JPS6279221A - Method for producing conductive film-like pyrrole polymer - Google Patents

Method for producing conductive film-like pyrrole polymer

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JPS6279221A
JPS6279221A JP21911385A JP21911385A JPS6279221A JP S6279221 A JPS6279221 A JP S6279221A JP 21911385 A JP21911385 A JP 21911385A JP 21911385 A JP21911385 A JP 21911385A JP S6279221 A JPS6279221 A JP S6279221A
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JP
Japan
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film
pyrrole
conductive film
conductive
polymer
Prior art date
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JP21911385A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Takakubo
高窪 正明
Toshiyuki Osawa
利幸 大澤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は導電性フィルム状ビO−ル重合物の製造方法に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a method for producing a conductive film-like beer polymer.

1従来技術] クールベ、マンJ3よびクールベの報文[J、Poly
m、Sci、 : Polym、Chem、Ed、(ジ
ャーナル・オブ・ポリマー・サイエンス:ポリマー・ケ
ミストリイ・エディジョン)20巻、 1089−10
95頁。
1 Prior Art] Courbet, Mann J3 and Courbet Report [J, Poly
m, Sci: Polym, Chem, Ed, (Journal of Polymer Science: Polymer Chemistry Edition) Volume 20, 1089-10
95 pages.

1982年」によれば、ピロールを過硫酸カリウムの存
在下に水溶液中で重合させることができると報告されて
いる。そこでは、得られる重合物は粉末状である。また
、公開特許公報昭59−226020号明細書には芳香
族スルフォン酸類の存在下で水性有機溶媒中で電気化学
的にピロールを重合する方法が記載されている。そこで
は少くとも50千3%の水が有機溶媒中に加えられてい
る。一般に、工学的には経済性、安全性の面から見て有
機溶媒より水を使用した方がよい。
(1982) reported that pyrrole can be polymerized in aqueous solution in the presence of potassium persulfate. There, the resulting polymer is in powder form. Furthermore, Japanese Patent Publication No. 1982-226020 describes a method of electrochemically polymerizing pyrrole in an aqueous organic solvent in the presence of aromatic sulfonic acids. There, at least 50,03% water is added to the organic solvent. Generally, from an engineering standpoint, it is better to use water than organic solvents from the viewpoint of economy and safety.

さらに、ジンガーおよびミラーの報文rJ、An。In addition, the Singer and Miller paper rJ, An.

Chew、 Soc、(ジャーナル・オブ・アメリカン
・ケミカル・ソサイアティ)106巻、 6861−6
863頁。
Chew, Soc, (Journal of the American Chemical Society) Volume 106, 6861-6
863 pages.

1984年」によれば、導電性塩としてフェリシアンイ
オン(Fc  (CN)   )を用いてピロールを水
溶液中で陽極酸化することによってポリピ1コールを得
ている。
1984, polypylicol was obtained by anodizing pyrrole in an aqueous solution using ferricyanide ions (Fc (CN) ) as a conductive salt.

このようにピロール重合物を得るための幾つかの技術が
存在するが、現在のところ、陽極から容易に剥離可能で
■つ自己支持性のあるフィルムを得るには至っていない
Although there are several techniques for obtaining pyrrole polymers as described above, it has not yet been possible to obtain a self-supporting film that is easily peelable from the anode.

[目 的] 本発明は上記現状に鑑みてなされたものであって、緻密
で実用に十分耐える力学的強度を有するフィルム状1!
電性巾合物を製造する方法を提供することを目的どする
[Purpose] The present invention has been made in view of the above-mentioned current situation, and provides a film-like film that is dense and has sufficient mechanical strength for practical use.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electrically conductive cloth.

[構 成] 本発明は、8B電性塩として、遷移金属B陰イオンの酸
化還元カップルのう#5酸化数のより高い陰イオンの塩
を使用し、水溶液中で電気化学的に、好ましくは平面状
陽極上でボリビO−ルをフィルム状に¥J造することを
特徴とするものである。
[Structure] The present invention uses a salt of an anion having a higher oxidation number #5 of a redox couple of a transition metal B anion as an 8B electrolytic salt, and electrochemically, preferably in an aqueous solution. This method is characterized by forming a film of Volivil oil on a flat anode.

