JPH08165360A - 導電性高分子配向膜の製造方法および導電性高分子配向膜 - Google Patents
導電性高分子配向膜の製造方法および導電性高分子配向膜Info
- Publication number
- JPH08165360A JPH08165360A JP31294194A JP31294194A JPH08165360A JP H08165360 A JPH08165360 A JP H08165360A JP 31294194 A JP31294194 A JP 31294194A JP 31294194 A JP31294194 A JP 31294194A JP H08165360 A JPH08165360 A JP H08165360A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電池材料、表示素子等に有用な導電性高分子
配向膜の提供。 【構成】 スルホン酸基やカルボン酸基を側鎖として有
する導電性高分子誘導体のリオトロピック液晶溶液を一
軸配向処理する。 【効果】 導電性高分子を膜面に対して任意の方向に配
向させる方法、特に導電性高分子を膜面に垂直に配向さ
せる製造が可能になる。
配向膜の提供。 【構成】 スルホン酸基やカルボン酸基を側鎖として有
する導電性高分子誘導体のリオトロピック液晶溶液を一
軸配向処理する。 【効果】 導電性高分子を膜面に対して任意の方向に配
向させる方法、特に導電性高分子を膜面に垂直に配向さ
せる製造が可能になる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電池材料、表示素子等に
有用な導電性高分子材料に係わり、特に配向性に優れた
導電性高分子膜の製造方法およびこの方法によって製造
された導電性高分子膜に関する。
有用な導電性高分子材料に係わり、特に配向性に優れた
導電性高分子膜の製造方法およびこの方法によって製造
された導電性高分子膜に関する。
【0002】
【従来の技術】導電性高分子としてはポリパラフェニレ
ン、ポリチオフェン、ポリピロール等が知られ(応用物
理、56、1460(1987))、これらの高分子は
ドーピングにより半導体領域から金属領域までの幅広い
導電性を有するようになることから、様々な応用が期待
されている。
ン、ポリチオフェン、ポリピロール等が知られ(応用物
理、56、1460(1987))、これらの高分子は
ドーピングにより半導体領域から金属領域までの幅広い
導電性を有するようになることから、様々な応用が期待
されている。
【0003】導電性高分子は、発見当初は不溶、不融の
高分子材料であったため、成形加工することができなか
った。しかしながら、最近になって、これら導電性高分
子の側鎖にアルキル鎖を導入すると、有機溶媒に可溶で
あり且つ溶融する高分子材料となることが見いだされ、
任意に加工できるようになってきた(Chemistry Expres
s, 1, 638(1986))。また、これら導電性高分子の側鎖
にスルホン基(特開平2−189333)やカルボニル
基(J. Am. Chem. Soc., 113, 741(1991))を導入する
と、水に可溶な高分子材料となることも見いだされてき
た。
高分子材料であったため、成形加工することができなか
った。しかしながら、最近になって、これら導電性高分
子の側鎖にアルキル鎖を導入すると、有機溶媒に可溶で
あり且つ溶融する高分子材料となることが見いだされ、
任意に加工できるようになってきた(Chemistry Expres
s, 1, 638(1986))。また、これら導電性高分子の側鎖
にスルホン基(特開平2−189333)やカルボニル
基(J. Am. Chem. Soc., 113, 741(1991))を導入する
と、水に可溶な高分子材料となることも見いだされてき
た。
【0004】これら導電性高分子の特徴である電気伝導
度を向上させるためには、一軸配向させることが重要
で、上記可溶性導電性高分子に対しては延伸処理によっ
て配向させる方法が知られているにすぎない。
度を向上させるためには、一軸配向させることが重要
で、上記可溶性導電性高分子に対しては延伸処理によっ
て配向させる方法が知られているにすぎない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】導電性高分子を配向さ
せる手段として、上記の延伸処理が知られているが、こ
の方法では膜面に対して水平方向に配向した高分子配向
膜しか製造することができない。本発明の目的は、導電
性高分子を膜面に対して任意の方向に配向させる方法、
特に導電性高分子を膜面に垂直に配向させる製造方法を
提供することにある。
せる手段として、上記の延伸処理が知られているが、こ
