JP3364416B2 - Method for producing soluble conductive polymer having acidic group - Google Patents
Method for producing soluble conductive polymer having acidic groupInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、溶媒に可溶な可溶
性導電ポリマーの製造方法に関する。該可溶性導電ポリ
マーを主成分とする溶液は、各種基材上に、スプレーコ
ート法、ディップコート法、ロールコート法、グラビア
コート法、リバースコート法、ロールコート法、エアナ
イフコート法、カーテンコート法等の簡便な手法で導電
体を形成することができる。また、導電膜の接着性、塗
膜強度を上げるために、適当なバインダーポリマーを混
合して用いることもできる。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a soluble conductive polymer which is soluble in a solvent. The solution containing the soluble conductive polymer as a main component is spray-coated, dip-coated, roll-coated, gravure-coated, reverse-coated, roll-coated, air knife-coated, curtain-coated, etc. on various substrates. The conductor can be formed by a simple method. Further, in order to improve the adhesiveness of the conductive film and the strength of the coating film, a suitable binder polymer may be mixed and used.
【0002】塗布基材としては、PET、ポリエチレン
ナフタレート(PEN)などのポリエステル樹脂、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ナイロン、ポ
リスチレン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、フッ素
樹脂、ポリスルホン、ポリイミド、シリコーン樹脂、ポ
リウレタン、フェノール樹脂、合成紙などの各種プラス
チックおよびフィルム、紙、鉄、アルミニウム、銅、亜
鉛、ニッケル、ステンレス鋼などが挙げられる。塗布工
程は、これら基材の製造工程、例えば一軸延伸法、二軸
延伸法、成形加工、エンボス加工などの工程前又は工程
中に行ってもよく、これら処理工程が完了した基材に対
して行うこともできる。[0002] As the coating substrate, PET, polyester resin such as polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, vinyl chloride, nylon, polystyrene, polycarbonate, epoxy resin, fluororesin, polysulfone, polyimide, silicone resin, polyurethane, Various plastics and films such as phenolic resin and synthetic paper, paper, iron, aluminum, copper, zinc, nickel, stainless steel and the like can be mentioned. The coating step may be performed before or during the steps of manufacturing these base materials, for example, uniaxial stretching method, biaxial stretching method, molding process, embossing process, etc. You can also do it.
【0003】また、該ポリマーを主成分とする組成物
は、各種帯電防止、制電、コンデンサー、電池、EMI
シールド、化学センサー、表示素子、非線形材料、防食
剤、接着剤、繊維、帯電防止塗料、電着塗料、メッキプ
ライマー、静電塗装の下地、電気防食、電池の蓄電能力
の向上等に適用可能である。また、該ポリマーは、導電
性の湿度依存性がなく、透明性が高く、しかも延伸加工
や成形加工、エンボス加工等が可能なため各種帯電防止
用途への適合性が優れている。Further, a composition containing the polymer as a main component is used for various antistatic, antistatic, condenser, battery, EMI.
It can be applied to shields, chemical sensors, display elements, non-linear materials, anticorrosives, adhesives, fibers, antistatic paints, electrodeposition paints, plating primers, bases for electrostatic coating, cathodic protection, improving the storage capacity of batteries, etc. is there. Further, the polymer has high conductivity and does not depend on humidity, has high transparency, and can be stretched, molded, embossed, and the like, and thus has excellent suitability for various antistatic applications.
【0004】帯電防止用途としては、包装材料、磁気カ
ード、磁気テープ、磁気ディスク、写真フィルム、印刷
基材、離型フィルム、ヒートシールテープ・フィルム、
ICトレイ、ICキャリアテープ、カバーテープなどが
ある。As antistatic applications, packaging materials, magnetic cards, magnetic tapes, magnetic disks, photographic films, printing substrates, release films, heat seal tapes / films,
There are IC trays, IC carrier tapes, cover tapes, etc.
【0005】[0005]
【従来の技術と課題】ドープされたポリアニリン(可溶
性導電ポリマー)は良く知られているが、一部の非プロ
トン系極性溶媒を除くほとんど全ての一般溶剤に不溶で
あり、成形、加工に難点がある。また、アニリンを電解
酸化重合する方法〔特開昭60−235831号公報、
J.Polymer Sci. Polymer Ch
em.Ed.,26,1531(1988)〕は電極上
にポリアニリンのフィルムを形成することが可能である
が、単離操作が煩雑になることや大量合成が困難である
という問題がある。2. Description of the Related Art Although doped polyaniline (soluble conductive polymer) is well known, it is insoluble in almost all common solvents except some aprotic polar solvents, and has problems in molding and processing. is there. In addition, a method of electrolytically oxidatively polymerizing aniline [JP-A-60-235831,
J. Polymer Sci. Polymer Ch
em. Ed. , 26, 1531 (1988)], it is possible to form a polyaniline film on the electrode, but there are problems that the isolation operation is complicated and mass synthesis is difficult.
【0006】また、近年ドープ剤を添加することなく導
電性を発現するアルカリ可溶性のスルホン化ポリアニリ
ンとその合成法やカルボキシル化ポリアニリンとその合
成法が提案されている。Further, in recent years, alkali-soluble sulfonated polyaniline which exhibits conductivity without adding a doping agent and its synthesis method, and carboxylated polyaniline and its synthesis method have been proposed.
【0007】スルホン化ポリアニリンの合成法として
は、例えば、アニリンとm−アミノベンゼンスルホン酸
を電気化学的に重合してスルホン化ポリアニリンを合成
する方法(日本化学会誌,1985,1124、特開平
02−166165号公報)、o−、m−、p−アミノ
ベンゼンスルホン酸をそれぞれ単独で電気化学的に重合
してスルホン化ポリアニリンを合成する方法〔日本化学
会第64秋季年会、講演予稿集II、706(199
2)〕、アニリンとo−、m−アミノベンゼンスルホン
酸を化学的に重合してスルホン化ポリアニリンを合成す
る方法(特開平01−301714号公報)、アミノベ
ンゼンスルホン酸系化合物またはアミノベンゼンスルホ
ン酸系化合物とアニリン系化合物を含む単量体を化学酸
化重合する方法(特開平6−56987号公報)、化学
的あるいは電気化学的に重合して得られたエメラルディ
ンタイプの重合体(ポリアニリン)を濃硫酸でスルホン
化する方法(特開昭58−210902号公報)、無水
硫酸/リン酸トリエチル錯体を用いてスルホン化する方
法(特開昭61−197633号公報)、発煙硫酸でス
ルホン化する方法〔J.Am.Chem.Soc.,
(1991)113,2665〜2671、J.Am.
Chem.Soc.,(1990)112,2800、
WO91−06887〕、ジフェニルアミン−4−スル
ホン酸(ナトリウム塩)を化学的に重合し、N−置換型
のスルホン化ポリアニリン合成する方法〔Polyme
r,(1993)34,158〜162〕などが知られ
ている。The sulfonated polyaniline can be synthesized, for example, by electrochemically polymerizing aniline and m-aminobenzenesulfonic acid to synthesize a sulfonated polyaniline (Journal of the Chemical Society of Japan, 1985, 1124, JP-A-02-). 166165 gazette), o-, m-, p-aminobenzenesulfonic acid is independently electrochemically polymerized to synthesize a sulfonated polyaniline [Chemical Society of Japan 64th Autumn Meeting, Proceedings II, 706 (199
2)], a method for chemically synthesizing aniline and o-, m-aminobenzenesulfonic acid to synthesize a sulfonated polyaniline (JP-A-01-301714), an aminobenzenesulfonic acid compound or an aminobenzenesulfonic acid A method of chemically oxidatively polymerizing a monomer containing a siloxane-based compound and an aniline-based compound (JP-A-6-56987), and an emeraldine-type polymer (polyaniline) obtained by chemical or electrochemical polymerization A method of sulfonating with concentrated sulfuric acid (JP-A-58-210902), a method of sulfonating using a sulfuric anhydride / triethyl phosphate complex (JP-A-61-197633), and a method of sulfonating with fuming sulfuric acid. [J. Am. Chem. Soc. ,
(1991) 113, 2665-2671, J. Am.
Chem. Soc. , (1990) 112, 2800,
WO91-06887], a method for chemically polymerizing diphenylamine-4-sulfonic acid (sodium salt) to synthesize an N-substituted sulfonated polyaniline [Polyme]
r, (1993) 34, 158-162] and the like are known.
【0008】J.Am.Chem.Soc.,(199
1)113,2665〜2671によるとo−,m−ア
ミノベンゼンスルホン酸を化学的および電気化学的に重
合を試みたが成功しなかったと記されている。J. Am. Chem. Soc. , (199
1) 113, 2665-2671 describes that o-, m-aminobenzenesulfonic acid was attempted to be polymerized chemically and electrochemically but was unsuccessful.
【0009】また、特開平6−56987号公報には、
アミノベンゼンスルホン酸系化合物またはアミノベンゼ
ンスルホン酸系化合物とアニリン系化合物は、酸性、中
性およびアルカリの何れの溶液でも、化学酸化重合する
ことにより水に可溶性の可溶性導電ポリマーが得られる
との記載があり、硫酸酸性溶液中での重合例に示されて
いるが、ポリマーの分子量、その他の物性に関する記載
はなく、どのような物性のポリマーが得られたのか明ら
かでない。本発明者らの追試によれば、フィルム形成す
るのに充分な分子量を有するポリマーを得ることができ
なかった。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-56987,
Aminobenzenesulfonic acid-based compound or an aminobenzenesulfonic acid-based compound and an aniline-based compound are described as being capable of obtaining a soluble conductive polymer soluble in water by chemical oxidative polymerization in any of acidic, neutral and alkaline solutions. However, there is no description about the molecular weight of the polymer and other physical properties, and it is not clear what kind of physical property the polymer was obtained. According to the additional test by the present inventors, a polymer having a sufficient molecular weight for forming a film could not be obtained.
【0010】更に本発明者らが酸化剤にペルオキソ二硫
酸アンモニウムを用いて、プロトン酸を含む水溶液中で
の重合を試みたところ、水に可溶なポリマーは得られる
が、低分子量のためフィルムを形成するような実用的な
ポリマーを得ることができなかった。Further, the inventors of the present invention tried polymerization in an aqueous solution containing a protonic acid using ammonium peroxodisulfate as an oxidizing agent, and as a result, a water-soluble polymer was obtained, but a film was formed due to its low molecular weight. It was not possible to obtain a practical polymer that would form.
【0011】また、本発明者らは、特開平01−301
714号公報で記載されているアニリンとm−アミノベ
ンゼンスルホン酸をペルオキソ二硫酸アンモニウムで化
学的に重合する方法および特開平6−56987号公報
で記載されているアニリンとm−アミノベンゼンスルホ
ン酸を過マンガン酸カリウムで化学的に重合する方法に
ついて追試したところ、芳香環5個に約1個のスルホン
酸基が導入されるのみであり、高い導電性を示すが中性
および酸性の水には完全に不溶であり、アンモニアなど
のアルカリ性水溶液にもほとんど不溶であった。また、
特開昭61−197633号公報の方法でスルホン化し
た場合も同公報7頁に記載されているとおり、スルホン
化溶媒に対するポリアニリンの溶解性が充分でなく、同
ポリマーの分散状態でスルホン化反応が行われているた
め、芳香環5個に約1個のスルホン酸基しか導入されな
い。かくして得られるスルホン酸基導入割合の小さいス
ルホン化ポリアニリンは、導電性および溶解性が充分で
ないという問題がある。Further, the inventors of the present invention have disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 01-301.
No. 714, a method for chemically polymerizing aniline and m-aminobenzenesulfonic acid with ammonium peroxodisulfate, and aniline and m-aminobenzenesulfonic acid described in JP-A-6-56987. When we repeated the method of chemically polymerizing with potassium manganate, only about 1 sulfonic acid group was introduced into 5 aromatic rings, and it showed high conductivity, but it was perfect for neutral and acidic water. It was insoluble in, and almost insoluble in alkaline aqueous solutions such as ammonia. Also,
Even when sulfonation is carried out by the method of JP-A-61-197633, as described on page 7 of the publication, the solubility of polyaniline in a sulfonation solvent is not sufficient, and the sulfonation reaction is carried out in the dispersed state of the polymer. Since it is carried out, only about 1 sulfonic acid group is introduced into 5 aromatic rings. The thus obtained sulfonated polyaniline having a small sulfonic acid group introduction ratio has a problem that the conductivity and the solubility are not sufficient.
【0012】また、J.Am.Chem.Soc.,
(1991)113,2665〜2671、J.Am.
Chem.Soc.,(1990)112,2800に
よると、ポリアニリンを発煙硫酸でスルホン化した場
合、芳香環2個に約1個のスルホン酸基が導入されると
記されている。しかし、本方法でポリアニリンを充分に
スルホン化しようとした場合、発煙硫酸に対するポリア
ニリンの溶解性が充分でないため、発煙硫酸が大過剰必
要とされる。また、発煙硫酸にポリアニリンを添加する
際もポリマーが固化し易いという問題がある。更に以上
の方法で合成された重合物およびそのスルホン化物は、
アンモニアおよびアルキルアミン等の塩基を含む水溶液
には溶解するが水単独には溶解しないという問題もあ
る。In addition, J. Am. Chem. Soc. ,
(1991) 113, 2665-2671, J. Am.
Chem. Soc. , (1990) 112, 2800, describes that when polyaniline is sulfonated with fuming sulfuric acid, about 1 sulfonic acid group is introduced into two aromatic rings. However, when it is attempted to sufficiently sulfonate polyaniline by this method, since the solubility of polyaniline in fuming sulfuric acid is not sufficient, fuming sulfuric acid is required in a large excess. Further, there is a problem that the polymer is easily solidified even when polyaniline is added to fuming sulfuric acid. Further, the polymer synthesized by the above method and its sulfonated product,
There is also a problem that it is soluble in an aqueous solution containing a base such as ammonia and an alkylamine, but is insoluble in water alone.
