JPS61218602A - 配向性を有するπ−共役系高分子材料の製造方法 - Google Patents

配向性を有するπ−共役系高分子材料の製造方法

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JPS61218602A
JPS61218602A JP6272185A JP6272185A JPS61218602A JP S61218602 A JPS61218602 A JP S61218602A JP 6272185 A JP6272185 A JP 6272185A JP 6272185 A JP6272185 A JP 6272185A JP S61218602 A JPS61218602 A JP S61218602A
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竹本 喜一
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幹二 宮田
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子材料等に用いられる高性能なπ−共役系高
分子材料を製造する方法に関するものである。
〔従来の技術〕
π−共役系高分子は電子材料(特に導電性材料)として
注目され、その製造方法としては従来種々のものが開発
されている。例えば、チーグラー触媒を用いたポリアセ
チレンの製造方法(特公昭第グざ一32gt 7号公報
)、六塩化タングステン等を触媒として用いたポリ(置
換7ルン)の製造方法CI!#公昭第3−u−uJOJ
t号公報、特開昭第57−31911号公報等)、ベン
ゼンの酸を 化カチオン重合により、ポリ−p−フェニレン1造する
方法(J 、Amer 、Chew、Soc 、、コブ
巻、100頁−tOa頁。/9A’1年)等が知られて
いる。更に、電気化学的重合法(電解重合法)による方
法も広く使用されており、この方法によってポリピロー
ル、ポリチオフェン、ポリピレン、ポリアズレン、ポリ
カルバゾール、ポリフラン、ポリ−ルーフ二二しン等の
π−共役系高分子が合成されている。
しかし、いずれの方法も得られたπ−共役系高分子材料
は非晶質で立体規則性がなくそれらの機能を高度に引き
出すには到っていないのが現状である。
π−共役系高分子材料の応用例としては、導電材料や半
導体材料としての利用が考えられている。
すなわち、π−共役系高分子材料を化学的または電気化
学的方法等によって酸化または還元することによって、
その電導度を絶縁体領域から半導体領域を経て金属的領
域にまでの広い範囲にわたって自由に制剖できる長所を
もっている。この性質を利用して、π−共役系高分子を
配線材料や各種半導体素子として利用すべく活発に開発
が行なわれている(特開昭第よA−/グ7グffA号公
報。
特開昭第59−43740号公報、特開昭第36−g1
201号公報等)。
しかし、従来方法で得られるπ−共役系高分子材料は非
晶質であるが故K、その機能を十分に発揮しているとは
言い難い。このような背景から最近では、配向させたπ
−共役系高分子材料を得ようとする試みがなされている
。例えば液晶中でチーグラー触媒を用いたポリアセチレ
ンの合成があり、液晶分子が容易に配向することを利用
して、直接に配向したポリアセチレンを得ようとしてい
る( Chem、Lett、 t t e を頁、t9
tra年)。現在、この方法はポリアセチレンの合成に
限られており、また、ボIJ 70レンは空気中で容易
に劣化するため実用的価値は乏しい。
これに対し、π−共役系高分子単結晶を用いる方法があ
り、現在までにポリジアセチレン系のPTS(ボリーコ
、tl−ヘキサジイン−/、A−ジオールビス−p−ト
ルエンスルホネート)おヨヒDCH(ポリー/、A−ジ
ーN−カルバゾールコ、tI−ヘキサジイン)が良好な
単結晶として得られている(ポリジアセチレン(Poj
、ydiacety−tene) H,−J 。
Cantow kH,スプリンガーバーラグ(8pri
n7er −verfap ) 、東京、/9gu年)
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、π−共役系高分子単結晶は製造方法が難しく、
製造コストの観点からは問題が多い。
以上のように従来法によって得られるπ−共役系高分子
材料には性能的またはコスト的に問題があった。
本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、高配向性(立体規則性)を有するπ−共役系高
分子材料を容易に製造する方法を提供する事を目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち本発明は、ホスト材料が形成するトンネル状の
