FR2624126A1 - Polymeres conducteurs derives d'heterocycles aromatiques substitues par un groupement de type ether, procede pour leur obtention et dispositifs contenant ces polymeres - Google Patents
Polymeres conducteurs derives d'heterocycles aromatiques substitues par un groupement de type ether, procede pour leur obtention et dispositifs contenant ces polymeres Download PDFInfo
- Publication number
- FR2624126A1 FR2624126A1 FR8717117A FR8717117A FR2624126A1 FR 2624126 A1 FR2624126 A1 FR 2624126A1 FR 8717117 A FR8717117 A FR 8717117A FR 8717117 A FR8717117 A FR 8717117A FR 2624126 A1 FR2624126 A1 FR 2624126A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- polymers
- conductive polymers
- derived
- substituted
- ether type
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D207/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D207/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
- C07D207/30—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D207/32—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to ring carbon atoms
- C07D207/33—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals, directly attached to ring carbon atoms
- C07D207/333—Radicals substituted by oxygen or sulfur atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
- C07D307/34—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D307/38—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
- C07D307/40—Radicals substituted by oxygen atoms
- C07D307/42—Singly bound oxygen atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
- C07D333/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
- C07D333/04—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
- C07D333/06—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to the ring carbon atoms
- C07D333/14—Radicals substituted by singly bound hetero atoms other than halogen
- C07D333/16—Radicals substituted by singly bound hetero atoms other than halogen by oxygen atoms
-
- 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
- C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
- C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G61/122—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
- C08G61/123—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
-
- 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
- H01B1/127—Intrinsically conductive polymers comprising five-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polypyrroles, polythiophenes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Abstract
Polymères conducteurs d'électricité contenant des unités récurrentes dérivées de monomères hétérocycliques aromatiques à 5 chaînons substitués, en position 3 par rapport à l'hétéroatome, par un substituant de type éther lié à l'hétérocycle par un radical alkylène comprenant au moins deux atomes de carbone.
Description
Polymères conducteurs dérivés d'hétérocycles aromatiques
substitués par un groupement de type éther, procédé pour
leur obtention et dispositifs contenant ces polymères
La présente invention concerne des polymères conducteurs d'électricité dérivés d'hétérocycles aromatiques substitués par un groupement de type éther.
substitués par un groupement de type éther, procédé pour
leur obtention et dispositifs contenant ces polymères
La présente invention concerne des polymères conducteurs d'électricité dérivés d'hétérocycles aromatiques substitués par un groupement de type éther.
Elle concerne plus particulièrement des polymères dérivés d'hétérocycles aromatiques à cinq chainons contenant un hétéroatome et substitués en position 3 par un substituant de type éther lié à l'heterocycle par un radical alkylène.
L'invention concerne également un procédé pour la fabrication de ces polymères.
Elle concerne aussi des dispositifs électroconducteurs contenant ces polymères.
On a déjà décrit des électrodes obtenues par polymérisation électrochimique, sur un support conducteur, de monomères hétérocycliques possédant au moins un hétérocycle aromatique à 5 chaînons, contenant un seul hétéroatome et substitué par au moins un groupement notamment de type alkyle, alkoxyle, aryle, aryle substitué, halogène, cyano, ami#no ou dialkylamino. Ce monomère peut être un dérivé substitué en position 3, en position 4 ou en position 3 et 4 du pyrrole, du thiophene ou du furane, ou un indole substitué sur le noyau phényle par 1 à 4 groupements (demande de brevet FR-A-2527843).
On a aussi décrit les-caractéristiques électrochromiques de polymères dérivés de ces hétérocycles à cinq chaînons, en particulier de ceux dérivés du pyrrole, du thiophène, du 3-méthylthio- phène, du 3,4-diméthylthiophène et du 2,2'-dithiophène (F. Carnier et al, Journal of Electroanalytical Chemistry, 148, 1983, pages 299 à 303).
Certaines applications électriques, telles- que la realisa- tion de dispositifs (écrans d'affichage, commutateurs, éléments de mémoire ...) basés sur l'electrochromisme (impliquant une modification des propriétés d'absorption ou de transmission de la lumière du matériau mis en oeuvre, induite par une variation de la tension externe appliquée), d'électrodes de batteries rechargeables, de cellules photovoltatques, de cellules electrochimiques, etc. exigent des polymères conducteurs aux propriétés particulières.
Ces propriétés particulières sont notamment la réversibilité électrochimique la plus complète et la stabilité la plus élevée possibles du cycle d'oxydo-réduction entre les formes oxydée et réduite du système polymere-agent dopant.
