JP3066431B2 - Method for producing conductive polymer composite - Google Patents
Method for producing conductive polymer compositeInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は導電性高分子複合物の製
造方法に関し、詳しくは物理的及び化学的安定性に優れ
るスルホン酸とポリアニリン系導電性高分子の複合方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a conductive polymer composite, and more particularly to a method for combining a sulfonic acid and a polyaniline-based conductive polymer having excellent physical and chemical stability.
【0002】[0002]
【従来の技術】導電性高分子は、有機導電体、有機半導
体としての応用はもとより、その新規な物理特性、電気
化学特性が注目を集めており、電池、表示素子、光電変
換素子、センサー、帯電防止材等、各種機能素子用素材
として、また非線形光学材料、帯電防止材料、電波吸収
材料等の機能性材料としての応用が期待されている。イ
オンドーピング法によりポリアセチレンの導電性が著し
く上昇することが見出されて以来(フィジクス・レビュ
−・レター、39巻、109項、1977年)、各種の
イオンドーピング型導電性高分子が提案されている。ド
ーピングには、電子受容体(酸化剤)添加により、高分
子内に正孔を多数発生させるP型ドーピングと、電子供
与体(還元剤)添加により、高分子内に自由電子を多数
発生させるN型ドーピングがある。P型導電性高分子の
ドーパントとしては、ハロゲンイオンのような小さなも
のから、巨大環状分子、更には高分子電解質まで可能で
あり、これら各種ドーパントのドーピング方法及び得ら
れた導電性高分子の特性と用途開発が新技術として注目
されている。2. Description of the Related Art Conductive polymers have attracted attention not only for their application as organic conductors and organic semiconductors, but also for their novel physical and electrochemical properties. They have attracted attention as batteries, display elements, photoelectric conversion elements, sensors, It is expected to be applied as a material for various functional elements such as an antistatic material, and as a functional material such as a nonlinear optical material, an antistatic material, and a radio wave absorbing material. Since it was found that the conductivity of polyacetylene was significantly increased by the ion doping method (Physics Review Letter, Vol. 39, Item 109, 1977), various ion-doping type conductive polymers have been proposed. I have. The doping includes P-type doping, in which a large number of holes are generated in the polymer by adding an electron acceptor (oxidizing agent), and N, in which many free electrons are generated in the polymer by adding an electron donor (reducing agent). There is type doping. P-type conductive polymer dopants can be as small as halogen ions, macrocyclic molecules, and even polymer electrolytes. Doping methods for these various dopants and the properties of the resulting conductive polymers And application development are attracting attention as new technologies.
【0003】上記ドーパントとしてフッ化物イオンのよ
うな無機アニオンがよく使用されるが、これら低分子ド
ーパントは多量にドープされ得るものの、導電性高分子
中で移動し易く、また加熱により脱離し易い等、材料と
しての安定性に問題がある。また、この様な低分子ドー
パントでドープされた導電性高分子複合物は一般的に自
立性が悪く、脆いという欠点を有する。[0003] Inorganic anions such as fluoride ions are often used as the above-mentioned dopants. These low molecular dopants can be doped in a large amount, but are easily moved in a conductive polymer and are easily desorbed by heating. However, there is a problem in stability as a material. In addition, such a conductive polymer composite doped with such a low molecular dopant generally has poor self-supporting properties and is brittle.
【0004】このことから、近年アニオン基を有する高
分子電解質をドーパントとすることが提案されており、
例えば、特開昭59−98165号では高分子アニオン
をドーパントとする導電性高分子組成物が提案されてい
る。この組成物はドーパントとして、スルホン化ポリエ
チレン、スルホン化ポリスチレン、スルホン化ポリ
(2,5ージメチルフェニレンオキシド)、スルホン化
ポリビニルアルコール等が挙げられており、アニオン基
はスルホン酸基より形成されている。この提案は従来の
無機アニオンをドーパントとする導電性高分子に比較し
て安定で強度良好な導電性高分子複合物が得られること
を示したものであり注目される。しかしながら、これら
は高分子であるため、導電性高分子内部まで均一にドー
ピングすることが困難であり、また、導電性等の機能性
を発現するための重要な因子であるドーピング率が低い
という問題がある。For this reason, it has recently been proposed to use a polymer electrolyte having an anion group as a dopant.