【0013】また、Polymer(1993)34,
158〜162によると、ジフェニルアミン−4−スル
ホン酸(ナトリウム塩)を重合した場合、ベンゼンスル
ホン酸基がアニリン骨格に対して1個導入されたN位置
換型のスルホン化ポリアニリンが得られ水単独にも溶解
するが、重合物の単離に超遠心分離操作が必要であると
記されている。本発明者らが追試したところ、高溶解性
のため重合溶媒中からの重合物の取得収率は低いもので
あり、高速遠心分離操作を行わない場合、重合物を単離
することはできなかった。また、N位置換型のため、上
記に示したJ.Am.Chem.Soc.,(199
1)113,2665〜2671の方法で合成した重合
体に比べ導電性は低いものであった。Further, Polymer (1993) 34,
According to 158-162, when diphenylamine-4-sulfonic acid (sodium salt) is polymerized, N-substituted sulfonated polyaniline in which one benzenesulfonic acid group is introduced to the aniline skeleton is obtained to give water alone. Although it also dissolves, it is described that an ultracentrifugation operation is necessary to isolate the polymer. As a result of additional tests by the present inventors, the yield of the polymerized product from the polymerization solvent is low due to its high solubility, and the polymerized product cannot be isolated unless the high-speed centrifugation operation is performed. It was In addition, since the N-position substitution type, J. Am. Chem. Soc. , (199
1) The conductivity was lower than that of the polymer synthesized by the method of 113,2665-2671.
【0014】カルボキシル化ポリアニリンの合成法とし
ては、例えば、2−または3−カルボン酸基置換アニリ
ンまたはその塩を酸化重合し、ついで塩基性物質で処理
し、カルボン酸基が塩形で得られる製造法(特開平4−
268331号公報)が提案されているが、酸化剤の使
用量が原料に対して2倍等量以上必要であり、導電性は
低い値である。このことよりモノマーの反応性が低く低
分子量のポリマーが生成していると考えられる。As a method for synthesizing carboxylated polyaniline, for example, 2- or 3-carboxylic acid group-substituted aniline or a salt thereof is oxidatively polymerized and then treated with a basic substance to obtain a carboxylic acid group in a salt form. Method (JP-A-4-
No. 268331 gazette) has been proposed, but the amount of the oxidizing agent used is required to be equal to or more than twice the amount of the raw material, and the conductivity is low. From this, it is considered that a low-molecular weight polymer having low reactivity of the monomer is produced.
【0015】また、メチルアントラニレート(アントラ
ニル酸メチルエステル)をペルオキソ二硫酸アンモニウ
ムの存在下で水性の酸性媒体中で重合後、ついでアルコ
ール性水酸化カリウムによってメチルエステルをケン化
する合成法(特開平5−226238号公報)が提案さ
れているが、反応が2段階となるため、操作が非常に煩
雑である。Also, a synthetic method in which methylanthranilate (anthranilic acid methyl ester) is polymerized in the presence of ammonium peroxodisulfate in an aqueous acidic medium, and then the methyl ester is saponified with alcoholic potassium hydroxide No. 5-226238) has been proposed, but the operation is very complicated because the reaction has two stages.
【0016】更に本発明者らが、2−カルボン酸基置換
アニリンを酸化剤としてのペルオキソ二硫酸アンモニウ
ムを用いて、プロトン酸を含む水溶液中での重合を試み
たところ、生成物を得ることができなかった。また、ア
ニリンと2−カルボン酸基置換アニリンを酸化剤にペル
オキソ二硫酸アンモニウムを用いて、プロトン酸を含む
水溶液中での重合を試みたところ、共重合体が得られた
が溶解性、導電性も共に低いものであった。このことよ
り得られた共重合体は2−カルボン酸基置換アニリンの
共重合比率が低いものと考えられる。Further, the present inventors tried polymerization of 2-carboxylic acid group-substituted aniline with ammonium peroxodisulfate as an oxidizing agent in an aqueous solution containing a protic acid, and as a result, a product could be obtained. There wasn't. In addition, when aniline and 2-carboxylic acid group-substituted aniline were used as an oxidizing agent with ammonium peroxodisulfate, an attempt was made to perform polymerization in an aqueous solution containing a protonic acid. As a result, a copolymer was obtained, but the solubility and conductivity were also high. Both were low. It is considered that the copolymer obtained from this has a low copolymerization ratio of 2-carboxylic acid group-substituted aniline.
【0017】また、塗布による成膜等の成形性を考えた
場合、特に親水性、疎水性いずれの基材にも塗布可能と
するためには、水および有機溶剤の両方に溶解性のある
ことが望まれる。ところが、ポリアニリンのスルホン化
物は、アルカリ水に対する溶解性はあるが、中性から酸
性を示す水溶液には不溶であり、また有機溶剤に対する
溶解性が十分であるとはいえない。Further, in consideration of moldability such as film formation by coating, in order to enable coating on both hydrophilic and hydrophobic substrates, it must be soluble in both water and organic solvent. Is desired. However, the sulfonated product of polyaniline is soluble in alkaline water but insoluble in neutral to acidic aqueous solutions, and its solubility in organic solvents is not sufficient.
【0018】これら諸々の問題を解決する方法として、
本発明者らは、ポリマーにドープ剤を添加することなく
導電性を発現させ、溶解性を向上させるためにはより多
くのスルホン酸基またはカルボン酸基などの酸性基を主
鎖の芳香環に導入する必要があるものと考え、アニリ
ン、N−アルキルアニリンおよびフェニレンジアミン類
よりなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物と、ア
ミノベンゼンスルホン酸とを酸性溶媒中酸化剤を用いて
共重合させ、更にスルホン化剤によりスルホン化するア
ニリン系共重合体スルホン化物の製造方法を提案した
(特開平5−178989号公報)。しかし、該方法に
おいては濃硫酸中でスルホン化する操作を行うので、廃
酸処理の問題がある。なお、以上の方法で合成された共
重合体は何れも下式(7)の構造を持つと推定される。As a method for solving these various problems,
The present inventors express conductivity without adding a doping agent to the polymer, and in order to improve solubility, more acidic groups such as sulfonic acid groups or carboxylic acid groups are added to the aromatic ring of the main chain. Considering that it is necessary to introduce, at least one compound selected from the group consisting of aniline, N-alkylaniline and phenylenediamines, and aminobenzenesulfonic acid are copolymerized with an oxidizing agent in an acidic solvent, Furthermore, a method for producing a sulfonated aniline-based copolymer which is sulfonated with a sulfonating agent has been proposed (JP-A-5-178989). However, in this method, since the operation of sulfonation in concentrated sulfuric acid is performed, there is a problem of waste acid treatment. All the copolymers synthesized by the above method are presumed to have the structure of the following formula (7).
【0019】[0019]
【化7】
(式中、R11〜R14は、それぞれ水素およびスルホン酸
基よりなる群から選ばれた基であり、R′は水素または
炭素数1〜4のアルキル基よりなる群から選ばれた基で
あり、スルホン酸基の割合は芳香環に対して40〜80
%の含有量であり、xは0〜1の任意の数を表わし、n
は重合度を示す2〜1500の数である)[Chemical 7] (In the formula, R 11 to R 14 are each a group selected from the group consisting of hydrogen and a sulfonic acid group, and R ′ is a group selected from the group consisting of hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. And the ratio of the sulfonic acid group is 40 to 80 with respect to the aromatic ring.
% Content, x represents an arbitrary number of 0 to 1, and n
Is a number from 2 to 1500 indicating the degree of polymerization)
【0020】また、更に本発明者らは、アニリン、N−
アルキルアニリンおよびフェニレンジアミン類よりなる
群から選ばれた少なくとも一種の化合物とアルコキシ基
置換アミノベンゼンスルホン酸とを共重合させることに
より、廃棄物を大量に発生させるスルホン化操作を省略
することを特徴とするアニリン系共重合体の製造方法
(特開平6−293828号公報)を提案した。なお、
以上の方法で合成された共重合体は何れも下式(8)の
構造を持つと推定される。Furthermore, the present inventors have found that aniline and N-
Characterizing that at least one compound selected from the group consisting of alkylaniline and phenylenediamines and an alkoxy group-substituted aminobenzenesulfonic acid are copolymerized to omit a sulfonation operation for generating a large amount of waste. A method for producing an aniline-based copolymer (JP-A-6-293828) has been proposed. In addition,
All the copolymers synthesized by the above method are presumed to have the structure of the following formula (8).
【0021】[0021]
【化8】
(式中、R15〜R22は、それぞれ水素、アルコキシ基お
よびスルホン酸基よりなる群から選ばれた基であり、ス
ルホン酸基の割合はスルホン酸基が芳香環に対して25
〜50%の含有量であり、同一芳香環にアルコキシ基お
よびスルホン酸基を含有しており、R′は水素または炭
素数1〜4のアルキル基よりなる群から選ばれた基であ
り、xは、0〜1の任意の数を表し、nは重合度を示す
2〜1500の数である)[Chemical 8] (In the formula, each of R 15 to R 22 is a group selected from the group consisting of hydrogen, an alkoxy group and a sulfonic acid group, and the ratio of the sulfonic acid group is 25 with respect to the aromatic ring.
Content of 50%, an alkoxy group and a sulfonic acid group are contained in the same aromatic ring, R'is hydrogen or a group selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and x Represents an arbitrary number from 0 to 1, and n is a number from 2 to 1500 indicating the degree of polymerization).
【0022】また、本発明者らは、スルホン酸基置換ア
ニリンまたはカルボン酸基置換アニリンなどの酸性基置
換アニリンを、塩基性化合物含む溶液中で重合する可溶
性アニリン系可溶性導電ポリマーとその製造方法(特開
平7−196791号公報、特開平7−324132号
公報)を提案した。本方法は、従来スルホン酸基または
カルボン酸基を有するアニリン類はそれ単独では重合し
にくいと云う定説に反し、高分子量の重合体の製造が可
能である。しかも、得られた可溶性導電ポリマーは、高
い導電性を示すと共に酸性からアルカリ性の何れの水溶
液にも優れた溶解を示す。しかし、可溶性導電ポリマー
と酸化重合に使用した酸化剤の副生塩とを単離する際、
可溶性導電ポリマー自体の溶解性が非常に優れているた
め、その操作が工業的実施では容易でないという課題点
がある。なお、以上の方法で合成された共重合体は何れ
も下式(9)の構造を持つと推定される。Further, the present inventors have proposed a soluble aniline-based soluble conductive polymer in which an acidic group-substituted aniline such as a sulfonic acid group-substituted aniline or a carboxylic acid group-substituted aniline is polymerized in a solution containing a basic compound, and a method for producing the same ( JP-A-7-196791 and JP-A-7-324132) have been proposed. This method is contrary to the established theory that anilines having a sulfonic acid group or a carboxylic acid group is difficult to polymerize by itself, but a high molecular weight polymer can be produced. Moreover, the obtained soluble conductive polymer exhibits high conductivity and excellent dissolution in any acidic to alkaline aqueous solution. However, when isolating the soluble conductive polymer and the by-product salt of the oxidizing agent used in the oxidative polymerization,
Since the soluble conductive polymer itself has very good solubility, there is a problem that its operation is not easy in industrial practice. All the copolymers synthesized by the above method are presumed to have the structure of the following formula (9).
【0023】[0023]
【化9】
(式中、A1 〜A4 は、スルホン酸基、カルボン酸基、
そのアルカリ金属塩、ンモニウム塩、置換アンモニウム
塩から選ばれた一つの基であり、B1 〜B4 は、水素、
炭素数1〜4の直鎖または分岐のアルキル基、炭素数1
〜4の直鎖または分岐のアルコキシ基、酸性基、水酸
基、ニトロ基およびハロゲン基よりなる群から選ばれた
一つの基を示す。xは、0〜1の任意の数を表し、nは
重合度を示す2〜5,000の数である)[Chemical 9] (In the formula, A 1 to A 4 are sulfonic acid groups, carboxylic acid groups,
It is one group selected from the alkali metal salt, ammonium salt and substituted ammonium salt, and B 1 to B 4 are hydrogen,
A linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, 1 carbon atom
4 represents one group selected from the group consisting of linear or branched alkoxy group, acidic group, hydroxyl group, nitro group and halogen group. x represents an arbitrary number of 0 to 1, and n is a number of 2 to 5,000 indicating the degree of polymerization.
【0024】一方、アニリンとm−アミノベンゼンスル
ホン酸を電気化学的に重合してスルホン化ポリアニリン
を合成する方法(日本化学会誌,1985,1124、
特開平02−166165号公報)、アミノベンゼンス
ルホン酸を電気化学的に重合する方法(日本化学会第6
4秋期年会予稿集II 706(1992)が報告され
ている。しかし、これら方法は電解質として無機塩を添
加するため、重合後可溶性導電ポリマーと電解質を単離
操作が煩雑になり、工業的な大量合成に適用が非常に難
しいと云う問題点がある。On the other hand, a method of electrochemically polymerizing aniline and m-aminobenzenesulfonic acid to synthesize a sulfonated polyaniline (Journal of the Chemical Society of Japan, 1985, 1124,
JP-A-02-166165), a method of electrochemically polymerizing aminobenzenesulfonic acid (Chemical Society of Japan No. 6)
4 Autumn Meeting Proceedings II 706 (1992) is reported. However, in these methods, since an inorganic salt is added as an electrolyte, the procedure of isolating the soluble conductive polymer and the electrolyte after polymerization becomes complicated, and there is a problem that it is very difficult to apply to industrial mass synthesis.
【0025】[0025]
【発明が解決しようとしている課題】本発明の目的は、
高い導電性および溶解性を有し、且つ高分子量の可溶性
導電ポリマーおよびその工業的製法として有用な方法を
提供することにある。The object of the present invention is to:
It is an object of the present invention to provide a soluble conductive polymer having high conductivity and solubility and having a high molecular weight, and a method useful as an industrial production method thereof.