Dans la demande de brevet FR-A-2596566, on a décrit une famille de polymères présentant, jusqu'# un certain degré, les propriétés sus-mentionnées. Ces polymères contiennent des unités récurrentes dérivées de 3-alkylthiophènes dont le substituant alkyle comprend de six à neuf atomes de carbone.
La présente invention vise à fournir une nouvelle famille de polymères conducteurs présentant les propriétés particulières sus-mentionnées à un degré encore bien plus élevé.
L'invention concerne à cet effet les polymères conducteurs d'électricité contenant des unités récurrentes dérivées de monomères hétérocycliques aromatiques à 5 chaînons substitués, en position 3 par rapport à lthétéroatome, par un substituant de type éther lié à l'heterocycle par un radical alkylène comprenant au moins deux atomes de carbone.
Les polymères conducteurs d'électricité selon l'invention dérivent généralement de monomères hétérocycliques aromatiques que l'on peut représenter par la formule générale ci-après
dans laquelle
X représente un atome ou groupement choisi parmi les atomes de soufre et d'oxygène et le groupe -NH; m représente un nombre entier égal ou supérieur à 2 n représente un nombre entier tel que O < n < 7 p représente un nombre entier tel que 0 < p < 2 la somme de n et de p étant au moins égale à 1.
dans laquelle
X représente un atome ou groupement choisi parmi les atomes de soufre et d'oxygène et le groupe -NH; m représente un nombre entier égal ou supérieur à 2 n représente un nombre entier tel que O < n < 7 p représente un nombre entier tel que 0 < p < 2 la somme de n et de p étant au moins égale à 1.
Les polymères selon l'invention peuvent donc dériver du thiophène, du furane et du pyrrole substitués en position 3.
Le substituant est un groupement de type éther ; ce groupement, qui peut comprendre, comme le montre la formule (I), une à huit fonctions éthers, et de préférence deux ou trois fonctions éthers, séparées par des radicaux éthylène, est lié à l'hétérocycle par un radical alkylène comprenant au moins deux atomes de carbone, de préférence un radical éthylène ou trimethylène.
A titre d'exemples de polymères dérivés des monomères répondant à la formule générale (I), on peut citer les polymères dérivés des monomères dont le substituant comprend une fonction éther, tels que le 2'-méthoxy- et 2'-éthoxy-éthyl-3-thiophène, les 2'-méthoxy- et 2'-éthoxy-éthyl-3-furane et les 2'-méthoxy- et 2'-éthoxy-éthyl-3-pyrrole, par exemple ; les polymères dérivés de monomères dont le substituant comprend deux fonctions éther, tels que les (dioxa-3',6'-heptyl)- et (dioxa-3t,6'-octyl)-3-thiophène, les (dioxa-3',6'-heptyl)- et (dioxa-3',6'-octyl)-3-futane et les (dioxa-3',6'-heptyl) et (dioxa-3',6'-octyl)-3-pyrrole, par exemple ; les polymères dérivés de monomères dont le substituant comprend plus de deux fonctions éther, tels que les (trioxa-3', 6',9'-décyl)-3-thiophène, -3-furane et -3-pyrrole et les (octaoxa-4',7',10',13',16',19',22',25'-hexadodécyl)-3-thiophène, -3-furane et -3-pyrrole, par exemple.
Parmi tous les polymères mentionnés ci-dessus, on préfère les polymères dérivés du thiophène substitue en position 3 et dont le substituant comprend deux fonctions éther, c'est-à-dire les polymères dérivés du monomère de formule (I) dans laquelle X est un atome de soufre, m vaut 2 ou 3, n vaut 1 et p vaut 1.
Un composé tout particulièrement préféré, notamment parce qu'il conduit à des polymères manifestant des propriétés de réversibilité du cycle d'oxydo-réduction exceptionnelles est le (dioxa-3',6'-heptyl)-3-thiophène (DHT) (dont le polymère est dénommé ci-apres "PDHT" par simplification).
Les monomères utilisables pour fabriquer les polymères selon l'invention peuvent être synthétisés selon des méthodes connues, par exemple par réaction des (thiényl-3)-, (furanyl-3)- et (pyrrolo-3)-2'éthanol ou -3'propanol-l avec l'halogenure d'oxyalkyle approprié. Ainsi, par exemple, le DHT est préparé par réaction de (thiényl-3)2'-éthanol avec le (chloro-2-éthyl) méthyléther dans le tétrahydrofurane en présence d'hydrure de sodium.
