JPS60217221A - ポリピロールのグラフト重合物の製法 - Google Patents

ポリピロールのグラフト重合物の製法

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JPS60217221A
JPS60217221A JP5070985A JP5070985A JPS60217221A JP S60217221 A JPS60217221 A JP S60217221A JP 5070985 A JP5070985 A JP 5070985A JP 5070985 A JP5070985 A JP 5070985A JP S60217221 A JPS60217221 A JP S60217221A
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pyrrole
graft
polypyrrole
polymerization
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JP5070985A
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ヘルベルト・ナールマン
ヘルムート・ミユンシユテツト
ゲルノート・ケーラー
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/0605Polycondensates containing five-membered rings, not condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • C08G73/0611Polycondensates containing five-membered rings, not condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms with only one nitrogen atom in the ring, e.g. polypyrroles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
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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、重合を開始する重合体上に七ツマ−をグラフ
ト重合させることによる、ポリピロールのグラフト重合
物の製法に関する。
高分子化合物の分子鎖上にモノマーをグラフト重合させ
てグラフト重合物を製造するためには、すでに多数の方
法が知られている。これらの方法は、「エンサイクロペ
ディア・オプ・ポリマー・サイエンス・アンド・テクノ
ロジー」(インターサイエンス出版社1965年)第2
巻485〜528頁の「ブロック及びグラフにコポリマ
ー」に関する章に記載されている。例えば重合体分子上
に、重合を開始・する能力のある基を、化学反応により
組み込むことができる。
この種の基は例えばパーオキシ基又はアルミニウムハロ
ゲンアルキル基である。こうして製造された重合体分子
の活性基は、モノマー例えばスチロール又はオレフィン
類の重合を誘起することができる。これによって重合す
るグラフト鎖が重合体鎖上に生長する。
さらに導電性のピロール重合物は、例えば米国特許35
74072号明細書及びディアズらの報文(J、 C,
S、 Che、m、、、 1979年665頁以下及び
854頁以下)によりすでに知られている。これらの導
電性ピロール重合物は、導電性塩の存在下にピロールの
陽極重合により製造される。導電性塩のアニオンは、ポ
リピロールと錯化剤からの系が導電性であるという性質
により錯化剤として、作用する。導電性のピロール重合
物を電気工学において例えば開閉器その他の電気部品と
して使用することは、多数の従来の提案及び刊行物に記
載されている。
導電性のピロール重合物は、そこで陽極重合が行われた
電極の形を有する付着フィルムの形でも得られる。ピロ
ール重合物は粉末状でも得られるので、このピロール重
合物粒子を加圧及び高温度の下に圧搾して成形品にする
ことができる。しかしこの微粒状のピロール重合物の加
工性には改良の余地がある。
したがって本発明の課題は、重合を開始する重合体上に
モノマーをグラフト重合させることにより製造され、そ
して従来知られた導電性のピロール重合物に比して、加
工性に関してより良好な性質、より優れた調和性及び混
和性を有する、新規などロールのグラフト重合物を開発
することであった。
本発明者らはこの課題を、重合体としてアニオンにより
p−供与されたポリピロールを使用する方法により解決
した。さらに本発明は、こうして製造されたグラフト重
合物を、導電体又は電極として使用しうる成形品を製造
するために使用することに関する。
本発明に使用すべきピロール重合物はピロール群の化合
物を重合することにより得られる。
この群の化合物は、ピロール自体のほか、置換ピロール
、 ”N−アルキルピロール、N−7’1J−= 6− ルビロール、炭素原子でモノアルキル−又はジアルキル
