JP2843935B2 - Method for producing conductive organic polymer composition - Google Patents

Method for producing conductive organic polymer composition

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JP2843935B2
JP2843935B2 JP62207658A JP20765887A JP2843935B2 JP 2843935 B2 JP2843935 B2 JP 2843935B2 JP 62207658 A JP62207658 A JP 62207658A JP 20765887 A JP20765887 A JP 20765887A JP 2843935 B2 JP2843935 B2 JP 2843935B2
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polymer composition
conductive organic
organic polymer
sulfonic acid
aniline
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正平 田村
貞光 佐々木
正男 阿部
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、導電性有機重合体組成物の製造方法に関
し、詳しくは、アニリン又はその誘導体の酸化重合によ
り得られる導電性有機重合体組成物であって、選定した
多価のポリマースルホン酸のみをドーパントとして有す
る導電性有機重合体組成物を製造する方法に関する。 従来の技術 アニリン、その誘導体又はこれらの塩を酸化剤を含む
酸化液中にて化学酸化重合して、ドーパントとしての電
子受容体を含み、電導度が10-6S/cm以上である導電性有
機重合体を製造する方法は既に知られており、更に、か
かる化学酸化重合による導電性有機重合体の製造におい
て、標準水素電極を基準とする還元半電池反応における
起電力として定められる標準電極電位が0.6V以上である
酸化剤が特に好適に用いられることも、既に特開昭61-2
58831号公報に記載されている。 他方、一般に、導電性有機重合体組成物の用途とし
て、近年、例えば、プラスチック・バッテリー、エレク
トロクロミック・ディスプレイ等が提案されている。こ
れらは、導電性有機重合体組成物におけるドーパントで
ある電解質イオンが重合体内に取り込まれたり、放出さ
れたりするドーピング及び脱ドーピングを利用するもの
である。かかる用途の場合、導電性有機重合体組成物
は、水系で用いられることもあるが、多くは、有機溶剤
系で用いられる。そこで、前記アニリンやその誘導体を
酸化重合して得られる導電性有機重合体組成物を例えば
上記したようなプラスチック・バッテリーやエレクトロ
クロミック・ディスプレイへの用途において、有機溶剤
中で用いる場合には、重合体にドーパントとして含まれ
る電解質イオンが有機溶剤に可溶性であることが必要で
あり、かかる電解質イオンとしては、例えば、過塩素酸
イオンやホウフッ化水素酸イオン等が好ましく用いられ
る。また、ドーパントとして、高分子電解質イオンも好
ましく用いられる。 発明が解決しようとする問題点 しかし、例えば、酸化剤として、ペルソオキソ二硫酸
アンモニウムを用いる場合、プロトン酸として過塩素酸
を用いても、酸化重合後に得られる導電性有機重合体組
成物においては、ペルソオキソ二硫酸アンモニウムの分
解によって生成した硫酸イオンがドーパントとして重合
体に組み込まれている。しかも、ペルソオキソ二硫酸ア
ンモニウムの水溶液は、これを放置するとき、強酸性を
示すようになることがよく知られている。 本発明者らは、アニリンやその誘導体の化学酸化重合
について更に詳細且つ広範に研究した結果、酸化重合条
件を適切に制御することによって、選定した多価のポリ
マースルホン酸のみをドーパントとして有する導電性有
機重合体組成物をアニリンやその誘導体の化学酸化重合
によって得ることができることを見出して、本発明に至
ったものである。 問題点を解決するための手段 本発明による導電性有機重合体組成物の製造方法は、
アニリン又はアルキルアニリン又はこれらの塩を酸化剤
を用いて化学酸化重合して、ドーパントを含み、電導度
が10-6S/cm以上である導電性有機重合体組成物を製造す
る方法において、標準水素電極を基準とする還元半電池
反応における起電力として定められる標準電極電位が0.
