JPS6185434A - ピロ−ル系重合錯体の製造法 - Google Patents

ピロ−ル系重合錯体の製造法

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JPS6185434A
JPS6185434A JP59207650A JP20765084A JPS6185434A JP S6185434 A JPS6185434 A JP S6185434A JP 59207650 A JP59207650 A JP 59207650A JP 20765084 A JP20765084 A JP 20765084A JP S6185434 A JPS6185434 A JP S6185434A
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pyrrole
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Toshiyuki Osawa
利幸 大澤
Katsumi Yoshino
勝美 吉野
Keiichi Kanefuji
敬一 金藤
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 抜亙立■ 本発明は、機能性高分子材料に酎するものであり、特に
機械的強度の高い機能性高分子材料に関するものである
従来技術 近年、電子材料の研究が盛んに行なわれており。
その中でも共役系高分子材料を用いた機能性高分子材料
が多様な可能性があるものとして注目されている。
電子材料とし、では、例えば太陽電池、二次電池。
セン什−2?11極材料、帯電防止材7′F、電磁シー
ルド材料、スイッチング素子、半導体素子など種々のも
のを挙げることができる。このような電子材料の多くに
共通して要求される性能としては、導電性9機械的強度
、安定性などがあるが、すべての性能を兼ねそなえた実
用に耐えうるものは未だ得られていない。
共役系重合体は、通常不純物をドープすると。
錯体が形成されて、絶縁体又は半導体から金属なみの電
気伝導度を持つよう゛になることが知られており、その
伝導機構は未だ解明されてはいないが。
機能性材料として期待され種々の材料について研究され
ている。
本発明においては、このようにドーパントを加えて得ら
れる共役系重合体の錯体を、以後パ重合錯体′″と称し
て説明する。
従来研究が行なわれてきた重合錯体には、アセチレン系
、パラフェニレン系、チオフェン系、ピロール系など種
々あるが、いずれも未だ十分な特性を示すものに至って
いない。
なかでも、アセチレン系については特に研究が盛んに行
なわれ、報告も数多くなされている。しかし5アセチレ
ン系は、ドーピングによって導電性は満足できるものと
なるが、機械的強度とか耐熱性がむしろ低下するものが
多く、安定性の点で問題がある。
一方重合錯体を生成するためのドーピング方法とし、で
、a)ガスにさらす方法b)ドーパントを含む液に浸す
方法C,) ffi気化学的方法など種々試みられてい
るう 電気化学的方法を応用した電解重合法は、単量体と電解
質を溶かした液に電流を通すと重合と同。
時に錯体が生成される方法であり1通電量を制御するこ
とによって膜厚を制御できるために、特に反応と同時に
膜を形成しやすいピロール系とチオフェン系等の複素環
式化合物には有利な方法とし。
て注目されている。
しかし、なからチオフェン系は、長期にわたるとドーパ
ントが抜けやすく、安定性に欠ける傾向である。この点
においてピロール系はチオフェン系に比べると、優れて
いるものである。
ピロール系重合錯体については、米国特許第3.574
,072号及び特開昭57−133.127の各明細書
にに、電解重合反応によってピロール系重合錯体を生成
することが示されている。
上記米国特許においては、アニオン電解質として四フッ
化ホウ素酸リチウム、リチウムバークロレート等を用い
てピロール類との間で錯体を生成しているが、得られた
錯体の安定性は十分とはいえず、且つ特に膜状にした場
合の引張り強度は5゜QQllp、s、i、以下であり
、電子材料として用いるものとしては満足できるもので
はない。
さら1;、上記公開公報では、電解質としてニトロ芳香
族化合物のテトラブチルアンモニウム塩を用い、電流密
度的10mA/a#でピロール系重合錯体を形成してい
るが、膜状にした場合のう1張り強度はやはり5,0O
np、s、i、以下であって十分なものではない。
月〕グ 本発明は、均質性が良く、特に膜状にした場合に引張り