空間(カナル)忙ゲスト材料としてモノマー分子を取り
込んで包接化合物を形成させた後。
モノマー分子をカナル内で重合(包接重合)させる操作
を含むπ−共役系高分子材料の製造方法である。
こうして本発明は、ホスト材料から形成するトンネル状
の空間(カナル)にゲスト材料としてπ−共役系高分子
材料形成用モノマー分子材料形成モモツマ分子を取り込
んで包接化合物を形成し、該モノマー分子をホスト材料
の鋳型(上記空間)内で包接重合させjることからなる
、立体規則性すなわち配向性を有するπ−共役系高分子
材料とするか、包接重合したポリマーがπ−共役系高分
子材料でない場合忙は1,コー脱離反応により配向性を
有するπ−共役系高分子材料となす。
〔作 用〕
以下1本発明を第1図忙基づき詳細に説明する。
第1図は本発明による重合体の製造方法の製造工程の概
略図である。結晶性ホスト材料にはカナル(canal
 )と呼ばれるトンネル状の空間があり(図中(イ))
、この空間にゲスト材料としての七ツマー分子を取り込
み(図中(al ) 、モノマー包接化合物(図中(ロ
))を得る。この時カナルの大きさに合ったモノマー分
子だけが取り込まれる。この様にして取り込まれたモノ
マー分子は、互いに運動が規制されしかも、規則正しく
配列している。この様な状態でモノマー分子を重合(包
接重合、図中(b))させると、運動が規制されている
結果、得られた高分子材料も立体規則性を有するように
なる(図中e→)。この後、使用目的に応じてホスト材
料を溶媒にて溶解除去(図中(C))することによって
配向性ポリマーを単離することもできる(図中に))。
この包接重合自身は以前から知られていたが(J 0M
acromoJ 、Sci 、Rev6Macromo
j、Chem 、Ct を巻。
t3頁、1910年)、この包接重合をπ−共役系高分
子材料の製造方法として用いた例は無く、本発明者等が
初めて見出したものである。
本発明におけるホスト材料としては尿素、チオ尿素、下
記(1)式で示すデオキシコール酸、シクロトリホスフ
ァゼン。
O 下記(コ)式で示すアポコール酸、ベルヒドロトリフェ
ニレン等 O カナルな形成する材料であればいずれも使用可能である
が、デオキシコール酸およびアポコール酸が取扱い上好
んで用いられる。ゲスト材料としてはビニル系モノマー
、ジエン系モノマー、アセチレン系モノマー、およびジ
アセチレン系モノマーが使用可能であり、カナルの大き
さに応じてモノマー分子な擁々選択できる。ゲスト材料
とし【上記七ツマー中、ハロゲン化モノマー−ffiJ
tハ、α−クロロアクリロニトリル、α−ブロモアクリ
ロニトリル、塩化ビニル、臭化ビニルが好ましく用いら
れる。
包接重合して得られたポリマーがπ−共役系高分子でな
い場合、例えばビニル系モノマーやジエン系モノマーを
用いる時は1重合後、カナル内にポリマーを取り込んだ
状態で加熱し/、−一説離反応を行なわせしめ目的のπ
−共役系高分子材料を得ることができる。脱離反応によ
り目的のπ−共役系高分子材料を得る時には、α−ハロ
ゲン化モノマーが好んで用いられる。また、アセチレン
系モノマーやジアセチレン系モノマーを包接重合して得
られるπ−共役系高分子材料の場合、このπ−共役系高
分子材料をカナル内で取り込んだ状態で加熱し、脱離反
応を行なわせることによって。
高度に共役したπ−共役系高分子材料を得ることも可能
である。
なお、カナル内でモノマー分子を重合させる方法として
は、rgJ照射、UV照射、または加熱処理が特に有効
である。触媒を用いての重合は生成高分子の純度を低下
させたり1通常カナル内に触媒分子が入りにくいことか
らあまり用いられない。
r線照射またはUV照射だけで重合が進行しにくい場合
には、r線照射またはUV照射中またはその後加熱処理
によって重合を促進させる手段がとられる。
以上のように、モノマー分子をカナルという立体的に規
制された状態で重合(包接重合)させるために、高度な
立体規制性(配向性)を有するポリマーが得られること
になり、本発明におげろ様にπ−共役系高分子材料を与
える七ツマ−を用いれば、高度に配向したπ−共役系高
分子材料が容易に得られる。更に、最終的に得られるπ
−共役系高分子材料が空気中で不安定であるような材料
であればホスト材料がπ−共役系高分子材料を外界から
遮蔽する役目を果たし、π−共役系高分子包接化合物は
極めて安定であるという長所を有するO 〔実施例〕 以下、本発明を実施例をもって説明するが、勿論本発明
がこれら実施例によって制限されるものではない。
実施例 ! デオキシコール酸をアセトンにて再結晶する。
畢 r別したデオキシコール酸結晶を100℃で約−2O時
