KR101619130B1 - Manufacturing method of conductive polymer solution and device manufacturing for the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전도성 고분자 용액의 제조방법 및 이를 제조하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 전도성 고분자 용액은 금속 촉매와 수소 가스의 주입 하에서 제조할 수 있으며, 이를 통해, 제조 과정에서 발생되는 산소를 제거하여 전도성 고분자의 산화를 방지하고, 전기 전도도를 높일 수 있으며, 제조 단가를 낮출 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a conductive polymer solution and an apparatus for manufacturing the conductive polymer solution, wherein the conductive polymer solution can be produced by injecting a metal catalyst and hydrogen gas, thereby removing oxygen generated in the manufacturing process, The oxidation of the polymer can be prevented, the electrical conductivity can be increased, and the manufacturing cost can be reduced.

Description

전도성 고분자 용액의 제조방법 및 이를 제조하기 위한 장치{Manufacturing method of conductive polymer solution and device manufacturing for the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for manufacturing a conductive polymer solution and a device for manufacturing the conductive polymer solution,

본 발명은 전도성 고분자 용액의 제조방법 및 이를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a conductive polymer solution and an apparatus for manufacturing the same.

컴퓨터를 포함한 각종 가전기기와 통신기기가 디지털화되고 급속히 고성능화 됨에 따라 전자기기의 전극으로 사용하기 위한 투명 전도성 물질에 대한 개발이 요구되고 있다. 예를 들어, 휴대 가능한 디스플레이를 구현하기 위해서는, 디스플레이용 전극 재료는 투명하면서도 낮은 저항을 나타내야 할 뿐만 아니라, 기계적 충격에 대응할 수 있는 높은 유연성을 가져야 하고, 기기가 과열되어 고온에 노출되어도 단락되거나 면저항의 변화가 크지 않아야 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] As various home appliances and communication devices including computers are digitized and rapidly improved in performance, development of transparent conductive materials for use as electrodes of electronic devices is required. For example, in order to realize a portable display, the electrode material for a display must have transparency and low resistance as well as high flexibility to cope with mechanical impact, and even if the device is overheated and exposed to a high temperature, Should not be large.

현재 디스플레이용으로 가장 많이 사용되고 있는 투명전극의 재질은 ITO(인듐-주석 산화물)이다. 하지만, 투명전극을 ITO로 형성하는 경우, 과도한 비용이 소모될 뿐만 아니라, 대면적을 구현하기 어려운 단점이 있다. 특히, 대면적으로 ITO를 코팅하면 면저항의 변화가 커서 디스플레이의 휘도 및 발광효율이 감소하는 단점을 가지고 있다. 게다가, ITO의 주원료인 인듐은 한정된 광물로, 디스플레이 시장이 확장됨에 따라 급속히 고갈되고 있다.ITO (indium-tin oxide) is the most commonly used transparent electrode material for displays. However, when the transparent electrode is formed of ITO, not only is an excessive cost consumed, but also it is difficult to realize a large area. In particular, when the ITO is coated on a large area, the change of the sheet resistance is large, and the luminance and luminous efficiency of the display are reduced. In addition, indium, which is the main raw material of ITO, is a limited minerals and is rapidly depleting as the display market expands.

이러한 ITO의 단점을 극복하기 위해서, 유연성이 뛰어나고 코팅 공정이 단순한 전도성 고분자를 이용하여 투명전극을 형성하는 연구가 진행되고 있다. In order to overcome the disadvantages of ITO, studies are being conducted to form a transparent electrode using a conductive polymer having excellent flexibility and a simple coating process.

투명전극을 형성하기 위해서는 전도도가 높은 전도성 고분자를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 높은 전도도를 갖는 전도성 고분자를 합성하는 방법으로서, 진공펌프를 이용하여 반응용기 내부를 대기압보다 낮은 압력으로 낮춘 후, 중합반응을 실시하는 진공 공정 방법 또는 비활성 가스를 이용한 중합법이 수행되어 왔다. 일반적으로, PEDOT:PSS를 합성 할 때, Fe+ 3를 포함하는 이온성 산화제와 퍼설페이트를 포함하는 이온성 산화제를 함께 이용하여 산화반응을 일으켜 EDOT 단량체의 중합을 일으킨다. 이때, 나트륨계 산화제인 소듐 퍼설페이트(sodium persulfate, SPS)와 칼륨계 산화제인 포타슘 퍼설페이트(potassium persulfate, KPS)가 많이 사용되는데, 이 산화제들은 물에 녹아 물과 반응을 통해 부산물로 산소를 발생시키며, Fe+2에 의해 환원될 때 S2O6 2 - 이온은 물과 반응하여 산소를 발생시킨다. 이때, 발생되는 산소는 EDOT 단량체를 산화 시켜 전도도를 감소시킬 수 있으며, 중합이 일어나는 것을 방해하여 분자량이 낮은 PEDOT을 생성시킴으로써, 최종 생성물인 전도성 고분자의 전도도를 떨어뜨리는 결과를 보인다. 이러한 화학반응을 통해 발생하는 산소를 진공 하에서 중합을 시킬 경우 펌프에 의해 산소가 제거되며 중합반응을 시행할 수 있다. 이 과정에서 발생하는 산소로 인한 PEDOT의 산화를 방지하기 위한 것이다. 그러나, 진공 공정을 이용할 경우, 반응용기가 진공을 견뎌야 하기 때문에 높은 강도를 갖는 매우 고가의 장치가 요구된다. 또한, 진공 조건을 구현하기 위해 진공 펌프를 사용하는데, 이 때, 상기 고가의 진공 펌프에 수증기가 유입될 경우, 진공 펌프의 고장을 초래할 수 있다. 또한, 진공 하에서 중합이 일어날 경우, 액체 단량체와 용매의 증발이 일어날 수 있어서, 용매의 단량체의 손실이 일어나 같은 조건의 반응 시 마다 같은 물성을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 단량체의 손실로 인한 물성저하의 원인을 일으킬 수 도 있다. 또한, 진공을 이용한 중합 공정은 물의 증발이 일정하지 않기 때문에 농도 및 점도 조절이 어렵고, 진공이 깨질 경우 원하는 물성을 얻을 수 없는 단점이 있다. 또 다른 방법으로 질소와 같은 비활성 가스를 이용하여 전도성 고분자를 중합하는 경우에는, 용매에 녹아있는 산소를 질소 가스로 제거 후에 반응을 개시하는 방법으로 전도도를 향상시킬 수 있으나, 진공을 이용한 방법에 비해 전도도가 낮고, 투명전극으로 사용되기에는 낮은 전도도를 보인다. 질소 가스를 사용할 경우 용액 내에 일정시간 혹은 지속적으로 투입할 경우에 고분자 전해질인 PSS에 의해 기포가 많이 발생되어 반응 용액이 넘칠 수 있으며, 균일한 반응이 일어나지 않아 최종 용액의 물성이 나빠질 수 있는 문제점을 가지고 있다.
In order to form the transparent electrode, it is preferable to use a conductive polymer having high conductivity. As a method of synthesizing the conductive polymer having the high conductivity, a vacuum process method in which a polymerization reaction is performed after lowering the inside of a reaction vessel to a pressure lower than atmospheric pressure using a vacuum pump, or a polymerization method using an inert gas has been performed. Generally, when PEDOT: PSS is synthesized, an ionic oxidizing agent containing Fe + 3 and an ionic oxidizing agent containing persulfate are used together to cause the oxidation reaction to cause the polymerization of the EDOT monomer. At this time, sodium persulfate (SPS) and potassium persulfate (KPS), which are potassium-based oxidizing agents, are frequently used. These oxidants are dissolved in water and react with water to generate oxygen as a by- . When reduced by Fe +2 , S 2 O 6 2 - ions react with water to generate oxygen. At this time, oxygen generated may oxidize the EDOT monomer to decrease the conductivity, and it may interfere with the polymerization to generate PEDOT having a low molecular weight, resulting in lowering the conductivity of the conductive polymer as the final product. When oxygen generated through this chemical reaction is polymerized under vacuum, oxygen can be removed by a pump and polymerization reaction can be performed. This is to prevent oxidation of PEDOT due to oxygen generated in this process. However, when using a vacuum process, a very expensive apparatus with high strength is required because the reaction vessel must withstand the vacuum. In addition, a vacuum pump is used to realize a vacuum condition. At this time, when water vapor enters the expensive vacuum pump, the vacuum pump may fail. Further, when polymerization is carried out under vacuum, evaporation of the liquid monomer and the solvent may occur, resulting in the loss of the monomer of the solvent, and not only the same property can not be obtained every time the reaction is performed under the same conditions, . Further, since the evaporation of water is not constant, it is difficult to control the concentration and viscosity of the polymerization process using a vacuum, and when the vacuum is broken, desired physical properties can not be obtained. In another method, when the conductive polymer is polymerized by using an inert gas such as nitrogen, the conductivity can be improved by a method of initiating the reaction after removing oxygen dissolved in the solvent with nitrogen gas. However, compared with the method using a vacuum It has low conductivity and low conductivity for use as a transparent electrode. When nitrogen gas is used, a large amount of bubbles are generated by PSS, which is a polymer electrolyte, for a certain period of time or continuously in the solution, so that the reaction solution may overflow and the homogeneous reaction may not occur, thereby deteriorating the physical properties of the final solution Have.

