大量のポリマーを比較的低レベルのド
ーパントガスで処理すると極く1部のポリマーが溶解す
る。(残留ポリマーの量を測定するか又は溶液から注型
される物品の量を測定することによって)、ドーピング
されるポリマーと入る溶液の量を測定することによって
ドーパント/ポリマーのおおよその最小度が決定され得
る。ポリマー。
ないが、本発明で特に有用な溶液を得るには下記のガイ
ドラインが重要であると考えられる。第1に、溶媒中に
合理的な溶解度を達成するにはポリマーのP−ピングの
最小度が必要であると考えられる。ドーパントがAsH
3+ポリマーがポリ(p−フェニレンスルフィド)そし
て溶媒が硫酸である場合、実施例4がドーピングの最小
度が定量出来る技術を開示している。一般に、液体溶媒
の存在下に比較的大量のポリマーを比較的低レベルのド
ーパントガスで処理すると極く1部のポリマーが溶解す
る。(残留ポリマーの量を測定するか又は溶液から注型
される物品の量を測定することによって)、ドーピング
されるポリマーと入る溶液の量を測定することによって
ドーパント/ポリマーのおおよその最小度が決定され得
る。ポリマー。
ドーパントおよび溶媒の各々の組み合せの溶液温度にも
同様の決定された最小度が存在する。そしてこの最小度
は通常の実験によって決定され得る。
同様の決定された最小度が存在する。そしてこの最小度
は通常の実験によって決定され得る。
液体としての溶媒の量は少くとも高度にドーピングされ
たポリマーと粘稠なケゝルを形成するのでポリマーの重
の比率として溶媒の量は臨界的でないD然しなから、ゲ
ルか溶液の粘度をそれが適度な短い時間(例えば、30
分以下)容器の形状又はモールドに従うのに十分流れる
液体溶媒を使用することが好丑しい。好ましくは、粘度
を約10.000ポアズ以下、よジ好1しくけ約1〜1
.000ポアズの間に低下するのに十分な量の溶媒が存
在する。
たポリマーと粘稠なケゝルを形成するのでポリマーの重
の比率として溶媒の量は臨界的でないD然しなから、ゲ
ルか溶液の粘度をそれが適度な短い時間(例えば、30
分以下)容器の形状又はモールドに従うのに十分流れる
液体溶媒を使用することが好丑しい。好ましくは、粘度
を約10.000ポアズ以下、よジ好1しくけ約1〜1
.000ポアズの間に低下するのに十分な量の溶媒が存
在する。
ポリマー、ドーパントおよび溶媒に加えて、浴液に溶解
するか又は溶解しない第4の成分も存在し得る。溶解性
成分の場合、溶液又は溶液から注型される物品の物理的
又は機械的性質を変える物質が存在し得る。かかる物質
の例はフェニレンオリゴマー、フェニレンスルフィドオ
リコマ−、ポリエチレンオキシドおよびダリマーが含ま
れる。
するか又は溶解しない第4の成分も存在し得る。溶解性
成分の場合、溶液又は溶液から注型される物品の物理的
又は機械的性質を変える物質が存在し得る。かかる物質
の例はフェニレンオリゴマー、フェニレンスルフィドオ
リコマ−、ポリエチレンオキシドおよびダリマーが含ま
れる。
不溶性の第4成分の場合、溶液から注型される導電性ポ
リマーの基質を満た′rかあるいは形成する物質が存在
し得る。これら第4成分は他の導電性ポリマー、ドーピ
ングすると導電性になるポリアセチレンの如き他のポリ
マー、グラファイト、金属導体2強化繊維および(クレ
イおよびガラスの如き)不活性充てん材である。
リマーの基質を満た′rかあるいは形成する物質が存在
し得る。これら第4成分は他の導電性ポリマー、ドーピ
ングすると導電性になるポリアセチレンの如き他のポリ
マー、グラファイト、金属導体2強化繊維および(クレ
イおよびガラスの如き)不活性充てん材である。
本発明の溶液を形成する好捷しい一つの方法はポリマー
、ドーパントおよび液体としての溶媒を同時に反応する
ことである。従って、例えば、固体粉末のポリ(p−フ
ェニレンスルフィド)、気体のAs F 5および液体
のトリフルオロメタンスルフォン酸を混合容器に導入す
ることによって適度の導電性の物品が注型される溶液が
速く形成される0かかる混合の条件はポリマーの良好な
ぬれが起きる限り限定されない。
、ドーパントおよび液体としての溶媒を同時に反応する
ことである。従って、例えば、固体粉末のポリ(p−フ
ェニレンスルフィド)、気体のAs F 5および液体
のトリフルオロメタンスルフォン酸を混合容器に導入す
ることによって適度の導電性の物品が注型される溶液が
速く形成される0かかる混合の条件はポリマーの良好な
