JPH1053651A - 高分子の製造方法 - Google Patents

高分子の製造方法

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JPH1053651A
JPH1053651A JP8224588A JP22458896A JPH1053651A JP H1053651 A JPH1053651 A JP H1053651A JP 8224588 A JP8224588 A JP 8224588A JP 22458896 A JP22458896 A JP 22458896A JP H1053651 A JPH1053651 A JP H1053651A
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JP
Japan
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impregnated
inorganic compound
polymerization
monomer
pyrrole
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JP8224588A
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English (en)
Inventor
Masayuki Hida
田 雅 之 飛
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POLYMERTECH KK
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POLYMERTECH KK
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のように重合反応時に液状のモノマーを
直接取り扱うことがなく、容器や配管を他の溶剤や純水
などで洗浄したり乾燥する繁雑な操作や工程、装置を不
要とする無機化合物の製造方法。 【解決手段】 無機化合物にモノマーを含浸させ、この
含浸させた無機化合物を重合触媒を含む基材付近に配置
し、該無機化合物に含浸させたモノマーを気相重合させ
ることを特徴とする高分子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に導体や接点、
各種電池材料、トランジスタ、ダイオード、エレクトロ
クロミズム等の表示素子、記録素子、電磁波シールド、
各種センサー、帯電防止材等の導電性高分子の気相重合
による製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、電子伝導型の導電性高分子
は、その構造と組成によって金属レベルの導電性から半
導体的性質、絶縁体的性質を発現し、かつ様々な興味深
い特性を有しているので、様々な用途に活発に研究さ
れ、一部で実用化されている。これらの導電性高分子の
製造方法には、触媒を使用する化学重合による方法、電
解重合による方法、前駆体を用いて後処理で製造する方
法等がある。また、触媒を使用する方法の一つの手法と
して、気相重合によって簡便に導電性高分子を作製する
方法が、特公平2−24299号公報、特公平3−63
971号公報、特公平6−47631号公報などによっ
て開示されている。これらの気相重合法は、モノマーを
気相で供給し、重合触媒を含む基材の表面や内部に導電
性高分子を重合させる方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電解重合による方法は、電極上に製膜するためには必要
に応じた面積の電極が必要となるうえ、電解質が必要で
ある。前駆体を用いて後処理で製造する方法は、前駆体
の製造工程と後処理のための製造工程との2工程を必要
とする欠点を有している。触媒を利用する化学重合法の
うち気相重合による方法は、大面積の高分子膜を得るの
に非常に簡便な製造方法として注目されているが、導電
性高分子の気相重合方法は、常温で通常は液状の原料モ
ノマーをビーカーやタンク等の容器に保管しておき、そ
の容器内で、または、容器から重合反応させる場に配管
によってガス状態でモノマーを供給している。そのた
め、専用の容器や配管などの設備が必要になり、また、
液状の原料モノマーを取り扱う上では、原料モノマーの
交換や回収、容器や配管の洗浄などの工程が煩雑にな
る。なお、気相重合によらない化学重合による方法は、
膜を得るには余りにも適さない方法である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、無機化合物に
モノマーを含浸させ、この含浸させた無機化合物を重合
触媒を含む基材付近に配置し、該無機化合物に含浸させ
たモノマーを気相重合させることを特徴とする高分子の
製造方法である。
【0005】以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【0006】本発明の高分子の製造方法に用いるモノマ
ーとしては、気相重合が可能で高分子を得る公知のモノ
マーが挙げられる。具体的なモノマーとしては、特に限