For example, JP-A-59-98165 proposes a conductive polymer composition using a polymer anion as a dopant. This composition includes, as dopants, sulfonated polyethylene, sulfonated polystyrene, sulfonated poly (2,5-dimethylphenylene oxide), sulfonated polyvinyl alcohol, and the like, and the anion group is formed from a sulfonic acid group. . This proposal is noteworthy because it shows that a conductive polymer composite that is stable and has good strength can be obtained as compared with a conventional conductive polymer using an inorganic anion as a dopant. However, since these are polymers, it is difficult to uniformly dope the interior of the conductive polymer, and the doping rate, which is an important factor for developing functionality such as conductivity, is low. There is.
【0005】一方、酸化染料としてのアニリンの酸化重
合体に関する研究も、アニリンブラックに等で古くより
行なわれている。特に、アニリンブラック生成の中間体
であるアニリンの8量体がエメラルディンとして確認さ
れており( ジャーナル オブケミカルソサエティ−, 9
7, 2388(1910); 101, 1117(1912))、これは酢酸、ピリ
ジン、DMFに可溶である。次いで、近年になって、こ
のエメラルディンの硫酸塩が高い導電性を有することも
見い出された( ジャーナル オブ ポリマ−サイエン
ス, C, 16, 2931; 2943(1967); 22, 1187(1969))。更に
最近では、アニリンの化学的又は電気化学的酸化重合に
より得られたエメラルディン類似のポリアニリンが塩酸
等のプロトン酸で容易にドープされ高い導電性を示すこ
とが報告されている( ジャ−ナル オブ ケミカル ソ
サエティ−, ケミカル.コミュニケ−ション,1784(198
7)) 。On the other hand, research on oxidized polymers of aniline as an oxidation dye has been conducted for a long time, such as with aniline black. In particular, an octameric form of aniline, which is an intermediate for the production of aniline black, has been identified as emeraldine (see Journal of Chemical Society, 9
7, 2388 (1910); 101, 1117 (1912)), which is soluble in acetic acid, pyridine and DMF. Then, in recent years, it has also been found that this sulfate of emeraldine has high conductivity (Journal of Polymer Science, C, 16, 2931; 2943 (1967); 22, 1187 (1969)). More recently, it has been reported that emeraldine-like polyaniline obtained by chemical or electrochemical oxidative polymerization of aniline is easily doped with a protonic acid such as hydrochloric acid and exhibits high conductivity (Journal of Chemical Society, Chemical Communication, 1784 (198
7)).
【0006】ポリアニリンは空気中で安定であり、また
合成も比較的容易であるため、最近特に注目されている
導電性高分子である。但し、ポリアニリンは一部の極性
溶媒に僅かに溶ける程度の溶解性しか有しないため、導
電性高分子を各種用途に応用する場合に必要な加工性と
いう点で不利になっている。本発明者らはこの加工性を
積極的に付与するには、ポリアニリンの側鎖にアルコキ
シ基やアルキル基を導入して可溶化させることが有効で
あることを見出した(特開昭61-206106 号)。しかしな
がら、上記導電性高分子同様、均一に多量にドーピング
を行なうには、低分子であるプロトン酸を用いる以外に
方法はなく、従ってドーピング状態での安定性としては
上述したような問題が残っていた。[0006] Polyaniline is a conductive polymer that has recently attracted particular attention because it is stable in air and relatively easy to synthesize. However, since polyaniline has only a solubility that is slightly soluble in some polar solvents, it is disadvantageous in terms of workability required when applying a conductive polymer to various uses. The present inventors have found that in order to positively impart this processability, it is effective to introduce an alkoxy group or an alkyl group into the side chain of polyaniline and to solubilize the polyaniline (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-206106). issue). However, as in the case of the conductive polymer, there is no other method except for using a low molecular weight protonic acid to uniformly dope a large amount. Therefore, the above-mentioned problem remains in the stability in the doping state. Was.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、物理
的、化学的に安定なドーパントを均一に混合した物理
的、化学的安定性、特に熱安定性に優れたポリアニリン
系導電性高分子複合物を与えることにある。更に詳しく
は、安定性に優れたスルホン酸系高分子ドーパントをポ