【0026】[0026]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高い導電
性と溶解性を有するポリアニリンとして、芳香環に対す
るスルホン酸基導入割合の大きいスルホン化ポリアニリ
ンおよびカルボン酸基導入割合の大きいカルボキシル化
ポリアニリン等の、酸性基導入割合の大きい酸性基置換
ポリアニリンの製法について鋭意検討した結果、モノマ
ーとしてスルホン酸基置換アニリンまたはカルボン酸基
置換アニリンなどの酸性基置換アニリン、または該酸性
基置換アニリンとアニリン誘導体とを、塩基性化合物を
含む溶液中で電解酸化重合すると化学酸化重合では得ら
れない高導電性、高溶解性、且つ高分子量の可溶性導電
ポリマーが得られることを見出した。しかも、モノマー
およびポリマーは、電解質として働くため、通常電解酸
化重合で必要な電解質が不必要であり、電解質と可溶性
導電ポリマーを分離する操作を省略することができた。
従って、重合液をそのままコーティング剤等の製品とし
て使用できるため、工業的に好都合である。更に、重合
したポリマーが反応液に可溶であるため、フローシステ
ムなどの連続電解システムへ適用できる。フロースルー
システムとは、作用極と陰極との間のセルに反応溶液を
送液ポンプで循環させて重合を行う方法であり、このセ
ルを直列あるいは並列に接続することで最適条件下での
重合反応を行うことが可能となる。また、これらの酸性
基置換アニリン類での電解重合の知見は全く同様に、酸
性基置換のピロール、チオフェン、フラン、セレノフェ
ン、テルロフェン、イソチアナフテン、イソベンゾフラ
ン、イソインドリン、イソベンゾセレノフェンおよびイ
ソベンゾテルロフェンにも適用できることを見出した。
本発明は、このような知見に基づいて達成されたもので
ある。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have proposed, as polyaniline having high conductivity and solubility, sulfonated polyaniline having a large introduction ratio of sulfonic acid groups to aromatic rings and carboxylated polyaniline having a large introduction ratio of carboxylic acid groups. As a result of intensive studies on a method for producing an acidic group-substituted polyaniline having a large proportion of acidic group introduction, an acidic group-substituted aniline such as a sulfonic acid group-substituted aniline or a carboxylic acid group-substituted aniline as a monomer, or the acidic group-substituted aniline and aniline derivative It has been found that electrolytically oxidatively polymerizing the above compounds in a solution containing a basic compound gives a soluble conductive polymer having high conductivity, high solubility, and high molecular weight, which is not obtained by chemical oxidative polymerization. Moreover, since the monomer and the polymer act as an electrolyte, the electrolyte normally required for electrolytic oxidative polymerization is unnecessary, and the operation of separating the electrolyte and the soluble conductive polymer can be omitted.
Therefore, the polymerization liquid can be directly used as a product such as a coating agent, which is industrially convenient. Furthermore, since the polymerized polymer is soluble in the reaction solution, it can be applied to a continuous electrolysis system such as a flow system. The flow-through system is a method in which the reaction solution is circulated in a cell between the working electrode and the cathode by a feed pump to carry out the polymerization.By connecting the cells in series or in parallel, the polymerization can be performed under optimal conditions. It becomes possible to carry out the reaction. Further, the findings of electropolymerization with these acidic group-substituted anilines are exactly the same as those of the acidic group-substituted pyrrole, thiophene, furan, selenophene, tellurophene, isothianaphthene, isobenzofuran, isoindoline, isobenzoselenophene, and isobenzoselenophene. It has been found that it can also be applied to benzotellurophene.
The present invention has been achieved based on such knowledge.
【0027】すなわち、本発明は、酸性基置換アニリ
ン、酸性基置換ピロール、酸性基置換チオフェン、酸性
基置換フラン、酸性基置換セレノフェン、酸性基置換テ
ルロフェン、酸性基置換イソチアナフテン、酸性基置換
イソベンゾフラン、酸性基置換イソインドリン、酸性基
置換イソベンゾセレノフェン、酸性基置換イソベンゾテ
ルロフェン、これらの金属塩、アンモニウム塩および置
換アンモニウム塩よりなる群から選ばれた少なくとも一
種の化合物(イ)を、塩基性化合物(ロ)を含む溶液中
で電解重合させることを特徴とする酸性基を有する可溶
性導電ポリマーの製造方法に関する。That is, the present invention is directed to acidic group-substituted aniline, acidic group-substituted pyrrole, acidic group-substituted thiophene, acidic group-substituted furan, acidic group-substituted selenophene, acidic group-substituted tellurophene, acidic group-substituted isothianaphthene, acidic group-substituted iso At least one compound (a) selected from the group consisting of benzofuran, acidic group-substituted isoindoline, acidic group-substituted isobenzoselenophene, acidic group-substituted isobenzotellurophene, their metal salts, ammonium salts and substituted ammonium salts. , A method for producing a soluble conductive polymer having an acidic group, which comprises electrolytically polymerizing in a solution containing a basic compound (II).
【0028】本発明の他の一つは、酸性基置換アニリ
ン、酸性基置換ピロール、酸性基置換チオフェン、酸性
基置換フラン、酸性基置換セレノフェン、酸性基置換テ
ルロフェン、酸性基置換イソチアナフテン、酸性基置換
イソベンゾフラン、酸性基置換イソインドリン、酸性基
置換イソベンゾセレノフェン、酸性基置換イソベンゾテ
ルロフェン、これらの金属塩、アンモニウム塩および置
換アンモニウム塩よりなる群から選ばれた少なくとも一
種の化合物(イ)と、アニリン誘導体、ピロール誘導
体、チオフェン誘導体、フラン誘導体、セレノフェン誘
導体、テルロフェン誘導体、イソチアナフテン誘導体、
イソベンゾフラン誘導体、イソインドリン誘導体、イソ
ベンゾセレノフェン誘導体およびイソベンゾテルロフェ
ン誘導体よりなる群から選ばれた少なくとも一種の化合
物(ハ)を、塩基性化合物(ロ)を含む溶液中で電解重
合させることを特徴とする酸性基を有する可溶性導電ポ
リマーの製造方法に関する。Another aspect of the present invention is that acidic group-substituted aniline, acidic group-substituted pyrrole, acidic group-substituted thiophene, acidic group-substituted furan, acidic group-substituted selenophene, acidic group-substituted tellurophene, acidic group-substituted isothianaphthene, acidic At least one compound selected from the group consisting of group-substituted isobenzofuran, acidic group-substituted isoindoline, acidic group-substituted isobenzoselenophene, acidic group-substituted isobenzotellurophene, a metal salt thereof, an ammonium salt and a substituted ammonium salt ( B) and aniline derivative, pyrrole derivative, thiophene derivative, furan derivative, selenophene derivative, tellurophene derivative, isothianaphthene derivative,
Electrolytic polymerization of at least one compound (c) selected from the group consisting of an isobenzofuran derivative, an isoindoline derivative, an isobenzoselenophene derivative and an isobenzotellophene derivative in a solution containing a basic compound (b). And a method for producing a soluble conductive polymer having an acidic group.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下、本発明について最も好まし
い例である酸性基置換アニリン系を例にして詳しく説明
するが、酸性基置換のピロール、チオフェン、フラン、
セレノフェン、テルロフェン、イソチアナフテン、イソ
ベンゾフラン、イソインドリン、イソベンゾセレノフェ
ンおよびイソベンゾテルロフェンの場合も全く同様であ
る。前記酸性基置換アニリンは、一般式(1)BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below by taking an acidic group-substituted aniline system, which is the most preferable example, as an example. The acidic group-substituted pyrrole, thiophene, furan,
The same is true for selenophene, tellurophene, isothianaphthene, isobenzofuran, isoindoline, isobenzoselenophene and isobenzotellurophene. The acidic group-substituted aniline has the general formula (1)
【化10】
(式中、R1 ,R2 ,R3 ,R4 およびR5 は、水素、
炭素数1〜24の直鎖または分岐のアルキル基、炭素数
1〜24の直鎖または分岐のアルコキシ基、酸性基、水
酸基、ニトロ基およびハロゲン基よりなる群から選ばれ
た置換基であり、その少なくとも一つは酸性基を示す。
また、ここで酸性基とはスルホン酸基またはカルボン酸
基を示す)で示される酸性基置換アニリン、その金属
塩、アンモニウム塩および置換アンモニウム塩よりなる
群から選ばれた少なくとも一種の化合物を表す。前記一
般式(1)の化合物はアミノ基に対して酸性基がo位ま
たはm位に結合しているものの方が得られるポリマーの
導電性、溶解性などの性能が優れている。[Chemical 10] (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are hydrogen,
It is a substituent selected from the group consisting of a linear or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, a linear or branched alkoxy group having 1 to 24 carbon atoms, an acidic group, a hydroxyl group, a nitro group and a halogen group, At least one of them represents an acidic group.
The term "acidic group" here means at least one compound selected from the group consisting of acidic group-substituted aniline represented by sulfonic acid group or carboxylic acid group), its metal salt, ammonium salt and substituted ammonium salt. The compound of the general formula (1) in which the acidic group is bonded to the o-position or the m-position with respect to the amino group is superior in the performance such as conductivity and solubility of the obtained polymer.
【0030】前記酸性基置換アニリンとして最も代表的
なものは、スルホン酸基置換アニリンまたはカルボン酸
基置換アニリンである。好ましくはスルホン酸基置換ア
ニリンであり、カルボン酸基置換アニリンに比べ導電性
が高い傾向を示す。The most typical acid group-substituted aniline is sulfonic acid group-substituted aniline or carboxylic acid group-substituted aniline. Sulfonic acid group-substituted aniline is preferable, and it tends to have higher conductivity than carboxylic acid group-substituted aniline.
【0031】スルホン酸基置換アニリンとして最も代表
的なものは、アミノベンゼンスルホン酸類であり、具体
的にはo−,m−,p−アミノベンゼンスルホン酸、ア
ニリン−2,6−ジスルホン酸、アニリン−2,5−ジ
スルホン酸、アニリン−3,5−ジスルホン酸、アニリ
ン−2,4−ジスルホン酸、アニリン−3,4−ジスル
ホン酸が好ましく用いられる。The most representative sulfonic acid group-substituted anilines are aminobenzenesulfonic acids, specifically, o-, m-, p-aminobenzenesulfonic acid, aniline-2,6-disulfonic acid and aniline. -2,5-Disulfonic acid, aniline-3,5-disulfonic acid, aniline-2,4-disulfonic acid and aniline-3,4-disulfonic acid are preferably used.
【0032】その他のスルホン酸基置換アニリンとして
は、メチルアミノベンゼンスルホン酸、エチルアミノベ
ンゼンスルホン酸,n−プロピルアミノベンゼンスルホ
ン酸、iso−プロピルアミノベンゼンスルホン酸、n
−ブチルアミノベンゼンスルホン酸、sec−ブチルア
ミノベンゼンスルホン酸、t−ブチルアミノベンゼンス
ルホン酸などのアルキル基置換アミノベンゼンスルホン
酸類、メトキシアミノベンゼンスルホン酸、エトキシア
ミノベンゼンスルホン酸,n−プロポキシアミノベンゼ
ンスルホン酸、iso−プロポキシアミノベンゼンスル
ホン酸、n−ブトキシアミノベンゼンスルホン酸、se
c−ブトキシアミノベンゼンスルホン酸、t−ブトキシ
アミノベンゼンスルホン酸などのアルコキシ基置換アミ
ノベンゼンスルホン酸類、ヒドロキシ基置換アミノベン
ゼンスルホン酸類、ニトロ基置換アミノベンゼンスルホ
ン酸類、フルオロアミノベンゼンスルホン酸、クロロア
ミノベンゼンスルホン酸、ブロムアミノベンゼンスルホ
ン酸などのハロゲン基置換アミノベンゼンスルホン酸類
などを挙げることができる。このなかではアルキル基置
換アミノベンゼンスルホン酸類、アルコキシ基置換アミ
ノベンゼンスルホン酸類またはヒドロキシ基置換アミノ
ベンゼンスルホン酸類が実用上もっとも好ましい。な
お、これらのスルホン酸基置換アニリンはそれぞれ単独
で用いても、また異性体を任意の割合で混合しても良
い。Other sulfonic acid group-substituted anilines include methylaminobenzenesulfonic acid, ethylaminobenzenesulfonic acid, n-propylaminobenzenesulfonic acid, iso-propylaminobenzenesulfonic acid, n.
-Butylaminobenzenesulfonic acid, sec-butylaminobenzenesulfonic acid, t-butylaminobenzenesulfonic acid, and other alkyl group-substituted aminobenzenesulfonic acids, methoxyaminobenzenesulfonic acid, ethoxyaminobenzenesulfonic acid, n-propoxyaminobenzenesulfone Acid, iso-propoxyaminobenzenesulfonic acid, n-butoxyaminobenzenesulfonic acid, se
Alkoxy group-substituted aminobenzene sulfonic acids such as c-butoxyaminobenzene sulfonic acid and t-butoxyaminobenzene sulfonic acid, hydroxy group-substituted aminobenzene sulfonic acids, nitro group-substituted aminobenzene sulfonic acids, fluoroaminobenzene sulfonic acid, chloroaminobenzene Examples thereof include halogen group-substituted aminobenzenesulfonic acids such as sulfonic acid and bromoaminobenzenesulfonic acid. Of these, alkyl group-substituted aminobenzene sulfonic acids, alkoxy group-substituted aminobenzene sulfonic acids and hydroxy group-substituted aminobenzene sulfonic acids are most preferable in practical use. These sulfonic acid group-substituted anilines may be used alone, or the isomers may be mixed in an arbitrary ratio.
【0033】カルボン酸基置換アニリンとして最も代表
的なものは、アミノベンゼンカルボン酸類であり、具体
的にはo−,m−,p−アミノベンゼンカルボン酸、ア
ニリン−2,6−ジカルボン酸、アニリン−2,5−ジ
カルボン酸、アニリン−3,5−ジカルボン酸、アニリ
ン−2,4−ジカルボン酸、アニリン−3,4−ジカル
ボン酸が好ましく用いられる。The most representative carboxylic acid group-substituted anilines are aminobenzenecarboxylic acids, specifically, o-, m-, p-aminobenzenecarboxylic acid, aniline-2,6-dicarboxylic acid and aniline. -2,5-dicarboxylic acid, aniline-3,5-dicarboxylic acid, aniline-2,4-dicarboxylic acid and aniline-3,4-dicarboxylic acid are preferably used.