6V以上であると共に、水に可溶性である場合には、その
水溶液が中性であり、更に、自身が還元された後にアニ
オン種を生成しない酸化剤と、酸解離定数pKaが3.0以下
である多価のポリマースルホン酸とを組み合わせて用い
て、上記多価のポリマースルホン酸のみをドーパントと
して有せしめることを特徴とする。 本発明の方法によれば、標準水素電極を基準とする還
元半電池反応における起電力として定められる標準電極
電位が0.6V以上であると共に、その水溶液が中性であ
り、更に、自身が還元された後にアニオン種を生成しな
い酸化剤と、酸解離定数pKaが3.0以下である多価のポリ
マースルホン酸とを組み合わせてなる酸化剤系を用い
て、アニリン又はアルキルアニリン又はこれらの塩(以
下、これらを単に単量体ということがある。)を化学酸
化重合することによって、上記多価のポリマースルホン
酸のみがそのままドーパントとして取り込まれている導
電性有機重合体組成物を得ることができる。 本発明の方法において用いる酸化剤は、上記のような
単量体の酸化重合反応において、自身は還元されるが、
その際、アニオン種を生成するものであってはならな
い。上記の酸化重合によって得られる導電性有機重合体
組成物はπ電子共役系を含み、これが一部酸化されて正
電荷を有するサイトを形成しているが、酸化剤がアニオ
ン種を生成するときは、上記サイトに上記アニオン種が
取り込まれて、多価のポリマースルホン酸と共に上記ア
ニオン種もドーパントを構成し、かくして、目的とする
多価のポリマースルホン酸のみをドーパントとして有す
る導電性有機重合体組成物を得ることができないからで
ある。 更に、本発明において用いる酸化剤は、単量体を酸化
重合させ得る酸化力を有することが必要であり、かかる
酸化剤としては、特開昭61-258831号公報に記載されて
いるように、標準水素電極を基準とする還元半電池反応
における起電力として定めれる標準電極電位が0.6V以上
であることが必要である。ここに、本発明の方法におい
ては、標準電極電位は、Cr2O7 2-のように、その還元半
電池反応にプロトンが関与する場合は、プロトンが関与
する反応における標準電極電位によるものとする。この
ような標準電極電位は、例えば、「CRCハンドブック・
オブ・ケミストリー・アンド・フィジックス」(CRCプ
レス社)D-155〜D-160や、電気化学協会編「電気化学便
覧」(丸善(株))第71〜74頁に記載されている。 前述したような二つの条件を満たす酸化剤として、過
酸化水素、過マンガン酸塩、二酸化鉛、重クロム酸塩、
二酸化マンガン等を挙げることができ、水溶液又は固体
として用いられる。 これら酸化剤は、下に示すように、自身が還元された
後にアニオン種を生成しない。 H2O2+2H++2e-→2H2O MnO4 -+8H++5e-→Mn2++4H2O PbO2+4H++2e-→Pb2++2H2O Cr2O7 2-+14H++6e-→2Cr3++7H2O MnO2+4H++2e-→Mn2++2H2O 次に、本発明の方法によれば、上記したような酸化剤
と、プロトン酸として、酸解離定数pKaが3.0以下である
多価のポリマースルホン酸とを組合わせて、酸化剤系を
構成する。プロトン酸としての多価のポリマースルホン
酸は、単量体の酸化重合体をドーピングし得るように、
酸解離定数pKaが3.0以下であることが必要である。酸解
離定数pKaが3.0よりも大きい多価のポリマースルホン酸
を用いるときは、生成する酸化重合体をドーピングする
ことができず、従って、電導度10-6S/cm以上の導電性有
機重合体組成物を得ることができない。 酸解離定数pKaが3.0以下である多価のポリマースルホ
ン酸としては、例えば、ポリビニルスルホン酸、ポリス
チレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリメタリ
ルスルホン酸、ポリ−2−アクリルアミド−2−メチル
プロパンスルホン酸、「ナフィオン」(登録商標)等を
挙げることができる。 これら多価のポリマースルホン酸は、市販品をそのま
ま用いてもよく、或いは市販の単量体を通常の方法によ
ってラジカル重合させることによって、容易に得ること
ができる。多価のポリマースルホン酸のアルカリ金属塩
は、これを通常の酸処理やイオン交換樹脂処理すること
によって、遊離酸としての多価のポリマースルホン酸を
得ることができる。 本発明の方法において、酸化剤は、単量体に対して、
当量を用いるのが好ましい。当量を越えて過多に用いる
ときは、反応系に酸化剤が過剰に残存し、自身が還元さ
れた後にアニオン種を生成しない酸化剤を用いた場合で
も、酸化剤として存在するときは、アニオン種を有する
場合があるからである。 また、多価のポリマースルホン酸は、例えば、単量体
を水に溶解させるために、少なくとも単量体に対して等
モル量が必要であるが、本発明においては、反応媒体の
種類にかかわらず、一般に、単量体に対して、数倍乃至
数十倍モル量を用いることが好ましく、通常、約2〜10
倍モルの範囲が最適である。 本発明の方法において、単量体としては、アニリンが
特に好ましく用いられるが、o−メチルアニリン、m−
メチルアニリン、o−エチルアニリン、m−エチルアニ
リン等のアルキルアニリン等も用いることができる。こ
れら単量体を塩として用いるときは、得られる酸化重合