リアニリン系化合物に均一に混合する方法を提案するも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polyaniline-based conductive polymer excellent in physical and chemical stability, especially heat stability, in which a physically and chemically stable dopant is uniformly mixed. Is to provide a composite. More specifically, the present invention proposes a method of uniformly mixing a sulfonic acid-based polymer dopant having excellent stability with a polyaniline-based compound.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
を解決するために鋭意検討を行なった結果、イオン性が
強く混合後に高分子化が可能な重合性スルホン酸がポリ
アニリン系化合物に容易にドープすることに着目し、ド
ープ後にこれらスルホン酸を重合させることにより、高
分子ドーパントを均一にポリアニリン系化合物内に導入
できることを見出し、本発明に至った。導電性高分子の
中でも特にポリアニリンはアミン及びイミン構造を有す
るため、プロトン酸との親和性が強く、スルホン酸が容
易にド−プすることも本発明の特徴と言える。即ち本発
明は、下記の一般式(I)で表される構造を繰返し単位
とするポリアニリンまたはその誘導体に重合性スルホン
酸をドープさせ、次いでスルホン酸を重合することを特
徴とする導電性高分子複合物の製造方法に関するもので
ある。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made intensive studies to solve the above problems, and as a result, a polymerizable sulfonic acid which has high ionicity and can be polymerized after mixing has been converted into a polyaniline compound. Focusing on easy doping, the present inventors have found that by polymerizing these sulfonic acids after doping, a polymer dopant can be uniformly introduced into a polyaniline-based compound, and the present invention has been accomplished. Among the conductive polymers, polyaniline in particular has an amine and imine structure, so that it has a strong affinity for protonic acid and sulfonic acid can be easily doped. The present invention provides a conductive polymer, characterized in that the polymerizable acid polyaniline or a derivative thereof a repeating unit a structure represented by the following general formula (I) is doped, and then polymerizing the sulfonic acid The present invention relates to a method for producing a composite.
【0009】[0009]
【化2】 (式中、R1 〜R4 は、水素原子、炭素数1〜10のア
ルキル基、又はアルコキシ基である。)Embedded image (In the formula, R 1 to R 4 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkoxy group.)
【0010】以下、本発明を具体的に説明する。本発明
の一般式(I)で表される構造を繰返し単位とするポリ
アニリン誘導体(以下、「ポリアニリン誘導体」にはポ
リアニリンを含めることとする。)の例としては、ポリ
アニリン、ポリ−o−トルイジン、ポリ−m−トルイジ
ン、ポリ−o−アニシジン、ポリ−m−アニシジン、ポ
リキシリジン、ポリ−2,5−ジメトキシアニリン、ポ
リ−2,6−ジメトキシアニリン、ポリ−2,5−ジエ
トキシアニリン、ポリ−2,6−ジエトキシアニリン、
ポリ−o−エトキシアニリン、ポリ−m−エトキシアニ
リン及びこれらの共重合体を挙げることができるが、特
にこれらに限定されるものではない。前記ポリアニリン
誘導体の側鎖の導入量は、多いほど溶解性という点では
都合が良いが、あまり多過ぎると立体障害、分子量の低
下等が起こり、電気伝導性という点で好ましくない。従
って、好ましい誘導体としては、ポリ−o−アニシジ
ン、ポリ−m−アニシジン、ポリ−2,5−ジメトキシ
アニリン、ポリ−2,6−ジメトキシアニリン、ポリ−
o−エトキシアニリン、ポリ−m−エトキシアニリンが
挙げられる。Hereinafter, the present invention will be described specifically. Examples of the polyaniline derivative having a structure represented by the general formula (I) of the present invention as a repeating unit (hereinafter, “polyaniline derivative” includes polyaniline) include polyaniline, poly-o-toluidine, Poly-m-toluidine, poly-o-anisidine, poly-m-anisidine, polyxylysine, poly-2,5-dimethoxyaniline, poly-2,6-dimethoxyaniline, poly-2,5-diethoxyaniline, poly- 2,6-diethoxyaniline,
Examples thereof include poly-o-ethoxyaniline, poly-m-ethoxyaniline, and copolymers thereof, but are not particularly limited thereto. The larger the amount of the side chain introduced into the polyaniline derivative, the better in terms of solubility. However, if the amount is too large, steric hindrance and a decrease in molecular weight occur, which is not preferable in terms of electrical conductivity. Therefore, preferred derivatives include poly-o-anisidine, poly-m-anisidine, poly-2,5-dimethoxyaniline, poly-2,6-dimethoxyaniline, poly-anisidine,
o-ethoxyaniline and poly-m-ethoxyaniline.