【0034】その他のカルボン酸基置換アニリンとして
は、メチルアミノベンゼンカルボン酸、エチルアミノベ
ンゼンカルボン酸,n−プロピルアミノベンゼンカルボ
ン酸、iso−プロピルアミノベンゼンカルボン酸、n
−ブチルアミノベンゼンカルボン酸、sec−ブチルア
ミノベンゼンカルボン酸、t−ブチルアミノベンゼンカ
ルボン酸などのアルキル基置換アミノベンゼンカルボン
酸類、メトキシアミノベンゼンカルボン酸、エトキシア
ミノベンゼンカルボン酸,n−プロポキシアミノベンゼ
ンカルボン酸、iso−プロポキシアミノベンゼンカル
ボン酸、n−ブトキシアミノベンゼンカルボン酸、se
c−ブトキシアミノベンゼンカルボン酸、t−ブトキシ
アミノベンゼンカルボン酸などのアルコキシ基置換アミ
ノベンゼンカルボン酸類、ヒドロキシ基置換アミノベン
ゼンカルボン酸類、ニトロ基置換アミノベンゼンカルボ
ン酸類、フルオロアミノベンゼンカルボン酸、クロロア
ミノベンゼンカルボン酸、ブロムアミノベンゼンカルボ
ン酸などのハロゲン基置換アミノベンゼンカルボン酸類
などを挙げることができる。このなかではアルキル基置
換アミノベンゼンカルボン酸類、アルコキシ基置換アミ
ノベンゼンカルボン酸類またはヒドロキシ基置換アミノ
ベンゼンカルボン酸類が実用上もっとも好ましい。これ
らのカルボン酸基置換アニリンはそれぞれ単独で用いて
も、また異性体を任意の割合で混合しても良い。Other carboxylic acid group-substituted anilines include methylaminobenzenecarboxylic acid, ethylaminobenzenecarboxylic acid, n-propylaminobenzenecarboxylic acid, iso-propylaminobenzenecarboxylic acid, n.
-Butylaminobenzenecarboxylic acid, sec-butylaminobenzenecarboxylic acid, t-butylaminobenzenecarboxylic acid and other alkyl group-substituted aminobenzenecarboxylic acids, methoxyaminobenzenecarboxylic acid, ethoxyaminobenzenecarboxylic acid, n-propoxyaminobenzenecarboxylic acid Acid, iso-propoxyaminobenzenecarboxylic acid, n-butoxyaminobenzenecarboxylic acid, se
Alkoxy group-substituted aminobenzenecarboxylic acids such as c-butoxyaminobenzenecarboxylic acid and t-butoxyaminobenzenecarboxylic acid, hydroxy group-substituted aminobenzenecarboxylic acids, nitro group-substituted aminobenzenecarboxylic acids, fluoroaminobenzenecarboxylic acid, chloroaminobenzene Examples thereof include halogen group-substituted aminobenzenecarboxylic acids such as carboxylic acid and bromoaminobenzenecarboxylic acid. Of these, alkyl group-substituted aminobenzene carboxylic acids, alkoxy group-substituted aminobenzene carboxylic acids, and hydroxy group-substituted aminobenzene carboxylic acids are most practically preferred. These carboxylic acid group-substituted anilines may be used alone, or the isomers may be mixed in an arbitrary ratio.
【0035】更に詳しく前記一般式(1)の酸性基置換
アニリンの具体例としては、
スルホン酸基置換アルキルアニリン
カルボン酸基置換アルキルアニリン
スルホン酸基置換アルコキシアニリン
カルボン酸基置換アルコキシアニリン
スルホン酸基置換ヒドロキシアニリン
カルボン酸基置換ヒドロキシアニリン
スルホン酸基置換ニトロアニリン
カルボン酸基置換ニトロアニリン
スルホン酸基置換フルオロアニリン
カルボン酸基置換フルオロアニリン
スルホン酸基置換クロロアニリン
カルボン酸基置換クロロアニリン
スルホン酸基置換ブロムアニリン
および、カルボン酸基置換ブロムアニリン
などを挙げることができ、これらの置換基の位置と組合
わせの具体例を表1に示す。More specifically, specific examples of the acidic group-substituted aniline of the general formula (1) include sulfonic acid group-substituted alkylaniline carboxylic acid group-substituted alkylaniline sulfonic acid group-substituted alkoxyaniline carboxylic acid group-substituted alkoxyaniline sulfonic acid group-substituted. Hydroxyaniline carboxylic acid group-substituted hydroxyaniline sulfonic acid group-substituted nitroaniline carboxylic acid group-substituted nitroaniline sulfonic acid group-substituted fluoroaniline carboxylic acid group-substituted fluoroaniline sulfonic acid group-substituted chloroaniline carboxylic acid group-substituted chloroaniline sulfonic acid group-substituted bromoaniline Further, carboxylic acid group-substituted bromaniline and the like can be mentioned, and specific examples of positions and combinations of these substituents are shown in Table 1.
【0036】[0036]
【表1】
ここで、
A:スルホン酸基またはカルボン酸基、そのアルカリ金
属塩、アンモニウム塩、置換アンモニウム塩から選ばれ
た一つの基を示し、
B:メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プ
ロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチ
ル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、n−
プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ
基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基などのアルコ
キシ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、フルオロ基、クロロ
基、ブロム基などのハロゲン基から選ばれた一つの基を
示し、
H:水素を示す。[Table 1] Here, A: one group selected from a sulfonic acid group or a carboxylic acid group, an alkali metal salt, an ammonium salt, and a substituted ammonium salt thereof, B: a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group. Group, n-butyl group, sec-butyl group, alkyl group such as t-butyl group, methoxy group, ethoxy group, n-
One selected from alkoxy groups such as propoxy group, iso-propoxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group, t-butoxy group, and halogen groups such as hydroxy group, nitro group, fluoro group, chloro group, and bromine group. Two groups are shown, and H: hydrogen is shown.
【0037】これらモノマーにおける塩を形成する金属
としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどが例示
できる。Examples of the metal forming a salt in these monomers include lithium, sodium and potassium.
【0038】また、置換アンモニウムとしては、脂式ア
ンモニウム類、環式飽和アンモニウム類、環式不飽和ア
ンモニウム類などが挙げられる。Examples of the substituted ammonium include aliphatic ammonium, cyclic saturated ammonium, cyclic unsaturated ammonium and the like.
【0039】前記脂式アンモニウム類としては、下記一
般式(10)The above-mentioned fatty ammoniums are represented by the following general formula (10)
【化11】
(式中R23〜R26は、水素、炭素数1〜4のアルキル基
よりなる群から独立して選ばれた基である。)で示され
る化合物が挙げられる。たとえば、メチルアンモニウ
ム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、
エチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリエチ
ルアンモニウム、メチルエチルアンモニウム、ジエチル
メチルアンモニウム、ジメチルエチルアンモニウム、プ
ロピルアンモニウム、ジプロピルアンモニウム、イソプ
ロピルアンモニウム、ジイソプロピルアンモニウム、ブ
チルアンモニウム、ジブチルアンモニウム、メチルプロ
ピルアンモニウム、エチルプロピルアンモニウム、メチ
ルイソプロピルアンモニウム、エチルイソプロピルアン
モニウム、メチルブチルアンモニウム、エチルブチルア
ンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラメチロ
ールアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラ
n−ブチルアンモニウム、テトラsec−ブチルアンモ
ニウム、テトラt−ブチルアンモニウムなどを例示する
ことができる。なかでも、R23〜R26のうち1つが水
素、他の3つが炭素数1〜4のアルキル基の場合が最も
好ましく、ついでR23〜R26のうち2つが水素、他の2
つが炭素数1〜4のアルキル基の場合が好ましい。[Chemical 11] (Wherein R 23 to R 26 are groups independently selected from the group consisting of hydrogen and alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms). For example, methyl ammonium, dimethyl ammonium, trimethyl ammonium,
Ethyl ammonium, diethyl ammonium, triethyl ammonium, methyl ethyl ammonium, diethyl methyl ammonium, dimethyl ethyl ammonium, propyl ammonium, dipropyl ammonium, isopropyl ammonium, diisopropyl ammonium, butyl ammonium, dibutyl ammonium, methyl propyl ammonium, ethyl propyl ammonium, methyl isopropyl Examples thereof include ammonium, ethylisopropylammonium, methylbutylammonium, ethylbutylammonium, tetramethylammonium, tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetra-n-butylammonium, tetrasec-butylammonium, and tetra-t-butylammonium. Among them, it is most preferable that one of R 23 to R 26 is hydrogen and the other 3 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and then two of R 23 to R 26 are hydrogen and the other 2
It is preferable that one is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
【0040】環式飽和アンモニウム類としては、ピペリ
ジニウム、ピロリジニウム、モルホリニウム、ピペラジ
ニウムおよびこれらの骨格を有する誘導体などが例示さ
れる。Examples of cyclic saturated ammoniums include piperidinium, pyrrolidinium, morpholinium, piperazinium and derivatives having these skeletons.
【0041】環式不飽和アンモニウム類としては、ピリ
ジニウム、α−ピコリニウム、β−ピコリニウム、γ−
ピコリニウム、キノリニウム、イソキノリニウム、ピロ
リニウムおよびこれらの骨格を有する誘導体などが例示
される。The cyclic unsaturated ammonium compounds include pyridinium, α-picolinium, β-picolinium, γ-.
Examples thereof include picolinium, quinolinium, isoquinolinium, pyrrolinium and derivatives having these skeletons.
【0042】次に、本発明で用いられる塩基性化合物
(ロ)としては、前記酸性基置換アニリン類と塩を形成
する化合物であればどのような化合物でも良いが、アン
モニア、脂式アミン類、環式飽和アミン類、環式不飽和
アミン類、無機塩基などが好ましく用いられる。とりわ
け脂式アミン類、環式飽和アミン類、環式不飽和アミン
類などが好ましい。The basic compound (b) used in the present invention may be any compound as long as it forms a salt with the above-mentioned acidic group-substituted anilines, but ammonia, aliphatic amines, Cyclic saturated amines, cyclic unsaturated amines, inorganic bases and the like are preferably used. Especially, aliphatic amines, cyclic saturated amines, cyclic unsaturated amines and the like are preferable.
【0043】脂式アミン類としては、下記一般式(1
1)As the fatty amines, the following general formula (1
1)
【化12】
(式中、R27〜R29は、炭素数1〜4のアルキル基より
なる群から独立して選ばれた基である。)で示される化
合物、[Chemical 12] (In the formula, R 27 to R 29 are groups independently selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms.),
【0044】または下記一般式(12)Or the following general formula (12)
【化13】
(式中、R30〜R33はそれぞれ水素、炭素数1〜4のア
ルキル基よりなる群から独立して選ばれた基である。)
で示されるハイドロキサイド化合物を挙げることができ
る。[Chemical 13] (In the formula, each of R 30 to R 33 is a group independently selected from the group consisting of hydrogen and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
Examples thereof include a hydroxide compound.
【0045】環式飽和アミン類としては、ピペリジン、
ピロリジン、モルホリン、ピペラジンおよびこれらの骨
格を有する誘導体ならびにこれらのアンモニウムヒドロ
キシド化合物などが好ましく用いられる。The cyclic saturated amines include piperidine,
Pyrrolidine, morpholine, piperazine, derivatives having these skeletons, and ammonium hydroxide compounds thereof are preferably used.
【0046】環式不飽和アミン類としては、ピリジン、
α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、キノリ
ン、イソキノリン、ピロリンおよびこれらの骨格を有す
る誘導体ならびにこれらのアンモニウムヒドロキシド化
合物などが好ましく用いられる。Examples of the cyclic unsaturated amines include pyridine,
[alpha] -picoline, [beta] -picoline, [gamma] -picoline, quinoline, isoquinoline, pyrroline, derivatives having these skeletons, and ammonium hydroxide compounds thereof are preferably used.
【0047】無機塩基としては、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、水酸化リチウムなどの水酸化物の塩など
が好ましく用いられるが、前記の脂式アミン類、環式飽
和アミン類、環式不飽和アミン類に比べると得られるポ
リマーの導電性は劣る傾向にある。As the inorganic base, salts of hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide are preferably used. The above-mentioned aliphatic amines, cyclic saturated amines and cyclic unsaturated amines are preferably used. The conductivity of the obtained polymer tends to be inferior to that of amines.
【0048】これら塩基性化合物(ロ)の濃度は、0.
1mol/リットル以上、好ましくは0.1〜10.0
mol/リットル、更に好ましくは0.2〜8.0mo
l/リットルの範囲で用いられる。この際、0.1mo
l/リットル以下の場合、得られるポリマーの収率が低
下し、10.0mol/リットル以上の場合、導電性が
低下する傾向を示す。前記塩基性化合物(ロ)は、それ
ぞれ任意の割合で混合して用いることもできる。The concentration of these basic compounds (b) is 0.
1 mol / liter or more, preferably 0.1 to 10.0
mol / liter, more preferably 0.2 to 8.0 mo
Used in the l / l range. At this time, 0.1mo
When the amount is 1 / liter or less, the yield of the obtained polymer decreases, and when it is 10.0 mol / liter or more, the conductivity tends to decrease. The basic compound (b) can be mixed and used at an arbitrary ratio.
【0049】アニリン誘導体(ハ)としては、下記一般
式(4)The aniline derivative (C) is represented by the following general formula (4)
【化14】
(式中、R6 〜R10は、水素、炭素数1〜24の直鎖ま
たは分岐のアルキル基、炭素数1〜24の直鎖または分
岐のアルコシキ基、水酸基、ニトロ基およびハロゲン基
よりなる群からなる置換基を示す。)で示される化合物
を挙げることができる。[Chemical 14] (In the formula, R 6 to R 10 are each composed of hydrogen, a linear or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, a linear or branched alkoxy group having 1 to 24 carbon atoms, a hydroxyl group, a nitro group and a halogen group. And a compound represented by the formula (1).
