CZ344698A3 - Dopované polyanilinové roztoky - Google Patents
Dopované polyanilinové roztoky Download PDFInfo
- Publication number
- CZ344698A3 CZ344698A3 CZ983446A CZ344698A CZ344698A3 CZ 344698 A3 CZ344698 A3 CZ 344698A3 CZ 983446 A CZ983446 A CZ 983446A CZ 344698 A CZ344698 A CZ 344698A CZ 344698 A3 CZ344698 A3 CZ 344698A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- acid
- polymer
- doped polyaniline
- solvent
- doped
- Prior art date
Links
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 title claims abstract description 42
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 39
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-2-pyrrolidinone Chemical compound CCN1CCCC1=O ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- CJMZLCRLBNZJQR-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-amino-4-(4-fluorophenyl)thiophene-3-carboxylate Chemical group CCOC(=O)C1=C(N)SC=C1C1=CC=C(F)C=C1 CJMZLCRLBNZJQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 claims 7
- 238000007743 anodising Methods 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 3
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 3
- MIOPJNTWMNEORI-GMSGAONNSA-N (S)-camphorsulfonic acid Chemical compound C1C[C@@]2(CS(O)(=O)=O)C(=O)C[C@@H]1C2(C)C MIOPJNTWMNEORI-GMSGAONNSA-N 0.000 description 2
- LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 2-Methylbenzenesulfonic acid Chemical compound CC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Chemical group 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical group 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 229940021013 electrolyte solution Drugs 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 2
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 2-phenylethenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=CC1=CC=CC=C1 AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000002015 acyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003282 alkyl amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001343 alkyl silanes Chemical group 0.000 description 1
- 125000004687 alkyl sulfinyl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004390 alkyl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006350 alkyl thio alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 description 1
- -1 alkylalkyl Chemical group 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 125000005160 aryl oxy alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004391 aryl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- QDHFHIQKOVNCNC-UHFFFAOYSA-N butane-1-sulfonic acid Chemical compound CCCCS(O)(=O)=O QDHFHIQKOVNCNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000001589 carboacyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000000 cycloalkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004663 dialkyl amino group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical group 0.000 description 1
- AKRQHOWXVSDJEF-UHFFFAOYSA-N heptane-1-sulfonic acid Chemical compound CCCCCCCS(O)(=O)=O AKRQHOWXVSDJEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYAQQULBLMNGAH-UHFFFAOYSA-N hexane-1-sulfonic acid Chemical compound CCCCCCS(O)(=O)=O FYAQQULBLMNGAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- UIIIBRHUICCMAI-UHFFFAOYSA-N prop-2-ene-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC=C UIIIBRHUICCMAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-N propane-1-sulfonic acid Chemical compound CCCS(O)(=O)=O KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- BZWKPZBXAMTXNQ-UHFFFAOYSA-N sulfurocyanidic acid Chemical group OS(=O)(=O)C#N BZWKPZBXAMTXNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
- H01G9/025—Solid electrolytes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/02—Polyamines
- C08G73/026—Wholly aromatic polyamines
- C08G73/0266—Polyanilines or derivatives thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
- H01B1/124—Intrinsically conductive polymers
- H01B1/128—Intrinsically conductive polymers comprising six-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polyanilines, polyphenylenes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/43—Electric condenser making
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
Dopované polyanilinové roztoky
Oblast techniky
Vynález se týká dopovaných polyanilinových roztoků, v nich použitých systémů rozpouštědel a z nich vytvořených vodivých článků.
Dosavadní stav techniky O kyselinou dopovaný polyanilin roste zájem jako o pevný elektrolyt v kondenzátorech a jiných elektronických zařízeních. Dopanty se vybírají z poměrně malé skupiny kyselin, které zvyšují rozpustnost v organických rozpouštědlech s nízkou dielektrickou konstantou, např. dielektrickou konstantou menší než asi 17. O kyselinou dopovaných polyanilinových polymerech se obecně předpokládá, že nemají žádnou praktickou rozpustnost v rozpouštědlech s dielektrickou konstantou vyšší než asi 17, viz US Patent č. 5,567,356. Nejvíce preferovaným polyanilinovým dopantem je kyselina dinonylnaftalensulfonová (DNSA).
