JPH078910B2 - Conductive organic polymer composition - Google Patents

Conductive organic polymer composition

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JPH078910B2
JPH078910B2 JP59198873A JP19887384A JPH078910B2 JP H078910 B2 JPH078910 B2 JP H078910B2 JP 59198873 A JP59198873 A JP 59198873A JP 19887384 A JP19887384 A JP 19887384A JP H078910 B2 JPH078910 B2 JP H078910B2
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organic polymer
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sulfuric acid
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規な導電性有機重合体組成物に関し、詳し
くは、アニリンの酸化重合により得られる新規な高分子
量有機重合体の導電性組成物に関する。
The present invention relates to a novel conductive organic polymer composition, and more particularly to a novel high molecular weight organic polymer conductive composition obtained by oxidative polymerization of aniline.

殆どの有機物質は電気的に絶縁性であるが、しかし、有
機半導体として知られる導電性を有する有機重合体の一
群が近年、注目を集めている。一般にそれ自体が導電性
である有機物質は3種類に分類される。第1はグラフア
イトである。グラフアイトは厳密には有機物質とはみな
されていないが、有機共役系の極限構造を有するとみる
こともできる。このグラフアイトはそれ自体で既にかな
り高い導電性を有するが、これに種々の化合物をインタ
ーカレートすることにより、一層高い導電性を有せしめ
ることができ、遂には超電導体となる。しかし、グラフ
アイトは二次元性が強く、成形加工が困難であるので、
その応用面において障害となつている。
Most organic materials are electrically insulating, but a group of electrically conductive organic polymers known as organic semiconductors have recently attracted attention. Generally, organic substances which are themselves conductive are classified into three types. The first is graphite. Graffite is not strictly regarded as an organic substance, but it can also be considered to have an organic conjugated ultimate structure. The graphite itself already has a fairly high conductivity, but by intercalating various compounds into it, it can be made even more conductive, and finally becomes a superconductor. However, since Graphite has a strong two-dimensionality and is difficult to mold,
It is an obstacle in its application.

第2は電荷移動錯体であつて、例えば、テトラチアフル
バレンとテトラシアノキノジメタンをそれぞれ電子供与
体及び電子受容体として得られる結晶性物質は、室温で
400〜500S/cmという非常に大きい電導性を有するが、こ
のような電荷移動錯体は重合体でないために、実用的な
応用を図るにはグラフアイトと同様に成形加工性に難点
がある。
The second is a charge transfer complex. For example, a crystalline substance obtained by using tetrathiafulvalene and tetracyanoquinodimethane as an electron donor and an electron acceptor, respectively, is
It has an extremely high conductivity of 400 to 500 S / cm, but since such a charge transfer complex is not a polymer, it has a molding processability problem similar to that of graphite for practical application.

第3はポリアセチレンによつて代表されるように、ドー
ピングによつて高導電性を有するに至るπ電子共役系有
機重合体である。ドーピング前のポリアセチレンの電導
度は、トランス型が10-5S/cm、シス型が10-9S/cmであ
り、半導体乃至絶縁体に近い性質を有している。しか
し、このようなポリアセチレンに五フツ化ヒ素、ヨウ
素、三酸化イオウ、塩化第二鉄等のような電子受容性化
合物或いはアルカリ金属のような電子供与性化合物をド
ーピングすることにより、それぞれp型半導体及びn型
半導体を形成させることができ、更には103S/cmもの導
体レベルの高い導電性を与えることもできる。上記ポリ
アセチレンは理論的には興味深い導電性有機重合体であ
るが、反面、ポリアセチレンは極めて酸化を受けやす
く、空気中で容易に酸化劣化して性質が大幅に変化す
る。ドーピングされた状態では一層酸化に対して敏感で
あり、空気中の僅かな湿気によつても電導度が急激に減
少する。この傾向はn型半導体に特に著しい。
The third is a π-electron conjugated organic polymer which is highly conductive by doping, as represented by polyacetylene. The electrical conductivity of polyacetylene before doping is 10 −5 S / cm for the trans type and 10 −9 S / cm for the cis type, and has properties close to those of a semiconductor or an insulator. However, by doping such polyacetylene with an electron-accepting compound such as arsenic pentafluoride, iodine, sulfur trioxide, ferric chloride or the like, or an electron-donating compound such as an alkali metal, a p-type semiconductor is obtained. It is also possible to form an n-type semiconductor, and further, it is possible to provide a high conductivity level of 10 3 S / cm. The above-mentioned polyacetylene is a conductive organic polymer that is theoretically interesting, but on the other hand, polyacetylene is extremely susceptible to oxidation and is easily oxidized and deteriorated in the air to largely change its properties. In the doped state it is more sensitive to oxidation and even a small amount of moisture in the air causes a sharp decrease in conductivity. This tendency is particularly remarkable for n-type semiconductors.

また、ポリ(p−フエニレン)やポリ(p−フエニレン
サルフアイド)もドーピング前はその電導度がそれぞれ
10-9S/cm及び10-16S/cmであるが、例えば前記した五フ
ツ化ヒ素をドーピングすることにより、それぞれ電導度
は500S/cm及び1S/cmである導電性有機重合体組成物とす
ることができる。これらのドーピングされた有機重合体
組成物の電気的性質も、程度の差こそあれ、やはり不安
定である。
In addition, the conductivity of poly (p-phenylene) and poly (p-phenylene sulfide) before the doping are respectively different.
Conductive organic polymer composition having a conductivity of 500 S / cm and 1 S / cm, for example, by doping with arsenic pentafluoride as described above, which is 10 -9 S / cm and 10 -16 S / cm, respectively. Can be The electrical properties of these doped organic polymer compositions are also more or less unstable.

このようにドーピングされた導電性有機重合体組成物の
電気的性質が一般に環境に対して非常に不安定であるこ
とは、この種の導電性有機重合体組成物に共通する現象
であつて。これらの実用的な応用の障害となつている。
The fact that the electrical properties of the conductive organic polymer composition thus doped are generally very unstable with respect to the environment is a phenomenon common to these types of conductive organic polymer compositions. These are obstacles to practical application.

以上のように、従来より種々の有機導電性物質が知られ
ているが、その実用的な応用を展開する観点からは成形
加工性にすぐれる重合体形態が好ましい。
As described above, various organic electroconductive substances have been heretofore known, but from the viewpoint of developing practical applications, polymer forms having excellent moldability are preferable.

一方、酸化染料としてのアニリンの酸化重合体に関する
研究も、アニリンブラツクに関連して古くより行なわれ
ている。特に、アニリンブラツク生成の中間体として、
式(I)で表わされるアニリンの8量体がエメラルデイ
ン(emeraldine)として確認されており(A.G.Green e
t al.,J.Chem.Soc.,97,2388(1910);101,1117(191
2))、これは80%酢酸、冷ピリジン及びN,N−ジメチル
ホルムアミドに可溶性である。また、このエメラルデイ
ンはアモニア性媒体中で酸化されて、式(II)で表わさ
れるニグラニリン(nigraniline)を生成し、これもエ
メラルデインと類似した溶解特性を有することが知られ
ている。
On the other hand, research on aniline oxidation polymers as oxidative dyes has also been conducted for a long time in relation to aniline black. In particular, as an intermediate for the production of aniline black,
An octamer of aniline represented by the formula (I) has been confirmed as emeraldine (AGGreen e
t al., J. Chem. Soc., 97 , 2388 (1910); 101, 1117 (191
2)), which is soluble in 80% acetic acid, cold pyridine and N, N-dimethylformamide. Further, it is known that this emeraldine is oxidized in an ammonia medium to form a nigraniline represented by the formula (II), which also has solubility characteristics similar to those of emeraldine.

更に、近年になつて、R.Buvetらによつてこのエメラル
デインの硫酸塩が高い導電性を有することが見い出され
ている(J.Polymer Sci.,C,16,2931;2943(1967);22,
1187(1969))。
Furthermore, in recent years, it has been found by R. Buvet et al. That this sulfate salt of emeraldine has high conductivity (J. Polymer Sci., C, 16 , 2931; 2943 (1967); 22 ,
1187 (1969)).

