JP2006182959A - 導電性微粒子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ピロールおよび/またはピロール誘導体の重合体、アニオン界面活性剤およびドーパントを含有する導電性微粒子を製造する方法であって、有機溶媒と、水と、アニオン系界面活性剤と、酸化剤とを混合攪拌してなるO/W型の乳化液中に攪拌下で、ピロールおよび/またはピロール誘導体のモノマーおよびドーパントをそれぞれ一部づつ交互に添加して該モノマーを酸化重合することを特徴とする、導電性微粒子の製造方法。得られる導電性微粒子は、ピロール重合体単位ユニット当たり0.01〜0.3分子のドーパントを含む。
【選択図】なし
Description
高分子間に介在するドーパントとして作用して、導電性高分子の抵抗値を低下させることが推察されている。
ピロールおよび/またはピロール誘導体の重合体、アニオン界面活性剤およびドーパントを含有する導電性微粒子を製造する方法であって、
有機溶媒と、水と、アニオン系界面活性剤と、酸化剤とを混合攪拌してなるO/W型の乳化液中に攪拌下で、ピロールおよび/またはピロール誘導体のモノマーおよびドーパントをそれぞれ一部づつ交互に添加して該モノマーを酸化重合することを特徴とする、導電性微粒子の製造方法
に関する。
前記モノマーおよびドーパントの添加は、その全量を少なくとも3回以上に小分けして行うことを特徴とする、前記製造方法、および
前記ドーパントの量は、生成するピロール重合体単位ユニット当たり0.01〜0.3分子となる量であることを特徴とする、前記製造方法
である。
前記製造方法により得られた導電性微粒子を有機溶媒中に分散させてなることを特徴とする導電性塗料
に関する。
活性剤の中でも、スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム(疎水性末端4つ)、スルホコハク酸ジ−2−エチルオクチルナトリウム(疎水性末端4つ)および分岐鎖型アルキルベンゼンスルホン酸塩(疎水性末端2つ)が特に好適に使用できる。
(a)有機溶媒、水、アニオン系界面活性剤および酸化剤を混合攪拌して乳化液を調製する工程、
(b)ピロールおよび/またはピロール誘導体のモノマーとドーパントとを乳化液中に一部づつ交互に添加して酸化重合する工程、
(c)有機相を分液し導電性微粒子を回収する工程。
攪拌装置を備えた2L反応容器に、トルエン250mL、イオン交換水650mL、スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム7mmolを加え、20℃に保持して乳化するまで十分に撹拌(300rpm)した。その後、該乳化液に酸化剤として過硫酸アンモニウム43mmolを添加し、さらに10分撹拌を行った。
次いで、ピロール120mmolおよび各12mmolのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(実施例1)、パラトルエンスルホン酸ナトリウム(実施例2)またはナフタレントリスルホン酸トリナトリウム(実施例3)をイオン交換水100mLに溶解してなるドーパント液を、それぞれ表1に示す添加時期および添加量で反応容器へ添加し重合反応を行った。実施例1では、30分間でモノマー40mmolを滴下し、次いで10分間でドーパント4mmolを滴下して、表1に示すようにモノマーとドーパントを交互に加えた。実施例2では、30分間でモノマー30mmolを滴下した後にドーパント3mmolを瞬時に加え、10分経過後に同じ操作を繰り返して、モノマーとドーパントを交互に加えた。実施例3では、表1に示す添加量を実施例1と同様に滴下して交互に加えた。
最初のモノマー添加から220分間攪拌しながら反応を継続した後、有機相を回収し、イオン交換水で数回洗浄して、トルエン中に分散した状態の黒色の導電性微粒子を得た。
攪拌装置を備えた2L反応容器に、トルエン250mL、イオン交換水650mL、スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム7mmolを加え、20℃に保持して乳化するまで十分に撹拌(300rpm)した。その後、該乳化液に酸化剤として過硫酸アンモニウム43mmolを添加し、さらに10分撹拌を行った。
