KR100490882B1 - Synthetic Method of Polyaniline and application for electroststic discharge and EMI Shielding - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자부품에서 발생하는 정전기 및 전자기파에 의한 제품 및 인체에 대한 유해성을 줄이기 위하여 사용되는 전도성 고분자의 한 종류인 폴리아닐린의 합성방법 및 그 응용에 관한 것으로 보다 상세하게는 용액상태의 폴리아닐린의 합성방법 및 그 응용에 관한 것이다.The present invention relates to a method for synthesizing polyaniline, which is a kind of conductive polymer used for reducing harmful effects on products and human body by electrostatic and electromagnetic waves generated in electronic components, and more specifically, to synthesis of polyaniline in solution state. It relates to a method and its application.

본 발명의 폴리아닐린 합성방법은 아닐린 단량체, 아닐린 단량체에 대하여 0.8-2.0 몰비의 도판트를 유기용매에 용해하는 단계와, 아닐린 단량체에 대하여 0.4-2.0 몰비의 산화제를 물에 용해하는 단계와, 아닐린 단량체와 도판트가 용해된 유기용매와 산화제가 용해되어 있는 물을 0∼10℃에서 반응시키는 단계와, 폴리아닐린이 용해된 용액을 분리 후 폴리아닐린이 용해된 용액의 2-5배의 세척용매로 세척하는 단계를 포함한다. The polyaniline synthesis method of the present invention comprises the steps of dissolving 0.8-2.0 molar ratio of dopant in an organic solvent with respect to aniline monomer and aniline monomer, dissolving 0.4-2.0 molar ratio of oxidizing agent in water with aniline monomer, and aniline monomer And reacting the organic solvent in which the dopant is dissolved and the water in which the oxidant is dissolved at 0˜10 ° C., separating the solution in which the polyaniline is dissolved, and then washing with 2-5 times the washing solvent of the solution in which the polyaniline is dissolved. Steps.

Description

폴리아닐린의 합성방법 및 그 응용{Synthetic Method of Polyaniline and application for electroststic discharge and EMI Shielding}Synthetic Method of Polyaniline and application for electroststic discharge and EMI Shielding

본 발명은 전자부품에서 발생하는 정전기 및 전자기파에 의한 제품 및 인체에 대한 유해성을 줄이기 위하여 사용되는 전도성 고분자의 한 종류인 폴리아닐린의 합성방법 및 그 응용에 관한 것으로 보다 상세하게는 용액상태의 폴리아닐린의 합성방법 및 그 응용에 관한 것이다.The present invention relates to a method for synthesizing polyaniline, which is a kind of conductive polymer used for reducing harmful effects on products and human body by electrostatic and electromagnetic waves generated in electronic components, and more specifically, to synthesis of polyaniline in solution state. It relates to a method and its application.

전도성 고분자인 폴리아닐린의 종래의 일반적인 합성방법은 아닐린 단량체 및 산화제를 용매에 녹여 실온 이하의 온도, 보통 0℃에서 반응시킨 후 고형분을 걸러내고 물어 씻어 말린 후 반응의 촉매 역할을 했던 염산기를 제거한다. 폴리아닐린은 중간 산화 상태일 때 가장 높은 전도도를 나타내는 것으로 알려져 있기 때문에 산화상태를 0.5 정도의 중간산화형으로 만들기 위하여 강산과 강염기를 이용하여 산화 및 중화반응을 거친다. 각 반응마다 고형분의 아닐린을 물에 분산시켜 처리하고 다음 단계로 넘어가기 위하여 필터링 과정을 거쳐 수분 및 잔류 물을 제거하고 다시 물에 분산시켜 다음 반응을 진행한다. 이때 서너번의 필터 및 건조에 소요되는 시간은 총 60시간이 넘으며 도핑되지 않은 폴리아닐린을 얻는데만도 총 80시간이 소요된다. 이렇게 얻어진 고형분의 폴리아닐린은 도핑과정을 거치고 용액으로 사용하려면 초음파를 이용하여 녹여야 한다. 또한 도판트가 용액 상태일 때는 고형분인 폴리아닐린과의 도핑이 매우 어렵고 또한 도핑과정시 정확한 계산에 의한 도핑이 이루어 진다고 해고 여분의 도판트는 전도성 고분자 폴리아닐린의 전체 물성에 영향을 미치게 된다. 예로 고형상태로 얻어진 폴리아닐린에 도데실 벤젠 술폰산(dodecyl benzene sulfonic acid: DBSA)를 도핑할 경우 여분의 도판트가 끈끈한 형태로 남아 그 정확한 양을 맞추기 매우 어렵다. 또한 용액으로 녹이기 위해 도핑 후 초음파 중탕으로 녹일 때 추가 도핑 및 용해 과정을 거치고 나면 녹지 않은 고형분을 마이크로 필터를 이용하여 걸러주어야 하는 번거러운 공정을 가지고 있다. Conventional general synthesis of polyaniline, a conductive polymer, dissolves aniline monomers and oxidants in a solvent and reacts them at a temperature below room temperature, usually 0 ° C, and then removes the hydrochloric acid groups that acted as catalysts after the solids were filtered, washed and dried. Since polyaniline is known to exhibit the highest conductivity when it is in an intermediate oxidation state, it is subjected to oxidation and neutralization using strong acids and strong bases to make the oxidation state into an intermediate oxidation type of about 0.5. For each reaction, solid aniline is dispersed in water, treated, and filtered to remove water and residual water and then dispersed in water to proceed to the next step. At this time, the time required for the filter and drying of the three or four times is more than 60 hours, and it takes 80 hours only to obtain undoped polyaniline. The solid polyaniline thus obtained must be dissolved using ultrasonic waves to be used as a solution after the doping process. In addition, when the dopant is in solution, doping with the polyaniline, which is a solid component, is very difficult, and the doping is performed by accurate calculation during the doping process. The extra dopant affects the overall physical properties of the conductive polymer polyaniline. For example, when dodecyl benzene sulfonic acid (DBSA) is doped into polyaniline obtained in a solid state, an extra dopant remains sticky and it is very difficult to match the exact amount. In addition, it has a cumbersome process of filtering the undissolved solids using a micro filter after the additional doping and dissolution process when dissolved in the ultrasonic bath after doping to dissolve into a solution.