La préparation des polymères selon l'invention peut s'effectuer par voie chimique, en présence d'oxydants tels que
FeC13, par exemple ou par voie électrochimique. De préférence, on procède par polymérisation électrochimique, généralement dans une cellule d'électrolyse, par oxydation anodique du monomère au sein d'un solvant polaire et en présence d'électrolytes appropriés suivant des techniques conventionnelles (voir par exemple demande de brevet français FR-A-2527843 et F. Garnier et al., op. cit.).
FeC13, par exemple ou par voie électrochimique. De préférence, on procède par polymérisation électrochimique, généralement dans une cellule d'électrolyse, par oxydation anodique du monomère au sein d'un solvant polaire et en présence d'électrolytes appropriés suivant des techniques conventionnelles (voir par exemple demande de brevet français FR-A-2527843 et F. Garnier et al., op. cit.).
Selon ces techniques, la concentration en monomères est généralement comprise entre 10-3 et 1 mole par litre de solvant.
Comme solvants, on utilise de préférence des solvants polaires possédant des propriétés dissolvantes à la fois vis-àvis du monomère et de l'électrolyte choisi et stables dans le domaine des potentiels appliqués. Des exemples de solvants utilisables sont l'acétonitrile, le tetrahydrofurane, le chlorure de méthylène, le nitrobenzène et le carbonate de propylène.
Les électrolytes sont généralement choisis parmi les sels conducteurs de formule C+A- dans laquelle C+ est un cation et dans laquelle A est un anion.
Le cation C+ est choisi de préférence parmi les ions alcalins, les ions R4N+ et R4P+ (R étant un radical alkyle, tel que les radicaux éthyle et butyle par exemple).
L'anion A est choisi de préférence parmi les ions C10W, AsF6, SbF6#, S042-, C6H5COO-, C6H5S03, BF4, PF6 et CF3S03.
Des électrolytes typiques sont par exemple les fluorophosphates, tels que lthexafluorophosphate de tétrabutylammonium, les fluoroborates, tels que le tetrafluoroborate de tétraéthylammonium et les perchlorates, tels que le perchlorate de lithium et le perchlorate de tetrabutylammonium.
La concentration en électrolyte est généralement comprise entre 10-3 et 1 mole par litre de solvant.
La cellule électrochimique au sein de laquelle peut s'effectuer la polymérisation des monomères selon l'invention peut fonctionner dans des conditions potentiostatiques ou galvanostatiques.
Dans le premier cas (contrôle potentiostatique), la cellule comprend, outre la source de courant externe, trois électrodes dont une électrode de référence de contrôle du potentiel.
Au cours de l'électrolyse, une couche de polymère se dépose sur l'élément conducteur utilisé comme anode de la cellule d'électrolyse. Cette anode peut être réalisée en un métal noble, tel que l'or ou le platine, ou en un autre métal, tel que le cuivre, doré ou platiné, le titane, le nickel ou en un verre conducteur (oxyde d'étain, oxydes dtindium - étain). Après ltélectrolyse, on dispose donc en fait d'une électrode constituée par un corps conducteur enrobé par un film de polymère y adhérant et qui contient une certain proportion de l'anion provenant de ltélectrolyte. Le polymère et l'anion forment ainsi un complexe à transfert de charges.La composition chimique du film de polymare peut être représentée par la formule empirique (M+Ay~)n où Mf représente le monomère, A l'anion ou contre-ion, y la proportion en anion dans le polymère exprimée par unité mono métrique (c'est-à-dire le taux de dopage) qui, dans le cas des polymères de l'invention peut atteindre la valeur de 0,5, et n le degré de polymérisation généralement impossible à déterminer aisément, compte tenu du caractère insoluble du polymère.
La polymérisation électrochimique du monomère s'effectuant sur l'anode de la cellule d'électrolyse, on ne peut obtenir directement une électrode recouverte d'un polymère dopé par des cations.
On peut, pour obtenir une telle cathode, se servir de l'anode obtenue précédemment et lui faire subir une double reduc- tion. Une première réduction électrochimique est possible juste après la polymérisation en laissant l'anode dans la cellule d'électrolyse et en provoquant la décharge de la cellule. Cette décharge provoque l'extraction des anions "dopant" le polymère.
On peut ensuite effectuer une seconde réduction sous atmosphère inerte, soit par voie chimique, soit par voie électrochimique.
