JPS5927906A - 導電性重合体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は導電性重合体おＪ：びそのの製造法に関づる。

炭素系の導電月利は１重々の／Ｊ法で製造Ｊる事が可能
であるが、気相熱分解０千要な方法の一つと考えられ、
これま（に数多くの方法が提案されてきた。たとえば、
メタン、プロパン、プロピレン、ベンゼン、アセチレン
などの化合物を高湿で熱分解して炭素系の導電月利を製
造づる事が提案されているが、反応温度は一般に高く通
常９００〜２５００℃で、エネルギー多消費である。本
発明においてはシアノ基を含右りるアレチレン化合物の
低温でも可能な導電１１１巾合体の製造方法が提案され
る。本発明では単独使用以外にも他の耐熱材料、たとえ
ば炭素、セラミック、金属などに表面被服層を作る事−
〇できる。１ なお本発明における導電性重合体とは金属なみの高い電
気伝う９度を示り組成物は勿論の事、半府体領域の電気
伝導度をもつ手合体をも含んでいる。

本発明は次の構成を４′Ｉｉりる。

（′１）　シアノ基を含むアセチレン系化合物を主ｌこ
るモノマとりる膜状または繊維状の導電性重合体。

（２）　シアノ基を有するｉ　ｔヂレン系化合物を１５
０℃以上の温度で反応させる事を特徴とする導電性重合
体の製造方法。

以下に本発明について詳細に述べる。

本発明において使用される原料はシアンアセチレン、ジ
シアノアセチレン等のシアノ基とアセチレン基を含む炭
素数６以下の炭化水素であり、特にシアンアセチレンお
よびジシアンアセチレンが適している。これらの炭化水
素は単独で用いても、２種以上混合して用いてもよく、
さらに窒素、ヘリウム、アルゴン、水素等の不活性ガス
、ならびに脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、芳香族炭
化水素、不飽和炭化水素、おＪ：びその他の炭化水素と
混合して用いてもよい。不活性ガスで希釈して用いる場
合はシアノ基を含むアセヂレン化合物の温度は通常３−
４０％、好ましくは１０−３０％に希釈しておく事がで
きる。

これらの原料を含有づるガスは１５０〜３２００℃、好
ましくは３５０−２４００℃の温度で反応させ得る。重
合は種々のメカニズムで進行するとメ２えられる１、た
とえば、低？＆ｎではノア　ｌｘブレン基の三重結合が
開き共役二重結合を持つ炭化水素かまずｑ−成し、つい
でシアノ基の三重結合が間き閉環した化合物が生成して
いる可能性が考えられ、反応温度の」−ｒｌどどもに脱
水素環化その他の反応が祷雑に起り、さらに高温ではグ
ラファイト化が進むと考えられる。これ以外にｂイオン
や他のラジカルへの開裂を経るメカニス′ムち考えられ
る。

反応生成物は反応条ｆ１にもＪ、るが一般にトド々の構
造の混在した重合体と考えられる。

反応時間は種々の条作により相違づるが、６００℃程度
の温度では３０秒程度Ｃ十分である。

これ以」この時間Ｃも勿論よくまたこれ以下の時間でも
（れなりに効果がある。

本発明の方法によれば従来の炭化水素の熱分解生成物と
は異なった生成物が先ず得られると考えられる。りなわ
ら低温の反応にＪ３いでは窒素を含む新規な化合物がま
ず生成づる。反応温度が上ると窒素の含有率は低下しい
わゆるグラフアイ１〜構造に近づくと考えられる。この
場合従来の気相熱分解炭素の製造法に比べ著しく反応速
度が大きく、省エネルギーの観点からみても本発明の方
法はきわめて高いｒＩＩＩｉｆｉｆｊがある。

本発明の方法において導電性重合体を他の材料の表面被
覆層として用いる際の基質として用いる事のできる材料
としては、石英、ガラス、窒化ホウ素、窒化ケイ素、４
ノフアイア、シリコン等の無機質の材料、アルミニウム
、ステンレス、銅その他の金属１石、グラフアイ１へ、
炭素繊維等の炭素材料等が用いられるのは勿論であるが
、低温、におりる反応におい℃はボリフ１ニレンザルフ
ァイト、芳香族ポリスルボン、芳香族ポリアミド、ポリ
イミド、芳香族ポリエステル、ポリアミドイミド、およ
び“カプトン″等のポリイミド系の耐熱性の高分子化合
物を用いる事ができる。このように可撓性のある高分子
化合物のフィルムの上に反応させる事ができることは、
反応濡洩をこれらの組成物の軟化温度以下に下げる事が
できたので始めて可能となったものである。これにより
可撓性のある導電性フィルムが製造可能となった意義は
きわめ（大ぎい。基質としく’　ｉＴ−ピタ：Ｖシ曳フ
ル小会に用いられる結晶性基質さらにグラフＡ１ピタキ
シャルに用いられる基質・し勿論用いる事が出きる。