【0011】本発明のポリアニリン誘導体を得る重合方
法は特に限定されるものではないが、一般には、例え
ば、ジャ−ナル オブ ケミカル ソサエティ−, ケミ
カル.コミュニケ−ション,1784(1987)等で報告されて
いる様に、アニリン、o−アニシジン、2,5−ジメト
キシアニリン等のアニリン誘導体を電気化学的又は化学
的に酸化重合する方法がとられている。The polymerization method for obtaining the polyaniline derivative of the present invention is not particularly limited, but generally, for example, Journal of Chemical Society, Chemical. As reported in Communication, 1784 (1987) and the like, a method is employed in which an aniline derivative such as aniline, o-anisidine, or 2,5-dimethoxyaniline is electrochemically or chemically oxidatively polymerized. .
【0012】電気化学的酸化重合は、陽極酸化によって
行われ、電流密度約0.01〜50mA/cm2 、電解
電圧0.1〜30Vの範囲で、定電流法、定電圧法及び
それ以外のいかなる方法をも用いることができる。重合
は水溶液中、有機溶媒中又はこれらの混合溶媒中で行わ
れる。電解液のpHとしては特に制限はないが、好まし
くはpHが3以下、特に好ましくは2以下である。pH
調節に用いる酸の具体例としては、HCl、HBF4 、
CF3 COOH、H2 SO4 及びHNO3 、パラトルエ
ンスルホン酸等の強酸をあげることができるが、特にこ
れらに限定されるものではない。The electrochemical oxidation polymerization is carried out by anodic oxidation. The current density is in the range of about 0.01 to 50 mA / cm 2 , the electrolytic voltage is in the range of 0.1 to 30 V, and the constant current method, the constant voltage method and other methods are used. Any method can be used. The polymerization is carried out in an aqueous solution, an organic solvent or a mixed solvent thereof. The pH of the electrolytic solution is not particularly limited, but is preferably 3 or less, particularly preferably 2 or less. pH
Specific examples of the acid used for adjustment include HCl, HBF 4 ,
Examples include strong acids such as CF 3 COOH, H 2 SO 4 and HNO 3 , and paratoluenesulfonic acid, but are not particularly limited thereto.
【0013】化学的酸化重合の場合には、例えばアニリ
ン誘導体を酸性溶液中で過酸化物、過硫酸塩のような酸
化剤で酸化重合させることができる。この場合に用いる
酸としては、電気化学的酸化重合の場合に用いるものと
同様のものが用いられるが、同じくこれらに限定される
ものではない。In the case of chemical oxidative polymerization, for example, the aniline derivative can be oxidatively polymerized with an oxidizing agent such as a peroxide or a persulfate in an acidic solution. As the acid used in this case, those similar to those used in the case of electrochemical oxidative polymerization are used, but are not limited thereto.
【0014】このような方法で得られるポリアニリン誘
導体の分子量は特に限定されないが、通常2000以上
のものが得られている。また、このような方法によって
得られるポリアニリン誘導体は、一般的に重合溶液中の
アニオンをド−パントとして含んだ状態で得られる場合
が多く、従って重合性スルホン酸を添加する前にこれら
アニオンを脱ド−プする必要がある。脱ド−プの方法と
しては特に制限はないが、一般にはアンモニア水等の塩
基で処理する方法がとられる。The molecular weight of the polyaniline derivative obtained by such a method is not particularly limited, but a molecular weight of 2000 or more is usually obtained. Further, the polyaniline derivative obtained by such a method is generally obtained in many cases in which anions in a polymerization solution are contained as dopants, and thus these anions are removed before adding the polymerizable sulfonic acid. Need to dope. The method of dedoping is not particularly limited, but a method of treating with a base such as aqueous ammonia is generally employed.
【0015】本発明の重合性スルホン酸としては、スチ
レンスルホン酸、ビニルスルホン酸及びそれらの誘導体
が挙げられる。これらの中でパラスチレンスルホン酸が
反応性、安定性等で優れている。本発明のポリアニリン
誘導体と重合性スルホン酸の複合量としてはスルホン酸
/ポリアニリン誘導体のモノマーユニットのモル比が
0.01以上10以下が好ましく、更に好ましくは0.
1以上2以下である。モル比が0.01未満の場合に
は、ドープ量が小さく電気伝導度向上に効果がない。ま
た10より大きい場合、複合物中のスルホン酸の量が多
過ぎるため、導電性高分子の電気伝導性を阻害すること
になる。The polymerizable sulfonic acid of the present invention includes styrene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid and derivatives thereof. Among them, p-styrenesulfonic acid is excellent in reactivity, stability and the like. The complex amount of the polyaniline derivative and the polymerizable sulfonic acid of the present invention is preferably such that the molar ratio of the sulfonic acid / monomer unit of the polyaniline derivative is 0.01 or more and 10 or less, more preferably 0.1 or less.
