CN102876201A - 电子组件、导电高分子组合物以及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种电子组件、导电高分子组合物以及其制备方法。其中该电子组件，包含：一基底；以及形成于该基底之上的一导电涂层，其中该导电涂层是由一导电高分子组合物涂布于该基底上所形成，其中该导电高分子组合物包含：一有机聚合物，其中该有机聚合物具有通式(I)所示的重复单元
通式(I)其中，X1和X2独立地为O或S，Y为C1-4烷撑基或C2-4亚烷基，R1可以是H或C1-18烷基、C5-12环烷基或芳香基；一聚苯乙烯磺酸；以及一磺酸化木质素。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子组件、导电高分子组合物以及其制备方法，特别涉及一种具有较佳电性的电子组件、导电高分子组合物以及其制备方法。
背景技术
导电高分子(例如：聚苯胺(polyaniline)、聚吡咯(polypyrrole)或聚噻吩(polythiophene)由于同时具有导电性和可涂布性，因此可广泛应用于抗静电涂布、电解电容器、太阳能电池和发光显示器等领域。聚3，4-乙烯二氧噻吩(poly-3，4-ethylenedioxythiophene，PEDOT)是目前导电高分子中电导率表现最好的导电高分子之一。由于它的高电导率、高热稳定性和在薄膜时呈现透明等特性，使得聚3，4-乙烯二氧噻吩被视为最有潜力的导电高分子。
在聚3，4-乙烯二氧噻吩的制备中，一般会加入磺酸化分子掺杂剂，以增加其分散性，而掺杂剂可分为小分子掺杂剂与高分子掺杂剂。小分子掺杂剂如：苯磺酸、对甲苯磺酸、萘磺酸等。高分子掺杂剂如：聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸等。以聚苯乙烯磺酸为例，德国拜耳公司(Bayer)首先于1991年将聚苯乙烯磺酸掺杂于聚3，4-乙烯二氧噻吩中。聚苯乙烯磺酸在此导电高分子中有两种作用：一种作用是作为电荷平衡的掺杂剂，另一种作用则是帮助聚3，4-乙烯二氧噻吩分散。拜耳公司开发的聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸可提升聚3，4-乙烯二氧噻吩的分散性，增加其加工性。然而，若将聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸作为固态电解电容器的电极，所得到的固态电解电容器的电容值偏低，无法制备出具有高电容量的电容器。
基于上述，开发出新颖的导电高分子组合物来解决现有技术所遇到的问题，是目前导电高分子技术研究的重要课题。
发明内容
本发明提出一种导电高分子组合物，包含：一有机聚合物，其中该有机聚合物具有通式(I)所示的重复单元
其中，X1和X2独立地为O或S，Y为C1-4烷撑基或C2-4亚烷基，R1可以是H或C1-18烷基、C5-12环烷基或芳香基；一聚苯乙烯磺酸；以及一磺酸化木质素。
本发明还提出一种上述导电高分子组合物的制备方法，包括以下步骤：在一磺酸化木质素、一聚苯乙烯磺酸、水和一氧化剂的存在下对一单体进行一聚合反应，其中该单体具有通式(II)所示结构
其中，X1和X2独立地为O或S，Y为C1-4烷撑基或C2-4亚烷基，R1可以是H或C1-18烷基、C5-12环烷基或芳香基；以及，进行一纯化步骤，以移除该氧化剂(可进一步移除未反应的单体或者该单体的二聚体、该单体的三聚体或该单体的寡聚体)，得到该导电高分子组合物。
根据本发明一实施例，本发明还提供一种电子组件，可包含一基底；以及，形成于该基底之上的一导电涂层，其中该导电涂层是由上述导电高分子组合物涂布于该基底上所形成。根据本发明其它实施例，该电子组件可包括抗静电涂膜、电解电容器、太阳能电池或发光显示器。
以下通过数个实施例和比较实施例，以更进一步地说明本发明的方法、特征和优点，但并非用来限制本发明的范围，本发明的范围应以权利要求书为准。
附图说明
图1为本发明一实施例所述的电解电容器10其剖面结构示意图。
主要组件符号说明
10电解电容器；
12第一金属电极；
14金属氧化物层；
16导电涂层；
18第二金属电极；以及
20凹槽。
具体实施方式
本发明公开了一种导电高分子组合物、其制备方法以及其应用。该导电高分子组合物的特征在于，利用磺酸化木质素和聚苯乙烯磺酸作为导电高分子的掺杂物，除了有助于促进导电高分子组合物的电荷平衡和噻吩高分子的分散以外，该导电高分子组合物还非常适合应用于固态电解电容器，进而提升电容值。
本发明所述的导电高分子组合物，可包含一有机聚合物、一聚苯乙烯磺酸、以及一磺酸化木质素。根据本发明一实施例，该有机聚合物具有通式(I)所示的重复单元