の方法では膜面に対して水平方向に配向した高分子配向
膜しか製造することができない。本発明の目的は、導電
性高分子を膜面に対して任意の方向に配向させる方法、
特に導電性高分子を膜面に垂直に配向させる製造方法を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリフェ
ニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール等の導
電性高分子誘導体の種々の合成法を詳細に検討を重ねて
きた結果、これら導電性高分子の水溶性誘導体の濃厚溶
液がいずれもリオトピック液晶を示し、上記の課題が解
決できることを見いだし、本発明に至った。
ニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール等の導
電性高分子誘導体の種々の合成法を詳細に検討を重ねて
きた結果、これら導電性高分子の水溶性誘導体の濃厚溶
液がいずれもリオトピック液晶を示し、上記の課題が解
決できることを見いだし、本発明に至った。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】本発明に用いられる、一般式(化1)で表
される側鎖R1を有する導電性高分子誘導体の合成に
は、出発物質としてスルホン酸やカルボン酸を有するモ
ノマを使用する以外、側鎖R1を有しない導電性高分子
の合成法をそのまま適用することができる。重合方法に
は電気化学的方法と化学的な方法の二種類の合成法があ
り、合成ルートによっては、スルホン酸、カルボン酸を
エステル化して保護する必要がある。この場合、重合後
にエステル部位を加水分解することにより、一般式(化
1)で表される導電性高分子誘導体を合成することがで
きる。
される側鎖R1を有する導電性高分子誘導体の合成に
は、出発物質としてスルホン酸やカルボン酸を有するモ
ノマを使用する以外、側鎖R1を有しない導電性高分子
の合成法をそのまま適用することができる。重合方法に
は電気化学的方法と化学的な方法の二種類の合成法があ
り、合成ルートによっては、スルホン酸、カルボン酸を
エステル化して保護する必要がある。この場合、重合後
にエステル部位を加水分解することにより、一般式(化
1)で表される導電性高分子誘導体を合成することがで
きる。
【0009】電気化学的重合方法では、支持電解質とし
て過塩素酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸テ
トラブチルアンモニウムなどを用いることができる。電
解質溶媒としてアセトニトリル、ベンゾニトリル、プロ
ピレンカーボネートなどを用いることができる。定電流
重合では、その定電流値は1μAから1000μAの範囲
内に限られ、好ましくは10μAから100μAの範囲が
良い。
て過塩素酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸テ
トラブチルアンモニウムなどを用いることができる。電
解質溶媒としてアセトニトリル、ベンゾニトリル、プロ
ピレンカーボネートなどを用いることができる。定電流
重合では、その定電流値は1μAから1000μAの範囲
内に限られ、好ましくは10μAから100μAの範囲が
良い。
【0010】化学的重合法では、重合触媒である酸化剤
として、塩化第二鉄、塩化モリブデン、塩化ルテニウム
などを用いることができる。また、重合溶媒としては
水、メタノールなどのアルコール溶媒が最適である。
として、塩化第二鉄、塩化モリブデン、塩化ルテニウム
などを用いることができる。また、重合溶媒としては
水、メタノールなどのアルコール溶媒が最適である。
【0011】また、本発明では、側鎖であるスルホン酸
基やカルボン酸基がプロトンで置換されている必要があ
る。重合方法によっては、これらスルホン酸基やカルボ
ン酸基がナトリウム塩になる場合がある。このような場
合、イオン交換樹脂や透析膜を用いることで、ナトリウ
ム塩型からプロトン型へ容易に変換できる。
基やカルボン酸基がプロトンで置換されている必要があ
る。重合方法によっては、これらスルホン酸基やカルボ
ン酸基がナトリウム塩になる場合がある。このような場
合、イオン交換樹脂や透析膜を用いることで、ナトリウ
ム塩型からプロトン型へ容易に変換できる。
【0012】これら導電性高分子誘導体の濃厚水溶液が
リオトロピック液晶になる濃度範囲は限定されるが、下
記に述べる配向膜作製工程では、濃縮過程を経由するた
め、その濃度範囲は限定されない。
リオトロピック液晶になる濃度範囲は限定されるが、下
記に述べる配向膜作製工程では、濃縮過程を経由するた
め、その濃度範囲は限定されない。
【0013】配向膜の作製には、低分子の液晶の配向技
術を使用することができる。具体的には、磁場、電場、