【0050】前記アニリン誘導体(ハ)として最も代表
的なものは、アニリンであり、その他にメチルアニリ
ン、エチルアニリン、n−プロピルアニリン、iso−
プロピルアニリン、n−ブチルアニリン、sec−ブチ
ルアニリン、t−ブチルアニリンなどのアルキルアニリ
ン、メトキシアニリン、エトキシアニリン,n−プロポ
キシアニリン、iso−プロポキシアニリン、n−ブト
キシアニリン、sec−ブトキシアニリン、t−ブトキ
シアアニリンなどのアルコキシアニリン、ヒドロキシア
ニリン、ニトロアニリン、フルオロアニリン、クロロア
ニリン、ブロムアニリンなどのハロゲン基アニリンなど
を挙げることができる。アニリン誘導体(ハ)の共存
は、得られる導電ポリマーの導電性、塗膜性などの改善
に有効な作用を示す。The most typical aniline derivative (c) is aniline, and other than that, methylaniline, ethylaniline, n-propylaniline, iso-
Alkylanilines such as propylaniline, n-butylaniline, sec-butylaniline, t-butylaniline, methoxyaniline, ethoxyaniline, n-propoxyaniline, iso-propoxyaniline, n-butoxyaniline, sec-butoxyaniline, t- Examples thereof include alkoxyaniline such as butoxyaaniline, and halogen group aniline such as hydroxyaniline, nitroaniline, fluoroaniline, chloroaniline and bromaniline. The coexistence of the aniline derivative (c) exhibits an effective action for improving the conductivity and coating property of the obtained conductive polymer.
【0051】前記酸性基置換アニリンなどの化合物
(イ)と塩基性化合物(ロ)との重量比は、(イ):
(ロ)=1:100〜100:1、好ましくは10:9
0〜90:10が用いられる。ここで、塩基性化合物の
割合が低いと反応性が低下し導電性も低下する。逆に割
合が高い場合は得られるポリマー中の酸性基と塩基性化
合物が塩を形成する割合が高くなり導電性が低下する傾
向にある。The weight ratio of the compound (a) such as aniline substituted with an acidic group and the basic compound (b) is (a):
(B) = 1: 100 to 100: 1, preferably 10: 9
0 to 90:10 is used. Here, if the ratio of the basic compound is low, the reactivity decreases and the conductivity also decreases. On the contrary, when the ratio is high, the ratio of the acidic group and the basic compound in the obtained polymer to form a salt is high and the conductivity tends to be lowered.
【0052】前記酸性基置換アニリンなどの化合物
(イ)およびアニリン誘導体(ハ)と塩基性化合物
(ロ)との重量比は、(イ)+(ハ):(ロ)=1:1
00〜100:1、好ましくは10:90〜90:10
が用いられる。ここで、塩基性化合物の割合が低いと反
応性が低下し導電性も低下する。逆に割合が高い場合は
得られるポリマー中の酸性基と塩基性化合物が塩を形成
する割合が高くなり導電性が低下する傾向にある。The weight ratio of the compound (a) such as aniline having an acidic group and the aniline derivative (c) to the basic compound (b) is (a) + (c) :( b) = 1: 1.
00-100: 1, preferably 10: 90-90: 10
Is used. Here, if the ratio of the basic compound is low, the reactivity decreases and the conductivity also decreases. On the contrary, when the ratio is high, the ratio of the acidic group and the basic compound in the obtained polymer to form a salt is high and the conductivity tends to be lowered.
【0053】また、前記酸性基置換アニリンなどの化合
物(イ)とアニリン誘導体(ハ)との割合(モル)は、
(イ):(ハ)=100:0〜30:70、好ましくは
99.999:0.001〜50:50、更に好ましく
は99.999:0.001〜70:30の範囲であ
る。ここで、アニリン誘導体の割合が高い(70を越え
る)と得られるポリマー中のスルホン基含有率が充分で
なく、溶解性が低下する傾向にある。The ratio (mol) of the compound (a) such as aniline substituted with an acidic group and the aniline derivative (c) is:
(A): (C) = 100: 0 to 30:70, preferably 99.999: 0.001 to 50:50, and more preferably 99.999: 0.001 to 70:30. Here, if the proportion of the aniline derivative is high (more than 70), the content of the sulfone group in the obtained polymer is not sufficient, and the solubility tends to decrease.
【0054】また、前記酸性基置換アニリンなどの化合
物(イ)中の酸性基(ニ)と塩基性化合物(ロ)とのモ
ル比は、(ニ):(ロ)=1:100〜100:1、好
ましくは1:0.25〜1:20、さらに好ましくは
1:0.5〜1:15で用いることができる。ここで、
塩基性化合物の割合が低いと反応性が低下し導電性も低
下する。逆に割合が高い場合は得られるポリマー中の酸
性基と塩基性化合物が塩を形成する割合が高くなり導電
性が低下する傾向にある。The molar ratio of the acidic group (d) to the basic compound (b) in the compound (a) such as the acidic group-substituted aniline is (d) :( b) = 1: 100 to 100: 1, preferably 1: 0.25 to 1:20, more preferably 1: 0.5 to 1:15. here,
When the proportion of the basic compound is low, the reactivity is lowered and the conductivity is also lowered. On the contrary, when the ratio is high, the ratio of the acidic group and the basic compound in the obtained polymer to form a salt is high and the conductivity tends to be lowered.
【0055】電解重合時の酸性基置換アニリンなどの化
合物(イ)およびアニリン誘導体(ハ)の濃度は、溶媒
に対して0.1%以上、好ましくは0.5〜50%、よ
り好ましくは1〜30%の範囲である。The concentration of the compound (a) such as aniline substituted with an acidic group and the aniline derivative (c) at the time of electrolytic polymerization is 0.1% or more, preferably 0.5 to 50%, more preferably 1 with respect to the solvent. Is in the range of up to 30%.
【0056】重合または共重合は、これら塩基性化合物
を含む溶液中、電解酸化重合することにより行う。溶媒
は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、
アセトニトリル、メチルイソブチルケトン、メチルエチ
ルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド等が好ましく用いられる。Polymerization or copolymerization is carried out by electrolytic oxidative polymerization in a solution containing these basic compounds. Solvents are water, methanol, ethanol, isopropanol,
Acetonitrile, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, dimethylacetamide and the like are preferably used.
【0057】電解酸化重合時の電極材料としては、金、
銀、白金、ニッケル、水銀、ステンレス鋼や、銅、亜
鉛、スズ、鉛、鉄、アルミニウム、チタン、ルテニウ
ム、イリジウム、またはこれらの酸化物等の金属板や網
電極、グラッシーカーボン等の炭素電極、ITO、スズ
−インジウム酸化物、酸化錫等の金属酸化物を付与した
ガラス電極等を用いることができ、この中でも銀、白
金、チタン、グラッシーカーボン、ITOガラスが好ま
しい。As the electrode material at the time of electrolytic oxidation polymerization, gold,
Silver, platinum, nickel, mercury, stainless steel, copper, zinc, tin, lead, iron, aluminum, titanium, ruthenium, iridium, or metal plates or mesh electrodes of these oxides, carbon electrodes such as glassy carbon, A glass electrode provided with a metal oxide such as ITO, tin-indium oxide, or tin oxide can be used, and among these, silver, platinum, titanium, glassy carbon, and ITO glass are preferable.
【0058】電解法としては、定電流電解法、定電位電
解法、定電圧電解法のいずれの方法を用いることができ
る。定電流電解重合時の電流密度は、5〜200mA/
cm2 、好ましくは10〜200mA/cm2 、より好
ましくは15〜150mA/cm2 の範囲である。定電
位電解重合時の電位は、標準電極に対して−0.5V以
下、好ましくは−1V〜−10V、より好ましくは−1
V〜−7Vの電位を作用極に対してかけることが好都合
である。As the electrolysis method, any of a constant current electrolysis method, a constant potential electrolysis method and a constant voltage electrolysis method can be used. The current density during constant current electrolytic polymerization is 5 to 200 mA /
It is in the range of cm 2 , preferably 10 to 200 mA / cm 2 , and more preferably 15 to 150 mA / cm 2 . The potential during potentiostatic electropolymerization is -0.5 V or less, preferably -1 V to -10 V, and more preferably -1 V with respect to the standard electrode.
It is convenient to apply a potential of V to -7 V to the working electrode.
【0059】また、電解質としては必要に応じて、Li
BF4 、HBF4 、HClO4 、HCl、H2 SO4 等
の塩などを添加することができる。しかし、本方法にお
いては、酸性基置換アニリンなどの化合物(イ)自身お
よびポリマー自身が電解質として働くため、これら電解
質なしでも重合することができる。If necessary, Li is used as the electrolyte.
Salts such as BF 4 , HBF 4 , HClO 4 , HCl and H 2 SO 4 can be added. However, in the present method, the compound (a) such as an acid group-substituted aniline itself and the polymer itself function as an electrolyte, and therefore polymerization can be performed without these electrolytes.
【0060】反応温度は、マイナス15〜70℃の温度
範囲で行うのが好ましく、より好ましくはマイナス5〜
60℃の範囲が適用される。ここで、マイナス15℃以
下、または70℃以上では導電性が低下する傾向があ
る。The reaction temperature is preferably -15 to 70 ° C, more preferably -5 to -5 ° C.
A range of 60 ° C applies. Here, at -15 ° C or lower, or at 70 ° C or higher, the conductivity tends to decrease.
【0061】本発明によって製造されるポリマー中のス
ルホン酸基またはカルボン酸基における水素は、水素、
アルカリ金属、アンモニウムおよび置換アンモニウムよ
りなる群から独立して選ばれた基であること、即ちこれ
らの基が単独ではなく混合した状態でも得ることができ
る。Hydrogen in the sulfonic acid group or carboxylic acid group in the polymer produced by the present invention is hydrogen,
It is a group independently selected from the group consisting of alkali metals, ammonium and substituted ammonium, that is, these groups can be obtained in a mixed state rather than alone.
【0062】具体的には、水酸化ナトリウム存在下で重
合された場合、単離されたポリマー中のスルホン酸基ま
たはカルボン酸基における水素は、ほとんどがナトリウ
ムに置換された状態になっている。Specifically, when polymerized in the presence of sodium hydroxide, most of the hydrogen in the sulfonic acid group or carboxylic acid group in the isolated polymer is in the state of being replaced with sodium.
【0063】同様に、ポリマー中のスルホン酸基または
カルボン酸基における水素は、アンモニア存在下重合し
た場合、大部分はアンモニウムであり、トリメチルアミ
ン存在下重合した場合、大部分はトリメチルアンモニウ
ムであり、キノリン存在下重合した場合、大部分はキノ
リニウムで得られる。Similarly, hydrogen in the sulfonic acid group or carboxylic acid group in the polymer is mostly ammonium when polymerized in the presence of ammonia, and mostly trimethylammonium when polymerized in the presence of trimethylamine. When polymerized in the presence, the majority is obtained with quinolinium.
【0064】また、塩基性化合物を混合して用いた場合
は、これらの混合した状態で得られる。具体的には、水
酸化ナトリウムとアンモニア存在下重合された場合、単
離されたポリマー中のスルホン酸基またはカルボン酸基
における水素は、ナトリウムとアンモニウムの両方が存
在した状態で得られる。また、得られたポリマーを水酸
化ナトリウムとアンモニアの両方が存在する溶液で処理
した場合も同様にポリマー中のスルホン酸基またはカル
ボン酸基における水素は、ナトリウムとアンモニウムの
両方が存在した状態で得られる。When the basic compounds are mixed and used, they are obtained in a mixed state. Specifically, when polymerized with sodium hydroxide in the presence of ammonia, hydrogen in the sulfonic acid group or carboxylic acid group in the isolated polymer is obtained in the presence of both sodium and ammonium. Also, when the obtained polymer is treated with a solution in which both sodium hydroxide and ammonia are present, hydrogen in the sulfonic acid group or carboxylic acid group in the polymer is similarly obtained in the presence of both sodium and ammonium. To be
【0065】以上に記した酸性基の一部が塩を形成して
いるポリマーは、酸性溶液中で処理し単離することによ
り、塩を形成していない酸性基を有するポリマーにする
ことができる。The above-mentioned polymer in which a part of the acidic groups forms a salt can be converted into a polymer having an acidic group in which no salt is formed by treating in an acidic solution and isolating the polymer. .
【0066】酸性溶液としては塩酸、硫酸、p−トルエ
ンスルホン酸、硝酸などを挙げることができる。ただ
し、十分に酸置換を行っても、酸性基が全く塩を形成し
ないようにすることは難しい。Examples of the acidic solution include hydrochloric acid, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, nitric acid and the like. However, it is difficult to prevent the acidic group from forming a salt even if the acid substitution is sufficiently performed.
【0067】かくして得られた芳香環にスルホン酸基ま
たはカルボン酸基を含有する酸性基を有する可溶性導電
ポリマーの重量平均分子量は3,000以上、好ましく
は3,000〜1,000,000、さらに好ましくは
5,000〜500,000である。また、芳香環に対
する酸性基の導入割合は、50%以上、好ましくは70
%以上、更に好ましくは80%以上である。ここで、酸
性基の導入割合が50%未満であると、水に対する溶解
性が小さくなる傾向にあり、工業的に適用することが難
しくなる。The soluble conductive polymer having an acidic group containing a sulfonic acid group or a carboxylic acid group on the aromatic ring thus obtained has a weight average molecular weight of 3,000 or more, preferably 3,000 to 1,000,000, and It is preferably 5,000 to 500,000. The introduction ratio of the acidic group to the aromatic ring is 50% or more, preferably 70%.
% Or more, more preferably 80% or more. Here, if the introduction ratio of the acidic group is less than 50%, the solubility in water tends to be small, and it becomes difficult to industrially apply.
【0068】この導電性ポリマーは、更にスルホン化操
作を施すことなく、単なる水、アンモニアおよびアルキ
ルアミン等の塩基または酢酸アンモニウム、シュウ酸ア
ンモニウム等の塩基および塩基性塩を含む水、塩酸およ
び硫酸等の酸を含む水またはメチルアルコール、エチル
アルコール、イソプロピルアルコール等の溶媒またはそ
れらの混合物に溶解することができる。This conductive polymer can be used without further sulfonation operation by simply adding water, a base such as ammonia and alkylamine, or water containing a base such as ammonium acetate and ammonium oxalate and a basic salt, hydrochloric acid and sulfuric acid. It can be dissolved in water containing the above acid or a solvent such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol or a mixture thereof.