전도성 물질을 이용할 수 있는 대전방지 및 전자기파 차폐 재료에는 여러가지가 있다. 금속재료, 무기질 재료, 유기질 재료가 있다.There are many antistatic and electromagnetic shielding materials that can utilize conductive materials. Metal materials, inorganic materials, and organic materials.

금속재료를 살펴보면 은, 구리 알루미늄 등은 오랜시간 동안 전자기파 차폐재료로 사용되어 왔다. 얇은 박막을 제품의 내부에 삽입하거나 바인더와 혼합한 페이스트 형태로 사용되는데 가격이 비싸고 무거우며 불투명하다는 단점을 가지고 있다. Looking at the metal material, silver, copper aluminum and the like has been used as an electromagnetic shielding material for a long time. A thin film is used in the form of a paste inserted into a product or mixed with a binder, which is expensive, heavy, and opaque.

두 번째로 무기질 재료로 정전기나 전자파 차폐 분야에 응용되는 것으로는 페라이트 및 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)를 예로 할 수 있다. 페라이트는 무기질 재료중 가장 오랜 시간 전자파 차폐재료로 사용되어 왔고 지금도 건축물 등에 사용되고 있으나 전자 제품 등에 사용할 수 없는등 적용분야가 한정된다는 단점을 가지고 있다. 또한 인듐틴 옥사이드는 무기질 재료이지만 투명하다는 장점을 가지고 있기 때문에 텔레비전 브라운관, LCD 등의 투명전극으로 사용되고 있다. 그러나 매우 고가이고 증착하지 않고 열경화 방법을 적용하려면 고열처리 방법이 사용되기 때문에 고분자 제품에는 적용의 한계를 가지고 있고 작은 입자형대로 합성하는 기술을 보유하고 있지 않기 때문에 전량 외국에서 수입하고 있는 실정이다. Second, as an inorganic material, ferrite and indium tin oxide (ITO) may be exemplified as applications in electrostatic or electromagnetic shielding. Ferrite has been used as an electromagnetic shielding material for the longest time among inorganic materials and is still used in buildings, but has a disadvantage in that the application field is limited, such as it cannot be used in electronic products. Indium tin oxide is an inorganic material, but because it has the advantage of being transparent, it is used as a transparent electrode for television CRT and LCD. However, since the high heat treatment method is used to apply the thermosetting method without the deposition because it is very expensive, the polymer product has a limitation of application and does not have the technology of synthesizing into a small particle shape, so the whole quantity is imported from foreign countries. .

