JPH0423825A - Water-soluble electroconductive polymer and its production - Google Patents

Water-soluble electroconductive polymer and its production

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JPH0423825A
JPH0423825A JP12555690A JP12555690A JPH0423825A JP H0423825 A JPH0423825 A JP H0423825A JP 12555690 A JP12555690 A JP 12555690A JP 12555690 A JP12555690 A JP 12555690A JP H0423825 A JPH0423825 A JP H0423825A
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water
soluble
pyrrole
acid
oxidative polymerization
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Toshiaki Watanuki
綿貫 俊朗
Rimio Hosaka
利美夫 保坂
Isao Isa
伊佐 功
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Japan Carlit Co Ltd
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the title water-soluble polymer capable of being synthesized inexpensively, readily and in a large amount, having excellent processing properties, advantageously in production on an industrial scale, by subjecting pyrrole to chemical oxidative polymerization in the presence of a water-soluble polymer protonic acid. CONSTITUTION:(A) 1mol pyrrole or derivative thereof is subjected to chemical oxidative polymerization in the presence of (B) a water-soluble polymer protonic acid having 50,000-1,500,000 molecular weight or salt thereof in an amount to give 0.5-5mol acid or basic group by using (C) 0.2-10mol, based on 1mol component A, of an oxidizing agent to give the objective polymer.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は水溶性導電性重合体及びその製造方法に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a water-soluble conductive polymer and a method for producing the same.

(従来の技術) ピロール又はその誘導体を電解酸化重合や化学酸化重合
すると、容易にそれらの重合体(以下、ポリピロール類
という)が得られることは、よく知られている。
(Prior Art) It is well known that when pyrrole or its derivatives are subjected to electrolytic oxidative polymerization or chemical oxidative polymerization, such polymers (hereinafter referred to as polypyrroles) can be easily obtained.

電解酸化重合を用いれば電極上に導電性の優れたポリピ
ロール類をフィルム状に得ることができるが、大量生産
には不向きであるb一方、ドーパントの存在下で、酸化
剤によりピロール又はその誘導体を重合(化学酸化重合
)すると、導電性は劣るものの、大量に且つ安価にポリ
ピロール類を粉末として得ることができる。しかしなが
ら、電解酸化又は化学酸化によって得られるポリピロー
ル類は一般的には不溶、不融であるために、任意の形態
に成形加工し、利用することは困難である等の問題点を
有している。
Using electrolytic oxidative polymerization, polypyrroles with excellent conductivity can be obtained in the form of a film on an electrode, but it is not suitable for mass production. When polymerized (chemical oxidative polymerization), polypyrroles can be obtained in the form of powder in large quantities and at low cost, although the conductivity is poor. However, polypyrroles obtained by electrolytic oxidation or chemical oxidation are generally insoluble and infusible, so they have problems such as being difficult to mold and use them in any desired form. .

(発明が解決しようとする課題) 本発明は前記従来の技術的課題を背景になされたもので
あり、従来得ることが困難であった加工性、特に水溶性
の付与されたポリピロール類及びその製造方法を安価に
提供することを目的としてなされたものである。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made against the background of the above-mentioned conventional technical problems, and it provides polypyrroles with processability, particularly water solubility, which has been difficult to obtain in the past, and the production thereof. This was done with the aim of providing a method at a low cost.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは上記目的を達成するため種々検討した結果
、ピロール又はその誘導体1モルに対して、酸基または
塩基が0.5〜5モルとなるように水溶性高分子プロト
ン酸又はその塩を調整し、該水溶性高分子の存在下で、
ピロール又はその誘導体1モルに対して0.2〜10モ
ルの酸化剤を使用して化学酸化重合させる。以上の方法
で得られた重合体は、ドーパントとして前記水溶性高分
子プロトン酸またはその塩のアニオンを含有し、かつ、
該酸化重合体のモノマーユニット1モルに対して、該水
溶性高分子のモノマーユニットを0.3〜5モル含有す
る導電性重合体となり、この重合体が水溶性であること
を見い出し本発明に至ったものである。
(Means for Solving the Problem) As a result of various studies to achieve the above object, the present inventors found that the amount of acid group or base is 0.5 to 5 moles per mole of pyrrole or its derivative. Prepare a water-soluble polymer protonic acid or its salt, and in the presence of the water-soluble polymer,
Chemical oxidative polymerization is carried out using 0.2 to 10 moles of an oxidizing agent per mole of pyrrole or its derivative. The polymer obtained by the above method contains an anion of the water-soluble polymeric protonic acid or a salt thereof as a dopant, and
It was discovered that the conductive polymer contains 0.3 to 5 moles of monomer units of the water-soluble polymer per 1 mole of monomer units of the oxidized polymer, and that this polymer is water-soluble. This is what we have come to.