ぬれが起きる限り限定されない。
他の技術は最初にポリマーと溶媒を混合することであり
、これは多くの場合殆ど区別出来ない2−相系として残
る。従って、例えは、ボ!J (p−フェニレンスルフ
ィド)粉末が硫酸液体と混合すると、粉末は普通の条件
下で可成りの時間溶液上に残るかサンスペントされる。
、これは多くの場合殆ど区別出来ない2−相系として残
る。従って、例えは、ボ!J (p−フェニレンスルフ
ィド)粉末が硫酸液体と混合すると、粉末は普通の条件
下で可成りの時間溶液上に残るかサンスペントされる。
As F 5の如きドーパントを添加すると粉末はドー
ピングされそして殆ど同時にドーピングされたポリマー
は溶液中に入る。
ピングされそして殆ど同時にドーピングされたポリマー
は溶液中に入る。
適当であるが、幾分好壕しくない溶液の製造方法は溶媒
を導入する前にドーパントとポリマーを前反応させるこ
とである。従って、粉末、ペレット又ハフイルム形状の
ポリフェニレンスルフィドがAs F 5ガスと反応さ
せられると、それはドーピングして導電性ポリマーとな
る。若し、溶媒(例えば、硫酸)が、ポリマーが導電性
になった直後に導入されると、それはドーピングされた
ポリマーの少くとも一部を溶解する。然しなから、若し
、導電性ポリマーが、溶媒が導入される前(実施例乙の
様に)室温で実質的な時間放置されると、それは変化し
7て可溶性が低下する。出願人は特定の理論にしげられ
ることを好まないが、ドーピングされたポリマーは放置
後架橋するということおよび架橋された導電性ポリマー
はドーピングされた新鮮なポリマーにくらべて溶媒への
溶解性が劣る。
を導入する前にドーパントとポリマーを前反応させるこ
とである。従って、粉末、ペレット又ハフイルム形状の
ポリフェニレンスルフィドがAs F 5ガスと反応さ
せられると、それはドーピングして導電性ポリマーとな
る。若し、溶媒(例えば、硫酸)が、ポリマーが導電性
になった直後に導入されると、それはドーピングされた
ポリマーの少くとも一部を溶解する。然しなから、若し
、導電性ポリマーが、溶媒が導入される前(実施例乙の
様に)室温で実質的な時間放置されると、それは変化し
7て可溶性が低下する。出願人は特定の理論にしげられ
ることを好まないが、ドーピングされたポリマーは放置
後架橋するということおよび架橋された導電性ポリマー
はドーピングされた新鮮なポリマーにくらべて溶媒への
溶解性が劣る。
若し溶媒導入前に可成りの時間放置すると本発明の範囲
でのポリマーとドーパントの種々の組み合せに対しても
同じ様な現象が起こることが考えられる。これはドーピ
ングされたポリマーを、溶媒を導入する前に極めて低い
、温度に維持することによって幾分避けられ得る〇 本発明の溶液全使用する種々の方法が考えられる。第1
に、溶媒と過剰のドーパントプレカサ−(例えば、As
F5 )が、若し存在するならば、溶液から除去するこ
とが考えられる。溶媒は(揮発性溶媒が使用されている
場合は)好ましくは蒸発によって除去され溶媒とドーパ
ントプレカサ−がドーピングされたポリマーより実質的
に可溶性である場合は抽出剤によって抽出することによ
って除去される。若し、低導電性のポリマー物品(主と
してイオン導電度)が必要ならば、ポリマーを沈澱させ
る効果がある水又はアンモニアの如き電子ドナー剤を添
加することによってポリマーが沈澱され得る。ポリマー
業界の当業者には周知の様に、溶液から溶媒を除去する
ことによってポリマー物品を形成することが出来るとい
うことは広範なサイズと形状の物品が成形出来るという
ことである。従って、例えば1、表面に拡散されている
本発明の溶液から揮発性物質を除去することによって希
望する厚さのフィルムが製造され得る。該溶液をダイに
押し出すことによって、繊維又はフィルムが製造され得
る。同様に、種々の形状のモールド中の溶液力)ら揮発
性物質全除去することによって該モールドの形に合った
物品が製造され得る。
でのポリマーとドーパントの種々の組み合せに対しても
同じ様な現象が起こることが考えられる。これはドーピ
ングされたポリマーを、溶媒を導入する前に極めて低い
、温度に維持することによって幾分避けられ得る〇 本発明の溶液全使用する種々の方法が考えられる。第1
に、溶媒と過剰のドーパントプレカサ−(例えば、As
F5 )が、若し存在するならば、溶液から除去するこ
とが考えられる。溶媒は(揮発性溶媒が使用されている
場合は)好ましくは蒸発によって除去され溶媒とドーパ