It is 1 or more and 2 or less. When the molar ratio is less than 0.01, the doping amount is small and there is no effect on improving the electric conductivity. On the other hand, if it is larger than 10, the amount of the sulfonic acid in the composite is too large, which impairs the electric conductivity of the conductive polymer.
【0016】本発明のポリアニリン誘導体に重合性スル
ホン酸をドープさせる方法としては、特に制限はない
が、固体状のポリアニリン誘導体を重合性スルホン酸溶
液中に浸す方法やポリアニリン誘導体が溶媒に可溶な場
合には溶液同志を混合する方法が一般的にとられる。特
に、溶液状態で混合すれば、成膜等の加工面で大きな利
点となる。この場合の溶媒は、ポリアニリン誘導体が溶
解するものであれば、特に限定されない。また複合時の
温度、時間は特に限定されない。ポリアニリン誘導体と
スルホン酸との親和性が高く、通常、10℃から100
℃の範囲で30分から10時間程度撹拌混合すればよ
い。The method of doping the polyaniline derivative of the present invention with a polymerizable sulfonic acid is not particularly limited, but a method of immersing a solid polyaniline derivative in a polymerizable sulfonic acid solution or a method in which the polyaniline derivative is soluble in a solvent. In such a case, a method of mixing the solutions is generally employed. In particular, when mixed in a solution state, there is a great advantage in processing such as film formation. The solvent in this case is not particularly limited as long as the polyaniline derivative can be dissolved. In addition, the temperature and time during the combination are not particularly limited. The affinity between the polyaniline derivative and the sulfonic acid is high.
What is necessary is just to stir and mix for about 30 minutes to 10 hours in the range of ° C.
【0017】本発明では、ポリアニリン誘導体に重合性
スルホン酸をドープさせた後に複合物中のスルホン酸を
重合させることを特徴とする。その重合方法に特に制限
はないが、触媒を使用するとその残留物が最終的な複合
物の電気伝導度等に影響する可能性が有るので、加熱等
の無触媒系で重合する方法が好ましい。この場合の加熱
温度、時間は使用するスルホン酸によって異なるが、一
般的には150℃から250℃の範囲で0.5時間以上
を要する。また、加熱処理の雰囲気としては、ポリアニ
リン誘導体の酸化劣化を防止する意味で減圧下や不活性
雰囲気下等の酸素を排した状態が好ましい。また、他の
触媒作用を有する物質を併用することもできる。このよ
うにして得られた複合物中のスルホン酸重合体は、5〜
50量体付近のものが多く生成している。In the present invention, it is characterized by polymerizing a sulfonic acid in the composite in After doped with polymerizable sulfonic acid polyaniline derivative. There is no particular limitation on the polymerization method, but if a catalyst is used, the residue may affect the electrical conductivity of the final composite and the like, and therefore a method of polymerizing in a non-catalytic system such as heating is preferred. The heating temperature and time in this case vary depending on the sulfonic acid used, but generally in the range of 150 ° C. to 250 ° C., 0.5 hour or more is required. The atmosphere for the heat treatment is preferably a state in which oxygen is discharged under reduced pressure or an inert atmosphere in order to prevent oxidative deterioration of the polyaniline derivative. Further, other substances having a catalytic action can be used in combination. The sulfonic acid polymer in the composite obtained in this way is 5 to
Many around 50 mer are formed.
【0018】[0018]
【発明の効果】本発明によればポリ又はオリゴスルホン
酸系ドーパントをポリアニリン系導電性高分子中に均一
に混合でき、物理的、化学的安定性、加工性に優れた導
電性高分子複合物が得られる。この手法は、各種の導電
性高分子に適用でき、各種光電子素子の構成材料や帯電
防止材料、電波吸収材料等の導電性高分子の応用上極め
て有用である。According to the present invention, a poly- or oligosulfonic acid-based dopant can be uniformly mixed into a polyaniline-based conductive polymer, and the conductive polymer composite is excellent in physical, chemical stability and workability. Is obtained. This method can be applied to various kinds of conductive polymers, and is extremely useful in application of conductive polymers such as constituent materials of various optoelectronic devices, antistatic materials, and radio wave absorbing materials.