本発明に用いるドーパントとは分子量5万〜150万の
水溶性高分子プロトン酸またはその塩のアニオンである
。水溶性高分子プロトン酸とは例えば、ポリスチレンス
ルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリメタクリルスル
ホン酸及びポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロ
パンスルホン酸等を挙げることができ、水溶性高分子プ
ロトン酸塩としてはそれらのナトリウム、カリウム等ノ
アルカリ金属塩、トリメチルアンモニウム、1トリエチ
ルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエ
チルアンモニウム等のアルキルアンモニウム塩を挙げる
ことができる。
The dopant used in the present invention is an anion of a water-soluble polymeric protonic acid or a salt thereof having a molecular weight of 50,000 to 1,500,000. Examples of water-soluble polymeric protonic acids include polystyrene sulfonic acid, polyvinylsulfonic acid, polymethacrylsulfonic acid, and poly-2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid. Examples include their alkali metal salts such as sodium and potassium, and alkyl ammonium salts such as trimethylammonium, monotriethylammonium, tetramethylammonium, and tetraethylammonium.

これら水溶性高分子の分子量は5万〜150万が好まし
く、この範囲を下まわると水溶性を付与することが困難
となり、又、この範囲を上まわると、水溶性は付与でき
たものの、水に溶解した場合、著しく粘度が高くなり、
取り扱いにくいものとなる。又、該水溶性高分子プロト
ン酸またはその塩の使用量は通常ピロール又はその誘導
体1モルに対して該水溶性高分子の酸基または塩基が0
.5〜5モルとなるように用いる。この範囲を下まわる
とポリピロール類に水溶性を付与することは困難となり
、又、この範囲を上まわると容易に水に溶解するものの
、その導電性は極めて低くなる。
The molecular weight of these water-soluble polymers is preferably 50,000 to 1,500,000; if it falls below this range, it will be difficult to impart water solubility, and if it exceeds this range, although water solubility can be imparted, When dissolved in
It becomes difficult to handle. In addition, the amount of the water-soluble polymer protonic acid or its salt used is usually such that the acid group or base of the water-soluble polymer is 0 per mole of pyrrole or its derivative.
.. It is used in an amount of 5 to 5 moles. If it is below this range, it will be difficult to impart water solubility to the polypyrroles, and if it is above this range, although it will be easily dissolved in water, its electrical conductivity will be extremely low.

上記水溶性高分子プロトン酸又はその塩の酸基又は塩基
のすべてがドーパントになるとは限らないことから、無
機アニオン、または有機低分子アニオンをドーパントと
して併用し、その導電性を改良することも可能である。
Since not all of the acid groups or bases of the above-mentioned water-soluble polymeric protonic acids or their salts can be used as dopants, it is also possible to use inorganic anions or organic low-molecular anions as dopants to improve their conductivity. It is.