【0069】溶解性を詳しく説明すると、本発明におけ
る酸性基を有する可溶性導電ポリマーは、0.1モル/
リットルのアンモニア水などのアルカリ水溶液に1重量
%以上溶解し、0.1モル/リットルの硫酸水溶液など
の酸性水溶液に1重量%以上溶解し、単独の水などの中
性水溶液に1重量%以上溶解し、さらに0.1モル/リ
ットルのアンモニアアルコール溶液などの有機溶剤に1
重量%以上溶解するという性質を有している。Explaining the solubility in detail, the soluble conductive polymer having an acidic group in the present invention is 0.1 mol / mol.
1% by weight or more dissolved in an alkaline aqueous solution such as 1 liter of ammonia water, 1% by weight or more dissolved in an acidic aqueous solution such as a 0.1 mol / l sulfuric acid aqueous solution, and 1% by weight or more in a neutral aqueous solution such as water. Dissolve and add 1 mol / liter to an organic solvent such as ammonia alcohol solution.
It has the property that it dissolves by weight or more.
【0070】なお、以上の方法で合成された重合体また
は共重合体は何れも下式(13)の構造を持つと推定さ
れる。The polymers or copolymers synthesized by the above method are all assumed to have the structure of the following formula (13).
【化15】
(式中、R34〜R49は、水素、炭素数1〜24の直鎖ま
たは分岐のアルキル基、炭素数1〜24の直鎖または分
岐のアルコキシ基、酸性基、水酸基、ニトロ基およびハ
ロゲン基よりなる群から選ばれ基を示す。酸性基の導入
割合は、芳香環に対して50%以上含有している。ま
た、ここで酸性基とはスルホン酸基またはカルボン酸基
を示す。xは、0〜1の任意の数を表し、nは重合度を
示す2〜1500の数である)[Chemical 15] (In the formula, R 34 to R 49 are hydrogen, a linear or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, a linear or branched alkoxy group having 1 to 24 carbon atoms, an acidic group, a hydroxyl group, a nitro group and halogen. A group selected from the group consisting of groups, the introduction ratio of the acidic group is 50% or more based on the aromatic ring, and the acidic group is a sulfonic acid group or a carboxylic acid group. Represents an arbitrary number from 0 to 1, and n is a number from 2 to 1500 indicating the degree of polymerization).
【0071】[0071]
【実施例】以下、本発明を実施例を挙げてさらに具体的
に説明するが、本発明はこの実施例にのみ限定されるも
のではない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0072】〔測定法〕IRスペクトルはパーキンエル
マー製(モデル1600)の装置を用いて測定した。分
子量分布および分子量の測定には、水溶液用のGPCカ
ラムを用いて、GPC測定(ポリエチレンキシド換算)
を行った。カラムは水溶液用のもの;東ソー製のTSK
−GEL G−5000PWKLとTSK−GEL G
−3000PWXLの2種類を直列に連結して用いた。
また、溶離液には0.2mol/lリン酸バッファー溶
液を用いた。導電性は、導電率の測定には4端子法、表
面抵抗の測定には2端子法を用いた。[Measurement Method] The IR spectrum was measured using an apparatus manufactured by Perkin Elmer (Model 1600). For the measurement of the molecular weight distribution and the molecular weight, a GPC column for an aqueous solution is used to measure the GPC (polyethyleneoxide equivalent).
I went. Column for aqueous solution; Tosoh TSK
-GEL G-5000PWKL and TSK-GEL G
Two types of -3000PWXL were connected in series and used.
A 0.2 mol / l phosphate buffer solution was used as the eluent. Regarding the conductivity, the 4-terminal method was used for measuring the conductivity, and the 2-terminal method was used for measuring the surface resistance.
【0073】実施例1
0.05mol/l濃度のピリジン溶液150mlに2
−アミノアニソール−4−スルホン酸 4.06gを溶
解し、この溶液に作用極としてグラッシーカーボン、陰
極として白金を浸漬し、撹拌しながら室温にて1.5V
の定電圧を印加して1時間電解重合を行った。電解重合
開始直後より重合極表面で重合反応が生じ、5分後には
無色透明の反応溶液は茶褐色へと変化した。重合反応終
了後に重合極上へのポリマーの析出等はなく重合液は均
一であった。また、重合極からの金属成分の溶出や、オ
リゴマー等はほとんど検出されなかった。得られた重合
液をスピンコート法によりガラス基板上に塗布し100
℃で乾燥させた。膜厚0.1μmの表面の平滑な表面抵
抗値2×105 Ω/□のフィルムが得られた。Example 1 2 to 150 ml of 0.05 mol / l pyridine solution
-Aminoanisole-4-sulfonic acid (4.06 g) was dissolved, and glassy carbon as a working electrode and platinum as a cathode were immersed in this solution and stirred at room temperature for 1.5 V.
A constant voltage was applied to carry out electrolytic polymerization for 1 hour. A polymerization reaction occurred on the surface of the polymerization electrode immediately after the initiation of electrolytic polymerization, and after 5 minutes, the colorless and transparent reaction solution turned brown. After the completion of the polymerization reaction, there was no precipitation of the polymer on the polymerization electrode and the polymerization solution was uniform. In addition, the elution of metal components from the polymerization electrode and oligomers were hardly detected. The obtained polymerization solution is applied onto a glass substrate by spin coating to form 100
It was dried at ° C. A film having a smooth surface resistance value of 2 × 10 5 Ω / □ having a film thickness of 0.1 μm was obtained.
【0074】分子量測定の結果、数平均分子量(Mn)
20,000、重量平均分子量(Mw)22,000、
Z平均分子量24,000、分散度Mw/Mn=1.
1、Mz/Mw=1.1であった。As a result of the measurement of the molecular weight, the number average molecular weight (Mn)
20,000, weight average molecular weight (Mw) 22,000,
Z average molecular weight 24,000, dispersity Mw / Mn = 1.
1, Mz / Mw = 1.1.
【0075】得られた重合液を減圧濃縮しポリマーを単
離し、ポリマー溶解量を測定した。方法は、水、0.1
mol/Lの硫酸水溶液、または、0.1mol/Lの
アンモニア水10mlにポリマーを少量づつくわえ溶解
しなくなったところで濾過し求めた。実施例1にて合成
した可溶性導電ポリマーの溶解量は、
水 250mg/ml
硫酸 245mg/ml
アンモニア水 260mg/ml
であった。The obtained polymerization solution was concentrated under reduced pressure to isolate the polymer, and the dissolved amount of the polymer was measured. The method is water, 0.1
The polymer was added little by little to 10 ml of a mol / L sulfuric acid aqueous solution or 0.1 mol / L ammonia water, and when the polymer was no longer dissolved, it was determined by filtration. The soluble amount of the soluble conductive polymer synthesized in Example 1 was 250 mg / ml of water, 245 mg / ml of sulfuric acid, and 260 mg / ml of aqueous ammonia.
【0076】また、前記可溶性導電ポリマーのIRチャ
ートを図1、該ポリマーのGPC測定チャートを図2に
それぞれ示す。IRスペクトルの帰属は、つぎのとうり
である。
スルホン基;1120、1020cm-1付近
ポリマーの骨格;1500cm-1付近の吸収An IR chart of the soluble conductive polymer is shown in FIG. 1, and a GPC measurement chart of the polymer is shown in FIG. The attribution of the IR spectrum is as follows. Backbone of 1120,1020Cm -1 vicinity polymer; sulfone group 1500cm absorption near -1
【0077】実施例2
0.05mol/l濃度のα−ピコリン溶液150ml
に2−アミノベンゼンスルホン酸 3.7gを溶解し、
この溶液に作用極としてグラッシーカーボン、陰極とし
て白金を浸漬し、撹拌しながら室温にて2.0Vの定電
圧を印加して0.5時間電解重合を行った。重合反応終
了後に重合極上へのポリマーの析出等はなく重合液は均
一であった。また、重合極からの金属成分の溶出や、オ
リゴマー等はほとんど検出されなかった。得られた重合
液をスピンコート法によりガラス基板上に塗布し80℃
で乾燥させた。膜厚0.1μmの表面の平滑な表面抵抗
値5×106 Ω/□のフィルムが得られた。Example 2 150 ml of α-picoline solution having a concentration of 0.05 mol / l
3.7 g of 2-aminobenzenesulfonic acid was dissolved in
Glassy carbon as a working electrode and platinum as a cathode were immersed in this solution, and a constant voltage of 2.0 V was applied at room temperature with stirring to carry out electrolytic polymerization for 0.5 hours. After the completion of the polymerization reaction, there was no precipitation of the polymer on the polymerization electrode and the polymerization solution was uniform. In addition, the elution of metal components from the polymerization electrode and oligomers were hardly detected. The obtained polymerization solution is applied onto a glass substrate by spin coating and the temperature is 80 ° C.
Dried. A film having a smooth surface resistance value of 5 × 10 6 Ω / □ having a film thickness of 0.1 μm was obtained.
【0078】実施例3
0.05mol/l濃度のトリエチルアミン溶液(水/
イソプロパノール=1/1)150mlに2−アミノベ
ンゼンスルホン酸 3.6gとアニリン0.1gを溶解
し、この溶液に作用極としてITO電極、陰極として白
金を浸漬し、撹拌しながら室温にて2.0Vの定電圧を
印加して0.5時間電解重合を行った。重合反応終了後
に重合極上へのポリマーの析出等はなく重合液は均一で
あった。また、重合極からの金属成分の溶出や、オリゴ
マー等はほとんど検出されなかった。得られた重合液を
スピンコート法によりガラス基板上に塗布し100℃で
乾燥させた。膜厚0.1μmの表面の平滑な表面抵抗値
1×107 Ω/□のフィルムが得られた。Example 3 0.05 mol / l concentration of triethylamine solution (water /
In 150 ml of isopropanol = 1/1, 3.6 g of 2-aminobenzenesulfonic acid and 0.1 g of aniline were dissolved, and an ITO electrode as a working electrode and platinum as a cathode were immersed in this solution and stirred at room temperature for 2. A constant voltage of 0 V was applied to carry out electrolytic polymerization for 0.5 hours. After the completion of the polymerization reaction, there was no precipitation of the polymer on the polymerization electrode and the polymerization solution was uniform. In addition, the elution of metal components from the polymerization electrode and oligomers were hardly detected. The obtained polymerization solution was applied onto a glass substrate by spin coating and dried at 100 ° C. A film having a smooth surface resistance value of 1 × 10 7 Ω / □ having a film thickness of 0.1 μm was obtained.
【0079】実施例4
実施例1にて得られた重合体溶液50重量部と水系アク
リルエマルジョン樹脂〔ニカゾールRX−301C,日
本カーバイド(株)製〕100重量部を水100重量部
に室温で、撹拌し導電性粗製物を調製した。この様にし
て得られた溶液を深度40μmのグラビアコーターによ
りPETフィルム上に塗布し、120℃で乾燥させた。
膜厚0.2μm表面の平滑な表面抵抗値1×107 Ω/
□のフィルムが得られた。Example 4 50 parts by weight of the polymer solution obtained in Example 1 and 100 parts by weight of an aqueous acrylic emulsion resin [Nikazol RX-301C, manufactured by Nippon Carbide Co., Ltd.] were added to 100 parts by weight of water at room temperature. Stir to prepare a conductive crude product. The solution thus obtained was applied onto a PET film with a gravure coater having a depth of 40 μm and dried at 120 ° C.
Smooth surface resistance value of 0.2 μm surface 1 × 10 7 Ω /
A film of □ was obtained.
【0080】実施例5
実施例1にて得られた重合体溶液100重量部と架橋剤
としてポリビニールアルコール5重量部を室温で、撹拌
溶解し架橋性導電性組成物を調製した。この様にして得
られた溶液を深度40μmのグラビアコーターによりP
ETフィルム上に塗布し、150℃で乾燥させた。膜厚
0.8μm表面の平滑な表面抵抗値5×106 Ω/□の
フィルムが得られた。この導電膜を水、アセトンに浸漬
させたが、膜は架橋しており溶解、剥離等は観察されな
かった。Example 5 100 parts by weight of the polymer solution obtained in Example 1 and 5 parts by weight of polyvinyl alcohol as a crosslinking agent were dissolved by stirring at room temperature to prepare a crosslinkable conductive composition. The solution thus obtained was subjected to P using a gravure coater with a depth of 40 μm.
It was coated on an ET film and dried at 150 ° C. A film having a smooth surface resistance value of 5 × 10 6 Ω / □ having a film thickness of 0.8 μm was obtained. When this conductive film was immersed in water or acetone, the film was cross-linked and no dissolution or peeling was observed.
【0081】実施例6
実施例1にて得られた重合体溶液100重量部と架橋剤
としてポリビニールアルコール5重量部と水系アクリル
エマルジョン樹脂〔ニカゾールRX−301C,日本カ
ーバイド(株)製〕100重量部を水100重量部に室
温で、撹拌溶解し架橋性導電性組成物を調製した。この
様にして得られた溶液を亜鉛メッキ板(20mm×50
mm×1mm)にディップコート法により塗布し、15
0℃で乾燥させ、0.5μmの導電層を形成した。この
導電層付きの亜鉛板---NO.1 --と、比較としてクロム化
合物を塗布した亜鉛板(塗布厚5〜6μm)---NO.2--
および亜鉛板---NO.3 --を40℃で塩水噴霧(JIS−
K−5400法に準じる)を行い、それぞれ防食試験を
行った。これらの結果を表2に示す。Example 6 100 parts by weight of the polymer solution obtained in Example 1, 5 parts by weight of polyvinyl alcohol as a crosslinking agent, and an aqueous acrylic emulsion resin [Nikazol RX-301C, manufactured by Nippon Carbide Co., Ltd.] 100 parts by weight Parts were stirred and dissolved in 100 parts by weight of water at room temperature to prepare a crosslinkable conductive composition. The solution thus obtained was applied to a galvanized plate (20 mm × 50
(mm × 1 mm) by the dip coating method,
It was dried at 0 ° C. to form a 0.5 μm conductive layer. This zinc plate with a conductive layer --- NO.1-, and a zinc plate coated with a chromium compound for comparison (coating thickness 5-6 μm) --- NO.2--
And zinc plate --- NO.3 --at 40 ° C with salt spray (JIS-
(According to the K-5400 method) was performed, and a corrosion protection test was performed on each. The results are shown in Table 2.