정전기 방지나 전자파 차폐로 사용되는 유기질 재료는 카본블랙과 계면활성제를 예로 들 수 있다. 카본블랙은 정전기 방지 목적으로 가장 범용으로 용되고 있으며 은이나 알루미늄 등과 혼합하여 전자기파 차폐 재료로 사용되고 있다. 그러나 카본블랙은 아주 작은 미립자이기 때문에 단독으로 사용하는 것이 아니라 대부분 고분자에 혼합하여 사용하는데 전도도를 나타내려면 30% 이상이 혼합되어야 하므로 기존 고분자의 물성을 많이 저하시키며 전자 부품 및 반도체 재료의 정전기 방지 목적으로 사용될 때 카본블랙 입자가 부품 및 작업환경을 오염시키는 것들이 단점으로 부각되고 있고 현재 산업현장에서 이로 인한 피해가 늘고 있는 실정이다. Organic materials used for antistatic or electromagnetic shielding include carbon black and surfactants. Carbon black is most commonly used for antistatic purposes and is mixed with silver or aluminum to serve as an electromagnetic shielding material. However, because carbon black is a very small particle, it is not used alone but mixed with most polymers. To show conductivity, more than 30% must be mixed, which reduces the physical properties of existing polymers and prevents static electricity of electronic components and semiconductor materials. When the carbon black particles are used to contaminate parts and the working environment, the disadvantages are highlighted, and the damage caused by the current industrial sites is increasing.

또 한가지 정전기 방지재료로 사용되는 계면활성제는 낮은 전도도로 인하여 전자파 차폐에는 사용할 수 없으며 정전기 방지 목적으로 많이 사용되는데 전도도의 습도 의존성 및 장기안정성 결여 등이 문제가 되고 있으며 포장재료로 고분자에 코팅 및 혼합하였을 경우 표면으로 기어 나와 부품을 오염시키는 것이 심각한 문제로 대두되고 있다. In addition, surfactants, which are used as antistatic materials, cannot be used for electromagnetic shielding due to their low conductivity and are often used for antistatic purposes.They have problems such as humidity dependence and lack of long-term stability of the conductivity. If so, it is a serious problem to crawl to the surface and contaminate parts.

위 언급한 여러 가지 정전기 방지 및 전자기파 차폐 재료의 단점을 보완 할 수 있는 재료가 바로 전도성 고분자이다. 그러나 기존에 연구 발표된 전도성 고분자는 합성 후 용융이나 용해가 어려워 코팅이나 고분자에 혼합하여 사용하는데 어려움이 있고 높은 전도도를 내려면 메타크레졸(m-cresol)과 같은 약한 수소결합을 할 수 있는 용매에 녹여야 하는데 이 용매는 건조 후에도 쉽게 제거되지 않아 잔류에 따른 냄새 등의 문제가 있어 사용의 한계가 있다. Conductive polymers are materials that can compensate for the shortcomings of the various antistatic and electromagnetic shielding materials mentioned above. However, the conductive polymers that have been previously published are difficult to melt or dissolve after synthesis, making it difficult to use them in coatings or polymers, and in order to achieve high conductivity, they may be used in solvents capable of weak hydrogen bonding such as m-cresol. This solvent should be dissolved, but it is not easily removed even after drying, so there is a problem such as odor due to residuals, which limits its use.

전도성 고분자에 대한 연구는 국,내외에서 많이 이루어지고 있다. 그러나 대부분의 시도가 전도도의 향상 및 합성 후 응용에 대한 것이며 쉽게 적용이 가능한 합성 방법에 관한 것은 없는 실정이다. 이와 같은 이유로 전도성이 우수하면서 가볍고 경우에 따라 투명성을 가질 수 있는 전도성 고분자의 적용이 아직 미비한 수준이다. A lot of research on conductive polymers has been made in Korea and abroad. However, most attempts have been made to improve conductivity and to apply them after synthesis, and there is no description of a synthesis method that can be easily applied. For this reason, the application of a conductive polymer that is excellent in conductivity, light and in some cases transparent may still be insufficient.

현재 시판되고 있는 전도성 고분자의 예로는 독일 오메콘사의 더블유 그린(W-GREEN)용액과 독일 바이엘사의 바이트론 피에치(Baytron PH), 핀란드 파니폴(Panipol) 사의 파니폴 시리즈(Panipol series) 제품 등이 있다. 상기 더블유 그린은 바인더가 혼합된 형태의 제품으로 폴리에스터 필름에 코팅을 실시하면 접착력이 불량하고 용매의 증발시간이 매우 긴 단점이 있으며, 바이트론 피에치는 다른 전도성 고분자에 비해 전기적, 광학적 특성은 우수하나 코팅할 경우 용액자체만으로는 접착력, 표면경도, 내화학성을 가지지 못하며 수계이기 때문에 적용이 어려운 단점이 있다.Examples of conductive polymers currently on the market include W-GREEN solutions from Omecon, Germany, Baytron PH from Bayer, Germany and Panicol series from Panipol, Finland. Etc. W. Green is a product in which a binder is mixed. When the coating is applied to a polyester film, the adhesion is poor and the evaporation time of the solvent is very long. Excellent coating, but the solution itself does not have adhesion, surface hardness, chemical resistance and is difficult to apply because it is water-based.