Komerčně dostupný roztok obsahuje DNSA-dopovaný polyanilin ve směsi rozpouštědel obsahujících xylen, ethylenglykolmonobutylether. Naneštěstí se tento systém rozpouštědel vyznačuje toxicitou, nepříjemným zápachem a rozpouštěcí schopností pro anorganické soli, která je dostatečně nízká, aby znemožnila použití rozpouštědla na spolunanášení těchto solí s polymerem.
Bylo by užitečné mít systém rozpouštědel, který by vykazoval nízký tlak par a nízkou toxicitu.
Bylo by dokonce ještě užitečnější mít systém rozpouštědel, který by měl také poměrně vysoký bod varu a poměrně vysokou dielektrickou konstantu. Vyšší bod varu by usnadnil použití a zacházení s rozpouštědlem v komerčním prostředí. Vyšší dielektrická konstanta by zvýšila vodivost do té míry, že by to bylo obdobné jako u systémů používajících systémů solí polárních rozpouštědel, a byla by použitelná pro některé druhy kondenzátorů, kde po vypaření rozpouštědla zůstane elektricky vodivý zbytek.
Zlepšené systémy pro tvorbu polymemích filmů a krycích vrstev na bázi polyanilinů by byly obzvlášť užitečné při výrobě kondenzátorů. U takovýchto předmětů lze použít jednu nebo více krycích vrstev elektricky vodivého polymeru na bázi polyanilinů jako pevného elektrolytu mezi vrstvou dielektrického oxidu a elektrodami. Bylo by užitečné mít systém roztoku polymeru na bázi polyanilinů, který by neměl problémy a omezení dřívějších systémů rozpouštědel xylenu.
Podstata vynálezu Cílem vynálezu je umožnit způsob nanesení polyanilinové krycí vrstvy nebo filmu z roztoku, který používá rozpouštědlo vyznačující se nižší toxicitou, nižším tlakem par, vyšší rozpouštěcí schopností pro anorganické soli, vyšším bodem varu a dielektrickou konstantou vyšší než mají systémy rozpouštědel na bázi xylenu, které se užívaly dříve. V souladu s tímto a s dalšími cíly tohoto vynálezu, které budou zřejmé z popisu, jsou způsob, pokrytí a pokrytý předmět podle vynálezu založeny na použití systému rozpouštědel, který užívá N-ethylpyrrolidon jako rozpouštědlo pro kyselinou dopované polymery na bázi polymeru. Toto rozpouštědlo se vyznačuje požadovanou nižší toxicitou, nižším tlakem par, vyšší rozpouštěcí schopností pro anorganické soli, vyšším bodem varu a dielektrickou konstantou vyšší než u systémů rozpouštědel na bázi xylenu. Příklady provedení vynálezu
Kyselinou dopovaný polymer na bázi polyanilinu se rozpustí v rozpouštědle N-ethylpyrrolidonu a použije se k tvorbě vodivých prvků. Takové prvky zahrnují vlákna, filmy, krycí vrstvy, zejména krycí vrstvy pro disipaci statické energie, pokryté předměty, baterie, elektrolytické senzory a kapacitní prvky. Jedním pokrytým prvkem, o který je obzvlášť zájem, je kapacitní prvek, který používá kyselinou dopovaný polymer na bázi polyanilinu jako pevného nebo kapalného elektrolytu. Těleso anody takového kondenzátoru je výhodně zhotoveno z polovodivého kovu jako je hliník nebo tantal, kde tantal je obecně z těchto dvou preferován.