한국특허공개 제2012-0077112호Korean Patent Publication No. 2012-0077112

본 발명은 전도성 고분자 용액의 제조방법 및 이를 제조하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 전도성 고분자 용액은 금속 촉매 및 수소 가스의 주입 조건 하에서 제조될 수 있다.
The present invention relates to a method for producing a conductive polymer solution and an apparatus for manufacturing the same, wherein the conductive polymer solution can be prepared under the conditions of a metal catalyst and hydrogen gas.

본 발명은 전도성 고분자 용액의 제조방법을 제공할 수 있다. 하나의 예로서,The present invention can provide a method for producing a conductive polymer solution. As an example,

금속 촉매와 수소 가스의 공급 조건 하에서, Under the conditions of supplying the metal catalyst and the hydrogen gas,

전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액을 제조하는 단계를 포함하는 전도성 고분자 용액의 제조방법을 제공할 수 있다.And a step of preparing a solution containing a conductive polymer, an ion and an ionic polymer electrolyte.

또한, 본 발명은 전도성 고분자 용액의 제조장치를 제공할 수 있다. 하나의 예로서,In addition, the present invention can provide an apparatus for producing a conductive polymer solution. As an example,

전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액을 포함하는 반응용기; A reaction container comprising a solution containing a conductive polymer, an ion and an ionic polymer electrolyte;

상기 반응용기 내에 포함되며, 금속 촉매를 담지하고 있는 촉매 담지부; 및A catalyst supporting part which is contained in the reaction vessel and supports a metal catalyst; And

상기 반응용기에 포함된 용액에 반응이 진행되는 시간 동안 지속적으로 수소 가스를 주입하는 가스 주입부를 포함하는 장치를 제공할 수 있다.
And a gas injection unit for continuously injecting hydrogen gas into the solution contained in the reaction vessel for a period of time during which the reaction proceeds.

본 발명에 따른 제조방법 및 장치를 통해 전도성 고분자 용액을 제조함으로써, 제조 과정에서 발생되는 산소를 제거하여 전도성 고분자의 산화를 방지하고, 전기 전도도를 높일 수 있으며, 제조 단가를 낮출 수 있다.
By manufacturing the conductive polymer solution through the manufacturing method and apparatus according to the present invention, it is possible to prevent the oxidation of the conductive polymer by removing oxygen generated in the manufacturing process, to increase the electric conductivity, and to lower the production cost.

도 1 및 2는 각각 일 실시예에서, 본 발명에 따른 장치의 모식도이다.1 and 2 are each a schematic diagram of an apparatus according to the invention, in one embodiment.

본 발명은 전도성 고분자 용액의 제조방법 및 이를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a conductive polymer solution and an apparatus for manufacturing the same.

상기 전도성 고분자 용액의 제조방법의 하나의 예로서,As one example of the method for producing the conductive polymer solution,

금속 촉매와 수소 가스의 공급 조건 하에서, Under the conditions of supplying the metal catalyst and the hydrogen gas,

전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액을 제조하는 단계를 포함하는 전도성 고분자 용액의 제조방법을 제공할 수 있다.And a step of preparing a solution containing a conductive polymer, an ion and an ionic polymer electrolyte.

구체적으로, 금속 촉매가 존재하며, 수소 가스를 지속적으로 주입하는 조건에서 전도성 고분자를 제조함으로써, 제조 과정 중에 발생하는 산소 및 용액 내에 존재하는 산소를 제거할 수 있다. 이를 통해, 제조된 전도성 고분자는 높은 전기 전도도를 구현할 수 있다.Specifically, a metal catalyst is present and oxygen generated during the manufacturing process and oxygen present in the solution can be removed by preparing the conductive polymer under the condition of continuously injecting hydrogen gas. Thus, the produced conductive polymer can realize a high electric conductivity.

상기 촉매는 입자상의 금속 촉매 또는 금속 촉매가 담지된 수지를 포함할 수 있다. The catalyst may include a particulate metal catalyst or a resin carrying a metal catalyst.

상기 금속 촉매 또는 금속 촉매가 담지된 수지에 있어서, 상기 금속 촉매는 수소화 반응 특성을 갖는 금속이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 금속 촉매는 전이 금속 중 1 종 이상일 수 있다. The metal catalyst or the metal catalyst supported on the metal catalyst is not particularly limited as long as the metal catalyst is a metal having hydrogenation characteristics. For example, the metal catalyst may be at least one of the transition metals.

상기 금속 촉매는 팔라듐, 백금, 로듐, 니켈 및 철 중 1 종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 금속 촉매는 팔라듐 또는 팔라듐과 전이 금속 중 1 종 이상이 결합된 합금을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 상기 금속 촉매는 팔라듐, 팔라듐-백금, 팔라듐-로듐, 팔라듐-니켈 또는 팔라듐-철일 수 있다.The metal catalyst may include at least one of palladium, platinum, rhodium, nickel and iron. For example, the metal catalyst may be palladium, palladium-platinum, palladium-rhodium, palladium-nickel, or palladium- It can be iron.

상기 금속 촉매를 둘러싸고 있는 수지는 전도성 고분자를 제조하는데 있어서, 상기 제조 과정에 영향을 미치지 않는 범위에서 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 양이온 교환수지를 사용할 수 있다. 상기 양이온 교환 수지는 통상적으로 사용되는 양이온 교환수지를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 술폰계 또는 카르복실계 양이온 교환수지를 사용할 수 있다.The resin surrounding the metal catalyst may be appropriately selected so as not to affect the production process in the production of the conductive polymer. For example, a cation exchange resin can be used. The cation exchange resin may be a conventionally used cation exchange resin, for example, a sulfone-based or carboxyl-based cation exchange resin may be used.

상기 금속 촉매가 담지된 수지를 사용함으로써, 금속 촉매의 용액 안정성을 부여할 수 있으며, 추후, 촉매를 용이하게 회수할 수 있다. By using the resin on which the metal catalyst is supported, the solution stability of the metal catalyst can be imparted, and the catalyst can be recovered easily later.

상기 금속 촉매와 수소 가스의 공급 조건은,The conditions for supplying the metal catalyst and the hydrogen gas are,

금속 촉매는 반응 개시 전부터 반응 종료 시까지 지속적으로 존재하며,The metal catalyst is continuously present from the start of the reaction until the end of the reaction,

수소 가스는 반응 개시 전부터 반응 종료 시까지 간헐적으로 반복하여 주입하거나, 비간헐적으로 연속해서 지속적으로 주입하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 용액의 제조방법.Wherein the hydrogen gas is injected repeatedly intermittently before the start of the reaction until the end of the reaction or continuously injected continuously intermittently.

예를 들어, 상기 금속 촉매는 반응 개시 전에 마이크로 단위의 메쉬 구조를 갖는 망 내에 담지하여 사용할 수 있다. 상기 망을 사용함으로써, 교반에 의해 촉매가 깨지는 것을 방지할 수 있으며, 촉매의 고정이 용이하여 반응 종료 후에 촉매를 용이하게 회수할 수 있다.For example, the metal catalyst may be supported in a network having a mesh structure of micro unit before the initiation of the reaction. By using the above net, the catalyst can be prevented from being broken by stirring, and the catalyst can be fixed easily, and the catalyst can be easily recovered after completion of the reaction.

구체적으로, 본 발명에서 "지속적"이란, 반응용기에서 반응이 진행되는 전반적인 공정의 시간을 의미할 수 있으며, 지속적으로 수소 가스를 주입하는 것은, 상기 공정 중 연속적으로 주입하는 것만을 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 반응용기는 수소 가스를 이용하여 반응이 개시되기 전부터 충진되어 있을 수 있으며, 반응 전부터 반응 종료 시까지 지속적으로 수소 가스를 주입할 수 있다. 예를 들어, 상기 설명과 같이, 반응 전부터 반응 종료 시까지 일정 시간 간격을 두고 간헐적으로 반복하여 주입하거나, 비간헐적으로 연속해서 주입할 수 있다.Specifically, the term "continuous" in the present invention means an overall process time in which the reaction proceeds in the reaction vessel, and continuously injecting hydrogen gas does not limit the continuous injection of the process . For example, the reaction vessel may be filled with hydrogen gas before the start of the reaction, and hydrogen gas may be continuously injected from the beginning of the reaction to the end of the reaction. For example, as described above, it is possible to intermittently inject repeatedly at a predetermined time interval from the beginning of the reaction to the end of the reaction, or to continuously inject intermittently.

상기 전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질은 용매 내에 존재할 수 있다. 상기 용매는 증류수를 사용할 수 있다. 구체적으로, 전도성 고분자는 증류수 내에서 입자상으로 존재할 수 있다. 유기용매 대신 증류수를 용매로 사용함으로써, 환경오염을 줄일 수 있다. 이 때, 상기 전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질에 대한 설명은 하기와 같으며, 이는 상기 장치의 설명에 기재된 각각의 성분에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.The conductive polymer, ion, and ionic polymer electrolyte may be present in the solvent. Distilled water may be used as the solvent. Specifically, the conductive polymer may be present in the form of particles in distilled water. By using distilled water as a solvent instead of an organic solvent, environmental pollution can be reduced. Here, the conductive polymer, ion, and ionic polymer electrolyte are described as follows, and the same can be applied to each component described in the description of the apparatus.

상기 수소 가스는, 수소를 포함하는 가스 또는 수소와 비활성 가스가 혼합된 혼합가스일 수 있다. 예를 들어, 장치에 결함이 있을 경우, 높은 순도의 수소 가스를 사용할 경우, 폭발의 위험이 있어, 수소와 비활성 가스를 혼합하여 사용할 수 있다.The hydrogen gas may be a gas containing hydrogen or a mixed gas of hydrogen and an inert gas. For example, when there is a defect in the apparatus, there is a risk of explosion when hydrogen gas of high purity is used, and hydrogen and an inert gas can be mixed and used.

예를 들어, 상기 전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액을 제조하는 단계는,For example, the step of preparing a solution containing the conductive polymer, ion, and ionic polymer electrolyte includes:

전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액을 제조하는 단계는,The step of preparing a solution containing a conductive polymer, an ion and an ionic polymer electrolyte,

이온성 고분자 전해질 및 탈산소 증류수를 혼합한 용액을 제조하는 단계; 및Preparing a solution containing a mixture of an ionic polymer electrolyte and deoxygenated distilled water; And

상기 용액에 전도성 고분자 모노머, 이온 및 개시제를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.And mixing the solution with a conductive polymer monomer, an ion and an initiator.

구체적으로, 고형분의 이온성 고분자 전해질과 막탈기(Membrane Degasifier)를 이용하여 산소를 제거한 5 ppb 이하의 탈산소 증류수를 먼저 혼합 및 교반한 후, 전도성 고분자 모노머, 이온 및 개시제를 혼합할 수 있다. Specifically, the conductive polymer monomer, the ion and the initiator may be mixed after first mixing and stirring the ionic polymer electrolyte and the deoxygenated distilled water of 5 ppb or less in which oxygen is removed by using a membrane degasser.

상기 막탈기를 이용하여 산소를 제거한 탈산소 증류수를 사용함으로써, 반응 전 미리 산소를 다량 제거하여, 전도성 고분자의 과산화 반응을 방지할 수 있으며, 이를 통해, 높은 전도도를 갖는 전도성 고분자를 제조할 수 있다.By using deoxygenated distilled water in which oxygen is removed by using the membrane degassing, a large amount of oxygen is removed in advance before the reaction to prevent the peroxidation reaction of the conductive polymer, whereby a conductive polymer having high conductivity can be produced .

여기서, 개시제는 중합을 일으킬 수 있는 화학종이라면 특별히 한정하지 않는다.Here, the initiator is not particularly limited as long as it is a chemical species capable of causing polymerization.

상기 전도성 고분자는 선택적으로 치환된 폴리피롤, 폴리아닐린 또는 폴리티오펜일 수 있다.The conductive polymer may be an optionally substituted polypyrrole, polyaniline or polythiophene.

예를 들어, 상기 전도성 고분자는 하기 화학식 1의 구조를 포함할 수 있다.For example, the conductive polymer may include a structure represented by the following formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014039983483-pat00001
Figure 112014039983483-pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

X 및 Y는 각각 독립적으로, O, S, Si 또는 N을 나타내고,X and Y each independently represent O, S, Si or N,

R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 탄소수 3 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기를 나타내고,R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 3 to 20 carbon atoms, or a heteroaryl group having 2 to 20 carbon atoms,

n은 2 내지 2000의 정수이며,n is an integer from 2 to 2000,

선택적으로, R1 및 R2는 서로 결합되어 융합된 고리 구조를 나타낸다.Alternatively, R 1 and R 2 are bonded to each other to represent a fused ring structure.

이때, 상기 알킬기는 직쇄(linear) 또는 분지(branched) 상 포화 탄화수소로부터 유도된 작용기를 의미할 수 있다.At this time, the alkyl group may mean a functional group derived from a linear or branched saturated hydrocarbon.

상기 알킬기의 구체적인 예로서는, 메틸기(methyl group), 에틸기(ethyl group), n-프로필기(n-propyl group), 이소프로필기(iso-propyl group), n-부틸기(n-butyl group), sec-부틸기(sec-butyl group), t-부틸기(tert-butyl group), n-펜틸기(n-pentyl group), 1,1-디메틸프로필기(1,1-dimethylpropyl group), 1,2-디메틸프로필기, 2,2-디메틸프로필기, 1-에틸프로필기, 2-에틸프로필기, n-헥실기, 1-메틸-2-에틸프로필기, 1-에틸-2-메틸프로필기, 1,1,2-트리메틸프로필기, 1-프로필프로필기, 1-메틸부틸기, 2-메틸부틸기, 1,1-디메틸부틸기, 1,2-디메틸부틸기, 2,2-디메틸부틸기, 1,3-디메틸부틸기, 2,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 2-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기 등을 들 수 있다.Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, an n-butyl group, butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, a 1,1-dimethylpropyl group, , 2-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 1-ethylpropyl group, 2-ethylpropyl group, n-hexyl group, Methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 1,2-dimethylbutyl group, 2,2- Dimethylbutyl group, 1,3-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 2-methylpentyl group and 3-methylpentyl group.

또한, 상기 아릴기는 방향족 탄화수소로부터 유도된 1가의 치환기를 의미할 수 있다.In addition, the aryl group may mean a monovalent substituent derived from an aromatic hydrocarbon.

상기 아릴기의 구체적인 예로서는, 페닐기(phenyl group), 나프틸기(naphthyl group), 안트라세닐기(anthracenyl group), 페난트릴기(phenanathryl group), 나프타세닐기(naphthacenyl group), 피레닐기(pyrenyl group), 톨릴기(tolyl group), 바이페닐기(biphenylyl group), 터페닐기(terphenylyl group), 크리세닐기(chrycenyl group), 스피로바이플루오레닐(spirobifluorenyl group), 플루오란테닐(fluoranthenyl group), 플루오레닐기(fluorenyl group), 페릴레닐기(perylenyl group), 인데닐기(indenyl group), 아줄레닐기(azulenyl group), 헵타레닐기(heptalenyl group), 페날레닐기(phenalenyl group), 페난트레닐기(phenanthrenyl group) 등을 들 수 있다.Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, a phenanthryl group, a naphthacenyl group, a pyrenyl group, A tolyl group, a biphenylyl group, a terphenyl group, a chrycenyl group, a spirobifluorenyl group, a fluoranthenyl group, a fluorene group, A perfluoroalkyl group, a fluorenyl group, a perylenyl group, an indenyl group, an azulenyl group, a heptalenyl group, a phenalenyl group, a phenanthrenyl group, group).

또한, 상기 헤테로아릴기는 단환 또는 축합환으로부터 유도된 방향족 복소환 또는 헤테로사이클릭을 나타낸다. 상기 헤테로아릴기는, 헤테로 원자로서 질소(N), 황(S), 산소(O), 인(P), 셀레늄(Se) 및 규소(Si) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.Further, the heteroaryl group represents an aromatic heterocycle or a heterocyclic group derived from a monocyclic or condensed ring. The heteroaryl group may include at least one of nitrogen (N), sulfur (S), oxygen (O), phosphorus (P), selenium (Se), and silicon (Si) as a heteroatom.

상기 헤테로 아릴기의 구체적인 예로서는, 피롤릴기, 피리딜기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 트리아졸릴기, 테트라졸릴기, 벤조트리아졸릴기, 피라졸릴기, 이미다졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 인돌릴기, 티아졸릴기, 이소티아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤즈티아디아졸릴기, 페노티아지닐기, 이속사졸릴기, 푸라자닐기, 페녹사지닐기, 옥사졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피라졸로옥사졸릴기, 이미다조티아졸릴기, 티에노푸라닐기, 푸로피롤릴기, 피리독사지닐기 등의 헤테로 원자를 포함하는 화합물들을 들 수 있다.Specific examples of the heteroaryl group include pyrrolyl, pyridyl, pyridazinyl, pyrimidinyl, pyrazinyl, triazolyl, tetrazolyl, benzotriazolyl, pyrazolyl, imidazolyl, An imidazolyl group, an imidazolyl group, a thiazolyl group, an isothiazolyl group, a benzothiazolyl group, a benzothiadiazolyl group, a phenothiazyl group, an isoxazolyl group, a furazanyl group, a phenoxazinyl group, , A benzooxazolyl group, an oxadiazolyl group, a pyrazoloxazolyl group, an imidazothiazolyl group, a thienopuranyl group, a furopyrrolyl group, and a pyridoxazinyl group.

하나의 예로서, 전도성 고분자는 화학식 1의 K(K는 2 내지 2000 사이의 임의의 정수) 번째 반복구조는 K-1 번째 반복구조와 비교하여 화학식 1의 정의 중에서, X, Y, R1 및 R2 중 1 종 이상이 다른 것일 수 있다.예를 들어, 상기 화학식 1의 구조로 나타내는 전도성 고분자는 하기 화학식 2 내지 4의 구조로부터 선택될 수 있다.As an example, the conductive polymer may be represented by the following formula (1): K (K is an arbitrary integer between 2 and 2000) repeating structure, X, Y, R 1 and R 2 may be different from each other. For example, the conductive polymer represented by the structure of the formula (1) may be selected from the structures of the following formulas (2) to (4).

[화학식 2](2)

Figure 112014039983483-pat00002
Figure 112014039983483-pat00002

[화학식 3](3)

Figure 112014039983483-pat00003
Figure 112014039983483-pat00003

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112014039983483-pat00004
Figure 112014039983483-pat00004

상기 화학식 2 내지 4에서,In the above Chemical Formulas 2 to 4,

n은 2 내지 2000의 정수이다.and n is an integer of 2 to 2000.

구체적으로, 상기 전도성 고분자는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리스티렌설폰산, 폴리피롤:폴리스티렌설폰산 및 폴리티오펜:폴리스티렌설폰산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상일 수 있다. Specifically, the conductive polymer may be at least one selected from the group consisting of poly (3,4-ethylenedioxythiophene): polystyrene sulfonic acid, polypyrrole: polystyrene sulfonic acid, and polythiophene: polystyrene sulfonic acid.

상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리스티렌설폰산(PEDOT:PSS), 폴리피롤:폴리스티렌설폰산(PP:PSS) 및 폴리티오펜:폴리스티렌설폰산(PT:PSS)은 전도성 고분자 용액 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 10 중량부일 수 있다. 예를 들어, 전도성 고분자는 0.1 내지 8 중량부, 0.5 내지 7 중량부, 1 내지 5 중량부 또는 3 내지 8 중량부를 포함할 수 있다. 상기 전도성 고분자의 함량 범위 내에서, 적절히 조절하여 원하는 제품에 적절한 조성으로 제조하여 다양한 응용분야에서 사용할 수 있다.The poly (3,4-ethylenedioxythiophene): polystyrene sulfonic acid (PEDOT: PSS), polypyrrole: polystyrene sulfonic acid (PP: PSS) and polythiophene: polystyrene sulfonic acid (PT: PSS) May be 0.1 to 10 parts by weight, based on the weight parts. For example, the conductive polymer may include 0.1 to 8 parts by weight, 0.5 to 7 parts by weight, 1 to 5 parts by weight, or 3 to 8 parts by weight. The conductive polymer can be appropriately adjusted within the content range of the conductive polymer and manufactured into a composition suitable for a desired product and used in various applications.

예를 들어, 상기 전도성 고분자는 비하전(uncharged) 또는 양이온(cationic)일 수 있다. 여기서 "양이온"은 주쇄(main chain) 상에 존재하는 전하에만 관련 있을 수 있다. 따라서, 상기 전도성 고분자는 양전하를 보상하기 위해 음이온이 필요할 수 있다. 상기 음이온은 이온성 고분자 전해질로부터 얻을 수 있으며, 상기 이온성 고분자 전해질의 예로서, 20,000 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 단량체음이온 또는 다중음이온을 포함할 수 있다.For example, the conductive polymer may be uncharged or cationic. Where "cation" may relate only to the charge present on the main chain. Therefore, the conductive polymer may require anion to compensate for the positive charge. The anion may be obtained from an ionic polymer electrolyte, and examples of the ionic polymer electrolyte may include a monomer anion or a polyanion having a molecular weight of 20,000 to 1,000,000.

상기 단량체음이온의 예로서, C1-C20-알칸설폰산, 지방족 퍼플루오로설폰산, 지방족 C1-C20-카르복시산, 지방족 퍼플루오로카르복시산, C-1-C20-알킬기에 의하여 선택적으로 치환된 방향족 설폰산, 사이클로알칸설폰산, 아이언설페이트(iron sulfate), 소듐퍼설페이트(sodium persulfate), 테트라플루오로보레이트, 헥사플루오로포스페이트, 퍼클로레이트(perchlorates), 헥사플루오로안티몬네이트, 헥사플루오로아세네이트(hexafluoroarsenates) 또는 헥사클로로안티모네이트(hexachloroantimonates)을 포함할 수 있다. Examples of such monomeric anions include, but are not limited to, C 1 -C 20 -alkanesulfonic acid, aliphatic perfluorosulfonic acid, aliphatic C 1 -C 20 -carboxylic acid, aliphatic perfluorocarboxylic acid, C 1 -C 20 -alkyl groups Such as aromatic sulfonic acid, cycloalkanesulfonic acid, iron sulfate, sodium persulfate, tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, perchlorates, hexafluoroantimonate, hexafluoroarsenate, And may include hexafluoroarsenates or hexachloroantimonates.

상기 다중음이온의 예로서, 고분자 카르복시산(예를 들면, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산 또는 폴리말레산)의 음이온, 고분자 설폰산(예를 들면, 폴리스티렌설폰산 및 폴리비닐설폰산) 및 폴리(스티렌설폰산-co-말레산)의 음이온들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 이온성 고분자 전해질은 20,000 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 폴리스티렌설폰산일 수 있다.이를 통해, 상기 결합 구조를 형성하는 과정에서 용액 내에 양이온 및 음이온 등의 이온이 존재할 수 있다.Examples of such polyanions include anions of polymeric carboxylic acids (e.g., polyacrylic acid, polymethacrylic acid or polymaleic acid), polymeric sulfonic acids (e.g., polystyrene sulfonic acid and polyvinyl sulfonic acid) and poly Sulfonic-co-maleic acid). Specifically, the ionic polymer electrolyte may be polystyrene sulfonic acid having a molecular weight of 20,000 to 1,000,000. Thus, ions such as positive ions and anions may be present in the solution during the formation of the binding structure.

전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 전도성 고분자 용액은 고분자 결합제를 더 포함할 수 있다. 상기 고분자 결합제는 예를 들어, 고분자 유기 결합제들, 예를 들면, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐부티레이트, 폴리아크릴산 에스테르, 폴리아크릴아마이드, 폴리메타크릴산 에스테르, 폴리메타크릴아마이드, 폴리아크릴로니트릴, 스티렌/아크릴산 에스테르, 비닐 아세테이트/아크릴산 에스테르, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(copolymer), 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리설폰, 멜라민-포름알데히드 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 및 셀룰로오즈를 포함할 수 있다. The conductive polymer solution containing the conductive polymer, ion, and ionic polymer electrolyte may further include a polymer binder. The polymeric binder may include, for example, polymeric organic binders such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl chloride, polyvinylacetate, polyvinyl butyrate, polyacrylic acid ester, polyacrylamide, Acrylic acid esters, ethylene / vinyl acetate copolymers, polybutadienes, polyisoprenes, polystyrenes, polyethers, polyesters, polycarbonates, polyacrylates, , Polyurethane, polyamide, polyimide, polysulfone, melamine-formaldehyde resin, epoxy resin, silicone resin and cellulose.

전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 전도성 고분자 용액과은 접착 촉진제를 더 포함할 수 있다. 상기 접착 촉진제는 예를 들어, 유기 기능성 실란(organofunctional silanes) 또는 이의 가수분해물을 포함할 수 있다. 상기 가수분해물은 예를 들면, 3-글리시딜옥시프로필트리알콕시실란(3-glycidyloxypropyltrialkoxysilane), 3-아미노프로필렌-트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane), 3-머캅토프로필트리메톡시실란(3-mercaptopropyltrimethoxysilane), 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(3- methacryloxypropyltrimethoxysilane), 비닐트리메톡시실란 및 옥틸트리에톡시 실란을 포함할 수 있다.The conductive polymer, the ion, and the conductive polymer solution containing the ionic polymer electrolyte may further include an adhesion promoter. The adhesion promoter may, for example, comprise organofunctional silanes or hydrolyzates thereof. The hydrolyzate may be, for example, 3-glycidyloxypropyltrialkoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, -mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and octyltriethoxysilane.

상기 전도성 고분자인 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리스티렌설폰산(PEDOT:PSS), 폴리피롤:폴리스티렌설폰산(PP:PSS) 및 폴리티오펜:폴리스티렌설폰산(PT:PSS)은 각각 1:1 내지 1:20의 중량비로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 중량비는 1:1.6, 1:2.5, 1:3, 1:5, 1:6, 1:7.5 또는 1:10의 중량비로 포함될 수 있다.Polystyrene sulfonic acid (PEDOT: PSS), polypyrrole: polystyrene sulfonic acid (PP: PSS) and polythiophene: polystyrenesulfonic acid (PT: PSS), which are the conductive polymers, May be included in a weight ratio of 1: 1 to 1:20. For example, the weight ratio can be included in a weight ratio of 1: 1.6, 1: 2.5, 1: 3, 1: 5, 1: 6, 1: 7.5 or 1:10.

전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액은 도펀트를 더 함유할 수 있다. The solution containing the conductive polymer, ion and ionic polymer electrolyte may further contain a dopant.

예를 들어, 상기 도펀트는 암모늄염 전해질, 나트륨염 전해질, 리튬염 전해질, 철염 전해질, 설폰산 화합물 및 황산 중 1 종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도펀트는 특별히 한정되지 않으나, 산소 및 질소를 함유하는 유기 화합물을 포함할 수 있다.For example, the dopant may include at least one of an ammonium salt electrolyte, a sodium salt electrolyte, a lithium salt electrolyte, an iron salt electrolyte, a sulfonic acid compound, and sulfuric acid. For example, the dopant is not particularly limited, but may include organic compounds containing oxygen and nitrogen.

상기 암모늄염 전해질은, 예를 들어, tetra-n-Bu4NClO4, n-Bu4NPF6, n-Bu4NBF4 및 n-Et4NClO4 중 1 종 이상을 포함할 수 있다. The ammonium salt electrolyte may include at least one of tetra-n-Bu 4 NClO 4 , n-Bu 4 NPF 6 , n-Bu 4 NBF 4 and n-Et 4 NClO 4 .

상기 나트륨염 전해질은, 예를 들어, NaPF6, NaBF4 및 NaClO4 중 1 종 이상을 포함할 수 있다.The sodium salt electrolyte may include, for example, at least one of NaPF 6 , NaBF 4, and NaClO 4 .

상기 리튬염 전해질은, 예를 들어, LiClO4, LiPF6, LiBF4, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2C2F5)2, LiCF3SO3, LiC(SO2CF3)3, LiPF4(CF3)2, LiPF3(C2F5)3, LiPF3(CF3)3, LiPF3(iso-C3F7)3, LiPF5(iso-C3F7) 및 환상 알킬렌기를 갖는 리튬염 전해질 중 1 종 이상을 포함할 수 있다.The lithium salt electrolyte, for example, LiClO 4, LiPF 6, LiBF 4, LiN (SO 2 CF 3) 2, LiN (SO 2 C 2 F 5) 2, LiCF 3 SO 3, LiC (SO 2 CF 3 ) 3, LiPF 4 (CF 3 ) 2, LiPF 3 (C 2 F 5) 3, LiPF 3 (CF 3) 3, LiPF 3 (iso-C 3 F 7) 3, LiPF 5 (iso-C 3 F 7 ) And a lithium salt electrolyte having a cyclic alkylene group.

예를 들어, 상기 환상 알킬렌기를 갖는 리튬염은 (CF2)2(SO2)2NLi 및 (CF2)3(SO2)2NLi 등을 포함할 수 있다.For example, the lithium salt having a cyclic alkylene group may include (CF 2 ) 2 (SO 2 ) 2 NLi and (CF 2 ) 3 (SO 2 ) 2 NLi.

상기 철염 전해질은, 예를 들어, 산화철(III) p-톨루엔설폰산을 포함할 수 있다.The iron salt electrolyte may include, for example, iron (III) oxide p-toluenesulfonic acid.

상기 설폰산 화합물은, 예를 들어, 탄소수 1 내지 20을 갖는 알칸설폰산, 탄소수 1 내지 20을 갖는 퍼플루오로알칸설폰산, 탄소수 1 내지 20을 갖는 알킬헥실카르복시산, 탄소수 1 내지 20을 갖는 퍼플루오로알칸카르복시산, 탄소수 1 내지 20을 갖는 알킬기에 의하여 치환 또는 비치환된 방향족 설폰산, 및 시클로알칸설폰산(예를 들면, 캄포설폰산) 중 1 종 이상을 포함할 수 있다.The sulfonic acid compound is, for example, an alkanesulfonic acid having 1 to 20 carbon atoms, a perfluoroalkanesulfonic acid having 1 to 20 carbon atoms, an alkylhexylcarboxylic acid having 1 to 20 carbon atoms, a purple having 1 to 20 carbon atoms An aromatic sulfonic acid substituted or unsubstituted by an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a cycloalkanesulfonic acid (e.g., camphorsulfonic acid).

구체적으로, 상기 설폰산 화합물은, 메탄설폰산, 에탄설폰산, 프로판설폰산, 부탄설폰산, 도데칸설폰산, 옥타데칸설폰산, 노나데칸설폰산, 트리플루오로메탄설폰산, 퍼플루오로부탄설폰산, 퍼플루오로옥탄설폰산, 에틸헥실카르복시산, 벤젠설폰산, o-톨루엔 설폰산, p-톨루엔설폰산, 도데실벤젠설폰산, 디노닐나프탈렌설폰산, 니노닐나프탈렌디설폰산 및 캄포설폰산 중 1 종 이상을 포함할 수 있다.Specifically, the sulfonic acid compound may be selected from the group consisting of methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, butanesulfonic acid, dodecanesulfonic acid, octadecanesulfonic acid, nonadecanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, perfluorobutane Sulfonic acid, perfluorooctanesulfonic acid, ethylhexylcarboxylic acid, benzenesulfonic acid, o -toluenesulfonic acid, p -toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, dinonylnaphthalenesulfonic acid, P-toluenesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid.

상기 도펀트는 단종 또는 2 종 이상의 도펀트를 혼합하여 사용할 수 있다.The dopant may be discontinued or a mixture of two or more dopants may be used.

예를 들어, 상기 도펀트는 황산 및 설폰산 화합물 중 단종 또는 2 종 이상을 포함할 수 있다.For example, the dopant may be either a sulfuric acid or a sulfonic acid compound, or two or more thereof.

상기 도펀트는 용매에 용해되어 혼합될 수 있다.The dopant may be dissolved and mixed in a solvent.

도펀트 혼합 시 사용되는 용매는 도펀트를 용해할 수 있으면서 물과 섞이는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 용매는 물, 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran; THF), 디메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxide; DMSO), 아세토니트릴(acetonitrile) 및 알코올계 용매 중 1 종 이상을 포함할 수 있다.The solvent used in mixing the dopant is not particularly limited as long as it can dissolve the dopant and can be mixed with water. For example, the solvent may include at least one of water, tetrahydrofuran (THF), dimethyl sulfoxide (DMSO), acetonitrile, and an alcohol-based solvent.

상기 전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액을 제조하는 단계 이후에, After the step of preparing a solution containing the conductive polymer, ion and ionic polymer electrolyte,

상기 제조된 용액을 여과막을 이용하여 여과하는 단계를 더 포함할 수 있다.And then filtering the prepared solution using a filtration membrane.

상기 제조된 용액을 여과막을 이용하여 여과하는 단계는,The step of filtering the prepared solution using a filtration membrane comprises:

전도성 고분자 용액과 도펀트의 혼합 후, 미반응 도펀트를 여과하여 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 고분자 용액과 도펀트를 혼합하는 과정에서, 전도성 고분자 내에 도펀트가 도핑될 수 있으며, 이 때, 전도성 고분자 내에 도핑되지 못한 미반응 도펀트가 과량일 경우, 미반응 성분이 나타내는 저항으로 인해 전기 전도도가 낮아질 수 있다. 따라서, 상기 미반응 도펀트를 여과하여 제거함으로써 전기 전도도 저하를 방지할 수 있다.After mixing the conductive polymer solution and the dopant, the unreacted dopant can be removed by filtration. For example, in the course of mixing the conductive polymer solution and the dopant, the dopant may be doped in the conductive polymer. In this case, when the unreacted dopant that is not doped in the conductive polymer is excessive, The electric conductivity may be lowered. Therefore, the unreacted dopant can be removed by filtration to prevent a decrease in electric conductivity.

상기 여과하는 방법으로서, 예를 들어, 여과 방법에 따라, 정밀여과(micro filtration), 한외여과(ultra filtration), 역삼투 또는 초여과(reverse osmosis or hyper filtration) 및 투석(dialysis) 외에 압력하에 여과가 이루어지는 진공여과(vaccum filtration)등을 포함할 수 있다. 또한, 사용되는 모듈에 따라 나권형(spriral-wound), 관상형(tubular type), 중공사형(hollow-fiber) 및 평판형(plate&frame), 모노리스형(monolith type) 등을 포함하는 여과 방법이 사용될 수 있다.As the filtration method, for example, filtration under pressure in addition to micro filtration, ultrafiltration, reverse osmosis or hyper filtration and dialysis may be carried out according to a filtration method, And the like. Depending on the module used, filtration methods including spiral-wound, tubular, hollow-fiber, plate & frame, monolith type, etc. may be used .

본 발명에서 제조된 전도성 고분자 용액을 이용하여 전기 전도도가 800 S/cm 이상인 전도성 고분자 필름을 제조할 수 있다.A conductive polymer film having an electric conductivity of 800 S / cm or more can be prepared using the conductive polymer solution prepared in the present invention.

상기 전도성 고분자 필름은 상기 범위 내의 전기 전도도는 낮은 면저항을 의미할 수 있다. 이를 통해, 전자 소자에 적용되었을 때, 높은 성능을 구현할 수 있다.
The electrical conductivity of the conductive polymer film within the above range may mean a low sheet resistance. As a result, high performance can be achieved when applied to electronic devices.

또한, 본 발명은 전도성 고분자를 제조하기 위한 제조 장치를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide an apparatus for producing a conductive polymer.

상기 장치의 하나의 예로서,As an example of such an apparatus,

전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액을 포함하는 반응용기; A reaction container comprising a solution containing a conductive polymer, an ion and an ionic polymer electrolyte;

상기 반응용기 내에 포함되며, 금속 촉매를 담지하고 있는 촉매 담지부; 및A catalyst supporting part which is contained in the reaction vessel and supports a metal catalyst; And

상기 반응용기에 포함된 용액에 반응이 진행되는 시간 동안 지속적으로 수소 가스를 주입하는 가스 주입부를 포함하는 장치를 제공할 수 있다.And a gas injection unit for continuously injecting hydrogen gas into the solution contained in the reaction vessel for a period of time during which the reaction proceeds.

구체적으로, 전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액을 포함하고 있는 반응용기와, 상기 반응용기 내에 촉매 담지부를 포함하고, 수소 가스 주입부가 연결되어 있으며, 이를 통해, 간헐적 또는 비간헐적인 상태로 지속적인 수소 가스의 주입을 수행할 수 있다. Specifically, a reaction vessel containing a solution containing a conductive polymer, an ion, and an ionic polymer electrolyte, and a catalyst supporting unit in the reaction vessel, and a hydrogen gas injecting unit connected to the reaction vessel through which intermittent or intermittent It is possible to perform continuous injection of hydrogen gas.

상기 전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액에서, 이온은 촉매로서 사용될 수 있으며, 상기 이온은 수증기와 반응하여 부산물로 산소를 발생시킬 수 있다. 또한, 상기 산소는 전도성 고분자의 과산화(overoxidation) 반응을 초래할 수 있어, 전도성 고분자의 전기 전도도를 저하시킬 수 있다. 그러나, 본 발명에서, 촉매 주입부 및 수소 가스 주입부를 통해 주입되는 촉매와 수소 가스를 이용하여 반응용기 내에서, 반응 중 발생하는 산소를 제거하여 상기 문제점을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 수소 가스 주입부를 통해 주입되는 촉매와 수소 가스는 순도가 높을수록 산소 제거에 용이하여 높은 전기 전도도를 갖는 전도성 고분자를 제조할 수 있다.In a solution containing the conductive polymer, ion and ionic polymer electrolyte, ions can be used as a catalyst, and the ions can react with water vapor to generate oxygen as a by-product. In addition, the oxygen may cause an overoxidation reaction of the conductive polymer, thereby lowering the electrical conductivity of the conductive polymer. However, in the present invention, the problem can be prevented by removing oxygen generated during the reaction in the reaction vessel using the catalyst and the hydrogen gas injected through the catalyst injecting unit and the hydrogen gas injecting unit. For example, the higher the purity of the catalyst and the hydrogen gas injected through the hydrogen gas injecting unit, the easier it is to remove oxygen, and the conductive polymer having a high electrical conductivity can be produced.

예를 들어, 상기 이온으로서, 소듐 퍼설페이트(sodium sulfate)를 사용할 때, 상기 반응용기에서는 하기 반응식 1과 같은 반응이 진행될 수 있다.For example, when sodium sulfate is used as the ion, a reaction as shown in the following reaction formula 1 may be performed in the reaction vessel.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

S2O8 -2 + H2O → 2HSO4 -1 + 1/2O2 S 2 O 8 -2 + H 2 O → 2HSO 4 -1 + 1 / 2O 2

이 때, 발생하는 산소를 기존에는 진공 펌프를 이용한 진공 공정 또는 수소 가스 주입을 통해 제거하였지만, 상기 설명한 바와 같이 많은 문제점이 있다. 본 발명에서는, 상기 발생되는 산소를 촉매와 수소 가스를 주입하여, 제조 과정 중에 발생되는 산소 내지 용액 내에 존재하는 산소를 물로 변환시켜, 반응기 내에서 상기 산소를 제거할 수 있다.At this time, the generated oxygen is conventionally removed through a vacuum process using a vacuum pump or hydrogen gas injection, but there are many problems as described above. In the present invention, the oxygen generated may be injected into the catalyst and hydrogen gas to convert oxygen generated during the production process or oxygen present in the solution into water, thereby removing the oxygen in the reactor.

구체적으로, 전도성 고분자 용액 내에 존재하는 촉매는 수소화 반응 특성을 갖고 있어, 주입되는 수소 가스의 수소와 결합하게 된다. 이때, 촉매에 결합된 수소는 반응기 내의 산소와 반응하여 물로 변환되는데, 이를 통해, 전도성 고분자 제조 과정에서 산소로 인해 발생할 수 있는 문제점을 해결할 수 있다.Specifically, the catalyst existing in the conductive polymer solution has the hydrogenation reaction characteristic, and is combined with the hydrogen of the injected hydrogen gas. At this time, hydrogen bonded to the catalyst is converted into water by reacting with oxygen in the reactor, thereby solving the problems that may occur due to oxygen in the process of manufacturing the conductive polymer.

상기 반응용기 내에 포함된 전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액은 도펀트를 더 함유할 수 있다.The solution containing the conductive polymer, ion, and ionic polymer electrolyte contained in the reaction vessel may further contain a dopant.

이때, 상기 전도성 고분자, 이온, 이온성 고분자 전해질, 촉매 및 도펀트에 대한 설명은 상기 설명한 바와 동일할 수 있다.Here, the conductive polymer, the ion, the ionic polymer electrolyte, the catalyst, and the dopant may be the same as those described above.

상기 반응용기에서 반응이 완료된 용액이 공급되어 여과를 수행하는 여과부를 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 반응용기에서 반응이 완료된 용액을 여과부에 공급하여 분자량에 따른 여과를 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 여과부는 전도성 고분자를 통과시키지 않으며, 그 이외의 성분을 효과적으로 여과하여 제거할 수 있을 정도의 여과막을 이용할 수 있다. 예를 들어, 여과막은 용액 내의 이온을 통과시킬 수 있으며, 전도성 고분자와는 달리, 사슬이 풀어져 있는 이온성 고분자 전해질을 통과시키는 여과막일 수 있다. 상기 여과막은 분자량을 기준으로 나뉘어진 여과막 또는 기공 사이즈로 나뉘어진 여과막 등을 포함할 수 있으며, 전도성 고분자를 통과시키지 않는 여과막이라면 특별히 제한되지 않으며, 상기 설명한 바와 동일하게 적용될 수 있다.The filtration unit may further include a filtration unit that performs filtration by supplying the reaction solution in the reaction vessel. Thus, the reaction solution in the reaction vessel can be fed to the filtration unit to perform filtration according to the molecular weight. Specifically, the filtration unit can use a filtration membrane that does not allow the conductive polymer to pass therethrough, and can filter out other components effectively. For example, the filtration membrane can allow ions in the solution to pass therethrough, and unlike the conductive polymer, it can be a filtration membrane that allows the ionic polymer electrolyte to pass through the chain. The filtration membrane may include a filtration membrane or a filtration membrane divided into pore sizes based on the molecular weight. The filtration membrane is not particularly limited as long as it does not allow the conductive polymer to pass therethrough.

상기 여과막을 사용함으로써, 본 발명에 따른 전도성 고분자를 제외한 이온, 미반응 모노머, 미반응 올리고머 및 과량의 고분자 전해질들을 효과적으로 제거할 수 있다. 이를 통해, 불순물이 나타내는 저항을 낮추어 전기 전도도를 높일 수 있다.By using the filtration membrane, ions, unreacted monomers, unreacted oligomers, and excess polyelectrolytes other than the conductive polymer according to the present invention can be effectively removed. Through this, the electrical conductivity can be increased by lowering the resistance represented by the impurity.

상기 반응용기는, 가스 배출구를 더 포함할 수 있다.The reaction vessel may further include a gas outlet.

구체적으로, 수소 가스 주입구를 통해 지속적으로 유입되는 수소 가스로 인해 장치 내에 과도하게 압력이 가해지는 것을 방지할 수 있다.Specifically, it is possible to prevent excessive pressure from being applied to the apparatus due to the hydrogen gas continuously flowing through the hydrogen gas inlet.

반응용기는, 냉각순환장치를 더 포함할 수 있다.The reaction vessel may further include a cooling circulation device.

구체적으로, 상기 냉각순환장치는 적절한 냉각온도 및 일정한 온도에서 전도성 고분자를 제조할 수 있도록 하여, 반응속도 내지 산화반응 속도를 제어하는데 용이할 수 있다. 또한, 반응용기 내에서 전도성 고분자 용액의 혼합 및 반응 과정에서 발생할 수 있는 열을 냉각시켜, 반응용기 내의 수증기 발생을 방지할 수 있다. 이를 통해, 반응용기 내에서 발생하는 수증기로 인한 장치 부식 등의 문제점을 해결할 수 있다.In particular, the cooling and circulating apparatus can easily produce a conductive polymer at a proper cooling temperature and at a constant temperature, thereby controlling the reaction rate or the oxidation reaction rate. In addition, it is possible to prevent the generation of water vapor in the reaction vessel by cooling the heat generated in the mixing and reaction of the conductive polymer solution in the reaction vessel. As a result, it is possible to solve problems such as device corrosion due to water vapor generated in the reaction vessel.

본 발명에 따른 장치는 도 1 및 도 2를 통해 설명할 수 있다. 도 1 및 도 2를 보면, 반응용기(100, 200)는 이중 자켓 반응기일 수 있다. 예를 들어, 상기 반응용기는 임펠러가 장착된 반응용기(100, 200)에 전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액이 포함되어 있고, 반응용기 내에 금속 촉매(120, 220)가 담지된 촉매 담지부(110, 210)를 포함하고, 봄베(미도시)로부터 상기 용액 내로 연결되는 수소 가스 주입부(130, 230)를 포함하고, 반응용기 상부에 위치한 가스 배출구(140, 240)를 포함하며, 반응용기와 연결된 냉각순환장치(150, 250)를 포함할 수 있다. The apparatus according to the present invention can be explained with reference to Figs. 1 and 2. Fig. Referring to Figures 1 and 2, the reaction vessel 100, 200 may be a double jacketed reactor. For example, the reaction vessel includes a solution containing a conductive polymer, an ion, and an ionic polymer electrolyte in a reaction vessel 100, 200 equipped with an impeller, and a metal catalyst 120, And hydrogen gas injecting parts 130 and 230 connected to the solution from a bomb (not shown), and gas outlets 140 and 240 located above the reaction vessel And a cooling circulation device (150, 250) connected to the reaction vessel.