【表2】 [Table 2]
【0082】実施例7
0.5mol/l濃度のアンモニア水溶液30mlに2
−アミノアニソール−4−スルホン酸 3.0gを溶解
し、この溶液に作用極として白金、陰極としてグラッシ
ーカーボンを浸漬し、撹拌しながら室温にて2.5Vの
定電圧を印加して12時間電解重合を行った。印加開始
直後より作用極表面で重合反応が生じ、当初は無色透明
であった反応液は5分後には黒緑色へと変化した。重合
反応終了後に作用極上へのポリマーの析出等はなく重合
液は均一であった。また、作用極からの金属成分の溶出
や、オリゴマー等はほとんど検出されなかった。得られ
た重合液をスピンコート法によりガラス基板上に塗布し
100℃で乾燥させた。膜厚0.1μmの表面の平滑な
表面抵抗値2×105 Ω/□のフィルムが得られた。Example 7 2 to 30 ml of 0.5 mol / l concentration aqueous ammonia solution
-Aminoanisole-4-sulfonic acid (3.0 g) was dissolved, platinum as a working electrode and glassy carbon as a cathode were immersed in this solution, and a constant voltage of 2.5 V was applied at room temperature with stirring to electrolyze for 12 hours. Polymerization was carried out. A polymerization reaction occurred on the surface of the working electrode immediately after the start of application, and the initially colorless and transparent reaction liquid changed to black green after 5 minutes. After the completion of the polymerization reaction, there was no precipitation of the polymer on the working electrode, and the polymerization liquid was uniform. In addition, elution of metal components from the working electrode and oligomers were hardly detected. The obtained polymerization solution was applied onto a glass substrate by spin coating and dried at 100 ° C. A film having a smooth surface resistance value of 2 × 10 5 Ω / □ having a film thickness of 0.1 μm was obtained.
【0083】実施例8
0.5mol/l濃度のアンモニア水溶液30mlに2
−アミノアニソール−4−スルホン酸 3.0gを溶解
した。この溶液に作用極として白金、陰極としてグラッ
シーカーボンとした直列フロースルーセルに溶液をポン
プで循環させながら、室温にて2.0Vの定電圧を印加
して電解重合を行った。印加開始直後より作用極表面で
重合反応が生じ、無色透明であった反応液は5分後には
黒緑色へと変化した。重合反応終了後に作用極上へのポ
リマーの析出等はなく重合液は均一であった。また、作
用極からの金属成分の溶出や、オリゴマー等はほとんど
検出されなかった。得られた重合液をスピンコート法に
よりガラス基板上に塗布し80℃で乾燥させた。膜厚
0.1μmの表面の平滑な表面抵抗値5×106 Ω/□
のフィルムが得られた。Example 8 2 to 30 ml of 0.5 mol / l concentration aqueous ammonia solution
-Aminoanisole-4-sulfonic acid 3.0 g was dissolved. Electrolytic polymerization was performed by applying a constant voltage of 2.0 V at room temperature while circulating the solution through a series flow through cell in which platinum was used as a working electrode and glassy carbon was used as a cathode in the solution. A polymerization reaction occurred on the surface of the working electrode immediately after the start of application, and the reaction liquid, which was colorless and transparent, changed to black green after 5 minutes. After the completion of the polymerization reaction, there was no precipitation of the polymer on the working electrode, and the polymerization liquid was uniform. In addition, elution of metal components from the working electrode and oligomers were hardly detected. The obtained polymerization solution was applied onto a glass substrate by spin coating and dried at 80 ° C. Smooth surface resistance of the surface with a film thickness of 0.1 μm 5 × 10 6 Ω / □
A film of was obtained.
【0084】実施例9
0.5mol/l濃度のジエチルアミン水溶液20ml
に2−アミノアニソール−4−スルホン酸3.0gを溶
解し、この溶液に作用極として白金、陰極としてグラッ
シーカーボンを浸漬し、撹拌することなく室温にて2.
5Vの定電圧を印加して5時間電解重合を行った。印加
開始直後より作用極表面で重合反応が生じ、3時間後に
は黒緑色の膜状ポリマーが作用極に付着した。重合反応
終了後、作用極上のポリマーの剥離、脱落などは起こら
なかった。得られた重合液をスピンコート法によりガラ
ス基板上に塗布し100℃で乾燥させた。膜厚0.1μ
mの表面の平滑な表面抵抗値1×107 Ω/□のフィル
ムが得られた。Example 9 20 ml of 0.5 mol / l concentration of diethylamine aqueous solution
3.0 g of 2-aminoanisole-4-sulfonic acid is dissolved in 2., platinum as a working electrode and glassy carbon as a cathode are immersed in this solution, and the mixture is stirred at room temperature without stirring.
A constant voltage of 5 V was applied to carry out electrolytic polymerization for 5 hours. A polymerization reaction occurred on the surface of the working electrode immediately after the start of application, and a black-green film-like polymer adhered to the working electrode after 3 hours. After the completion of the polymerization reaction, the polymer on the working electrode did not peel off or fall off. The obtained polymerization solution was applied onto a glass substrate by spin coating and dried at 100 ° C. Film thickness 0.1μ
A film having a smooth surface resistance value of 1 × 10 7 Ω / □ was obtained.
【0085】実施例10
0.5mol/l濃度のアンモニア水溶液30mlにo
−アミノ安息香酸2.5gを溶解し、この溶液に作用極
として白金、陰極としてグラッシーカーボンを浸漬し、
撹拌することなく室温にて3.0Vの定電圧を印加して
5時間電解重合を行った。印加開始直後より作用極表面
で重合反応が生じ、3時間後には黒緑色の膜状ポリマー
が作用極に付着した。重合反応終了後、作用極上のポリ
マーの剥離、脱落などは起こらなかった。得られた重合
液をスピンコート法によりガラス基板上に塗布し100
℃で乾燥させた。膜厚0.1μmの表面の平滑な表面抵
抗値5×107 Ω/□のフィルムが得られた。Example 10 To 30 ml of an aqueous ammonia solution having a concentration of 0.5 mol / l, o
-Dissolving 2.5 g of aminobenzoic acid, immersing platinum as a working electrode and glassy carbon as a cathode in this solution,
A constant voltage of 3.0 V was applied at room temperature without stirring to carry out electrolytic polymerization for 5 hours. A polymerization reaction occurred on the surface of the working electrode immediately after the start of application, and a black-green film-like polymer adhered to the working electrode after 3 hours. After the completion of the polymerization reaction, the polymer on the working electrode did not peel off or fall off. The obtained polymerization solution is applied onto a glass substrate by spin coating to form 100
It was dried at ° C. A film having a smooth surface resistance value of 5 × 10 7 Ω / □ having a film thickness of 0.1 μm was obtained.
【0086】実施例11
0.5mol/l濃度のアンモニア水溶液30mlにo
−アミノ安息香酸2.5gを溶解した。この溶液に作用
極として白金、陰極としてグラッシーカーボンとした直
列フロースルーセルに溶液をポンプで循環させながら、
室温にて3.0Vの定電圧を印加して電解重合を行っ
た。印加開始直後より作用極表面で重合反応が生じ、無
色透明であった反応液は5分後には黒緑色へと変化し
た。重合反応終了後に作用極上へのポリマーの析出等は
なく重合液は均一であった。また、作用極からの金属成
分の溶出や、オリゴマー等はほとんど検出されなかっ
た。得られた重合液をスピンコート法によりガラス基板
上に塗布し100℃で乾燥させた。膜厚0.1μmの表
面の平滑な表面抵抗値7×106 Ω/□のフィルムが得
られた。Example 11 To 30 ml of an aqueous ammonia solution having a concentration of 0.5 mol / l, o
2.5 g of aminobenzoic acid were dissolved. While circulating the solution with a pump in a series flow through cell with platinum as a working electrode and glassy carbon as a cathode in this solution,
Electrolytic polymerization was carried out by applying a constant voltage of 3.0 V at room temperature. A polymerization reaction occurred on the surface of the working electrode immediately after the start of application, and the reaction liquid, which was colorless and transparent, changed to black green after 5 minutes. After the completion of the polymerization reaction, there was no precipitation of the polymer on the working electrode, and the polymerization liquid was uniform. In addition, elution of metal components from the working electrode and oligomers were hardly detected. The obtained polymerization solution was applied onto a glass substrate by spin coating and dried at 100 ° C. A film having a smooth surface resistance value of 7 × 10 6 Ω / □ having a film thickness of 0.1 μm was obtained.
【0087】実施例12
0.5mol/l濃度のアンモニア水溶液30mlにo
−アミノベンゼンスルホン酸3.0gを溶解した。この
溶液に作用極として白金、陰極としてグラッシーカーボ
ンとした直列フロースルーセルに溶液をポンプで循環さ
せながら、室温にて2.0Vの定電圧を印加して電解重
合を行った。印加開始直後より作用極表面で重合反応が
生じ、無色透明であった反応液は5分後には黒緑色へと
変化した。重合反応終了後に作用極上へのポリマーの析
出等はなく重合液は均一であった。また、作用極からの
金属成分の溶出や、オリゴマー等はほとんど検出されな
かった。得られた重合液をスピンコート法によりガラス
基板上に塗布し80℃で乾燥させた。膜厚0.1μmの
表面の平滑な表面抵抗値7×106 Ω/□のフィルムが
得られた。Example 12 Into 30 ml of an aqueous ammonia solution having a concentration of 0.5 mol / l, o
-3.0 g of aminobenzenesulfonic acid was dissolved. Electrolytic polymerization was performed by applying a constant voltage of 2.0 V at room temperature while circulating the solution through a series flow through cell in which platinum was used as a working electrode and glassy carbon was used as a cathode in the solution. A polymerization reaction occurred on the surface of the working electrode immediately after the start of application, and the reaction liquid, which was colorless and transparent, changed to black green after 5 minutes. After the completion of the polymerization reaction, there was no precipitation of the polymer on the working electrode, and the polymerization liquid was uniform. In addition, elution of metal components from the working electrode and oligomers were hardly detected. The obtained polymerization solution was applied onto a glass substrate by spin coating and dried at 80 ° C. A film having a smooth surface resistance value of 7 × 10 6 Ω / □ having a film thickness of 0.1 μm was obtained.
【0088】実施例13
0.5mol/l濃度のピリジン水溶液20mlにチオ
フェン−3−スルホン酸1.0gを溶解し、この溶液に
作用極として白金、陰極としてグラッシーカーボンを浸
漬し、撹拌することなく室温にて2.0Vの定電圧を印
加して5時間電解重合を行った。印加開始直後より作用
極表面で重合反応が生じ、3時間後には黒緑色の膜状ポ
リマーが作用極に付着した。重合反応終了後、作用極上
のポリマーの剥離、脱落などは起こらなかった。得られ
た重合液をスピンコート法によりガラス基板上に塗布し
100℃で乾燥させた。膜厚0.1μmの表面の平滑な
表面抵抗値1×105 Ω/□のフィルムが得られた。Example 13 1.0 g of thiophene-3-sulfonic acid was dissolved in 20 ml of an aqueous pyridine solution having a concentration of 0.5 mol / l. Platinum as a working electrode and glassy carbon as a cathode were immersed in this solution without stirring. A constant voltage of 2.0 V was applied at room temperature to carry out electrolytic polymerization for 5 hours. A polymerization reaction occurred on the surface of the working electrode immediately after the start of application, and a black-green film-like polymer adhered to the working electrode after 3 hours. After the completion of the polymerization reaction, the polymer on the working electrode did not peel off or fall off. The obtained polymerization solution was applied onto a glass substrate by spin coating and dried at 100 ° C. A film having a smooth surface resistance value of 1 × 10 5 Ω / □ having a film thickness of 0.1 μm was obtained.
【0089】実施例14
0.5mol/l濃度のピリジン水溶液20mlにチオ
フェン−3−スルホン酸1.0gを溶解した。この溶液
に作用極として白金、陰極としてグラッシーカーボンと
した直列フロースルーセルに溶液をポンプで循環させな
がら、室温にて2.0Vの定電圧を印加して電解重合を
行った。印加開始直後より作用極表面で重合反応が生
じ、無色透明であった反応液は5分後には黒緑色へと変
化した。重合反応終了後に作用極上へのポリマーの析出
等はなく重合液は均一であった。また、作用極からの金
属成分の溶出や、オリゴマー等はほとんど検出されなか
った。得られた重合液をスピンコート法によりガラス基
板上に塗布し100℃で乾燥させた。膜厚0.1μmの
表面の平滑な表面抵抗値7×105 Ω/□のフィルムが
得られた。Example 14 1.0 g of thiophene-3-sulfonic acid was dissolved in 20 ml of a 0.5 mol / l aqueous pyridine solution. Electrolytic polymerization was performed by applying a constant voltage of 2.0 V at room temperature while circulating the solution through a series flow through cell in which platinum was used as a working electrode and glassy carbon was used as a cathode in the solution. A polymerization reaction occurred on the surface of the working electrode immediately after the start of application, and the reaction liquid, which was colorless and transparent, changed to black green after 5 minutes. After the completion of the polymerization reaction, there was no precipitation of the polymer on the working electrode, and the polymerization liquid was uniform. In addition, elution of metal components from the working electrode and oligomers were hardly detected. The obtained polymerization solution was applied onto a glass substrate by spin coating and dried at 100 ° C. A film having a smooth surface resistance value of 7 × 10 5 Ω / □ having a film thickness of 0.1 μm was obtained.
