JP2009120762A - Polyaniline complex, composition of the same, and formed article - Google Patents

Polyaniline complex, composition of the same, and formed article Download PDF

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Mizutomo Takeuchi
瑞智 武内
Norihiro Kuroda
憲寛 黒田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyaniline complex which gives a formed article exhibiting excellent heat resistance while having high electrical conductivity, and to provide a composition of the same. <P>SOLUTION: The polyaniline complex is a substituted or unsubstituted polyaniline complex, which is protonated with a compound represented by formula (I) (wherein, X is an acidic group; n is an integer of 1 or more; and m is an integer of 0 or more). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、新規なポリアニリン複合体、その導電性組成物及びそれから得られる成形体に関し、特に耐熱性に優れる導電性ポリアニリン組成物及び成形体に関する。   The present invention relates to a novel polyaniline composite, a conductive composition thereof and a molded article obtained therefrom, and particularly relates to a conductive polyaniline composition and a molded article excellent in heat resistance.

ポリアニリンは、導電性高分子の1つとして周知の材料である。ポリアニリンは、その電気的な特性に加え、安価なアニリンから比較的簡便に合成でき、且つ導電性を示す状態で、空気等に対して優れた安定性を示すという利点及び特性を有する。   Polyaniline is a well-known material as one of conductive polymers. In addition to its electrical properties, polyaniline has the advantage and property of being able to be synthesized relatively easily from inexpensive aniline and exhibiting excellent stability against air or the like in a state of conductivity.

ポリアニリンの製造方法としては、アニリン又はアニリン誘導体を電解酸化重合する方法又は化学酸化重合する方法が知られている。   As a method for producing polyaniline, a method of electrolytic oxidation polymerization or chemical oxidation polymerization of aniline or aniline derivatives is known.

電解酸化重合では、電気的特性等に優れたフィルムが得られるが、一般に、化学酸化重合に比べて製造コストが高く、大量生産には適しておらず、複雑な形状の成形体を得ることも困難である。   In electrolytic oxidation polymerization, a film having excellent electrical properties can be obtained. However, in general, the production cost is higher than chemical oxidation polymerization, and it is not suitable for mass production. Have difficulty.

一方、化学酸化重合によって導電性のアニリン又はアニリン誘導体の重合体を得るためには、一般に、非導電性塩基状態(いわゆるエメラルディン塩基状態)で得られるポリアニリンにドーパント(ドーピング剤)を加えてプロトネーションする工程を必要とする。しかしながら、非導電性塩基状態のポリアニリンは大部分の有機溶剤に殆ど溶解しないため、工業的な製造に適するものではない。さらに、プロトネーション後に生成する導電性のポリアニリン(いわゆるエメラルディン塩状態)は、実質的に不溶不融であり、導電性の複合材料及びその成形体を簡便に製造することは難しい。   On the other hand, in order to obtain a conductive aniline or aniline derivative polymer by chemical oxidative polymerization, in general, a dopant (doping agent) is added to polyaniline obtained in a non-conductive base state (so-called emeraldine base state). The process of nation is required. However, polyaniline in the non-conductive base state is not suitable for industrial production because it hardly dissolves in most organic solvents. Furthermore, the conductive polyaniline (so-called emeraldine salt state) generated after the protonation is substantially insoluble and infusible, and it is difficult to easily manufacture a conductive composite material and a molded body thereof.

上記の問題に対し、本発明者らは、製造や取り扱いが容易な可溶性の導電性ポリアニリン複合体及びその組成物を開発している(特許文献1)。しかもこのポリアニリン組成物は高い電導度を有している。
国際公開第2005/052058パンフレット
In response to the above problems, the present inventors have developed a soluble conductive polyaniline complex and a composition thereof that are easy to manufacture and handle (Patent Document 1). Moreover, this polyaniline composition has a high electrical conductivity.
International Publication No. 2005/052058 Pamphlet

特許文献1に記載のポリアニリン複合体及びその組成物は優れた性質を有するものであるが、得られる成形体の耐熱性は必ずしも高いとは言えず、例えば、160℃程度の高温下に1日程度曝すと電導度が低下する傾向があった。
従って、本発明は、高電導でありながら、優れた耐熱性を示す成形体を与えるポリアニリン複合体及びその組成物を提供することを目的とする。
Although the polyaniline complex and the composition thereof described in Patent Document 1 have excellent properties, the heat resistance of the obtained molded body is not necessarily high. There was a tendency for the conductivity to decrease when exposed to some degree.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a polyaniline composite and a composition thereof that give a molded article exhibiting excellent heat resistance while being highly conductive.

本発明によれば、以下のポリアニリン複合体及びその組成物等が提供される。
1.下記式(I)で示される化合物でプロトネーションされた置換又は未置換ポリアニリン複合体。

Figure 2009120762
{式中、Xは、酸性基であり、Rは、それぞれ独立して、−R、−OR、−COR、−COOR、−CO(COR)、又は−CO(COOR)[ここで、Rは、炭素数が4以上の置換基を含んでもよい炭化水素基、シリル基、−(RO)x−R基、又は−(OSiR )x−OR基(Rはアルキレン基であり、Rはそれぞれ同一でも異なってもいてもよい炭化水素基であり、xは1以上の整数である)である]であり、任意のR同士が結合し環を形成していてもよい。nは1以上の整数であり、mは0以上の整数である。}
2.実質的に水と混和しない有機溶剤に溶解している、1記載の置換又は未置換ポリアニリン複合体、及び
フェノール性水酸基を有する化合物
を含む導電性ポリアニリン組成物。
3.前記フェノール性水酸基を有する化合物が、芳香環を2個以上含む化合物である2記載の導電性ポリアニリン組成物。
4.実質的に水と混和しない有機溶剤中、前記式(I)で示される化合物の存在下で、置換又は未置換アニリンを化学酸化重合させる1記載の置換又は未置換ポリアニリン複合体の製造方法。
5.1記載の置換又は未置換ポリアニリン複合体に、フェノール性水酸基を有する化合物を添加する導電性ポリアニリン組成物の製造方法。
6.2又は3に記載の導電性ポリアニリン組成物から得られる導電性成形体。 According to the present invention, the following polyaniline complex and its composition are provided.
1. A substituted or unsubstituted polyaniline complex that is protonated with a compound represented by the following formula (I).
Figure 2009120762
{In the formula, X is an acidic group, and each R is independently -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -COOR 1 , -CO (COR 1 ), or -CO (COOR 1 ). [Wherein R 1 is a hydrocarbon group, silyl group, — (R 2 O) x —R 3 group, or — (OSiR 3 2 ) x —OR 3 , which may contain a substituent having 4 or more carbon atoms. A group (R 2 is an alkylene group, R 3 is a hydrocarbon group which may be the same or different, and x is an integer of 1 or more), and any R is bonded to each other. A ring may be formed. n is an integer of 1 or more, and m is an integer of 0 or more. }
2. 2. A conductive polyaniline composition comprising a substituted or unsubstituted polyaniline complex according to 1, which is dissolved in an organic solvent substantially immiscible with water, and a compound having a phenolic hydroxyl group.
3. 3. The conductive polyaniline composition according to 2, wherein the compound having a phenolic hydroxyl group is a compound containing two or more aromatic rings.
4). The method for producing a substituted or unsubstituted polyaniline complex according to 1, wherein the substituted or unsubstituted aniline is chemically oxidatively polymerized in an organic solvent substantially immiscible with water in the presence of the compound represented by the formula (I).
The manufacturing method of the electroconductive polyaniline composition which adds the compound which has a phenolic hydroxyl group to the substituted or unsubstituted polyaniline complex of 5.1.
A conductive molded body obtained from the conductive polyaniline composition according to 6.2 or 3.

本発明によれば、高電導であり優れた耐熱性を示す成形体を与えるポリアニリン複合体及びその組成物を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polyaniline composite_body | complex which gives the molded object which is highly conductive and has the outstanding heat resistance, and its composition can be provided.

本発明のポリアニリン複合体は、上記式(I)に示されるプロトン酸をプロトネーションさせることで、高い耐熱性を示す。また、この複合体に少量のフェノール性水酸基を有する化合物を添加した組成物から得られる成形体は、電導度等の電気的特性が向上する。さらに、フェノール性水酸基を有する化合物を芳香族環を2個以上含む化合物とした場合、得られる成形体は、導電性が高く、かつ熱による導電性の低下が少なく、その均一性故に、透明性の高い導電性物品となる。   The polyaniline complex of the present invention exhibits high heat resistance by protonating the protonic acid represented by the above formula (I). In addition, a molded body obtained from a composition obtained by adding a small amount of a compound having a phenolic hydroxyl group to the composite has improved electrical characteristics such as conductivity. Furthermore, when the compound having a phenolic hydroxyl group is a compound containing two or more aromatic rings, the resulting molded body has high conductivity and little decrease in conductivity due to heat, and because of its uniformity, transparency Highly conductive articles.

本発明の置換又は未置換ポリアニリン複合体(単にポリアニリン複合体ともいう)は、置換又は未置換ポリアニリン(単にポリアニリンともいう)が下記式(I)で示される化合物でプロトネーションされた複合体である。

Figure 2009120762
{式中、Xは、酸性基であり、Rは、それぞれ独立して、−R、−OR、−COR、−COOR、−CO(COR)、又は−CO(COOR)[ここで、Rは、炭素数が4以上の置換基を含んでもよい炭化水素基、シリル基、−(RO)x−R基、又は−(OSiR )x−OR基(Rはアルキレン基であり、Rはそれぞれ同一でも異なってもいてもよい炭化水素基であり、xは1以上の整数である)である]であり、任意のR同士が結合し環を形成していてもよい。nは1以上の整数であり、mは0以上の整数である。} The substituted or unsubstituted polyaniline complex (also simply referred to as polyaniline complex) of the present invention is a complex in which a substituted or unsubstituted polyaniline (also simply referred to as polyaniline) is protonated with a compound represented by the following formula (I). .
Figure 2009120762
{In the formula, X is an acidic group, and each R is independently -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -COOR 1 , -CO (COR 1 ), or -CO (COOR 1 ). [Wherein R 1 is a hydrocarbon group, silyl group, — (R 2 O) x —R 3 group, or — (OSiR 3 2 ) x —OR 3 , which may contain a substituent having 4 or more carbon atoms. A group (R 2 is an alkylene group, R 3 is a hydrocarbon group which may be the same or different, and x is an integer of 1 or more), and any R is bonded to each other. A ring may be formed. n is an integer of 1 or more, and m is an integer of 0 or more. }

本発明の導電性ポリアニリン組成物は、実質的に水と混和しない有機溶剤に溶解している、上記のポリアニリン複合体、及びフェノール性水酸基を有する化合物(以下、フェノール性化合物という)を含む。   The conductive polyaniline composition of the present invention includes the above polyaniline complex and a compound having a phenolic hydroxyl group (hereinafter referred to as a phenolic compound) dissolved in an organic solvent that is substantially immiscible with water.

