FI89720C - Preparation process for conductive polymer - Google Patents

Preparation process for conductive polymer Download PDF

Info

Publication number
FI89720C
FI89720C FI911271A FI911271A FI89720C FI 89720 C FI89720 C FI 89720C FI 911271 A FI911271 A FI 911271A FI 911271 A FI911271 A FI 911271A FI 89720 C FI89720 C FI 89720C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
polymer
conductive polymer
ozone
mixture
doping
Prior art date
Application number
FI911271A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI911271A0 (en
FI911271A (en
FI89720B (en
Inventor
Jukka Laakso
Toivo Kaernae
Original Assignee
Neste Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Neste Oy filed Critical Neste Oy
Priority to FI911271A priority Critical patent/FI89720C/en
Publication of FI911271A0 publication Critical patent/FI911271A0/en
Priority to PCT/FI1992/000059 priority patent/WO1992016950A1/en
Publication of FI911271A publication Critical patent/FI911271A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI89720B publication Critical patent/FI89720B/en
Publication of FI89720C publication Critical patent/FI89720C/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/124Intrinsically conductive polymers
    • H01B1/127Intrinsically conductive polymers comprising five-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polypyrroles, polythiophenes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

89720 Sähköäjohtavan polymeerin valmistusmenetelmä Framställningsförfarande för elledande polymer 589720 Method of manufacturing an electrically conductive polymer Framställningsförfarande för elledande polymer 5

Keksinnön kohteena on menetelmä sähköäjohtavan polymeerin valmistamiseksi dooppaamalla johdepolymeeriä tai matriisimuovin ja johdepolymeerin seosta.The invention relates to a method for producing an electrically conductive polymer by doping a conductive polymer or a mixture of a matrix plastic and a conductive polymer.

Keksinnön kohteena on lähemmin menetelmä valmistaa sähköäjohtavia muovituot-10 teitä dooppaamalla johdepolymeeriä tai johdepolymeeriä sisältävää muoviseosta.More particularly, the invention relates to a method of making electrically conductive plastic products by doping a conductive polymer or a plastic mixture containing a conductive polymer.

Muovien käyttöä on eräissä tapauksissa rajoittanut niiden hyvä sähköinen eristävyys, josta syystä mm. muovista valmistettuihin pakkauksiin on kertynyt staattista sähköä. Staattinen sähkö on muovien tuotantoprosessissa lisännyt kalvojen toisiinsa 15 tarttumista ja siten huonontanut kelautumista. Staattisella sähköllä varatut pakkaus-tuotteet voivat käyttötilanteessa aiheuttaa vaaratilanteita esim. räjähdysvaaran vuoksi. Erityisesti muovitynnyreissä säilytettävissä liuottimissa ja muissa palavissa nesteissä saattaa kipinöinti aikaansaada vaaratilanteita. Pakkausmateriaalin staattinen sähkö lisää myös pakkausten likaantumista varastointiaikana. Herkkien elektroniikkakom-20 ponenttien pakkauksissa on hyvin tärkeää välttää kipinöintiä ja staattisen sähkön muodostusta.The use of plastics has in some cases been limited by their good electrical insulation, which is why e.g. static electricity has accumulated in plastic packaging. Static electricity in the plastics production process has increased the adhesion of the films to each other and thus worsened the winding. Packaging products charged with static electricity can cause dangerous situations during use, eg due to the risk of explosion. Especially in solvents and other flammable liquids stored in plastic drums, sparking can cause hazards. Static electricity from the packaging material also increases the fouling of the packaging during storage. In the packaging of sensitive electronic components, it is very important to avoid sparks and the generation of static electricity.

Muovien käsittelemiseksi sähköäjohtavaksi tai antistaattiseksi on olemassa pääasiassa kolme tapaa, joista eräs tapa on lisätä eristävän ja sähköä johtamattoman muovin 25 joukkoon metallijauhetta tai nokea johtavuuden aikaansaamiseksi. Ongelmana on : tällöin se, että lisättyjä hiukkasia tulee olla tasaisesti jakautuneena niin paljon, että ne koskettavat toisiaan. Tällöin myös johtavuuskäyrästä tulee polvekas, ts. pienillä pitoisuuksilla johtavuutta ei ole ja tietyn kynnysarvon jälkeen johtavuus on korkea.There are essentially three ways to treat plastics as electrically conductive or antistatic, one of which is to add metal powder or soot to the insulating and non-conductive plastic 25 to provide conductivity. The problem is: in this case, that the added particles must be evenly distributed so much that they touch each other. In this case, the conductivity curve also becomes knee-high, i.e. at low concentrations there is no conductivity and after a certain threshold value the conductivity is high.