其中，X1和X2独立地为O或S，Y为C1-4烷撑基或C2-4亚烷基，R1可以是H或C1-18烷基、C5-12环烷基或芳香基。根据本发明其它实施例，Y可为甲撑基(methylene group)、亚乙基(ethylidene group)、亚丙基(propylidene group)、或亚丁基(butylidene group)。该磺酸化木质素，是指木材经过处理(例如硝酸或碱)除去包被物质(incrustingsubstance)所分离的木质素，再以亚硫酸盐进行磺酸化所得到的磺酸化木质素。根据本发明一实施例，所使用的磺酸化木质素的重量平均分子量为1,000-1,000,000(例如2,000-25,000、2,500-20,000或5,000-15,000)，且该磺酸化木质素的硫含量为1-20％。本发明所述的导电高分子组合物中，聚苯乙烯磺酸与有机聚合物的重量比值可为0.6-13，而该磺酸化木质素有机聚合物的重量比值可为0.1-17。
根据本发明某些实施例，本发所述的导电高分子组合物的制备方法可包括以下步骤：在磺酸化木质素、聚苯乙烯磺酸、水(或进一步包含其它水溶性溶剂(例如：甲醇、乙醇、乙二醇、丙酮、四氢呋喃或其混合溶剂))和氧化剂的存在下对一单体进行一聚合反应，将该单体合成为一有机聚合物，其中该单体具有通式(II)所示结构
其中，X1和X2独立地为O或S，Y为C1-4烷撑基或C2-4亚烷基，R1可以是H或C1-18烷基、C5-12环烷基或芳香基。接着，对所得到的反应液进行一纯化步骤，以移除该氧化剂、未反应的单体、该单体的二聚体、该单体的三聚体或该单体的寡聚体，得到该导电高分子组合物。该单体与该磺酸化木质素和聚苯乙烯磺酸总和的当量比可为1∶0.5-1∶10，而该单体与该氧化剂的当量比例可为1∶0.5-1∶5。而该聚合反应的温度为-5至70℃。所使用的氧化剂可为过硫酸盐(例如过硫酸钠、过硫酸钾、或过硫酸铵)、三价铁盐(例如对甲苯磺酸铁(III)、硫酸铁(III)、氯化铁(III)、或硝酸铁(III))、二价铜盐(例如对甲苯磺酸铜)或其组合(例如过硫酸钠与对甲苯磺酸铁(III)混合、或过硫酸铵与硫酸铁(III)的混合)。纯化步骤可包括离子交换树脂、离心法、透析法、超过滤、过滤，或者通过以上方式的组合而进行。此外，进行聚合反应时可同时实施一分散制造方法，例如以传统搅拌、乳化机、均质机、超声波或高压均质机来进行。
此外，本案还提供一种电子组件，包含：一基底；以及形成于该基底之上的一导电涂层，其中该导电涂层是由本发明所述的导电高分子组合物涂布于该基底上所形成。该电子组件包括抗静电涂膜、电解电容器、太阳能电池或发光显示器。举例来说，请参照图1，该电子组件可为一电解电容器10，且该基底可为一金属氧化物层14。该电解电容器10具有一第一金属电极(例如铝)12，其上形成有该金属氧化物层14(例如氧化铝(Al2O3))，而该金属氧化物层14可包含多个凹槽20。其中，该金属氧化物层14可为对该金属电极12进行一氧化制造方法而得到。此外，该导电涂层16(由本发明所述的导电高分子组合物经涂布而得到)可形成于该金属氧化物层14之上，并填入该多个凹槽20；以及，一第二金属电极(例如铝)18配置于该导电涂层16之上。
为了让本发明的上述的和其它的目的、特征和优点能够更加显而易见，下文特别地列举了数个实施例和比较实施例，以说明本发明所述的导电高分子组合物、其制法和包含该导电高分子组合物的电子装置。
实施例1
取3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)14.2g(0.1mol)，并加入1362.25mL去离子水、聚苯乙烯磺酸(PSS)102.24g)0.1mol，分子量约为75,000，18％水溶液)、以及12.07g磺酸化木质素(产品编号为BG-NH4，由Borregaard制造销售，其磺酸形式为SO3NH4，重量平均分子量为23281，硫含量为5.19％)。接着，将上述溶液在20℃下均匀搅拌，并将氮气通入溶液中，持续搅拌至少0.5小时。向此溶液中加入过硫酸铵18.247g(0.08mol)以及硫酸铁0.568g(0.002mol)，在20℃下反应16小时。
反应后的溶液以透析膜(MWCO：12,000-14,000)进行透析纯化，以除去未反应的单体、二聚体、三聚体、寡聚体以及氧化剂。纯化后的溶液再经均质机处理。得到导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(1)。
接着，取三颗电容元件，并将其浸没于上述得到的导电高分子组合物溶液(1)5分钟。取出后在110℃下烘干60分钟。所得到的电容元件分别以电容电阻电感测试器(Agilent 4263B)进行测量(测量条件：电压1000mV，频率120Hz)，测量结果请参照表1所示。
实施例2