また、既にアニリンの電解酸化重合によつてエメラルデ
イン類似の有機物質を得ることができることも知られて
いる(D.M.Mohilner et al.,J.Amer.Chem.Soc.,84,3618
(1962))。即ち、これによれば、アニリンの硫酸水溶
液を白金電極を用い、水の電気分解を避けるために、標
準カロメル電極に対して+0.8Vの酸化電位にて電解酸化
重合し、80%酢酸、ピリジン及びN,N−ジメチルホルム
アミドに可溶性である物質が得られる。
Further, it is already known that an emeraldine-like organic substance can be obtained by the electrooxidative polymerization of aniline (DMMohilner et al., J. Amer. Chem. Soc., 84 , 3618).
(1962)). That is, according to this, an aqueous solution of aniline in sulfuric acid was used for a platinum electrode, and in order to avoid electrolysis of water, electrolytic oxidation polymerization was performed at an oxidation potential of +0.8 V with respect to a standard calomel electrode, and 80% acetic acid, pyridine And substances which are soluble in N, N-dimethylformamide are obtained.

そのほか、Diazら(J.Electroanal.Chem.,111,111(198
0)や、小山ら(高分子学会予稿集,30,(7),1524
(1981);J.Electroanal.Chem.,161,399(1984))もア
ニリンの電解酸化重合を試みているが、いずれも高分子
被覆化学修飾電極を目的としたものであつて、電解は1V
以下の電位で行なつている。
In addition, Diaz et al. (J. Electroanal. Chem., 111, 111 (198
0), Koyama et al. (Proceedings of the Polymer Society of Japan, 30 ,) (7), 1524
(1981); J. Electroanal. Chem., 161, 399 (1984)) also attempted the electrolytic oxidative polymerization of aniline, both of which were aimed at polymer-coated chemically modified electrodes, and electrolysis was 1 V.
The following potential is used.

本発明者らは、安定で高導電性を有する有機材料、特
に、導電性有機重合体を得るために、アニリンの酸化重
合に関する研究を鋭意重ねた結果、アニリンの酸化重合
の反応条件を選択することにより、上記エメラルデイン
よりも遥かに高分子量を有し、且つ、既にその酸化重合
段階でドーピングされているために、新たなドーピング
操作を要せずして安定で且つ高導電性を有する重合体を
得ることができることを見出した(特願昭58−212280号
及び特願昭58−212281号)。その後、本発明者らは更に
鋭意研究した結果、この重合体が実質的にキノンジイミ
ン構造からなる繰返し単位を有する実質的に線状の高分
子量重合体であることを見出して、本発明に至つたもの
である。
The present inventors have diligently studied oxidative polymerization of aniline in order to obtain a stable and highly conductive organic material, particularly a conductive organic polymer, and as a result, select reaction conditions for oxidative polymerization of aniline. As a result, it has a much higher molecular weight than the emeraldine described above, and since it is already doped at the oxidative polymerization stage, it does not require a new doping operation, and is stable and highly conductive. It was found that coalescence can be obtained (Japanese Patent Application Nos. 58-212280 and 58-212281). Then, as a result of further intensive studies by the present inventors, they found that the polymer was a substantially linear high molecular weight polymer having a repeating unit substantially composed of a quinonediimine structure, and arrived at the present invention. It is a thing.

従つて、本発明は新規な導電性有機重合体組成物を提供
することを目的とする。
Therefore, the present invention aims to provide a novel conductive organic polymer composition.

本発明による導電性有機重合体組成物は、実質的に、一
般式 で表わされるキノンジイミン構造体からなる繰返し単位
からなり、0.5g/dl濃硫酸溶液が30℃において0.38dl/g
以上の対数粘度を有する実質的に線状の重合体であっ
て、ドーパントとしての電子受容体を含み、導電度が10
-6S/cm以上であることを特徴とする。
The conductive organic polymer composition according to the present invention has substantially the same general formula: It consists of a repeating unit consisting of a quinonediimine structure represented by the formula: 0.5g / dl concentrated sulfuric acid solution is 0.38dl / g at 30 ℃.
A substantially linear polymer having the above logarithmic viscosity, containing an electron acceptor as a dopant and having an electric conductivity of 10
-6 S / cm or more.

このような本発明による導電性有機重合体組成物は、乾
燥した粉末状態において、通常、緑色乃至黒緑色を呈
し、一般に導電性が高いほど、鮮やかな緑色を呈してい
る。しかし、加圧成形した成形物は、通常、光沢のある
青色を示す。
Such a conductive organic polymer composition according to the present invention usually exhibits a green to black green color in a dry powder state, and generally, the higher the conductivity, the brighter the green color. However, pressure-molded moldings usually show a glossy blue color.

本発明による導電性有機重合体組成物は、水及び殆どの
有機溶剤に不溶性であるが、通常、濃硫酸に僅かに溶解
し、又は溶解する部分を含む。濃硫酸への溶解度は、重
合体を生成させるための反応方法及び反応条件によって
も異なるが、後述するように、アニリンを化学酸化剤で
酸化重合して得られる導電性有機重合体は、通常、0.2
〜10重量%の範囲であり、殆どの場合、0.25〜5重量%
の範囲である。但し、この溶解度は、特に高分子量の重
合体の場合には、重合体が上記範囲の溶解度を有する部
分を含むとして理解されるべきである。前記したよう
に、エメラルデインが80%酢酸、冷ピリジン及びN,N−
ジメチルホルムアミドに可溶性であるのと著しい対照を
なす。
The conductive organic polymer composition according to the present invention is insoluble in water and most organic solvents, but usually contains a part that is slightly soluble or dissolved in concentrated sulfuric acid. Solubility in concentrated sulfuric acid varies depending on the reaction method and reaction conditions for producing a polymer, but as described later, a conductive organic polymer obtained by oxidative polymerization of aniline with a chemical oxidizing agent is usually 0.2
~ 10% by weight, in most cases 0.25-5% by weight
Is the range. However, this solubility should be understood as including a portion having a solubility in the above range, particularly in the case of a high molecular weight polymer. As mentioned above, emeraldine is 80% acetic acid, cold pyridine and N, N-
In sharp contrast to being soluble in dimethylformamide.

本発明による導電性有機重合体組成物は、97%濃硫酸の
0.5g/dl溶液が30℃において0.38〜1.0dl/gの範囲の対数
粘度を有する。この場合においても、特に高分子量の組
成物の場合には、濃硫酸に可溶性の部分が上記範囲の対
数粘度を有するとして理解されるべきである。これに対
して、同じ条件下でのエメラルデイン及びアニリンブラ
ツクの対数粘度はそれぞれ0.02及び0.005であり、本発
明による組成物が高分子量有機重合体組成物であること
が示される。更に、示差熱分析結果も、本発明による有
機重合体組成物が高分子量重合体組成物であることを示
している。
The conductive organic polymer composition according to the present invention comprises 97% concentrated sulfuric acid.
A 0.5 g / dl solution has an inherent viscosity in the range 0.38-1.0 dl / g at 30 ° C. Even in this case, it should be understood that the portion soluble in concentrated sulfuric acid has a logarithmic viscosity in the above range, particularly in the case of a high molecular weight composition. In contrast, the logarithmic viscosities of emeraldine and aniline black under the same conditions are 0.02 and 0.005, respectively, indicating that the composition according to the invention is a high molecular weight organic polymer composition. Further, the differential thermal analysis results also show that the organic polymer composition according to the present invention is a high molecular weight polymer composition.

本発明による導電性有機重合体組成物の代表例として、
アニリンの酸化重合によつて得られた導電性重合体組成
物の赤外線吸収スペクトルを第1図に示し、比較のため
にエメラルデイン及びアニリンブラツク(市販顔料とし
てのダイヤモンド・ブラツク)の赤外線吸収スペクトル
をそれぞれ第2図及び第3図に示す。
As a representative example of the conductive organic polymer composition according to the present invention,
The infrared absorption spectrum of the conductive polymer composition obtained by the oxidative polymerization of aniline is shown in FIG. 1, and the infrared absorption spectra of emeraldine and aniline black (diamond black as a commercial pigment) are shown for comparison. They are shown in FIGS. 2 and 3, respectively.