間加熱して、一時的なゲスト分子であるアセトンを除去
する。この様にして得られたデオキシコール酸単結晶を
以下DCAと略す。/、OpのDC’Aと蒸留にて精製
したα−クロロアクリロニトリル(0,2,2g )と
を直径10mのガラス管に入れ、液体窒素を用いて凍結
−融解を3回繰り返して脱気処理を施した後 1O−J
)ルの減圧下で封管する。
この後、室温にて約−q時間保存させてモノマーモノマ
ー包接化合物を封管中で扛―鉤からのr線を0℃で1時
間照射する。照射1は/、OMrad(メガラド)であ
った。その後、所定の温度で所定時間加熱を行ない後重
合させポリマー包接化合物を得た。この時の反応温度、
反応日数および得られるポリマー包接化合物の収率の関
係を第2図に示す。図中、曲fl/#、21.?及びμ
は反応温度がそれぞれ夕θ℃、60℃、70℃、t0℃
の場合に対応する。このようにして得られたポリマー包
接化合物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、外見上
はモノマー包接化合物と全く変わらず、モノマーがカナ
ル内で反応していることが判った。
以上の様にして得られたDCA−ポリ(α−クロロアク
リロニトリル)包接化合物のInスペクトルには223
rcm’にニトリル基に基づく吸収が観測された。この
DCA−ポリ(α−クロロアクリロニトリル)を/uQ
℃で20時間加熱処理を行ない、脱塩化水素反応を行な
わせ、D C、A−ポリシアノアセチレン包接化合物を
50%の高収率で得た。
この収率は元素分析におけるC1の残存量から求めた0
脱塩化水素反応によって得られたDCA−ポリシアノア
セチレン包接化合物のInスペクトルには2:12!m
’にニトリル基に基づく吸収が観られ、共役系の長さに
より多少ずれるが報告されているポリシアノアセチレン
の直に近い直であった。
実施例 コ コール□□□をアセトン中で塩化亜鉛を用いて脱水反応
を行なわせアポコール酸を得た。このアポコール酸をア
セトン、から再結晶後、F別してアポコール酸結晶を得
た。このアポコール酸結晶なio。
℃で約−0時間加熱してゲスト分子であるアセトンを除
去した。この様にして得られたアポコール酸結晶を以下
A。OCAと略す。/、077のApOCAと蒸留にて
精製したα−クロロアクリロニトリル(東コt)とを直
径10taのガラス管に入れ、液体窒素を用いて凍結−
融解を3回繰り返し脱気処理を施した後、1o−1トル
の減圧下で封管した。この後、室温にて約コ弘時間保存
することによってモノマー包接化合物を得た。
モノマー包接化合物を実施例1と同様にr線照射を0℃
で1時間行ない(全照射量/ Mrad ) to℃で
弘日間後重合を行ないポリ(α−クロロアクリロニトリ
ル)包接化合物を収率3Q%で得た。このようにして得
られたポリ(α−クロロアクリロニトリル)包接化合物
を走査型電子顕微鏡で観察したところ1重合前のα−ク
ロロアクリロニトリル包接化合物と外見上は全く変わら
ず、モノマーがカナル内で反応したことが判った。
以下、実施例1と同様の条件で脱塩化水素反応を行なわ
せApoCA−ポリシアノアセチレン包接化合物を7に
%の高収率で得た。ApoCA−ポリシアノアセチレン
の生成は、工Rスペクトルにより確認した。
比較例 l 久コ2tのα−クロロアクリロニトリルだけを実施例1
と同様の方法でr線照射、およびこれに続く後重合処理
を施したところポリ(α−クロロアクリロニトリル)が
2119 Lか得られなかった。
比較例 コ 実施例1と同様にしてDCA−ポリ(α−クロロアクリ
ロニトリル)包接化合物を沸騰メタン・−ルに入れてD
CAだけを溶解させポリ(α−クロロアクリロニトリル
)を単離した。この後、このポリ(α−クロロアクリロ
ニトリル)を/’IQ℃で20時間加熱処理して脱塩化
水素反応を行なわせようとし矛協ポリ(α−クロロアク
リロニトリル)は分解してしまった。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、高度忙配向した高い立体
規則性を有するπ−共役系高分子材料力fり得られる。
また5重合して得られたポリマーがπ−共役系高分子で
ない場合にもカナル内でπ−共役系高分子材料を得るこ
とができ、ポリマーがπ−共役系高分子の場合、さらに
高度に共役したπ−共役系高分子材料を得ることが可能
である。
更に、得られたπ−共役系高分子材料が空気中で不安定
な場合、ホスト材料がこれを外界から遮蔽する極めて安
定なπ−共役系高分子包接化合物が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による重合体の製造方法の製造工程の概
略図、第2図は本発明の実施例1における後重合反応条
件とポリマー包接化合物の収率との関係を示す線図であ
