JPH02255717A - チオフェン系共重合体及びその製造方法 - Google Patents

チオフェン系共重合体及びその製造方法

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JPH02255717A
JPH02255717A JP7750689A JP7750689A JPH02255717A JP H02255717 A JPH02255717 A JP H02255717A JP 7750689 A JP7750689 A JP 7750689A JP 7750689 A JP7750689 A JP 7750689A JP H02255717 A JPH02255717 A JP H02255717A
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JP
Japan
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copolymer
methylthiophene
dodecylthiophene
electrolytically
repeating unit
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JP7750689A
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Inventor
Masaaki Sato
正昭 佐藤
Aizo Yamauchi
山内 愛造
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

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 本発明は新規なチオフェン系重合体及びその製造方法に
関するものである。さらに詳しく言えば、本発明は、有
機導電性材料の素材や各種用途の高分子素材として有用
な、高電導度を有し、かつ、溶剤に可溶で良好な成形性
を有する高重合度の新規なチオフェン系共重合体、及び
このものを電気化学的方法によって容易に製造する方法
に関するものである。
従来の技術 これまで、チオフェン系重合体としては、チオフェンや
3−メチルチオフェンを電解重合させ、次いで電解還元
して得られたポIJ−(2,5−チェニレン)やポリ−
(2,5−(3−メチルチェニレン)〕が知られている
が、これらの重合体は各種溶媒に不溶で、かつ不融であ
るため成形が極めて困難であって、高分子素材としての
実用的価値は少ない。
また、チオフェン3位に長鎖アルキル基(炭素数が6〜
12のもの)−を有する3−長鎖アルキルチオフェンを
電解重合させ、次いで電解還元して得られたポリ−(2
,5−(3−長鎖アルキルチェニレン)〕のホモ重合体
が知られている〔「ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサ
イエテイー・ケミカル・コミsQケージw ン(J、 
Chem、Soc、、  Chem。
(On+a+un、、)  J第837〜874ページ
(1986年)〕。
これらの〕ポリー2.5− (3−長鎖アルキルチェニ
レン)〕は、有機溶媒に可溶であるが、延伸等の処置を
行わない限り、ドーピングされた状態の電気伝導度は1
00s/c+m以下と低く、有機導電材料の素材や、各
種電気・電子的機能用途の素材として実用的でない。
ところで、近年、電気・電子産業にふける著しい技術発
展に伴い、新しい優れた電気・電子的機能を有するもの
が求められており、高分子化学の分野においても各種の
電気・電子特性を有する材料が見出され、すでに多くの
ものが実用化されているが、より一層優れた電気・電子
特性を有する有機導電性材料の開発が望まれている。
本発明の目的は、このような事情のもとで、有機導電性
材料の素材や各種電気・電子的機能用途の高分子素材と
して有用な、高電導度を有しかつ溶第に可溶で良好な成
形性を有する高重合度の新規なチオフェン系共重合体を
提供することにある。
課題を解決するための手段 本発明者らは、前期のような望ましい特性を有する新規
な有機導電性材料を開発するために鋭意研究を重ねた結
果、3−n−ドデシルチオフェンと3−メチルチオフェ
ンを電解重合し、次いで電解還元して得られる共重合体
により、その目的を達成しうろことを見出し、この知見
に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、−最大 で表わされる繰返し単位(A)および −最大 で表わされる繰返し単位[B]がランダムかつ直鎖状に
配列されるとともに、繰返し単位(B)の含有割合が3
4〜65モル%である重量平均分子量60、000〜1
00.000の3−n−ドデシルチオフェン−3−メチ
ルチオフェン共重合体を提供するものである。
本発明の共重合体は、例えば支持電解質を含有する溶媒
中において、3−n−ドデシルチオフェンと3−メチル
チオフェンを電解重合し、次いで電解還元することによ
って、好適に製造することができる。
本発明の共重合体は、文献未載の新規なものであって6
0.000〜IO0,000の重量平均分子量を有し、
かつ、塩化メチレン、クロロホルム、ベンゼン、トルエ
ン、ヘキサン、テトラヒドロナフタレンなどの溶剤に可
溶である。また、本発明の共重リン酸イオン、ヘキサフ
ルオロヒ素酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、過
塩素酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオンな
どの陰イオンがドーピングされた状態では、実用化され
るのに十分高い電気伝導度(120〜24O3/ ca
+ )を有する導電体となる。
本発明において、電解重合に用いる2種類の単量体の中
で、長鎖アルキルチオフェンである3−n−ドデシルチ
オフェンを3−n−ブチルチオフェン、3−へキシルチ
オフェン、3−n−オクチルチオフェン、3−n−デシ
ルチオフェンのいずれか1種類を用い、3−メチルチオ
フェンとの共重合によって得られた共重合体は、その溶
解性が著しく小さくなってしまう。
本発明における支持電解質については、特に制限はなく
、通常の電解重合に慣用されているものを用いることが
できるが、陰イオンがドーピングされ、優れた電気伝導
度を有する重合体を所望する場合は、ヘキサフルオロリ
ン酸イオン、ヘキサフルオロヒ素酸イオン、テトラフル
オロホウ酸イオン、過塩素酸イオン、トリフルオロメタ
ンスルホン酸イオンなどを含む塩を用いることが好まし
い。
本発明において電解重合に用いられる電極としては、例
えば金、白金などの貴金属やニッケル、炭素から成るも
の、あるいは酸化第二インジウム、酸化第二スズなどを
ガラス表面に蒸着したガラス電極などが挙げられ、また
、陰掻にはこれらの外にアルミニウムや水銀から成るも
のも用いることができる。
111重合は、ニトロベンゼン、ベンゾニトリル、炭酸
プロピレンなどの溶媒中に、支持電解質を0.01〜0
.2モル/1の濃度になるように、また単量体として3
−ドデシルチオフェンと3−メチルチオフェンを4:1
〜1.5:1の混合比で、合わせた濃度が0.15〜0
.35モル/lになるように溶解して成る電解液中に右
いて、好ましく、は窒素やアルゴンなどの不活性雰囲蒐
下、定電流電解、定電位電解、定電圧電解などの方法に
従って行われる。
□1.よ、□洒1う□ゎ、□。0□ が所望の厚みになるように適宜選ばれる。
このようにして得られた共重合体には、使用した支持電
解質中の陰イオンがドーピングされており、したがって
、支持電解質として、前記陰イオンを含む塩を用いるこ
とにより、優れた電気伝導度を有する実用的価値の高い
導電性共重合体組成物を得ることができる。このものは
テトラヒドロナフタレンやトルエンなどの溶剤に可溶で
あって、成形性が良好である。
本発明方法においては、このような電解重合を行ったの
ち、さらに電解還元処理を行う。この電解還元処理によ
り、前記の陰イオンがドーピングされた共重合体組成物
から該陰イオンが脱離し、前記一般式(I)で表わされ
る繰返し単位(A)、および前記一般式(n)で表わさ
れる繰返し単位CB)がランダムかつ直鎮状に配列され
るとともに、繰返し単位CB)の含育割合が34〜65
モル%である重量平均分子量60.000〜100.0
00の3−n−ドデシルチオフェン−3−メチルチオフ
ェン共重合体が得られる。
この共重合体は塩化メチレン、クロロホルム、ベンゼン
、トルエン、テトラしドロナフタレンなどの溶媒に可溶
であって、容易に成形することができる。このものは、
赤外吸収スペクトルに右いて820 cm−’波長域に
吸収が認められ、2.3.5−)す置換チオフェン環を
有することが確認された。ま単位CB)の割合が決定さ
れた。また、共重合体の重り′0ロホルム溶液の’)l
 −N)JHによっても、その(BEの割合は確認され
た。なお、重量平均分子量はクロロホルムを使用したG
PCによって求められた。
この共重合体の可視スペクトルは、1本のπ−π′遷移
に基づく吸収しか観測されず、電子構造が均一であると
考えられることから、この共重合体はランダム共重合体
であることがわかった。
電極の極性を反転して、電流を流すことにより、容易に
行うことができる。
発明の効果 本発明のチオフェン系共重合体は、溶剤に可溶で良好な
成形性を有し、かつドーピングされたものが優れた電気
伝導性を有する新規な高重合度のものであうで、有機導
電性材料の素材や各種電気・電子的機能用途の高分子素
材として有用である。
実施例 次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
参考例1 3−n−ドデシルチオフェン0゜404 g (1,6
ミリモル)と3−メチルチオフェン0.039 g (
0,4ミリモル)を10rR1のニトロベンゼンに溶解
し、これに支持電解質としてヘキサフルオロリン酸テト
ラエチルアンモニウム0.069 g (0,25ミI
Jモル)を加えた溶液を調製した。
次に、陽極としてITOガラス電極を、陰極として白金
板を用いた電解槽に、前記溶液を入れ、アルゴンガスを
15分間吹込んだのち、5℃で電解重合を行った。電流
密度2mA/ cdで8分間重合すると、陽極上にヘキ
サフルオロリン酸イオンがドーピングされた黒色膜共重
合体組成物が得られた。
この膜状共重合体組成物は厚みが、6.6μmであり、
121S/amの電導度を示した。また、トルエン、テ
トラヒドロナフタレンに約90%(11/W)溶解した
参考例2 参考例1における3−n−ドデシルチオフェンと3−メ
チルチオフェンの重量を、3−n−ドデルチオフェンが
0.379g (1,5ミリモル)に、3−メチルチオ
フェンが0.049g(0,5ミリモル)に増減させる
以外は、参考例1と全く同様にして電解重合を行ったと
ころ、ヘキサフルオロリン酸イオンがれた。
この共重合体組成物は厚みが6.0μmであり、かつ1
55S/cmの電導度を示した。また、テトラヒドロナ
フタレンに約85%(11/If)溶解した。
参考例3 参考例1における3−n−ドデシルチオフェンと3−メ
チルチオフェンの重量を、3−n−ドデシルチオフェン
が0.336g (1,33ミリモル)に、3−メチ、
ルチオフェンが0.066g (0,ロアミリモル)に