Polymery na bázi polyanilinu použitelné pro tento vynález jsou obecně popsány v US patentu č. 5,069,S20, jehož popis je zde zahrnut jako reference. Patent '820 popisuje elektricky vodivé polymery na bázi polyanilinu, mající následující obecný vzorec:
kde: n je celé číslo od 0 do 5; m je celé Číslo od 0 do 5 s podmínkou, že součet n a m musí být roven 5; R.2 a R4 jsou stejné nebo různé a jsou to vodík nebo alkyl s 1-10 atomy uhlíku; R3 je stejný nebo různý a je vybrán ze skupiny alkyl, alkenyl, alkoxy, cykloalkoxy, cykloalkenyl, alkanoyl, alkylthio, alkylamino, aryloxy, alkylthioalkyl, alkylaryl, aiylalkyl, amino, dialkylamino, aryl, aryloxyalkyl, alkylsulfinylalkyl, alkylsulfonyl, arylsulfonyl, karboxylová kyselina, halogen, kyano, sulfonová kyselina, nitro, alkylsilan, nebo alkyl substituovaný jednou nebo více zbytky sulfonové kyseliny, karboxylové kyseliny, halo, nitro, kyano, nebo epoxy; nebo jakékoliv dvě skupiny R3 vzaté spolu mohou tvořit alkylen nebo alkylenový řetězec za tvorby 3,4,5,6 nebo 7-členný aromatický nebo acyklický kruh, který může obsahovat jeden nebo více divalentmch atomů dusíku, sírysulfínylu, esteru, karbonylu, sulfonylu nebo oxidu; R3 je alifatický zbytek s opakujícími se jednotkami kteréhokoliv ze vzorců: -(OCH2CH2)qO- nebo -(OCH2CH(CH3))qO-kde q je celé kladné číslo.
Kyselinové dopanty užívané pro polymery na bázi polyanilinu jsou obecně vybrány z aniontů sulfonových kyselin (např. dinonylnaftal ensulfonová kyselina (DNSA), toluensulfonová kyselina, dodecylbenzinsulfonová kyselina, kafrosulfonová kyselina, allylsulfonová kyselina, 1-propansulfonová kyselina, 1-butansulfonová kyselina, 1-hexansulfonová kyselina, 1-heptansulfonová kyselina, benzensulfonová kyselina, styrensulfonová kyselina, naftalensulfonová kyselina, včetně jejich homologů a analogů), a karboxylových kyselin (např. kyselina octová a kyselina šťavelová). Preferované dopanty organické sulfonové kyseliny zahrnují toluensulfonovou kyselinu, dodecylbenzínsulfonovou kyselinu a kafrsulfonovou kyselinu.
Primárním rozpouštědlem použitelným v tomto vynálezu je N-ethylpyrrolidon. Toto rozpouštědlo se vyznačuje vysokou dielektrickou konstantou (asi 28), vysokou vodivostí roztoku, schopností vlhčit substráty, které je jinak těžké vlhčit, a teplotou tuhnutí asi -70 °C. Vysoká dielektrická konstanta naznačuje, že by toto rozpouštědlo mělo být schopné rozpouštět soli pro spolunanášení s polymerem na bázi polyanilinu.
Rozpouštědlo podle vynálezu umožňuje, aby byly roztoky polymeru na bázi polyanilinu zhotoveny v různých koncentracích od 0,01-35 hmotnostních % za míchání a ohřátí na 80 °- 85 °C při vyšších koncentracích. Komerčně užitečnější koncentrace pro důkladnou impregnaci a pokrytí porézních substrátů je roztok mající od asi 10 hmotnostních % do asi 20 hmotnostních % polymeru na bázi polyanilinu. Takové koncentrace roztoku jsou srovnatelné s koncentracemi komerčně dostupných roztoků se systémy rozpouštědel na bázi xylenu.
Roztok polyanilinového polymeru podle tohoto vynálezu je obzvlášť vhodný při výrobě kapacitních prvků, které používají elektricky vodivý, kyselinou dopovaný polymer na bázi polyanilinu jako elektrolyt. Takové kapacitní prvky jsou zhotoveny z prášků polovodivých kovů, které jsou anodicky oxidovány, aby vytvořily dielektrickou vrstvu na povrchu tělesa anody, pokryty elektricky vodivým polymerem za tvorby elektrolytické vrstvy, znovu upraveny, pokryty/ znovu upraveny až je dosaženo požadované tloušťky elektrolytu, a ukončeny. Pro vysokonapěťové kapacitní prvky jsou obecně preferovány kapalné elektrolyty.
Polovodivé kovy, z nichž jsou zhotoveny kapacitní prvky, jsou výhodně vyrobeny z materiálů, které vytvoří izolační film, je-li těleso kladně nabito. Když je těleso negativně nabito, film povede. Vhodné materiály zahrnují kovy skupin IV a V (zejména niob, tantal, zirkonium a titan) a hliník. Když se zpráškovatí, jsou vhodné velikosti prášku v rozmezí 0,05 až 50 mikronů. Tyto prášky se lisují s pojivém nebo bez pojivá, čímž vytvoří surové těleso anody o hustotě asi 30-70% teoretické hustoty. Surové těleso se pak slinuje při teplotě v rozmezí od asi 1200 °C do asi 1800°C. Hliník se výhodně používá ve formě fólie nebo leptané fólie, která se buď svinuje nebo stohuje.