置換されたピロール、及び炭素原子でモノハロゲン置換
又はジハロゲン置換されたピロールである。本発明によ
り用いられる重合物を製造するには、ピロールが単独で
又はピロール類と他の化合物との混合物として用いられ
る。
非置換ピロールの重合物の使用が優門ている。
置換ピロールの重合物が用いられる・場合は、6゜4−
u7′b4ybgo−L%に−t07′“8中に1〜4
個の炭素原子を有するもの、又は3゜4−ジハロゲンピ
ロール特に5.4−ジクロルピロールの各重合物が優れ
ている。
重合物は場合によりビロール類と共重合しうる他の化合
物を特定量で重合含有してもよい。
ピロールと共重合する化合物としては1例えばシクロペ
ンタジェン、アズレン及びその誘導体、例えばベンズア
ズレン、カヤアズレンさらにフルペン、インデン又はク
アドラート酸が適している。複素環化合物例えばイ、ミ
ダゾール、チアゾール、フラン又はチオフェンも用いら
れる。
 4 − さらに2−ブロムチオフェン、2.6−シメチルビリジ
ン及びピラジンも使用できる。またアミノ芳香族物質、
例えばアニリン、フエ壬セチン、アミノピロリン又は2
−アミノアントラセンも用いられる。重合物は、ピロー
ル10部に対しピロールと共重合する化合物を1〜10
部重合 ・含有することができる。
重合物は好ましくはピロールの電気化学的重合により得
られ、その場合モノマーの重合は陽極酸化により行われ
る。そのため例えば2〜20ミリアンペア7cm2の電
流密度が用いられる。
電圧は多くの場合10〜50ボルトの範囲で印加される
。重合は好ましくは、それにピロールが可溶な補助液体
の存在下に行われる。そのためには極性有機溶剤を使用
できる。水と混合ルうる溶剤を用いるときは、少量の水
も添加できる。優れた溶剤はアルコール、エーテル例え
ばジオキサン又はテトラヒドロフラン、アセトン又はア
セトニトリル、ジメチルホルムアミド又はn−メチクピ
ロリドンである。
重合は、導電性塩とも呼ばれる錯化剤の存在下に行われ
る。この塩は、アニオンとして例えばBF4 、 As
F4、ASF6’、 SbF6 、5bC1−1pF;
 。
clo;、H8O;及び5OI−の群のもの、又は好ま
しくは芳香族スルホン酸例えばベンゾ−ルー又はドルオ
ールスルホン酸、又は他の有機酸例えば安息香酸のアニ
オンを含むものを意味する。
これらの塩はカチオンとしては、例えばLi+、Na″
−又はに+を含有する。またNo+及びNびカチオン、
ならびに特にオニウムカチオン特に窒素及び燐のオニウ
ムカチオン、例えばR’N+型及びR’P+型(式中R
は水素原子及び/又は低級の好ましくは1〜6個の炭素
原子を有するアルキル基、好ましくは6〜14個の炭素
原子を有する脂環族の基又は芳香族の好ましくは6〜1
4個の炭素原子を有する基を意味する)のオニウムカチ
オンも好適である。アンモニウム−及びホスホニウム−
カチオンのうちでは、Rが水素原子及び/又は1〜4個
の炭素原子を有するアルキル基であるものが特に優れて
い・る。優れたオニウムカチオンの例は、NH4/イオ
ンのほか、特にテトラメチルアンモニウム−、テトラエ
チルアンモニウム−、テトラ−n−ブチルアンモニウム
−、トリフェニルホスホニウム−及びトリーn−ブチル
ホスホニウム−カチオンである。この化合物の使用は既
知であって本発明の対象ではない。この化合物は一般に
、ピロール重合物がピロールの1モルに対し錯化剤10
〜40モル%を含有する量で用いられる。
本方法によれば、導電性塩のアニオンによりp−供与さ
れたピロール重合物が得られる。
しかしピロール重合物を製造するためには、既知方法以
外の方法も使用できる。例えばピロールを水溶液中で、
強酸例えば鉱酸例えば過塩素酸、弗化水素酸等により、
又は無機の過酸化物例えば過硫酸カリウムにより重合さ
せることができる。最後にあげた方法によれば、ピロー
ル重合物が微粉末状で得られる。この方法においても先
に記載した種類の塩類が存在するので、ピロール重合物
は対応アニオンにより錯化され 7− る。
本方法に適する錯化ピロール重合物は、種々の形で存在
しうる。例えばピロールの陽極酸化に際しては、アニオ
ンにより錯化され、使用した陽極の形を有する重合物が
生成オする。陽極が平らな形状であれば、重合物の平ら
な層が形成される。微粉末状ピロール重合物を製造する
だめの方法を用いると、この微粉末は既知方法により、
加圧及び加熱下に圧搾して成形することができる。
アニオンによりp−供与されたこのピロール重合物は、
モノマーの重合を開始することができる。重合がこの重
合物により開始される七ツマ−は;例えばオレフィン例
えばエチレン、プロピレン又はイソブチレンである。ビ
ニルモノマー例えばスチロール及びその誘導体、ビニル
エーテル例えばビニルメチルエーテル又はカチオンによ
り重合可能なすべてのモノマーを使用できる。さらに環
状に結合した酸素原子を含有し、そして開環しながら重
合するモノマーが適 8− している。この種のモノマーは、例えばエポキシド例工
ばエチレン−、プロピレン−又はブテンオキシド、なら
びにジエポキシド例えばブタジエンジエポキシドであり
、さらに環状エーテル例えばテトラヒドロフランも好ま
しい。
前記のモノマーは、ポリピロール分子上に生長する重合
物を生成する。開始剤の量は、ピロール単位に対して1