本発明による導電性有機重合体組成物の赤外線吸収スペ
クトルは、エメラルデインのそれに類以するが、一方に
おいて、本発明による導電性有機重合体組成物において
は、エメラルデインに明瞭に認められる一置換ベンゼン
のC−H面外変角振動に基づく吸収が殆どみられないの
に対して、パラ置換ベンゼンに基づく吸収が相対的に大
きい。しかし、本発明による導電性有機重合体組成物の
スペクトルはアニリンブラツクとは大幅に異なる。従つ
て、本発明による導電性有機重合体組成物は、パラ置換
ベンゼンを多数含むエメラルデイン類以の構造を有す
る。
The infrared absorption spectrum of the conductive organic polymer composition according to the present invention is similar to that of emeraldine, while on the other hand, in the conductive organic polymer composition according to the present invention, the monosubstitution clearly observed in emeraldine. Absorption due to C—H out-of-plane bending vibration of benzene is hardly observed, whereas absorption due to para-substituted benzene is relatively large. However, the spectrum of the conductive organic polymer composition according to the present invention is significantly different from that of aniline black. Therefore, the conductive organic polymer composition according to the present invention has a structure other than emeraldines containing a large number of para-substituted benzenes.

本発明による導電性有機重合体組成物は、アニリンの酸
化重合の段階で反応系中に存在する電子受容体によつて
ドーピングされており、この結果として高導電性を有す
る。即ち、アニリンの酸化重合体から電子受容体への電
荷移動が生じて、アニリンの重合体と電子受容体との間
に電荷移動錯体を形成している。本発明による導電性有
機重合体組成物を例えばデイスク状に成形して、これに
一対の電極を取付け、これらの電極間に温度差を与えて
半導体に特有の熱起電力を生ぜしめるとき、低温電極側
がプラス、高温電極側がマイナスの起電力を与えるの
で、本発明による導電性有機重合体組成物はp型半導体
であることが示される。
The conductive organic polymer composition according to the present invention is doped with an electron acceptor present in the reaction system at the stage of oxidative polymerization of aniline, and as a result, has high conductivity. That is, charge transfer occurs from the oxidized polymer of aniline to the electron acceptor, and a charge transfer complex is formed between the polymer of aniline and the electron acceptor. For example, when the conductive organic polymer composition according to the present invention is molded into a disk shape and a pair of electrodes is attached to this and a temperature difference is given between these electrodes to generate a thermoelectromotive force peculiar to the semiconductor, Since the electrode side gives a positive electromotive force and the high temperature electrode side gives a negative electromotive force, it is shown that the conductive organic polymer composition according to the present invention is a p-type semiconductor.

更に、本発明による組成物は、アンモニア等にて化学補
償することによつて導電性が大幅に減少し、また、外観
的にも黒緑色から紫色に変化し、これを再度硫酸等の電
子受容体にてドーピングすることにより、色も黒緑色に
戻ると共に、当初の高導電性を回復する。この変化は可
逆的であり、化学補償及びドーピングを繰り返して行な
つても同じ結果が得られる。
Further, the composition according to the present invention has a greatly reduced conductivity due to chemical compensation with ammonia or the like, and also has an appearance that changes from black-green to purple, which is again receptive to an electron acceptor such as sulfuric acid. By doping with the body, the color returns to blackish green and the initial high conductivity is restored. This change is reversible, and the same result can be obtained by repeating chemical compensation and doping.

第4図にこの化学補償及び再ドーピングによる組成物及
び重合体の赤外線吸収スペクトルの変化を示す。Aは当
初の組成物、Bは化学補償した重合体、及びCは再ドー
ピングした組成物を示す。CのスペクトルがAとほぼ完
全に一致することが明らかであり、従つて、上記化学補
償及び再ドーピングは組成物に含まれる重合体の骨格構
造の変化ではなく、重合体と化学補償試薬或いは電子受
容体との間の電子の授受である。このようにして、本発
明によれば、アニリンの酸化重合体がその酸化重合の段
階で電子受容体にてドーピングされ、かくして、本発明
による導電性有機重合体組成物がドーパントを含んでい
ることが理解される。
FIG. 4 shows changes in the infrared absorption spectra of the composition and the polymer due to this chemical compensation and re-doping. A is the original composition, B is the chemically compensated polymer, and C is the re-doped composition. It is clear that the spectrum of C almost completely coincides with that of A. Therefore, the chemical compensation and re-doping are not the change of the skeleton structure of the polymer contained in the composition, but the polymer and the chemical compensation reagent or the electron. It is the exchange of electrons with the acceptor. Thus, according to the present invention, the oxidative polymer of aniline is doped with an electron acceptor at the stage of its oxidative polymerization, and thus the conductive organic polymer composition according to the present invention contains a dopant. Is understood.

本発明による導電性有機重合体組成物が含むドーパント
としては、例えば、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン、
塩化第二鉄、四塩化スズ、二塩化銅等のルイス酸、塩化
水素、臭化水素、硫酸、硝酸等の無機酸やピクリン酸、
p−トルエンスルホン酸等の有機酸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。
Examples of the dopant contained in the conductive organic polymer composition according to the present invention include halogen such as chlorine, bromine and iodine,
Lewis acids such as ferric chloride, tin tetrachloride, copper dichloride, inorganic acids such as hydrogen chloride, hydrogen bromide, sulfuric acid, nitric acid and picric acid,
Examples thereof include organic acids such as p-toluenesulfonic acid, but are not limited thereto.

本発明による導電性有機重合体組成物の化学構造は、上
記した赤外線吸収スペクトルのほか、組成物の元素分析
によつて確認され、また、本発明による組成物をアンモ
ニア等で化学補償した重合体(以下、補償重合体とい
う。)の元素分析からも確認され、実質的に、前記繰返
し単位からなる線状高分子重合体とドーパントからな
り、π電子共役系がドーパントを含むことによつて高導
電性を有するとみられる。
The chemical structure of the conductive organic polymer composition according to the present invention is confirmed by the above-mentioned infrared absorption spectrum and elemental analysis of the composition, and the polymer obtained by chemically compensating the composition according to the present invention with ammonia or the like. It was also confirmed by elemental analysis (hereinafter referred to as compensation polymer), and substantially consisted of a linear high molecular polymer composed of the repeating unit and a dopant, and the π-electron conjugated system contained a dopant, and thus it was It seems to have conductivity.

しかしながら、本発明による導電性有機重合体組成物
は、上記キノンジイミン構造からなる繰返し単位と共
に、その還元構造である次の繰返し単位(IV) を含んでいてもよい。このような還元構造を含む組成物
は、例えば、本発明による組成物を部分的に還元するこ
とによつて容易に得ることができる。
However, the conductive organic polymer composition according to the present invention has the following repeating unit (IV) which is its reducing structure together with the repeating unit having the above quinonediimine structure. May be included. A composition containing such a reduced structure can be easily obtained, for example, by partially reducing the composition according to the present invention.

以上のように、本発明によるアニリンの酸化重合によつ
て得られる導電性有機重合体組成物は、好ましくは、実
質的に前記繰返し単位からなり、その重合段階で既にプ
ロトン酸によつてドーピングされているために、新たな
ドーピング処理を要せずして高導電性を有し、しかも、
長期間にわたつて空気中に放置しても、その導電性は何
ら変化せず、従来より知られているドーピングした導電
性有機重合体に比較して、特異的に高い安定性を有して
いる。
As described above, the conductive organic polymer composition obtained by the oxidative polymerization of aniline according to the present invention preferably consists essentially of the repeating unit and is already doped with a protic acid at the polymerization stage. Therefore, it has high conductivity without requiring a new doping process, and
Even if it is left in the air for a long period of time, its conductivity does not change at all, and it has a uniquely high stability compared to the conventionally known doped conductive organic polymer. There is.

本発明による導電性有機重合体組成物は、例えば、アニ
リン又はその水溶性塩をプロトン酸と酸化剤とを含有す
る反応媒体中で酸化重合させることによつて得ることが
できる。アニリンの水溶性塩としては、通常、塩酸、硫
酸等の鉱酸塩が好適であるが、これらに限定されるもの
ではない。
The conductive organic polymer composition according to the present invention can be obtained, for example, by oxidatively polymerizing aniline or a water-soluble salt thereof in a reaction medium containing a protic acid and an oxidizing agent. As the water-soluble salt of aniline, usually, mineral acid salts such as hydrochloric acid and sulfuric acid are suitable, but not limited thereto.

また、酸化剤も特に制限されるものではないが、酸化ク
ロム(IV)や、重クロム酸カリウム、重クロム酸ナトリ
ウム等の重クロム酸塩が好適であり、特に、重クロム酸
カリウムが最適である。しかし、クロム酸、クロム酸
塩、酢酸クロミル等のクロム系酸化剤や過マンガン酸カ
リウムのようなマンガン系酸化剤も必要に応じて用いる
ことができる。
The oxidizing agent is also not particularly limited, but chromium oxide (IV) and dichromates such as potassium dichromate and sodium dichromate are preferable, and potassium dichromate is most preferable. is there. However, chromium-based oxidizing agents such as chromic acid, chromate salts and chromyl acetate, and manganese-based oxidizing agents such as potassium permanganate can also be used if necessary.