増減させる以外は、参考例1と全く同様にして電解重合
を行ったところ、ヘキサフルオロリン酸イオンがドーピ
ングされた黒色膜状共重合体組成物が得られた。
この共重合体組成物は厚みが5,1μ山であり、かつ2
39S/cmの電導度を示した。また、テトラヒドロナ
フタレンに約70%(11/11)溶解し・た。
実施例1 参考例1と同様にして、3−n−ドデシルチオフェンと
3−メチルチオフェンを電流密度2ffl^/cdで8
分間電解重合したところ、陽極上にヘキサフルオロオロ
リン酸イオンがドーピングされた黒色膜状共重合体組成
物が得られた。
次に、電極の極性を反転し、電流密度を0.5n+A/
cdで両極の電圧差が5Vを越え、かつ一定電圧になる
まで電流を流して電解還元を行い、該組成物からヘキサ
フルオロリン酸イオンを除去した。
次いで、このものをメタノール洗浄後、乾燥して、赤色
膜状共重合体を得た。この共重合体の赤外スペクトルの
720cm−’と620cm−’のピークの吸光度比か
ら、共重合体中に含まれる3−メチルチオフェンのユニ
ットの割合は、37モル%であることがわかった。
この共重合体は塩化メチレン、ベンゼン、クロロホルム
に97%(11/貰)以上溶解した。重クロロホルムに
溶解させた共重合体の’H−NMRから、共重合体中に
含まれる3−メチルチオフェンのユニックロロホルムを
使用したGPCから、この共重合体はflr5.000
の重量平均分子量を有することがわかった。
の割合は42モル%である;と−、がわかうた。また、
クロロホルムを使用したGPCから、この共重合体は7
5.000の重量平均分子量を有することがわかった。
実施例2 参考例2と同様にして、3−n−ドデシルチオフェンと
3−メチルチオフェンを電解重合して黒色膜状共重合体
組成物を得たのち、実施例1と同様にして電解還元を行
った。
生成物をメタノールで洗浄したのち乾燥して、赤色膜状
共重合体を得た。
この共重合体の赤外スペクトルのピークの吸光度比から
、共重合体中に含まれる3−メチルチオフェンのユニッ
トの割合は、48モル%であることがわかった。
この共重合体は塩化メチレン、ベンゼン、クロロホルム
に約91%(W/W)  溶解した。重クロロホルムに
溶解させた共重合体の’N  NMRから、共重合体中
に含まれる3−メチルチオフェンのユニット実施例3 参考例3と同様にして、3−n−ドデシルチオフェンと
3−メチルチオフェンを電解重合して黒色膜状共重合体
組成物を得たのち、実施例1と同様にして電解還元を行
った。生成物をメタノールで洗浄したのち乾燥して、赤
色膜状共重合体を得た。
この共重合体の赤外スペクトルを第1図に示す。
その赤外スペクトルの720CI−’と620c+a−
’のピークの吸光度比から、共重合体中に含まれる3−
メチルチオフェンのユニットの割合は、61モル%であ
ることがわかった。
この共重合は塩化メチレン、ベンゼン、クロロホルムに
約75%(W/If)  溶解した。重クロロホルムに
溶解させた共重合体の’H−NMRを第2図に示す。
その’H−NMRから、共重雰謀lに含まれる3−メチ
ルチオフェンのユニットの割合は52モル%であること
がわかった。また、クロロホルムを使用したGPCから
、この共重合体は82.000の重量平均分子量を有す
ることがわかった。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例3で得られた共重合体の赤外吸収スペク
トルである。第2図は実施例3で得られた共重合体の’
)l−、NMRである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされる繰返し単位〔A〕および 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされる繰返し単位〔B〕がランダムかつ直鎖状に
    配列されるとともに、繰返し単位〔B〕の含有割合が3
    4〜65モル%である重量平均分子量60,000〜1
    00,000の3−n−ドデシルチオフェン−3−メチ
    ルチオフェン共重合体。
  2. (2)支持電解質を含有する溶媒中において3−n−ド
    デシルチオフェンと3−メチルチオフェンを電解重合し
    、次いで電解還元することを特徴とする、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされる繰返し単位〔A〕および 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされる繰返し単位〔B〕がランダムかつ直鎖状に
    配列されるとともに、繰返し単位〔B〕の含有割合が3
    4〜65モル%である重量平均分子量60,000〜1
    00,000の3−n−ドデシルチオフェン−3−メチ
    ルチオフェン共重合体の製造方法。
JP7750689A 1989-03-29 1989-03-29 チオフェン系共重合体及びその製造方法 Pending JPH02255717A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01161013A (ja) * 1987-10-26 1989-06-23 Hoechst Ag 変性された導電性重合体およびその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01161013A (ja) * 1987-10-26 1989-06-23 Hoechst Ag 変性された導電性重合体およびその製造方法

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