:1ないし100000Jf:1好ましくは6:1ない
し10000:1である。グラフト重合するモノマーの
量は、 p −供与ポリピロールの重量に対して、1:
1ないし100:1好ましくは5:1ないし10000
:1である。
アニオンによりp−供与されたピロール重合物上でのモ
ノマーのグラフト重合は、約−100〜+80℃の温度
範囲で行われる。重合温度はモノマーの種類と供与され
たピロール重合物の種類に依存する。例えばBF3によ
りp−供与されたポリピロール上では、エチレンが一1
00℃でグラフト重合する。この反応は、スチロ−ルの
場合は好ましくは約−40’Cで、テトラヒドロフラン
の場合は+20’Cで行われる。重合温度は、グラフト
枝の重合度により定まる。
すなわちこの低温では高い分子量を有するグラフト枝が
生成し、室温及びそれ以上では多くの場合にオリゴマー
のグラフト枝だけがグラフトする。
反応は溶剤中でも行うことができる。好ましくは脂肪族
化合物、例えばヘキサン、オクタン又は脂肪族炭化水素
の高沸点の混合物又は留分が用いられ、そのほか次のも
のが適する。脂環族化合物、例えばシクロオクタン又は
芳香族化合物例えばペンゾール、ドルオール、さらに溶
剤例えば塩素化炭化水素例えば塩化メチレン、クロルベ
ンゾール、サラニニトロメタン又はニトロペンゾール。
本発明方法により製造されるピロール重合物からのグラ
フト重合物は、種々の目的のための導電系として、例え
ば電気工学における導電体又は電気化学的な蓄電池又は
電池の電極とじて好適である。このグラフト重合物は放
射線の遮蔽剤としても役立つ。
本発明方法により製造されるグラフト重合物は、例えば
高められた温度において圧搾して成形品にすることがで
きる。またこれを他の重合体と一緒に成形品に圧搾する
こともできる。さらにこのグラフト重合物を導電性のあ
る他の微粒状化合物と混合し、次いで成形品に加工する
こともできる。
実施例1 アクリルニトリルに溶解したピロール5部及び添加剤と
してのペンゾールスルホン酸3部の混合物を、2ミリア
ンペア/crn2の電流密度で60分間電気化学的に酸
化することにより、ポリピロールを陽極上に析出させる
。45μの厚さのフィルムが得られる。このフィルムを
、100℃で真空下に6時間乾燥する。このピロール重
合物のフィルムは55S/cmの電気伝導度を有する。
このポリピロール5部をビニルインブチルエーテル2部
と混合し、25°Cで重合さ 11− せる。重合の終了後、フィルムを塩化メチレン及びドル
オールで洗浄したのち乾燥する。このフィルムは9 S
 / cmの電気伝導度を有し、ビニルイソブチレン1
2重量%がその上に重合したポリピロール55重量%か
ら成る(ペンゾールスルホン酸の含量は66重量%)。
実施例2〜8 下記表に、本発明による新規グラフト重合物の製造を説
明する実施例をまとめて示す。
 12− −14− *ポリピロール粉末は、パーオキシジ硫酸ナトリウムに
よる10%水溶液中の化学的酸化により析出された(1
:1ミリバール)。粉末は黒色できわめて微細である。
粒子径は0.1〜0゜8μmである。粉末を中性となる
まで水洗し、次いで50℃及び10−2mmHgで5時
間乾燥した。この粉末に、実施例4〜9では表に記載す
る量の剤を加えた。
出願人 バスフ・アクチェンゲゼルシャフト代理人 弁
理士 小 林 正 雄

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 重合体として、アニオンによりp−供与されたピ
    ロール重合物を使用することを特徴とする、重合を開始
    する重合体上にモノマーをグラフト重合させることによ
    る、ポリピロールグラフト重合物の製法。 2、 ピロール重合物上に、不飽和2重結合を有するモ
    ノマーをグラフト重合させる2ことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の方法。 6、 ピロール重合物上に、環状に結合する酸素原子を
    含有するモノマーをグラフト重合させることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の方法。 4、 重合体として、アニオンによりp−供与されたピ
    ロール重合物を使用することを特徴とする、重合を開始
    する重合体上にモノマーをグラフト重合させることによ
    る、ポリピロールクラフト重合物の製法により製造され
    たグラフト重合物を、成形品の製造のため使用する方法
JP5070985A 1984-03-22 1985-03-15 ポリピロールのグラフト重合物の製法 Pending JPS60217221A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE19843410494 DE3410494A1 (de) 1984-03-22 1984-03-22 Verfahren zur herstellung von polypyrrol-pfropfpolymerisaten
DE3410494.1 1984-03-22

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