定するものではないが、ピロールおよびピロール置換
体、アニリンおよびアニリン置換体、チオフェンおよび
チオフェン置換体、フェニレンジアミンおよびフェニレ
ンジアミン置換体、フランおよびフラン置換体、インド
ールおよびインドール置換体、セレノフェンおよびセレ
ノフェン置換体、フルオレンおよびフルオレン置換体、
アセチレンおよびアセチレン置換体等がある。
【0007】本発明のこれらのモノマーを重合して得ら
れる高分子は、導電性高分子であることが好ましい。導
電性高分子は、ドーパントの存在によって導電性が幅広
く変化したり、あるいは、さほど変化しなかったり、種
々の導電性高分子が知られている。本発明では、特にこ
の導電性の程度を限定するものではない。
【0008】本発明の製造方法は、予め他の無機化合物
にこれらのモノマーを含浸させることを特徴とする。モ
ノマーの種類としては、後述する含浸および気相重合の
容易さの観点からは蒸気圧が比較的に高いピロールやピ
ロール置換体、アニリンおよびアニリン置換体から選択
されるモノマーを使用することが好ましい。
【0009】具体的なピロール置換体としては、N−メ
チルピロール、N−エチルピロール等のN−アルキルピ
ロール類、N−フェニルピロール等のN−アリールピロ
ール類、2−ニトロフェニルピロール、3−メチルピロ
ール、3−エチルピロール、3−クロルピロール、3,
4−ジメチルピロール、3,4−ジクロルピロールな
ど、アニリン置換体としては、N−メチルアニリン、N
−エチルアニリン、N−ジメチルアニリン、N−ジエチ
ルアニリン、クロルアニリン、ジクロルアニリン、クロ
ル−N−メチルアニリン、クロル−N−ジメチルアニリ
ン、ジクロル−N−アセチルアニリンなどが使用でき
る。なお、これらから選択されるモノマーは1種類に限
定せず、複数のモノマーを同時に使用して共重合体を製
造することも可能である。
【0010】本発明の上記のモノマーを無機化合物に含
浸させる方法については、特に限定するものではない
が、モノマーを気相状態で他の無機化合物に含浸させる
方法、モノマー中に無機化合物を浸漬させて含浸させる
方法、無機化合物とモノマーを加熱溶融して混合する方
法などが挙げられる。使用するモノマーの温度蒸気圧特
性に依存するけれども、本発明では、モノマーを常温ま
たは加熱して気相状態で無機化合物に含浸させる方法が
特に簡便な方法であり好適である。
【0011】なお、ここで、モノマーの無機化合物への
含浸とは、無機化合物の表面や内部に、吸着あるいは吸
収、収着、膨潤、溶解する現象を意味する。また、これ
らの含浸させる方法として、モノマー中に後の気相重合
反応に関わらない他の溶液や溶剤を混在させても差し支
えない。
【0012】本発明のモノマーを含浸させる無機化合物
は、特に限定されるものではないが、シリカゲル(含水
ケイ酸)や無水ケイ酸、コロイダルシリカ、ケイ酸カル
シウム、ケイ酸アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネ
シウム、酸化亜鉛、活性アルミナなどの酸化アルミニウ
ム、酸化鉛、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、水酸化アルミニウム、活性炭、硫酸バリウ
ム、硫酸アルミナ、けいそう土、マイカ、ゼオライト、
アスベスト、二硫モリブデン、軽石粉、ガラス粉などが
挙げられ、これらから選択される少なくとも1種類の無
機化合物が使用できる。使用するモノマーの性質や含浸
する条件によっても左右されるけれども、中でも、シリ
カゲルや酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化アルミニ
ウムなどが好適である。
【0013】上記の無機化合物の形状については、粉末
状、粒状、板状、多孔質状など特に限定されるものでは
ない。粉末状や多孔質状のものの方が表面積が大きく含
浸しやすいけれども、取扱い上は、粒状の方が容易であ
る。
【0014】本発明で使用する気相重合触媒は特定され
るものではない。通常の公知の塩化第二鉄、臭化第二
鉄、過塩素酸第二鉄、塩化第二銅、塩化モリブデン、塩
化ルテニウムなどの金属塩、二酸化鉛などの金属酸化
物、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどのペルオ
キソ塩、ベンゾキノンなどのキノン類、塩化ベンゼンジ
アゾニウムなどのジアゾニウム塩、フェリシアンカリウ
ム、ヘキサクロロ白金酸などが挙げられ、反応後にはこ
れらの触媒自体がドーパントとしても機能する。
【0015】本発明で用いる重合触媒は、目的とするガ
ラスや樹脂製の基材上に直接または溶液や分散液として
通常の方法で塗布することができる。上述の無機化合物
で例示したような高分子材料とを加熱溶融状態、また
は、水やアセトン、アルコール類、トルエンなどの適当
な溶剤を用いて溶液状態で混合させ、基材上に塗布する
ことで基材との密着性が向上することが知られており、
本発明でも応用できる。なかでも、他の高分子材料と混
合した溶液を塗布する方法が簡便で効果的である。ま
た、基材がポリエチレンテレフタレートフィルム(PE
Tフィルム)などの樹脂製基材の場合は、予め基材の表