導電性塩は、水溶液中での電気化合物重合の際電荷担体
として働(のみならず、得られる重合物中にもドープさ
れ、重合物の性質、特に電気的および力学的性状に影響
を及ぼす。導電性ポリピロールの電気伝導n構は通常「
FIJ接する2本のポリピロール鏡開での電荷担体のホ
ッピングがポリピロール膜の電気伝i1度を支配する」
というホッピングモデルによって説明される。このポツ
ピングモデルにλ(づくと、導電性塩も電子を授受する
機能、すなわら耐化還元カップルとしての橢能を有する
と電気伝導を容易にする作用が生じると考えられる。
Conductive salts act as charge carriers during the polymerization of electrical compounds in aqueous solutions (as well as being doped into the resulting polymers, influencing the properties of the polymers, in particular their electrical and mechanical properties). The electrical conductivity n structure of conductive polypyrrole is usually “
The hopping of charge carriers between the two polypyrrole mirrors in contact with the FIJ controls the electrical conductivity of the polypyrrole film.
This is explained by the hopping model. According to this popping model, if a conductive salt also has the function of giving and receiving electrons, that is, has the ability to act as a resistance-reducing couple, it is thought to have the effect of facilitating electrical conduction.

本発明者は、酸化還元カップルとして遷移金属錯イオン
、しかも酸化数のより高い陰イオンからなる該釦イオン
の存在下で、ピロール類を水溶液中で、電気化学的に酸
化し重合することにより、水溶液中においても、電極か
ら容易に剥離可能で且つ自己支持性のあるフィルム状重
合物が得られることを見出し、本発明に到達した。
The present inventor electrochemically oxidizes and polymerizes pyrroles in an aqueous solution in the presence of a transition metal complex ion as a redox couple and a button ion consisting of an anion with a higher oxidation number. The present invention was achieved by discovering that even in an aqueous solution, a film-like polymer that can be easily peeled from an electrode and has self-supporting properties can be obtained.

本発明で用いられる遷移金属錯陰イオンとしては、コバ
ルト(III)Iiイオンおよびり〔1−ム(III 
> 83陰イオン等が挙げられる。その代表例として、
Go  (edta) −、CO(pdta) +、G
o <cydta ) −、Co (dtpa) 2−
1Cr  (ox)   、Cr  (edta)  
(ト120)−をあげることができる。
The transition metal complex anions used in the present invention include cobalt(III)Ii ions and [1-me(III)
>83 anions and the like. As a representative example,
Go (edta) −, CO (pdta) +, G
o <cydta) −, Co (dtpa) 2−
1Cr (ox), Cr (edta)
(G120) - can be mentioned.

本発明に用いられる導電性塩の濃度は溶tS1吏当り一
般に0.001〜1モル、好ましくは0.05〜0.2
モルである。また、このill性塩のための陽イオンと
してはアルカリ金属陽イオン、好ましくはK” 、Na
+が用いられる。
The concentration of the conductive salt used in the present invention is generally 0.001 to 1 mol, preferably 0.05 to 0.2 mol per mol of tS.
It is a mole. Cations for this illuminating salt include alkali metal cations, preferably K", Na
+ is used.

本発明において七ツマ−としては、未置換ピロール単独
の使用が好ましい。しかし他のごロール類との混合物も
用いられる。コモノマーとなりつる他のピロール類とし
ては炭素原子に置換基を有するピロール類特にモノアル
キル−、ジアルキル−、モノハロゲン−又はジハロゲン
置換ピロールがあげられる。置換ビ[l−ルの例は、3
.4−ジアルキルピロール、特にアルキル基中に1〜4
個の炭素原子を有7るもの、例えば3,4−ジメブルピ
ロール及び3.4−ジエブルピロール、ならびに3.4
−ジハロゲンピロール例えば3,4−ジクロルビ【」−
ルである。これらコモノマーはモノマー全体の1〜25
Φ吊%のMで用いられる。また七ツマーQ度は、溶媒1
斐当り一般に0.001〜05モルクfましくは0,0
1〜0.2モルである。
In the present invention, it is preferable to use unsubstituted pyrrole alone as the hexamer. However, mixtures with other rolls may also be used. Other pyrroles which can serve as comonomers include pyrroles having substituents on carbon atoms, in particular monoalkyl-, dialkyl-, monohalogen- or dihalogen-substituted pyrroles. An example of a replacement beer is 3
.. 4-dialkylpyrrole, especially 1-4 in the alkyl group
7 carbon atoms, such as 3,4-dimebrupyrrole and 3,4-dimebrupyrrole, and 3.4
-dihalogenpyrrole e.g. 3,4-dichlorbi[''-
It is le. These comonomers are 1 to 25 of the total monomers.
Used in M of Φ hanging %. In addition, the 7-mer Q degree is the solvent 1
Generally 0.001 to 0.05 molk per hour or 0.0
It is 1 to 0.2 mol.