体にドーピングさせるための多価のポリマースルホン酸
と同じポリマースルホン酸の塩として用いる必要がある
ことは明らかであろう。 本発明の方法においては、反応媒体としては水、水混
和性有機溶剤及び水非混和性有機溶剤の1種又は2種以
上の混合物を用いることができるが、アニリン又はアル
キルアニリンの水溶性塩が用いられるときは、反応媒体
には通常、これら水溶性塩を溶解する水、水混和性有機
溶剤又はこれらの混合物が用いられ、また、アニリンや
アルキルアニリン自体が用いられるときは、反応媒体と
しては、これらを溶解する水混和性有機溶剤又は水非混
和性有機溶剤が用いられる。尚、上記有機溶剤はいずれ
も用いる酸化剤によって酸化されないことが必要であ
る。例えば、水混和性有機溶剤としては、アセトン、テ
トラヒドロフラン、酢酸等のケトン類、エーテル類又は
有機酸類が用いられ、また、水非混和性有機溶剤として
は、クロロホルム、四塩化炭素、炭化水素等が用いられ
る。 本発明による導電性有機重合体組成物の好ましい製造
方法は、アニリン又はアルキルアニリン又はこれらの塩
を多価のポリマースルホン酸を含む反応媒体中に溶解さ
せ、この溶液に酸化剤を加えて、酸化重合させる方法で
ある。 反応温度は溶剤の沸点以下であれば特に制限されない
が、反応温度が高温になるほど、得られる導電性有機重
合体組成物の導電性が小さくなる傾向があるので、高い
導電性を有する組成物を得る観点からは常温以下が好ま
しい。 本発明の方法においては、酸化剤の添加後、直ちに重
合体が析出する場合があるが、通常は、数分程度の誘導
期間を経た後、反応が開始され、重合体が析出する。い
ずれにしても、反応は短時間で終了するが、通常、その
後数分乃至数時間、熟成のために撹拌してもよい。次い
で、反応混合物を大量の水中又は有機溶剤中に投入し、
反応生成物を濾別し、濾液が中性になるまで水洗した
後、アセトン等の有機溶剤にてこれが着色しなくなるま
で洗滌し、真空乾燥して、本発明による導電性有機重合
体組成物を得る。 本発明の方法によって、アニリン、アルキルアニリン
又はこれらの塩を酸化重合して得られる導電性有機重合
体組成物は、一般式 (但し、Rは水素又はアルキル基を示す。) で表わされるキノンジイミン構造体を主たる繰返し単位
として有する実質的に線状の重合体が前記多価のポリマ
ースルホン酸のみをドーパントとして含んでなり、その
電導度は10-6S/cm以上である。 このようにして得られる導電性有機重合体組成物は、
乾燥した粉末状態において、通常、緑色乃至黒緑色を呈
し、一般に導電性が高いほど、鮮やかな緑色を呈してい
る。しかし、加圧成形した成形物は、通常、光沢のある
青色を示す。 本発明の方法による導電性有機重合体組成物は、水及
び殆どの有機溶剤に不溶性であるが、通常、濃硫酸に僅
かに溶解し、又は溶解する部分を含む。濃硫酸への溶解
度は、導電性有機重合体組成物を生成させるための反応
方法及び反応条件によっても異なるが、通常、0.2〜10
重量%の範囲であり、殆どの場合、0.25〜5重量%の範
囲である。但し、この溶解度は、特に高分子量の導電性
有機重合体組成物の場合には、この組成物が上記範囲の
溶解度を有する部分を含むとして理解されるべきであ
る。 更に、本発明による導電性有機重合体組成物は、97%
濃硫酸の0.5g/dl溶液が30℃において0.1〜1.0の範囲の
対数粘度を有し、殆どの場合、0.2〜0.6である。この場
合においても、特に、組成物が高分子量重合体組成物で
ある場合には、濃硫酸に可溶性の部分が上記範囲の対数
粘度を有するとして理解されるべきである。 発明の効果 以上のように、本発明の方法によれば、標準電極電位
が0.6V以上であると共に、水に可溶性である場合には、
その水溶液が中性であり、更に、自身が還元された後に
アニオン種を生成しない酸化剤と、酸解離定数pKaが3.0
以下である多価のポリマースルホン酸とを組み合わせて
用いて、アニリン、アルキルアニリン又はその塩を酸化
重合することによって、キノンジイミン構造を主たる繰
返し単位として有する実質的に線状の高分子量重合体が
上記多価のポリマースルホン酸のみをドーパントとして
有する導電性有機重合体組成物を得ることができる。 このような導電性有機重合体組成物は、例えば、有機
溶剤中でドーピング及び脱ドーピングを行なうプラスチ
ック・バッテリーやエレクトロクロミック表示素子のた
めの導電性有機重合体組成物として好適に用いることが
できる。 実施例 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は
これら実施例により何ら限定されるものではない。 実施例1 (ポリビニルスルホン酸の合成) ビニルスルホン酸ナトリウムの25%水溶液(東京化成
工業(株)製)160gからロータリー・エバポレータにて
水を留去し、87g(濃度46%)まで濃縮した。 このビニルスルホン酸ナトリウムの濃縮水溶液の全量
を攪拌機、窒素導入装置及び冷却管を備えたセパラブル
・フラスコに入れ、窒素導入装置から窒素を溶液中に10
分間吹き込んだ。 蒸留水12.3gにペルオキソ二硫酸カリウム0.213gと亜
硫酸ナトリウム0.108gを溶解させたレドックス系開始剤
水溶液を調製し、これを上記フラスコ中に加え、室温に
て攪拌を続けた。約1時間後に溶液の粘度が上昇したこ