【0019】[0019]
【実施例】以下に実施例を示して、本発明を更に詳細に
説明する。 実施例1 ガラス製反応容器に、1.5モルのHBF4 水溶液を2
0ml、及び0.35モルの2,5−ジメトキシアニリ
ンを入れ、pH<1.0の水溶液を調製した。この水溶
液に2cmの間隔で各々その電極面積が10cm2 の2
つの白金電極を挿入した後、撹拌下で20クーロンの電
気量を流して電解酸化重合した。この際、陽極の白金電
極上に濃緑色のBF4 アニオンがドープしたポリ−2,
5−ジメトキシアニリンが析出した。次いで、この析出
物を10%のアンモニア水で洗浄後、蒸留水で洗浄した
ところ、濃青色に変化した。この重合体を乾燥後、白金
電極から剥離し、N−メチルピロリドン(NMP)に溶
解し、2wt%の溶液を調製した。この溶液のGPC測
定により求めた分子量は、ポリスチレン換算で約100
00であった。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Example 1 A 1.5 mol HBF 4 aqueous solution was placed in a glass reaction vessel 2
0 ml and 0.35 mol of 2,5-dimethoxyaniline were added to prepare an aqueous solution having a pH of <1.0. 2, each the electrode area at intervals of 2cm in the aqueous solution is 10 cm 2
After inserting the two platinum electrodes, an electric quantity of 20 coulombs was passed under stirring to carry out electrolytic oxidation polymerization. At this time, poly-2 doped with a dark green BF 4 anion on the platinum electrode of the anode was used.
5-Dimethoxyaniline precipitated. Next, the precipitate was washed with 10% aqueous ammonia and then with distilled water, and turned into a deep blue color. After drying the polymer, it was peeled off from the platinum electrode and dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP) to prepare a 2 wt% solution. The molecular weight of this solution determined by GPC measurement was about 100 in terms of polystyrene.
00.
【0020】実施例2 パラスチレンスルホン酸ソーダを水に溶かし、イオン交
換樹脂に通して4wt%のパラスチレンスルホン酸(P
SS)水溶液を得た。この溶液をガラス板に塗布し、減
圧下、150℃で2時間熱処理した。得られた膜を水に
再溶解したところ、強酸性を示した。また、この膜の水
溶液中でのGPCを測定したところ、パラスチレンスル
ホン酸の5〜20量体に相当する分子量のものが生成し
ていることを確認した。Example 2 Sodium p-styrenesulfonate was dissolved in water and passed through an ion exchange resin to give 4 wt% of p-styrenesulfonate (P
SS) An aqueous solution was obtained. This solution was applied to a glass plate and heat-treated under reduced pressure at 150 ° C. for 2 hours. When the obtained film was redissolved in water, it showed strong acidity. GPC measurement of the film in an aqueous solution confirmed that a product having a molecular weight corresponding to a 5- to 20-mer of p-styrenesulfonic acid was formed.
【0021】実施例3 実施例1、2で調製した2wt%ポリ−2,5−ジメト
キシアニリンのNMP溶液と4wt%PSS水溶液を各
々のモノマー比が1:1となるように混合し、ガラス板
上にスピンコート(500回転)により成膜し、50℃
で約8時間真空乾燥した。得られた緑色膜の表面抵抗
(25℃、窒素雰囲気)は3×106 Ω/□であった。
次いで、上記膜を150℃で2時間熱処理した後、表面
抵抗(25℃、窒素雰囲気)を測定したところ、その値
は4×106 Ω/□であった上記複合膜を100℃、窒
素雰囲気下で1週間放置後、再度表面抵抗(25℃、窒
素雰囲気)を測定したところ、4×106 Ω/□で、表
面抵抗はほとんど変化しておらず、高温で安定な電気伝
導性膜であることが確認できた。Example 3 A 2 wt% poly-2,5-dimethoxyaniline NMP solution prepared in Examples 1 and 2 and a 4 wt% PSS aqueous solution were mixed so that each monomer ratio was 1: 1. A film is formed by spin coating (500 revolutions) on the
For about 8 hours under vacuum. The surface resistance (25 ° C., nitrogen atmosphere) of the obtained green film was 3 × 10 6 Ω / □.
Next, after the above film was heat-treated at 150 ° C. for 2 hours, the surface resistance (25 ° C., nitrogen atmosphere) was measured, and the value was 4 × 10 6 Ω / □. After standing for 1 week under the same conditions, the surface resistance (25 ° C., nitrogen atmosphere) was measured again. As a result, it was 4 × 10 6 Ω / □, and the surface resistance hardly changed. It was confirmed that there was.