30 Toinen mahdollisuus muovien käsittelemiseksi antistaattiseksi on käsitellä muovituotteen pintaa joko koronavarauksella tai määrätyillä kemikaaleilla. Koronavarauksen ongelma on se, että vaikutus kestää vain lyhyen ajan. Kemiallisen pintakäsittelyn 2 89720 ongelmana on riippuvuus kosteudesta. Näin käsitellyn muovituotteen pintavastus riippuu tuotetta ympäröivän ilman kosteudesta.30 Another way to treat plastics as antistatic is to treat the surface of the plastic product with either a corona charge or certain chemicals. The problem with the corona charge is that the effect only lasts for a short time. The problem with chemical surface treatment 2 89720 is the dependence on moisture. The surface resistance of a plastic product treated in this way depends on the humidity of the air surrounding the product.

Kolmas mahdollisuus on päällystää muovituote ohuella metallikerroksella. Tämän 5 menetelmän ongelmana on se, että tuote on helposti murtuva, pinta on arka ja johta-vuuskäyrä polvekas.A third possibility is to coat the plastic product with a thin layer of metal. The problem with this method is that the product is easily breakable, the surface is sensitive and the conductivity curve is knee-deep.

Paras keino on tehdä muovituote sisäisesti sähköäjohtavasta polymeeristä tai tällaisen polymeerin ja matriisimuovin seoksesta. Tällöin tuotteen sähkönjohtavuus on 10 tarkasti säädettävissä halutun käyttötarkoituksen mukaiseksi joko polymeeriseoksen kokoonpanoa muuttamalla tai muuntelemalla dooppausastetta.The best way is to make a plastic product internally from an electrically conductive polymer or a mixture of such a polymer and a matrix plastic. In this case, the electrical conductivity of the product can be precisely adjusted to the desired use, either by changing the composition of the polymer mixture or by varying the degree of doping.

Polytiofeeni on eräs niistä polymeereistä, joka on edellä mainitulla tavalla saatettavissa sähköisesti aktiiviseksi. Polytiofeeniä voidaan valmistaa esimerkiksi Ziegler-15 tyyppisiä katalysaattoreita ja happoinitiaattoreita käyttäen.Polythiophene is one of the polymers that can be electrically activated as mentioned above. Polythiophene can be prepared, for example, using Ziegler-15 type catalysts and acid initiators.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on menetelmä, jossa dooppaus voidaan suorittaa nopeasti ja yksinkertaisesti sekä ympäristöystävällisesti.The object of the present invention is a method in which doping can be performed quickly and simply and in an environmentally friendly manner.

20 Tavoitteiden saavuttamiseksi keksinnön mukainen menetelmä on pääasiassa tunnettu siitä, että dooppaus suoritetaan otsonilla, jolloin otsonin määrä doopattavassa polymeerissä on 0,01-1 %.In order to achieve the objects, the method according to the invention is mainly characterized in that the doping is carried out with ozone, the amount of ozone in the polymer to be doped being 0.01-1%.

Keksinnön edullisilla suoritusmuodoilla on alivaatimusten mukaiset tunnusmerkit.Preferred embodiments of the invention have the features of the subclaims.

2525

Dooppaaminen voidaan suorittaa lisäämällä dooppausaine johdepolymeeriin sen ollessa sulassa tilassa, jolloin dooppautuminen ajoitetaan tapahtumaan työstön yhteydessä tai sen jälkeen tai ennen johdepolymeerin sulattamista, sen yhteydessä tai sen jälkeen.Doping can be performed by adding a dopant to the conducting polymer while in the molten state, with the doping being timed to occur during or after processing or before, during, or after melting of the conducting polymer.

30 3 8972030 3 89720

Kun dooppaaminen suoritetaan tuotetta työstettäessä esim. ruiskupuristamisen yhteydessä, dooppausaine lisätään esim. ekstruuderiin tai sen jälkeen ennen muottiin puristamista.When the doping is performed during the processing of the product, e.g. in connection with injection molding, the doping agent is added, e.g. to the extruder or after it, before pressing into the mold.