面を紫外線照射やプラズマ、コロナ、火炎処理などで改
質することによって樹脂表面に極性を付与させて密着性
を向上させることが公知であり、本発明でも必要に応じ
て利用できる。かかる基材に、重合触媒と高分子の溶液
を、基材の片面または両面に、刷毛塗りや浸漬法、スプ
レー噴霧、ロールコート、グラビア印刷、スクリーン印
刷などの公知の方法で塗布し乾燥することによって所望
の重合触媒を含む基材を製造することができる。なお、
基材の材質や形状については、特定するものではなく、
金属、ガラス、セラミックス、樹脂、ゴム、繊維や布、
フィルム、シート、紙あるいは発泡体などが用いられ
る。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の導電性高分子の製造方法
は、上述の重合触媒を含む基材付近に、予めモノマーを
含浸した無機化合物を配置して、モノマーを気相重合さ
せることを特徴とする。重合触媒を含む基材付近に、該
無機化合物を配置する方法については、特に限定される
ものではない。基材の付近という意味は、基材に直接接
触させても良いし、数cmから数10cm程度の距離を
置いても良く、重合条件とともに目的とする高分子の特
性と関連して任意に設定することができる。無機化合物
は、特定の容器に充填しても良いし、粉粒体や細片状の
場合は流動させた状態でもかまわない。気相重合の温度
や重合時間については、従来の公知資料を参考にして決
定することもできる。反応系は密閉系でも開放系でも差
し支えないし、また窒素ガスやアルゴンガスなどの不活
性ガス雰囲気でも、あるいは水蒸気を循環した雰囲気で
も差し支えない。さらに、通常は先の重合触媒がドーパ
ントとして作用するので必ずしも必要ないけれども、気
相重合後に、所望の導電性高分子を得る目的で、ヨウ素
などのハロゲン類、フッ化硼素類、パラトルエンスルホ
ン酸などのスルホン酸類や金属ハロゲン化物、アルキル
アンモニウムなどのドーパントを再度付与しても良い。
また、膜の耐摩耗性などを向上させるために、公知の方
法でアクリル樹脂やウレタン樹脂、シリコーン樹脂など
を本発明の導電性高分子の表面にオーバーコートするこ
ともできる。
【0017】以下、本発明の高分子の製造方法の実施例
を説明する。
【0018】本実施例では、本発明をより良く理解でき
るように2種類のモノマーを交換して続けて重合する方
法をとっているが、本発明はこの実施例に限定されるも
のではない。
【0019】
【実施例1】粒状のシリカゲル(和光純薬工業株式会社
製、中粒)を、80℃で20時間真空乾燥させたのち、
ステンレス製の60メッシュの網かごに入れた。市販の
ピロール(和光純薬工業株式会社製、特級)を、硫酸マ
グネシウムで一昼夜脱水し、窒素雰囲気下で減圧蒸留し
てからビーカーに入れ、前記シリカゲルを入れた網かご
をビーカーの上部に配置し、窒素雰囲気下で先に精製し
たピロールを気相状態で30時間含浸させ含浸無機化合
物A(シリカゲル)を得た。このピロール含浸無機化合
物Aには、含浸前後の重量変化より、単位重量当り27
重量%のピロールの含浸が認められた。
【0020】別途、平均重合度500のポリビニルアル
コール(和光純薬工業株式会社製)4%、塩化第二鉄
(和光純薬工業株式会社製)6%の水溶液を調製し、厚
さ1mmのガラス基板上に、バーコーターで厚さ5μm
に塗布し、常態で一昼夜乾燥後、さらに真空乾燥して重
合触媒を含むガラス基板aを作製した。
【0021】先に得られた含浸無機化合物Aをビーカー
に入れ、作製したガラス基板aをそのビーカーの上部に
置き、窒素雰囲気下で重合温度0℃で20時間、ピロー
ルを気相重合させポリピロールを得た。得られたポリピ
ロールの4探針法による抵抗率(JISK7194)
は、70Ω・cmであった。
【0022】
【実施例2】粒状のシリカゲル(和光純薬工業株式会社
製、中粒)を、80℃で20時間真空乾燥させたのち、
ステンレス製の60メッシュの網かごに入れた。市販の
アニリン(和光純薬工業株式会社製、特級)を、硫酸マ
グネシウムで一昼夜脱水し、窒素雰囲気下で減圧蒸留し
てからビーカーに入れ、シリカゲルを入れた網かごをビ
ーカーの上部に配置し、窒素雰囲気下で先に精製したア
ニリンを気相状態で36時間含浸させ含浸無機化合物B
(シリカゲル)を得た。このアニリン含浸無機化合物B
には、単位重量当り11重量%のアニリンの含浸が認め
られた。
【0023】次いで、実施例1のポリピロールを製造し
たと同一のビーカーにて、ビーカー中の含浸無機化合物
Aを含浸無機化合物Bに交換し、同様にガラス基板aを
そのビーカーの上部に置き、窒素雰囲気下で重合温度1
0℃で20時間、アニリンを気相重合させポリアニリン
を得た。得られたポリアニリンの4探針法による抵抗率
(JISK7194)は、710Ω・cmであった。
【0024】
【実施例3】粉状の酸化マグネシウム(和光純薬工業株
式会社製)を、80℃で20時間真空乾燥させたのち、
ガラスシャレーに入れ、含浸無機化合物Aと同様に精製
ピロールを入れたビーカーの上部に配置し、窒素雰囲気
下でピロールを気相状態で30時間含浸させ含浸無機化
合物C(酸化マグネシウム)を得た。得られたピロール
