JPH01101314A - ポリアセチレンの製造方法 - Google Patents

ポリアセチレンの製造方法

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JPH01101314A
JPH01101314A JP26029387A JP26029387A JPH01101314A JP H01101314 A JPH01101314 A JP H01101314A JP 26029387 A JP26029387 A JP 26029387A JP 26029387 A JP26029387 A JP 26029387A JP H01101314 A JPH01101314 A JP H01101314A
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Kazufumi Ogawa
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気材料に間するものである。更に詳しくは
、導電性や非線形光学効果を示すポリアセチレン結合を
有する有機物質に間するものである。
従来の技術 アセチレン誘導体のポリマは、パイ電子共役系を持つ一
次元の主鎖を分子内に保有していることで、導電性や非
線形光学効果を持つことから光、電子機能材料として広
く研究されている。
また、ポリアセチレンの製造方法としては、チグラーナ
ッタ触媒を用いた白州らの重合方法がよく知られている
一方、疎水性基と親水性基を持つ両親媒性のアセチレン
誘導体を用いれば、水面上で単分子膜を形成でき、さら
にラングミュア・プロジェット(LB)法により累積膜
を形成することが出来ることがよく知られている。
LB法は、近年分子そのものに機能を持たせた゛分子デ
バイス開発において、構築手段の一つとして有望前され
ている方法である。LB法によれば、数十オングストロ
ームオーダのアセチレン誘導体の単分子膜を作成でき、
さらにその累積膜も容易に得ることが出来る。
発明が解決しようとした問題点 ところが、現在知られているポリアセチレン誘導体は、
酸素を含む雰囲気中では、熱や圧力あるいは紫外線など
にたいして不安定であるため、安定化させる研究が進め
られている。
しかしながら、未だにアセチレン誘導体ポリマを安定化
する方法は見いだされていない。
問題点を解決するための手段 本発明では、有機溶媒に溶解させたアセチレン基を含む
脂肪酸系の物質を水面上に展開し前記有機溶媒を蒸発さ
せた後、水面上に残った前記アセチレン基を含む物質の
分子を水面上で水面方向にバリヤでかき集め、所定の表
面圧を加えながら水面上の単分子膜即ちラングミュア(
L)膜の状態で、X線、電子線またはガンマ線等の放射
線を用いて重合したり、或はアセチレン誘導体のLB膜
をある一定の表面圧の基で所定の基板上に累積した後、
前述のような放射線を用いて重合させると#素を含む雰
囲気中でも安定なポリアセチレンが形成されることを発
見した。
即ち、一定の表面圧の基で圧縮しながらアセチレン誘導
体の分子を放射線重合することにより、兵役系が連続し
た直鎖状で超高分子量(超共役高分子)のポリアセチレ
ンを作れることを見いだした。
さらにまた、前記り膜を放射線重合する際や、LB膜の
累積時に面方向に直流バイアスを印加しておくと、より
共役系の長いポリアセチレンが作れることを見いだした
作用 即ち、ある一定の表面圧の基で所定の基板上に累積した
アセチレン誘導体のI、 B膜や水面上に展開したアセ
チレン誘導体のし膜にある一定の表面圧を加えなからX
wAや電子線あるいはガンマ線などを用いて放射線重合
を行うことにより、重合時の分子面積の縮小を補って、
共役系が連続した直鎖状の超高分子量のポリアセチレン
を作ることができる。即ち、単分子状態で並んだアセチ
レン誘導体分子を常に一定圧力で圧縮しておくことによ
り、アセチレン誘導体モノマの放射線重合反応が連続的
に続く条件を保つことができ、重合時の分子収縮で生じ
る間隙を埋めて共役系が連続した直鎖状の超高分子量の
ポリアセチレンを作ることができる。
また、アセチレン誘導体分子を水面上で面方向にバリヤ
でかき集めたり、放射線重合を行う際、面方向に直流バ
イアスを印加しておくと、更にモノマ分子の配向性がよ
くなり、より共役系が長いポリアセチレンを作ることが
可能となる。