La voie chimique consiste à immerger le polymère dans une solution contenant les cations désirés. Ainsi, pour obtenir un polymère "dopé" par exemple par les cations Li+, Na+ ou (dopage de type "n" auquel les polymères selon l'invention, surtout le PDHT, se prêtent particulièrement bien), on peut se servir par exemple d'une solution de naphtalène lithium, de naphtalène sodium ou de naphtalène potassium dans le tetrahydrofurane. La voie électrochimique consiste généralement à placer l'electrode en tant que cathode dans une cellule d'électrolyse contenant en solution les cations désirés.Les cations peuvent être par exemple des ions alcalins tels que ceux mentionnés ci-dessus, de préférence les cations Li+ ou K+, ou des ions complexes tels que (Bu)4N+ ou (Et)4N+ issus d'un électrolyte (de préférence Licol04, KPF6, (Bu)4NC104 et (Et)4NC104) en solution dans un solvant tel que l'acetonitrile, le tétrahydrofurane ou le propylène carbonate. La concentration en électrolyte dans la solution est généralement comprise entre et 1 mole pour 1 litre de solvant.
Les polymères conducteurs selon l'invention présentent un ensemble de propriétés tout à fait remarquables qui sont principalement - une réversibilité et une stabilité exceptionnelles du cycle
d'oxydo-réduction entre leurs formes oxydées et réduites
ainsi, notamment, pour le préféré d'entre ces polymères, le
PDHT, la stabilité du cycle d'oxydo-réduction est telle qu'il
peut subir jusqu a 0,5.107 cycles tout en conservant encore
90 Z de la charge initiale - une variation importante des caractéristiques spectrales
obtenue avec une variation de potentiel très faible, ce qui
rend intéressante et économique leur utilisation en tant que
matériau électrochromique - une bonne conductivité électrique, généralement comprise entre
101 et 102 S.cm-l - des absorptions importantes dans le domaine des rayonnements
infra-rouge proche et à haute fréquence.
d'oxydo-réduction entre leurs formes oxydées et réduites
ainsi, notamment, pour le préféré d'entre ces polymères, le
PDHT, la stabilité du cycle d'oxydo-réduction est telle qu'il
peut subir jusqu a 0,5.107 cycles tout en conservant encore
90 Z de la charge initiale - une variation importante des caractéristiques spectrales
obtenue avec une variation de potentiel très faible, ce qui
rend intéressante et économique leur utilisation en tant que
matériau électrochromique - une bonne conductivité électrique, généralement comprise entre
101 et 102 S.cm-l - des absorptions importantes dans le domaine des rayonnements
infra-rouge proche et à haute fréquence.
Ces propriétés remarquables des polymères conducteurs selon l'invention les rendent particulièrement utilisables pour la réalisation de dispositifs électroconducteurs dont le principe de fonctionnement est basé sur ces propriétés, et qui constituent également un objet de la présente invention.
A titre d'exemples non limitatifs de dispositifs électroconducteurs contenant des polymères conducteurs dérivés des monomères hétérocycliques aromatiques substitués selon l'invention, on peut citer - les dispositifs électrochimiques de stockage d'énergie, tels
que batteries d'accumulateurs et piles rechargeables ou non,
dont les anodes (respectivement les cathodes) sont constituées
d'électrodes revetues de films desdits polymères dopés par des
anions (respectivement des cations) - les dispositifs électrochromiques basés sur la modification du
spectre optique desdits polymères selon leur état électro
chimique, qui se manifeste lors des cycles d'oxydation et de
réduction des films de polymères déposés sur les anodes
(respectivement les cathodes) de ces dispositifs lors de la
charge et de la décharge ; à titre d'exemples de pareils dispo
sitifs électrochimiques, on peut citer les écrans d'affichage
(display), les dispositifs optoélectroniques, les mémoires et
commutateurs optiques.
que batteries d'accumulateurs et piles rechargeables ou non,
dont les anodes (respectivement les cathodes) sont constituées
d'électrodes revetues de films desdits polymères dopés par des
anions (respectivement des cations) - les dispositifs électrochromiques basés sur la modification du
spectre optique desdits polymères selon leur état électro
chimique, qui se manifeste lors des cycles d'oxydation et de
réduction des films de polymères déposés sur les anodes
(respectivement les cathodes) de ces dispositifs lors de la
charge et de la décharge ; à titre d'exemples de pareils dispo
sitifs électrochimiques, on peut citer les écrans d'affichage
(display), les dispositifs optoélectroniques, les mémoires et
commutateurs optiques.
L'invention est illustrée par l'exemple non limitatif suivant.