具体的には、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲンアニオン
類、ヘキサフロロリン、ヘキサフロロリン、テトラフロ
ロホウ素等のハロゲン化物アニオン類、ベンゼンスルホ
ン酸、p−トルエンスルホン酸等のスルホン酸アニオン
類、過塩素酸、過塩素酸カリウム等の過塩素酸アニオン
類、硫酸等の硫酸アニオン類が挙げられ、これらは単独
又は混合して上記水溶性高分子プロトン酸又はその塩の
アニオンと併用することができる。
Specifically, halogen anions such as chlorine, bromine, and iodine, halide anions such as hexafluoroline, hexafluoroline, and tetrafluoroborine, sulfonic acid anions such as benzenesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid, Examples include perchloric acid anions such as perchloric acid and potassium perchlorate, and sulfuric acid anions such as sulfuric acid, and these can be used alone or in combination with the anion of the water-soluble polymeric protonic acid or its salt. can.

本発明に用いるピロール又はその誘導体とはピロール、
N−メチルビロール、N−エチルピロール等のN−アル
キルピロール、N−フェニルピロール等のN−アリール
ピロール、3−メチルビロール、3−エチルピロール等
の3−アルキルビロール等を挙げることができるがこれ
らに限定されるものではない。
The pyrrole or its derivative used in the present invention is pyrrole,
Examples include N-alkylpyrroles such as N-methylpyrrole and N-ethylpyrrole, N-arylpyrroles such as N-phenylpyrrole, and 3-alkylpyrroles such as 3-methylpyrrole and 3-ethylpyrrole. It is not limited.

次に本発明の水溶性導電性重合体の製造方法について説
明する。水溶性導電性重合体は水溶性高分子プロトン酸
またはその塩の存在下においてピロールまたはその誘導
体を化学酸化重合することによって得られる。化学酸化
重合の方法としては、ピロール又はピロール誘導体及び
水溶性高分子プロトン酸又はその塩を反応溶媒に溶解し
、酸化剤又はその溶液を添加する方法、水溶性高分子プ
ロトン酸又はその塩及び酸化剤を含む溶液にピロール又
はそのき導体又はそれらの溶液を添加する方法等を挙げ
ることができるがこれらに限定されるものではない。
Next, the method for producing the water-soluble conductive polymer of the present invention will be explained. The water-soluble conductive polymer can be obtained by chemical oxidative polymerization of pyrrole or its derivative in the presence of a water-soluble polymeric protonic acid or its salt. Chemical oxidative polymerization methods include dissolving pyrrole or a pyrrole derivative and a water-soluble polymeric protonic acid or its salt in a reaction solvent, and adding an oxidizing agent or its solution; Examples include, but are not limited to, a method of adding pyrrole, a conductor thereof, or a solution thereof to a solution containing the agent.

本発明の化学酸化重合に用いる酸化剤とは、塩化第二鉄
、三フッ化ホウ素、五フッ化アンチモン、塩化アルミニ
ウム等の金属ハロゲン化物、過酸化水素、過酢酸等の過
酸化物、過硫酸、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム
等の過硫酸及びその塩、ヨウ素酸、過塩素酸カリウム等
のノ10ゲン酸及びその塩、過マンガン酸カリウム、ク
ロム酸等の遷移金属化合物等が挙げられ、これらは単独
又は混合して用いられる。
The oxidizing agents used in the chemical oxidative polymerization of the present invention include metal halides such as ferric chloride, boron trifluoride, antimony pentafluoride, and aluminum chloride, peroxides such as hydrogen peroxide and peracetic acid, and persulfuric acid. , persulfate and its salts such as potassium persulfate and ammonium persulfate, iodic acid and its salts such as potassium perchlorate, potassium permanganate, transition metal compounds such as chromic acid, etc. may be used alone or in combination.

本発明の化学酸化重合に用いる反応溶媒としては特に制
限されないが、ピロール又はピロール誘導体及び水溶性
高分子プロトン酸又はその塩を分散、好ましくは溶解し
、更に酸化剤によって酸化されないものであればよい。
The reaction solvent used in the chemical oxidative polymerization of the present invention is not particularly limited, but any solvent may be used as long as it can disperse, preferably dissolve, pyrrole or pyrrole derivative and water-soluble polymeric protonic acid or its salt, and is not oxidized by an oxidizing agent. .