以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
実施例 使用したサンプルは、数々あるが、アセチレン誘導体の
一種であるオメガトリコシノイック酸(+J−tric
ocynoic  Ac1d(TCA);Cf(:i:
C−(CH2)21!  C00H)(D場合を用いて
説明する。
L膜の放射線重合およびLB膜の累積には、ジョイスレ
ーベル社のトラフIV (Joice−Loebl  
Trough  IV)を用い、500nm以下の光を
カットしたイエローyt、照明のクラス100のクリー
ンルーム内で行った。このときクリーンルーム内は、室
温23±1℃、湿度40±5%に調節されている。しB
膜の累積は25層行ったが、すべてY型であった。LB
膜の累積に使用した基板は、直径3インチの酸化膜を形
成したSi基板である。放射線重合反応に使用した線源
はX線及び電子線である。また、水面上でのし膜及びL
B膜の重合を確認するためFTIRスペクトルを、測定
した。
まず、分子密度あるいは分子配向性の違を確認するため
、水相の塩濃度およびpHを変えてTCA−L膜の表面
圧分子占有面積特性(π−八へ−ブ)を測定した。第1
油に代表的な2つの水槽条件でのπ−Aカーブを示す。
次に、第1図の代表的なAおよびB点で累積したTCA
・■、B膜のX線に対する反応性を調べた。
A点及びB点で累積したTCA−LB膜にそれぞれX線
照射したもののエタノール溶媒浸漬後の残膜率(ガンマ
特性)は、第2図に示すような変化を示し、何れも10
0〜200mJ/cm2で溶媒不溶性となった。さらに
化学的な解析を行うためFTIRスペクトルを測定した
。第3図、第4図はそれぞれA点とB点で累積したTC
A−LB膜のX*暇射に伴うFTIRスペクトルの変化
を示す。第3および第4図に示すように、いずれもX線
照射にともなって3300cm”(三〇Hの吸収)の吸
収が減少して、新たに1850cm−’(C≡Cの吸収
)の吸収が増加していることおよびTCA−LB膜が溶
媒不溶性となることより(−CH≡CH−)。結合を持
つポリアセチレンが生成されたことが判る。即ち第5図
(a)に示すような分子配列状態からから第5図(b)
に示すような反応、即ちポリアセチレンが製造されたこ
とが明かとなった。
ざらに第6図は、第1図のA点及びB点で累積したTC
A−LB膜のX&I照射に伴う3300cm−1(ミC
Hの吸収)における赤外吸収強度の変化を示す。A点及
びB点で累積したものいずれもX線照射にともなって3
300cm”の吸収が減少しているが、B点で累積した
TCA−LB膜の方が反応性が高い。 従って、TCA
−LB膜を用いてポリアセチレンを製造する場合、累積
時のTCA分子の分子配向性及び分子密度が重要なこと
が明かとなった。
一方、第1図のA点及びB点の条件のTCA・L膜に直
接X線をlOO〜200mJ/Cm2程度照射すると、
やはり重合が進みエタノール溶媒に不溶性となることも
確認された。
以上の結果より、X線重合の方法では、TCA・L膜お
よびTCA−LBI’!は第5図に示すような放射線重
合過程を経てポリアセチレンを生成することが確認され
た。
一方、エネルギーが高い電子線(ガンマ線も同じ効果が
ある)を用いてTCA−L膜やTCA・L B膜に照射
を行うと、やはり同様にTCA −LB膜は溶媒不溶性
となることが確認された。
なお、この様にして製造されたポリアセチレンは、従来
触媒法で製造されていたポリアセチレン誘導体に比べ、
酸素を含む雰@気中でも、熱や圧力あるいは紫外線など
にたいして著しく安定であった。
また、ジアセチレン誘導体分子を水面上で面方向にバリ
ヤでかき集めたり、放射線重合を行う際、面方向に数十
ボルトの直流バイアスを印加しておくと更にモノマ分子
の配向性がよくなり、より共役系が長いポリアセチレン
を作ることも可能なことが確認された。
以との、実施例では、TCA・[、B膜およびTCA−
L膜についてのみ示したが、分子内にアセチレン<C≡
C>基を含みLB膜形成が可能なものであれば、累積条
件は異なっても同様の方法が利用出来ることは明らかで
あろう。また、末端のカルボン酸の代わりに、−5iC
13のような水に対して活性な基を付加させておけばL
B膜形成法の代わりに化学吸着法の使用が可能なことは
いうまでもない。
発明の効果 本発明の方法を用いることにより、導電性や非線形光学
効果の非常に優れ安定なポリアセチレンのポリマを高能