ントプレカサ−がドーピングされたポリマーより実質的
に可溶性である場合は抽出剤によって抽出することによ
って除去される。若し、低導電性のポリマー物品(主と
してイオン導電度)が必要ならば、ポリマーを沈澱させ
る効果がある水又はアンモニアの如き電子ドナー剤を添
加することによってポリマーが沈澱され得る。ポリマー
業界の当業者には周知の様に、溶液から溶媒を除去する
ことによってポリマー物品を形成することが出来るとい
うことは広範なサイズと形状の物品が成形出来るという
ことである。従って、例えば1、表面に拡散されている
本発明の溶液から揮発性物質を除去することによって希
望する厚さのフィルムが製造され得る。該溶液をダイに
押し出すことによって、繊維又はフィルムが製造され得
る。同様に、種々の形状のモールド中の溶液力)ら揮発
性物質全除去することによって該モールドの形に合った
物品が製造され得る。
最終物品に最後に流動する状態の溶液の間に幾分収縮が
生じるが、かかる収縮は従来溶液からポリマー全成形す
る場合に考慮されていると考えられる。又、溶液が一旦
形成されたら、溶gt表面か、モールド内におく前に表
面又はモールド内に発生する溶媒の最終ガス抜きと共に
溶媒の一部又は実質的除去が起きるということも考えら
れる0若し、第4又は更なる可溶性成分が溶液中に導入
されたら、それらが揮発性でなければ、形成された成形
物品中に存在するということも考えられる。若し第4成
分が非揮発性液体の場合は揮発性成分の除去はドーピン
グされた導電性ポリマーの新しい液体形態のままである
。
生じるが、かかる収縮は従来溶液からポリマー全成形す
る場合に考慮されていると考えられる。又、溶液が一旦
形成されたら、溶gt表面か、モールド内におく前に表
面又はモールド内に発生する溶媒の最終ガス抜きと共に
溶媒の一部又は実質的除去が起きるということも考えら
れる0若し、第4又は更なる可溶性成分が溶液中に導入
されたら、それらが揮発性でなければ、形成された成形
物品中に存在するということも考えられる。若し第4成
分が非揮発性液体の場合は揮発性成分の除去はドーピン
グされた導電性ポリマーの新しい液体形態のままである
。
第4又は追加の非揮発性成分が溶液中に存在(又はサス
ペンド)していると、ドーピングしたポリマーが不溶性
物質の周囲に形成されるか又はそれと共に充てんされる
。例えば、若し追加の成分が繊維の場合、繊維と残存し
ているドーざングしたポリマーの相対量がポリマーを繊
維で充てんさせるか、繊維にポリマーを含浸させるか又
は繊維とドーピングされたポリマーの成る種の中間複合
体が形成される原因となる。非−可溶性成分の量が残存
するドーピングされたポリマーより大過剰である系の場
合、ドーピングされたポリマ〜で被覆又はそれが含浸し
た非−可溶性成分の粒子又は成形物が成形される。非−
可溶性成分から形成される物品の例および本発明のポリ
マー溶液は感度エレクトロニック装置(マイクロプロセ
ッサ−)用導電性ハウジング、赤外およびマイクロウェ
ーブ吸収シールド、フレキシブル電気導電性コネクター
およびスイッチ、導電性ベアリングおよびブラツシ、半
導体フォトコンダクタ−ジャンクションおよび帯電防止
コーチングが含まれる。
ペンド)していると、ドーピングしたポリマーが不溶性
物質の周囲に形成されるか又はそれと共に充てんされる
。例えば、若し追加の成分が繊維の場合、繊維と残存し
ているドーざングしたポリマーの相対量がポリマーを繊
維で充てんさせるか、繊維にポリマーを含浸させるか又
は繊維とドーピングされたポリマーの成る種の中間複合
体が形成される原因となる。非−可溶性成分の量が残存
するドーピングされたポリマーより大過剰である系の場
合、ドーピングされたポリマ〜で被覆又はそれが含浸し
た非−可溶性成分の粒子又は成形物が成形される。非−
可溶性成分から形成される物品の例および本発明のポリ
マー溶液は感度エレクトロニック装置(マイクロプロセ
ッサ−)用導電性ハウジング、赤外およびマイクロウェ
ーブ吸収シールド、フレキシブル電気導電性コネクター
およびスイッチ、導電性ベアリングおよびブラツシ、半
導体フォトコンダクタ−ジャンクションおよび帯電防止
コーチングが含まれる。
本発明の溶液はドーピングした溶液の導電度に依存して
液体半導体(例えば液体太陽電池)又はスイッチとして
使用することも考えられる。
液体半導体(例えば液体太陽電池)又はスイッチとして
使用することも考えられる。
本発明のポリマー溶液の第4の用途は他の物質特に電子