以实施例1所述的制备导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(1)的步骤进行，除了将磺酸化木质素由BG-NH4改为BG-Ca(由Borregaard制造销售，其磺酸形式为SO3Ca，重量平均分子量为13647，硫含量为4.66％)，得到导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(2)。
取三颗电容元件，并将其浸没于上述得到的导电高分子组合物溶液(2)5分钟。取出后在110℃下烘干60分钟。所得到的电容元件分别以电容电阻电感测试器(Agilent 4263B)进行测量(测量条件：电压1000mV、频率120Hz)，测量结果请参照表1所示。
实施例3
以实施例1所述的制备导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(1)的步骤进行，除了将磺酸化木质素由BG-NH4改为BG-Na(由Borregaard制造销售，其磺酸形式为SO3Na，重量平均分子量为12151，硫含量为4.70％)，得到导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(3)。
取三颗电容元件，并将其浸没于上述得到的导电高分子组合物溶液(3)5分钟。取出后在110℃下烘干60分钟。所得到的电容元件分别以电容电阻电感测试器(Agilent 4263B)进行测量(测量条件：电压1000mV，频率120Hz)，测量结果请参照表1所示。
实施例4
以实施例1所述的制备导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(1)的步骤进行，除了将磺酸化木质素由BG-NH4改为MCL-H(由ITRI制造，其磺酸形式为SO3H，重量平均分子量为2071，硫含量为6.12％，该磺酸化木质素MCL-H的制作方式为：取木质素100重量份，加入30重量份的Na2SO3、以及100重量份的1N NaOH并置于高压反应器(autoclave)，在150℃下反应4小时。反应完成后加入20重量份硫酸，并以离子交换树脂移除溶液中的离子)，得到导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(4)。
取三颗电容元件，并将其浸没于上述得到的导电高分子组合物溶液(4)5分钟。取出后在110℃下烘干60分钟。所得到的电容元件分别以电容电阻电感测试器(Agilent 4263B)进行测量(测量条件：电压1000mV、频率120Hz)，测量结果请参照表1所示。
实施例5
以实施例4所述的制备导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(4)的步骤进行，除了将磺酸化木质素由12.07g改为1.207g，得到导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(5)。
取三颗电容元件(电容元件取自电容厂，包含阳极电蚀铝箔、隔离纸以及阴极铝箔，阳极铝箔与阴极铝箔分别各有一支导针连接，以作为导电用)，并将其浸没于上述得到的导电高分子组合物溶液(5)5分钟。取出后在110℃下烘干60分钟。所得到的电容元件分别以电容电阻电感测试器(Agilent 4263B)进行测量(测量条件：电压1000mV，频率120Hz)，测量结果请参照表1所示。
实施例6
以实施例4所述的制备导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(4)的步骤进行，除了将磺酸化木质素由12.07g改为60g，得到导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(6)。
取三颗电容元件，并将其浸没于上述得到的导电高分子组合物溶液(6)5分钟。取出后在110℃下烘干60分钟。所得到的电容元件分别以电容电阻电感测试器(Agilent 4263B)进行测量(测量条件：电压1000mV，频率120Hz)，测量结果请参照表1所示。
实施例7
以实施例4所述的制备导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(4)的步骤进行，除了将磺酸化木质素由12.07g改为120g，得到导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(7)。
取三颗电容元件，并将其浸没于上述得到的导电高分子组合物溶液(7)5分钟。取出后在110℃下烘干60分钟。所得到的电容元件分别以电容电阻电感测试器(Agilent 4263B)进行测量(测量条件：电压1000mV，频率120Hz)，测量结果请参照表1所示。
实施例8
以实施例4所述的制备导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(4)的步骤进行，除了将磺酸化木质素由12.07g改为240g，得到导电高分子组合物(PEDOT-PSS-LGN)溶液(8)。