【0022】実施例4 1Lの4つ口フラスコに、温度計、撹拌機、コンデンサ
ーを取り付け、1規定のHBF4 水溶液を500mL加
え、窒素をバブルしながら33.62gの2,5−ジメ
トキシアニリンを溶解した。次いで、撹拌下、窒素バブ
ルしながら、11.5gの過硫酸アンモニウムを固体の
まま、約30分かけて添加した。この反応は発熱反応で
あるので、反応中は氷冷により、22℃に保った。添加
後、更に2時間反応させた後ろ過し、ろ残を500mL
の蒸留水で洗浄した。次いで、この生成物をビーカーに
移し、500mLの5%アンモニア水で約1時間撹拌洗
浄後、ろ過し、ろ残をろ液が中性になるまで、蒸留水で
十分に洗浄後、100℃で約8時間減圧乾燥することに
より、未ドープ状態のポリ−2,5−ジメトキシアニリ
ン粉末を化学的方法により得た。更に、これをNMPに
溶解し、2wt%の溶液を調製した。この溶液のGPC
測定により求めた分子量は、ポリスチレン換算で約80
00であった。Example 4 A thermometer, a stirrer, and a condenser were attached to a 1 L four-necked flask, and 500 mL of a 1N aqueous HBF 4 solution was added. 33.62 g of 2,5-dimethoxyaniline was added while bubbling nitrogen through. Dissolved. Then, 11.5 g of ammonium persulfate was added over about 30 minutes while stirring and while bubbling nitrogen through. Since this reaction is exothermic, it was kept at 22 ° C. by ice cooling during the reaction. After the addition, the reaction was further performed for 2 hours, followed by filtration.
Of distilled water. The product was then transferred to a beaker, washed with 500 mL of 5% aqueous ammonia with stirring for about 1 hour, filtered, and the residue was thoroughly washed with distilled water until the filtrate became neutral. By drying under reduced pressure for about 8 hours, an undoped poly-2,5-dimethoxyaniline powder was obtained by a chemical method. Further, this was dissolved in NMP to prepare a 2 wt% solution. GPC of this solution
The molecular weight determined by the measurement is about 80 in terms of polystyrene.
00.
【0023】実施例5 実施例4、2で調製した2wt%ポリ−2,5−ジメト
キシアニリンのNMP溶液と4wt%PSS水溶液を各
々のモノマー比が1:1となるように混合し、混合後す
ぐにガラス板上にスピンコート(500回転)により成
膜し、50℃で約8時間真空乾燥した。得られた緑色膜
の表面抵抗(25℃、窒素雰囲気)は6×106 Ω/□
であった。次いで、上記膜を150℃で2時間熱処理し
た後、表面抵抗(25℃、窒素雰囲気)を測定したとこ
ろ、その値は7×106 Ω/□であった。上記複合膜を
100℃、窒素雰囲気下で1週間放置後、再度表面抵抗
(25℃、窒素雰囲気)を測定したところ、7×106
Ω/□で、表面抵抗はほとんど変化しておらず、高温で
安定な電気伝導性膜であることが確認できた。Example 5 An NMP solution of 2 wt% poly-2,5-dimethoxyaniline prepared in Examples 4 and 2 and a 4 wt% PSS aqueous solution were mixed so that each monomer ratio was 1: 1. Immediately, a film was formed on a glass plate by spin coating (500 rotations) and vacuum dried at 50 ° C. for about 8 hours. The surface resistance (25 ° C., nitrogen atmosphere) of the obtained green film is 6 × 10 6 Ω / □.
Met. Next, after the film was heat-treated at 150 ° C. for 2 hours, the surface resistance (25 ° C., nitrogen atmosphere) was measured, and the value was 7 × 10 6 Ω / □. The composite membrane 100 ° C., 1 week after leaving under a nitrogen atmosphere, was measured surface resistance again (25 ° C., a nitrogen atmosphere), 7 × 10 6
At Ω / □, the surface resistance hardly changed, and it was confirmed that the film was an electrically conductive film that was stable at high temperatures.