このような反応溶媒としては水又は有機溶剤の1種又は
2種以上の混合物を用いることができ、有機溶剤として
は例えばメタノール、エタノール等のアルコール類、ア
セトニトリル等のニトリル類、テトラヒドロフラン等の
エーテル類、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲ
ン化炭化水素類、ヘキサン、トルエン等の炭化水素類、
アセトン等のケトン類を挙げることができる。
As such a reaction solvent, one type or a mixture of two or more of water or organic solvents can be used, and examples of the organic solvent include alcohols such as methanol and ethanol, nitriles such as acetonitrile, and ethers such as tetrahydrofuran. , halogenated hydrocarbons such as chloroform and dichloromethane, hydrocarbons such as hexane and toluene,
Ketones such as acetone can be mentioned.

重合時における酸化剤の使用量はピロール又はピロール
誘導体1モルに対して0.2〜10モルが好ましい。こ
の範囲を下まわると水溶性ポリピロール類の導電性が低
くなり、又、この範囲を上まわると、水溶性ポリピロー
ル類は得られるものの、酸化剤を大過剰に用いるため経
済的に不利となる。
The amount of the oxidizing agent used during polymerization is preferably 0.2 to 10 moles per mole of pyrrole or pyrrole derivative. If it is below this range, the conductivity of water-soluble polypyrroles will be low, and if it is above this range, although water-soluble polypyrroles can be obtained, the oxidizing agent will be used in large excess, which will be economically disadvantageous.

又、反応溶媒の使用量は水溶性高分子プロトン酸又はそ
の塩の濃度が100g/l以下程度の比較的低濃度で使
用することが好ましい。高濃度で化学酸化重合を行うと
反応混合物はゲル化し、水溶性ポリピロール類を得るこ
とが困難となる。
Further, the amount of the reaction solvent used is preferably such that the concentration of the water-soluble polymeric protonic acid or its salt is relatively low, such as about 100 g/l or less. When chemical oxidative polymerization is carried out at high concentrations, the reaction mixture turns into a gel, making it difficult to obtain water-soluble polypyrroles.

重合温度は反応溶媒の沸点以下であれば特に制限されな
いが、0℃〜室温の間が好ましい。この範囲外でも水溶
性ポリピロール類は得られるものの室温以上では導電性
が低下し、又、0°C以下では冷却に多くのエネルギー
を必要とし、経済的に不利である。
The polymerization temperature is not particularly limited as long as it is below the boiling point of the reaction solvent, but is preferably between 0°C and room temperature. Although water-soluble polypyrroles can be obtained outside this range, the conductivity decreases above room temperature, and below 0°C, much energy is required for cooling, which is economically disadvantageous.

本発明の化学酸化重合において、水溶性高分子プロトン
酸又はその塩と共に前記無機アニオンまた有機低分子ア
ニオンを反応溶媒中に共存させておくことによって水溶
性導電性重合体の導電性を向上させることもできる。
In the chemical oxidative polymerization of the present invention, the conductivity of the water-soluble conductive polymer is improved by allowing the inorganic anion or organic low-molecular anion to coexist in the reaction solvent together with the water-soluble polymeric protonic acid or its salt. You can also do it.

(実 施 例) 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。
(Examples) The present invention will be described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.