本発明のポリアニリン複合体、その組成物及びそれらから得られる成形品は、ポリアニリン複合体に、上記式(I)に示されるプロトン酸をプロトネーションさせることで、高い耐熱性を示す。   The polyaniline composite of the present invention, the composition thereof, and the molded product obtained from them exhibit high heat resistance by allowing the protonic acid represented by the above formula (I) to be protonated in the polyaniline composite.

さらに、フェノール性化合物として、芳香族環を2個以上含むフェノール性化合物を用いると、熱による電導度の低下が抑制される。電導度で、熱分解温度が高く、熱による電導度(導電性)の低下が小さい高耐熱性の導電性材料が得られる。   Furthermore, when a phenolic compound containing two or more aromatic rings is used as the phenolic compound, a decrease in electrical conductivity due to heat is suppressed. A highly heat-resistant conductive material having a high thermal decomposition temperature and a small decrease in electrical conductivity (conductivity) due to heat can be obtained.

本発明のポリアニリン複合体における、置換又は未置換ポリアニリンは、重量平均分子量が10,000g/mol以上の高分子量体であることが好ましい。これにより組成物から得られる導電性物品の強度や延伸性を向上することができる。重量平均分子量の上限値は特に存在せず、重量平均分子量が数百万g/mol程度のポリアニリンも製造可能であり、本発明の導電性ポリアニリン組成物も製造できる。しかし、溶解の観点から、重量平均分子量は10,000,000程度以下であることが好ましい。
尚、ポリアニリンの分子量は、ゲルパーミェションクロマトグラフィ(GPC)により測定したものである。
置換ポリアニリンの置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、ヘキシル基、オクチル基等の直鎖又は分岐の炭化水素基、メトキシ基、フェノキシ基等のアルコキシル基、アリーロキシ基、CF基等の含ハロゲン炭化水素基等が挙げられる。
The substituted or unsubstituted polyaniline in the polyaniline complex of the present invention is preferably a high molecular weight body having a weight average molecular weight of 10,000 g / mol or more. Thereby, the intensity | strength and ductility of the electroconductive article obtained from a composition can be improved. There is no particular upper limit for the weight average molecular weight, polyaniline having a weight average molecular weight of about several million g / mol can be produced, and the conductive polyaniline composition of the present invention can also be produced. However, from the viewpoint of dissolution, the weight average molecular weight is preferably about 10,000,000 or less.
The molecular weight of polyaniline is measured by gel permeation chromatography (GPC).
Examples of the substituent of the substituted polyaniline include a linear or branched hydrocarbon group such as a methyl group, an ethyl group, a hexyl group, and an octyl group, an alkoxyl group such as a methoxy group and a phenoxy group, an aryloxy group, and a CF 3 group. And halogen-containing hydrocarbon groups.

本発明のポリアニリン複合体では、下記式(I)で示される化合物が、ポリアニリンにプロトネーションしている。

Figure 2009120762
上記式において、Xは、酸性基であり、例えば、−SO 基、−PO 2−基、−PO(OH)基、−OPO 2−基、−OPO(OH)基、−COO基等が挙げられる。これらの中では、酸性度が高く、ドープし易い点で−SO 基が好ましい。 In the polyaniline complex of the present invention, a compound represented by the following formula (I) is protonated to polyaniline.
Figure 2009120762
In the above formula, X is an acidic group, for example, —SO 3 group, —PO 3 2- group, —PO 4 (OH) group, —OPO 3 2- group, —OPO 2 (OH) —. group, -COO - group and the like. Among these, high acidity, -SO 3 in terms easily doped - group.

Rは、それぞれ独立して、−R、−OR1、−COR、−COOR、−CO(COR)、又は−CO(COOR)である。ここで、Rは炭素数が4以上の置換基を含んでもよい炭化水素基、シリル基、−(R2O)x−R基、又は−(OSiR )x−OR基(Rはアルキレン基であり、Rはそれぞれ同一でも異なってもいてもよい炭化水素基であり、xは1以上の整数である)である。Rが炭化水素基である場合の例としては、直鎖若しくは分岐のブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ペンタデシル基、エイコサニル基等が挙げられる。 Each R is independently —R 1 , —OR 1 , —COR 1 , —COOR 1 , —CO (COR 1 ), or —CO (COOR 1 ). Here, R 1 is a hydrocarbon group, silyl group, — (R 2 O) x —R 3 group, or — (OSiR 3 2 ) x—OR 3 group (which may contain a substituent having 4 or more carbon atoms) ( R 2 is an alkylene group, R 3 is a hydrocarbon group which may be the same or different, and x is an integer of 1 or more. Examples of when R 1 is a hydrocarbon group include linear or branched butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, pentadecyl, eicosanyl, etc. Can be mentioned.

nは1以上の整数であり、好ましくは1〜2の整数である。mは0以上の整数であり、好ましくは0〜1の整数である。   n is an integer greater than or equal to 1, Preferably it is an integer of 1-2. m is an integer greater than or equal to 0, Preferably it is an integer of 0-1.

式(I)で示される化合物は好ましくは下記式(II)で示される化合物である。

Figure 2009120762
(式中、Xは、酸性基であり、R10,R11はそれぞれ炭素数4〜24の直鎖又は分岐状のアルキル基、−(R2O)x−R基、又は−(OSiR )x−OR基(Rは炭素数2〜4のアルキレン基であり、Rはそれぞれ炭素数2〜10の炭化水素基であり、xは1〜4の整数である)である。pは0又は1である。)
10及びR11は好ましくは炭素数4〜24の直鎖又は分岐状のアルキル基又は−(R2O)x−R基であり、より好ましくは炭素数4〜24の直鎖又は分岐状のアルキル基である。具体例としては、直鎖又は分岐状のブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。 The compound represented by the formula (I) is preferably a compound represented by the following formula (II).
Figure 2009120762
(In the formula, X is an acidic group, and R 10 and R 11 are each a linear or branched alkyl group having 4 to 24 carbon atoms, — (R 2 O) x—R 3 group, or — (OSiR). 3 2 ) x-OR 3 group (R 2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R 3 is a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, and x is an integer of 1 to 4). (P is 0 or 1)
R 10 and R 11 are preferably a linear or branched alkyl group having 4 to 24 carbon atoms or a — (R 2 O) x -R 3 group, and more preferably a linear or branched group having 4 to 24 carbon atoms. In the form of an alkyl group. Specific examples include linear or branched butyl groups, pentyl groups, hexyl groups, octyl groups, decyl groups, and the like.

式(I)で示される有機プロトン酸は、ポリアニリンをプロトネーションする機能を有し、ポリアニリン複合体中においては、ドーパント(カウンターアニオン)として存在している。即ち、本発明の組成物においては、有機プロトン酸、及びフェノール性化合物の2種類の化合物がドーパントとして機能する。   The organic protonic acid represented by the formula (I) has a function of protonating polyaniline and exists as a dopant (counter anion) in the polyaniline complex. That is, in the composition of this invention, two types of compounds, an organic protonic acid and a phenolic compound, function as a dopant.

ポリアニリン複合体において、ポリアニリンと式(I)で示される化合物との組成比については特に限定されないが、ポリアニリンのモノマーユニット/式(I)で示される化合物のモル比は、高い導電性を得るという観点から、通常2〜4、好ましくは2〜2.5である。   In the polyaniline complex, the composition ratio between the polyaniline and the compound represented by the formula (I) is not particularly limited. However, the molar ratio of the polyaniline monomer unit / the compound represented by the formula (I) obtains high conductivity. From the viewpoint, it is usually 2 to 4, preferably 2 to 2.5.

ポリアニリン複合体は、化学酸化重合法や電解重合法により製造できる。
好ましくは、実質的に水と混和しない有機溶剤中、上記式(I)で示される有機プロトン酸又はその塩の存在下で、置換又は未置換アニリンを化学酸化重合させる。
化学酸化重合法や電解重合法の具体的な製造条件については、上述した国際公開第2005/052058を参照できる。
The polyaniline complex can be produced by a chemical oxidative polymerization method or an electrolytic polymerization method.
Preferably, the substituted or unsubstituted aniline is chemically oxidatively polymerized in an organic solvent substantially immiscible with water in the presence of the organic protonic acid represented by the above formula (I) or a salt thereof.
Reference can be made to the above-mentioned International Publication No. 2005/052058 for specific production conditions of the chemical oxidative polymerization method and electrolytic polymerization method.

本発明で用いる上記式(I)で示される有機プロトン酸又はその塩は、公知の方法を用いて製造することができる。例えば、ノルボルネンジカルボン酸無水物誘導体と所望のアルコールとの反応により、対応するノルボルネンエステル誘導体を得ることができる。これを亜硫酸水素ナトリウム等でヒドロスルホニル化することによって、対応するノルボルネンエステルのスルホン酸誘導体を得ることができる。   The organic protonic acid represented by the above formula (I) or a salt thereof used in the present invention can be produced using a known method. For example, a corresponding norbornene ester derivative can be obtained by reacting a norbornene dicarboxylic acid anhydride derivative with a desired alcohol. By hydrosulfonylating this with sodium bisulfite or the like, a corresponding sulfonic acid derivative of norbornene ester can be obtained.

本発明の組成物で用いるフェノール性化合物は、特に限定されず、ArOH(ここで、Arはアリール基又は置換アリール基である)で示される化合物である。具体的には、フェノール、o−,m−若しくはp−クレゾール、o−,m−若しくはp−エチルフェノール、o−,m−若しくはp−プロピルフェノール、o−,m−若しくはp−ブチルフェノール、o−,m−若しくはp−クロロフェノール、サリチル酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフタレン等の置換フェノール類;カテコール、レゾルシノール等の多価フェノール性化合物;及びフェノール樹脂、ポリフェノール、ポリ(ヒドロキシスチレン)等の高分子化合物等を例示することができる。   The phenolic compound used in the composition of the present invention is not particularly limited, and is a compound represented by ArOH (where Ar is an aryl group or a substituted aryl group). Specifically, phenol, o-, m- or p-cresol, o-, m- or p-ethylphenol, o-, m- or p-propylphenol, o-, m- or p-butylphenol, o Substituted phenols such as-, m- or p-chlorophenol, salicylic acid, hydroxybenzoic acid and hydroxynaphthalene; polyhydric phenolic compounds such as catechol and resorcinol; and polymers such as phenolic resins, polyphenols and poly (hydroxystyrene) A compound etc. can be illustrated.