本発明方法は、通常の電解槽または電解装置内で実施で
きる。陽極と陰極とを隔てる隔膜を用いてもあるいは用
いなくともよい。正確な電位を規定するために基準電極
を備えた電解装置も使用できる。電極は普通の不活性な
電極材料からなるもので良く、特に貴金属たとえば白金
あるいは電気伝導性の付与されたネサガラスからなるも
のであって良い。
The method of the invention can be carried out in a conventional electrolytic cell or electrolyzer. A diaphragm separating the anode and cathode may or may not be used. Electrolyzers with reference electrodes can also be used to define accurate potentials. The electrodes may be made of common inert electrode materials, in particular noble metals such as platinum or electrically conductive Nesa glass.

本発明方法は通常室温で実施される。しかし、その反応
温度は、用いる反応溶液の凝固点と沸点との間で変動さ
せることができる。一般に反応温度は+10〜4−30
℃が特に好ましい。
The method of the invention is normally carried out at room temperature. However, the reaction temperature can be varied between the freezing point and boiling point of the reaction solution used. Generally reaction temperature is +10~4-30
C is particularly preferred.

本発明の電気化学的重合反応で陽極と陰極との間に与え
る°七位差は6■以下好ましくは3.0V以下である。
In the electrochemical polymerization reaction of the present invention, the degree difference between the anode and the cathode is 6 or less, preferably 3.0V or less.

この重合反応は定電流法、低電位法、あるいは定電圧法
等任意の方法で行うことができる。
This polymerization reaction can be carried out by any method such as a constant current method, a low potential method, or a constant voltage method.

反応「5間は特に、適用する導電性塩、反応条件ならび
に特に希望するフィルムの厚さに依存する。
The reaction time depends in particular on the conductive salt applied, the reaction conditions and especially on the desired film thickness.

通常その時間は1時間ないし数時間の範囲である。Usually the time ranges from one hour to several hours.

膜の厚さは重合時間と共に増加し、たとえば3時間重合
を行うと通常50〜60μmになる。これらの値は膜厚
の上限を与えるものひはない。
The thickness of the film increases with polymerization time, for example, typically 50-60 μm after 3 hours of polymerization. These values do not provide an upper limit to the film thickness.

反応終了後、陽極に析出したポリピロールは、未反応物
を除去するため水により洗浄する。この際に陽(框から
容易に剥離できる。(すられたフィルムを常温常圧で乾
燥する。かくして得られたフィルムは自己、支持性であ
り、良好な力学的性質ならびに良好に形成された表面を
有する。さらには、高い電気伝導性を示し、一般に56
cIm−1以上の電気伝導度を示す。
After the reaction is completed, the polypyrrole deposited on the anode is washed with water to remove unreacted substances. At this time, it can be easily peeled off from the frame (the rubbed film is dried at normal temperature and pressure. The film thus obtained is self-supporting, has good mechanical properties and a well-formed surface. Furthermore, it exhibits high electrical conductivity and generally has 56
Shows electrical conductivity of cIm-1 or higher.

本発明方法によって得られるフィルムは、多くの利用目
的、たとえば電子工学上の部品、電気開閏器、特殊電極
材料、遮蔽材料または太陽電池に使用することが可能で
ある。
The films obtained by the method of the invention can be used in many applications, such as electronic components, electrical openers, special electrode materials, shielding materials or solar cells.

つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

[実施VA] 実施例 1〜2 あらかじめ常法で合成した第1表に記載の導電性塩0.
1モルとピロール0.061−ルとを、100dの水を
加えた200dのビーカー中で撹拌しながら溶解ざけた
。この溶液に陽極として3 cm X 3備×0.1c
、のネ1ナノ巧ス(8501−1)と陰極として3ct
rx X 3 cm x O,05czのNl板と基準
電極として鍛〜塩化I!電極とを浸漬し、ネサガラスと
N1根とを夫々銅線でポテンシオスタットの正極と負極
とに接続した。正極の電位が基準電極より+ 1.4V
高くなるように設定し、180分間電流を通じ室温で電
気化学的重合を行った。反応終了後陽極に生成したポリ
ピロールを剥離し水洗した後室温常圧で乾燥した。この
ようにして平滑で均質な表面を有する安定なフィルムが
得られた。四端子法で測定した電気伝導度を第1表の最
終列に示す。
[Implementation VA] Examples 1 to 2 The conductive salts listed in Table 1 were synthesized in advance by a conventional method.
1 mol of pyrrole and 0.061 mol of pyrrole were dissolved with stirring in a 200 d beaker to which 100 d of water was added. Add 3cm x 3 x 0.1c as an anode to this solution.
, 1 nanometer (8501-1) and 3ct as the cathode
rx x 3 cm x O,05cz Nl plate and forged ~ chloride I as a reference electrode! The electrodes were immersed, and the Nesaglass and N1 roots were connected to the positive and negative electrodes of the potentiostat with copper wires, respectively. The potential of the positive electrode is +1.4V from the reference electrode.
The electrochemical polymerization was carried out at room temperature with the current set at 100 mA and current was applied for 180 min. After the reaction was completed, the polypyrrole formed on the anode was peeled off, washed with water, and then dried at room temperature and normal pressure. A stable film with a smooth, homogeneous surface was thus obtained. The electrical conductivity measured by the four-terminal method is shown in the last column of Table 1.