また、プロトン酸としては、硫酸、塩酸、臭化水素酸、
テトラフルオロホウ酸(HBF4)、ヘキサフルオロリン酸
(HPF6)等が用いられるが、特に硫酸が好適である。ア
ニリンの水溶性塩を形成するために鉱酸を用いるとき、
この鉱酸は上記プロトン酸と同じでも、異なつてもよ
い。
Further, as the protic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid,
Tetrafluoroboric acid (HBF 4 ), hexafluorophosphoric acid (HPF 6 ) and the like are used, and sulfuric acid is particularly preferable. When using a mineral acid to form a water-soluble salt of aniline,
This mineral acid may be the same as or different from the above-mentioned protonic acid.

反応媒体としては水、水混和性有機溶剤及び水非混和性
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
きるが、アニリンの水溶性塩が用いられるときは、反応
媒体には通常、これら水溶性塩を溶解する水、水混和性
有機溶剤又はこれらの混合物が用いられ、また、アニリ
ン自体が用いられるときは、反応媒体としては、これら
を溶解する水混和性有機溶剤又は水非混和性有機溶剤が
用いられる。尚、上記有機溶剤はいずれも用いる酸化剤
によつて酸化されないことが必要である。例えば、水混
和性有機溶剤としては、アセトン、テトラヒドロフラ
ン、酢酸等のケトン類、エーテル類又は有機酸類が用い
られ、また、水非混和性有機溶剤としては四塩化炭素、
炭化水素等が用いられる。
As the reaction medium, water, a water-miscible organic solvent and a mixture of two or more water-immiscible organic solvents can be used. When a water-soluble salt of aniline is used, the reaction medium is usually , Water that dissolves these water-soluble salts, water-miscible organic solvents or mixtures thereof are used, and when aniline itself is used, the reaction medium is a water-miscible organic solvent or water-immiscible organic solvent that dissolves them. Miscible organic solvents are used. In addition, it is necessary that none of the above organic solvents is oxidized by the oxidizing agent used. For example, as the water-miscible organic solvent, acetone, tetrahydrofuran, ketones such as acetic acid, ethers or organic acids are used, and as the water-immiscible organic solvent, carbon tetrachloride,
Hydrocarbon or the like is used.

本発明による導電性有機重合体組成物の特に好ましい製
造方法は、アニリン又はその水溶性塩をプロトン酸含有
反応媒体中で酸化剤で酸化重合させて導電性有機重合体
を製造する方法において、上記酸化剤を含む反応媒体に
おけるプロトン酸/重クロム酸カリウムモル比を1.2以
上とする。上限は特に制限されないが、通常、50程度で
ある。
A particularly preferred method for producing a conductive organic polymer composition according to the present invention is a method for producing a conductive organic polymer by oxidatively polymerizing aniline or a water-soluble salt thereof with an oxidizing agent in a reaction medium containing a protonic acid. The molar ratio of protonic acid / potassium dichromate in the reaction medium containing an oxidizing agent is 1.2 or more. The upper limit is not particularly limited, but is usually about 50.

反応温度は溶剤の沸点以下であれば特に制限されない
が、反応温度が高温になるほど、得られる酸化重合体の
導電性が小さくなる傾向があるので、高い導電性を有す
る重合体を得る観点からは常温以下が好ましい。
The reaction temperature is not particularly limited as long as it is equal to or lower than the boiling point of the solvent, but as the reaction temperature becomes higher, the conductivity of the resulting oxidized polymer tends to decrease, so from the viewpoint of obtaining a polymer having high conductivity. It is preferably at room temperature or lower.

特に好ましい方法は、アニリンの有機溶液又はアニリン
水溶性塩の水溶液中に攪拌下にプロトン酸酸性の酸化剤
水溶液を滴下し、又は一括添加して反応を行なわせるも
のである。通常、数分程度の誘導期間を経た後、直ちに
組成物が析出する。このように反応は直ちに終了する
が、通常、その後数分乃至数時間、熟成のために攪拌す
る。次いで、反応混合物を大量の水中又は有機溶剤中に
投入し、組成物を濾別し、濾液が中性になるまで水洗し
た後、アセトン等の有機溶剤にてこれが着色しなくなる
まで洗滌し、真空乾燥して、本発明による導電性有機重
合体組成物を得る。
A particularly preferable method is to add the oxidant aqueous solution of a protonic acid to the organic solution of aniline or the aqueous solution of aniline water-soluble salt while stirring or add them all at once to carry out the reaction. Usually, the composition precipitates immediately after an induction period of about several minutes. Thus, the reaction is completed immediately, but the mixture is usually stirred for a few minutes to several hours for aging. Then, the reaction mixture is poured into a large amount of water or an organic solvent, the composition is filtered off, washed with water until the filtrate becomes neutral, and then washed with an organic solvent such as acetone until it is no longer colored, and vacuum Dry to obtain the conductive organic polymer composition according to the present invention.

上記のような方法において、得られる導電性有機重合体
組成物の導電性は、アニリン又はその水溶性塩の酸化重
合が行なわれるプロトン酸と酸化剤とを含有する反応媒
体の組成に密接に関連しており、高導電性の組成物を得
るためには、上記反応媒体の組成を最適に選択すること
が必要であり、電導度が10-6S/cm以上の高導電性の組成
物を得るためには、反応の行なわれる反応媒体における
プロトン酸/重クロム酸カリウムモル比を1.2、好まし
くは2〜50とすることが必要である。通常、このような
条件下での酸化重合によつて電導度が10-3〜101S/cmで
ある高導電性組成物を得ることができる。尚、前記のよ
うに、アニリンの有機溶液又はその水溶性塩の水溶液に
プロトン酸酸性の酸化剤水溶液を添加して反応を行なわ
せる場合、酸化剤水溶液におけるプロトン酸の濃度は特
に制限されるものではないが、通常、1〜10Nの範囲で
ある。
In the method as described above, the conductivity of the resulting conductive organic polymer composition is closely related to the composition of the reaction medium containing the protic acid and the oxidizing agent, in which the oxidative polymerization of aniline or a water-soluble salt thereof is carried out. In order to obtain a highly conductive composition, it is necessary to optimally select the composition of the above reaction medium, and the conductivity is 10 −6 S / cm or more. In order to obtain it, it is necessary to set the molar ratio of protonic acid / potassium dichromate in the reaction medium in which the reaction is carried out to 1.2, preferably 2 to 50. Usually, a highly conductive composition having an electric conductivity of 10 −3 to 10 1 S / cm can be obtained by oxidative polymerization under such conditions. As described above, when the reaction is carried out by adding a protic acid-acidic oxidant aqueous solution to an organic solution of aniline or an aqueous solution of a water-soluble salt thereof, the concentration of the protonic acid in the oxidant aqueous solution is particularly limited. But usually in the range of 1-10 N.

上記の方法においては、このようにアニリンの酸化重合
が行なわれる反応媒体中におけるプロトン酸/重クロム
酸カリウムモル比が一定であれば、得られる重合体の導
電性は実質的に同じであり、上記したような方法によれ
ば、再現性よく所定の導電性を有する組成物を得ること
ができる。他方、アニリンに対する重クロム酸カリウム
の量は、得られる組成物の収率を決定する。しかし、組
成物の導電性は、用いる重クロム酸カリウムの量によつ
ては実質的に影響を受けない。従つて、所定のプロトン
酸/重クロム酸カリウムモル比の酸化剤水溶液を用い、
且つ、重クロム酸カリウムをアニリン又はその水溶性塩
に対して当量若しくはそれ以上用いるとき、所定の導電
性を有する有機重合体組成物をほぼ定量的に得ることが
できる。
In the above-mentioned method, if the protonic acid / potassium dichromate molar ratio in the reaction medium in which the oxidative polymerization of aniline is performed is constant, the conductivity of the obtained polymer is substantially the same, According to the method as described above, a composition having a predetermined conductivity with good reproducibility can be obtained. On the other hand, the amount of potassium dichromate relative to aniline determines the yield of the resulting composition. However, the conductivity of the composition is substantially unaffected by the amount of potassium dichromate used. Therefore, an oxidant aqueous solution having a predetermined protonic acid / potassium dichromate molar ratio is used,
Moreover, when potassium dichromate is used in an equivalent amount or more with respect to aniline or a water-soluble salt thereof, an organic polymer composition having a predetermined conductivity can be obtained almost quantitatively.