本発明の組成物において、フェノール性化合物は、溶媒ではなく、ドーパントとして存在している。フェノール性化合物がドーパントであることは、フェノール性化合物を添加した本発明の組成物から製造した成形体は、これを添加しない成形体に比べて電導度が非常に高いこと(実施例及び比較例参照)、及び有機溶剤を除去した後の、フェノール性化合物を含む本発明の導電性ポリアニリン組成物から得られる成形体とフェノール性化合物を含まないポリアニリン複合体から得られる成形体とが、異なるUV−vis(紫外可視)スペクトルを示すことによって裏付けられ、有機溶剤を除去した後の成形体中にフェノール性化合物が残存していることは明らかである。すなわち、フェノール性化合物が単なる溶剤であれば、成形体を形成するときに、熱を加えることによって容易に揮発して除去される。しかしながら、ドーパントとして存在しているときには帯電しており、そのためポリアニリンから除去するには、大きなエネルギーを必要とし、揮発させる程度の加熱では除去されないのである。   In the composition of the present invention, the phenolic compound is present as a dopant, not as a solvent. The fact that the phenolic compound is a dopant means that the molded product produced from the composition of the present invention to which the phenolic compound is added has a very high electrical conductivity compared to the molded product to which this compound is not added (Examples and Comparative Examples). And the molded body obtained from the conductive polyaniline composition of the present invention containing the phenolic compound and the molded body obtained from the polyaniline composite not containing the phenolic compound after the organic solvent is removed are different from each other in UV. It is evident that the phenolic compound remains in the molded article after the removal of the organic solvent, which is supported by showing a -vis (ultraviolet visible) spectrum. That is, if the phenolic compound is a simple solvent, it is easily volatilized and removed by applying heat when forming a molded body. However, it is charged when it is present as a dopant, so that it requires a large amount of energy to be removed from the polyaniline and cannot be removed by heating to a degree of volatilization.

本発明の組成物におけるフェノール性化合物の添加量は、プロトネーションされた置換又は未置換ポリアニリン複合体に対して、通常0.01〜1000質量%、好ましくは0.5〜500質量%の範囲である。
また、組成物全体ではフェノール性化合物のモル数濃度が、0.01mol/L〜5mol/Lの範囲であることが好ましい。この化合物の添加量が少なすぎると、電導度の改善効果が得られないおそれがある。また、多すぎる場合にも、組成物の均一性が損なわれたり、揮発除去する際に多大な熱や時間等の労力を必要とし、結果として、透明性や電気特性が損なわれた材料となるおそれがある。
The addition amount of the phenolic compound in the composition of the present invention is usually 0.01 to 1000% by mass, preferably 0.5 to 500% by mass, based on the substituted or unsubstituted polyaniline complex that has been protonated. is there.
Moreover, it is preferable that the mole number concentration of a phenolic compound is the range of 0.01 mol / L-5 mol / L in the whole composition. If the amount of this compound added is too small, the effect of improving conductivity may not be obtained. In addition, when the amount is too large, the uniformity of the composition is impaired, and when removing the solvent by volatilization, a great amount of heat and time are required, resulting in a material with impaired transparency and electrical characteristics. There is a fear.

耐熱性の観点から、フェノール性化合物は、好ましくは芳香環を2個以上有し、より好ましくは芳香環を2個有することが好ましい。芳香環を2個以上有するフェノール性化合物としては芳香族性を有していれば特に制限は無く、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピリジン環、ピロール環等の芳香環を2つ以上有し、かつフェノール性水酸基を1つ以上有するものが使用できる。
このような化合物として、下記式(III)で表されるものが好ましく使用できる。
From the viewpoint of heat resistance, the phenolic compound preferably has two or more aromatic rings, and more preferably has two aromatic rings. The phenolic compound having two or more aromatic rings is not particularly limited as long as it has aromaticity, for example, two or more aromatic rings such as a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a pyridine ring, and a pyrrole ring. And having at least one phenolic hydroxyl group can be used.
As such a compound, a compound represented by the following formula (III) can be preferably used.

Ar−X−Ar’ (III)
[式中、Xは単結合、酸素原子、窒素原子を含む基、又は炭素原子を含む基であり、Ar及びAr’は芳香環基であり、両者は同一でも異なってもよい。Ar及び/又はAr’は、少なくとも一つの水酸基を有する。ArとAr’は、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、アミノ基、シアノ基及びカルボニル基からなる群から選択される置換基を1つ以上有してもよい。]
Ar-X-Ar '(III)
[Wherein, X is a single bond, a group containing an oxygen atom, a nitrogen atom, or a group containing a carbon atom, and Ar and Ar ′ are aromatic ring groups, which may be the same or different. Ar and / or Ar ′ has at least one hydroxyl group. Ar and Ar ′ may have one or more substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, an amino group, a cyano group, and a carbonyl group. ]

Xとしては、単結合、酸素原子、−NH−、−NHCO−、−COO−、−CO−、−COCH−、−OCO−、−CH−、−C−、−C−等が挙げられる。耐熱性と高い導電性を得るという観点から、好ましいXとして、酸素原子を挙げることができる。
Xは、フェノール性化合物中に1個又は2個存在させることができる。2個存在する場合、2つのXは同一でも異なっていてもよい。このようなものとして、例えば、Xとして単結合と−CH−を有するフルオレン構造が挙げられる。
X is a single bond, an oxygen atom, —NH—, —NHCO—, —COO—, —CO—, —COCH 2 —, —OCO—, —CH 2 —, —C 2 H 4 —, —C 3 H 6- and the like can be mentioned. From the standpoint of obtaining heat resistance and high electrical conductivity, preferred examples of X include an oxygen atom.
One or two X can be present in the phenolic compound. When two are present, the two Xs may be the same or different. As such, for example, a single bond and -CH 2 as X - fluorene structure having a like.

Ar、Ar’上の置換基のうち、炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基、イソブチル基等が挙げられる。
また、Ar、Ar’のその他の置換基としては、ハロゲン、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、ニトリル基、カルボニル基等が挙げられる。
また、Ar又はAr’上の複数の置換基は、互いに結合して環を形成してもよい。環構造としては、例えば、シクロヘキシル環、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピリジン環、ピロール環等が挙げられる。
Of the substituents on Ar and Ar ′, examples of the hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a t-butyl group, and an isobutyl group.
Examples of other substituents for Ar and Ar ′ include halogen, amino group, cyano group, nitro group, nitrile group, and carbonyl group.
A plurality of substituents on Ar or Ar ′ may be bonded to each other to form a ring. Examples of the ring structure include a cyclohexyl ring, a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a pyridine ring, and a pyrrole ring.

また、2個の芳香環がXを介して結合している式(III)化合物以外の好ましいフェノール性化合物として、ナフタレン環やアントラセン環のような多環芳香環に水酸基が付加したフェノール性化合物が挙げられる。このような化合物は、耐熱性と高い導電性が発現する点で好ましい。このような化合物として、例えば、α−ナフトールやβ−ナフトールが挙げられる。   Moreover, as a preferable phenolic compound other than the compound of the formula (III) in which two aromatic rings are bonded via X, a phenolic compound in which a hydroxyl group is added to a polycyclic aromatic ring such as a naphthalene ring or an anthracene ring is used. Can be mentioned. Such a compound is preferable in that it exhibits heat resistance and high conductivity. Examples of such a compound include α-naphthol and β-naphthol.

芳香族環を2個以上含むフェノール性化合物は、融点が室温以上又は、室温での沸点が200℃以上のフェノール性化合物が好ましい。特に好ましくは、2−、3−、又は4−ヒドロキシビフェニル、2−、3−、又は4−フェノキシフェノール、1−又は2−ナフトール等が挙げられる。   The phenolic compound containing two or more aromatic rings is preferably a phenolic compound having a melting point of room temperature or higher or a boiling point of 200 ° C. or higher at room temperature. Particularly preferable examples include 2-, 3-, or 4-hydroxybiphenyl, 2-, 3-, or 4-phenoxyphenol, 1- or 2-naphthol, and the like.

本発明の組成物で用いる実質的に水と混和しない有機溶剤(水不混和性有機溶剤)としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラリン等の炭化水素系溶剤;塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン等の含ハロゲン系用剤;酢酸エチル等のエステル系溶剤等が挙げられる。これらの中では、ポリアニリン複合体の溶解性に優れる点でトルエン、キシレン、クロロホルム、トリクロロエタン、酢酸エチルが好ましい。   Examples of organic solvents that are substantially immiscible with water (water-immiscible organic solvents) used in the composition of the present invention include hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, and tetralin; methylene chloride, chloroform, Halogen-containing agents such as carbon tetrachloride, dichloroethane, tetrachloroethane; ester solvents such as ethyl acetate, and the like. Among these, toluene, xylene, chloroform, trichloroethane, and ethyl acetate are preferable in that the solubility of the polyaniline complex is excellent.

本発明のポリアニリン組成物は、水不混和性有機溶剤に溶解した状態のポリアニリン複合体に、フェノール性化合物を添加することで製造できる。
水不混和性有機溶剤中のポリアニリン複合体の割合は、水不混和性有機溶剤の種類によるが、通常、900g/L以下であり、好ましくは0.01〜300g/L以下の範囲である。ポリアニリン複合体の含有量が多すぎると、溶液状態が保持できなくなり、成形体を成形する際の取り扱いが困難になり、成形体の均一性が損なわれ、ひいては成形体の電気特性や機械的強度、透明性の低下を生じる恐れがある。一方、ポリアニリン複合体の含有量が少なすぎると、後述する方法により成膜したとき、非常に薄い膜しか製造できず、均一な導電性膜の製造が難しくなる恐れがある。
The polyaniline composition of the present invention can be produced by adding a phenolic compound to a polyaniline complex dissolved in a water-immiscible organic solvent.
The ratio of the polyaniline complex in the water-immiscible organic solvent is usually 900 g / L or less, preferably 0.01 to 300 g / L or less, depending on the type of the water-immiscible organic solvent. If the content of the polyaniline complex is too high, the solution state cannot be maintained, and it becomes difficult to handle the molded body, the uniformity of the molded body is impaired, and consequently the electrical properties and mechanical strength of the molded body. There is a risk of lowering transparency. On the other hand, if the content of the polyaniline complex is too small, only a very thin film can be produced when the film is formed by the method described later, which may make it difficult to produce a uniform conductive film.