5 Dooppaus voidaan keksinnön periaatetta noudattaen suorittaa esim. jonkun muovin sulatyöstömenetelmän yhteydessä. Erilaisia työstömenetelmiä ovat esim. suulake-puristus, kalanterointi, syväveto, päällystys ja ruiskupuristus, muottiin puristus, kalvon puhallus jne.According to the principle of the invention, doping can be carried out, for example, in connection with a method of melt processing a plastic. Various machining methods include, for example, extrusion, calendering, deep drawing, coating and injection molding, mold pressing, film blowing, etc.

10 Dooppausaine voidaan keksinnön mukaisesti tuoda sulasekoitukseen joko johdepoly-meeriin sekoitettuna, matriisimuoviin sekoitettuna tai dooppausaine voidaan lisätä suoraan johdepolymeeriin tai johdepolymeerin ja matriisimuovin muodostamaan jauheeseen tai sulaan. Tällöin dooppausaineen sekoittuminen muoviin tapahtuu esimerkiksi ekstruuderissa ennen tuotteen puristamista, jolloin dooppautuminen alkaa su- 15 lasekoittamisen yhteydessä ja jatkuu tuotteen muotoilemisen aikana ja sen jälkeen.According to the invention, the dopant can be introduced into the melt blend either mixed with the conductor polymer, mixed with the matrix plastic, or the dopant can be added directly to the conductor polymer or to the powder or melt formed by the conductor polymer and the matrix plastic. In this case, the mixing of the dopant with the plastic takes place, for example, in an extruder before the product is compressed, whereby the doping begins during melt mixing and continues during and after the shaping of the product.

Käytetty polymeeri voi olla mikä tahansa sulatyöstettävä doopattava polymeeri esim. poly(3-oktyylitiofeeni) ja matriisimateriaalina mikä tahansa työstettävä polymeeri.The polymer used can be any melt processable dopable polymer, e.g. poly (3-octylthiophene), and any processable polymer as the matrix material.

20 Keksintöä voidaan käyttää minkä vain mahdollisen sähköjohtokyvyn omaavan polymeerin valmistamiseksi, sillä keksinnölle on ominaista, että jo pienet otsonimää-" rät (n. 0,2 %) riittävät aikaansaamaan johtavuustason (10-6 - 10‘5 S/cm), joka on riittävä antistaattisiin sovellutuksiin.The invention can be used to produce any polymer with possible electrical conductivity, as the invention is characterized in that even small amounts of ozone (about 0.2%) are sufficient to provide a conductivity level (10-6 to 10'5 S / cm) that is sufficient for antistatic applications.

25 Keksinnön etuna on, että dooppausaineen diffuusiota materiaalista ei esiinny. Lisäksi etuina ovat, että dooppaustapahtuma on nopea, se on yksinkertainen toteuttaa eikä otsonilla doopattu materiaali aiheuta ympäristölle haittaa. Lisäksi se voidaan soveltaa prosessin yhteyteen.An advantage of the invention is that there is no diffusion of the dopant from the material. In addition, the advantages are that the doping operation is fast, it is simple to implement and the ozone-doped material does not cause harm to the environment. In addition, it can be applied in the context of a process.

89720 489720 4

Seuraavassa esitetään kuvioihin 1-2 viitaten eräs suoritusesimerkki keksinnöstä. Keksintöä ei rajoiteta kuvioiden yksityiskohtiin vaan ne on esitetty keksinnön valaisemiseksi.An embodiment of the invention will now be described with reference to Figures 1-2. The invention is not limited to the details of the figures but are presented to illustrate the invention.

5 Esimerkki5 Example

Johdepolymeeri dooppaus suoritettiin kuvan 1 laitteella.The conductor polymer doping was performed with the apparatus of Figure 1.

Happipullosta 1 johdettiin happea säätöventtiilin 2 kautta otsonisaattoriin 3. Otsoni-10 saattajista tulevassa kaasuvirrassa oli 5-7 % otsonia ja loput happea. Otsoni johdettiin pyöritettävään kolviin 4, jossa oli johdepolymeeria jauheena. Kolvista tulevaa kaasu-virtaa johdettiin KJ-liuokseen 5, johon johdepolymeerin kanssa reagoimaton otsoni sitoutui.Oxygen was passed from the oxygen cylinder 1 through the control valve 2 to the ozonator 3. The gas stream from the ozone-10 escorts contained 5-7% ozone and the rest oxygen. Ozone was introduced into a rotatable flask 4 containing a conductive polymer as a powder. The gas stream from the flask was passed to KJ solution 5, to which ozone unreacted with the conducting polymer bound.