Anoda se pak elektrolyticky oxiduje tak, že se slinuté těleso ponoří do roztoku elektrolytu při formovacím napětí o velikosti 3-4 krát jmenovité napětí prvku. Například, typická součástka se jmenovitým napětím 10 V by se formovala při 30-40 V, obvykle 35 V. Vhodné roztoky elektrolytů zahrnují kyselinu fosforečnou nebo dusičnan amonný ve vodě s nebo bez zahušťovadla, rozpouštědel, ko-rozpouštědel, povrchově aktivních činidel nebo jiných konvenčních aditiv.
Jakmile je anoda elektrolyticky zoxidována, je pokryta jednou nebo více vstvami elektricky vodivého, kyselinou dopovaného polymeru na bázi polyanilinu ponořením kapacitního prvku do roztoku obsahujícího polymer v rozpouštědle. Pokrytý prvek se pak zahřeje, aby se odstranilo rozpouštědlo. Vhodné teploty ohřevu jsou v rozmezí od asi 35 °C do asi 120 °C.
Polymerem pokrytý kapacitní prvek se pak znovu upravuje ponořením prvku do kyselého upravovacího roztoku. Po zahřátí tam mohou být zbytky monomem nebo materiály vedlejších produktů, které jsou nežádoucí v konečném kapacitním prvku. Takové materiály se snadno odstraní promýváním vodou, rozpouštědly a/nebo povrchově aktivními činidly. Preferovaná promývací činidla zahrnují methanol nebo aceton.
Tloušťka vrstvy elektrolytu se může zvětšit opakováním shora zmíněných kroků postupu, až se dosáhne odpovídající tloušťky. Obecně se polymemí krycí vrstva může zhotovit pomocí 1-20 opakování impregnace, ohřevu a promývacích kroků.
Takto upravený kapacitní prvek se pak dokončí a vytvoří hotový výrobek. Dokončení by typicky vyžadovalo vnější krycí vrstvu z nedopovaného polymeru pevného elektrolytu, vytištění elektrodového vzoru na prvek, zatavení jednotky do nevodivého materiálu, např. epoxy, a tvorbu multiprvkového souboru (je-li to požadováno). Příklady Přikladl 25% roztok obsahující 10 gramů DNSA dopovaného polyanilinu se připraví rozpuštěním polyanilinu v 80 °C roztoku N.E.P.™ (International Specialty Chemicals Corp.), komerčně dostupného produktu N-ethyl-2- pyrrolidonu. Roztok má dielektrickou konstantu 28,1. Byla provedena měřeni měrného odporu při 1 kHz s Y.S.I. vodivostní kyvetou (konstanta kyvety = 1,0) a jsou zaznamenána v tabulce 1.
Tabulka 1 TEPLOTA (°C) MĚRNÝ ODPOR (OHM - CM) -35 8350 20 2070 80 1000
Vodivost tohoto roztoku se podobá vodivosti roztoku soli polárního rozpouštědla.
Claims (21)
- -8- ·« * · PATENTOVÉ NÁROKY 1. Způsob tvorby polymemího filmu vyznačující se tím, že obsahuje kroky: aplikace roztoku obsahujícího kyselinou dopovaný polymer polyanilínu rozpuštěný v rozpouštědle obsahujícím N-ethylpyrrolidon na předmět; a ponechání zmíněného rozpouštědla, aby se vypařilo.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že předmětem je kapacitní prvek.
- 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že kapacitní prvek je vyroben z polovodivého kovu.
- 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že polovodivým kovem je tantal.
- 5. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že předmětem je kovový povrch.
- 6. Způsob podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se tím, že kyselinou dopovaný polymer polyanilínu je polymer polyanilínu dopovaný sulfonovou kyselinou.
- 7. Způsob podle nároku 6, vyznačuj ící se tím, že kyselinou dopovaným polymerem polyanilínu je polymer polyanilínu dopovaný kyselinou dinonyl-naftalensulfonovou.