強度が高いピロール系重合錯体の製造法を提供すること
を目的とする。
さらに本発明は、導電性が高く、安定性が優れたピロー
ル系重合錯体の製造法を提供することを目的とする。
I底 本発明者等は、この目的のために種々検討を重ねた結果
、特に重合錯体を構成するアニオン電解質の種類および
電解重合反応に供する電流密度が、所望のピロー、ル重
合錯体の提供に影響を与えることを見い出し、で、本発
明に至った。
すなわち本発明の構成は、ピロール又はその誘導体と未
置換又は置換芳香族アニオンのアルカリ金属塩とを、0
.3〜1.5n+A/cdの電流密度で電解重合させて
、ピロール又はその誘導体と未置換又は置換芳香族アニ
オンを主成分とする重合錯体を製造することからなるも
のである。
本発明の構成成分であるピロール又はその誘導体とし、
では特に限定されるものではないが、例えばピロールの
ほかに3,4−アルキル(炭素数;1〜4)ピロール、
3,4−7リールピロール、3(又は4)アルキル−4
(又は3)−アリールピロール(炭素数;l〜4)を挙
げることができる。
電解溶液中のピロール又はその誘導体の含有量は、0.
02〜1.00モルが好ましく、特に0.10〜0.3
0モルが効果的である。 0.02モル未満であると、
製膜効率がわるく、一方1.00モル以上であると、均
一な膜が得られにくい傾向がある。
さらに本発明の構成成分である未置換又は@換芳香族ア
ニオンとしては、種々使用できるが、水素あるいは低級
アルキル(C数:1〜3)、ニトロ又はシアンから選択
される同種又は異種の置換基の少なくとも1つで置換さ
れた芳香族スルホン酸又は同様に置換された芳香族カル
ボン酸のアニオンを使用することが好ましい。
本発明においては、重合錯体中に一種のみならず、必要
により二種以上のアニオンを含むようにしてもよい。従
って反応液にはアニオンのアルカリ金属塩を少なくとも
一種電解質として加える。
この金属カチオンとしては、Na、に、Liが好まし、
い。
電M?8液中の芳香族アニオン金属塩の含有量は、00
1〜0.2モルであることが好まし、い。0.01モル
未満であると、重合効率がわる<、0.2モル以上であ
ると、未溶解電解質が膜中に分散され、機械的強度が低
下しやすいので、好まし、くない。
本発明の製造法に用いる溶剤とし、では、水、メタノー
ル、7セトニトリル、ベンゾニトリル、プロピレンカー
ボネイト、γ−ブチルラクトン、ニトロベンゼン、ジオ
キサン、ジメチルホルムアミド、アセトン等の極性溶剤
を挙げることができる。反応性の点から言えば7セトニ
トリル、ベンゾニトリル、プロピレンカーボネイトが好
ましく、さらに水を用いないあるいは溶剤に水を含まな
い方が、より均質な重合錯体になり、引張り強度の高い
膜が得ら第1る傾向がある。
本発明のピロール系重合錯体は、上記のピロール系単量
体とアニオン金属塩を溶剤に溶かした液を、所定の電解
槽に入れた後、陽極酸化により電解重合反応させること
によって製造される。さらに必要な場合には、触媒など
の添加剤を加えてもよい。
電解槽およびその中に配置する電極の構成あるいは形状
には、特に制限はなく、電解技術分野で通常用いられる
ものが適用可能であり、例えば回転ディスク電極とか多
層構成電極なども使用でき、陽極と陰極をガラス、ポリ
マーなとでできた多孔質膜で隔離されたものも用いるこ
とができる。
電極を構成する材料としては1例えばAu、Pj、Ni
等の金属、これらの酸化物、SnO、InO、これらの
複合電極又はコーティング電極を挙げることができ、特
に金属酸化物を陽極に用いると、重合錯体の強い膜が得
られるので好ましい。
電解反応中に供する電流の151整は、本発明において
最も重要な点の一つであり、反応性9重合鎖体の均質性
、膜状の場合には強度又は膜厚などに影響を与える。こ
のような理由から本発明においては、電流密度を少なく
とも0.3〜1 、5mAの範囲になるように設定した
が、さらに0.6〜1 、5mAであることが好ましい
。0 、3n+A未満であると重合し、にくく且つ弱い
強度のものしか得られず、また1 、 5mA以上であ
るとやはり強度の弱いものになるので、好まし、くない
本発明においては、アニオン塩としてNa 、 Li又
はに等のアルカリ金属塩を用いているが、これらの塩を
含有させた電解液は安定で長期保存性が優ねているので
、反応の結果得られる重合錯体の収率は高く、特にNa
塩についてはこの傾向が顕著に表われる。
このようにし、で得られたピロール系重合錯体を構成す
るピロール系単体とアニオンとの結合状態については正