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ものではない。
The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1 (1) 導電性有機重合体組成物の製造 300ml容量のフラスコ中に水45gを入れ、濃塩酸4mlを加
え、更にアニリン5g(0.0537モル)を溶解させ、アニリ
ン塩酸塩水溶液を調製し、氷水でフラスコを冷却した。
Example 1 (1) Production of Conductive Organic Polymer Composition 45 g of water was placed in a 300-ml volumetric flask, 4 ml of concentrated hydrochloric acid was added, and 5 g (0.0537 mol) of aniline was dissolved to prepare an aqueous solution of aniline hydrochloride. The flask was cooled with ice water.

別に、水28.8gに濃硫酸4.61g(0.047モル)を加え、更
に重クロム酸カリウム1.84g(0.00625モル)を溶解させ
た酸化剤水溶液(プロトン酸/重クロム酸カリウムモル
比7.5)を調製し、これを氷水で冷却した上記アニリン
の塩酸塩水溶液中に攪拌下、滴下ろうとから30分間を要
して滴下した。滴下開始後、最初の2〜3分間は溶液が
黄色に着色したのみであつたが、その後、速やかに緑色
固体が析出し、反応液は黒緑色を呈した。
Separately, 4.61 g (0.047 mol) of concentrated sulfuric acid was added to 28.8 g of water to prepare an aqueous oxidant solution (protonic acid / potassium dichromate molar ratio of 7.5) in which 1.84 g (0.00625 mol) of potassium dichromate was dissolved. Then, it was added dropwise to the above aniline hydrochloride aqueous solution cooled with ice water while stirring for 30 minutes from the dropping attempt. After the start of dropping, the solution was only colored yellow for the first 2 to 3 minutes, but thereafter, a green solid was promptly precipitated, and the reaction solution exhibited a black green color.

滴下終了後、更に30分間攪拌し、その後、反応混合物を
アセトン400ml中に投じ、2時間攪拌し、次いで、導電
性重合体組成物を濾別した。得られた組成物を蒸留水中
で攪拌洗滌し、濾別し、このようにして濾液が中性にな
るまで洗滌を繰り返した。次いで、濾別した組成部をア
セトンにより濾液が着色しなくなるまで洗滌を繰り返し
た。濾別した組成物を五酸化リン上、室温で10時間真空
乾燥し、本発明による導電性有機重合体組成物を緑色粉
末として得た。
After completion of dropping, the mixture was stirred for another 30 minutes, then, the reaction mixture was poured into 400 ml of acetone and stirred for 2 hours, and then the conductive polymer composition was filtered off. The resulting composition was washed with stirring in distilled water, filtered, and washed in this manner until the filtrate became neutral. Then, the composition portion separated by filtration was repeatedly washed with acetone until the filtrate was not colored. The composition separated by filtration was vacuum dried on phosphorus pentoxide at room temperature for 10 hours to obtain a conductive organic polymer composition of the present invention as a green powder.

(2) 導電性有機重合体組成物の物性 上で得た導電性有機重合体組成物を室温において濃度97
%の濃硫酸に加え、攪拌して、その溶解度を調べたとこ
ろ、溶解量は1.2重量%であつた。また、濃度0.5g/dlと
したこの組成物の97%濃硫酸溶液の温度30℃における対
数粘度は0.46dl/gであつた。比較のために、エメラルデ
イン及びダイヤモンド・ブラツクの同じ条件下での粘度
はそれぞれ0.02dl/g及び0.005dl/gであつた。
(2) Physical Properties of Conductive Organic Polymer Composition The conductive organic polymer composition obtained above has a concentration of 97 at room temperature.
% Of concentrated sulfuric acid, the mixture was stirred and the solubility was examined. As a result, the amount of dissolution was 1.2% by weight. The 97% concentrated sulfuric acid solution having a concentration of 0.5 g / dl had a logarithmic viscosity of 0.46 dl / g at a temperature of 30 ° C. For comparison, the viscosities of emeraldine and diamond black under the same conditions were 0.02 dl / g and 0.005 dl / g, respectively.

更に、本発明による上記導電性有機重合体組成物及びエ
メラルデインについての空気中における熱重量分析の結
果を第5図に示す。昇温速度は10℃/分である。
Further, the results of thermogravimetric analysis in air of the above conductive organic polymer composition and emeraldine according to the present invention are shown in FIG. The heating rate is 10 ° C / min.

次に、上で得た導電性有機重合体組成物の粉末約120mg
を瑪瑙製乳鉢で粉砕した後、赤外分光光度計用錠剤成形
器にて圧力6000kg/cm2で直径13mmのデイスクに加圧成形
した。幅約1mmの銅箔4本を銀ペースト又はグラフアイ
トペーストでデイスクの四隅に接着し、空気中でフアン
・デル・ポウ法に従つて測定した結果、電導度は2.0S/c
mであつた。この導電性有機重合体組成物の成形物は、1
0-2Torrの真空中で測定しても、ほぼ同じ電導度を示し
た。このデイスクを4か月間空気中に放置したが、電導
度は実質的に変化しなかつた。
Next, about 120 mg of the powder of the conductive organic polymer composition obtained above
Was crushed in an agate mortar, and then pressure-molded with a tablet press for an infrared spectrophotometer at a pressure of 6000 kg / cm 2 into a disk having a diameter of 13 mm. Four copper foils with a width of about 1 mm were adhered to the four corners of the disk with silver paste or graphite paste, and the conductivity was 2.0 S / c when measured according to the Juan der Pauw method in air.
It was m. The molded product of this conductive organic polymer composition is 1
It showed almost the same conductivity when measured in a vacuum of 0 -2 Torr. The disk was left in the air for 4 months, but the conductivity did not substantially change.

(3) 導電性有機重合体組成物の赤外線吸収スペクト
ル 上で得た導電性有機重合体組成物の赤外線吸収スペクト
ルを第1図に示す。比較のために、エメラルデイン及び
アニリンブラツクの赤外線吸収スペクトルをそれぞれ第
2図及び第3図に示す。尚、エメラルデインはA.G.Gree
nらの方法によつて調製した(A.G.Green et al.,J.Che
m.Soc.,97,2388(1910))。
(3) Infrared absorption spectrum of conductive organic polymer composition The infrared absorption spectrum of the conductive organic polymer composition obtained above is shown in FIG. For comparison, infrared absorption spectra of emeraldine and aniline black are shown in FIGS. 2 and 3, respectively. Emeraldine is AGGree
(AGGreen et al., J. Che.
m.Soc., 97 , 2388 (1910)).

本発明による導電性有機重合体組成物の赤外線吸収スペ
クトルは、エメラルデインのそれと類似するが、同時に
大きい差違もある。即ち、エメラルデインには一置換ベ
ンゼンに基づくC−H面外変角振動による690cm-1及び7
40cm-1の明瞭な吸収が認められるが、本発明による組成
物においては、これらの吸収は殆ど認められず、代わり
にパラ置換ベンゼンを示す800cm-1の吸収が強く認めら
れる。これはエメラルデインが低分子量体であるため
に、分子末端の一置換ベンゼンに基づく吸収が相対的に
強く現われるのに対して、本発明による組成物は高分子
量体であるために、高分子鎖をなすパラ置換ベンゼンに
基づく吸収が相対的に強く現われるからである。これに
対して、アニリンブラツクの赤外線吸収スペクトルは本
発明による組成物及びエメラルデインのいずれとも顕著
に相違し、特に、3200〜3400cm-1付近の広幅の吸収、16
80cm-1にあるキノン性カルボニル基と認められる吸収、
1200〜1300cm-1のC−N伸縮振動領域、600cm-1以下の
領域等において異なることが明らかである。
The infrared absorption spectrum of the conductive organic polymer composition according to the present invention is similar to that of emeraldine, but at the same time there is a large difference. That is, emeraldine has 690 cm -1 and 7 due to C-H out-of-plane bending vibration based on monosubstituted benzene.
Although a clear absorption of 40 cm -1 is observed, in the composition according to the invention, these absorptions are hardly observed, and instead, an absorption of 800 cm -1 indicating para-substituted benzene is strongly recognized. This is because emeraldine is a low-molecular weight substance, so that absorption based on mono-substituted benzene at the molecular end is relatively strong, whereas the composition according to the present invention is a high-molecular weight substance, and thus the polymer chain is This is because the absorption based on the para-substituted benzene that forms the is relatively strong. On the other hand, the infrared absorption spectrum of aniline black is significantly different from that of both the composition according to the present invention and emeraldine, and in particular, the broad absorption around 3200 to 3400 cm −1 , 16
Absorption recognized as a quinonic carbonyl group at 80 cm -1 ,
C-N stretching vibration region of 1200~1300cm -1, differ in 600 cm -1 or less in the region and the like is obvious.