含浸無機化合物Cには、単位重量当り15重量%のピロ
ールの含浸が認められた。
【0025】別途、平均重合度1500のポリビニルア
ルコール(和光純薬工業株式会社製)5%、塩化第二鉄
(和光純薬工業株式会社製)5%の水溶液を調製し、短
波長紫外線を照射して表面処理した厚さ0.2mmのP
ETフィルム上に、バーコーターで厚さ5μmに塗布
し、常態で一昼夜乾燥後、さらに真空乾燥して重合触媒
を含むPETフィルム基板bを作製した。
【0026】先に得られた含浸無機化合物Cをビーカー
に入れ、作製したPETフィルム基板bをそのビーカー
の上部に置き、窒素雰囲気下で重合温度0℃で10時
間、ピロールを気相重合させポリピロールを得た。得ら
れたポリピロールの4探針法による抵抗率(JISK7
194)は、230Ω・cmであった。
【0027】次いで、同一のビーカー中の含浸無機化合
物Cを、実施例2で得た含浸無機化合物Bに交換し、P
ETフィルム基板bをそのビーカーの上部に置き、窒素
雰囲気下で重合温度10℃で20時間、アニリンを気相
重合させポリアニリンを得た。得られたポリアニリンの
4探針法による抵抗率(JISK7194)は、184
0Ω・cmであった。
【0028】(比較例1)精製したピロールをビーカー
に入れ、ガラス基板aをそのビーカーの上部に置き、窒
素雰囲気下で重合温度0℃で20時間、ピロールを気相
重合させポリピロールを得た。得られたポリピロールの
4探針法による抵抗率(JISK7194)は、70Ω
・cmであった。
【0029】次いで、同一のビーカー中の残存ピロール
を回収し、ビーカーをアセトンおよび純水で洗浄、乾燥
させた後に精製アニリンに交換し、ガラス基板aをその
ビーカーの上部に置き、重合温度10℃で20時間、ア
ニリンを気相重合させポリアニリンを得た。得られたポ
リアニリンの4探針法による抵抗率(JISK719
4)は、810Ω・cmであった。
【0030】(比較例2)精製したピロールをビーカー
に入れ、PETフィルム基板bをそのビーカーの上部に
置き、窒素雰囲気下で重合温度0℃で10時間、ピロー
ルを気相重合させポリピロールを得た。得られたポリピ
ロールの4探針法による抵抗率(JISK7194)
は、210Ω・cmであった。
【0031】次いで、同一のビーカー中の残存ピロール
を回収し、ビーカーをアセトンおよび純水で洗浄、乾燥
した後に精製アニリンに交換し、PETフィルム基板b
をそのビーカーの上部に置き、窒素雰囲気下で重合温度
10℃で20時間、アニリンを気相重合させポリアニリ
ンを得た。得られたポリアニリンの4探針法による抵抗
率(JISK7194)は、1900Ω・cmであっ
た。
【0032】
【発明の効果】以上のように、本発明は、予め無機化合
物にモノマーを含浸させ、重合触媒を含む基材付近にそ
の含浸した無機化合物を配置して気相重合させるもので
あり、従来のように重合反応時に液状のモノマーを直接
取り扱うことがなくなるため、容器や配管を他の溶剤や
純水などで洗浄したり乾燥する繁雑な操作や工程、装置
が不要になった優れた無機化合物の製造方法である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年5月21日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0032
【補正方法】変更
【補正内容】
【0032】
【発明の効果】以上のように、本発明は、予め無機化合
物にモノマーを含浸させ、重合触媒を含む基材付近にそ
の含浸した無機化合物を配置して気相重合させるもので
あり、従来のように重合反応時に液状のモノマーを直接
取り扱うことがなくなるため、容器や配管を他の溶剤や
純水などで洗浄したり乾燥する繁雑な操作や工程、装置
が不要になった優れた高分子の製造方法である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機化合物にモノマーを含浸させ、この
    含浸させた無機化合物を重合触媒を含む基材付近に配置
    し、該無機化合物に含浸させたモノマーを気相重合させ
    ることを特徴とする高分子の製造方法。
  2. 【請求項2】 高分子が導電性高分子である請求項1記
    載の高分子の製造方法。
  3. 【請求項3】 無機化合物にモノマーを気相状態で含浸
    させることを特徴とする請求項1記載の高分子の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 モノマーが、ピロール、ピロール置換
    体、アニリンおよびアニリン置換体から選択される高分
    子である請求項1記載の高分子の製造方法。
JP8224588A 1996-08-08 1996-08-08 高分子の製造方法 Pending JPH1053651A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010533219A (ja) * 2007-07-09 2010-10-21 インペリアル・イノベ−ションズ・リミテッド 高導電率で安定な透明導電性ポリマー膜
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