率に製造できる。なお、この方法によると、理論的には
共役系が連続して数mm或は数cm以上の長さを持つ直
鎖状の超高分子量のポリアセチレンの製造も可能である
ため、非線形光学効果を利用したデバイスの製作には極
めて有効である。また、今後さらに原料となるジアセチ
レン誘導体モノマの種類や製造条件を適正化することに
より、共役系が連続して数十cm或は数m以上の長さを
持つ直鎖状で超高分子量の安定なポリアセチレンの製造
も可能になると思われるため、この方法で冷却を必要と
しない有機超電導物質の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は代表的な2つの水槽条件におけるTCA−L膜
のπ−Aカーブを示す図、第2図はX線照射に伴うTC
A−LB膜のガンマ特性図、第3図及び第4図はTCA
−LB膜のX線照射に伴うFTIRスペクトル変化を示
す図、第5図はTCA−LB膜の放射線重合過程の概念
図、第6図は3300cm−1における’rCA−LB
膜のX線照射に伴う赤外吸収強度変化を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第1図 10   .20   304050   0面 檀 
(47分子〕 第2図 霧光t(my/−C7nす 第3図 3!iDO30001500層oo  to。 遺  歌 (cm−リ 第4図 5soo  5ooo   tsoo   rooo 
 ωO遺   伏 (CIll−リ 第5図 ABS / Al5o (”/−)        8
己 6        ロ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)有機溶媒に溶解させたアセチレン(C≡C)基を
    含む物質を水面上に展開し前記有機溶媒を蒸発させた後
    、前記水面上に残った前記アセチレン基を含む物質の分
    子を前記水面上で水面方向にバリヤでかき集め、所定の
    表面圧を加えながらX線、電子線またはガンマ線等の放
    射線を用いてを照射して重合させることを特徴としたポ
    リアセチレンの製造方法。
  2. (2)所定の表面圧を加えると同時に水面と平行する方
    向に直流電界を印加しながら光を照射して重合させるこ
    とを特徴とした特許請求の範囲第1項記載のポリアセチ
    レンの製造方法。
  3. (3)水の中に無機塩が含まれていることを特徴とした
    特許請求の範囲第1項または第2項記載のポリアセチレ
    ンの製造方法。
  4. (4)アセチレン基を含む物質がトリコシノイック酸で
    あることを特徴とした特許請求の範囲第1項記載のポリ
    アセチレンの製造方法。
  5. (5)有機溶媒に溶解させたアセチレン基を含む物質を
    水面上に展開し前記有機溶媒を蒸発させた後、水面上に
    残った前記アセチレン基を含む物質の分子を水面上で水
    面方向にバリヤでかき集め、所定の表面圧を加えながら
    所定の基板上に累積し、前記基板上に累積されたアセチ
    レン基を含む薄膜をX線、電子線またはガンマ線等の放
    射線を用いてを照射して重合させることを特徴としたポ
    リアセチレンの製造方法。
  6. (6)所定の表面圧を加えながら所定の基板上に累積す
    る工程において所定の表面圧を加えると同時に水面と平
    行する方向に直流電界を印加しながら累積することを特
    徴とした特許請求の範囲第5項記載のポリアセチレンの
    製造方法。
  7. (7)水の中に無機塩が含まれていることを特徴とした
    特許請求の範囲第5項または第6項記載のポリアセチレ
    ンの製造方法。
  8. (8)アセチレン基を含む物質がトリコシノイック酸で
    あることを特徴とした特許請求の範囲第5項記載のポリ
    アセチレンの製造方法。
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JPS6474205A (en) * 1987-09-14 1989-03-20 Agency Ind Science Techn Polyethynylacetylene derivative

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