とが認められた。 3時間反応させた後、得られた反応混合物をメタノー
ル700mL中に攪拌下に投入すると、白色沈殿を生じた。
この沈殿をガラス・フィルターにて濾別し、メタノール
で十分に洗浄した後、デシケータ中で8時間真空乾燥し
て、ポリビニルスルホン酸ナトリウム33.6g(収率84
%)を白色粉末として得た。 この重合体の対数粘度(0.5g/dl、30℃、水中)は0.2
0であった。ウベローデ粘度計を用いて、濃度を希釈し
ながら、粘度測定を行なうと、低濃度になるにつれて、
対数粘度及び還元粘度共に上昇する所謂低濃度異常の現
象を示した。これは、得られた重合体が高分子電解質で
あることを示している。 次に、このビニルスルホン酸ナトリウム13gを蒸留水7
4gに溶解し、15%水溶液を調製した。H型カチオン交換
樹脂(ダウ・ケミカル社製DOWEX50WX2、H型)を充填し
たガラス・カラムを蒸留水にて十分洗浄し、留出液が中
性になったことを確認した後、このカラムに上記ポリビ
ニルスルホン酸ナトリウム水溶液を定量ポンプにてカラ
ムに供給し、留出液が酸性に変化した時点から留出液を
採取し、次いで、中性になるまで採取を続けた。但し、
ポリビニルスルホン酸ナトリウム水溶液をカラムに加え
終った後は、蒸留水を定量ポンプにてカラムに送り続け
ておいた。 この留出液約200mLをロータリー・エバポレータで処
理して、水分を留去し、得られた水飴状物を80℃で5時
間真空乾燥し、残存水分を完全に留去して、茶色の水飴
状物としてポリビニルスルホン酸10gを得た。 (ポリビニルスルホン酸がドーピングされたアニリン酸
化重合体組成物の合成) 200mL容量のガラス製反応容器に蒸留水81gを入れ、こ
れに上記ポリビニルスルホン酸8.65gを加えて、溶解さ
せた。得られた溶液は、強い酸性を示した。 このポリビニルスルホン酸水溶液にアニリン3.73g
(0.04モル)を加え、攪拌下に溶解させた。氷水で冷却
し、5℃の温度にて、二酸化マンガン粉末3.48g(0.04
モル)を反応容器中へ少量ずつ加えた。二酸化マンガン
を加えた直後に反応液は緑色に着色し、その後、直ちに
黒緑色固体が生成した。約30分を要して二酸化マンガン
を加え、その後、更に1.5時間攪拌を続けた。 反応終了後、反応混合物を蒸留水500mL中に加え、ア
ニリン酸化重合体組成物の粉末をガラス・フィルターG4
にて濾別し、これを蒸留水中、超音波洗浄した。新たな
蒸留水を用いて、同様に超音波洗浄を2回繰り返した。
これによって、水は中性となったことを確認した。 次いで、アニリン酸化重合体組成物の粉末を洗浄液が
無色になるまで、アセトンによる洗浄を繰り返し、この
後、デシケータ中で室温にて5時間真空乾燥して、アニ
リン酸化重合体組成物3.99gを鮮やかな緑色粉末として
得た。このアニリン酸化重合体組成物は、元素分析の結
果、イオウを6.1%含む。また、ファン・デル・ポー法
による電導度は、0.64S/cmであった。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a conductive organic polymer composition, and more particularly, to a conductive organic polymer composition obtained by oxidative polymerization of aniline or a derivative thereof. And a method for producing a conductive organic polymer composition having only a selected polyvalent polymer sulfonic acid as a dopant. 2. Description of the Related Art Aniline, a derivative thereof or a salt thereof is chemically oxidized and polymerized in an oxidizing solution containing an oxidizing agent, contains an electron acceptor as a dopant, and has a conductivity of 10 −6 S / cm or more. A method for producing an organic polymer is already known, and furthermore, in the production of a conductive organic polymer by such chemical oxidation polymerization, a standard electrode potential defined as an electromotive force in a reduction half-cell reaction based on a standard hydrogen electrode. The oxidizing agent having a value of 0.6 V or more is particularly preferably used.