ポリアニリン複合体を水不混和性有機溶剤に溶解させた溶液に、フェノール性化合物を添加する。具体的には、フェノール性化合物を、固体状態又は液状で加えても、水不混和性溶剤中に溶解又は懸濁した状態で添加してもよい。好ましくは、添加後も溶解した状態になるように適切な溶剤添加法を選択する。
ポリアニリン組成物の全体に占めるフェノール性化合物のモル濃度は、0.01mol/L〜5mol/Lの範囲であることが好ましい。この範囲で特に優れた導電性が得られる。特に、0.2mol/L〜2mol/Lの範囲であることが好ましい。
A phenolic compound is added to a solution in which the polyaniline complex is dissolved in a water-immiscible organic solvent. Specifically, the phenolic compound may be added in a solid state or in a liquid state, or may be added in a state dissolved or suspended in a water-immiscible solvent. Preferably, an appropriate solvent addition method is selected so as to be in a dissolved state even after the addition.
The molar concentration of the phenolic compound in the entire polyaniline composition is preferably in the range of 0.01 mol / L to 5 mol / L. In this range, particularly excellent conductivity can be obtained. In particular, the range is preferably from 0.2 mol / L to 2 mol / L.

本発明のポリアニリン組成物には、目的に応じて他の樹脂材料、無機材料、硬化剤、又は可塑剤等を添加してもよい。
他の樹脂材料は、例えば、バインダー基材や可塑剤、マトリックス基材等の目的で添加され、その具体例としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリビニルアルコール等が挙げられる。本発明の組成物は、他の樹脂材料を含む場合には、本発明の組成物は導電性複合材料となる。
Other resin materials, inorganic materials, curing agents, or plasticizers may be added to the polyaniline composition of the present invention depending on the purpose.
Other resin materials are added for the purpose of, for example, a binder substrate, a plasticizer, a matrix substrate, and specific examples thereof include, for example, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyethylene glycol, polyethylene oxide, Examples thereof include polyacrylic acid, polyacrylic acid ester, polymethacrylic acid ester, and polyvinyl alcohol. When the composition of the present invention contains other resin materials, the composition of the present invention becomes a conductive composite material.

無機材料は、例えば、強度、表面硬度、寸法安定性その他の機械的物性の向上等の目的で添加され、その具体例としては、例えば、シリカ(二酸化ケイ素)、チタニア(酸化チタン)、アルミナ(酸化アルミニウム)等が挙げられる。   Inorganic materials are added for the purpose of, for example, improving strength, surface hardness, dimensional stability and other mechanical properties. Specific examples thereof include silica (silicon dioxide), titania (titanium oxide), alumina ( Aluminum oxide) and the like.

硬化剤は、例えば、強度、表面硬度、寸法安定性その他の機械的物性の向上等の目的で添加され、その具体例としては、例えば、フェノール樹脂等の熱硬化剤、アクリレート系モノマーと光重合性開始剤による光硬化剤等が挙げられる。   The curing agent is added, for example, for the purpose of improving strength, surface hardness, dimensional stability and other mechanical properties, and specific examples thereof include, for example, thermosetting agents such as phenol resins, acrylate monomers and photopolymerization. Examples thereof include a photo-curing agent using a property initiator.

可塑剤は、例えば、引張強度や曲げ強度等の機械的特性の向上等の目的で添加され、その具体例としては、例えば、フタル酸エステル類やリン酸エステル類等が挙げられる。   The plasticizer is added for the purpose of improving mechanical properties such as tensile strength and bending strength, and specific examples thereof include phthalic acid esters and phosphoric acid esters.

本発明のポリアニリン組成物から導電性成形体が得られる。具体的には、本発明のポリアニリン組成物を乾燥し、有機溶剤を除去することにより、導電性成形体が得られる。
例えば、所望の形状を有するガラスや樹脂フィルム、シート等の基材に塗布し、有機溶剤を除去することによって導電性膜を製造できる。
A conductive molded body is obtained from the polyaniline composition of the present invention. Specifically, the conductive molded body is obtained by drying the polyaniline composition of the present invention and removing the organic solvent.
For example, a conductive film can be manufactured by applying to a substrate such as glass, a resin film, or a sheet having a desired shape and removing the organic solvent.

本発明の組成物を基材に塗布する方法としては、キャスト法、スプレー法、ディップコート法、ドクターブレード法、バーコード法、スピンコート法、スクリーン印刷、グラビア印刷法等、公知の一般的な方法を用いることができる。   As a method for applying the composition of the present invention to a substrate, known general methods such as a casting method, a spray method, a dip coating method, a doctor blade method, a barcode method, a spin coating method, a screen printing, a gravure printing method, etc. The method can be used.

水不混和性有機溶剤を除去するには、加熱して有機溶剤を揮発させればよい。水不混和性有機溶剤を揮発させる方法としては、例えば、空気気流下250℃以下、好ましくは50〜200℃の温度で加熱し、さらに、必要に応じて、減圧下に加熱する。なお、加熱温度及び加熱時間は、特に制限されず、用いる材料に応じて適宜選択すればよい。   In order to remove the water-immiscible organic solvent, the organic solvent may be volatilized by heating. As a method for volatilizing the water-immiscible organic solvent, for example, heating is performed at a temperature of 250 ° C. or less, preferably 50 to 200 ° C. under an air stream, and further, heating is performed under reduced pressure as necessary. Note that the heating temperature and the heating time are not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the material to be used.

また、基材を有しない自己支持型成形体とすることもできる。自己支持型成形体とする場合には、好ましくは、本発明の組成物に上述した他の樹脂材料を添加すると、所望の機械的強度を有する成形体を得ることができる。   Moreover, it can also be set as the self-supporting molded object which does not have a base material. In the case of forming a self-supporting molded body, preferably, when the above-described other resin material is added to the composition of the present invention, a molded body having a desired mechanical strength can be obtained.

本発明の成形体が膜又はフィルムである場合、これらの厚さは、通常1mm以下、好ましくは10nm〜50μmの範囲である。この範囲の厚みの膜は、成膜時にひび割れが生じにくく、電気特性が均一である等の利点を有する。   When the molded product of the present invention is a film or a film, the thickness is usually 1 mm or less, preferably 10 nm to 50 μm. A film having a thickness in this range is advantageous in that it does not easily crack during film formation and has uniform electrical characteristics.

これらの成形体は、単一の導電性組成物のみ、即ちポリアニリンベース組成物のみから構成されていても、また、導電性複合体を構成するいくつかのポリマーから構成されていてもよい。   These molded articles may be composed of only a single conductive composition, that is, only a polyaniline base composition, or may be composed of several polymers constituting the conductive composite.

<実施例1>
(1)3,4−ビス[(2−エチルヘキシル)オキシカルボニル]シクロヘキサンスルホン酸ナトリウムの合成
アルゴンガス気流下、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸ジ(2−エチルヘキシル)エステル(東京化成社製)80gとイソプロピルアルコール900mLを仕込み、亜硫酸水素ナトリウム(和光純薬製)42.3gの水660mL溶液を添加した。この溶液を還流の温度まで加熱し、80〜83℃で16時間攪拌した。この間、還流開始から、1〜5時間後までの1時間毎、その後、9時間後、10時間後に2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(和光純薬製)1.66gをそれぞれ添加した。反応液を室温まで冷却したのち、減圧下に濃縮を行った。濃縮残渣を酢酸エチル/ヘキサン混合溶液に1Lに溶解し、シリカゲル250gを加えて攪拌し、溶液を濾別した。さらに、シリカゲルから1Lの酢酸エチル/ヘキサン溶液で2回抽出を行い、濾液を合せて減圧下に濃縮した。この濃縮液をカラムクロマトグラフィ(シリカゲル1500g、展開溶媒:酢酸エチル/ヘキサン)で精製し、精製物を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶剤を減圧留去することで、3,4−ビス[(2−エチルヘキシル)オキシカルボニル]シクロヘキサンスルホン酸ナトリウム(下記式に示す化合物AのNa塩)52.4gを得た。

Figure 2009120762
<Example 1>
(1) Synthesis of sodium 3,4-bis [(2-ethylhexyl) oxycarbonyl] cyclohexanesulfonate 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid di (2-ethylhexyl) ester (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) under an argon gas stream ) 80 g and isopropyl alcohol 900 mL were charged, and a solution of sodium hydrogen sulfite (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 42.3 g of water 660 mL was added. The solution was heated to reflux temperature and stirred at 80-83 ° C. for 16 hours. During this time, 1.66 g of 2,2′-azobis (isobutyronitrile) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added every hour from the start of reflux to 1 to 5 hours later, then 9 hours and 10 hours later. did. The reaction solution was cooled to room temperature and then concentrated under reduced pressure. The concentrated residue was dissolved in 1 L of an ethyl acetate / hexane mixed solution, 250 g of silica gel was added and stirred, and the solution was separated by filtration. Further, extraction was performed twice from silica gel with 1 L of ethyl acetate / hexane solution, and the filtrates were combined and concentrated under reduced pressure. The concentrated solution was purified by column chromatography (silica gel 1500 g, developing solvent: ethyl acetate / hexane), the purified product was dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 3,4-bis [(2- Ethylhexyl) oxycarbonyl] sodium cyclohexanesulfonate (Na salt of Compound A represented by the following formula) was obtained 52.4 g.
Figure 2009120762

(2)ポリアニリン複合体の製造
上記(1)で合成した3,4−ビス[(2−エチルヘキシル)オキシカルボニル]シクロヘキサンスルホン酸ナトリウム8.0gをトルエン200mLに攪拌溶解し、この溶液を、窒素気流下においた2Lのガラス反応器に入れ、さらにこの溶液に、7.2mLのアニリン(和光純薬製)を加え、攪拌溶解した。恒温浴によりフラスコの冷却を開始し、1N塩酸600mLを溶液に添加した。
次に溶液が5℃に冷却された状態で、14.6gの過硫酸アンモニウムを1N塩酸200mLに溶解した溶液を滴下ロートより滴下し、2時間で完了した。滴下開始から20時間の間、溶液内温を5℃に保ったまま攪拌を行った。
(2) Production of polyaniline complex 8.0 g of sodium 3,4-bis [(2-ethylhexyl) oxycarbonyl] cyclohexanesulfonate synthesized in (1) above was stirred and dissolved in 200 mL of toluene, and this solution was dissolved in a nitrogen stream. The solution was placed in a 2 L glass reactor placed below, and 7.2 mL of aniline (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to this solution and dissolved by stirring. The flask was cooled with a constant temperature bath, and 600 mL of 1N hydrochloric acid was added to the solution.
Next, in a state where the solution was cooled to 5 ° C., a solution obtained by dissolving 14.6 g of ammonium persulfate in 200 mL of 1N hydrochloric acid was dropped from a dropping funnel, and the reaction was completed in 2 hours. Stirring was carried out while maintaining the internal temperature of the solution at 5 ° C. for 20 hours from the start of dropping.