이밖에 국내에서 제조되고 있는 입자분산형의 폴리아닐린 용액은 입자분산상태가 불량하고 높은 고형분 함량에도 불구하고 전기전도도가 낮은 단점이 지적되며 일반 유기 용매와 혼합할 경우 고형분이 쉽게 석출된다. 이외에도 몇몇 회사에서 전도성 고분자, 특히 합성 단가가 다른 전도성 고분자에 비하여 싸기 때문에 폴리아닐린을 합성하여 응용, 시판하고 있으나 그 물성이 우수하지 못하여 많은 양을 수입하여 사용하고 있다. In addition, the particle dispersion type polyaniline solution produced in Korea has a disadvantage in that the particle dispersion is poor and the electrical conductivity is low despite the high solid content, and solids are easily precipitated when mixed with general organic solvents. In addition, some companies are using polyaniline for synthesis and application because it is cheaper than other conductive polymers.

상기와 같이 시판되는 전도성 고분자를 사용할 때 용액 상태로 전도성 고분자용액은 물성을 내기 위해 다른 용매나 바인더를 혼합하여야 하지만 상기 제품들에 적용시 고형분이 석출되거나 바인더를 사용하지 아니하는 경우에는 표면이 고분자 표면에서 분리되거나 용매에 용해되는 단점이 지적된다. 또한 기존에 일정 바인더가 혼합되어 있고 용매가 수용성인 경우도 있어 사용에 많은 제한이 있으며 고분자 수지와 혼합하여 사용하기는 매우 어렵다. When using a commercially available conductive polymer as described above, the conductive polymer solution should be mixed with other solvents or binders in order to give physical properties, but when applied to the above products, when a solid precipitates or a binder is not used, the surface is polymer. The disadvantages of separating at the surface or dissolving in the solvent are noted. In addition, a certain binder is conventionally mixed and the solvent may be water-soluble, so there are many limitations in use, and it is very difficult to use a mixture with a polymer resin.

본 발명은 상기 언급된 불편함을 해결하기 위하여 합성 방법이 매우 간편하여 쉽게 짧은 시간에 합성이 가능하고 용해된 상태로 얻을 수 있으면서도 전기전도도가 좋은 새로운 전도성 폴리아닐린 합성방법 및 이를 통해 제조된 폴리아닐린을 이용한 대전방지 및 전자파 차폐재료의 제공을 목적으로 한다. The present invention is very simple to synthesize the above-mentioned inconveniences can be easily synthesized in a short time and can be obtained in a dissolved state, yet a new conductive polyaniline synthesis method with good electrical conductivity and polyaniline prepared through An object of the present invention is to provide an antistatic and electromagnetic shielding material.

본 발명의 폴리아닐린의 합성방법은 Synthesis method of polyaniline of the present invention

아닐린 단량체, 아닐린 단량체에 대하여 0.8-2.0 몰비의 도판트를 유기용매와 적정량의 물에 용해하는 단계와,Dissolving a 0.8-2.0 molar ratio of dopant in an aniline monomer and an aniline monomer in an organic solvent and an appropriate amount of water,

아닐린 단량체에 대하여 0.4-2.0 몰비의 산화제를 물에 용해하는 단계와,Dissolving 0.4-2.0 molar ratio of oxidizing agent in water relative to the aniline monomer,

아닐린 단량체와 도판트가 용해된 유기용매와 산화제가 용해되어 있는 물을 0∼10℃에서 반응시키는 단계와 Reacting the aniline monomer, the organic solvent in which the dopant is dissolved, and the water in which the oxidant is dissolved, at 0 to 10 ° C .;

폴리아닐린이 용해된 용액을 분리하고 폴리아닐린이 용해된 용액의 2-5배의 세척용매로 세척하는 단계를 포함한다.Separating the solution of polyaniline and washing with 2-5 times the washing solvent of the solution of polyaniline.

본 발명에서 폴리아닐린 합성시 사용하는 주원료인 아닐린 단량체는 아닐린 또는 치환기를 가진 아닐린으로서, 아닐린의 치환기는 메톡시기, 에톡시기, 니트로기 중에서 선택된 한가지를 포함한다.In the present invention, the main raw material used in synthesizing polyaniline is aniline or aniline having a substituent, and the aniline substituent includes one selected from methoxy group, ethoxy group, and nitro group.