No. 58831. On the other hand, in general, for example, plastic batteries and electrochromic displays have been proposed as applications of the conductive organic polymer composition. These use doping and undoping in which electrolyte ions, which are dopants in the conductive organic polymer composition, are taken in or released from the polymer. In such a case, the conductive organic polymer composition may be used in an aqueous system, but is often used in an organic solvent system. Therefore, when the conductive organic polymer composition obtained by oxidative polymerization of the aniline or a derivative thereof is used in an organic solvent, for example, in the above-described application to a plastic battery or an electrochromic display, a heavy polymerization may occur. It is necessary that the electrolyte ions contained as a dopant in the coalescence be soluble in the organic solvent, and as such electrolyte ions, for example, perchlorate ions and borofluoride ions are preferably used. Further, a polymer electrolyte ion is also preferably used as a dopant. Problems to be Solved by the Invention However, for example, when ammonium peroxodisulfate is used as the oxidizing agent, even if perchloric acid is used as the protic acid, the conductive organic polymer composition obtained after the oxidative polymerization has a problem in that the peroxooxodisulfonate is used. Sulfate ions generated by the decomposition of ammonium disulfate are incorporated into the polymer as a dopant. Moreover, it is well known that an aqueous solution of ammonium peroxooxodisulfate becomes strongly acidic when left standing. The present inventors have conducted further detailed and extensive research on the chemical oxidative polymerization of aniline and its derivatives, and have found that by appropriately controlling the oxidative polymerization conditions, it is possible to obtain a conductive material having only the selected polyvalent polymer sulfonic acid as a dopant. The present inventors have found that an organic polymer composition can be obtained by chemical oxidative polymerization of aniline or a derivative thereof, and have reached the present invention. Means for solving the problems The method for producing a conductive organic polymer composition according to the present invention comprises:
An aniline or alkyl aniline or a salt thereof is chemically oxidized and polymerized using an oxidizing agent, and contains a dopant.In a method for producing a conductive organic polymer composition having an electric conductivity of 10 -6 S / cm or more, a standard is used. The standard electrode potential determined as the electromotive force in the reduction half-cell reaction based on the hydrogen electrode is 0.
When it is 6 V or more and is soluble in water, the aqueous solution is neutral, and an oxidizing agent that does not generate anionic species after itself is reduced, and an acid dissociation constant pKa of 3.0 or less. It is characterized by using only a polyvalent polymer sulfonic acid as a dopant by using a combination with a polyvalent polymer sulfonic acid. According to the method of the present invention, the standard electrode potential determined as the electromotive force in the reduction half-cell reaction based on the standard hydrogen electrode is 0.6 V or more, the aqueous solution is neutral, and furthermore, it is reduced itself. Aniline or an alkyl aniline or a salt thereof (hereinafter referred to as aniline or an alkyl aniline) using an oxidizing agent obtained by combining an oxidizing agent that does not generate an anionic species with a polyvalent polymer sulfonic acid having an acid dissociation constant pKa of 3.0 or less. Is simply referred to as a monomer.) By conducting chemical oxidative polymerization, a conductive organic polymer composition in which only the polyvalent polymer sulfonic acid is directly incorporated as a dopant can be obtained. The oxidizing agent used in the method of the present invention is itself reduced in the oxidative polymerization reaction of the monomer as described above,
In doing so, it must not produce anionic species. The conductive organic polymer composition obtained by the above-described oxidative polymerization contains a π-electron conjugated system, which is partially oxidized to form a site having a positive charge, but when the oxidizing agent generates an anionic species, The anionic species is incorporated into the site, and the anionic species also constitutes a dopant together with the polyvalent polymer sulfonic acid, and thus, a conductive organic polymer composition having only the intended polyvalent polymer sulfonic acid as a dopant For they cannot get things. Further, the oxidizing agent used in the present invention needs to have an oxidizing power capable of oxidatively polymerizing the monomer.As such an oxidizing agent, as described in JP-A-61-258831, It is necessary that the standard electrode potential determined as the electromotive force in the reduction half-cell reaction based on the standard hydrogen electrode is 0.6 V or more. Here, in the method of the present invention, when the proton is involved in the reduction half-cell reaction, such as Cr 2 O 7 2− , the standard electrode potential is based on the standard electrode potential in the reaction involving the proton. I do. Such a standard electrode potential is described in, for example, "CRC Handbook
Of Chemistry and Physics "(CRC Press), D-155 to D-160, and" Electrochemical Handbook "edited by The Electrochemical Society (Maruzen Co., Ltd.), pp. 71-74. Oxidizing agents that satisfy the above two conditions include hydrogen peroxide, permanganate, lead dioxide, dichromate,
Manganese dioxide and the like can be mentioned and used as an aqueous solution or a solid. These oxidants do not generate anionic species after themselves are reduced, as shown below. H 2 O 2 + 2H + + 2e - → 2H 2 O MnO 4 - + 8H + + 5e - → Mn 2+ + 4H 2 O PbO 2 + 4H + + 2e - → Pb 2+ + 2H 2 O Cr 2 O 7 2+ 14H + + 6e - → 2Cr 3+ + 7H 2 O MnO 2 + 4H + + 2e → Mn 2+ + 2H 2 O Next, according to the method of the present invention, the oxidizing agent as described above and a protonic acid having an acid dissociation constant pKa of 3.0 or less are used. An oxidizing agent system is formed by combining with a certain polyvalent polymer sulfonic acid. The polyvalent polymer sulfonic acid as a protic acid is capable of doping a monomeric oxidized polymer,