【0090】比較例1
日本化学会第64秋季年会講演予稿集II、706(19
92)記載の方法により2−アミノベンゼンスルホン酸
を電解重合にて合成した。得られた重合液をスピンコー
ト法によりガラス基板上に塗布し80℃で乾燥させた。
しかし、重合溶液中に硫酸を含んでいるため、塗布性が
悪く、膜は得られなかった。Comparative Example 1 Proceedings of the 64th Annual Meeting of the Chemical Society of Japan, II, 706 (19)
92) 2-aminobenzenesulfonic acid was synthesized by electrolytic polymerization. The obtained polymerization solution was applied onto a glass substrate by spin coating and dried at 80 ° C.
However, since the polymerization solution contained sulfuric acid, the coatability was poor and a film could not be obtained.
【0091】比較例2
可溶性アニリン系可溶性導電ポリマーとして、特開平7
−324132号公報の実施例1記載の方法にて2−ア
ミノベンゼンスルホン酸を化学重合にて合成した。得ら
れた重合液をスピンコート法によりガラス基板上に塗布
し80℃で乾燥させた。このものの表面抵抗値は1×1
07 Ω/□であった。しかし、重合液中には多量の硫酸
塩を含んでいたため、平滑な膜は得られなかった。ま
た、記載の方法により分離を行ったが、濾過性が悪く操
作は非常に煩雑であった。Comparative Example 2 As a soluble aniline-based soluble conductive polymer, Japanese Patent Laid-Open No.
2-aminobenzenesulfonic acid was synthesized by chemical polymerization by the method described in Example 1 of JP-A-324132. The obtained polymerization solution was applied onto a glass substrate by spin coating and dried at 80 ° C. The surface resistance of this product is 1 x 1
It was 0 7 Ω / □. However, since the polymerization solution contained a large amount of sulfate, a smooth film could not be obtained. Moreover, although the separation was carried out by the described method, the filterability was poor and the operation was very complicated.
【0092】[0092]
【効果】本発明によれば、従来の化学酸化重合では得ら
れない高い導電性および溶解性を有し、且つ高分子量の
可溶性導電ポリマーを製造することができた。また、モ
ノマーおよびポリマーは電解質として働くため、通常の
電解酸化重合で必須な電解質が不必要であり、電解質と
可溶性導電ポリマーを分離する操作を省略することがで
きる。従って、重合液をそのままコーティング剤等の製
品として使用できるため、工業的に好都合である。更
に、重合したポリマーが反応液に可溶であるため、連続
電解重合システムが適用でき、工業的大量生産を可能に
した。[Effect] According to the present invention, it is possible to produce a high-molecular-weight soluble conductive polymer having high conductivity and solubility which cannot be obtained by conventional chemical oxidative polymerization. Further, since the monomer and the polymer act as an electrolyte, the electrolyte essential for ordinary electrolytic oxidative polymerization is unnecessary, and the operation of separating the electrolyte and the soluble conductive polymer can be omitted. Therefore, the polymerization liquid can be directly used as a product such as a coating agent, which is industrially convenient. Furthermore, since the polymerized polymer is soluble in the reaction solution, a continuous electrolytic polymerization system can be applied, enabling industrial mass production.
【図1】実施例1におけポリマーのIRチャートであ
る。1 is an IR chart of a polymer in Example 1. FIG.
【図2】実施例1におけるポリマーのGPCチャートで
ある。FIG. 2 is a GPC chart of the polymer in Example 1.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−238150(JP,A) 特開 平8−59830(JP,A) 特表 平1−500835(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 73/00 - 73/26 C08G 61/00 - 61/12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-7-238150 (JP, A) JP-A-8-59830 (JP, A) Special Table 1-500835 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) C08G 73/00-73/26 C08G 61/00-61/12
Claims (7)
ル、酸性基置換チオフェン、酸性基置換フラン、酸性基
置換セレノフェン、酸性基置換テルロフェン、酸性基置
換イソチアナフテン、酸性基置換イソベンゾフラン、酸
性基置換イソインドリン、酸性基置換イソベンゾセレノ
フェン、酸性基置換イソベンゾテルロフェン、これらの
金属塩、アンモニウム塩および置換アンモニウム塩より
なる群から選ばれた少なくとも一種の化合物(イ)を、
塩基性化合物(ロ)を含む溶液中で電解重合させること
を特徴とする酸性基を有する可溶性導電ポリマーの製造
方法。1. An acid group-substituted aniline, acid group-substituted pyrrole, acid group-substituted thiophene, acid group-substituted furan, acid group-substituted selenophene, acid group-substituted tellurophene, acid group-substituted isothianaphthene, acid group-substituted isobenzofuran, acid group At least one compound (a) selected from the group consisting of substituted isoindoline, acidic group-substituted isobenzoselenophene, acidic group-substituted isobenzotellurophene, metal salts thereof, ammonium salt and substituted ammonium salt,
A method for producing a soluble conductive polymer having an acidic group, which comprises electrolytically polymerizing in a solution containing a basic compound (b).
み合わせで結合した連続セルを用いて、連続的に行うこ
とを特徴とする請求項1記載の酸性基を有する可溶性導
電ポリマーの製造方法。2. The method for producing a soluble conductive polymer having an acidic group according to claim 1, wherein the electropolymerization is continuously carried out by using continuous cells connected in series, parallel, or a combination thereof.
(1) 【化1】 (式中、R1 ,R2 ,R3 ,R4 およびR5 は、水素、
炭素数1〜24の直鎖または分岐のアルキル基、炭素数
1〜24の直鎖または分岐のアルコシキ基、酸性基、水
酸基、ニトロ基およびハロゲン基よりなる群から選ばれ
た置換基であり、その少なくとも一つは酸性基を示す。
また、ここで酸性基とはスルホン酸基またはカルボン酸
基を示す。)で示される酸性基置換アニリン、あるいは
前記酸性基置換ピロール、酸性基置換チオフェン、酸性
基置換フラン、酸性基置換セレノフェン、酸性基置換テ
ルロフェン、酸性基置換イソチアナフテン、酸性基置換
イソベンゾフラン、酸性基置換イソインドリン、酸性基
置換イソベンゾセレノフェン、酸性基置換イソベンゾテ
ルロフェンが、一般式(2)または一般式(3) 【化2】 【化3】 (式中、Zは、NH、S、O、Se、Teのいずれかで
あり、R'1,R'2,R'3およびR'4は、水素、炭素数1
〜24の直鎖または分岐のアルキル基、炭素数1〜24
の直鎖または分岐のアルコキシ基、酸性基、水酸基、ニ
トロ基およびハロゲン基よりなる群から選ばれた置換基
であり、その少なくとも一つは酸性基を示す。また、こ
こで酸性基とはスルホン酸基またはカルボン酸基を示
す。)で示される酸性基置換ピロール、酸性基置換チオ
フェン、酸性基置換フラン、酸性基置換セレノフェン、
酸性基置換テルロフェン、酸性基置換イソチアナフテ
ン、酸性基置換イソベンゾフラン、酸性基置換イソイン
ドリン、酸性基置換イソベンゾセレノフェン、酸性基置
換イソベンゾテルロフェンである請求項1または請求項
2記載の酸性基を有する可溶性導電ポリマーの製造方
法。3. The acidic group-substituted aniline has the general formula (1): (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are hydrogen,
It is a substituent selected from the group consisting of a linear or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, a linear or branched alkoxy group having 1 to 24 carbon atoms, an acidic group, a hydroxyl group, a nitro group and a halogen group, At least one of them represents an acidic group.
Moreover, an acidic group here shows a sulfonic acid group or a carboxylic acid group. ) Acidic group-substituted aniline, or the acidic group-substituted pyrrole, acidic group-substituted thiophene, acidic group-substituted furan, acidic group-substituted selenophene, acidic group-substituted tellurophene, acidic group-substituted isothianaphthene, acidic group-substituted isobenzofuran, acidic The group-substituted isoindoline, the acid group-substituted isobenzoselenophene, and the acid group-substituted isobenzotellurophene are represented by the general formula (2) or the general formula (3): [Chemical 3] (In the formula, Z is any one of NH, S, O, Se, and Te, and R ′ 1 , R ′ 2 , R ′ 3 and R ′ 4 are hydrogen and 1 carbon atoms.
~ 24 linear or branched alkyl group, 1 to 24 carbon atoms
Is a substituent selected from the group consisting of a linear or branched alkoxy group, an acidic group, a hydroxyl group, a nitro group and a halogen group, at least one of which is an acidic group. Moreover, an acidic group here shows a sulfonic acid group or a carboxylic acid group. ) Acidic group-substituted pyrrole, acidic group-substituted thiophene, acidic group-substituted furan, acidic group-substituted selenophene,
The acidic group-substituted tellurophene, the acidic group-substituted isothianaphthene, the acidic group-substituted isobenzofuran, the acidic group-substituted isoindoline, the acidic group-substituted isobenzoselenophene, and the acidic group-substituted isobenzotellurophene. A method for producing a soluble conductive polymer having an acidic group.
ル、酸性基置換チオフェン、酸性基置換フラン、酸性基
置換セレノフェン、酸性基置換テルロフェン、酸性基置
換イソチアナフテン、酸性基置換イソベンゾフラン、酸
性基置換イソインドリン、酸性基置換イソベンゾセレノ
フェン、酸性基置換イソベンゾテルロフェン、これらの
金属塩、アンモニウム塩および置換アンモニウム塩より
なる群から選ばれた少なくとも一種の化合物(イ)と、
アニリン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン誘導体、
フラン誘導体、セレノフェン誘導体、テルロフェン誘導
体、イソチアナフテン誘導体、イソベンゾフラン誘導
体、イソインドリン誘導体、イソベンゾセレノフェン誘
導体およびイソベンゾテルロフェン誘導体よりなる群か
ら選ばれた少なくとも一種の化合物(ハ)を、塩基性化
合物(ロ)を含む溶液中で電解重合させることを特徴と
する酸性基を有する可溶性導電ポリマーの製造方法。4. An acidic group-substituted aniline, an acidic group-substituted pyrrole, an acidic group-substituted thiophene, an acidic group-substituted furan, an acidic group-substituted selenophene, an acidic group-substituted tellurophene, an acidic group-substituted isothianaphthene, an acidic group-substituted isobenzofuran, an acidic group. At least one compound (a) selected from the group consisting of substituted isoindoline, acidic group-substituted isobenzoselenophene, acidic group-substituted isobenzotellurophene, metal salts thereof, ammonium salts and substituted ammonium salts,
Aniline derivative, pyrrole derivative, thiophene derivative,
At least one compound (c) selected from the group consisting of furan derivatives, selenophene derivatives, tellurophene derivatives, isothianaphthene derivatives, isobenzofuran derivatives, isoindoline derivatives, isobenzoselenophene derivatives and isobenzotellophene derivatives is used as a base. A method for producing a soluble conductive polymer having an acidic group, which comprises electrolytically polymerizing in a solution containing a polymerizable compound (b).
み合わせで結合した連続セルを用いて、連続的に行うこ
とを特徴とする請求項4記載の酸性基を有する可溶性導
電ポリマーの製造方法。5. The method for producing a soluble conductive polymer having an acidic group according to claim 4, wherein the electropolymerization is continuously carried out by using continuous cells connected in series, parallel, or a combination thereof.
炭素数1〜24の直鎖または分岐のアルキル基、炭素数
1〜24の直鎖または分岐のアルコキシ基、水酸基、ニ
トロ基およびハロゲン基よりなる群から選ばれた置換基
を示す。)で示されるアニリン誘導体、あるいは前記ピ
ロール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体、セレ
ノフェン誘導体、テルロフェン誘導体、イソチアナフテ
ン誘導体、イソベンゾフラン誘導体、イソインドリン誘
導体、イソベンゾセレノフェン誘導体、イソベンゾテル
ロフェン誘導体が、一般式(5)または一般式(6) 【化5】 【化6】 (式中、Zは、NH、S、O、Se、Teのいずれかで
あり、R'6,R'7,R'8およびR'9は、水素、炭素数1
〜24の直鎖または分岐のアルキル基、炭素数1〜24
の直鎖または分岐のアルコキシ基、水酸基、ニトロ基お
よびハロゲン基よりなる群から選ばれた置換基を示
す。)で示されるピロール誘導体、チオフェン誘導体、
フラン誘導体、セレノフェン誘導体、テルロフェン誘導
体、イソチアナフテン誘導体、イソベンゾフラン誘導
体、イソインドリン誘導体、イソベンゾセレノフェン誘
導体、イソベンゾテルロフェン誘導体である請求項4ま
たは請求項5記載の酸性基を有する可溶性導電ポリマー
の製造方法。6. The aniline derivative has the general formula (4): (In the formula, R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are hydrogen,
A substituent selected from the group consisting of a linear or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, a linear or branched alkoxy group having 1 to 24 carbon atoms, a hydroxyl group, a nitro group and a halogen group is shown. ) Or an aniline derivative represented by the above, or a pyrrole derivative, a thiophene derivative, a furan derivative, a selenophene derivative, a tellurophene derivative, an isothianaphthene derivative, an isobenzofuran derivative, an isoindoline derivative, an isobenzoselenophene derivative, an isobenzotellophene derivative, General formula (5) or general formula (6) [Chemical 6] (In the formula, Z is any one of NH, S, O, Se, and Te, and R ′ 6 , R ′ 7 , R ′ 8 and R ′ 9 are hydrogen and C 1
~ 24 linear or branched alkyl group, 1 to 24 carbon atoms
Represents a substituent selected from the group consisting of a linear or branched alkoxy group, a hydroxyl group, a nitro group and a halogen group. ) Pyrrole derivative, thiophene derivative,
Furan derivative, selenophene derivative, tellurophene derivative, isothianaphthene derivative, isobenzofuran derivative, isoindoline derivative, isobenzoselenophene derivative, isobenzotellophene derivative, soluble conductivity having an acidic group according to claim 4 or claim 5. Method for producing polymer.
の割合(モル)が、(イ):(ハ)=100:0〜3
0:70の範囲である請求項4または請求項5記載の酸
性基を有する可溶性導電ポリマーの製造方法。7. The ratio (mol) of the compound (a) to the compound (c) is (a) :( c) = 100: 0-3.
The method for producing a soluble conductive polymer having an acidic group according to claim 4 or claim 5, wherein the range is 0:70.
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