第   1    表 実施例 3〜4 第2表に記載の導電性塩を用いる他は全く同じ条件で実
施例1〜2をくり返すことにより、同様にすぐれたフィ
ルムが得られた。フィルムの電気伝導度は同表最終列に
示しである。
Table 1 Examples 3-4 By repeating Examples 1-2 under exactly the same conditions except for using the conductive salts listed in Table 2, similarly excellent films were obtained. The electrical conductivity of the film is shown in the last column of the same table.

第    2    表 [効 果] 本発明方法によれば、ポリピロールフィルムを任nの大
きさで簡単に反復して製造することが可能であり、その
際得られるフィルム状重合物は陽極から容易に剥離でき
、かつ自己支持性を有し安定であると共に、高い電気伝
導性を示づ。このフィルムは多方面の用途に利用ぐきる
可能性を有している。
Table 2 [Effects] According to the method of the present invention, it is possible to easily and repeatedly produce polypyrrole films of any size, and the film-like polymer obtained at this time can be easily peeled off from the anode. It is self-supporting, stable, and exhibits high electrical conductivity. This film has the potential to be used in many different applications.

手続補正書 昭和60年11月27日 特許庁長官  宇 賀 道 部  殿 l、事件の表示 昭和60年特許願第219113号 2、発明の名称 導電性フィルム状ピロール重合物の製造方法3、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住所  東京都大田区中馬込1丁目3番6号名称  株
式会社 リ コ − 4、代理人 5、補正命令の日付 (自発) Z補正の内容 1)第6頁第13行の「化合物」を「化学的」と補正し
ます。
Procedural amendment November 27, 1985 Michibe Uga, Commissioner of the Patent Office, Case description 1985 Patent Application No. 219113 2 Title of invention Process for producing conductive film-like pyrrole polymer 3 Amendment Patent applicant address: 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Name: Ricoh Co., Ltd. 4, Agent 5, Date of amendment order (voluntary) Contents of Z amendment 1) Page 6 Correct "compound" in line 13 to "chemical".

2)第6頁第9〜10行の「一般に・・・・・・好まし
い。」を削除します。
2) Delete "Generally preferred." from lines 9 to 10 on page 6.

3)第6頁第16行の「低電位」を「定電位」と補正し
ます。
3) Correct "low potential" in line 16 of page 6 to "constant potential".

4)第8頁第3行の[85Ωcrn−’Jを「100Ω
crn−2」と補正します。
4) Change [85Ωcrn-'J in the third line of page 8 to “100Ω
crn-2”.

5)第8頁第1表中のrs−−’Jを「5cyn−’ 
J  と補正します。
5) Replace rs--'J in Table 1 on page 8 with "5cyn-'
Correct it with J.

6)第9頁第2表中のr 5cJn−I Jを[5cr
n−’ J  と補正します。
6) Change r 5cJn-I J in Table 2 on page 9 to [5cr
Correct it as n-' J.

以上that's all

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  遷移金属錯陰イオンの酸化還元カップルのうち酸化数
のより高い陰イオンからなる導電性塩の存在下で、ピロ
ール類を水溶液中で陽極酸化し重合することを特徴とす
る、導電性フィルム状ピロール重合物の製造方法。
A conductive film of pyrrole, which is characterized by anodizing and polymerizing pyrrole in an aqueous solution in the presence of a conductive salt consisting of an anion with a higher oxidation number among the redox couple of transition metal complex anions. Method for producing polymers.
JP21911385A 1985-10-03 1985-10-03 Method for producing conductive film-like pyrrole polymer Pending JPS6279221A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21911385A JPS6279221A (en) 1985-10-03 1985-10-03 Method for producing conductive film-like pyrrole polymer
US06/915,000 US4818646A (en) 1985-10-03 1986-10-03 Polypyrrole film and method of producing the same

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6088036A (en) * 1983-10-21 1985-05-17 Agency Of Ind Science & Technol Production of electroconductive polypyrrole

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6088036A (en) * 1983-10-21 1985-05-17 Agency Of Ind Science & Technol Production of electroconductive polypyrrole

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