−受容体ドーパントのみでドーピングされ得る他の共役
結合パンクボーンポリマーのドーピングである。かかる
ドーピングはドーピングされるべき第2のポリマー基質
へ注型する工程の一部として起るがかならずしも溶液か
ら導電性ポリマーの注型なしに達成され得る。
−受容体ドーパントのみでドーピングされ得る他の共役
結合パンクボーンポリマーのドーピングである。かかる
ドーピングはドーピングされるべき第2のポリマー基質
へ注型する工程の一部として起るがかならずしも溶液か
ら導電性ポリマーの注型なしに達成され得る。
実施例1
未使用のpps粉末(Ryton■、■−1級)(約0
52)を50−のガラス容器に入れた。約15mj!の
フルオロスルフォン酸(FSO3H)を窒素算囲気下で
攪拌しつつ添加した。PPSはただちに低粘朋の濃いブ
ルーグリーン溶液を形成した。
52)を50−のガラス容器に入れた。約15mj!の
フルオロスルフォン酸(FSO3H)を窒素算囲気下で
攪拌しつつ添加した。PPSはただちに低粘朋の濃いブ
ルーグリーン溶液を形成した。
ついで、ガラス容器41.5時間排気した、その間に溶
液は、r、v粘稠になって最終的にはきれいなフレキシ
ブルな濃いグリーンのフィルムが形成された。このフィ
ルムはアルゴンが充てんされた乾燥箱中で除去されそし
てその直流導電度’c4−f口−グ装置で測定した所6
×1O−3S/cln、であったn 実施例2 実施例1の様にPPSとFSO3Hf:F、Elみ合せ
て溶液を形成した。この溶液を真空ラインにおいて一部
排気してFS03H以外のすべての蒸気を除去したつい
で、攪拌されている溶液を400 torr(53KJ
)a)の圧力でAsF5にさらした。熱を発生して溶液
はブルーグリーンからローヤルブルーに変化した。この
フィルムは8 X 10 S 10nのit度を有
していた。
液は、r、v粘稠になって最終的にはきれいなフレキシ
ブルな濃いグリーンのフィルムが形成された。このフィ
ルムはアルゴンが充てんされた乾燥箱中で除去されそし
てその直流導電度’c4−f口−グ装置で測定した所6
×1O−3S/cln、であったn 実施例2 実施例1の様にPPSとFSO3Hf:F、Elみ合せ
て溶液を形成した。この溶液を真空ラインにおいて一部
排気してFS03H以外のすべての蒸気を除去したつい
で、攪拌されている溶液を400 torr(53KJ
)a)の圧力でAsF5にさらした。熱を発生して溶液
はブルーグリーンからローヤルブルーに変化した。この
フィルムは8 X 10 S 10nのit度を有
していた。
実施例6
イーストマンコダツク社のPPSとトリフルオロメタン
スルフォン酸(CF3SO3H)を実施例1の様にして
化合した。PPSはごく低度の溶解度を示した(攪拌中
溶液は除去に濃いグリーン色になっていった。)この時
点で、この溶液を含む容器を真空ラインに入れてAs
F 5を実施例2の様にして添加した。残っている不溶
性のポリマーは急速に溶解し、溶液は濃いブルーになっ
た。この溶液がら注型したフィルムの導電度はlX10
87m、であった。
スルフォン酸(CF3SO3H)を実施例1の様にして
化合した。PPSはごく低度の溶解度を示した(攪拌中
溶液は除去に濃いグリーン色になっていった。)この時
点で、この溶液を含む容器を真空ラインに入れてAs
F 5を実施例2の様にして添加した。残っている不溶
性のポリマーは急速に溶解し、溶液は濃いブルーになっ
た。この溶液がら注型したフィルムの導電度はlX10
87m、であった。
実施例4
ppsff:濃硫酸(98%)に添加したところ極めて
低度の溶解度を示し液相は非常に明るいグリーン色を示
した。AsF 5を添加した時、PPSは容易に溶解し
て濃いブルーの溶液を形成した。
低度の溶解度を示し液相は非常に明るいグリーン色を示
した。AsF 5を添加した時、PPSは容易に溶解し
て濃いブルーの溶液を形成した。
実施例5
PPSを煙霧状硫酸(15〜18%)に添加したところ
ただちに濃いブルー色のM液が形成された。ついで数グ
ラムのPP St−添加して濃厚粘稠浴液全形成した。
ただちに濃いブルー色のM液が形成された。ついで数グ
ラムのPP St−添加して濃厚粘稠浴液全形成した。
ついでこのブルーの溶液の一部を水の表面に注いだ新表
面に半透明のベージュ色のフィルムが注型された。
面に半透明のベージュ色のフィルムが注型された。
実施例6
PPSk容器に入れて排気して一78℃に冷却した。こ