本発明による導電性有機重合体組成物における赤外線吸
収スペクトルの帰属は次のとおりである。
Assignment of infrared absorption spectrum in the conductive organic polymer composition according to the present invention is as follows.

1610-1(シヨルダー、C=N伸縮振動) 1570、1480cm-1(ベンゼン環C−C伸縮振動) 1300、1240cm-1(C−N伸縮振動) 1120cm-1(ドーパントに基づく吸収。ドーパントの種類
によらず、ほぼ同じ位置に吸収を有する。) 800cm-1(パラ置換ベンゼンC−H面外変角振動) 740、690cm-1(一置換ベンゼンC−H面外変角振動) また、本発明による上記導電性有機重合体組成物をアン
モニア補償したときの赤外線吸収スペクトルを第4図
(B)に示し、これを5N硫酸で再びドーピングした後の
赤外線吸収スペクトルを第4図(C)に示す。この再ド
ーピング後のスペクトルは第4図(A)に示す当初のそ
れとほぼ完全に同じであり、更に、電導度もアンモニア
補償前と同じである。
1610 -1 (Shoulder, C = N stretching vibration) 1570, 1480cm -1 (benzene ring CC stretching vibration) 1300, 1240cm -1 (CN stretching vibration) 1120cm -1 (absorption based on dopant. Types of dopants 800cm -1 (para-substituted benzene C-H out-of-plane bending vibration) 740, 690cm -1 (mono-substituted benzene C-H out-of-plane bending vibration) The infrared absorption spectrum of the conductive organic polymer composition according to the invention when ammonia-compensated is shown in FIG. 4 (B), and the infrared absorption spectrum after re-doping with 5N sulfuric acid is shown in FIG. 4 (C). Show. The spectrum after this re-doping is almost completely the same as the original spectrum shown in FIG. 4 (A), and the conductivity is also the same as before ammonia compensation.

また、電導度の変化は、補償前(A)は0.45S/cm、補償
後(B)は1.6×10-8S/cm、再ドーピング後(C)は0.3
1S/cmであつた。従つて、本発明によれば、アニリンの
酸化重合による重合体は、その段階で用いたプロトン酸
によつて既にドーピングされていることが示される。
The change in conductivity was 0.45 S / cm before compensation (A), 1.6 × 10 -8 S / cm after compensation (B), and 0.3 after re-doping (C).
It was 1 S / cm. Therefore, according to the invention, it is shown that the polymer from the oxidative polymerization of aniline is already doped with the protic acid used at that stage.

(4) 導電性有機重合体組成物の化学構造 上で得た本発明による導電性有機重合体組成物の元素分
析値を示す。尚、組成物を水洗及びアセトン洗滌によつ
て精製しても、元素分析後に無水酸化クロム(Cr2O3
の緑色粉末が残渣として残ることが認められるので、実
測元素分析値と共に、その合計を100としたときのそれ
ぞれの換算値を併せて示す。換算値が理論値と一致する
ことが認められる。また、アンモニアにて化学補償した
重合体についても結果を示す。
(4) Chemical Structure of Conductive Organic Polymer Composition The elemental analysis values of the conductive organic polymer composition according to the present invention obtained above are shown below. Even if the composition was purified by washing with water and washing with acetone, anhydrous chromium oxide (Cr 2 O 3 ) was obtained after elemental analysis.
Since it is recognized that the green powder of No. 2 remains as a residue, the respective conversion values when the total is taken as 100 are shown together with the measured elemental analysis values. It is recognized that the converted value matches the theoretical value. The results are also shown for polymers chemically compensated with ammonia.

(a)硫酸をドーパントとして含む組成物 C12H8N2(H2SO40.58 理論値 測定値 換算値 C 60.79 58.11 60.99 H 3.89 4.05 4.25 N 11.81 10.80 11.34 S 7.84 7.45 7.82 O 15.66 (14.87) (15.61) 尚、理論式における硫酸量は、イオウの実測値から算出
し、この硫酸量に基づいて理論値における酸素量を算出
した。また、測定値における酸素量は、イオウの測定値
から硫酸量を算出し、この硫酸量から算出した。
(A) Composition containing sulfuric acid as a dopant C 12 H 8 N 2 (H 2 SO 4 ) 0.58 Theoretical value Measured value Converted value C 60.79 58.11 60.99 H 3.89 4.05 4.25 N 11.81 10.80 11.34 S 7.84 7.45 7.82 O 15.66 (14.87) (15.61) The amount of sulfuric acid in the theoretical formula was calculated from the measured value of sulfur, and the oxygen amount in the theoretical value was calculated based on this amount of sulfuric acid. The amount of oxygen in the measured value was calculated from the amount of sulfuric acid obtained by calculating the amount of sulfuric acid from the measured value of sulfur.

(b)補償重合体 C12H8N2 理論値 測定値 換算値 C 79.98 73.24 79.77 H 4.48 4.34 4.73 N 15.54 14.23 15.50 実施例2 (1) 濃硫酸度が一定である硫酸酸性の酸化剤水溶液
における硫酸/重クロム酸カリウムモル比が組成物の導
電性に及ぼす影響 300ml容量のフラスコ中に水45gを加え、濃塩酸4mlを加
え、更にアニリン5g(0.0537モル)を溶解させて、アニ
リン塩酸塩水溶液を調製した。
(B) Compensating polymer C 12 H 8 N 2 theoretical value Measured value Converted value C 79.98 73.24 79.77 H 4.48 4.34 4.73 N 15.54 14.23 15.50 Example 2 (1) In sulfuric acid acidic oxidant aqueous solution with constant concentrated sulfuric acid Effect of the sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio on the conductivity of the composition In a 300 ml flask, 45 g of water was added, 4 ml of concentrated hydrochloric acid was added, and 5 g (0.0537 mol) of aniline was dissolved to give an aqueous solution of aniline hydrochloride. Was prepared.

別に、重クロム酸カリウム1.84g(0.00625モル)を種々
の量の3N硫酸に溶解し、硫酸/重クロム酸カリウムモル
比の種々異なる酸化剤水溶液を調製した。この酸化剤水
溶液を上記アニリン塩酸塩水溶液中に攪拌下、室温で滴
下ろうとから滴下した。滴下終了後、更に30分間攪拌
し、この後、反応混合物をアセトン400ml中に投じ、2
時間攪拌し、次いで、得られた導電性有機重合体組成物
を濾別し、乾燥した。
Separately, 1.84 g (0.00625 mol) of potassium dichromate was dissolved in various amounts of 3N sulfuric acid to prepare aqueous oxidant solutions having different sulfuric acid / potassium dichromate molar ratios. This oxidizing agent aqueous solution was added dropwise to the above aniline hydrochloride aqueous solution while stirring at room temperature. After completion of dropping, the mixture was stirred for another 30 minutes, after which the reaction mixture was poured into 400 ml of acetone and 2
After stirring for an hour, the resulting conductive organic polymer composition was filtered off and dried.

このようにして得た未精製の導電性有機重合体組成物の
電導度(σ)を第6図に○印で示す。また、上の組成物
を蒸留水で洗滌し、濾別し、このようにして瀘液が中性
になるまで洗滌を繰り返した。このようにして得た精製
した組成物の電導度を●印で第6図に示す。尚、以下の
図面においても、同様に上記のような未精製の組成物を
○印で、精製した組成物を●印で示す。
The electrical conductivity (σ) of the thus obtained unpurified conductive organic polymer composition is shown by a circle in FIG. Further, the above composition was washed with distilled water, filtered, and washed repeatedly until the filtrate became neutral in this manner. The conductivity of the purified composition thus obtained is shown by a black circle in FIG. Similarly, in the following drawings, the unpurified composition as described above is indicated by a circle, and the purified composition is indicated by a ●.