確には明らかでないが1本発明者等が分析した限りにお
いては、分子月を位でピロール系単体/アニオンが約3
71の割合で結合したものが、繰返し、並んで結合し2
ているものと考えられる。
なお、本発明で示し、たピロール系重合錯体のうち、前
記の文献に示されるもの以外は新規であり、本発明によ
り初めて開示するものである。
隻來 本発明のピロール系重合錯体の製造法によれば、重合反
応の効率が優れ、かつ重合錯体の収率が高くなるばかり
でなく、従来にない各種特性を有する重合錯体が得られ
る。この特性とは、導電性。
安定性については勿論、膜状に形成した場合の均質性が
良く、さらに引張り強度が10,0OOp、s、i、程
度になるので、種々の電子材料に応用可能なものである
以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明す
る。
実施例1 陽極としてネサガラス板(ITO,SnOとInOとの
複合合金)、陰極としてNi板を各々一枚づつ対向させ
て配置した電解槽内に、次の組成からなる電解用溶液を
入れた。
ピロール          (0,1モル)パラトル
エンスルホン酸N a  (0,05モル)アセトニト
リル この溶液に次の条件で陽極酸化反応を行なって、ネサガ
ラス板上に重合錯体の膜を生成した。
電流密度 1.0 mA/c+J :  印加電圧 3
.5v収量は、50n C,/L以上であった。
(1解液1リットル当り500クーロンの電荷量に相当
する重合錯体の量を意味する)生成し、た重合錯体膜の
性状を以下に示す。
膜厚 381tm;  均一性 5 ;安定性 0引張
り強度 10,500ρ91;電気伝導度 905/ 
am皿定1貞C以後の実施例及び比較例でも同じ)膜厚
    ;触針膜厚計による。
電気伝導度 :四端子法による。
引張り強度 :テンシロンUTM −II+ (東洋ボ
ールドウィン製)の幅II?111長さ3cT11間隔
でチャッキングする。
均一性   :目視で光沢の程度を測定する。
(後記の比較例1で得た膜の均一性を基準の性を基準の
ランク3とし、優れる る°′を4.′はるかに優れる″を5.劣る115 、
 II劣る″を2.″悪い″をlとし、た)安定性  
 :真空中80℃で一週間保存した後、電気伝導度の低
下が一桁未満を02−桁以上をΦとした。
実施例2 実施例1で用いた電解槽と同じものに、次の組成からな
る電解用溶液を入れた。
ピロール          (0,2モル)パラトル
エンスルホン酸N a  (0,05モル)プロピレン
カーボネイト この溶液に電流密度0.8 mA/cnfで低電流電界
の陽極酸化反応を行なって、ネサガラス板上に重合錯体
の膜を生成した。収量は、300Cル以上であった。
生成した重合錯体膜の性状を以下に示す。
膜厚 207zm;  均一性 5 ;安定性 0引張
り強度 11,0OOpsi  ;電気伝導度 37S
/ Cm実施例3 実施例1で用いた電解槽と同じものに5次の組成からな
る電解用溶液を入れた。
ピロール         (0,2モル)パラトルエ
ンスルホン酸N a  (0,04モル)ベンゾニトリ
ル この溶液に次の条件で陽極酸化反応を行なって。
ネサガラス板上に重合錯体の膜を生成した。
電流密度 n、Fi mA/i i  印加電圧 4.
OV収量は、 300 Cル以上であった。
生成した重合錯体膜の性状を以下に示す。
膜厚 167zm;  均一性 5 ;安定性 0引張
り強度 9,0n(IPSl  ;電気伝導度 20S
/cm実施例4 実施例1で用いた電解槽と同じものに1次の組成からな
る電解用溶液を入れた。
3.4メチルピロール     (0,1モル)パラト
ルエンスルホン酸N a  (0,116モ、ル)アセ
トニトリル この溶液に次の条件で陽極酸化反応を行なって。
ネサガラス板上に重合錯体の膜を生成した。
電流密度 11.8 mA/cJ H印加電圧 4.0
■収量は、300C八以上であった。
生成し、た重合錯体膜の性状を以下に示す。
膜厚 1871m丁  均一性 3.5;安定性 0引
張り強度 12.nnopsi ;電気伝導度 15S
/口実施例5 実施例1で用いた電解槽と同じものに1次の組成からな
る電解用溶液を入れた。
ピロール          (0,2モル)オルトト
ルエンスルホン酸N a  (0,01モル)アセl−
ニトリル この溶液に次の条件で陽極酸化反応を行なって、ネサガ
ラス板上に重合錯体の膜を生成し7た。
電流密度 1.1 mA/cd S  印加電圧 3,
5v収量は、 500 Cへ以上であった。