実施例1 ポリスチレンスルホン酸ナトリウムの20%水溶液(東
ソー(株)製ポリナスPS−50、分子量40〜60万
)10g (−8O3Na基9゜7ミリモル)、ピロー
ル0.135g(2ミリモル)及び水30m1を容量1
00m1の反応フラスコに仕込み、均一溶液を調整した
。この水溶液を0〜2℃に冷却し、攪拌下、過硫酸アン
モニウム0.228g(1ミリモル)を水10m1に溶
解した液を滴下した。滴下後1時間攪拌すると、反応液
は黒色不透明となった。ろ過すると、ろ紙上に固型分は
残らなかった。ろ液をエタノール中に注入し、析出した
沈澱をろ別後、真空乾燥し、水溶性ポリピロールを黒灰
色の粉末として得た。この粉末を錠剤成形器にて圧力6
00kg/cm2で直径13mmのディスクに加圧成形
し、両面に銀ペーストを塗布し、2端子法にて電導度を
測定したところ6X10−5s/cmであった。又、水
に20%以上溶解した。元素分析の結果、水溶性導電性
重合体中の酸化重合体(ポリピロール)のモノマーユニ
ット1モルに対する水溶性高分子のモノマーユニットの
モル数(以下1) y/ 803 kt。
Example 1 20% aqueous solution of sodium polystyrene sulfonate (Polinas PS-50 manufactured by Tosoh Corporation, molecular weight 400,000 to 600,000) 10 g (-8O3Na group 9.7 mmol), pyrrole 0.135 g (2 mmol) and water 30 ml The capacity 1
A homogeneous solution was prepared by charging the mixture into a 00ml reaction flask. This aqueous solution was cooled to 0 to 2°C, and a solution prepared by dissolving 0.228 g (1 mmol) of ammonium persulfate in 10 ml of water was added dropwise while stirring. After stirring for 1 hour after the dropwise addition, the reaction solution became black and opaque. After filtration, no solid matter remained on the filter paper. The filtrate was poured into ethanol, and the precipitate was separated by filtration and vacuum-dried to obtain water-soluble polypyrrole as a black-gray powder. This powder is pressed into a tablet molding machine at a pressure of 6
It was press-molded into a disk with a diameter of 13 mm at a pressure of 0.00 kg/cm2, silver paste was applied to both sides, and the conductivity was measured by the two-terminal method, and it was found to be 6 x 10-5 s/cm. Moreover, it was dissolved in water by 20% or more. As a result of elemental analysis, the number of moles of the water-soluble polymer monomer unit per mole of the oxidized polymer (polypyrrole) monomer unit in the water-soluble conductive polymer (hereinafter 1) y/803 kt.

と略す)は1/4.0であった。) was 1/4.0.

実施例2 実施例1において過硫酸アンモニウムの使用量を0.4
56g (2ミリモル)とした以外は実施例1とまった
く同様にして、水溶性ポリピロールを黒色の粉末として
得た。この粉末の電導度は2XIO−4s/cmであり
、水に1%以上溶解した。
Example 2 In Example 1, the amount of ammonium persulfate used was 0.4
Water-soluble polypyrrole was obtained as a black powder in exactly the same manner as in Example 1 except that the amount was 56 g (2 mmol). The conductivity of this powder was 2XIO-4s/cm, and it dissolved in water at 1% or more.

また、py/5Oa−比は1/2.6であった。Moreover, the py/5Oa-ratio was 1/2.6.

実施例3 実施例2においてポリスチレンスルホン酸ナトリウムの
20%水溶液(東ソー(株)製ポリナスPS−5、分子
量5〜10万)10gを用いた以外は実施例2と全く同
様にして水溶性ポリピロールを黒色の粉末として得た。
Example 3 Water-soluble polypyrrole was prepared in the same manner as in Example 2, except that 10 g of a 20% aqueous solution of sodium polystyrene sulfonate (Polinus PS-5, manufactured by Tosoh Corporation, molecular weight 50,000 to 100,000) was used. Obtained as a black powder.