次いで、ピロール120mmolおよびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム12mmolをイオン交換水100mLに溶解してなるドーパント液を、重合開始時にモノマー60mmolとドーパント6mmol相当のドーパント液を同時に一括添加し、60分後と120分後に表2に示すモノマーとドーパントのそれぞれを同時に一括添加した。重合開始から攪拌下に220分経過した後、有機相を回収し、イオン交換水で数回洗浄して、トルエン中に分散した状態の黒色の導電性微粒子を得た。
攪拌装置を備えた2L反応容器に、トルエン250mL、イオン交換水650mL、スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム7mmolを加え、20℃に保持して乳化するまで十分に撹拌した。その後、該乳化液に酸化剤として過硫酸アンモニウム43mmolを添加し、さらに10分撹拌を行った。
次いで、ピロール120mmolおよびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム12mmolをイオン交換水100mLに溶解してなるドーパント液を、それぞれ表2に示す添加時期および添加量で反応容器へ添加して攪拌しながら重合反応を行った。比較例2では、モノマー120mmolとドーパント12mmolの全量を初期段階で一括添加した。比較例3では、最初の30分間でモノマー120mmolを滴下しながら加え、次の10分間でドーパント12mmolを滴下しながら加えた。比較例4は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを添加しなかった以外は、比較例2と同様に行った。重合開始から220分経過した後、有機相を回収し、イオン交換水で数回洗浄して、トルエン中に分散した状態の黒色の導電性微粒子を得た。
実施例1〜3および比較例1〜4で得た導電性微粒子について、ピロール重合体単位ユニット当たりのドーパントの分子数を決定した。分子数の決定方法を、ドーパントがスルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウムとアニオンとして1個のSO3 -を持つドーパントAである場合を例として以下に示す:
先ず、パーキン・エルマー2400II元素分析装置をそれぞれCHNSモードおよびOモードで測定することにより窒素原子、硫黄原子および酸素原子の含有量を決定し、それぞれx、yおよびzとした。
ここで、スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウムは1個の硫黄原子および7個酸素原子を含み、またドーパントAは1個の硫黄原子および3個の酸素原子を含むので、スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム分子数をm、またドーパントA分子数をnとすると以下の式が成り立つ:
式(1):窒素原子数:x/14
式(2):硫黄原子数:m+n=y/32
式(3):酸素原子数:7m+3n=z/16
そして上記式よりmおよびnの値を求め、さらに上記式(1)並びにmおよびnの値から、全ての硫黄原子がドーパントであると仮定して、ピロール重合体単位ユニット当たりのドーパントの分子数を:(スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム分子数m+ドーパントA分子数n)/窒素原子数として求めた。
ドーパントがアニオンとしてSO3 -以外を持つ場合にも、同様にして、燃焼分解−濃縮
イオンクロマトグラフィー等により該アニオン中の原子の含有量を測定し、ピロール重合体単位ユニット当たりのドーパントの分子数を決定した。
結果を表4に示す。
Claims (4)
- ピロールおよび/またはピロール誘導体の重合体、アニオン界面活性剤およびドーパントを含有する導電性微粒子を製造する方法であって、
有機溶媒と、水と、アニオン系界面活性剤と、酸化剤とを混合攪拌してなるO/W型の乳化液中に攪拌下で、ピロールおよび/またはピロール誘導体のモノマーおよびドーパントをそれぞれ一部づつ交互に添加して該モノマーを酸化重合することを特徴とする、導電性微粒子の製造方法。 - 前記モノマーおよびドーパントの添加は、その全量を少なくとも3回以上に小分けして行うことを特徴とする、請求項1記載の製造方法。
- 前記ドーパントの量は、生成するピロール重合体単位ユニット当たり0.01〜0.3分子となる量であることを特徴とする、請求項1記載の製造方法。
- 請求項1ないし3のうちの何れか1項に記載の製造方法により得られた導電性微粒子を有機溶媒中に分散させてなることを特徴とする導電性塗料。
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