- 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje promytí polymemí krycí vrstvy bud’ acetonem nebo methanolem.
- 9. Způsob výroby kapacitních prvků, vyznačující se tím, že obsahují kroky: a. anodická oxidace tělesa anody z prášku slinutého polovodivého kovu za tvorby dielektrické povrchové vrstvy; a b. pokrytí anody elektricky vodivým pevným elektrolytem aplikací roztoku obsahujícího kyselinou dopovaný polymer polyanilinu rozpuštěný v rozpouštědle obsahujícím N-ethylpyirolidon na zmíněnou dielektrickou povrchovou vrstvu.
- 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že těleso anody je vyrobeno z tantalu.
- 11. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že kyselinou dopovaným polymerem polyanilinu je polymer polyanilinu dopovaný sulfonovou kyselinou.
- 12. Způsob podle nároku 11,vyznačující se tím, že kyselinou dopovaným polymerem polyanilinu je polymer polyanilinu dopovaný kyselinou dinonyl-naftalensulfonovou.
- 13. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že dále obsahuje: promytí polymerové krycí vrstvy buď methanolem nebo acetonem.
- 14. Způsob podle nároku 9, v y z n a č u j í c í se tím, že kapacitní prvek používá kapalný elektrolyt. - 10-
- 15. Kapalný roztok, vyznačující se tím, že obsahuje: N-ethylpyrroUdon a kyselinou dopovaný polymer na bázi polyanilinu.
- 16. Kapalný roztok podle nároku 15, vyznačující se tím, že kyselinou dopovaným polymerem polyanilinu je polymer polyanilinu dopovaný sulfonovou kyselinou.
- 17. Kapalný roztok podle nároku 16, vyznačuj ící se tím, že kyselinou dopovaným polymerem polyanilinu je polymer polyanilinu dopovaný kyselinou dinonyl-naítalensulfonovou.
- 18. Kapalný roztok podle nároku 15, vyznačující se tím, že obsahuje 0,01-35 hmotnostních % polymeru.
- 19. Kapalný roztok podle nároku 18, vyznačující se tím, že polymerem je polyanilin dopovaný kyselinou dinonylnaítalensulfonovou.
- 20. Kapalný roztok podle nároku 18, vyznačující se tím, že obsahuje 10-20 hmotnostních % polymeru.
- 21. Kapalný roztok podle nároku 20, vyznačující se tím, že polymerem je polyanilin dopovaný kyselinou dinonylnaftalensulfonovou.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/962,059 US5853794A (en) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | Doped polyaniline solutions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ344698A3 true CZ344698A3 (cs) | 1999-05-12 |
Family
ID=25505372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ983446A CZ344698A3 (cs) | 1997-10-31 | 1998-10-27 | Dopované polyanilinové roztoky |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US5853794A (cs) |
| EP (1) | EP0913840A1 (cs) |
| JP (1) | JPH11195556A (cs) |
| CN (1) | CN1226585A (cs) |
| CZ (1) | CZ344698A3 (cs) |
| IL (1) | IL126715A0 (cs) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6783989B1 (en) | 1999-06-11 | 2004-08-31 | Physical Sciences, Inc. | Toxic substance detection |
| US6611096B1 (en) | 1999-09-03 | 2003-08-26 | 3M Innovative Properties Company | Organic electronic devices having conducting self-doped polymer buffer layers |
| JP2001081220A (ja) | 1999-09-20 | 2001-03-27 | Honda Motor Co Ltd | 高分子複合膜、その製造方法、ならびに高分子固体電解質膜 |
| AU2001257001A1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-10-23 | Mount Sinai School Of Medicine Of New York University | Screening methods for identifying viral proteins with interferon antagonizing functions and potential antiviral agents |
| GB0216914D0 (en) * | 2002-07-19 | 2002-08-28 | Air Prod & Chem | Process and apparatus for treating a feed gas |
| EP1544877A1 (en) * | 2002-08-22 | 2005-06-22 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Electrolytic solution |