取三颗电容元件，并将其浸没于上述得到的导电高分子组合物溶液(8)5分钟。取出后在110℃下烘干60分钟。所得到的电容元件分别以电容电阻电感测试器(Agilent 4263B)进行测量(测量条件：电压1000mV，频率120Hz)，测量结果请参照表1所示。
比较例1
取3，4-乙烯二氧噻吩14.2g(0.1mol)，并加入2200mL去离子水、聚苯乙烯磺酸36.7g(0.2mol，分子量约为75,000)，此溶液在20℃下均匀搅拌，并将氮气通入溶液中，持续搅拌至少0.5小时。向此溶液中加入过硫酸铵22.8g(0.1mol)以及硫酸铁2g(0.005mol)，在20℃下反应16小时。
反应后的溶液以透析膜(MWCO：12,000-14,000)进行透析纯化，以除去未反应的单体、二聚体、三聚体、寡聚体以及氧化剂。纯化后的溶液再经均质机处理，得到导电高分子组合物(PEDOT-PSS)溶液(9)。
取三颗电容元件，并将其浸没于上述得到的导电高分子组合物溶液(9)5分钟。取出后在110℃下烘干60分钟。所得到的电容元件分别以电容电阻电感测试器(Agilent 4263B)进行测量(测量条件：电压1000mV、频率120Hz)，测量结果请参照表1所示。
表1
由表1可知，由本发明所述的导电高分子组合物(包含磺酸化木质素和聚苯乙烯磺酸)溶液(1)-(8)所制备得到的电容元件其电容值为由比较例所得到的导电高分子组合物(PEDOT-PSS)溶液(9)制作得到的电容元件的电容值(介于0.17-0.22μF)的两倍以上(本发明实施例6所得到的电容元件甚至可达15-17倍)。
综合上述，由于使用磺酸化木质素和聚苯乙烯磺酸作为导电高分子的掺杂物，本发明所述的导电高分子组合物除了有助于促进导电高分子组合物的电荷平衡和噻吩高分子的分散以外，该导电高分子组合物还非常适合应用于固态电解电容器，进而提升电容值。
虽然本发明已通过较优的实施例如上所述地公开，然而其并非用来限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的实质和范围内，应当可作一定的变化和修改，因此本发明的保护范围应以权利要求书的限定为准。
Claims (22)
1.一种电子组件，包含：
一基底；以及
一形成于该基底之上的导电涂层，其中该导电涂层是由一导电高分子组合物涂布于该基底上所形成，其中该导电高分子组合物包含：
一有机聚合物，其中该有机聚合物具有通式(I)所示的重复单元
其中，X1和X2独立地为O或S，Y为C1-4烷撑基或C2-4亚烷基，R1可以是H或C1-18烷基、C5-12环烷基或芳香基；
一聚苯乙烯磺酸；以及
一磺酸化木质素。
2.根据权利要求1所述的电子组件，其中Y为甲撑基、亚乙基、亚丙基或亚丁基。
3.根据权利要求1所述的电子组件，其中该聚苯乙烯磺酸与该有机聚合物的重量比值为0.6-13。
4.根据权利要求1所述的电子组件，其中该磺酸化木质素与该有机聚合物的重量比值为0.1-17。
5.根据权利要求1所述的电子组件，其中该磺酸化木质素的重量平均分子量为1,000-1,000,000。
6.根据权利要求1所述的电子组件，其中该磺酸化木质素的硫含量为1-20％。
7.根据权利要求1所述的电子组件，其中该电子组件包括抗静电涂膜、电解电容器、太阳能电池或发光显示器。
8.根据权利要求1所述的电子组件，其中该电子组件为电解电容器，且该基底为一金属氧化物层。
9.一种导电高分子组合物，包含：
一有机聚合物，其中该有机聚合物具有通式(I)所示的重复单元
其中，X1和X2独立地为O或S，Y为C1-4烷撑基或C2-4亚烷基，R1可以是H或C1-18烷基、C5-12环烷基或芳香基；
一聚苯乙烯磺酸；以及
一磺酸化木质素。
10.根据权利要求9所述的导电高分子组合物，其中Y为甲撑基、亚乙基、亚丙基或亚丁基。
11.根据权利要求9所述的导电高分子组合物，其中该聚苯乙烯磺酸与该有机聚合物的重量比值为0.6-13。
12.根据权利要求9所述的导电高分子组合物，其中该磺酸化木质素与该有机聚合物的重量比值为0.1-17。
13.根据权利要求9所述的导电高分子组合物，其中该磺酸化木质素的重量平均分子量为1,000-1,000,000。
14.根据权利要求9所述的导电高分子组合物，其中该磺酸化木质素的硫含量为1-20％。
15.一种导电高分子组合物的制备方法，包括：
在一磺酸化木质素、一聚苯乙烯磺酸、水和一氧化剂的存在下对一单体进行一聚合反应，其中该单体具有通式(II)所示结构
通式(II)
其中，X1和X2独立地为O或S，Y为C1-4烷撑基或C2-4亚烷基，R1可以是H或C1-18烷基、C5-12环烷基或芳香基；以及
进行一纯化步骤，以移除该氧化剂，得到该导电高分子组合物。
16.根据权利要求15所述的导电高分子组合物的制备方法，其中Y为甲撑基、亚乙基、亚丙基或亚丁基。