の温度でAs F 5を容器中で凝縮した。液体As
F 5中でオーバーナイト放置してPPSをドープさせ
た。液体A sF 5中でドーピングされたPPSのこ
れらの温度での溶解度は明らかではなかった。フルオロ
スルフォン酸をこの容器中で一78℃で凝縮し容器を室
温に暖めた。黒色粉末のドーピングしたPPSは溶解度
を示さなかった。この挙動は、AsF が添加されそ
してA s F 5中で容易に溶解しているPPSがA
sF 5添加後溶液の′1まである実施例2のそれに
対比している。 ついでA s F 5でドーピングし
たPPSをNH,OHで補正して洗いポリマーからドー
パントを抽出した。ついでこの抽出されたPPSを正確
に実施例2の様にFSO3HおよびA sF sに添加
した。この場合、再ドーピングされたポリマーの溶解度
は観察されなかった○明らか′に、固体状態でのドーピ
ングPPSはポリマー中に非可逆変化をもたらし、この
ために後でそれを不溶解性にする。
の温度でAs F 5を容器中で凝縮した。液体As
F 5中でオーバーナイト放置してPPSをドープさせ
た。液体A sF 5中でドーピングされたPPSのこ
れらの温度での溶解度は明らかではなかった。フルオロ
スルフォン酸をこの容器中で一78℃で凝縮し容器を室
温に暖めた。黒色粉末のドーピングしたPPSは溶解度
を示さなかった。この挙動は、AsF が添加されそ
してA s F 5中で容易に溶解しているPPSがA
sF 5添加後溶液の′1まである実施例2のそれに
対比している。 ついでA s F 5でドーピングし
たPPSをNH,OHで補正して洗いポリマーからドー
パントを抽出した。ついでこの抽出されたPPSを正確
に実施例2の様にFSO3HおよびA sF sに添加
した。この場合、再ドーピングされたポリマーの溶解度
は観察されなかった○明らか′に、固体状態でのドーピ
ングPPSはポリマー中に非可逆変化をもたらし、この
ために後でそれを不溶解性にする。
実施例7
pps粉末(約0.75f)を2個の白金電極を持つガ
ラス容器中に入れた。約10−のトリフルオロメタンス
ルフォン酸を一196℃でこの容器中で蒸留した。室温
に暖めると、PPSは実施例3の様に限られた溶解度を
示し之。容器を窒素がスで大気圧に加圧して過圧はシリ
コーン−オイルが充てんされたバルブから解放した。つ
いで、白金電極の間に10mA電流を通して溶液を電解
した。カソードに水素の発生が観察された。アノードで
の過稈はポリマーをドーピングする作用をするCF3S
O3の過酸化物への酸化が又はポリマーのドープされた
状態への直接酸化である。いずれにしても、ポリマーは
、電流が通過する時に必らず溶解することが観察された
。約120 coul が通過した後ポリマーは十分
溶解した。このチャージはモーツマ一単位当り約0.1
7エレクトロン(即ぢ17チドーピング)に対応する。
ラス容器中に入れた。約10−のトリフルオロメタンス
ルフォン酸を一196℃でこの容器中で蒸留した。室温
に暖めると、PPSは実施例3の様に限られた溶解度を
示し之。容器を窒素がスで大気圧に加圧して過圧はシリ
コーン−オイルが充てんされたバルブから解放した。つ
いで、白金電極の間に10mA電流を通して溶液を電解
した。カソードに水素の発生が観察された。アノードで
の過稈はポリマーをドーピングする作用をするCF3S
O3の過酸化物への酸化が又はポリマーのドープされた
状態への直接酸化である。いずれにしても、ポリマーは
、電流が通過する時に必らず溶解することが観察された
。約120 coul が通過した後ポリマーは十分
溶解した。このチャージはモーツマ一単位当り約0.1
7エレクトロン(即ぢ17チドーピング)に対応する。
全体で220coul k通過させた。残留溶媒を排気
によって除去して約4x10−8/釧の導電度のフィル
ムを注型した。
によって除去して約4x10−8/釧の導電度のフィル
ムを注型した。
実施例8
粉末のポリ(p−フェニレンオキシド)。
ppo、を実施例1の様にしてガラス容器に入れた。容
器を排気してフルオロスルフォン酸ヲ一196℃でP2
O上で蒸留した。室温に暖めるるとPPOは溶解して濃
いブラウン色の溶液を形 第成した。ついで、酸を
排気によって除去してブラウン色のフィルムを注型した
。このフィルムは一部イオン性成分を持つ導電率を有し
ていた0正味4 導電率は5X10 S/Crnであった。
器を排気してフルオロスルフォン酸ヲ一196℃でP2
O上で蒸留した。室温に暖めるるとPPOは溶解して濃
いブラウン色の溶液を形 第成した。ついで、酸を
排気によって除去してブラウン色のフィルムを注型した
。このフィルムは一部イオン性成分を持つ導電率を有し
ていた0正味4 導電率は5X10 S/Crnであった。
特許出願人 アライド・コーポレーション■頁の続き
@発明者 ジエイン・エリザベヌ・フロマアメリカ合
衆国ニューシャーシ ー州07931ファー・ヒルズ・ア ール・ディー・ナンバー1ボツ クス204
衆国ニューシャーシ ー州07931ファー・ヒルズ・ア ール・ディー・ナンバー1ボツ クス204
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 (a) Wt H、フルオロスルフォン酸、ク
ロロスルフォン酸、パーフルオロアルキルスルフォン酸
、過塩素酸、HFおよびHCIから成る群から選択され
た少くとも一種の強酸である溶媒; (b)2価、6価又は4価のイオウ又は2価の酸素に直
接結合している芳香族部分から成るポリマー溶質の酸化
から誘導される溶質カチオンおよび (c) IIIA 、IJIB 、 IVA 、IV
B 、 VA 、 VB 。 Vlll A又はVI B族金属又はメタロイド又はリ
ン、セレン、イオウ又は硼素のハライド又はメキシハラ
イドアニオンから成るドーパント溶質又は還元性強酸又
はSO3の該ポリマー溶質又は他の還元剤による還元生
成物であるドーパント溶質から成るポリマー溶液□ 2 ポリマーがポリ(フェニレンスルフィド)である特
許請求の範囲第1項記載の溶液03 ポリマーがポリ(
p−フェニレンスルフィド)である特許請求の範囲第2
項記載のポリマー溶液。 4、溶媒がフルオロスルフォン酸でありドーパントm質
がフルオロスルフォン酸から誘導されるアニオンである
特許請求の範囲第1項又は第2項又は第6項記載のポリ
マー浴液0 5、溶媒がパーフルオロアルキルスルフォン酸である特
許請求の範囲第1又は第2又は第6項記載のポリマー溶
液。 6 パーフルオロスルフォン[カ) +)フルオロメチ
ルスルフォン酸である特許請求の範囲第5項記載のポリ
マー溶液。 7、 ト−/(’/)溶質アニオンがVAペンタハラ
イド族から誘導される特許請求の範囲第1又は第2又は
第2項記載のポリマー溶液。 8、VA族ペンタハライドがVA族ペンタフルオライド
である特許請求の範囲第7項記載のボリマー溶液。 9. VAj&ペンタフルオライドがAsF 5 で
ある特許請求の範囲第8項記載のポリマー溶液。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US432043 | 1982-09-30 | ||
| US06/432,043 US4462929A (en) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | Solution of a chalcogen-containing polymer in acids and process of forming polymer articles therefrom |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5989355A true JPS5989355A (ja) | 1984-05-23 |
Family
ID=23714512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58156219A Pending JPS5989355A (ja) | 1982-09-30 | 1983-08-26 | カルコ−ゲン−含有ポリマ−の酸溶液およびそれからポリマ−物品を形成する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4462929A (ja) |
| JP (1) | JPS5989355A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0097893A3 (de) * | 1982-06-29 | 1984-10-17 | Bayer Ag | Oxidierende Polymerisation mit NO+ oder NO2+ |
| US4547313A (en) * | 1983-04-18 | 1985-10-15 | Phillips Petroleum Company | Conductive polymer composition |