| US7150946B2 (en) * | 2004-01-08 | 2006-12-19 | Infineon Technologies Ag | Method for the repair of defects in photolithographic masks for patterning semiconductor wafers |
| US20050269555A1 (en) * | 2004-05-11 | 2005-12-08 | Suck-Hyun Lee | Conductive polymers having highly enhanced solubility in organic solvent and electrical conductivity and synthesizing process thereof |
| WO2006054795A1 (en) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Showa Denko K.K. | Solid electrolytic capacitor and method for producing the same |
| JP5264704B2 (ja) * | 2006-04-06 | 2013-08-14 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 改善された色品質を有するｎ−アルキルラクタムの製造方法 |
| US7846237B2 (en) | 2008-04-21 | 2010-12-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | Cyclical swing adsorption processes |
| DE102009054718A1 (de) * | 2009-12-16 | 2011-06-22 | Evonik Litarion GmbH, 01917 | Verwendung von N-Ethyl-pyrrolidon bei der Herstellung von Elektroden für Doppelschicht-Kondensatoren |
| US20110271833A1 (en) | 2010-05-05 | 2011-11-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Adsorbent Bed Support |
| BR112014000377A2 (pt) | 2011-07-08 | 2017-10-17 | Fastcap Systems Corp | dispositivo de armazenamento de energia de alta temperatura |
| US9558894B2 (en) | 2011-07-08 | 2017-01-31 | Fastcap Systems Corporation | Advanced electrolyte systems and their use in energy storage devices |
| US9108145B2 (en) | 2013-05-16 | 2015-08-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Purification of air |
| US10872737B2 (en) | 2013-10-09 | 2020-12-22 | Fastcap Systems Corporation | Advanced electrolytes for high temperature energy storage device |
| KR102469677B1 (ko) | 2015-01-27 | 2022-11-22 | 패스트캡 시스템즈 코포레이션 | 넓은 온도 범위 울트라커패시터 |
| WO2016204820A2 (en) * | 2015-01-27 | 2016-12-22 | Fastcap Systems Corporation | Wide temperature range ultracapacitor |
| US10105637B2 (en) | 2015-09-25 | 2018-10-23 | Praxair Technology, Inc. | Adsorbent regeneration method |
| US10210997B2 (en) * | 2016-08-08 | 2019-02-19 | Rubycon Corporation | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof |
| CN110178194B (zh) | 2016-12-02 | 2023-10-03 | 快帽系统公司 | 复合电极 |
| CN111529758B (zh) * | 2020-06-24 | 2021-05-04 | 东华大学 | 一种导电稳定性的负泊松比结构心肌补片及其制备方法 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139697A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-26 | エムハ−ト・インダストリ−ズ・インコ−ポレ−テツド | 陽極酸化法 |
| WO1986005194A1 (en) * | 1985-03-08 | 1986-09-12 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Conductive polymer solution and process for producing conductive articles from the solution |
| US5069820A (en) * | 1987-08-07 | 1991-12-03 | Allied-Signal Inc. | Thermally stable forms of electrically conductive polyaniline |
| JP2739148B2 (ja) * | 1988-09-30 | 1998-04-08 | 日東電工株式会社 | 有機重合体又は導電性有機重合体組成物のフィルム，繊維又は複合体の製造方法 |
| US5114610A (en) * | 1988-12-29 | 1992-05-19 | Honeywell Inc. | Solubilizing polymers with an organic solvent system |
| US5254670A (en) * | 1990-05-02 | 1993-10-19 | Tomoegawa Paper Co., Ltd. | Polyaniline derivatives and their production process |
| JP2991387B2 (ja) * | 1991-07-10 | 1999-12-20 | 日本カーリット株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
| WO1993015510A1 (en) * | 1992-02-04 | 1993-08-05 | Neste Oy | Colored electrically conductive polyaniline compounds |
| US5658649A (en) * | 1992-03-13 | 1997-08-19 | The Regents Of The University Of California Office Of Technology Transfer | Corrosion resistant coating |
| JPH0645200A (ja) * | 1992-07-24 | 1994-02-18 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサ |
| US5324453A (en) * | 1992-08-07 | 1994-06-28 | Neste Oy | Electrically conducting polyaniline: method for emulsion polymerization |
| JP3694038B2 (ja) * | 1993-09-09 | 2005-09-14 | 日東電工株式会社 | 固体電解コンデンサ |