反応溶液を分液ロートに移し、トルエン200mLを加え、室温で静置した。静置により二相に分離した水相(下相)を抜き出し、粗ポリアニリン複合体トルエン溶液を得た。
さらに、この複合体溶液にイオン交換水200mLを加え攪拌した後、静置し、水相を分離した。この操作を2回行った後、1N塩酸水溶液200mLで同様に複合体溶液を洗浄し、静置後、酸性水溶液を分離して、ポリアニリン複合体のトルエン溶液を回収した。
The reaction solution was transferred to a separatory funnel, 200 mL of toluene was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature. The aqueous phase (lower phase) separated into two phases by standing was extracted to obtain a crude polyaniline complex toluene solution.
Furthermore, 200 mL of ion exchange water was added to this complex solution and stirred, and then allowed to stand to separate the aqueous phase. After performing this operation twice, the complex solution was similarly washed with 200 mL of 1N hydrochloric acid aqueous solution, allowed to stand, and then the acidic aqueous solution was separated to recover the toluene solution of the polyaniline complex.

この複合体溶液に含まれる不溶物を濾紙により除去し、トルエンに可溶なポリアニリン複合体のトルエン溶液を回収した。この溶液をエバポレーターに移し、40℃〜70℃の湯浴で加温し、減圧することにより、揮発分を蒸発留去し、10.5gのポリアニリン複合体を得た。   The insoluble matter contained in this complex solution was removed with filter paper, and a toluene solution of a polyaniline complex soluble in toluene was recovered. This solution was transferred to an evaporator, heated in a hot water bath at 40 ° C. to 70 ° C. and depressurized to evaporate volatile components to obtain 10.5 g of a polyaniline complex.

(3)ポリアニリン複合体の特性
上記(2)で得られたポリアニリン複合体から、揮発分を実質的に取り除いた後、元素分析した。結果を以下に示す。
炭素:63.8重量%、水素:7.9重量%、窒素:4.6重量%、硫黄:4.1重量%
(3) Characteristics of polyaniline complex After the volatile matter was substantially removed from the polyaniline complex obtained in (2) above, elemental analysis was performed. The results are shown below.
Carbon: 63.8 wt%, Hydrogen: 7.9 wt%, Nitrogen: 4.6 wt%, Sulfur: 4.1 wt%

アニリン原料に基づく窒素重量%と3,4−ビス[(2−エチルヘキシル)オキシカルボニル]シクロヘキサンスルホン酸に基づく硫黄重量%の比率から、本複合体中の3,4−ビス[(2−エチルヘキシル)オキシカルボニル]シクロヘキサンスルホン酸/アニリンモノマーユニットのモル分率は、0.39であった。また、このポリアニリン複合体中のポリアニリン骨格の重量平均分子量は、112,000g/molであった。   From the ratio of nitrogen weight percent based on the aniline raw material and sulfur weight percent based on 3,4-bis [(2-ethylhexyl) oxycarbonyl] cyclohexanesulfonic acid, 3,4-bis [(2-ethylhexyl) in this composite The molar fraction of oxycarbonyl] cyclohexanesulfonic acid / aniline monomer unit was 0.39. Moreover, the weight average molecular weight of the polyaniline skeleton in this polyaniline complex was 112,000 g / mol.

尚、分子量は、ゲルパーミェションクロマトグラフィ(GPC)により決定した。具体的には、カラムとしてTOSOH TSK−GEL GMHHR−Hを使用し、0.01MのLiBr/N−メチルピロリドン溶液を使用し、60℃、流速0.35ml/分で測定を行った。試料は、0.2g/L溶液を100μL注入し、260nmのUVにて検出した。標準として、PS(ポリスチレン)換算法にて平均分子量を算出した。   The molecular weight was determined by gel permeation chromatography (GPC). Specifically, TOSOH TSK-GEL GMHHR-H was used as a column, a 0.01 M LiBr / N-methylpyrrolidone solution was used, and measurement was performed at 60 ° C. and a flow rate of 0.35 ml / min. As a sample, 100 μL of a 0.2 g / L solution was injected and detected by UV at 260 nm. As a standard, the average molecular weight was calculated by the PS (polystyrene) conversion method.

本ポリアニリン複合体の空気雰囲気下での熱重量減少曲線を求めた。その結果、35℃から600℃まで20℃/分で昇温した場合の4.8%重量減少温度(熱分解温度)は、271℃であった。   The thermogravimetric decrease curve of this polyaniline composite in an air atmosphere was determined. As a result, the 4.8% weight loss temperature (thermal decomposition temperature) when the temperature was raised from 35 ° C. to 600 ° C. at 20 ° C./min was 271 ° C.

(4)ポリアニリン成形体の製造
上記(2)で得た、ポリアニリン複合体1gを20mlのトルエンに再度溶解し、均一なポリアニリン複合体溶液を調製した。この溶液約1mlを、ガラス基板上、17mm×50mmの範囲に展開し、空気気流下80℃で60分間乾燥し、厚さ32μmの塗布膜を作製し、ロレスターGP(三菱化学社製;四探針法による抵抗率計)を用いて電導度を測定した。得られた塗布膜の電導度は、0.87S/cmであった。
(4) Production of Polyaniline Molded Body 1 g of the polyaniline complex obtained in (2) above was dissolved again in 20 ml of toluene to prepare a uniform polyaniline complex solution. About 1 ml of this solution is spread on a glass substrate in a range of 17 mm × 50 mm, dried at 80 ° C. for 60 minutes in an air stream to prepare a coating film having a thickness of 32 μm, and Lorester GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; Conductivity was measured using a resistivity meter by a needle method. The electric conductivity of the obtained coating film was 0.87 S / cm.

<実施例2>
(1)導電性ポリアニリン組成物の調製
実施例1(2)で得た、ポリアニリン複合体1gを20mlのトルエンに再度溶解し、均一なポリアニリン複合体溶液を調製し、さらに、m−クレゾール19mmolを添加して、m−クレゾール濃度が約0.86mol/Lの導電性ポリアニリン組成物を得た。
<Example 2>
(1) Preparation of conductive polyaniline composition 1 g of the polyaniline complex obtained in Example 1 (2) was dissolved again in 20 ml of toluene to prepare a uniform polyaniline complex solution. Further, 19 mmol of m-cresol was added. By addition, a conductive polyaniline composition having an m-cresol concentration of about 0.86 mol / L was obtained.

(2)導電性ポリアニリン成形体の製造
上記(1)で得た導電性ポリアニリン組成物約1mlを、ガラス基板上、17mm×51mmの範囲に展開し、空気気流下80℃で60分間乾燥し、厚さ27μmの導電性塗布膜を作製し、ロレスターGP(三菱化学社製;四探針法による抵抗率計)を用いて電導度を測定した。得られた塗布膜の電導度は、149S/cmであった。
(2) Production of conductive polyaniline molded body About 1 ml of the conductive polyaniline composition obtained in the above (1) is developed on a glass substrate in a range of 17 mm × 51 mm, and dried at 80 ° C. for 60 minutes in an air stream. A conductive coating film having a thickness of 27 μm was prepared, and the electrical conductivity was measured using a Lorester GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; resistivity meter based on a four-probe method). The conductivity of the obtained coating film was 149 S / cm.

(3)導電性ポリアニリン成形体の熱分解温度
上記(2)で得られた導電性ポリアニリン組成物の成形体をガラス基板から剥離し、自立性フィルムを得た。このフィルム3.07mgを実施例1(3)と同様に、空気雰囲気下35℃から600℃まで20℃/分で昇温した場合の重量減少を調べたところ、5%重量減少温度(熱分解温度)は268℃であった。m−クレゾールを含む導電性ポリアニリン組成物から得られる成形品でも、高い熱分解温度を示した。
(3) Thermal decomposition temperature of conductive polyaniline molded body The molded body of the conductive polyaniline composition obtained in the above (2) was peeled from the glass substrate to obtain a self-supporting film. When 3.07 mg of this film was heated at a rate of 20 ° C./min from 35 ° C. to 600 ° C. in an air atmosphere in the same manner as in Example 1 (3), the weight loss was found to be 5% Temperature) was 268 ° C. Even a molded article obtained from a conductive polyaniline composition containing m-cresol showed a high thermal decomposition temperature.

<実施例3>
(1)5,6−ビス[(2−エチルヘキシル)オキシカルボニル]ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2−スルフォン酸ナトリウムの合成
アルゴンガス気流下、ディーンスターク装置を付けた容器に、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物(東京化成製)50g、p−トルエンスルフォン酸一水和物(和光純薬製)1.83g、2−エチルヘキサノール(東京化成製)79.3g、乾燥ジオキサン196mL、乾燥トルエン653mLを入れ、106〜109℃に加熱還流し、22時間反応させた。
反応液を室温まで冷却し、減圧下に溶剤を留去、濃縮した。この濃縮残渣をジイソプロピルエーテル1250mLに溶解し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液500mLで1回、ついで0.1N水酸化ナトリウム水溶液500mLで3回、さらにイオン交換水500mLで3回洗浄し、得られた溶液を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶剤を留去した。
<Example 3>
(1) Synthesis of 5,6-bis [(2-ethylhexyl) oxycarbonyl] bicyclo [2,2,1] sodium heptane-2-sulfonate In a container equipped with a Dean-Stark apparatus under an argon gas stream, 50 g of norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride (manufactured by Tokyo Chemical Industry), 1.83 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 79.3 g of 2-ethylhexanol (manufactured by Tokyo Chemical Industry), dried Dioxane (196 mL) and dry toluene (653 mL) were added, and the mixture was heated to reflux at 106 to 109 ° C. and reacted for 22 hours.
The reaction solution was cooled to room temperature, and the solvent was distilled off under reduced pressure and concentrated. This concentrated residue is dissolved in 1250 mL of diisopropyl ether, washed once with 500 mL of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, then 3 times with 500 mL of 0.1N aqueous sodium hydroxide solution, and further 3 times with 500 mL of ion-exchanged water. After drying over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off.