【0024】実施例6〜9 実施例4で用いた2,5−ジメトキシアニリンのかわり
に、等モルのアニリン、o−トルイジン、o−アニシジ
ン、o−エトキシアニリンを用いた以外は、実施例4と
同様にしてそれぞれのモノマ−に対応する表1に示した
ような重合体を化学的に重合し、1〜2wt%のNMP
溶液を調製した。尚、アニリンの重合体は部分的にしか
NMPに溶解しなかった。次いで、これらの重合体の溶
液を用いた以外は実施例5と全く同様の方法で、複合物
を成膜し、表面抵抗(25℃、窒素雰囲気)を測定した
ところ、表1のような結果が得られ、表面抵抗はほとん
ど変化しておらず、高温で安定な電気伝導性膜であるこ
とが確認できた。Examples 6 to 9 Example 4 was repeated except that equimolar amounts of aniline, o-toluidine, o-anisidine and o-ethoxyaniline were used in place of 2,5-dimethoxyaniline used in Example 4. The polymers shown in Table 1 corresponding to the respective monomers are chemically polymerized in the same manner as described above, and 1 to 2 wt% of NMP
A solution was prepared. The aniline polymer was only partially dissolved in NMP. Next, a composite was formed into a film in exactly the same manner as in Example 5 except that a solution of these polymers was used, and the surface resistance (25 ° C., nitrogen atmosphere) was measured. Was obtained, and the surface resistance hardly changed, confirming that the film was an electrically conductive film that was stable at high temperatures.
【0025】実施例10 実施例5での溶液の混合比の代りに、モノマー比として
2,5−ジメトキシアニリン:PSSが2:1となるよ
うに溶液を混合した以外は実施例5と全く同様の方法
で、複合物を成膜し、表面抵抗(25℃、窒素雰囲気)
を測定したところ、表1のような結果が得られ、表面抵
抗はほとんど変化しておらず、高温で安定な電気伝導性
膜であることが確認できた。Example 10 In exactly the same manner as in Example 5 except that the solution was mixed such that the monomer ratio of 2,5-dimethoxyaniline: PSS was 2: 1 instead of the mixing ratio of the solution in Example 5. The composite is formed into a film by the method described above, and the surface resistance (25 ° C., nitrogen atmosphere)
As a result, the results as shown in Table 1 were obtained, and the surface resistance hardly changed, and it was confirmed that the film was an electrically conductive film that was stable at a high temperature.
【0026】比較例1、2 実施例5で用いた4wt%PSS水溶液の代りに、4w
t%の塩酸水溶液又は4wt%パラトルエンスルホン酸
水溶液を用いた以外は実施例5と全く同様の方法で、複
合物を成膜し、表面抵抗(25℃、窒素雰囲気)を測定
したところ、表1のような結果が得られ、高温では不安
定であった。Comparative Examples 1 and 2 Instead of the 4 wt% PSS aqueous solution used in Example 5, 4 w
A composite film was formed in exactly the same manner as in Example 5 except that a t% aqueous hydrochloric acid solution or a 4 wt% paratoluenesulfonic acid aqueous solution was used, and the surface resistance (25 ° C., nitrogen atmosphere) was measured. As a result, the sample was unstable at a high temperature.
【0027】[0027]
【表1】 [Table 1]
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭47−34539(JP,A) 特開 昭50−91700(JP,A) 特開 昭64−20202(JP,A) 特開 平2−252733(JP,A) 特開 平2−269163(JP,A) 特開 平3−222207(JP,A) 特開 平6−136264(JP,A) ”Macromolecules”, Vol.25,No.7,30.Marc h.1992,p.1959−1965 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 79/00 C08G 73/00 C08F 2/44 C08F 283/00 CA(STN) REGISTRY(STN)Continuation of the front page (56) References JP-A-47-34539 (JP, A) JP-A-50-91700 (JP, A) JP-A-64-20202 (JP, A) JP-A-2-252733 (JP) JP-A-2-269163 (JP, A) JP-A-3-222207 (JP, A) JP-A-6-136264 (JP, A) "Macromolecules", Vol. 25, No. 7, 30. Mark h. 1992, p. 1959-1965 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08L 79/00 C08G 73/00 C08F 2/44 C08F 283/00 CA (STN) REGISTRY (STN)
Claims (2)
アニリンまたはその誘導体に重合性スルホン酸をドープ
させた後にスルホン酸を重合することを特徴とする導電
性高分子複合物の製造方法。 【化1】 (式中、R1 〜R4 は、水素原子、炭素数1〜10のア
ルキル基又はアルコキシ基である。)1. A general formula doped with polymerizable sulfonate polyaniline or its derivative and repeating units (I)
A method for producing a conductive polymer composite, comprising polymerizing sulfonic acid after the reaction. Embedded image (In the formula, R 1 to R 4 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group.)
ン酸である請求項1記載の導電性高分子複合物の製造方
法。2. The method for producing a conductive polymer composite according to claim 1, wherein the polymerizable sulfonic acid is p-styrenesulfonic acid.
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