| US4599194A (en) * | 1984-06-18 | 1986-07-08 | Allied Corporation | Simultaneous polymerization, doping and solubilization of heterocyclic polymers, solutions and cast articles |
| US4789748A (en) * | 1985-10-17 | 1988-12-06 | Allied-Signal, Inc. | Process for preparing electrically conductive poly(isothianaphthene) from 1,3-dihydroisothianaphthene |
| US4886719A (en) * | 1987-05-07 | 1989-12-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrophotography photosensitive member and a method for fabricating same |
| US5211803A (en) * | 1989-10-02 | 1993-05-18 | Phillips Petroleum Company | Producing metal patterns on a plastic surface |
| US5077374A (en) * | 1990-04-20 | 1991-12-31 | Phillips Petroleum Company | Aromatic sulfide polymers and method of preparation |
| NZ250988A (en) * | 1990-06-14 | 1995-09-26 | Rhone Poulenc Rorer Ltd | Powder inhaler: swirling chamber with anti-static walls |
| US5152930A (en) * | 1990-06-28 | 1992-10-06 | General Electric Company | Carbon chalcogenide macromolecular composition and process for preparation thereof |
| DE19723854A1 (de) * | 1997-06-06 | 1998-12-10 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung von Lösungen mit Säuregruppen funktionalisierter Polymere durch Mikrowellenbestrahlung |
| KR102534789B1 (ko) * | 2016-05-02 | 2023-05-19 | 한양대학교 산학협력단 | 과불소화산 처리된 전도성 고분자 박막의 제조방법 및 이의 용도 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1178529B (de) * | 1963-04-11 | 1964-09-24 | Basf Ag | Verwendung organischer Polykondensations-produkte als elektrische, insbesondere licht-elektrische Halbleiterkoerper |
| JPS5130276B1 (ja) * | 1971-02-26 | 1976-08-31 |
-
1982
- 1982-09-30 US US06/432,043 patent/US4462929A/en not_active Expired - Fee Related
-
1983
- 1983-08-26 JP JP58156219A patent/JPS5989355A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4462929A (en) | 1984-07-31 |
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