도판트는 전도도를 내기 위하여 사용하는 것으로서 본 발명에서는 일반적으로 도판트로 사용하는 캠퍼술폰산, 도데실술폰산, 도데실 벤젠술폰산 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있는데 이러한 도판트를 아닐린 단량체에 대하여 0.8 몰비 미만 사용하면 도판트의 양이 작아 전도도가 낮은 문제가 있고, 2.0 몰비 초과 사용하면 도핑되고 남은 여분의 도판트가 불순물로 작용하는 문제가 있어 도판트는 아닐린 단량체에 대하여 0.8-2.0 몰비로 사용하는 것이 좋다. 이러한 도판트는 실험적으로 측정한바 아닐린 단량체에 대하여 1.5 몰비를 사용할때 최적의 전도도와 폴리아닐린 분리시 최적의 분리가 나타난다.Dopant is used to produce conductivity. In the present invention, any one selected from camphorsulfonic acid, dodecylsulfonic acid, and dodecyl benzenesulfonic acid, which is generally used as a dopant, may be used. There is a problem that the conductivity is low because the amount of the dopant is small, the excess dopant remaining after doping is used as an impurity when used in excess of 2.0 molar ratio dopant is recommended to use a 0.8 to 2.0 molar ratio with respect to the aniline monomer. These dopants showed the best conductivity when experimentally measured using 1.5 molar ratios for the aniline monomer and the optimum separation for polyaniline separation.

아닐린 단량체 및 도판트를 용해하기 위해 사용하는 유기용매는 톨루엔, 자일렌, 클로로포름, 에틸아세테이트, 메틸아세테이트, 에톡시 메탄올, 부톡시 에탄올 중에서 선택된 하나를 사용할 수 있으며 실험적으로 측정한바 합성된 폴리아닐린에 대하여 10배의 사용이 가장 이상적이다.The organic solvent used to dissolve the aniline monomer and the dopant may be one selected from toluene, xylene, chloroform, ethyl acetate, methyl acetate, ethoxy methanol, butoxy ethanol. 10 times use is ideal.

산화제는 본 발명에서 반응의 개시 역할을 하는 것으로서 암모늄 퍼설페이트를 사용할 수 있는데 본 발명에서 물에 용해된 산화제가 아닐린 단량체에 대하여 0.4 몰비 미만이면 산화제의 양이 작아 반응시 수율이 낮은 문제가 있고, 아닐린 단량체에 대하여 2.0 몰비 초과하면 반응이 급격히 진행되어 분자량의 분자량이 작고 전도도가 낮은 폴리아닐린이 합성되는 문제가 있어 물에 용해된 산화제는 아닐린 단량체에 대하여 0.4-2.0 몰비로 사용하는 것이 좋다.The oxidizing agent may use ammonium persulfate as the initiating role of the reaction in the present invention, but if the amount of the oxidizing agent is less than 0.4 molar ratio with respect to the aniline monomer which is not dissolved in water in the present invention, there is a problem of low yield during the reaction. When the molar ratio exceeds 2.0 mole ratio with respect to the aniline monomer, the reaction proceeds rapidly, resulting in the synthesis of polyaniline having a low molecular weight and low conductivity. Thus, an oxidant dissolved in water is preferably used in a 0.4-2.0 mole ratio with respect to the aniline monomer.

아닐린 단량체와 도판트가 용해된 유기용매와 산화제가 용해되어 있는 물을 0∼10℃, 12시간 이상 보다 좋게는 0∼2℃에서 12∼14시간 동안 반응시 폴리아닐린의 수율이 좋다.The yield of polyaniline is good when the aniline monomer, the organic solvent in which the dopant is dissolved, and the water in which the oxidant is dissolved are reacted at 0 to 10 ° C. for more than 12 hours, and preferably at 0 to 2 ° C. for 12 to 14 hours.

아닐린 단량체와 도판트가 용해된 유기용매와 산화제가 용해되어 있는 물을 반응시켜 생성된 폴리아닐린이 용해된 용액은 12시간 이상 보다 좋게는 12-24시간 동안 가만히 두어 분리하면 미반응물 및 물층은 아래로 가라앉고, 전도성 고분자인 폴리아닐린이 녹아있는 용액은 위층으로 분리된다.The polyaniline-dissolved solution produced by reacting the aniline monomer, the organic solvent in which the dopant is dissolved, and the water in which the oxidant is dissolved, is left to stand for 12-24 hours or more. The solution, which has settled down and the conductive polymer polyaniline is dissolved, is separated into the upper layer.