得られた濃縮残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル1650g、展開溶媒:酢酸エチル/ヘキサン)により精製して、5,6−ビス[(2−エチルヘキシル)オキシカルボニル]ビシクロ[2,2,1]ヘプテン94.0gを得た。
アルゴン気流下に、この5,6−ビス[(2−エチルヘキシル)オキシカルボニル]ビシクロ[2,2,1]ヘプテン82.5gをイソプロピルアルコール900mLに溶解し、亜硫酸水素ナトリウム(和光純薬製)42.3gの水660mL水溶液を添加した。
The resulting concentrated residue was purified by column chromatography (silica gel 1650 g, developing solvent: ethyl acetate / hexane) to give 5,6-bis [(2-ethylhexyl) oxycarbonyl] bicyclo [2,2,1] heptene 94. 0.0 g was obtained.
Under an argon stream, 82.5 g of 5,6-bis [(2-ethylhexyl) oxycarbonyl] bicyclo [2,2,1] heptene was dissolved in 900 mL of isopropyl alcohol, and sodium bisulfite (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 42 .3 g of water 660 mL aqueous solution was added.

この溶液を加熱し、83℃で3時間攪拌した。また、還流開始から、1時間後に2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(和光純薬製)1.66gを添加した。
反応液を室温まで冷却し、減圧下に揮発分を留去濃縮した。この濃縮液を酢酸/ヘキサンの混合溶液1Lに溶解し、シリカゲル200gを加えて攪拌し、溶液を濾過した。さらに、このシリカゲルに酢酸エチル/ヘキサンの混合溶媒各500mLを加え、6回可溶分を抽出し、濾別した。
The solution was heated and stirred at 83 ° C. for 3 hours. Further, 1.66 g of 2,2′-azobis (isobutyronitrile) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added 1 hour after the start of reflux.
The reaction solution was cooled to room temperature, and volatiles were distilled off under reduced pressure and concentrated. This concentrated solution was dissolved in 1 L of a mixed solution of acetic acid / hexane, 200 g of silica gel was added and stirred, and the solution was filtered. Furthermore, 500 mL of each mixed solvent of ethyl acetate / hexane was added to this silica gel, and the soluble component was extracted six times and separated by filtration.

濾液をあわせて、減圧下に濃縮し、濃縮残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル2kg、展開溶媒:酢酸エチル/ヘキサン)により精製した。
溶液から、揮発分を減圧留去し、再度、クロロホルム750mLに溶解して、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、揮発分を減圧留去し、5,6−ビス[(2−エチルヘキシル)オキシカルボニル]ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2−スルフォン酸ナトリウム(下記式に示す化合物BのNa塩)93gを得た。

Figure 2009120762
The filtrates were combined and concentrated under reduced pressure, and the concentrated residue was purified by column chromatography (silica gel 2 kg, developing solvent: ethyl acetate / hexane).
From the solution, the volatile component was distilled off under reduced pressure, dissolved again in 750 mL of chloroform, dried over anhydrous sodium sulfate, and then the volatile component was distilled off under reduced pressure to give 5,6-bis [(2-ethylhexyl) oxycarbonyl] bicyclo. 93 g of sodium [2,2,1] heptane-2-sulfonate (Na salt of compound B represented by the following formula) was obtained.
Figure 2009120762

(2)ポリアニリン複合体の製造
上記(1)で合成した5,6−ビス[(2−エチルヘキシル)オキシカルボニル]ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2−スルフォン酸ナトリウム8.17gをトルエン200mLに攪拌溶解し、この溶液を、窒素気流下においた2Lのガラス反応器に入れ、さらにこの溶液に、7.2mLのアニリン(和光純薬製)を加え、攪拌溶解した。恒温浴によりフラスコの冷却を開始し、1N塩酸600mLを溶液に添加した。
(2) Production of polyaniline complex 8.17 g of sodium 5,6-bis [(2-ethylhexyl) oxycarbonyl] bicyclo [2,2,1] heptane-2-sulfonate synthesized in (1) above was added to 200 mL of toluene. The solution was stirred and dissolved in a 2 L glass reactor placed in a nitrogen stream, and 7.2 mL of aniline (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was further added to the solution and dissolved by stirring. The flask was cooled with a constant temperature bath, and 600 mL of 1N hydrochloric acid was added to the solution.

次に溶液が5℃に冷却された状態で、14.6gの過硫酸アンモニウムを1N塩酸200mLに溶解した溶液を滴下ロートより滴下し、2時間で完了した。滴下開始から20時間の間、溶液内温を5℃に保ったまま攪拌を行った。
反応溶液を分液ロートに移し、トルエン200mLを加え、室温で静置した。静置により二相に分離した水相(下相)を抜き出し、粗ポリアニリン複合体トルエン溶液を得た。
Next, in a state where the solution was cooled to 5 ° C., a solution obtained by dissolving 14.6 g of ammonium persulfate in 200 mL of 1N hydrochloric acid was dropped from a dropping funnel, and the reaction was completed in 2 hours. Stirring was carried out while maintaining the internal temperature of the solution at 5 ° C. for 20 hours from the start of dropping.
The reaction solution was transferred to a separatory funnel, 200 mL of toluene was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature. The aqueous phase (lower phase) separated into two phases by standing was extracted to obtain a crude polyaniline complex toluene solution.

さらに、この複合体溶液にイオン交換水200mLを加え攪拌した後、静置し、水相を分離した。この操作を2回行った後、1N塩酸水溶液200mLで同様に複合体溶液を洗浄し、静置後、酸性水溶液を分離して、ポリアニリン複合体のトルエン溶液を回収した。
この複合体溶液に含まれる不溶物を濾紙により除去し、トルエンに可溶なポリアニリン複合体のトルエン溶液を回収した。この溶液をエバポレーターに移し、40℃〜70℃の湯浴で加温し、減圧することにより、揮発分を蒸発留去し、10.7gのポリアニリン複合体を得た。
Furthermore, 200 mL of ion exchange water was added to this complex solution and stirred, and then allowed to stand to separate the aqueous phase. After performing this operation twice, the complex solution was similarly washed with 200 mL of 1N hydrochloric acid aqueous solution, allowed to stand, and then the acidic aqueous solution was separated to recover the toluene solution of the polyaniline complex.
The insoluble matter contained in this complex solution was removed with filter paper, and a toluene solution of a polyaniline complex soluble in toluene was recovered. This solution was transferred to an evaporator, heated in a hot water bath at 40 ° C. to 70 ° C. and depressurized to evaporate volatile components to obtain 10.7 g of a polyaniline complex.

(3)ポリアニリン複合体の特性
上記(2)で得られたポリアニリン複合体から、揮発分を実質的に取り除いた後、元素分析した。その結果を以下に示す。
炭素:63.6重量%、水素:8.0重量%、窒素:3.7重量%、硫黄:4.3重量%
(3) Characteristics of polyaniline complex After the volatile matter was substantially removed from the polyaniline complex obtained in (2) above, elemental analysis was performed. The results are shown below.
Carbon: 63.6 wt%, Hydrogen: 8.0 wt%, Nitrogen: 3.7 wt%, Sulfur: 4.3 wt%

アニリン原料に基づく窒素重量%と5,6−ビス[(2−エチルヘキシル)オキシカルボニル]ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2−スルフォン酸に基づく硫黄重量%の比率から、本複合体中の5,6−ビス[(2−エチルヘキシル)オキシカルボニル]ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2−スルフォン酸/アニリンモノマーユニットのモル分率は、0.51であった。また、このポリアニリン複合体中のポリアニリン骨格の重量平均分子量は、55,500g/molであった。   From the ratio of the nitrogen weight percent based on the aniline raw material and the sulfur weight percent based on 5,6-bis [(2-ethylhexyl) oxycarbonyl] bicyclo [2,2,1] heptane-2-sulfonic acid, The molar fraction of 5,6-bis [(2-ethylhexyl) oxycarbonyl] bicyclo [2,2,1] heptane-2-sulfonic acid / aniline monomer unit was 0.51. Moreover, the weight average molecular weight of the polyaniline skeleton in this polyaniline complex was 55,500 g / mol.

本ポリアニリン複合体を空気雰囲気下、35℃から600℃まで20℃/分で昇温した場合の熱重量減少曲線を求めた。これにより、4.5%重量減少温度(熱分解温度)は、241℃であった。   A thermogravimetric decrease curve was obtained when the polyaniline composite was heated from 35 ° C. to 600 ° C. at 20 ° C./min in an air atmosphere. As a result, the 4.5% weight loss temperature (thermal decomposition temperature) was 241 ° C.

(4)ポリアニリン成形体の製造
上記(2)で得た、ポリアニリン複合体1gを20mlのトルエンに再度溶解し、均一なポリアニリン複合体溶液を調製した。この溶液約1mlを、ガラス基板上、16mm×50mmの範囲に展開し、空気気流下80℃で60分間乾燥し、厚さ32μmの導電性塗布膜を作製し、ロレスターGP(三菱化学社製;四探針法による抵抗率計)を用いて電導度を測定した。得られた塗布膜の電導度は、4.38×10−2S/cmであった。
(4) Production of Polyaniline Molded Body 1 g of the polyaniline complex obtained in (2) above was dissolved again in 20 ml of toluene to prepare a uniform polyaniline complex solution. About 1 ml of this solution is spread on a glass substrate in a range of 16 mm × 50 mm, dried at 80 ° C. for 60 minutes in an air stream to prepare a conductive coating film having a thickness of 32 μm, and Lorester GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; The conductivity was measured using a four-point probe resistivity meter. The electric conductivity of the obtained coating film was 4.38 × 10 −2 S / cm.