この粉末の電導度は6X10−4s/cmであり、水に
1%以上溶解した。又、pY/5Oa−比は1/4.5
であった0実施例4 ポリスチレンスルホン酸ナトリウムの20%水溶液(東
ソー(株)製ポリナスPS−1001分子量80万〜1
20万)3.09g (−8O3Na基3Na上ル)、
ピロール0.201g(3ミリモル)及び水57m1を
容量100m1の反応フラスコに仕込み、均一溶液を調
整した。この水溶液を0〜2℃に冷却し、撹拌下、過硫
酸アンモニウム0.685g (3ミリモル)を水15
m1に溶解し滴下した。滴下後1時間攪拌すると反応液
は黒色となった。ろ過するとろ紙上に固型分は残らなか
った。ろ液をアセトニトリル中に投入し、析出した沈澱
をろ別後、真空乾燥し、水溶性ポリピロールを黒色粉末
として得た。このものの電導度は2×10″″3s/c
mであり水に1%以上溶解した。又、py/5o3−比
は110.4であった。
The electrical conductivity of this powder was 6×10 −4 s/cm, and it was dissolved in water by more than 1%. Also, the pY/5Oa-ratio is 1/4.5
Example 4 20% aqueous solution of sodium polystyrene sulfonate (Polinus PS-1001 manufactured by Tosoh Corporation, molecular weight 800,000 to 1
200,000) 3.09g (-8O3Na group 3Na),
A homogeneous solution was prepared by charging 0.201 g (3 mmol) of pyrrole and 57 ml of water into a 100 ml reaction flask. This aqueous solution was cooled to 0 to 2°C, and while stirring, 0.685 g (3 mmol) of ammonium persulfate was added to 15 ml of water.
The solution was dissolved in ml and added dropwise. After stirring for 1 hour after the dropwise addition, the reaction solution turned black. No solid matter remained on the filter paper after filtration. The filtrate was poured into acetonitrile, and the precipitate was separated by filtration and vacuum dried to obtain water-soluble polypyrrole as a black powder. The conductivity of this material is 2×10″″3s/c
m and dissolved in water at 1% or more. Moreover, the py/5o3-ratio was 110.4.

実施例5 ポリスチレンスルホン酸ナトリウムの20%水溶液(前
記ポリナスPS−50)100gを水で約21に希釈し
、陽イオン交換樹脂(三菱化成(株)ダイヤイオン5K
−IB)にて処理し、ポリスチレンスルホン酸水溶液を
得た。この水溶液を濃縮し、250m1に定容した。こ
の水溶液を水酸化す) IJウムで中和滴定し、スルホ
ン酸基の濃度を求めたところ0.39モル/1であった
Example 5 100 g of a 20% aqueous solution of sodium polystyrene sulfonate (the above Polynas PS-50) was diluted to about 21% with water, and diluted with cation exchange resin (Diaion 5K manufactured by Mitsubishi Kasei Corporation).
-IB) to obtain a polystyrene sulfonic acid aqueous solution. This aqueous solution was concentrated to a constant volume of 250ml. This aqueous solution was subjected to neutralization titration with IJium (hydroxide), and the concentration of sulfonic acid groups was determined to be 0.39 mol/1.

ピロール1.34g (20ミリモル)、上記ポリスチ
レンスルホン酸水溶液25m1 (SO3H基10ミリ
モル)及び水20m1を容量100m1の反応フラスコ
に仕込み、均一溶液を調整した。この溶液を0〜3℃に
冷却し、攪拌下、過硫酸アンモニウム1.6g(7ミリ
モル)を水30m1に溶解し滴下した。滴下後1時間攪
拌し、生じた黒色溶液を水で希釈し、ろ過すると、ろ紙
上に固型分はほとんど残らなかった。ろ液をインプロピ
ロールアルコール中に投入し、析出物をろ別、真空乾燥
し、水溶性ポリピロールを得た。
1.34 g (20 mmol) of pyrrole, 25 ml of the above polystyrene sulfonic acid aqueous solution (10 mmol of SO3H groups), and 20 ml of water were placed in a 100 ml reaction flask to prepare a homogeneous solution. This solution was cooled to 0 to 3°C, and 1.6 g (7 mmol) of ammonium persulfate dissolved in 30 ml of water was added dropwise while stirring. After the addition, the mixture was stirred for 1 hour, and the resulting black solution was diluted with water and filtered, leaving almost no solid matter on the filter paper. The filtrate was poured into inpropyrrole alcohol, and the precipitate was filtered off and dried under vacuum to obtain water-soluble polypyrrole.