Exemple
A. Préparation du monomère
A une solution de 100 mmole de (thiényl-3)-2'-éthanol (fourni par JANSSEN CHEMICA) dans 100 ml de tetrahydrofurane on ajoute 110 mmole de NaH à 60 X en dispersion dans l'huile et 200 mg d'un éther couronne commercialisé par ALDRICH sous la dénomination 18 C 6. La suspension est maintenue 2 heures à 200C puis on ajoute en 15 minutes, 200 mmole de (chloro-2- éthyl)méthyléther vendu par ALDRICH et portée à reflux 8 heures. La suspension ramenée à 200C est traitée par HC1. Les phases organiques sont lavées à l'eau à neutralité puis évaporées sous vide. Le produit brut est purifié par chromatographie puis distillé sous vide.
A. Préparation du monomère
A une solution de 100 mmole de (thiényl-3)-2'-éthanol (fourni par JANSSEN CHEMICA) dans 100 ml de tetrahydrofurane on ajoute 110 mmole de NaH à 60 X en dispersion dans l'huile et 200 mg d'un éther couronne commercialisé par ALDRICH sous la dénomination 18 C 6. La suspension est maintenue 2 heures à 200C puis on ajoute en 15 minutes, 200 mmole de (chloro-2- éthyl)méthyléther vendu par ALDRICH et portée à reflux 8 heures. La suspension ramenée à 200C est traitée par HC1. Les phases organiques sont lavées à l'eau à neutralité puis évaporées sous vide. Le produit brut est purifié par chromatographie puis distillé sous vide.
B. Synthèse du polymère
La synthèse du polymère est effectuée dans une cellule thermostatée à un compartiment contenant - 2.10-l mole de monomère préparé comme en A, - 3.10-2 mole d'hexafluorophosphate de tétrabutylammonium (fourni
par Fluka) - 25 mi de nitrobenzène distillé.
La synthèse du polymère est effectuée dans une cellule thermostatée à un compartiment contenant - 2.10-l mole de monomère préparé comme en A, - 3.10-2 mole d'hexafluorophosphate de tétrabutylammonium (fourni
par Fluka) - 25 mi de nitrobenzène distillé.
Les dépôts de polymère sont réalisés à 50C, sous atmosphère d'argon, après dégazage de la solution par barbotage d'argon.
Pour les caractérisations électrochimiques le polymère est déposé sur des électrodes de platine massif de surface de 0,07 et 0,7 cm2 polies entre chaque expérience. Les quantités de chargés utilisées varient de 20 à 100 mC/cm2, ce qui correspond à des épaisseurs comprises entre 600 et 3000 A. La cathode est constituée d'un fil de platine et l'électrode de référence est une électrode au calomel saturée.
Les films de polymère destinés aux études spectroscopiques et aux mesures de conductivité ont été synthétisés dans les mêmes conditions, l'électrode de travail étant constituée d'une lame de verre conducteur et la cathode d'une plaque d'aluminium. Les dépôts sont effectués en conditions galvanostatiques avec des densités de courant comprises entre 2 et 5 mA/cm2. Les caractérisations spectroélectrochimiques ont été effectuées dans une cellule de spectrométrie de 1 cm de trajet optique équipée d'une cathode constituée d'un fil de platine et d'une électrode de référence constituée d'un fil d'argent.
Les films de polymère destinés aux tests de stabilité à long terme en réversibilité rédox ont été synthétisés sur une électrode de platine massif de 0,7 cm2. Cette électrode est ensuite placée dans une cellule équipée d'une contre-électrode circulaire constituée d'un fil de platine et d'une électrode de référence constituée d'un fil d'argent. La cellule est équipée d'une fenêtre optique permettant la mesure du temps de réponse par réflexion à l'aide d'un laser hélium-néon (k = 632,8 nm) et d'une photodiode GaAsP. Le cyclage rédox est effectué dans un milieu électrolytique constitué de carbonate de propylène contenant 5.10-l mole de perchlorate de lithium anhydre.
Les tests de dopage "n" ont été réalisés dans le carbonate de propylène contenant 5.10-2 mole de perchlorate de tétraéthylammonium.
Les propriétés électrochimiques des polymères ont été mesurées à partir du voltammogramme cyclique enregistré au moyen d'un potentiostat PAR modela 173 et à partir des pics d'intensité enregistrés. La vague anodique comprend deux pics d'oxydation 0,4 et 0,8 VESCE (électrode de référence au calomel).Pour ces deux systèmes le rapport 1Pa11Pc entre les intensités de courant d'oxydation (Ipa) et de réduction (1Pc) est d'environ 1
Pour le premier système, la stabilité de la réversibilité rédox est, exprimée en pourcentage de charges encore échangées, après 0,65.106 cycles : 100 Z 1,5.106 cycles : 96 Z 3,25.106 cycles : 92 Z 0,5.107 cycles : 90 Z
Le dopage "n" du polymère est évalué par une observation d'un système cathodique réversible entre -1,7 et -2,2 V/Ag
Les caractéristiques optiques et spectroscopiques sont l'importante absorption dans le rouge (bande d'absorption à h 3 600 nm) du polymère et l'absorption très faible au delà de 600 nm du polymère dédopé.