第6図に示す結果から、酸化剤水溶液においてプロトン
酸/重クロム酸カリウムモル比を1.2以上とすることに
より、電導度が10-6S/cm以上の導電性有機重合体組成物
を得ることができることが理解される。
From the results shown in FIG. 6, it is possible to obtain a conductive organic polymer composition having an electric conductivity of 10 −6 S / cm or more by setting the protonic acid / potassium dichromate molar ratio to 1.2 or more in the oxidizing agent aqueous solution. It is understood that

(2) 重クロム酸カリウム濃度が一定である硫酸酸性
水溶液における硫酸/重クロム酸カリウムモル比が組成
物を電導度及び収率に及ぼす影響濃度が異なる一定重量
の硫酸に重クロム酸カリウム1.84g(0.00625モル)を溶
解させて、重クロム酸カリウム濃度が5.2重量%である
水溶液を調製した。この酸化剤水溶液を実施例1と同じ
くアニリン塩酸塩0.0537モルを含む水溶液に攪拌下、室
温で滴下して、本発明による導電性有機重合体組成物を
得た。
(2) Effect of sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio on composition conductivity and yield in acidic sulfuric acid aqueous solution with constant potassium dichromate concentration Different concentrations of sulfuric acid and potassium dichromate 1.84 g (0.00625 mol) was dissolved to prepare an aqueous solution having a potassium dichromate concentration of 5.2% by weight. This oxidizing agent aqueous solution was added dropwise to an aqueous solution containing 0.0537 mol of aniline hydrochloride at room temperature with stirring as in Example 1 to obtain a conductive organic polymer composition according to the present invention.

酸化剤水溶液における硫酸/重クロム酸カリウムモル比
と組成物の収率及び電導度との関係を第7図に示す。上
記モル比が1.2以上であるとき、電導度が10-6S/cm以上
である組成物を得ることができる一方、アニリンに対す
る重クロム酸カリウムの量が一定であるとき、組成物の
収率がほぼ一定であることが示される。
FIG. 7 shows the relationship between the sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio in the oxidizing agent aqueous solution and the yield and conductivity of the composition. When the molar ratio is 1.2 or more, it is possible to obtain a composition having an electrical conductivity of 10 -6 S / cm or more, while the amount of potassium dichromate relative to aniline is constant, the yield of the composition Is almost constant.

(3) 重クロム酸カリウム濃度が組成物の電導度及び
収率に及ぼす影響 濃度の異なる硫酸水溶液に硫酸/重クロム酸カリウムモ
ル比が7.5となるように重クロム酸カリウムを溶解し、
種々の濃度の重クロム酸カリウム水溶液を調製した。こ
の酸化剤水溶液を重クロム酸カリウムの約9倍モル量の
アニリン塩酸塩を含む水溶液に室温で滴下し、本発明に
よる組成物を得た。
(3) Effect of potassium dichromate concentration on electrical conductivity and yield of composition Dissolving potassium dichromate in sulfuric acid aqueous solutions having different concentrations such that the sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio is 7.5,
Various potassium dichromate aqueous solutions were prepared. This oxidant aqueous solution was added dropwise at room temperature to an aqueous solution containing aniline hydrochloride in a molar amount of about 9 times that of potassium dichromate to obtain a composition according to the present invention.

結果を第8図に示すように、酸化剤水溶液における重ク
ロム酸カリウム濃度が異なつても、硫酸/重クロム酸カ
リウムモル比が一定であり、且つ、アニリンに対する重
クロム酸カリウム量が一定であるとき、組成物がほぼ一
定の収率で得られると共に、その電導度もほぼ一定であ
ることが示される。
As shown in FIG. 8, the results show that the sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio is constant and the amount of potassium dichromate relative to aniline is constant even if the potassium dichromate concentration in the oxidizing agent aqueous solution is different. It is then shown that the composition is obtained in a substantially constant yield and its conductivity is also substantially constant.

(4) アニリンに対する重クロム酸カリウム量が組成
物の電導度及び収率に及ぼす影響 3N硫酸に重クロム酸カリウムを溶解し、硫酸/重クロム
酸カリウムモル比7.5である酸化剤水溶液を調製した。
実施例1と同じアニリン塩酸塩水溶液に上記酸化剤水溶
液を種々の量で添加して組成物を得た。
(4) Effect of the amount of potassium dichromate with respect to aniline on the conductivity and yield of the composition: Potassium dichromate was dissolved in 3N sulfuric acid to prepare an oxidizing agent aqueous solution having a sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio of 7.5. .
The above oxidant aqueous solution was added in various amounts to the same aniline hydrochloride aqueous solution as in Example 1 to obtain a composition.

アニリンに対する重クロム酸カリウム量が組成物の電導
度及び収率に及ぼす影響を第9図に示す。尚、硫酸酸性
における重クロム酸カリウム1モルは3当量に相当し、
図面において重クロム酸カリウムの当量性とはアニリン
に対するこの重クロム酸カリウムの酸化剤としての当量
性を意味する。
The effect of the amount of potassium dichromate on aniline on the conductivity and yield of the composition is shown in FIG. Incidentally, 1 mol of potassium dichromate in sulfuric acid is equivalent to 3 equivalents,
In the drawings, the equivalence of potassium dichromate means the equivalence of potassium dichromate to aniline as an oxidizing agent.

用いた酸化剤水溶液は、硫酸/重クロム酸カリウムモル
比が一定であるので、得られる組成物は電導性がほぼ一
定である一方、得られる組成物の収率はアニリンに対す
る酸化剤水溶液中の重クロム酸カリウム量にほぼ比例す
ることが理解される。
Since the aqueous oxidant solution used has a constant sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio, the resulting composition has substantially constant conductivity, while the yield of the resulting composition is similar to that of the aniline in the aqueous oxidant solution. It is understood that it is almost proportional to the amount of potassium dichromate.

(5) アニリン濃度が組成物の電導度及び収率に及ぼ
す影響 3N硫酸に重クロム酸カリウムを溶解し、硫酸/重クロム
酸カリウムモル比7.5、重クロム酸カリウム濃度5.2重量
%の酸化剤水溶液を調製した。この酸化剤水溶液をアニ
リンに対する重クロム酸カリウムの当量数が1/3になる
ように添加し、本発明による組成物を得た。結果を第10
図に示す。
(5) Effect of aniline concentration on electrical conductivity and yield of composition Oxidizing agent aqueous solution in which potassium dichromate is dissolved in 3N sulfuric acid and sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio is 7.5 and potassium dichromate concentration is 5.2% by weight. Was prepared. This aqueous oxidizing agent solution was added so that the equivalent number of potassium dichromate to aniline was 1/3 to obtain a composition according to the present invention. The tenth result
Shown in the figure.

酸化剤水溶液における硫酸/重クロム酸カリウムモル比
が一定であり、且つ、アニリンに対する重クロム酸カリ
ウムの量が一定であるとき、アニリン濃度にかかわら
ず、ほぼ一定の収率でほぼ一定の電導度を有る組成物を
得ることができる。
When the sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio in the oxidant aqueous solution is constant and the amount of potassium dichromate to aniline is constant, the conductivity is almost constant and the yield is almost constant regardless of the aniline concentration. It is possible to obtain a composition having

実施例3 アニリン塩酸塩6.48g(0.050モル)を3N硫酸84ml(0.12
6モル)に溶解したアニリン水溶液を調製した。重クロ
ム酸カリウム4.90g(0.0167モル)を溶解させた水溶液
に上記アニリン塩水溶液を室温で滴下し、滴下終了後、
30分間熟成した。尚、上記条件下でのプロトン酸/重ク
ロム酸カリウムモル比は7.5である。
Example 3 6.48 g (0.050 mol) of aniline hydrochloride was added to 84 ml of 3N sulfuric acid (0.12
An aqueous solution of aniline dissolved in 6 mol) was prepared. The above aniline salt aqueous solution was added dropwise at room temperature to an aqueous solution in which 4.90 g (0.0167 mol) of potassium dichromate was dissolved, and after completion of the addition,
Aged for 30 minutes. The protonic acid / potassium dichromate molar ratio under the above conditions is 7.5.

沈殿した組成物を濾別し、実施例1と同様にして水洗
し、アセトンで洗滌した後、真空乾燥して本発明による
組成物を得た。この組成物の電導度を実施例1と同様に
して測定したところ、2.8×10-2S/cmであつた。
The precipitated composition was filtered off, washed with water in the same manner as in Example 1, washed with acetone, and then vacuum dried to obtain a composition according to the present invention. The conductivity of this composition was measured in the same manner as in Example 1 and found to be 2.8 × 10 -2 S / cm.