<実施例4>
(1)導電性ポリアニリン組成物の調製
実施例3(2)で得た、ポリアニリン複合体1gを20mlのトルエンに再度溶解し、均一なポリアニリン複合体溶液を調製し、さらに、m−クレゾール19mmolを添加して、m−クレゾール濃度が約0.86mol/Lの均一な導電性ポリアニリン組成物を得た。
<Example 4>
(1) Preparation of conductive polyaniline composition 1 g of the polyaniline complex obtained in Example 3 (2) was dissolved again in 20 ml of toluene to prepare a uniform polyaniline complex solution. Further, 19 mmol of m-cresol was added. By addition, a uniform conductive polyaniline composition having an m-cresol concentration of about 0.86 mol / L was obtained.

(2)導電性ポリアニリン成形体の製造
上記(1)で得た導電性ポリアニリン組成物約1mlを、ガラス基板上、17mm×51mmの範囲に展開し、空気気流下80℃で60分間乾燥し、厚さ24μmの導電性塗布膜を作製し、ロレスターGP(三菱化学社製;四探針法による抵抗率計)を用いて電導度を測定した。得られた塗布膜の電導度は、285S/cmであった。
(2) Production of conductive polyaniline molded body About 1 ml of the conductive polyaniline composition obtained in the above (1) is developed on a glass substrate in a range of 17 mm × 51 mm, and dried at 80 ° C. for 60 minutes in an air stream. A conductive coating film having a thickness of 24 μm was prepared, and the electrical conductivity was measured using a Lorester GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; resistivity meter based on a four-probe method). The conductivity of the obtained coating film was 285 S / cm.

(3)導電性ポリアニリン成形体の熱分解温度
上記(2)で得られた導電性ポリアニリン組成物の成形体をガラス基板から剥離し、自立性フィルムを得た。このフィルム3.06mgを実施例3(3)と同様に、空気雰囲気下35℃から600℃まで20℃/分で昇温した場合の重量減少を調べたところ、5%重量減少温度は238℃であった。m−クレゾールを含む導電性ポリアニリン組成物から得られる成形品でも、高い熱分解温度を示した。
(3) Thermal decomposition temperature of conductive polyaniline molded body The molded body of the conductive polyaniline composition obtained in the above (2) was peeled from the glass substrate to obtain a self-supporting film. When 3.06 mg of this film was heated at a rate of 20 ° C./min from 35 ° C. to 600 ° C. in an air atmosphere in the same manner as in Example 3 (3), the 5% weight reduction temperature was 238 ° C. Met. Even a molded article obtained from a conductive polyaniline composition containing m-cresol showed a high thermal decomposition temperature.

<比較例1>
(1)ポリアニリン複合体の製造
ナトリウムジ(2−エチルヘキシル)スルホサクシネート(東京化成製)(下記式に示す化合物XのNa塩)3.6gをトルエン100mLに攪拌溶解し、窒素気流下においた1Lのガラス反応器に、溶液を入れ、さらにこの溶液に、3.6mLのアニリン(和光純薬製)を加え、攪拌溶解した。恒温浴によりフラスコの冷却を開始し、1N塩酸300mLを溶液に添加した。

Figure 2009120762
<Comparative Example 1>
(1) Production of polyaniline complex Sodium di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (manufactured by Tokyo Chemical Industry) (3.6 g of Na salt of compound X represented by the following formula) was dissolved in 100 mL of toluene with stirring and placed under a nitrogen stream. The solution was placed in a 1 L glass reactor, and 3.6 mL of aniline (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was further added to this solution and dissolved by stirring. The flask was cooled with a constant temperature bath, and 300 mL of 1N hydrochloric acid was added to the solution.
Figure 2009120762

次に溶液が5℃に冷却された状態で、5.36gの過硫酸アンモニウムを1N塩酸100mLに溶解した溶液を滴下ロートより滴下し、2時間で完了した。滴下開始から20時間の間、溶液内温を5℃に保ったまま攪拌を行った。
反応溶液を分液ロートに移し、トルエン100mLを加え、室温で静置した。静置により二相に分離した水相(下相)を抜き出し、粗ポリアニリン複合体トルエン溶液を得た。
さらに、この複合体溶液にイオン交換水100mLを加え攪拌した後、静置し、水相を分離した。この操作を2回行った後、1N塩酸水溶液100mLで同様に複合体溶液を洗浄し、静置後、酸性水溶液を分離して、ポリアニリン複合体のトルエン溶液を回収した。
この複合体溶液に含まれる不溶物を濾紙により除去し、トルエンに可溶なポリアニリン複合体のトルエン溶液を回収した。この溶液をエバポレーターに移し、40℃〜70℃の湯浴で加温し、減圧することにより、揮発分を蒸発留去し、2.4gのポリアニリン複合体を得た。
Next, in a state where the solution was cooled to 5 ° C., a solution prepared by dissolving 5.36 g of ammonium persulfate in 100 mL of 1N hydrochloric acid was dropped from a dropping funnel, and the reaction was completed in 2 hours. Stirring was carried out while maintaining the internal temperature of the solution at 5 ° C. for 20 hours from the start of dropping.
The reaction solution was transferred to a separatory funnel, 100 mL of toluene was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature. The aqueous phase (lower phase) separated into two phases by standing was extracted to obtain a crude polyaniline complex toluene solution.
Further, 100 mL of ion exchange water was added to the complex solution and stirred, and then allowed to stand to separate the aqueous phase. After performing this operation twice, the complex solution was washed in the same manner with 100 mL of 1N hydrochloric acid aqueous solution, and allowed to stand, then the acidic aqueous solution was separated, and the toluene solution of the polyaniline complex was recovered.
The insoluble matter contained in this complex solution was removed with filter paper, and a toluene solution of a polyaniline complex soluble in toluene was recovered. This solution was transferred to an evaporator, heated in a hot water bath at 40 ° C. to 70 ° C., and reduced in pressure to evaporate volatile components to obtain 2.4 g of a polyaniline complex.

(2)ポリアニリン複合体の特性
上記(1)で得られたポリアニリン複合体から、揮発分を実質的に取り除いた後、元素分析した。その結果を以下に示す。
炭素:61.5重量%、水素:8.5重量%、窒素:3.5重量%、硫黄:5.6重量%
(2) Characteristics of polyaniline complex After the volatile matter was substantially removed from the polyaniline complex obtained in (1) above, elemental analysis was performed. The results are shown below.
Carbon: 61.5 wt%, Hydrogen: 8.5 wt%, Nitrogen: 3.5 wt%, Sulfur: 5.6 wt%

アニリン原料に基づく窒素重量%とジ(2−エチルヘキシル)スルホサクシネートに基づく硫黄重量%の比率から、本複合体中のジ(2−エチルヘキシル)スルホサクシネート/アニリンモノマーユニットのモル分率は、0.69であった。また、このポリアニリン複合体中のポリアニリン骨格の重量平均分子量は、306,000g/molであった。   From the ratio of the nitrogen weight percent based on the aniline raw material and the sulfur weight percent based on the di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate, the molar fraction of di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate / aniline monomer unit in the complex is: It was 0.69. Moreover, the weight average molecular weight of the polyaniline skeleton in this polyaniline complex was 306,000 g / mol.

本ポリアニリン複合体を空気雰囲気下、35℃から600℃まで20℃/分で昇温した場合の熱重量減少曲線を求めた。これにより、5.0%重量減少温度(熱分解温度)は、210℃であった。   A thermogravimetric decrease curve was obtained when the polyaniline composite was heated from 35 ° C. to 600 ° C. at 20 ° C./min in an air atmosphere. Thereby, the 5.0% weight loss temperature (thermal decomposition temperature) was 210 ° C.

<比較例2>
(1)導電性ポリアニリン組成物の調製
比較例1(1)で得た、ポリアニリン複合体1gを20mlのトルエンに再度溶解し、均一なポリアニリン複合体溶液を調製し、さらに、m−クレゾール8mmolを添加して、m−クレゾール濃度が約0.43mol/Lの均一な導電性ポリアニリン組成物を得た。
<Comparative example 2>
(1) Preparation of conductive polyaniline composition 1 g of the polyaniline complex obtained in Comparative Example 1 (1) was dissolved again in 20 ml of toluene to prepare a uniform polyaniline complex solution, and 8 mmol of m-cresol was further added. By addition, a uniform conductive polyaniline composition having an m-cresol concentration of about 0.43 mol / L was obtained.

(2)導電性ポリアニリン成形体の製造
上記(1)で得た導電性ポリアニリン組成物約1mlを、ガラス基板上、16mm×51mmの範囲に展開し、空気気流下80℃で60分間乾燥し、厚さ30μmの導電性塗布膜を作製し、ロレスターGP(三菱化学社製;四探針法による抵抗率計)を用いて電導度を測定した。得られた塗布膜の電導度は、250S/cmであった。
(2) Production of Conductive Polyaniline Molded Body About 1 ml of the conductive polyaniline composition obtained in (1) above was developed on a glass substrate in a range of 16 mm × 51 mm and dried at 80 ° C. for 60 minutes in an air stream. A conductive coating film having a thickness of 30 μm was prepared, and the electrical conductivity was measured using a Lorester GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; resistivity meter based on a four-probe method). The conductivity of the obtained coating film was 250 S / cm.

(3)導電性ポリアニリン成形体の熱分解温度
上記(2)で得られた導電性ポリアニリン組成物の成形体をガラス基板から剥離し、自立性フィルムを得た。このフィルムを比較例1(2)と同様に、空気雰囲気下35℃〜600℃まで、20℃/分で昇温した場合の重量減少を調べたところ、5%重量減少温度は205℃であった。m−クレゾールを含む導電性ポリアニリン組成物から得られる成形品でも、熱分解温度は低かった。
(3) Thermal decomposition temperature of conductive polyaniline molded body The molded body of the conductive polyaniline composition obtained in the above (2) was peeled from the glass substrate to obtain a self-supporting film. Similar to Comparative Example 1 (2), the weight loss when the film was heated at 20 ° C./min from 35 ° C. to 600 ° C. in an air atmosphere was found to be 205 ° C. It was. Even in a molded article obtained from a conductive polyaniline composition containing m-cresol, the thermal decomposition temperature was low.