Pour le premier système, la stabilité de la réversibilité rédox est, exprimée en pourcentage de charges encore échangées, après 0,65.106 cycles : 100 Z 1,5.106 cycles : 96 Z 3,25.106 cycles : 92 Z 0,5.107 cycles : 90 Z
Le dopage "n" du polymère est évalué par une observation d'un système cathodique réversible entre -1,7 et -2,2 V/Ag
Les caractéristiques optiques et spectroscopiques sont l'importante absorption dans le rouge (bande d'absorption à h 3 600 nm) du polymère et l'absorption très faible au delà de 600 nm du polymère dédopé.
Par contre, le polymère dopé possède une bande d'absorption importante dans le rouge lointain et le proche infra-rouge.
Ce phénomène est à l'origine d'un comportement électrochrome particulier. En effet, lorsque l'on analyse la variation de l'intensité de la réflexion d'un faisceau laser (hélium-néon:k = 632,8 nm) sur un film de polymère soumis à des impulsions de potentiel, on observe deux états stables pour des valeurs de potentiel appliqué allant jusqu'a 0.7 V/Ag tandis qu'au delà, on n'obtient plus qu'un seul état stable. Ce phènomène d'effet de seuil est utilisable pour des applications en opto-électronique.
Claims (10)
1 - Polymères conducteurs d'électricité contenant des unités récurrentes dérivées de monomères hétérocycliques aromatiques à 5 chaînons substitués, en position 3 en rapport à l'hétéroatome, par un substituant de type éther lié à l'hétéro- cycle par un radical alkylène comprenant au moins deux atomes de carbone.
2 - Polymères conducteurs selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils dérivent de monomères hétérocycliques aromatiques représentés par la formule générale
dans laquelle
X représente un atome ou groupement choisi parmi les atomes de
soufre et d'oxygène et le groupe -NH; m représente un nombre entier égal ou supérieur à 2 n représente un nombre entier tel que 0 < n < 7 p représente un nombre entier tel que 0 < p < 2 la somme de n et de p étant au moins égale à 1.
3 - Polymères conducteurs selon la revendication 1 ou 2, caractérisés en ce que le monomère hétérocyclique aromatique dont ils dérivent est le thiophène substitué en position 3.
4 - Polymères conducteurs selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisés en ce que le monomère hétérocyclique aromatique dont ils dérivent est le (diorra-3',6 '-heptyl)-3-thiophène .
5 - Procédé pour la fabrication de polymères électroconducteurs caractérisé en ce que l'on polymérisa électrochimiquement, par oxydation anodique au sein d'un solvant polaire et en présence d'un électrolyte approprié, un monomère choisi parmi les hétérocycles aromatiques à cinq chaînons substitués, en position 3 par rapport à lthétéroatome, par un substituant de type éther lié a l'hétérocycle par un radical alkylène comprenant au moins deux atomes de carbone.
6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le monomère est le (dioxa-3'-6'-heptyl)-3-thiophène.
7 - Dispositifs électroconducteurs contenant un polymère selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.
8 - Dispositifs électrochimiques de stockage d'énergie dont les anodes (respectivement les cathodes) sont constituées d'électrodes revêtues de films de polymères selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dopés par des anions (respectivement des cations).
9 - Dispositifs électrochromiques dont les anodes (respectivement les cathodes) sont revêtues de films de polymères selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.