実施例4 300ml容量のフラスコにテトラヒドロフラン45gを入れ、
これにアニリン5g(0.0537モル)を溶解させた。
Example 4 Tetrahydrofuran (45 g) was placed in a 300 ml flask,
Aniline 5g (0.0537mol) was dissolved in this.

別に、水82.2gに濃硫酸13.17g(0.134モル)を加え、更
に重クロム酸カリウム5.27g(0.0179モル)を溶解させ
た酸化剤水溶液(プロトン酸/重クロム酸カリウムモル
比7.5)を調製し、これを上記アニリンのテトラヒドロ
フラン溶液中に攪拌下、室温で滴下ろうとから30分間を
要して滴下した。滴下開始後は溶解が黄色に着色したの
みであつたが、その後、黄緑褐色の粉末が析出し、その
後しばらくしてこの粉末は緑色に変化した。
Separately, 13.17 g (0.134 mol) of concentrated sulfuric acid was added to 82.2 g of water to prepare an aqueous oxidant solution (protonic acid / potassium dichromate molar ratio of 7.5) in which 5.27 g (0.0179 mol) of potassium dichromate was dissolved. Then, it was added dropwise to the above tetrahydrofuran solution of aniline at room temperature with stirring for 30 minutes. After the start of the dropwise addition, the solution was only colored yellow, but thereafter, a yellowish greenish brown powder was deposited, and after a while, the powder turned green.

滴下終了後、更に30分間攪拌し、この後、反応混合物を
アセトン600ml中に投じ、2時間攪拌し、次いで、組成
物を濾別した。実施例1と同様にして組成物を洗浄、乾
燥した後、電導度を測定したところ、0.25S/cmであつ
た。また、濃硫酸溶液の対数粘度は0.38dl/gであつた。
After completion of the dropping, the mixture was stirred for another 30 minutes, after which the reaction mixture was poured into 600 ml of acetone and stirred for 2 hours, and then the composition was filtered off. After the composition was washed and dried in the same manner as in Example 1, the electric conductivity was measured and found to be 0.25 S / cm. The logarithmic viscosity of the concentrated sulfuric acid solution was 0.38 dl / g.

実施例5 実施例4において、テトラヒドロフラン45gに代えて四
塩化炭素45gを用いた以外は、実施例4と全く同様にし
て黒緑色粉末状の組成物を得た。この組成物は電導度が
0.21S/cm、濃硫酸溶液の対数粘度が0.41dl/gであつた。
Example 5 A black-green powdery composition was obtained in exactly the same manner as in Example 4 except that 45 g of carbon tetrachloride was used instead of 45 g of tetrahydrofuran. This composition has an electrical conductivity
It was 0.21 S / cm, and the logarithmic viscosity of the concentrated sulfuric acid solution was 0.41 dl / g.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明による導電性有機重合体組成物の赤外線
吸収スペクトル、第2図及び第3図はそれぞれエメラル
デイン及びアニリンブラツクの赤外線吸収スペクトル、
第4図(A)は本発明による導電性有機重合体組成物、
(B)はこの導電性有機重合体組成物をアンモニア補償
して得られる重合体、及び(C)は(B)の重合体を硫
酸で再ドーピングして得られる導電性有機重合体組成物
のそれぞれの赤外線吸収スペクトルである。 第5図は本発明による導電性有機重合体組成物及びエメ
ラルデインの加熱による重量残存率を示すグラフであ
る。 第6図は本発明の方法において、硫酸濃度が一定である
酸化剤水溶液の硫酸/重クロム酸カリウムモル比と、得
られる導電性有機重合体組成物の電導度との関係を示す
グラフ、第7図は一定濃度の重クロム酸カリウムを含む
硫酸酸性水溶液の硫酸/重クロム酸カリウムモル比と、
得られる導電性有機重合体組成物の収率及び電導度との
関係を示すグラフ、第8図は一定の硫酸/重クロム酸カ
リウムモル比を有する硫酸酸性酸化剤水溶液の重クロム
酸カリウム濃度が、得られる導電性有機重合体組成物の
収率及び電導度に及ぼす影響を示すグラフ、第9図は一
定の硫酸/重クロム酸カリウムモル比を有する硫酸酸性
酸化剤水溶液のアニリンに対する当量性と、得られる導
電性有機重合体組成物の収率及び電導度との関係を示す
グラフ、第10図は一定の硫酸/重クロム酸カリウムモル
比を有する酸化剤水溶液の一定量を用いたときのアニリ
ン塩酸塩濃度と得られる導電性有機重合体組成物の収率
及び電導度との関係を示すグラフである。
FIG. 1 is an infrared absorption spectrum of the conductive organic polymer composition according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are infrared absorption spectra of emeraldine and aniline black, respectively.
FIG. 4 (A) is a conductive organic polymer composition according to the present invention,
(B) is a polymer obtained by ammonia compensation of this conductive organic polymer composition, and (C) is a conductive organic polymer composition obtained by re-doping the polymer of (B) with sulfuric acid. It is each infrared absorption spectrum. FIG. 5 is a graph showing the weight residual ratio of the electrically conductive organic polymer composition and emeraldine according to the present invention upon heating. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio of an aqueous oxidant solution having a constant sulfuric acid concentration and the electrical conductivity of the resulting conductive organic polymer composition in the method of the present invention. Fig. 7 shows the sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio of an acidic sulfuric acid aqueous solution containing a constant concentration of potassium dichromate,
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the yield of the obtained conductive organic polymer composition and the electric conductivity, and FIG. 8 shows the potassium dichromate concentration of the sulfuric acid acidic oxidant aqueous solution having a constant sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio. FIG. 9 is a graph showing the effect of the obtained conductive organic polymer composition on the yield and the electric conductivity, and FIG. 9 shows the equivalence to aniline of a sulfuric acid acidic oxidizer aqueous solution having a constant sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the yield and the conductivity of the obtained conductive organic polymer composition, and FIG. 10 is a graph showing the use of a fixed amount of an aqueous oxidant solution having a constant sulfuric acid / potassium dichromate molar ratio. 3 is a graph showing the relationship between the concentration of aniline hydrochloride and the yield and conductivity of the resulting conductive organic polymer composition.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 正男 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電気工業株式会社内 (72)発明者 中沢 準 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電気工業株式会社内 (72)発明者 一瀬 尚 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電気工業株式会社内 (72)発明者 中本 啓次 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電気工業株式会社内 (72)発明者 湯本 恵視 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−197728(JP,A) 英国特許1216549(GB,A) 「Bulletin of the C hemical Society of Japan」57[8](1984−8)P. 2254−2257 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masao Abe 1-2-1, Shimohozumi, Ibaraki City, Osaka Prefecture Nitto Electric Industry Co., Ltd. (72) Inventor Jun 1-2, 1-2-1, Shimohozumi, Ibaraki City, Osaka Prefecture No. Nitto Electric Industry Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Ichise 1-2-2 Shimohozumi, Ibaraki City, Osaka Prefecture Nitto Electric Industry Co., Ltd. (72) Inventor Keiji Nakamoto 1-1-1, Shimohozumi, Ibaraki City, Osaka Prefecture No. 2 Nitto Electric Industry Co., Ltd. (72) Inventor, Keiji Yumoto 1-2 1-2 Shimohozumi, Ibaraki City, Osaka Prefecture Nitto Electric Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-60-197728 (JP, A) British Patent 1216549 (GB, A) "Bulletin of the Chemical Society of Japan" 57 [8] (1984-8) P. 2254-2257.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】実質的に、一般式 で表わされるキノンジイミン構造体からなる繰返し単位
からなり、0.5g/dl濃硫酸溶液が30℃において0.38dl/g
以上の対数粘度を有する実質的に線状の重合体であっ
て、ドーパントとしての電子受容体を含み、電導度が10
-6S/cm以上であることを特徴とする導電性有機重合体組
成物。
1. Substantially the general formula It consists of a repeating unit consisting of a quinonediimine structure represented by the formula: 0.5g / dl concentrated sulfuric acid solution is 0.38dl / g at 30 ℃.
A substantially linear polymer having the above logarithmic viscosity, containing an electron acceptor as a dopant and having an electric conductivity of 10
-6 S / cm or more, a conductive organic polymer composition characterized by the above.
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