15 Mittaamalla kaasuvirrat ja titraamalla KJ-liuos voitiin määrätä johdepolymeeriin sitoutuneen otsonin määrä. Kolvista 4 otettiin kokeen kestäessä johdepolymeerinäyt-teitä. Näytteistä puristettiin tabletteja, joista määrättiin sähkönjohtavuus.By measuring the gas flows and titrating the KJ solution, the amount of ozone bound to the conducting polymer could be determined. Conductor samples were taken from flask 4 during the experiment. The samples were compressed into tablets to determine the electrical conductivity.

Kokeessa oli doopattavana noin 100 g polyoktyylitiofeenia. Tulokset ovat taulukossa 20 1. Siinä on esitetty sähkönjohtavuus johdepolymeeriin sitoutuneen otsonin funktiona.Approximately 100 g of polyoctylthiophene was doped in the experiment. The results are shown in Table 20 1. It shows the electrical conductivity as a function of ozone bound to the conductive polymer.

Sama asia on esitetty kuviossa 2.The same thing is shown in Figure 2.

Taulukko 1 25 absorboituneen otsonin määrä polymeerin johtavuus paino-% 10"6 S/cm 0,2 8 30 0,4 10 0,6 12 0,8 15 1,0 16 ' 35 _Table 1 Amount of absorbed ozone Conductivity of polymer% by weight 10 "6 S / cm 0.2 8 30 0.4 10 0.6 12 0.8 15 1.0 16 '35 _

Claims (8)

1. Förfarande för framställning av en elledande polymerprodukt genom att dopa en ledningspolymer eller en blandning av ett matrisplast och en ledningspolymer, 5 kännetecknat därav, att dopningen utförs med ozon, varvid mängden ozon i polymeren som skall dopas är 0,01-1 vikt-%.A process for preparing an electrically conductive polymer product by doping a conductive polymer or a mixture of a matrix plastic and a conducting polymer, characterized in that the doping is carried out with ozone, wherein the amount of ozone in the polymer to be doped is 0.01-1 wt. %. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att ledningspolyme-ren eller en blandning av en ledningspolymer och ett matrisplast bringas i kontakt 10 med ozongas, efter vilket blandningen bearbetas pä i och för sig känt sätt tili en pro-dukt.Process according to claim 1, characterized in that the conduction polymer or a mixture of a conduction polymer and a matrix plastic is contacted with ozone gas, after which the mixture is processed in a manner known per se to a product. 3. Förfarande enligt patentkraven 1-2, kännetecknat därav, att dopnings-ämnet tillsätts ledningspolymeren eller blandningen av ledningspolymer och matris- 15 plast före smältningen.Method according to claims 1-2, characterized in that the dopant is added to the conductive polymer or the mixture of conductive polymer and matrix plastic before melting. 4. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att ledningspolymeren eller blandningen av ledningspolymer och matrisplast bringas i kontakt med ozongas under bearbetningen eller efter det. 204. A method according to claim 1, characterized in that the conductive polymer or the mixture of conductive polymer and matrix plastic is contacted with ozone gas during processing or after it. 20 5. Förfarande enligt patentkrav 4, kännetecknat därav, att dopningsämnet tillsätts ledningspolymeren eller blandningen av ledningspolymeren och matrisplastet i • ’· samband med smältningen. 255. A method according to claim 4, characterized in that the dopant is added to the conductive polymer or the mixture of the conductive polymer and the matrix plastic in connection with the melting. 25 6. Förfarande enligt patentkrav 4, kännetecknat därav, att dopningsämnet tillsätts ledningspolymeren eller blandningen av ledningspolymeren och matrisplastet ... efter smältningen.Method according to claim 4, characterized in that the dopant is added to the conductive polymer or the mixture of the conductive polymer and the matrix plastic ... after the melting. 7. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-6, kännetecknat därav, att 30 polymerens ledningsförmäga regleras med mängden ozon eller ledningspolymer i kompositen. 8 9 7 20Process according to any of claims 1-6, characterized in that the conductivity of the polymer is controlled by the amount of ozone or conductive polymer in the composite. 8 9 7 20 8. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-7, kännetecknat därav, att mängden ozon i polymeren som skall dopas är 0,2-1,0 vikt-%, mest fördelaktigt ca 0,2 vikt-%. 5Process according to any of claims 1-7, characterized in that the amount of ozone in the polymer to be doped is 0.2-1.0% by weight, most advantageously about 0.2% by weight. 5
FI911271A 1991-03-14 1991-03-14 Preparation process for conductive polymer FI89720C (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI911271A FI89720C (en) 1991-03-14 1991-03-14 Preparation process for conductive polymer
PCT/FI1992/000059 WO1992016950A1 (en) 1991-03-14 1992-02-28 Method of preparation of a conductive polymer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI911271A FI89720C (en) 1991-03-14 1991-03-14 Preparation process for conductive polymer
FI911271 1991-03-14