10 - Dispositifs d'absorption des rayonnements infra-rouge proche et à haute fréquence à base de polymères selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8717117A FR2624126B1 (fr) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | Polymeres conducteurs derives d'heterocycles aromatiques substitues par un groupement de type ether, procede pour leur obtention et dispositifs contenant ces polymeres |
| DE88202679T DE3880120T2 (de) | 1987-12-07 | 1988-11-25 | Leitfähige Polymere von mit Äthergruppierung substituierten aromatischen heterocyclischen Verbindungen, Verfahren zu deren Herstellung, Vorrichtung enthaltend diese Polymere, und Monomere die ermöglichen solche Polymere zu gewinnen. |
| EP88202679A EP0323656B1 (fr) | 1987-12-07 | 1988-11-25 | Polymères conducteurs dérivés d'hétérocycles aromatiques substitués par un groupement de type éther, procédé pour leur obtention, dispositifs contenant ces polymères et monomères permettant d'obtenir de tels polymères |
| AT88202679T ATE87945T1 (de) | 1987-12-07 | 1988-11-25 | Leitfaehige polymere von mit aethergruppierung substituierten aromatischen heterocyclischen verbindungen, verfahren zu deren herstellung, vorrichtung enthaltend diese polymere, und monomere die ermoeglichen solche polymere zu gewinnen. |
| IL88541A IL88541A (en) | 1987-12-07 | 1988-11-30 | Electrically conductive polymers derived from aromatic heterocyclic compounds substituted by an ether-type group,process and monomers for their preparation and devices containing these polymers |
| US07/280,411 US5204424A (en) | 1987-12-07 | 1988-12-06 | Conductive polymers derived from aromatic heterocyclic compounds substituted by an ether-type group |
| KR1019880016227A KR890009998A (ko) | 1987-12-07 | 1988-12-06 | 에테르형기에 의하여 치환된 방향족 헤테로 고리 화합물에서 유도한 전도성 중합체 및 이의 제조 방법, 이 중합체를 함유하는 장치와 이러한 중합체를 얻을 수 있는 단량체 |
| JP63309748A JP2647705B2 (ja) | 1987-12-07 | 1988-12-07 | エーテル型の基で置換された芳香族複素環化合物から誘導される導電性ポリマー、その製法、これらポリマーを含むデバイスおよびかかるポリマーを得ることを可能とするモノマー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8717117A FR2624126B1 (fr) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | Polymeres conducteurs derives d'heterocycles aromatiques substitues par un groupement de type ether, procede pour leur obtention et dispositifs contenant ces polymeres |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2624126A1 true FR2624126A1 (fr) | 1989-06-09 |
| FR2624126B1 FR2624126B1 (fr) | 1992-06-19 |
Family
ID=9357658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8717117A Expired - Fee Related FR2624126B1 (fr) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | Polymeres conducteurs derives d'heterocycles aromatiques substitues par un groupement de type ether, procede pour leur obtention et dispositifs contenant ces polymeres |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2624126B1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2649396A1 (fr) * | 1989-07-10 | 1991-01-11 | Solvay | Thiophenes fluores, polymeres conducteurs derives de ces thiophenes, procede pour leur obtention et dispositifs contenant ces polymeres |
| US5268448A (en) * | 1989-07-10 | 1993-12-07 | Solvay S.A. | Conducting polymers derived from fluorinated thiophenes |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3574072A (en) * | 1968-04-03 | 1971-04-06 | Universal Oil Prod Co | Polymerization of heterocyclic compounds |
| EP0096612A1 (fr) * | 1982-06-01 | 1983-12-21 | Thomson-Csf | Electrode comprenant un film de polymère électrochrome pouvant servir dans un dispositif d'affichage ou de stockage d'énergie |
| US4543402A (en) * | 1983-04-18 | 1985-09-24 | The B. F. Goodrich Company | Electrically conductive pyrrole polymers |
| DE3701495A1 (de) * | 1986-01-22 | 1987-07-23 | Japan Res Dev Corp | Polymer einer fuenfgliedrigen heterocyclischen verbindung und dessen herstellung |
| EP0240063A1 (fr) * | 1986-04-01 | 1987-10-07 | Solvay | Polymères conducteurs dérivés de 3-alkylthiophènes procédé pour leur fabrication et dispositifs électroconducteurs les contenant |
-
1987
- 1987-12-07 FR FR8717117A patent/FR2624126B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3574072A (en) * | 1968-04-03 | 1971-04-06 | Universal Oil Prod Co | Polymerization of heterocyclic compounds |
| EP0096612A1 (fr) * | 1982-06-01 | 1983-12-21 | Thomson-Csf | Electrode comprenant un film de polymère électrochrome pouvant servir dans un dispositif d'affichage ou de stockage d'énergie |
| US4543402A (en) * | 1983-04-18 | 1985-09-24 | The B. F. Goodrich Company | Electrically conductive pyrrole polymers |
| DE3701495A1 (de) * | 1986-01-22 | 1987-07-23 | Japan Res Dev Corp | Polymer einer fuenfgliedrigen heterocyclischen verbindung und dessen herstellung |