る。図中。 (イ)・串カナルを有する単結晶ホスト材料、(ロ)・
・モノマー包接化合物、(ハ)・・ポリマー包接化合物
、に)・・配向性ポリマー、(a)・・モノマー取り込
み、(b)・・重合、(c)・・ホスト材料除去。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ホスト材料から形成するカナルにゲスト材料とし
    てπ−共役系高分子材料形成用モノマー分子を取り込ん
    で包接化合物を形成し、該モノマー分子を上記カナル内
    で包接重合させてポリマー包接化合物を造り、該モノマ
    ー分子に依存してさらに1,2−脱離反応を行なうこと
    からなる、配向性を有するπ−共役系高分子材料の製造
    方法。
  2. (2)ホスト材料が単結晶である特許請求の範囲第1項
    記載の配向性を有するπ−共役系高分子材料の製造方法
  3. (3)ホスト材料がデオキシコール酸である特許請求の
    範囲第1項又は第2項記載の配向性を有するπ−共役系
    高分子材料の製造方法。
  4. (4)ホスト材料がアポコール酸である特許請求の範囲
    第1項又は第2項記載の配向性を有するπ−共役系高分
    子材料の製造方法。
  5. (5)ゲスト材料のモノマー分子がアセチレン系モノマ
    ーである特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれか
    に記載の配向性を有するπ−共役系高分子材料の製造方
    法。
  6. (6)ゲスト材料のモノマー分子がジアセチレン系モノ
    マーである特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれ
    かに記載の配向性を有するπ−共役系高分子材料の製造
    方法。
  7. (7)ゲスト材料のモノマー分子がビニル系モノマーで
    ある特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記
    載の配向性を有するπ−共役系高分子材料の製造方法。
  8. (8)ゲスト材料のビニル系モノマー分子がα−クロロ
    アクリロニトリルまたはα−ブロモアクリロニトリルで
    ある特許請求の範囲第7項記載の配向性を有するπ−共
    役系高分子材料の製造方法。
  9. (9)ゲスト材料のモノマー分子がジエン系モノマーで
    ある特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記
    載の配向性を有するπ−共役系高分子材料の製造方法。
  10. (10)モノマー分子の重合をγ線照射によつて行なう
    特許請求の範囲第1項ないし第9項のいずれかに記載の
    配向性を有するπ−共役系高分子材料の製造方法。
  11. (11)モノマー分子の重合をUV照射によつて行なう
    特許請求の範囲第1項ないし第9項のいずれかに記載の
    配向性を有するπ−共役系高分子材料の製造方法。
  12. (12)モノマー分子の重合を加熱処理によつて行なう
    特許請求の範囲第1項ないし第9項のいずれかに記載の
    配向性を有するπ−共役系高分子材料の製造方法。
  13. (13)モノマー分子の重合においてγ線照射またはU
    V照射中にまたは照射後に加熱処理を施す特許請求の範
    囲第1項ないし第9項のいずれかに記載の配向性を有す
    るπ−共役系高分子材料の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61160702A (ja) * 1985-01-09 1986-07-21 Nec Corp 表示素子
US7781020B2 (en) 2003-07-23 2010-08-24 Canon Kabushiki Kaisha Structured material and producing method thereof
JP2017043650A (ja) * 2015-08-24 2017-03-02 国立大学法人静岡大学 シンジオタクチックポリスチレンを含む成形体を製造する方法、及び複合成形体を製造する方法。

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JP2017043650A (ja) * 2015-08-24 2017-03-02 国立大学法人静岡大学 シンジオタクチックポリスチレンを含む成形体を製造する方法、及び複合成形体を製造する方法。

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