このものの電導度は7X10−3s/cmであり、水に
対する溶解度は1%以上であった。又、py/503−
比は110.38であった。
The conductivity of this material was 7×10 −3 s/cm, and the solubility in water was 1% or more. Also, py/503-
The ratio was 110.38.

実施例6 ポリー2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホ
ン酸(分子量約5万)の10%水溶液20 g (−8
O3H基9.7ミリモル)、N−メチルピロール0.4
05g (5ミリモル)及び水30m1を容量100m
1の反応フラスコに仕込み0〜5℃に冷却した。攪拌下
、過硫酸アンモニウム1.14g(5ミリモル)を水2
0m1溶解した液を滴下した。滴下後1時間攪拌すると
反応液は黒色となった。ろ過すると、ろ紙上に固型分は
ほとんど残らなかった。ろ液をエタノール中に投入し、
析出した沈澱をろ別後、真空乾燥し、水溶性ポリN−メ
チルピロールを黒色の粉末として得た。
Example 6 20 g (-8
O3H group 9.7 mmol), N-methylpyrrole 0.4
05 g (5 mmol) and 30 ml of water in a volume of 100 m
The mixture was charged into the reaction flask No. 1 and cooled to 0 to 5°C. While stirring, add 1.14 g (5 mmol) of ammonium persulfate to 2 ml of water.
0ml of the dissolved liquid was added dropwise. After stirring for 1 hour after the dropwise addition, the reaction solution turned black. After filtration, almost no solid matter remained on the filter paper. Pour the filtrate into ethanol,
The precipitate was filtered and dried under vacuum to obtain water-soluble polyN-methylpyrrole as a black powder.

このものの電導度は8X10−5s/cmであり、水に
1%以上溶解した。またpy/5o3−比は171.5
であった。
The conductivity of this material was 8×10 −5 s/cm, and it dissolved in water by 1% or more. Also, the py/5o3-ratio is 171.5
Met.

比較例1 実施例4においてポリスチレンスルホン酸ナトリウムの
20%水溶液(東ソー(株)製ポリナスps−を分子量
1万〜3万)を用いた以外は実施例4とまったく同様に
して反応を行い、反応液をろ過したところ、ろ紙上に水
不溶性のポリピロールの粉末が残った。このものは水に
不溶であり、py/503−比は0.28であった。又
、ろ液はエタノール中に投入し析出した沈澱をろ別、乾
燥し、黒色のポリピロールを得た。
Comparative Example 1 The reaction was carried out in exactly the same manner as in Example 4, except that a 20% aqueous solution of sodium polystyrene sulfonate (Polynas PS- manufactured by Tosoh Corporation, molecular weight 10,000 to 30,000) was used. When the liquid was filtered, water-insoluble polypyrrole powder remained on the filter paper. This product was insoluble in water and had a py/503 ratio of 0.28. Further, the filtrate was poured into ethanol, and the precipitate precipitated was separated by filtration and dried to obtain black polypyrrole.

このもののpy/503−比は0.45であったが、水
に対しほとんど溶解しなかった。
This product had a py/503 ratio of 0.45, but was hardly soluble in water.

比較例2 ポリスチレンスルホン酸ナトリウムの20%水溶液(ポ
リナスPS−50)Log (−8O3Na基9.7ミ
リモル)、ピロール0.85g(9,7ミリモル)、水
29m1及びアセトニトリル10m1からなる電解液を
調整した。陰、陽両極にステンレス製電極を用い、1 
mA/ c m2の電流密度で45分間定電流電解を行
った。陽極に析出したポリピロールフィルムを電極から
はがし、自立性のフィルムを得た。このフィルムは湿潤
している間は柔軟であったが乾燥すると脆くなった。
Comparative Example 2 An electrolytic solution consisting of 20% aqueous solution of sodium polystyrene sulfonate (Polinas PS-50) Log (9.7 mmol of -8O3Na groups), 0.85 g (9.7 mmol) of pyrrole, 29 ml of water, and 10 ml of acetonitrile was prepared. did. Using stainless steel electrodes for both negative and positive electrodes, 1
Galvanostatic electrolysis was performed for 45 min at a current density of mA/cm2. The polypyrrole film deposited on the anode was peeled off from the electrode to obtain a self-supporting film. The film was flexible while wet but became brittle when dry.