| EP0240063A1 (fr) * | 1986-04-01 | 1987-10-07 | Solvay | Polymères conducteurs dérivés de 3-alkylthiophènes procédé pour leur fabrication et dispositifs électroconducteurs les contenant |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY, vol. 131, no. 6, juin 1984, pages 1452-1456; R.J. WALTMAN et al.: "Electroactive properties of polyaromatic molecules" * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2649396A1 (fr) * | 1989-07-10 | 1991-01-11 | Solvay | Thiophenes fluores, polymeres conducteurs derives de ces thiophenes, procede pour leur obtention et dispositifs contenant ces polymeres |
| EP0408105A1 (fr) * | 1989-07-10 | 1991-01-16 | SOLVAY (Société Anonyme) | Thiophènes fluorés polymères conducteurs dérivés de ces thiophènes, procédé pour leur obtention et dispositifs contenant ces polymères |
| US5268448A (en) * | 1989-07-10 | 1993-12-07 | Solvay S.A. | Conducting polymers derived from fluorinated thiophenes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2624126B1 (fr) | 1992-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0323656B1 (fr) | Polymères conducteurs dérivés d'hétérocycles aromatiques substitués par un groupement de type éther, procédé pour leur obtention, dispositifs contenant ces polymères et monomères permettant d'obtenir de tels polymères | |
| EP0240063B1 (fr) | Polymères conducteurs dérivés de 3-alkylthiophènes procédé pour leur fabrication et dispositifs électroconducteurs les contenant | |
| EP0375005B1 (fr) | Thiophènes substitués, polymères conducteurs dérivés de ces thiophènes, procédé pour leur obtention et dispositifs contenant ces polymères | |
| EP0096612B1 (fr) | Electrode comprenant un film de polymère électrochrome pouvant servir dans un dispositif d'affichage ou de stockage d'énergie | |
| EP0095973B1 (fr) | Dispositif électrochromique pouvant servir au stockage d'énergie, et système d'affichage électrochromique | |
| CA2279399C (fr) | Sels de sulfones perfluores, et leurs utilisations comme materiaux a conduction ionique | |
| EP0928287B1 (fr) | Composes ioniques ayant une charge anionique delocalisee, leur utilisation comme composants de conducteurs ioniques ou de catalyseur | |
| WO1998029399A1 (fr) | Sels d'anions pentacycliques ou derives de tetrazapentalene, et leurs utilisations comme materiaux a conduction ionique | |
| EP0525866B1 (fr) | Thiophènes fluorés, polymères dérivés de ces thiophènes, polymères conducteurs contenant ces polymères, procédés pour leur obtention, utilisations de ceux-ci et dispositifs contenant ces polymères conducteurs | |
| EP0221793A1 (fr) | Polymères conducteurs électroniques azotés, leurs procédés de préparation, cellule d'affichage électrochrome et générateur électrochimique utilisant ces polymères | |
| EP1921084B1 (fr) | Sels de diazonium polymérisables, procédé de fabrication et utilisations de ceux-ci | |
| EP0178693B1 (fr) | Polymères électroconducteurs dérivés de monomères polycycliques hétéroaromatiques, procédé pour leur préparaton et matériaux électroconducteurs composites comprenant ces polymères | |
| EP0408105B1 (fr) | Thiophènes fluorés polymères conducteurs dérivés de ces thiophènes, procédé pour leur obtention et dispositifs contenant ces polymères | |
| FR2648140A1 (fr) | Procede de preparation d'oligomeres d'heterocycles aromatiques par couplage oxydant d'oligomeres inferieurs | |
| FR2624126A1 (fr) | Polymeres conducteurs derives d'heterocycles aromatiques substitues par un groupement de type ether, procede pour leur obtention et dispositifs contenant ces polymeres | |
| FR2635907A1 (fr) | Polymeres conducteurs derives d'heterocycles aromatiques substitues par un groupement de type ether, procede pour leur obtention, dispositifs contenant ces polymeres et monomeres permettant d'obtenir de tels polymeres | |
| EP2763798B1 (fr) | Procédé de fonctionnalisation d'un substrat solide autre qu'un substrat en or par des composés chimiques spécifiques | |
| Martre et al. | Preparation and Properties of a Soluble Polypyrrole− Polypyridyl− Ruthenium (II)− Viologen Dyad | |
| FR2554133A1 (fr) | Materiau polymere conducteur a base de polyselenophene et son application dans les cellules electrochimiques | |
| FR2689135A1 (fr) | Procédé de préparation d'oligomères d'hétérocycles aromatiques, nouveaux oligomères substitués en position alpha et/ou alpha', utilisation de ceux-ci sous forme de couche mince dans les dispositifs électroniques et optoélectroniques. | |
| FR2659486A1 (fr) | Condensateur electrolytique a electrolyte solide et procede d'impregnation d'un tel condensateur. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CD | Change of name or company name | ||
| ST | Notification of lapse |