17.根据权利要求15所述的导电高分子组合物的制备方法，其中该磺酸化木质素的重量平均分子量为1,000-1,000,000。
18.根据权利要求15所述的导电高分子组合物的制备方法，其中该磺酸化木质素的硫含量为1-20％。
19.根据权利要求15所述的导电高分子组合物的制备方法，其中该氧化剂为过硫酸盐、三价铁盐、二价铜盐或其组合。
20.根据权利要求15所述的导电高分子组合物的制备方法，其中该单体与该磺酸化木质素和聚苯乙烯磺酸总和的当量比为1∶0.5-1∶10。
21.根据权利要求15所述的导电高分子组合物的制备方法，其中该单体与该氧化剂的当量比例为1∶0.5-1∶5。
22.根据权利要求15所述的导电高分子组合物的制备方法，其中该聚合反应的温度为-5至70℃。
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Cited By (1)
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008211068A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Seiko Epson Corp | 電子デバイス用基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、電子デバイスおよび電子機器 |
| CN102105956A (zh) * | 2008-05-23 | 2011-06-22 | H.C.斯达克克莱维欧斯有限公司 | 生产固体电解电容器的方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000191520A (ja) * | 1998-12-31 | 2000-07-11 | Kazuo Sakuma | 抗微生物剤 |
| JP2002281839A (ja) * | 2001-03-28 | 2002-10-02 | Nippon Paper Industries Co Ltd | 農業用マルチシート |
| DE10331673A1 (de) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | H.C. Starck Gmbh | Polythiophen mit Alkylenoxythiathiophen-Einheiten in Elektrolytkondensatoren |
| WO2007104716A1 (de) * | 2006-03-16 | 2007-09-20 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von papier, pappe und karton mit hoher trockenfestigkeit |
| JP5219360B2 (ja) * | 2006-12-14 | 2013-06-26 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池 |
| JP2008211069A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Seiko Epson Corp | 電子デバイス用基板、電子デバイスおよび電子機器 |
| JP2011108835A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Japan Carlit Co Ltd:The | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008211068A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Seiko Epson Corp | 電子デバイス用基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、電子デバイスおよび電子機器 |
| CN102105956A (zh) * | 2008-05-23 | 2011-06-22 | H.C.斯达克克莱维欧斯有限公司 | 生产固体电解电容器的方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113644205A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-11-12 | 武汉工程大学 | Pedot:pss空穴传输材料的掺杂改性方法 |
Also Published As
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