導電性は1.6s/cmであり、り3’/SO3−比は
0.2であった。また、水にはまったく溶解しなかった
The conductivity was 1.6 s/cm, and the ratio 3'/SO3 was 0.2. Moreover, it did not dissolve in water at all.

従って電解酸化重合法では水溶性導電性重合体を得るこ
とは困難である。
Therefore, it is difficult to obtain water-soluble conductive polymers by electrolytic oxidation polymerization.

(発明の効果) 本発明においては、ポリピロール類のドーパントとして
、水溶性高分子プロトン酸またはその塩のアニオンを用
いる。この際、該水溶性高分子の分子量かつ、ポリピロ
ール類のモノマーユニットに対する該水溶性高分子のモ
ノマーユニットの割合を規定することによってポリピロ
ール類は水溶性となり、このものは加工性に優れるので
、種々の用途に利用することが可能である。
(Effects of the Invention) In the present invention, an anion of a water-soluble polymeric protonic acid or a salt thereof is used as a dopant for polypyrroles. At this time, by specifying the molecular weight of the water-soluble polymer and the ratio of the monomer unit of the water-soluble polymer to the monomer unit of the polypyrrole, the polypyrrole becomes water-soluble, and since it has excellent processability, various It can be used for various purposes.

また、本発明のポリピロール類の製造方法は、化学酸化
重合によるために、安価にかつ容易に大量合成が可能で
あり、工業的規模での生産において有利である。
Furthermore, since the method for producing polypyrroles of the present invention is based on chemical oxidative polymerization, large-scale synthesis is possible at low cost and easily, which is advantageous in production on an industrial scale.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ピロール又はその誘導体を化学酸化重合して得ら
れる重合体が、ドーパントとして分子量5万〜150万
の水溶性高分子プロトン酸又はその塩のアニオンを含有
し、かつ、該酸化重合体のモノマーユニット1モルに対
し、該水溶性高分子のモノマーユニットを0.3〜5モ
ル含有してなることを特徴とする水溶性導電性重合体。
(1) A polymer obtained by chemical oxidative polymerization of pyrrole or its derivative contains an anion of a water-soluble polymeric protonic acid or a salt thereof having a molecular weight of 50,000 to 1,500,000 as a dopant, and A water-soluble conductive polymer containing 0.3 to 5 moles of monomer units of the water-soluble polymer per mole of monomer units.
(2)ピロール又はその誘導体1モルに対して、酸基又
は塩基が0.5〜5モルとなるよう分子量5万〜150
万の水溶性高分子プロトン酸又はその塩を調整し、該水
溶性高分子の存在下、ピロール又はその誘導体1モルに
対して0.2〜10モルの酸化剤を使用して化学酸化重
合することを特徴とする水溶性導電性重合体の製造方法
(2) A molecular weight of 50,000 to 150 so that the acid group or base is 0.5 to 5 mol per 1 mol of pyrrole or its derivative.
Ten thousand water-soluble polymeric protonic acids or their salts are prepared, and chemical oxidative polymerization is carried out using 0.2 to 10 moles of an oxidizing agent per mole of pyrrole or its derivative in the presence of the water-soluble polymer. A method for producing a water-soluble conductive polymer, characterized in that:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0673042A1 (en) * 1994-03-16 1995-09-20 National Science Council Soluble and processable doped electrically conductive polymer and polymer blend thereof

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