配向基板のいずれも使用可能である。磁場を印可する場
合について述べると、磁極が上下方向に位置する電磁石
の磁極間に、導電性高分子誘導体の濃厚水溶液のはいっ
たシャーレを置き、自然乾燥することにより、導電性高
分子鎖が、磁場の方向、即ち、膜面に垂直に配向した導
電性高分子配向膜が得られる。また、配向基板として、
テフロンをラビングしたガラス基板が適しているが、特
にこれに限定されるものでない。
術を使用することができる。具体的には、磁場、電場、
配向基板のいずれも使用可能である。磁場を印可する場
合について述べると、磁極が上下方向に位置する電磁石
の磁極間に、導電性高分子誘導体の濃厚水溶液のはいっ
たシャーレを置き、自然乾燥することにより、導電性高
分子鎖が、磁場の方向、即ち、膜面に垂直に配向した導
電性高分子配向膜が得られる。また、配向基板として、
テフロンをラビングしたガラス基板が適しているが、特
にこれに限定されるものでない。
【0014】
【作用】本発明によれば、導電性高分子を膜面に対して
任意の方向に配向させる方法、特に導電性高分子を膜面
に垂直に配向させる製造方法として有用である。
任意の方向に配向させる方法、特に導電性高分子を膜面
に垂直に配向させる製造方法として有用である。
【0015】以下、実施例をもって説明するが、本発明
はこれら実施例に限定されない。
はこれら実施例に限定されない。
【0016】
実施例1 モノマとなるp-(2-キシリレンスルホン酸ナトリウム)
-ビス(テトラヒドロチオフェニウムクロライド)5gを
100mlの水に溶解させ、この溶液を0℃に冷却した。
これとは別に、モノマの1.1倍のモル濃度の水酸化ナ
トリウム水溶液を調整して、モノマ溶液に1時間かけて
滴下した。滴下後、さらに1時間撹拌を行った。この重
合液を塩酸水溶液で中和した後、透析膜(和光純薬製
セロチューブ)を用いて透析処理をし、精製された高分
子中間体溶液を得た。この高分子中間体溶液を、ガラス
基板にキャストして、減圧乾燥することにより、キャス
トフィルムを得た。このフィルムを真空下、200℃で
2時間熱処理することにより、構造式(化2)で示され
る水溶性ポリフェニレンビニレンを得た。
-ビス(テトラヒドロチオフェニウムクロライド)5gを
100mlの水に溶解させ、この溶液を0℃に冷却した。
これとは別に、モノマの1.1倍のモル濃度の水酸化ナ
トリウム水溶液を調整して、モノマ溶液に1時間かけて
滴下した。滴下後、さらに1時間撹拌を行った。この重
合液を塩酸水溶液で中和した後、透析膜(和光純薬製
セロチューブ)を用いて透析処理をし、精製された高分
子中間体溶液を得た。この高分子中間体溶液を、ガラス
基板にキャストして、減圧乾燥することにより、キャス
トフィルムを得た。このフィルムを真空下、200℃で
2時間熱処理することにより、構造式(化2)で示され
る水溶性ポリフェニレンビニレンを得た。
【0017】
【化2】
【0018】この水溶性ポリフェニレンビニレンの濃縮
溶液を、テフロンをラビングしたガラス基板にキャスト
して、減圧乾燥することにより、キャストフィルムを得
た。このポリフェニレンビニレンキャスト膜を偏光顕微
鏡観察し、一軸配向していることを確認した。
溶液を、テフロンをラビングしたガラス基板にキャスト
して、減圧乾燥することにより、キャストフィルムを得
た。このポリフェニレンビニレンキャスト膜を偏光顕微
鏡観察し、一軸配向していることを確認した。
【0019】実施例2 モノマとなる3-ピロールカルボン酸1gを50mlのアセ
トニトリルに加え、支持電解質として過塩素酸リチウム
0.5gを加え0℃に冷却した。この水溶液に1cm角、厚さ
0.5mmの白金電極板を二枚入れ、これら電極間に10
0μAの定電流を流すと、一方の電極上に黒緑色のフイ
ルムが得られた。このフィルムを水酸化ナトリウムの水
溶液に加えると、フィルムは溶解し、赤褐色の溶液が得
られた。この水溶液を塩酸水溶液で中和した後、透析膜
(和光純薬製 セロチューブ)を用いて透析処理をし、
構造式(化3)で示される水溶性ポリピロールを得た。
トニトリルに加え、支持電解質として過塩素酸リチウム
0.5gを加え0℃に冷却した。この水溶液に1cm角、厚さ
0.5mmの白金電極板を二枚入れ、これら電極間に10
0μAの定電流を流すと、一方の電極上に黒緑色のフイ
ルムが得られた。このフィルムを水酸化ナトリウムの水
溶液に加えると、フィルムは溶解し、赤褐色の溶液が得
られた。この水溶液を塩酸水溶液で中和した後、透析膜
(和光純薬製 セロチューブ)を用いて透析処理をし、
構造式(化3)で示される水溶性ポリピロールを得た。
【0020】
【化3】
【0021】この水溶性ポリピロールの濃縮溶液を、テ
フロンをラビングしたガラス基板にキャストして、減圧
乾燥することにより、キャストフィルムを得た。このポ