The acid dissociation constant pKa needs to be 3.0 or less. When using a polyvalent polymer sulfonic acid having an acid dissociation constant pKa greater than 3.0, the resulting oxidized polymer cannot be doped, and therefore, a conductive organic polymer having a conductivity of 10 -6 S / cm or more. No composition can be obtained. Examples of polyvalent polymer sulfonic acids having an acid dissociation constant pKa of 3.0 or less include, for example, polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polymethallyl sulfonic acid, poly-2-acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid. Acids, "Nafion" (registered trademark) and the like. These polyvalent polymer sulfonic acids may be used as they are, or may be easily obtained by subjecting a commercially available monomer to radical polymerization by an ordinary method. An alkali metal salt of a polyvalent polymer sulfonic acid can be subjected to ordinary acid treatment or ion exchange resin treatment to obtain a polyvalent polymer sulfonic acid as a free acid. In the method of the present invention, the oxidizing agent is
It is preferred to use equivalents. When the oxidizing agent is used in excess of the equivalent amount, the oxidizing agent remains in the reaction system in an excessive amount and the oxidizing agent that does not generate an anionic species after itself is reduced. This is because it may have The polyvalent polymer sulfonic acid requires, for example, at least an equimolar amount with respect to the monomer in order to dissolve the monomer in water. In the present invention, regardless of the type of the reaction medium, In general, it is preferable to use a molar amount of several times to several tens times with respect to the monomer, and usually about 2 to 10 times.
A molar range is optimal. In the method of the present invention, aniline is particularly preferably used as a monomer, but o-methylaniline, m-
Alkyl anilines such as methyl aniline, o-ethyl aniline and m-ethyl aniline can also be used. When these monomers are used as salts, it will be apparent that they need to be used as salts of the same polymer sulfonic acid as the polyvalent polymer sulfonic acid for doping the resulting oxidized polymer. In the method of the present invention, as the reaction medium, one or a mixture of water, a water-miscible organic solvent and a water-immiscible organic solvent can be used. When used, the reaction medium is usually water that dissolves these water-soluble salts, a water-miscible organic solvent or a mixture thereof, and when aniline or alkylaniline itself is used, the reaction medium is A water-miscible organic solvent or a water-immiscible organic solvent that dissolves these is used. It is necessary that none of the above organic solvents be oxidized by the oxidizing agent used. For example, water-miscible organic solvents include acetone, tetrahydrofuran, ketones such as acetic acid, ethers or organic acids, and water-immiscible organic solvents include chloroform, carbon tetrachloride, and hydrocarbons. Used. A preferred method for producing the conductive organic polymer composition according to the present invention is to dissolve aniline or an alkylaniline or a salt thereof in a reaction medium containing a polyvalent polymer sulfonic acid, add an oxidizing agent to the solution, and oxidize the solution. This is a method of polymerizing. The reaction temperature is not particularly limited as long as it is equal to or lower than the boiling point of the solvent, but as the reaction temperature increases, the conductivity of the obtained conductive organic polymer composition tends to decrease. From the viewpoint of obtaining, room temperature or lower is preferable. In the method of the present invention, the polymer may be precipitated immediately after the addition of the oxidizing agent, but usually, after an induction period of about several minutes, the reaction is started and the polymer is precipitated. In any case, the reaction is completed in a short time, but usually the mixture may be stirred for several minutes to several hours for aging. Next, the reaction mixture is poured into a large amount of water or an organic solvent,
The reaction product is separated by filtration, washed with water until the filtrate becomes neutral, washed with an organic solvent such as acetone until the color is no longer colored, and dried under vacuum to obtain a conductive organic polymer composition according to the present invention. obtain. According to the method of the present invention, a conductive organic polymer composition obtained by oxidative polymerization of aniline, alkylaniline or a salt thereof is represented by a general formula: (Where R represents hydrogen or an alkyl group.) A substantially linear polymer having a quinone diimine structure represented by the following formula as a main repeating unit comprises only the polyvalent polymer sulfonic acid as a dopant, The conductivity is 10 -6 S / cm or more. The conductive organic polymer composition thus obtained is
In a dry powder state, it usually exhibits green to blackish green, and generally, the higher the conductivity, the brighter the green. However, a molded product obtained by pressure molding usually shows a glossy blue color. The conductive organic polymer composition according to the method of the present invention is insoluble in water and most organic solvents, but usually contains a portion that is slightly soluble or soluble in concentrated sulfuric acid. The solubility in concentrated sulfuric acid varies depending on the reaction method and reaction conditions for producing the conductive organic polymer composition, but is usually 0.2 to 10%.
%, Most often in the range of 0.25 to 5% by weight. However, this solubility should be understood as including, in the case of a conductive organic polymer composition having a high molecular weight, a portion having a solubility in the above range. Further, the conductive organic polymer composition according to the present invention has 97%
A 0.5 g / dl solution of concentrated sulfuric acid has a logarithmic viscosity in the range of 0.1 to 1.0 at 30 ° C., most often 0.2 to 0.6. Also in this case, especially when the composition is a high molecular weight polymer composition, it should be understood that the portion soluble in concentrated sulfuric acid has a logarithmic viscosity in the above range. As described above, according to the method of the present invention, the standard electrode potential is 0.6 V or more, and when soluble in water,
The aqueous solution is neutral, and further, an oxidizing agent that does not generate an anionic species after itself is reduced, and an acid dissociation constant pKa of 3.0
By using in combination with the following polyvalent polymer sulfonic acid, by oxidative polymerization of aniline, alkyl aniline or a salt thereof, the substantially linear high molecular weight polymer having a quinone diimine structure as a main repeating unit is described above. A conductive organic polymer composition having only a polyvalent polymer sulfonic acid as a dopant can be obtained. Such a conductive organic polymer composition can be suitably used, for example, as a conductive organic polymer composition for a plastic battery or an electrochromic display element which performs doping and undoping in an organic solvent. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 (Synthesis of polyvinyl sulfonic acid) Water was distilled off from 160 g of a 25% aqueous solution of sodium vinyl sulfonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) using a rotary evaporator, and concentrated to 87 g (concentration: 46%). The whole amount of the concentrated aqueous solution of sodium vinyl sulfonate is put into a separable flask equipped with a stirrer, a nitrogen introducing device and a condenser, and nitrogen is introduced into the solution from the nitrogen introducing device into the solution.
I blew for a minute. A redox-based initiator aqueous solution in which 0.213 g of potassium peroxodisulfate and 0.108 g of sodium sulfite were dissolved in 12.3 g of distilled water was prepared, added to the flask, and stirred at room temperature. After about one hour, it was noted that the viscosity of the solution had increased. After reacting for 3 hours, the resulting reaction mixture was poured into 700 mL of methanol with stirring to produce a white precipitate.
The precipitate was separated by filtration with a glass filter, sufficiently washed with methanol, and dried in a desiccator under vacuum for 8 hours to obtain 33.6 g of sodium polyvinyl sulfonate (yield: 84).
%) As a white powder. The logarithmic viscosity of this polymer (0.5 g / dl, 30 ° C, in water) is 0.2
It was 0. Using an Ubbelohde viscometer to measure the viscosity while diluting the concentration, as the concentration becomes lower,
The phenomenon of so-called low concentration anomaly in which both the logarithmic viscosity and the reduced viscosity increased was shown. This indicates that the obtained polymer is a polymer electrolyte. Next, 13 g of this sodium vinyl sulfonate was added to distilled water 7
It was dissolved in 4 g to prepare a 15% aqueous solution. A glass column filled with H-type cation exchange resin (DOWEX 50WX2, H-type manufactured by Dow Chemical Company) was sufficiently washed with distilled water, and after confirming that the distillate became neutral, the column was added to the above column. An aqueous solution of sodium polyvinylsulfonate was supplied to the column by a metering pump, and the distillate was collected from the time when the distillate turned acidic, and then collected until neutral. However,
After the addition of the aqueous solution of sodium polyvinylsulfonate to the column was completed, distilled water was continuously supplied to the column by a metering pump. About 200 mL of this distillate was treated with a rotary evaporator to distill off water, and the resulting starch syrup was vacuum-dried at 80 ° C. for 5 hours to completely evaporate residual water, and to obtain brown syrup. As a result, 10 g of polyvinyl sulfonic acid was obtained. (Synthesis of aniphosphorylated polymer composition doped with polyvinyl sulfonic acid) 81 g of distilled water was placed in a 200-mL glass reaction vessel, and 8.65 g of the above-mentioned polyvinyl sulfonic acid was added and dissolved therein. The resulting solution was strongly acidic. 3.73 g of aniline is added to this aqueous solution of polyvinyl sulfonic acid.
(0.04 mol) and dissolved under stirring. Cool with ice water, and at a temperature of 5 ° C, 3.48 g (0.04 g) of manganese dioxide powder.
Mol) was added in small portions to the reaction vessel. Immediately after the addition of manganese dioxide, the reaction solution was colored green, and immediately thereafter, a black-green solid was formed. Manganese dioxide was added over about 30 minutes, after which stirring was continued for a further 1.5 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was added to 500 mL of distilled water, and the powder of the aniphosphorylated polymer composition was added to a glass filter G4.
, And ultrasonically washed in distilled water. Similarly, ultrasonic cleaning was repeated twice using fresh distilled water.
This confirmed that the water became neutral. Then, the powder of the aniphosphorylated polymer composition was repeatedly washed with acetone until the washing liquid became colorless, and then dried in a desiccator at room temperature for 5 hours under vacuum to give 3.99 g of the aniphosphorylated polymer composition vividly. Green powder. The aniphosphorylated polymer composition contained 6.1% sulfur as a result of elemental analysis. The conductivity according to the van der Pauw method was 0.64 S / cm.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−215722(JP,A) 特開 昭61−266435(JP,A) 特開 昭61−258831(JP,A) 特開 昭61−256764(JP,A) 特開 昭60−197728(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 73/00 C08L 79/00Continuation of the front page (56) References JP-A-63-215722 (JP, A) JP-A-61-266435 (JP, A) JP-A-61-258831 (JP, A) JP-A-61-256764 (JP) , A) JP-A-60-197728 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C08G 73/00 C08L 79/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.アニリン又はアルキルアニリン又はこれらの塩を酸
化剤を用いて化学酸化重合して、ドーパントを含み、電
導度が10-6S/cm以上である導電性有機重合体組成物を製
造する方法において、標準水素電極を基準とする還元半
電池反応における起電力として定められる標準電極電位
が0.6V以上であると共に、水に可溶性である場合には、
その水溶液が中性であり、更に、自身が還元された後に
アニオン種を生成しない酸化剤と、酸解離定数pKaが3.0
以下である多価のポリマースルホン酸とを組み合わせて
用いて、上記多価のポリマースルホン酸のみをドーパン
トとして有せしめることを特徴とする導電性有機重合体
組成物の製造方法。
(57) [Claims] An aniline or alkyl aniline or a salt thereof is chemically oxidized and polymerized using an oxidizing agent, containing a dopant, and a method for producing a conductive organic polymer composition having an electric conductivity of 10 -6 S / cm or more. When the standard electrode potential determined as the electromotive force in the reduction half-cell reaction based on the hydrogen electrode is 0.6 V or more and is soluble in water,
The aqueous solution is neutral, and further, an oxidizing agent that does not generate an anionic species after itself is reduced, and an acid dissociation constant pKa of 3.0
A method for producing a conductive organic polymer composition, comprising using the following polyvalent polymer sulfonic acid in combination with the polyvalent polymer sulfonic acid alone as a dopant.
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EP1884354A4 (en) * 2005-05-27 2008-08-06 Idemitsu Kosan Co Conductive polymer multilayer body

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60197728A (en) * 1983-11-10 1985-10-07 Nitto Electric Ind Co Ltd Electroconductive organic polymer and its production
JPS61256764A (en) * 1985-05-10 1986-11-14 Nitto Electric Ind Co Ltd Schottky bonding element
JP2649670B2 (en) * 1985-05-10 1997-09-03 日東電工株式会社 Method for producing conductive organic polymer
JPS61266435A (en) * 1985-05-21 1986-11-26 Nitto Electric Ind Co Ltd Production of thin film of electrically conductive organic polymer
JPS63215722A (en) * 1987-03-04 1988-09-08 Showa Denko Kk Production of electroconductive polyaniline compound

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