生成した重合錯体膜の性状を以下に示す。
膜厚 257zm;  均一性 4.5;安定性 O引
張り強度 10.n0flpsi  ;電気伝導度 4
0S/cm比較例1 実施例1で用いた電解槽と同じものに、次の組成からな
る電解用溶液を入れた。
ピロール          (0,2モル)テトラブ
チルアンモニウムパークロレイト(0,1モル) ニトロベンゼン この溶液に次の条件で陽極酸化反応を行なって。
不仲ガうス仮tzに重合錯体の膜を生成し、た5電流密
度 n、4 mA/rIIi:  印加電圧 4.Ov
収量は、 5fl C/L以下であった。
生成し、た重合錯体膜の性状を以下に示す。
膜厚 1811m;  均一性 3 ;安定性 ・引張
り強度 6.n(1(lpsi  ;電気伝導度 18
5/rm比較例2 実施例1で用いた電解槽と同しものに、次の組成からな
る電解用溶液を入れた。
ピロール          (0,2モル)リチウム
パークロレイト   (0,1モル)7セトニトリル この溶液に次の条件で陽極酸化反応を行なって、ネ廿ガ
う大板上に重合錯体の膜を生成した。
?fl 流密度 2.11 mA/cnt H印加電圧
4.0V収量は、5n Cル以上であった。
生成シ、た重合錯体膜の性状を以下に示す。
膜厚 2271m;  均一性 2 ;安定性 ・引張
り強度 3JI1111p、si ;電気伝導度 28
S/ cm比較例3 実施例1で用いた電解槽と同じものに、次の組成からな
る電解用溶液を入れた。
ピロール          (0,2モル)ニトロベ
ンゼンスルホンMN a  (n、01モル)7セ1−
二トリル この溶液に次の条件で陽極酸化反応を行なって、ネ廿ガ
ラス板上に重合tit体の膜を生成し、た、電流密度 
1nn、n mA/r4 ;  印加電圧 4n、OV
収量は、50Cル以上であった。
生成した重合錯体膜の性状を以下に示す。
膜厚 4n7zm;  均一性 3 ;安定性 ・引張
り強度 4.BooρSi;電気伝導度 3O3I n
特許出願人    株式会社リコー 吉野勝美

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ピロール又はその誘導体と未置換又は置換芳香族アニオ
    ンのアルカリ金属塩とを、0.3〜1.5mA/cm^
    2の電流密度で電解重合することを特徴とする、ピロー
    ル系重合錯体の製造法。
JP59207650A 1984-10-03 1984-10-03 ポリピロール系錯体フィルム及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH08848B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59207650A JPH08848B2 (ja) 1984-10-03 1984-10-03 ポリピロール系錯体フィルム及びその製造方法
US07/044,224 US4804568A (en) 1984-10-03 1987-04-30 Electromagnetic shielding material

Applications Claiming Priority (1)

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JP59207650A JPH08848B2 (ja) 1984-10-03 1984-10-03 ポリピロール系錯体フィルム及びその製造方法

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JPS6185434A true JPS6185434A (ja) 1986-05-01
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63102162A (ja) * 1986-10-17 1988-05-07 Showa Denko Kk 二次電池

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5923889A (ja) * 1982-07-14 1984-02-07 バスフ アクチェン ゲゼルシャフト ピロ−ルのフイルム状重合体の製法
JPS59226020A (ja) * 1983-05-25 1984-12-19 バスフ アクチェン ゲゼルシャフト ポリピロ−ルの製法

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