このようにして気相から基質上に重合づることが出来る
と共に、本発明の方法は水、炭化水素等の液相中におい
ても実行づる事が可能である。

本発明は触媒を使用しない熱分解反応をひとつの実施態
様として取る事が出来るが触媒を用いる方法も別の実施
態様として取ることが可能である。

この場合使用Ｊる事の出来る触媒としてはアルミナ、鉄
、］バルト、ニッケル、バナジウム、等の重金属、これ
らの合金、酸化物、炭化物その他の化合物が用いられる
。一方、プラズマ重合の手法をイＪ（用づる事もｒきる
。

本発１！ｌの方法にＪ：り得られる導電性重合体は一般
には基質上に何着物としてして得られるが、繊維状たは
バルクの生成物・ｂ作り得る。

本発明により得られる轡電性組成物の電気伝導１狂はド
ーピングおよびインターカレーションの手法により向上
さけ得る。ドーパントとしてはヨウ素、五フッ化ヒ素、
三塩化アンチモンおよびその他の公知の化合物が用いら
れ得る。

以下に実施例により本発明の方法を詳細に説明する。

実施例１ 内径１５ｍｍの石英製の反応管に反応の基質として耐熱
性の高分子である゛カプトン板を入れ、電気炉を用いて
３００℃に加熱し、窒素ガスをキャリＶ−とするシアノ
アセチレン、ジシアノアセチレン、アセチレン、ベン１
ン、プロピレン、エチレン、塩化エチレン、メチルアセ
チレン、１゜２−ジクロロエチレン、ヘプタン、プロパ
ギルアルコール、オクチン−１、をそれぞれ別に１３容
量％含む原料ガスを１００ｍ１／ｍｉｎの速度で２時間
供給した。反応俊基質であるパカプ］・ン″を取り出し
反応生成物を肉眼で観察した。シアノアレヂレン、およ
びジシアノアセチレンでは金−光沢を持つ反応物が基質
上に生成していたが、これ以外の原料では生成物はみと
められなかった。

実施例２ シアノアレヂレンをアルゴンを用いて５％に希釈し５０
　＋ｎＬ／　ｍｉ＋＋の速磨で３００．７００．１００
０℃に温度をあげた反応管に入れた石英板の上に反応さ
けた。２時間の反応後基質として用いた石英板を取り出
し、基質上の生成物をとり元素分析を行なった。結果は
次の通りである。

焼成渇１０　　　　　　Ｄ；ｉ　’ｊすＩＬ℃　　　　
炭素　　　窒素　　　水素 ３５０　　４．５　　１．０　　１．１７００　　５．
８　　１．０　　０．５１０００　　７．３　　１．０
　　０．２反応温度が低い場合窒素を多量に含有づる生
成物が１！ｔられる。反応温度の上界とともに窒素の含
有鉛は減少づる。

反応生成物の電気伝導１良を測定した結果は次の通りて
゛あった。

反応温度　　　　　電気伝導度 ３５０″ＣＯ，１Ｓ／ｃｍ ７００℃　　　４００ＯＳ／ｃｍ １０００′Ｃ４０００Ｓ／ａｍ 実施例３ 石英製の反応管に耐熱性の高分子フィルムである“カプ
トン″゛ライ１〜ン′°、′°トーロン′°および゛エ
コノール′°を入れ減圧にした後、これらを１５０℃ま
で昇温した。シアンアセチレンを４１Ｑ　ｍｍ）−１ｇ
の圧力で反応管に入れ３時間反応させた。

すべてのフィルムの上に金色のシアンアセチレンの反応
生成物が薄膜状に生成していた。、実施実施例４ 内（￥２０ｃｍのアルミナ製の反応管の内部に硫酸第２
鉄を塗布し、１０００″Ｃまで昇温し、シアノアレヂレ
ン（９０ｖｏ１０％）と水素の混合ガスを１０ｃｍ／ｍ
ｉｎの流速で２時間流した。反応柊了後管の内部を観察
したところながさ約１５ｃｍのウィスカーが密生してい
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　シアノ基を含むアセチレン系化合物を主たるモ
   ノマとする膜状まｌ〔は繊維状の導電性重合体。 （２）　シアン基を含むアセチレン系化合物を１５０℃
   以上の温度で反応させる事を特徴とする導電性重合体の
   製造方法 （３〉　特許請求の範囲第２項記載の方法におし１で、
   シアノ基を含むアセチレン系化合物がシアノアセチレン
   、ジシアノアセチレンである事を特徴とする方法。 （４）　特許請求の範囲第２項または第３項記載の方法
   において、該重合体を耐熱性高分子からなる基質上に生
   成さける事を特徴と覆る方法。