リピロールキャスト膜を偏光顕微鏡観察し、一軸配向し
ていることを確認した。
フロンをラビングしたガラス基板にキャストして、減圧
乾燥することにより、キャストフィルムを得た。このポ
リピロールキャスト膜を偏光顕微鏡観察し、一軸配向し
ていることを確認した。
【0022】実施例3 モノマとなる2-(3-チエニル)エタンスルホン酸メチル
エステル1gを50mlのアセトニトリルに加え、支持電
解質として過塩素酸リチウム0.5gを加え0℃に冷却し
た。この水溶液に1cm 角、厚さ0.5mmの白金電極板を
二枚入れ、これら電極間に100μAの定電流を流す
と、一方の電極上に黒緑色のフイルムが得られた。この
フィルムを水酸化ナトリウムの水溶液に加えると、フィ
ルムは溶解し、赤褐色の溶液が得られた。この水溶液を
塩酸水溶液で中和した後、透析膜(和光純薬製 セロチ
ューブ)を用いて透析処理をし、構造式(化4)で示さ
れる水溶性ポリチオフェンを得た。
エステル1gを50mlのアセトニトリルに加え、支持電
解質として過塩素酸リチウム0.5gを加え0℃に冷却し
た。この水溶液に1cm 角、厚さ0.5mmの白金電極板を
二枚入れ、これら電極間に100μAの定電流を流す
と、一方の電極上に黒緑色のフイルムが得られた。この
フィルムを水酸化ナトリウムの水溶液に加えると、フィ
ルムは溶解し、赤褐色の溶液が得られた。この水溶液を
塩酸水溶液で中和した後、透析膜(和光純薬製 セロチ
ューブ)を用いて透析処理をし、構造式(化4)で示さ
れる水溶性ポリチオフェンを得た。
【0023】
【化4】
【0024】この水溶性ポリチオフェンの濃縮溶液を、
テフロンをラビングしたガラス基板にキャストして、減
圧乾燥することにより、キャストフィルムを得た。この
ポリチオフェンキャスト膜を偏光顕微鏡観察し、一軸配
向していることを確認した。
テフロンをラビングしたガラス基板にキャストして、減
圧乾燥することにより、キャストフィルムを得た。この
ポリチオフェンキャスト膜を偏光顕微鏡観察し、一軸配
向していることを確認した。
【0025】実施例4 モノマとなる2-(3-チエニル)エタンスルホン酸ナトリ
ウム1gを10mlに水に加えモノマ溶液を調整する。塩
化第二鉄2gを20mlの水に加え、上記モノマ水溶液を
1時間かけて滴下する。滴下後、さらに5時間撹拌を続
ける。反応終了後、減圧下で乾燥すると、黒色の粉末が
得られる。この粉末を水酸化ナトリウム水溶液に加える
と、赤褐色の溶液が得られた。この水溶液を塩酸水溶液
で中和した後、透析膜(和光純薬製 セロチューブ)を
用いて透析処理をし、構造式(化5)で示される水溶性
ポリチオフェンを得た。
ウム1gを10mlに水に加えモノマ溶液を調整する。塩
化第二鉄2gを20mlの水に加え、上記モノマ水溶液を
1時間かけて滴下する。滴下後、さらに5時間撹拌を続
ける。反応終了後、減圧下で乾燥すると、黒色の粉末が
得られる。この粉末を水酸化ナトリウム水溶液に加える
と、赤褐色の溶液が得られた。この水溶液を塩酸水溶液
で中和した後、透析膜(和光純薬製 セロチューブ)を
用いて透析処理をし、構造式(化5)で示される水溶性
ポリチオフェンを得た。
【0026】
【化5】
【0027】この水溶性ポリチオフェンの濃厚水溶液を
直径10cmのシャーレに入れ、磁極が上下方向に位置す
る電磁石の磁極間にを置き、自然乾燥することにより、
ポリチオフェン高分子鎖が膜面に垂直に配向した導電性
高分子配向膜が得られた。
直径10cmのシャーレに入れ、磁極が上下方向に位置す
る電磁石の磁極間にを置き、自然乾燥することにより、
ポリチオフェン高分子鎖が膜面に垂直に配向した導電性
高分子配向膜が得られた。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、延
伸処理を用いない簡便な方法で、且つ任意の方向に配向
した導電性高分子膜が製造でき、電池材料、表示素子等
に有用な導電性高分子材料を提供できる。
伸処理を用いない簡便な方法で、且つ任意の方向に配向
した導電性高分子膜が製造でき、電池材料、表示素子等
に有用な導電性高分子材料を提供できる。
Claims (2)
- 【請求項1】一般式(化1)で表わせる側鎖R1を有す
る導電性高分子誘導体のリオトロピック液晶溶液を一軸
配向処理して得られることを特徴とする導電性高分子配
向膜の製造方法。 【化1】 - 【請求項2】一般式(化1)で表わせる側鎖R1を有す
る導電性高分子誘導体のリオトロピック液晶溶液を一軸
配向処理して得られることを特徴とする導電性高分子配
向膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31294194A JPH08165360A (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 導電性高分子配向膜の製造方法および導電性高分子配向膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31294194A JPH08165360A (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 導電性高分子配向膜の製造方法および導電性高分子配向膜 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08165360A true JPH08165360A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=18035324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31294194A Pending JPH08165360A (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 導電性高分子配向膜の製造方法および導電性高分子配向膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08165360A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001035161A1 (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-17 | 3M Innovative Properties Company | Liquid crystal alignment structures and optical devices containing same |
WO2001037038A1 (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | 3M Innovative Properties Company | Liquid crystal alignment structure and display devices containing same |
WO2002044802A1 (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-06 | 3M Innovative Properties Company | Stabilized liquid crystal alignment structure with pre-tilt angle and display devices containing the same |
JP2003512647A (ja) * | 1999-10-15 | 2003-04-02 | アグフア−ゲヴエルト,ナームローゼ・フエンノートシヤツプ | 液晶整列層 |
JP2003306531A (ja) * | 2002-02-15 | 2003-10-31 | Japan Science & Technology Corp | 共役系高分子の電解不斉重合方法と光学活性共役系高分子 |
EP1615286A1 (en) | 2004-07-05 | 2006-01-11 | Polymatech Co., Ltd. | Ion conductive polymer electrolyte membrane and production method for the same |
JP2006032135A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Toyota Motor Corp | 固体高分子電解質膜の製造方法、固体高分子電解質膜、およびこれを備える燃料電池 |
-
1994
- 1994-12-16 JP JP31294194A patent/JPH08165360A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003512647A (ja) * | 1999-10-15 | 2003-04-02 | アグフア−ゲヴエルト,ナームローゼ・フエンノートシヤツプ | 液晶整列層 |
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US7540991B2 (en) | 2004-07-05 | 2009-06-02 | Polymatech Co., Ltd. | Ion conductive polymer electrolyte membrane and production method for the same |
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