Figure 2009120762
Figure 2009120762

<実施例6>
(1)導電性ポリアニリン組成物の調製
実施例1(2)で得た、ポリアニリン複合体1gを20mlのトルエンに再度溶解し、均一なポリアニリン複合体溶液を調製し、さらに、3−フェノキシフェノール12mmolを添加して、3−フェノキシフェノール濃度が約0.56mol/Lの均一な導電性ポリアニリン組成物を得た。
<Example 6>
(1) Preparation of conductive polyaniline composition 1 g of the polyaniline complex obtained in Example 1 (2) was dissolved again in 20 ml of toluene to prepare a uniform polyaniline complex solution, and further 12 mmol of 3-phenoxyphenol. Was added to obtain a uniform conductive polyaniline composition having a 3-phenoxyphenol concentration of about 0.56 mol / L.

(2)導電性ポリアニリン薄膜の製造
上記(1)で得た導電性ポリアニリン組成物約1mlを、30mm×30mm角のガラス基板上に展開し、3,000rpmで1分間スピンコートした。これを空気気流下80℃で1分間乾燥し、ガラス基板上に透明で均質な薄膜を形成した。ロレスターGP(三菱化学社製;四探針法による抵抗率計)を用いて表面の抵抗を測定したところ、表面の抵抗値は、505Ω/□であった。
(2) Production of conductive polyaniline thin film About 1 ml of the conductive polyaniline composition obtained in (1) above was spread on a 30 mm × 30 mm square glass substrate and spin-coated at 3,000 rpm for 1 minute. This was dried at 80 ° C. for 1 minute in an air stream to form a transparent and homogeneous thin film on the glass substrate. When the surface resistance was measured using a Lorester GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; resistivity meter based on a four-probe method), the surface resistance value was 505Ω / □.

(3)導電性ポリアニリン成形体の耐熱性試験
上記(2)で得た導電性ポリアニリン組成物の薄膜をガラス基板のまま、窒素気流下160℃で、50時間放置した後の表面抵抗値は、626Ω/□であり、殆ど変化が見られなかった。
(3) Heat resistance test of conductive polyaniline molded body The surface resistance value after leaving the thin film of the conductive polyaniline composition obtained in (2) above as a glass substrate at 160 ° C. in a nitrogen stream for 50 hours is: It was 626Ω / □, and almost no change was observed.

<実施例7>
(1)導電性ポリアニリン組成物の調製
実施例3(2)で得た、ポリアニリン複合体1gを20mlのトルエンに再度溶解し、均一なポリアニリン複合体溶液を調製し、さらに、3−フェノキシフェノール12mmolを添加して、3−フェノキシフェノール濃度が約0.56mol/Lの均一な導電性ポリアニリン組成物を得た。
<Example 7>
(1) Preparation of conductive polyaniline composition 1 g of the polyaniline complex obtained in Example 3 (2) was dissolved again in 20 ml of toluene to prepare a uniform polyaniline complex solution, and further 12 mmol of 3-phenoxyphenol. Was added to obtain a uniform conductive polyaniline composition having a 3-phenoxyphenol concentration of about 0.56 mol / L.

(2)導電性ポリアニリン薄膜の製造
上記(1)で得た導電性ポリアニリン組成物約1mlを、30mm×30mm角のガラス基板上に展開し、3,000rpmで1分間スピンコートした。これを空気気流下80℃で1分間乾燥し、ガラス基板上に透明で均質な薄膜を形成した。ロレスターGP(三菱化学社製;四探針法による抵抗率計)を用いて表面の抵抗を測定したところ、表面の抵抗値は、922Ω/□であった。
(2) Production of conductive polyaniline thin film About 1 ml of the conductive polyaniline composition obtained in (1) above was spread on a 30 mm × 30 mm square glass substrate and spin-coated at 3,000 rpm for 1 minute. This was dried at 80 ° C. for 1 minute in an air stream to form a transparent and homogeneous thin film on the glass substrate. When the surface resistance was measured using a Lorester GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; resistivity meter based on a four-probe method), the surface resistance value was 922 Ω / □.

(3)導電性ポリアニリン成形体の耐熱性試験
上記(2)で得た導電性ポリアニリン組成物の薄膜をガラス基板のまま、窒素気流下160℃で、50時間放置した後の表面抵抗値は、1150Ω/□であり、殆ど変化が見られなかった。
(3) Heat resistance test of conductive polyaniline molded article The surface resistance value after leaving the thin film of the conductive polyaniline composition obtained in (2) above in a nitrogen stream at 160 ° C. for 50 hours is as follows: It was 1150Ω / □, and almost no change was observed.

<比較例3>
(1)導電性ポリアニリン組成物の調製
実施例5(1)で得た、ポリアニリン複合体1gを20mlのトルエンに再度溶解し、均一なポリアニリン複合体溶液を調製し、さらに、m−クレゾール19mmolを添加して、m−クレゾール濃度が約0.86mol/Lの均一な導電性ポリアニリン組成物を得た。
<Comparative Example 3>
(1) Preparation of conductive polyaniline composition 1 g of the polyaniline complex obtained in Example 5 (1) was dissolved again in 20 ml of toluene to prepare a uniform polyaniline complex solution. Further, 19 mmol of m-cresol was added. By addition, a uniform conductive polyaniline composition having an m-cresol concentration of about 0.86 mol / L was obtained.

(2)導電性ポリアニリン薄膜の製造
上記(1)で得た導電性ポリアニリン組成物約1mlを、30mm×30mm角のガラス基板上に展開し、3,000rpmで1分間スピンコートした。これを空気気流下80℃で1分間乾燥し、ガラス基板上に透明で均質な薄膜を形成した。ロレスターGP(三菱化学社製;四探針法による抵抗率計)を用いて表面の抵抗を測定したところ、表面の抵抗値は、115Ω/□であった。
(2) Production of conductive polyaniline thin film About 1 ml of the conductive polyaniline composition obtained in (1) above was spread on a 30 mm × 30 mm square glass substrate and spin-coated at 3,000 rpm for 1 minute. This was dried at 80 ° C. for 1 minute in an air stream to form a transparent and homogeneous thin film on the glass substrate. When the surface resistance was measured using a Lorester GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; resistivity meter based on a four-point probe method), the surface resistance value was 115 Ω / □.

(3)導電性ポリアニリン成形体の耐熱性試験
上記(2)で得た導電性ポリアニリン組成物の薄膜をガラス基板のまま、窒素気流下160℃で、5時間放置した後の表面抵抗値は、252Ω/□であり、抵抗値が2倍に上昇した。
(3) Heat resistance test of conductive polyaniline molded article The surface resistance value after leaving the thin film of the conductive polyaniline composition obtained in (2) above as a glass substrate in a nitrogen stream at 160 ° C for 5 hours is It was 252Ω / □, and the resistance value doubled.

Figure 2009120762
Figure 2009120762

本発明のポリアニリン複合体、導電性ポリアニリン組成物、成形体はパワーエレクトロニクス、オプトエレクトロニクス分野において、静電・帯電防止材料、透明電極や導電性フィルム材料、エレクトロルミネッセンス素子の材料、回路材料、コンデンサの誘電体・電解質、太陽電池や二次電池の極材料、燃料電池セパレータ材料等に利用できる。   The polyaniline composite, conductive polyaniline composition, and molded product of the present invention are used in the field of power electronics and optoelectronics. Electrostatic / antistatic materials, transparent electrodes and conductive film materials, electroluminescent element materials, circuit materials, capacitors It can be used for dielectrics / electrolytes, electrode materials for solar cells and secondary batteries, fuel cell separator materials, and the like.

Claims (6)

下記式(I)で示される化合物でプロトネーションされた置換又は未置換ポリアニリン複合体。
Figure 2009120762
{式中、Xは、酸性基であり、Rは、それぞれ独立して、−R、−OR、−COR、−COOR、−CO(COR)、又は−CO(COOR)[ここで、Rは、炭素数が4以上の置換基を含んでもよい炭化水素基、シリル基、−(RO)x−R基、又は−(OSiR )x−OR基(Rはアルキレン基であり、Rはそれぞれ同一でも異なってもいてもよい炭化水素基であり、xは1以上の整数である)である]であり、任意のR同士が結合し環を形成していてもよい。nは1以上の整数であり、mは0以上の整数である。}
A substituted or unsubstituted polyaniline complex that is protonated with a compound represented by the following formula (I).
Figure 2009120762
{In the formula, X is an acidic group, and each R is independently -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -COOR 1 , -CO (COR 1 ), or -CO (COOR 1 ). [Wherein R 1 is a hydrocarbon group, silyl group, — (R 2 O) x —R 3 group, or — (OSiR 3 2 ) x —OR 3 , which may contain a substituent having 4 or more carbon atoms. A group (R 2 is an alkylene group, R 3 is a hydrocarbon group which may be the same or different, and x is an integer of 1 or more), and any R is bonded to each other. A ring may be formed. n is an integer of 1 or more, and m is an integer of 0 or more. }
実質的に水と混和しない有機溶剤に溶解している、請求項1記載の置換又は未置換ポリアニリン複合体、及び
フェノール性水酸基を有する化合物
を含む導電性ポリアニリン組成物。
A conductive polyaniline composition comprising the substituted or unsubstituted polyaniline complex according to claim 1 and a compound having a phenolic hydroxyl group, which is dissolved in an organic solvent substantially immiscible with water.
前記フェノール性水酸基を有する化合物が、芳香環を2個以上含む化合物である請求項2記載の導電性ポリアニリン組成物。   The conductive polyaniline composition according to claim 2, wherein the compound having a phenolic hydroxyl group is a compound containing two or more aromatic rings. 実質的に水と混和しない有機溶剤中、前記式(I)で示される化合物の存在下で、置換又は未置換アニリンを化学酸化重合させる請求項1記載の置換又は未置換ポリアニリン複合体の製造方法。   The method for producing a substituted or unsubstituted polyaniline complex according to claim 1, wherein the substituted or unsubstituted aniline is chemically oxidatively polymerized in an organic solvent substantially immiscible with water in the presence of the compound represented by the formula (I). . 請求項1記載の置換又は未置換ポリアニリン複合体に、フェノール性水酸基を有する化合物を添加する導電性ポリアニリン組成物の製造方法。   The manufacturing method of the electroconductive polyaniline composition which adds the compound which has a phenolic hydroxyl group to the substituted or unsubstituted polyaniline composite_body | complex of Claim 1. 請求項2又は3に記載の導電性ポリアニリン組成物から得られる導電性成形体。   The electroconductive molded object obtained from the electroconductive polyaniline composition of Claim 2 or 3.
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