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI911271A0 FI911271A0 (en) 1991-03-14
FI911271A FI911271A (en) 1992-09-15
FI89720B FI89720B (en) 1993-07-30
FI89720C true FI89720C (en) 1993-11-10

Family

ID=8532118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI911271A FI89720C (en) 1991-03-14 1991-03-14 Preparation process for conductive polymer

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI89720C (en)
WO (1) WO1992016950A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2900728B1 (en) * 2012-09-25 2016-05-25 Merck Patent GmbH Formulations containing conductive polymers and use thereof in organic electronic devices

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3113329A1 (en) * 1981-04-02 1982-12-30 Bayer Ag, 5090 Leverkusen CLIMBED OR FIBER-SHAPED, DOPED POLYACETYLENE PARTICLES CONTAINING SURFACES AND FIBERS, AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION
DE3530819A1 (en) * 1985-08-29 1987-03-12 Bayer Ag METHOD FOR PRODUCING ELECTRICALLY CONDUCTIVE POLYMERS
FI82702C (en) * 1987-07-29 1991-04-10 Neste Oy Non-conductive plastic composites containing poly (3-alkylthiophene)
FI890427A (en) * 1989-01-27 1990-07-28 Neste Oy BRUK AV EN ELLEDANDE POLYMER COMPOSITES.
FI89377C (en) * 1990-03-30 1993-09-27 Neste Oy Process for preparing an conductive polymer product

Also Published As

Publication number Publication date
WO1992016950A1 (en) 1992-10-01
FI911271A0 (en) 1991-03-14
FI911271A (en) 1992-09-15
FI89720B (en) 1993-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pud et al. Some aspects of preparation methods and properties of polyaniline blends and composites with organic polymers
US5154886A (en) Protection of devices
Segal et al. Polystyrene/polyaniline nanoblends for sensing of aliphatic alcohols
FI74717C (en) FORMKROPP INNEHAOLLANDE FLUORKOLVAETEPOLYMERER, VILKA AER BESTAENDIGA I KONTINUERLIG VAERME.
Zhang et al. Temperature‐sensitive polyamidoamine dendrimer/poly (N‐isopropylacrylamide) hydrogels with improved responsive properties
Virtanen et al. Structure and dielectric breakdown strength of nano calcium carbonate/polypropylene composites
SE452280B (en) ELECTRIC CONDUCTIVE PLASTIC ARTICLES AND PROCEDURES AND MANUFACTURING PRODUCTS THEREOF
Araujo et al. Antistatic‐reinforced biocomposites of polyamide‐6 and polyaniline‐coated curauá fibers prepared on a pilot plant scale
JP2013010857A (en) Gas barrier film and manufacturing method
FI89720C (en) Preparation process for conductive polymer
KR100484471B1 (en) Flexible, Deep-Drawing, Electrically Conductive Films
Ishimoto et al. Comparison of dielectric properties of low-density polyethylene/MgO composites with different size fillers
FI89377B (en) Foer farer Foer framstaellning av en elledande polymerprodukt
Isotalo et al. Stability of processed poly (3-octylthiophene) and its blends
FI86974B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN ELLEDANDE PLASTPRODUKT MED BLAOSNINGSMETODEN.
Pinho et al. Conductive polyaniline–polychloroprene blends
JP2018535330A (en) Conductive polymer fiber and its production method and use
EP0221434B1 (en) Improving conductivity of plastics containing metallic fillers
Perrin et al. Polyaniline-based thermoplastic blends
Aydinli et al. A conducting composite of polypyrrole with ultrahigh molecular weight polyethylene foam
TW502049B (en) Electrically conductive compositions and methods for producing same
JP3112679B2 (en) Conductive molded products
CN109385049A (en) A kind of anti-static electricity modifying polythiophene resin and its application on precision detecting instrument
JP2012007139A (en) Production method for antistatic resin and antistatic resin
KR101970698B1 (en) A high molecule copolymer with a excellent water-resisting, chemical-resisting, and weather-resisting property, and it's fabrication method.

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Owner name: NESTE OY

BB Publication of examined application
MM Patent lapsed