폴리아닐린을 12시간 미만 분리하면 충분한 폴리아닐린의 분리가 이루어지지 않으며, 24시간 초과하여 실시하면 더 이상 폴리아닐린의 분리가 일어나지 않아 폴리아닐린의 분리시간은 12-24시간 동안 유지하는 것이 좋다.When the polyaniline is separated for less than 12 hours, sufficient polyaniline is not separated. If the polyaniline is carried out for more than 24 hours, the polyaniline is not separated anymore, so the separation time of the polyaniline is preferably maintained for 12-24 hours.

분리된 폴리아닐린 용해액에는 아직 미반응된 미반응물이 있기 때문에 세척용매로 세척하여 미반응물을 제거하는데 미반응물의 완전 제거를 위하여 폴리아닐린 용액의 2-5배의 세척용매를 사용한다.Since the separated polyaniline solution is still unreacted, it is washed with a washing solvent to remove the unreacted material. To completely remove the unreacted material, 2-5 times the washing solvent of the polyaniline solution is used.

이러한 세척용매는 에틸렌글리콜, 디에틸렌 글리콜, 물, 아세톤 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며 세척용매의 혼합물을 예로들면 물/에틸렌글리콜, 물/아세톤, 아세톤/에틸렌글리콜 등이 있다. The washing solvent may be ethylene glycol, diethylene glycol, water, acetone or a mixture thereof. Examples of the washing solvent include water / ethylene glycol, water / acetone, acetone / ethylene glycol, and the like.

상기 단계를 이용하여 합성한 폴리아닐린의 전도도는 1-10 S/cm이고 표면저항은 103-4 Ω/□이며, 범용 고분자 수지와 혼합이 잘되고 고분자 표면에 코팅했을 때 105-1010 Ω/□로 대전방지 코팅제로 사용이 가능하며 일반 고분자 수지와 혼합하면 대전 방지 및 전자기파 차폐재료로 사용이 가능하다.The polyaniline synthesized using the above steps has a conductivity of 1-10 S / cm and a surface resistance of 10 3-4 Ω / □, which is well mixed with general-purpose polymer resins and when coated on the surface of the polymer, 10 5 -10 10 Ω / It can be used as antistatic coating and can be used as antistatic and electromagnetic shielding material when mixed with general polymer resin.

이하 본 발명을 다음의 비교예, 실시예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described by the following comparative examples and examples. However, these do not limit the technical scope of the present invention.

<비교예 1>Comparative Example 1

아닐린 20.5그램(0.22몰), 암모늄 퍼설페이트 11.5그램(0.05몰)을 1몰 염산 용액에 각각 녹인 후 온도를 0℃로 맞추고 암모늄 퍼설페이트 용액을 서서히 첨가한 후 온도를 0℃로 유지하여 90분간 반응시킨다. 20.5 grams (0.22 mole) of aniline and 11.5 grams (0.05 mole) of ammonium persulfate were dissolved in 1 mole hydrochloric acid solution.Then, the temperature was adjusted to 0 ° C. and the ammonium persulfate solution was slowly added.The temperature was kept at 0 ° C. for 90 minutes. React.

1몰 염산용액에서 15시간 교반하고 필터, 세척하여 건조한 고형분을 다시 0.1N 수산화암모늄 용액에서 15시간 교반한 후 필터, 세척한 후 진공오븐에서 48시간 건조한다. After stirring for 15 hours in 1 mol of hydrochloric acid solution, filter, washed and dried solid content was stirred for 15 hours in 0.1N ammonium hydroxide solution again, filtered, washed and dried in vacuum oven for 48 hours.

2몰의 캠퍼술폰산과 상기 단계에서 건조후 얻은 1몰의 폴리아닐린을 막자사발에서 혼합하여 도핑한 후 3%로 메타크레졸 용액에 넣어 48시간 초음파 중탕한 후 마이크로 필터로 걸러낸 용액을 공지의 방법으로 측정한바 표면저항은 2.5 ×105 Ω/□ 이고 전도도는 20S/cm 였다.2 moles of camphorsulfonic acid and 1 mole of polyaniline obtained after drying in the above step were mixed and doped in a mortar, and then immersed in a 3% metacresol solution for 48 hours in ultrasonic bath and filtered by a micro filter. The measured surface resistance was 2.5 × 10 5 Ω / □ and the conductivity was 20 S / cm.

<비교예 2>Comparative Example 2

아닐린 1그램(0.06몰), 도판트로 도데실 벤젠술폰산(dodecyl benzene sulfonic acid: DBSA) 5.84그램(0.1몰)을 톨루엔에 녹인 후 산화제인 디클로로 디시아노벤조퀴논 2.44그램(0.06몰)을 톨루엔에 녹인 용액을 서서히 첨가 한 후 상온에서 24시간 반응시켰다. 과량의 메탄올을 이용하여 고형분을 만들고 필터하여 진공에서 48시간 말린 후 톨루엔에 녹였으나 대부분 녹지 않고 고형분을 제거하고 PET위에 코팅 한 경우 표면저항이 1010 Ω/□이상으로 나타났다.1 gram (0.06 mol) of aniline and 5.84 grams (0.1 mol) of dodecyl benzene sulfonic acid (DBSA) in dopant were dissolved in toluene and 2.44 grams (0.06 mol) of dichloro dicyanobenzoquinone, an oxidizing agent, was dissolved in toluene. The solution was slowly added and reacted at room temperature for 24 hours. Solids were made using excess methanol, filtered and dried in vacuo for 48 hours and then dissolved in toluene. However, the surface resistance was more than 10 10 Ω / □ when most of the solids were removed and coated on PET.

<실시예 1><Example 1>

아닐린 1그램(0.06몰), 도판트인 도데실 벤젠술폰산 5.84그램(0.1몰)을 톨루엔 80그램 및 물 40그램에 녹인 후 온도를 0℃로 맞추고, 산화제인 암모늄 퍼설페이트 2.45그램(0.06몰)을 물 40그램에 녹여 온도를 0℃로 맞춘 용액을 서서히 첨가 한 후 0℃에서 12시간 반응시켰다. Dissolve 1 gram (0.06 mol) of aniline and 5.84 grams (0.1 mol) of dodecyl benzenesulfonic acid, a dopant, in 80 grams of toluene and 40 grams of water, adjust the temperature to 0 ° C, and 2.45 grams (0.06 mol) of ammonium persulfate, an oxidizing agent. After dissolving in 40 grams of water, the solution was slowly added at a temperature of 0 ° C., and reacted at 0 ° C. for 12 hours.

반응 후 분별깔대기에 24시간 방치하여 폴리아닐린 용액을 분리하고 분리한 폴리아닐린 용액을 에틸렌글리콜 용액으로 세척한 후 PET 필름에 코팅하고 공지의 방법으로 PET 표면의 저항과 전도도를 측정한바 표면저항이 2 ×104 Ω/□이고 전도도는 4S/cm로 측정되었다.After the reaction, the mixture was left in a separatory funnel for 24 hours to separate the polyaniline solution, the separated polyaniline solution was washed with ethylene glycol solution, coated on a PET film, and the resistance and conductivity of the PET surface were measured by a known method. 4 Ω / □ and conductivity measured 4S / cm.

<실시예 2><Example 2>

아닐린 1그램(0.06몰), 도판트인 도데실 벤젠술폰산 5.84그램(0.1몰)을 톨루엔 80그램 및 물 40그램에 녹인 후 온도를 ℃도로 맞추고, 산화제인 암모늄 퍼설페이트 그램 2.45그램(0.06몰)을 물 40그램에 녹여 온도를 0℃로 맞춘 용액을 서서히 첨가 한 후 0℃에서 12시간 반응시켰다. Dissolve 1 gram (0.06 mol) of aniline and 5.84 grams (0.1 mol) of dodecyl benzenesulfonic acid, a dopant, in 80 grams of toluene and 40 grams of water, adjust the temperature to ° C, and add 2.45 grams (0.06 mol) of ammonium persulfate, an oxidant. After dissolving in 40 grams of water, the solution was slowly added at a temperature of 0 ° C., and reacted at 0 ° C. for 12 hours.

분별깔대기에 24시간 방치하여 폴리아닐린 용액을 분리하고 분리한 폴리아닐린 용액에 물:아세톤이 3:1이 비율의 혼합용액으로 세척한 후 PET 필름에 코팅하고 공지의 방법으로 PET 표면의 저항과 전도도를 측정한바 표면저항이 2 ×105 Ω/□이고 전도도는 5 ×10-1S/cm로 측정되었다.The polyaniline solution was separated in a separatory funnel for 24 hours, and the polyaniline solution was washed with a mixed solution of water: acetone 3: 1 ratio, coated on a PET film, and the resistance and conductivity of the PET surface were measured by a known method. The surface resistance was 2 × 10 5 Ω / □ and the conductivity was measured as 5 × 10 -1 S / cm.

<실시예 3><Example 3>

실시예 1에서 합성된 폴리아닐린 용액 1그램(고형분: 0.017그램)과 폴리스티렌을 톨루엔에 녹인 용액 0.34그램(고형분: 0.068그램)을 혼합하여 PET 필름위에 코팅하고 공지의 방법으로 PET 표면의 저항과 전도도를 측정한바 표면저항이 105 Ω/□이고 전도도는 1S/cm로 측정되었다.1 gram of the polyaniline solution synthesized in Example 1 (solid content: 0.017 grams) and 0.34 grams (solid content: 0.068 grams) of a polystyrene dissolved in toluene were mixed and coated on a PET film. The measured surface resistance was 10 5 Ω / □ and the conductivity was measured as 1S / cm.

본 발명에 의한 폴리아닐린 합성방법은 매우 간편하여 쉽게 짧은 시간에 합성이 가능하고 유기용매에 용해된 상태로 얻을 수 있으면서도 전기전도도가 좋을 뿐만 아니라 용액 상태의 폴리아닐린을 사용하여 대전방지 및 전자파 차폐재료에 이용할 수 있다. The method for synthesizing polyaniline according to the present invention is very simple and can be easily synthesized in a short time, and can be obtained in a state dissolved in an organic solvent, but also has good electrical conductivity, and can be used for antistatic and electromagnetic shielding materials using polyaniline in a solution state. Can be.

Claims (8)

아닐린 단량체, 아닐린 단량체에 대하여 0.8-2.0 몰비의 도판트를 유기용매에 용해하는 단계와,Dissolving a dopant in an organic solvent of 0.8-2.0 molar ratio relative to the aniline monomer and the aniline monomer, 아닐린 단량체에 대하여 0.4-2.0 몰비의 산화제를 물에 용해하는 단계와,Dissolving 0.4-2.0 molar ratio of oxidizing agent in water relative to the aniline monomer, 아닐린 단량체와 도판트가 용해된 유기용매와 산화제가 용해되어 있는 물을 0∼10℃에서 반응시키는 단계와 Reacting the aniline monomer, the organic solvent in which the dopant is dissolved, and the water in which the oxidant is dissolved, at 0 to 10 ° C .; 폴리아닐린이 용해된 용액을 분리 후 폴리아닐린이 용해된 용액의 2-5배의 세척용매로 세척하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리아닐린 합성방법Polyaniline synthesis method comprising the step of separating the polyaniline-dissolved solution and then washing with 2-5 times the washing solvent of the polyaniline-dissolved solution 제 1항에 있어서, 아닐린 단량체는 아닐린 또는 메톡시기, 에톡시기, 니트로기 중에서 선택된 한가지의 치환기를 가진 아닐린 임을 특징으로 하는 폴리아닐린 합성방법The method for synthesizing polyaniline according to claim 1, wherein the aniline monomer is aniline or aniline having one substituent selected from methoxy, ethoxy and nitro groups. 제 1항에 있어서, 도판트는 캠퍼술폰산, 도데실술폰산, 도데실 벤젠술폰산 중에서 선택된 하나 임을 특징으로 하는 폴리아닐린 합성방법The method of claim 1, wherein the dopant is one selected from camphorsulfonic acid, dodecylsulfonic acid, and dodecyl benzenesulfonic acid. 제 1항에 있어서, 유기용매는 톨루엔, 자일렌, 클로로포름, 에틸아세테이트, 메틸아세테이트, 에톡시 메탄올, 부톡시 에탄올 중에서 선택된 하나임을 특징으로 하는 폴리아닐린 합성방법The method of claim 1, wherein the organic solvent is one selected from toluene, xylene, chloroform, ethyl acetate, methyl acetate, ethoxy methanol, and butoxy ethanol. 제 1항에 있어서, 산화제는 암모늄 퍼설페이트 임을 특징으로 하는 폴리아닐린 합성방법The method of claim 1 wherein the oxidant is ammonium persulfate. 제 1항에서 세척용매는 에틸렌글리콜, 디에틸렌 글리콜, 물, 아세톤 또는 이들의 혼합물임을 특징으로 하는 폴리아닐린 합성방법The method of claim 1, wherein the washing solvent is ethylene glycol, diethylene glycol, water, acetone or a mixture thereof. 특허청구범위 제1항 내지 제6항중 선택된 어느 한항의 방법에 의하여 합성한 폴리아닐린을 유효성분으로 함유하는 대전방지재료Antistatic material containing polyaniline synthesized by the method of any one of claims 1 to 6 as an active ingredient 특허청구범위 제1항 내지 제6항중 선택된 어느 한항의 방법에 의하여 합성한 폴리아닐린을 유효성분으로 함유하는 전자파 차폐재료Electromagnetic shielding material containing polyaniline synthesized by the method of any one of claims 1 to 6 as an active ingredient
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