| JP2765453B2 (ja) * | 1993-11-04 | 1998-06-18 | 日本電気株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
| US5589108A (en) * | 1993-12-29 | 1996-12-31 | Nitto Chemical Industry Co., Ltd. | Soluble alkoxy-group substituted aminobenzenesulfonic acid aniline conducting polymers |
| JPH07296792A (ja) * | 1994-04-21 | 1995-11-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複合電極、その製造方法、およびリチウム二次電池 |
| US5567356A (en) * | 1994-11-07 | 1996-10-22 | Monsanto Company | Emulsion-polymerization process and electrically-conductive polyaniline salts |
| KR0131419B1 (ko) * | 1994-11-16 | 1998-04-13 | 강박광 | 폴리아닐린 필름 및 복합체의 제조방법 |
| JPH08203530A (ja) * | 1995-01-26 | 1996-08-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複合電極、その製造方法、およびリチウム二次電池 |
-
1997
- 1997-10-31 US US08/962,059 patent/US5853794A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-10-14 JP JP10291750A patent/JPH11195556A/ja active Pending
- 1998-10-16 US US09/174,253 patent/US5919401A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-16 US US09/173,756 patent/US5885650A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-22 IL IL12671598A patent/IL126715A0/xx unknown
- 1998-10-27 CZ CZ983446A patent/CZ344698A3/cs unknown
- 1998-10-30 CN CN98121462A patent/CN1226585A/zh active Pending
- 1998-10-30 EP EP98308917A patent/EP0913840A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11195556A (ja) | 1999-07-21 |
| EP0913840A1 (en) | 1999-05-06 |
| IL126715A0 (en) | 1999-08-17 |
| US5919401A (en) | 1999-07-06 |
| CN1226585A (zh) | 1999-08-25 |
| US5853794A (en) | 1998-12-29 |
| US5885650A (en) | 1999-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ344698A3 (cs) | Dopované polyanilinové roztoky | |
| US6001281A (en) | Preparation of conductive polymers from stabilized precursor solutions | |
| US5006278A (en) | Solution processible forms of electrically conductive polyaniline and the method of manufacture of electroconductive articles therefrom | |
| US4983322A (en) | Solution processible forms of electrically conductive polyaniline | |
| US4858078A (en) | Solid electrolytic capacitor | |
| US4582575A (en) | Electrically conductive composites and method of preparation | |
| WO2002036858A2 (en) | Chemical oxidative preparation of conductive polymers | |
| CZ2001784A3 (cs) | Způsob výroby pevného elektrolytického kondenzátoru | |
| WO2000019469A1 (en) | Process for improving leakage and dissipation factor of solid electrolytic capacitors employing conductive polymer cathodes | |
| US3483438A (en) | Capacitor having electrode coated with conductive solid polymer electrolyte | |
| EP1003179B1 (en) | A method for preparing a conductive polythiophene layer at low temperature | |
| WO2010015468A1 (de) | Verfahren zur herstellung von polythiophenen mit wasserstoffperoxid als oxidationsmittel | |
| JP4491098B2 (ja) | 低温で導電性ポリチオフェン層を形成するための方法 | |
| US5266617A (en) | Lewis base catalyzed phase transfer coating process for polyanilines | |
| US5888582A (en) | Polyaniline solutions with bicyclic terpene solvent | |
| US5916627A (en) | Conductive polymer using self-regenerating oxidant | |
| GB2181367A (en) | A method of manufacturing an electrically conductive layer | |
| JPH1036687A (ja) | 導電性高分子化合物とこれを用いた固体電解コンデンサ、およびその製造方法 | |
| MXPA98009099A (es) | Soluciones de polianilina adulteradas | |
| MXPA98010446A (es) | Soluciones de polianilina con solvente de terpenobiciclico | |
| JPH08255730A (ja) | 固体電解コンデンサ | |
| JP2731537B2 (ja) | 高導電性有機重合体膜の製造方法 | |
| JP2004307479A (ja) | ３，４−アルキレンジオキシチオフェンジオール、その製造方法、その使用、それにより誘導される構造単位を含有する導電性オリゴマーおよびポリマー、そのオリゴマーおよびポリマーの使用、ならびにジオールの製造における中間体 | |
| JP2730389B2 (ja) | 電解コンデンサ | |
| RU2088998C1 (ru) | Твердотельный электролитический конденсатор |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |