JP2586387B2 - Method for producing conductive polymer - Google Patents

Method for producing conductive polymer

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JP2586387B2
JP2586387B2 JP5220244A JP22024493A JP2586387B2 JP 2586387 B2 JP2586387 B2 JP 2586387B2 JP 5220244 A JP5220244 A JP 5220244A JP 22024493 A JP22024493 A JP 22024493A JP 2586387 B2 JP2586387 B2 JP 2586387B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子工業分野の導電材料
として使用される導電性高分子の製造方法に関し、特に
導電率が高く高温での安定性にも優れた導電性高分子の
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a conductive polymer used as a conductive material in the field of electronics, and more particularly to a method for producing a conductive polymer having high conductivity and excellent stability at high temperatures. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】導電性高分子の製造方法としては、芳香
族化合物を電気化学的に陽極酸化重合する電解重合法
や、酸化剤を用いる重合法が知られている。このうち、
電解重合法は重合しようとするモノマーを含む電解質溶
液に電極対を浸漬し、電気化学的に陽極酸化して重合す
る方法で導電率の高いフィルムが得られる。例えば佐藤
らによるSyntheic Metal,14巻271
頁(1986年)にはp−トルエンスルホン酸塩を電解
質とするピロールの電解重合による導電率500S/c
mのポリピロールが記載されている。
2. Description of the Related Art Known methods for producing a conductive polymer include an electrolytic polymerization method in which an aromatic compound is electrochemically anodized and polymerized, and a polymerization method using an oxidizing agent. this house,
In the electrolytic polymerization method, a film having high conductivity can be obtained by a method in which an electrode pair is immersed in an electrolyte solution containing a monomer to be polymerized, and anodically electrochemically polymerized. For example, Synthetic Metal by Sato et al., Vol. 14, 271
Page (1986) states that the conductivity of pyrrole using p-toluenesulfonate as an electrolyte is 500 S / c.
m of polypyrrole are described.

【0003】一方、酸化剤を用いる導電性高分子の合成
は塩化第2鉄塩などの酸化剤でモノマーを酸化重合して
行われる。WalkerによるJournal of
Polymer Science,Part A,Po
lymer chemistry,26巻1285頁
(1988年)にはドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄
などを酸化剤とするピロールの重合例が記載されてい
る。また、特開平4−46214号公報にはドデシルベ
ンゼンスルホン酸第2鉄とピロールのメタノール溶液を
−30℃以下で混合し、−20℃以上に昇温して重合す
るポリピロールの合成法を用いた固体電解コンデンサの
製造方法が開示されている。ただし、この公報には高導
電性の導電性高分子を得るための具体的方法は示されて
いない。
On the other hand, the synthesis of a conductive polymer using an oxidizing agent is carried out by oxidatively polymerizing a monomer with an oxidizing agent such as ferric chloride. Journal of by Walker
Polymer Science, Part A, Po
Lyr chemistry, Vol. 26, p. 1285 (1988) describes a polymerization example of pyrrole using ferric dodecylbenzenesulfonate as an oxidizing agent. Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-46214 discloses a method for synthesizing polypyrrole in which a ferric dodecylbenzenesulfonate solution and a methanol solution of pyrrole are mixed at -30 ° C or lower, and the temperature is raised to -20 ° C or higher to polymerize. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor is disclosed. However, this publication does not show a specific method for obtaining a highly conductive polymer.

【0004】[0004]

【課題が解決しようとする課題】上記の導電性高分子の
合成法では、電解重合法による導電性高分子の合成では
反応は電極表面でのみ進行するため、導電性の支持体を
使用しなければならず、重合生成物を電極から引き剥が
されなければならないなど、煩雑な操作が必要である。
また、この方法では粉末状の生成物を多量に得ることも
難しかった。一方酸化剤によるピロールの重合では粉末
状のポリピロールを大量に合成できるものの、生成物の
導電率は電解重合法に比べて著しく小さいという問題点
があった。
In the above-described method for synthesizing a conductive polymer, in the synthesis of a conductive polymer by an electrolytic polymerization method, a reaction proceeds only on the electrode surface, and therefore a conductive support must be used. A complicated operation is required, for example, the polymerization product must be peeled off from the electrode.
In addition, it was difficult to obtain a large amount of powdery product by this method. On the other hand, in the polymerization of pyrrole with an oxidizing agent, although powdery polypyrrole can be synthesized in a large amount, there is a problem that the conductivity of the product is remarkably small as compared with the electrolytic polymerization method.

【0005】本発明の課題は、上述した従来技術の問題
点を解決し、支持体の有無に係わらず導電率の高い導電
性高分子を簡便なる方法で得る製造方法を提供すること
にある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a method for producing a conductive polymer having high conductivity by a simple method regardless of the presence or absence of a support.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために種々の検討を行った。その結果、スル
ホン酸化合物をアニオンとし、高価数の遷移金属をカチ
オンとする酸化剤とピロールもしくはその誘導体を−3
0℃以下で混合した重合溶液から重合するポリピロール
もしくはポリピロール誘導体の製造方法を特定の条件で
行う場合に上記目的が達成されることを見い出し、本発
明に至った。すなわち、本発明はスルホン酸化合物をア
ニオンとし、高価数の遷移金属をカチオンとする酸化剤
とピロールもしくはその誘導体を−30℃以下で混合し
た重合溶液から重合するポリピロールもしくはポリピロ
ール誘導体の製造方法において、重合溶液は2重合量%
以上の水を含んでおり、酸化剤濃度が20%以上、モノ
マーの混合モル比が酸化剤に対して3以上である導電性
高分子の製造方法である。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various studies to solve the above-mentioned problems. As a result, an oxidizing agent having a sulfonic acid compound as an anion and an expensive transition metal as a cation and pyrrole or a derivative thereof are -3.
The present inventors have found that the above object can be achieved when a method for producing polypyrrole or a polypyrrole derivative to be polymerized from a polymerization solution mixed at a temperature of 0 ° C. or lower is performed under specific conditions. That is, the present invention relates to a method for producing a polypyrrole or a polypyrrole derivative, wherein a sulfonic acid compound is used as an anion, and an oxidizing agent having an expensive transition metal as a cation and pyrrole or a derivative thereof are polymerized from a polymerization solution mixed at -30 ° C or lower. Polymerization solution is 2% polymerization amount
This is a method for producing a conductive polymer containing water as described above, having an oxidizing agent concentration of 20% or more and a mixing molar ratio of monomers to the oxidizing agent of 3 or more.

【0007】本発明の重合温度は特に限定されないが、
生成する導電性高分子の導電率から25℃以下が好まし
い。
Although the polymerization temperature of the present invention is not particularly limited,
The temperature is preferably 25 ° C. or less from the conductivity of the conductive polymer to be generated.

【0008】本発明において酸化剤を構成するアニオン
であるスルホン酸化合物はスルホン酸基を有する化合物
であれば特に限定されず、p−トルエンスルホン酸イオ
ン、エチルベンゼンスルホン酸イオン、オクチルベンゼ
ンスルホン酸イオン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオ
ンなどのアルキルベンゼンスルホン酸イオン、β−ナフ
タレンスルホン酸イオン、ブチルナフタレンスルホン酸
イオンなどのナフタレンスルホン酸イオン、スルホコハ
ク酸イオン、N−アシルスルホン酸イオンなどの有機ス
ルホン酸イオン、C8 〜C1 2 のアルキルスルホン酸イ
オンやα−オレフィンスルホン酸イオンなどが挙げられ
るが、特にアルキルベンゼンスルホン酸イオンなどのア
ルキル置換基を有する芳香族スルホン酸アニオンが好ま
しい。また、酸化剤を構成するカチオンである高価数の
遷移金属イオンとしてはAg+ 、Cu2 + 、Fe3 +
Al3 + 、Ce4 + 、W6 + 、Mo6 + 、Cr6 + 、M
7 + 、Sn4 + などが挙げられるが、特にFe3 +
およびCu2 + が好ましい。
In the present invention, the sulfonic acid compound which is an anion constituting the oxidizing agent is not particularly limited as long as it has a sulfonic acid group, and p-toluenesulfonic acid ion, ethylbenzenesulfonic acid ion, octylbenzenesulfonic acid ion, alkylbenzene sulfonate ion such as dodecylbenzenesulfonic acid ion, beta-naphthalene sulfonic acid ion, naphthalenesulfonic acid ion, such as butyl naphthalenesulfonic acid ion, sulfosuccinic acid ion, organic sulfonate ion, such as N- acyl sulfonate ion, C 8 -C 1 but including two alkyl sulfonate ion or α- olefin sulfonate ion and the like, aromatic sulfonic acid anion is particularly preferred to have an alkyl substituent such as alkyl benzene sulfonate ion. Ag + , Cu 2 + , Fe 3 + , and expensive transition metal ions that are cations constituting the oxidizing agent
Al 3 + , Ce 4 + , W 6 + , Mo 6 + , Cr 6 + , M
n 7 + , Sn 4 + and the like, and in particular, Fe 3 + ,
And Cu 2 + are preferred.

【0009】本発明においてピロールの誘導体とはピロ
ール骨格を有し、3位もしくはN位に置換基を持つ化合
物、もしくはこれらとピロールとの混合物であり、前記
置換基としては水酸基、アセチル基、カルボキシル基、
アルキル基が挙げられる。
In the present invention, the pyrrole derivative is a compound having a pyrrole skeleton and having a substituent at the 3- or N-position, or a mixture of these with pyrrole, wherein the substituent is a hydroxyl group, an acetyl group, a carboxyl group. Group,
And an alkyl group.

【0010】本発明では上記のピロールもしくはその誘
導体と酸化剤を−30℃以下で混合した溶液を作成する
が、その溶媒としてはピロールもしくはその誘導体及び
酸化剤をともに溶解するものであれば特に限定されな
い。これらの例としてはメタノール、エタノール、イソ
プロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、
ジエチルエーテル、アセトニトリル、テトラヒドロフラ
ンなどが挙げられる。
In the present invention, a solution is prepared by mixing the above-mentioned pyrrole or its derivative and the oxidizing agent at -30 ° C. or lower. The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve both pyrrole or its derivative and the oxidizing agent. Not done. Examples of these are methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone,
Examples include diethyl ether, acetonitrile, tetrahydrofuran and the like.

【0011】本発明ではピロールもしくはその誘導体と
酸化剤を混合した溶液は2重量%以上の水を含んでる
が、完全に脱水した溶液では−30℃以下でも重合が起
こり均一な溶液にはならない。本発明者らの検討によれ
ば反応液中の水の量は2重量%以上であれば生成する導
電性高分子の導電率に影響しない。それ以下では酸化剤
とモノマーが均一溶液となる前に重合が進み、導電率が
低下する。
In the present invention, a solution obtained by mixing pyrrole or a derivative thereof and an oxidizing agent contains 2% by weight or more of water. However, a completely dehydrated solution does not produce a uniform solution even at −30 ° C. or less even if it is dehydrated. According to the study of the present inventors, if the amount of water in the reaction solution is 2% by weight or more, it does not affect the conductivity of the generated conductive polymer. Below this, the polymerization proceeds before the oxidizing agent and the monomer become a homogeneous solution, and the conductivity decreases.

【0012】本発明では重合の雰囲気は特に限定されな
い。
In the present invention, the polymerization atmosphere is not particularly limited.

【0013】以下、図面を用いて本発明を説明する。図
1はドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄とドデシルベン
ゼンスルホン酸に対して3モルのピロールを−70℃で
混合したメタノール溶液のドデシルベンゼンスルホン酸
第2鉄濃度と生成するポリピロールの導電率の関係であ
る。導電率は20重量%以上で急増することがわかる。
図2は20重量%のドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄
をメタノールに溶解し、ピロールを反応させて得られた
ポリピロールの導電率をドデシルベンゼンスルホン酸に
対するピロールの添加量でプロットしたものである。図
中(a)はドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄とピロー
ルを−70℃で混合し攪拌して重合した結果であり、
(b)は混合も重合温度で行った結果である。−30℃
以下で混合した方が導電率が高く、ピロールの添加量に
対してはドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄に対して3
倍モル付近を境にそれ以上で60S/cm以上となるこ
とがわかる。この導電率の値は同じ電解質アニオンによ
る電解重合法で合成したポリピロールの導電率と一致し
ている。一般に、第2鉄塩によるピロールの重合反応は
ピロール1モルあたり2モルがカップリングに使用さ
れ、さらに0.25モル程度がドーピングに使用される
と考えられる。従って、第2鉄塩1モルあたりに要する
ピロールは0.44モルと計算される。上の結果はそれ
よりもはるかに大きなピロール添加量で高導電性のポリ
ピロールが得られることを示している。図3に20重量
%のドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄をメタノールに
溶解し、ドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄に対して2
倍モルのピロールを反応させて得られたポリピロール導
電率を重合温度に対してプロットする。図中(a)はド
デシルベンゼンスルホン酸第2鉄とピロールを−70℃
で混合し攪拌して重合した結果であり、(b)は混合も
重合温度で行った結果である。−30℃以下で混合した
方が導電率が高く、重合温度に対しては25℃付近を境
にそれ以下で40S/cm以上となることがわかる。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the relationship between the concentration of ferric dodecylbenzenesulfonate and the conductivity of the produced polypyrrole in a methanol solution obtained by mixing ferric dodecylbenzenesulfonate and pyrrole at a temperature of -70 ° C. with respect to dodecylbenzenesulfonate. is there. It can be seen that the conductivity sharply increases at 20% by weight or more.
FIG. 2 is a plot of the conductivity of polypyrrole obtained by dissolving 20% by weight of ferric dodecylbenzenesulfonate in methanol and reacting pyrrole with the amount of pyrrole added to dodecylbenzenesulfonic acid. (A) in the figure is the result of mixing ferric dodecylbenzenesulfonate and pyrrole at −70 ° C., stirring and polymerizing,
(B) is the result of mixing at the polymerization temperature. -30 ° C
The lower the mixing ratio, the higher the conductivity, and the amount of pyrrole added to ferric dodecylbenzene sulfonate was 3
It turns out that it becomes 60 S / cm or more at more than the vicinity of double molar. This value of the electrical conductivity coincides with the electrical conductivity of polypyrrole synthesized by the electrolytic polymerization method using the same electrolyte anion. Generally, in the polymerization reaction of pyrrole by the ferric salt, it is considered that 2 mol per 1 mol of pyrrole is used for coupling, and about 0.25 mol is used for doping. Therefore, the required pyrrole per mole of ferric salt is calculated to be 0.44 mole. The above results show that much higher pyrrole loading yields highly conductive polypyrrole. In FIG. 3, 20% by weight of ferric dodecylbenzenesulfonate was dissolved in methanol, and 2 wt.
The polypyrrole conductivity obtained by reacting twice the mole of pyrrole is plotted against the polymerization temperature. (A) in the figure shows ferric dodecylbenzenesulfonate and pyrrole at -70 ° C.
The results are obtained by mixing at a polymerization temperature with stirring, and (b) is the result of performing the polymerization at the polymerization temperature. It can be seen that the conductivity is higher when mixed at −30 ° C. or less, and the polymerization temperature becomes 40 S / cm or more below about 25 ° C. as a boundary.

【0014】本発明の方法で製造した導電性高分子は導
電率が高く、安定性にも優れているのでコンデンサの固
体電解質や電極材料、帯電防止材料や電磁波シールド材
料などに使用できる。
Since the conductive polymer produced by the method of the present invention has high conductivity and excellent stability, it can be used as a solid electrolyte or electrode material of a capacitor, an antistatic material or an electromagnetic wave shielding material.

【0015】[0015]

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described.

【0016】(実施例1)3個のガラス製反応容器に濃
度26.7重量%、40重量%、および53.3重量%
のドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄のメタノール溶液
をそれぞれ75g入れ、蒸留5gを滴下し、攪拌して−
70℃に冷却して酸化剤溶液を作成した。次にピロール
3.84g、5.76G、および7.67gをそれぞれ
16.16g、14.24gおよび12.33gのメタ
ノールに溶解し、ピロールのメタノール溶液20gを作
成した。これらの溶液をそれぞれ−70℃に冷却したド
デシルベンゼンスルホン酸第2鉄溶液に滴下し、酸化剤
濃度がそれぞれ20重量%、30重量%、および40重
量%で酸化剤に対して3倍モルのピロールと5重量%の
水を含む溶液を作成した。これらの溶液を0℃で2時間
反応したところ黒色のポリピロールが生成した。これを
ろ別してメタノールで洗浄し、さらに60℃で30分間
乾燥したところ導電性のポリピロール粉末が得られた。
導電率は図1に示すようにすべて10S/cm以上であ
り、導電性材料として優れた特性を有するものであっ
た。
Example 1 In three glass reaction vessels, the concentrations were 26.7%, 40% and 53.3% by weight.
75 g of a methanol solution of ferric dodecylbenzenesulfonate is added, 5 g of distilled water is added dropwise, and the mixture is stirred.
An oxidizing agent solution was prepared by cooling to 70 ° C. Next, 3.84 g, 5.76 G, and 7.67 g of pyrrole were dissolved in 16.16 g, 14.24 g, and 12.33 g of methanol, respectively, to prepare 20 g of a methanol solution of pyrrole. Each of these solutions was added dropwise to a ferric dodecylbenzenesulfonate solution cooled to -70 ° C, and the oxidizing agent concentration was 20% by weight, 30% by weight, and 40% by weight, respectively, and was 3 times the molar amount of the oxidizing agent. A solution containing pyrrole and 5% by weight of water was made. When these solutions were reacted at 0 ° C. for 2 hours, black polypyrrole was formed. This was filtered, washed with methanol, and dried at 60 ° C. for 30 minutes to obtain a conductive polypyrrole powder.
The conductivity was 10 S / cm or more in all cases as shown in FIG. 1 and had excellent characteristics as a conductive material.

【0017】(比較例1)ガラス製反応容器に濃度1
3.3重量%のドデシルベンセンスルホン酸第2鉄のメ
タノール溶液75gを入れ、蒸留水を5g滴下し、攪拌
しながら−70℃に冷却して酸化剤溶液を作成した。次
にピロール1.92gを18.08gのメタノールに溶
解し、−70℃の酸化溶液に滴下して酸化剤濃度が10
重量%で酸化剤に対して3倍モルのピロールと5重量の
%の水を含む溶液を作成した。この溶液を0℃で2時間
反応したところ黒色のポリピロールが生成した。これを
ろ別してメタノールで洗浄し、さらに60℃で30分間
乾燥したところポリピロール粉末が得られた。導電率は
図1に示すように10- 2 S/cmであり、きわめて低
いものであった。
(Comparative Example 1) In a glass reaction vessel, the concentration was 1
75 g of a 3.3% by weight methanolic solution of ferric dodecylbenzenesulfonate was added, 5 g of distilled water was added dropwise, and the mixture was cooled to -70 ° C with stirring to prepare an oxidizing agent solution. Next, 1.92 g of pyrrole was dissolved in 18.08 g of methanol, and the solution was added dropwise to an oxidizing solution at −70 ° C. to give an oxidant concentration of 10%.
A solution was prepared containing, by weight, 3 times the moles of pyrrole and 5% by weight water relative to the oxidizing agent. When this solution was reacted at 0 ° C. for 2 hours, black polypyrrole was formed. This was filtered, washed with methanol, and dried at 60 ° C. for 30 minutes to obtain a polypyrrole powder. Conductivity to 10 as shown in FIG. 1 - a 2 S / cm, was extremely low.

【0018】(実施例2)6個のガラス製反応容器に濃
度40重量%のドデシルべンゼンスルホン第2鉄のメタ
ノール溶液75gを入れ、蒸留水を5g滴下し、攪拌し
ながら−70℃に冷却して酸化剤溶液を作成した。次に
7.67gのピロールを含むメタノール溶液20g、
8.95gのピロールを含むメタノール溶液20g、
2.56gのピロールを含むメタノール溶液20g、1
0.23gのピロールを含むメタノール溶液20g、1
2.8gのピロールを含むメタノール溶液20g、15
3.gのピロールを含むメタノール溶液20g、および
20gのピロールをそれぞれ−70℃に保った酸化剤溶
液に滴下して、酸化剤濃度が30重量%で酸化剤に対し
て3.0、3.5、4.0、5.0、6.0、および
8.0モルのピロールと5重量%の水を含む溶液を作成
した。この溶液を0℃で2時間反応したところ黒色のポ
リピロールが生成した。これをろ別してメタノールで洗
浄し、さらに60℃で30分間乾燥したところ導電製の
ポリピロール粉末が得られた。導電率は図2(a)に示
すようにすべて50S/cm以上であり、導電性材料と
して優れた特性を有するものであった。
Example 2 75 g of a methanol solution of ferric dodecylbenzenesensulfone having a concentration of 40% by weight was placed in six glass reaction vessels, 5 g of distilled water was added dropwise, and the mixture was cooled to -70 ° C. while stirring. As a result, an oxidant solution was prepared. Next, 20 g of a methanol solution containing 7.67 g of pyrrole,
20 g of a methanol solution containing 8.95 g of pyrrole,
20 g of a methanol solution containing 2.56 g of pyrrole, 1
20 g of a methanol solution containing 0.23 g of pyrrole, 1
20 g of methanol solution containing 2.8 g of pyrrole, 15
3. 20 g of a methanol solution containing 20 g of pyrrole and 20 g of pyrrole were added dropwise to the oxidizing agent solution kept at -70 ° C., respectively. Solutions containing 4.0, 5.0, 6.0, and 8.0 moles of pyrrole and 5% by weight water were made. When this solution was reacted at 0 ° C. for 2 hours, black polypyrrole was formed. This was separated by filtration, washed with methanol, and dried at 60 ° C. for 30 minutes to obtain conductive polypyrrole powder. As shown in FIG. 2A, the conductivity was all 50 S / cm or more, and the material had excellent characteristics as a conductive material.

【0019】(比較例2)6個のガラス製反応容器に濃
度40重量%のドデシルベンゼンスルホン第2鉄のメタ
ノール溶液75gを入れ、蒸留水を5g滴下し、攪拌し
ながら−70℃に冷却して酸化剤溶液を作成した。次に
1.02gのピロールを含むメタノール溶液20g、
1.28gのピロールを含むメタノール溶液20g、
2.56gのピロールを含むメタノール溶液20g、
3.84gのピロールを含むメタノール溶液20g、
5.11gのピロールを含むメタノール溶液20g、及
び6.39gのピロールを含むメタノール溶液20gを
それぞれ−70℃に保った酸化剤溶液に滴下して、酸化
剤濃度が30重量%で酸化剤に対して0.4、0.5、
1.0、1.5、2.0および2.5モルのピロールと
5重量%の水を含む溶液を作成した。この溶液を0℃で
2時間反応したところ黒色のポリピロールが生成した。
これをろ別してメタノールで洗浄し、さらに60℃で3
0分間乾燥したところ導電性のポリピロール粉末が得ら
れた。導電率は図2(a)に示すようにすべて40S/
cm以下であり、低いものであった。
(Comparative Example 2) 75 g of a methanol solution of ferric dodecylbenzenesulfone having a concentration of 40% by weight was placed in six glass reaction vessels, 5 g of distilled water was added dropwise, and the mixture was cooled to -70 ° C with stirring. Thus, an oxidizing agent solution was prepared. Next, 20 g of a methanol solution containing 1.02 g of pyrrole,
20 g of a methanol solution containing 1.28 g of pyrrole,
20 g of a methanol solution containing 2.56 g of pyrrole,
20 g of a methanol solution containing 3.84 g of pyrrole,
20 g of a methanol solution containing 5.11 g of pyrrole and 20 g of a methanol solution containing 6.39 g of pyrrole were each dropped into an oxidizing agent solution kept at -70 ° C. 0.4, 0.5,
Solutions were made containing 1.0, 1.5, 2.0 and 2.5 moles of pyrrole and 5% by weight water. When this solution was reacted at 0 ° C. for 2 hours, black polypyrrole was formed.
This was filtered off, washed with methanol, and further treated at 60 ° C. for 3 hours.
After drying for 0 minutes, a conductive polypyrrole powder was obtained. As shown in FIG. 2A, the conductivity was 40 S /
cm or less, which was low.

【0020】(実施例3)6個のガラス製反応容器に濃
度26.7%のドデシルベンゼンスルホン第2鉄のメタ
ノール溶液75gを入れ、蒸留水を5g滴下し、攪拌し
ながら−70℃に冷却して酸化剤溶液を作成した。次に
3.84gのピロールを含むメタノール溶液20gを−
70℃に保った酸化剤溶液に滴下し、酸化剤濃度が20
重量%で酸化剤に対して3モルのピロールと5重量%の
水を含む重合溶液を作成した。この溶液を−20℃、−
10℃、0℃、10℃、20℃、および25℃で2時間
反応したところ黒色のポリピロールが生成した。これを
ろ別してメタノールで洗浄し、さらに60℃で30分間
乾燥したところ導電性のポリピロール粉末が得られた。
導電率は図3に示すようにすべて30S/cm以上であ
り、導電製材料として優れた特性を有するものであっ
た。
Example 3 75 g of a methanol solution of ferric dodecylbenzenesulfone (26.7% concentration) was placed in six glass reaction vessels, 5 g of distilled water was added dropwise, and the mixture was cooled to -70 ° C. while stirring. As a result, an oxidant solution was prepared. Next, 20 g of a methanol solution containing 3.84 g of pyrrole was added.
The solution was dropped into an oxidant solution maintained at 70 ° C., and the oxidant concentration was 20
A polymerization solution was prepared containing, by weight, 3 moles of pyrrole and 5% by weight of water relative to the oxidizing agent. This solution was cooled at -20 ° C,
Reaction at 10 ° C, 0 ° C, 10 ° C, 20 ° C, and 25 ° C for 2 hours produced black polypyrrole. This was filtered, washed with methanol, and dried at 60 ° C. for 30 minutes to obtain a conductive polypyrrole powder.
As shown in FIG. 3, the conductivity was all 30 S / cm or more, and had excellent characteristics as a conductive material.

【0021】(比較例3)実施例3の重合溶液を用いて
30℃、40℃、および50℃で2時間反応したところ
黒色のポリピロールが生成した。これをろ別してメタノ
ールで洗浄し、さらに60℃で30分間乾燥したところ
導電性のポリピロール粉末が得られた。導電率は図3に
示すようにすべて30S/cm以下であり、低いもので
あった。
(Comparative Example 3) The polymerization solution of Example 3 was reacted at 30 ° C, 40 ° C, and 50 ° C for 2 hours to produce black polypyrrole. This was filtered, washed with methanol, and dried at 60 ° C. for 30 minutes to obtain a conductive polypyrrole powder. As shown in FIG. 3, the conductivity was 30 S / cm or less, and was low.

【0022】(実施例4)ガラス製反応容器に濃度2
6.6重量%のドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄のメ
タノール溶液を75g入れ、蒸留水を5g滴下し、攪拌
しながら−70℃に冷却して酸化剤溶液を作成した。次
に、5.53gのピロールを含むメタノール溶液20g
を−70℃に保った酸化剤溶液に滴下して、酸化剤濃度
が20重量%で酸化剤に対して3モルのピロールと5重
量%の水を含む重合溶液を作成した。この溶液を0℃で
2時間反応したところ黒色のポリピロールが生成した。
これをろ別してメタノールで洗浄し、さらに60℃で3
0分間乾燥したところ導電性のポリピロール粉末が得ら
れた。導電率は30S/cm以上であり、導電性材料と
して優れた特性を有するものであった。
Example 4 A glass reaction vessel having a concentration of 2
75 g of a methanol solution of 6.6% by weight of ferric dodecylbenzenesulfonate was added, 5 g of distilled water was added dropwise, and the mixture was cooled to -70 ° C with stirring to prepare an oxidizing agent solution. Next, 20 g of a methanol solution containing 5.53 g of pyrrole
Was added dropwise to the oxidizing agent solution kept at -70 ° C. to prepare a polymerization solution having an oxidizing agent concentration of 20% by weight and containing 3 mol of pyrrole and 5% by weight of water with respect to the oxidizing agent. When this solution was reacted at 0 ° C. for 2 hours, black polypyrrole was formed.
This was filtered off, washed with methanol, and further treated at 60 ° C. for 3 hours.
After drying for 0 minutes, a conductive polypyrrole powder was obtained. The conductivity was 30 S / cm or more, and had excellent properties as a conductive material.

【0023】(実施例5)ガラス製反応容器に濃度2
6.6重量%のブチルナフタレンスルホン酸第2鉄のメ
タノール溶液を75g入れ、蒸留水を5g滴下し、攪拌
しながら−70℃に冷却して酸化剤溶液を作成した。次
に、4.68gのピロールを含むメタノール溶液20g
を−70℃に保った酸化剤溶液に滴下して、酸化剤濃度
が20重量%で酸化剤に対して3モルのピロールと5重
量%の水を含む重合溶液を作成した。この溶液を0℃で
2時間反応したところ黒色のポリピロールが生成した。
これをろ別してメタノールで洗浄し、さらに60℃で3
0分間乾燥したところ導電性のポリピロール粉末が得ら
れた。導電率は30S/cm以上であり、導電性材料と
して優れた特性を有するものであった。
Example 5 A reaction vessel made of glass having a concentration of 2
75 g of a methanol solution of 6.6% by weight of ferric butylnaphthalenesulfonate was added, 5 g of distilled water was added dropwise, and the mixture was cooled to −70 ° C. with stirring to prepare an oxidizing agent solution. Next, 20 g of a methanol solution containing 4.68 g of pyrrole
Was added dropwise to the oxidizing agent solution kept at -70 ° C. to prepare a polymerization solution having an oxidizing agent concentration of 20% by weight and containing 3 mol of pyrrole and 5% by weight of water with respect to the oxidizing agent. When this solution was reacted at 0 ° C. for 2 hours, black polypyrrole was formed.
This was filtered off, washed with methanol, and further treated at 60 ° C. for 3 hours.
After drying for 0 minutes, a conductive polypyrrole powder was obtained. The conductivity was 30 S / cm or more, and had excellent properties as a conductive material.

【0024】(実施例6)ガラス製反応容器に濃度2
6.7重量%のドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄のメ
タノール溶液を75g入れ、蒸留水を5g滴下し、攪拌
しながら−70℃に冷却して酸化剤溶液を作成した。次
に、4.59gのN−メチルピロールを含むメタノール
溶液20gを−70℃に保った酸化剤溶液に滴下して、
酸化剤濃度が20重量%で酸化剤に対して3モルのN−
メチルピロールと5重量%の水を含む重合溶液を作成し
た。この溶液を0℃で2時間反応したところ黒色のポリ
ピロールが生成した。これをろ別してメタノールで洗浄
し、さらに60℃で30分間乾燥したところ導電性のポ
リピロール粉末が得られた。導電率は1S/cm以上で
あり、導電性材料として優れた特性を有するものであっ
た。
(Example 6) In a glass reaction vessel, the concentration was 2
75 g of a 6.7% by weight methanolic solution of ferric dodecylbenzenesulfonate was added, 5 g of distilled water was added dropwise, and the mixture was cooled to −70 ° C. with stirring to prepare an oxidizing agent solution. Next, 20 g of a methanol solution containing 4.59 g of N-methylpyrrole was dropped into the oxidizing agent solution kept at -70 ° C.
An oxidant concentration of 20% by weight and 3 moles of N-
A polymerization solution containing methylpyrrole and 5% by weight of water was prepared. When this solution was reacted at 0 ° C. for 2 hours, black polypyrrole was formed. This was filtered, washed with methanol, and dried at 60 ° C. for 30 minutes to obtain a conductive polypyrrole powder. The conductivity was 1 S / cm or more, and had excellent characteristics as a conductive material.

【0025】(比較例4)ガラス製反応容器に濃度2
6.6重量%のドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄のメ
タノール溶液を75g入れ、蒸留水を5g滴下し、攪拌
しながら−70℃に冷却して酸化剤溶液を作成した。次
に、3.84gのピロールを含むメタノール溶液25g
を−70℃に保った酸化剤溶液に滴下したところ溶液は
直ちに黒変して、ブロック状の生成物が得られた。これ
をメタノールで洗浄し、さらに60℃で30分間乾燥し
たところ導電率1S/cm以下のポロピロールが得られ
た。
(Comparative Example 4) A glass reaction vessel having a concentration of 2
75 g of a methanol solution of 6.6% by weight of ferric dodecylbenzenesulfonate was added, 5 g of distilled water was added dropwise, and the mixture was cooled to -70 ° C with stirring to prepare an oxidizing agent solution. Next, 25 g of a methanol solution containing 3.84 g of pyrrole
Was added dropwise to the oxidizing agent solution kept at -70 ° C, and the solution immediately turned black and a block-like product was obtained. This was washed with methanol and dried at 60 ° C. for 30 minutes to obtain poropyrrole having a conductivity of 1 S / cm or less.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば導
電率の高い導電性高分子を簡便なる方法で得ることがで
き、その効果は大である。
As described above, according to the present invention, a conductive polymer having high conductivity can be obtained by a simple method, and the effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1および比較例1で得られたポリピロー
ル導電率と酸化剤濃度の関係を示す図である。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between polypyrrole conductivity and oxidant concentration obtained in Example 1 and Comparative Example 1.

【図2】実施例2および比較例2で得られたポリピロー
ルの導電率と重合溶液中のモノマーの酸化剤に対するモ
ル比の関係を示す図である。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the electrical conductivity of polypyrrole obtained in Example 2 and Comparative Example 2 and the molar ratio of a monomer in a polymerization solution to an oxidizing agent.

【図3】実施例3および比較例3で得られたポリピロー
ルの導電率と重合温度の関係を示す図である。
FIG. 3 is a view showing the relationship between the conductivity and the polymerization temperature of polypyrrole obtained in Example 3 and Comparative Example 3.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 スルホン酸化合物をアニオンとし、高価
数の遷移金属をカチオンとする酸化剤とピロールもしく
はその誘導体を−30℃以下で混合した重合溶液から重
合するポリピロールもしくはポリピロール誘導体の製造
方法において、 重合溶液は2重量%以上の水を含んでおり、酸化剤濃度
が20重量%以上、モノマーの混合モル比が酸化剤に対
して3以上である導電性高分子の製造方法。
1. A method for producing polypyrrole or a polypyrrole derivative, which comprises polymerizing a polymerization solution obtained by mixing an oxidizing agent having a sulfonic acid compound as an anion and an expensive transition metal as a cation with pyrrole or a derivative thereof at -30 ° C. or lower, A method for producing a conductive polymer, wherein a polymerization solution contains 2% by weight or more of water, an oxidizing agent concentration is 20% by weight or more, and a mixing molar ratio of a monomer to an oxidizing agent is 3 or more.
【請求項2】 重合温度が25℃以下である請求項1記
載の導電性高分子の製造方法。
2. The method for producing a conductive polymer according to claim 1, wherein the polymerization temperature is 25 ° C. or lower.
【請求項3】 酸化剤のカチオンである高価数の遷移金
属が第2鉄イオン、または第2銅イオンである請求項1
記載の導電性高分子の製造方法。
3. The expensive transition metal which is a cation of the oxidizing agent is a ferric ion or a cupric ion.
A method for producing the conductive polymer according to the above.
【請求項4】 酸化剤のアニオンであるスルホン酸化合
物がアルキル置換基を有する芳香族スルホン酸である請
求項1または2記載の導電性高分子の製造方法。
4. The method for producing a conductive polymer according to claim 1, wherein the sulfonic acid compound which is an anion of the oxidizing agent is an aromatic sulfonic acid having an alkyl substituent.
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