이 때, 도 1 및 도 2에서, 촉매 담지부의 위치는 서로 상이할 수 있다. At this time, in Fig. 1 and Fig. 2, the positions of the catalyst supporting portions may be different from each other.

하나의 예로서, 촉매 담지부는, 반응용기 내부 벽면에 설치되어 반응용기 내의 산소와 접촉하여 상기 산소를 물로 변환함으로써 제거할 수 있다. 이는 도 1을 통해 확인할 수 있다. 구체적으로, 도 1의 촉매 담지부(110)는, 반응용기(100) 내부 벽면에 설치되어 반응용기 내에 산소를 제거하는 것을 확인할 수 있다.As one example, the catalyst supporting portion can be removed by being installed on the inner wall of the reaction vessel and coming into contact with oxygen in the reaction vessel and converting the oxygen to water. This can be confirmed from FIG. Specifically, it is confirmed that the catalyst supporting portion 110 shown in FIG. 1 is installed on the inner wall surface of the reaction vessel 100 to remove oxygen from the reaction vessel.

또 하나의 예로서, 촉매 담지부는, 반응용기 내에 설치된 임펠러의 회전축에 설치될 수 있다. 이는 도 2를 통해 확인할 수 있다. 구체적으로, 도 2의 촉매 담지부(210)는, 반응용기(200) 내에 설치된 임펠러의 회전축에 설치되어, 임펠러의 회전에 따라 반응용기 내에 존재하는 산소와 접촉하여 상기 산소를 물로 변환함으로써 제거할 수 있다As another example, the catalyst supporting portion may be provided on the rotating shaft of the impeller installed in the reaction vessel. This can be confirmed from FIG. Specifically, the catalyst supporting portion 210 shown in Fig. 2 is provided on the rotating shaft of the impeller installed in the reaction vessel 200, and is brought into contact with oxygen existing in the reaction vessel in accordance with the rotation of the impeller, Can

또한, 본 발명에 따른 장치에 있어서, 수소 가스 주입부의 위치는 선택적으로 변경될 수 있다.Further, in the apparatus according to the present invention, the position of the hydrogen gas injection portion can be selectively changed.

또 하나의 예로서, 수소 가스 주입부는, 도 1 및 도 2와 같이, 반응용기 내에서 동일 평면 상에 복수개의 주입부로 나뉘어져 형성될 수 있다. 이를 통해, 반응용기 내에 수소 가스를 균일하게 공급할 수 있다.As another example, the hydrogen gas injecting section may be formed by dividing the hydrogen gas injecting section into a plurality of injection sections on the same plane in the reaction vessel, as shown in Figs. Thus, hydrogen gas can be uniformly supplied into the reaction vessel.

또 하나의 예로서, 수소 가스 주입부는, 반응용기 내에서 서로 다른 높이를 갖는 평면에 동일 복수개의 주입부로 나뉘어져 형성될 수 있다. 구체적으로, 수소 가스 주입부는, 반응용기의 측면에 형성되며, 서로 다른 높이를 갖는 평면에 복수개의 주입부로 나위어져, 반응용기 내의 용액에 수소 가스를 균일하게 공급할 수 있다.
As another example, the hydrogen gas injecting section may be formed by dividing the same into a plurality of injection sections in a plane having different heights in the reaction vessel. Specifically, the hydrogen gas injecting section is formed on the side surface of the reaction vessel, and is provided with a plurality of injection sections on a plane having different heights, so that hydrogen gas can be uniformly supplied to the solution in the reaction vessel.

이하 본 발명에 따르는 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following Examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following Examples.

실시예Example 1 One

촉매가 담지된 반응용기 내에 폴리스티렌설폰산(Polystyrene sulfonic acid, PSS) 12.53 g을 증류수 1400 g에 녹인 후 수소가스의 주입 하에서 2 시간 동안 임펠러를 이용하여 교반하였다. 그런 다음, 황산철(iron sulfate) 0.2 g을 넣고 녹을 때까지 교반 시켰다. 황산철(Iron sulfate)이 다 녹으면 용액의 온도를 13?로 낮추고, 3,4-에틸렌디옥시티오펜(3,4-ethylenedioxythiophene, EDOT) 모노머 5.014 g을 넣고, 과황산나트륨(sodium persulfate) 11.9 g을 녹인 수용액 30 g을 투입하였다. 24 시간 동안 중합반응을 진행 한 후, 양이온 교환수지와 음이온 교환수지가 1:1로 섞인 혼합이온교환수지를 500 ml 넣어 불필요한 이온들을 제거하여 전도성 고분자 용액을 제조하였다. 12.53 g of polystyrene sulfonic acid (PSS) was dissolved in 1400 g of distilled water in a reaction vessel having a catalyst supported thereon, followed by stirring with an impeller for 2 hours under the injection of hydrogen gas. Then, 0.2 g of iron sulfate was added and stirred until it was dissolved. When all of the iron sulfate was dissolved, the temperature of the solution was lowered to 13 ° C. Then 5.014 g of 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) monomer was added, and 11.9 g of sodium persulfate Was added. After polymerization reaction for 24 hours, 500 ml of a mixed ion exchange resin in which 1: 1 cation exchange resin and anion exchange resin were mixed was removed to remove unnecessary ions to prepare a conductive polymer solution.

한편, 상기 제조과정 중 발생하는 산소를 제거하기 위하여, 지속적으로 수소 가스를 반응기 하부에 주입하여 주었다. 상기 수소 가스는 30 L/min의 유량으로 주입하였다.On the other hand, in order to remove oxygen generated during the manufacturing process, hydrogen gas was continuously injected into the lower part of the reactor. The hydrogen gas was injected at a flow rate of 30 L / min.

제조된 전도성 고분자 용액을 1.3 % 농도의 용액으로 준비한 후 이 용액의 무게대비 5%의 DMSO용액을 넣고 충분히 섞어준 다음 바코팅을 이용하여 코팅하고 150℃에서 30 분 건조시켜 전도성 고분자 필름을 제조하였다.
The prepared conductive polymer solution was prepared as a 1.3% concentration solution, and 5% DMSO solution was added to the solution. The resulting solution was thoroughly mixed, coated with a bar coating, and dried at 150 ° C for 30 minutes to prepare a conductive polymer film .

실시예Example 2 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 상기 제조과정 중 전도성 고분자 용액 물질이 발생된 산소와 접촉이 없도록, 주입하는 수소 가스를 일정 시간의 간격을 두고 간헐적으로 반복하여 주입하였다. 구체적으로, 20 L/min의 유량으로 1 시간의 시간 간격을 두고 주입하였다.
Hydrogen gas was injected intermittently repeatedly at intervals of a predetermined time so that the conductive polymer solution material did not come into contact with the generated oxygen during the manufacturing process. Specifically, a flow rate of 20 L / min was injected at a time interval of 1 hour.

실시예Example 3 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 이온교환수지를 제거한 후, 상기 전도성 고분자 용액에 도펀트로서 0.05 중량%의 황산 수용액을 100 ml를 혼합한 후 교반하는 과정을 더 수행하였다.
After the ion exchange resin was removed, 100 ml of a 0.05 wt% sulfuric acid aqueous solution as a dopant was added to the conductive polymer solution, followed by stirring.

실시예Example 4 4

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 이온교환수지를 제거한 후, 상기 전도성 고분자 용액에 도펀트로서 0.05 중량%의 황산 수용액을 100 ml를 혼합한 후 교반하였다. 그런 다음, 용액을 100 nm 기공을 갖는 멤브레인 막을 이용하여 한외 여과방법으로 여과하는 과정을 더 수행하였다. 이 때, 증류수를 연속적으로 투입하여 여과하였다. 이를 통해, PEDOT:PSS 고분자 입자 이외의 성분을 제거하였다. 그 결과, 여과막을 통해 여과된 용액은 pH 4 이하의 산성 용액으로, 산 물질인 PSS를 포함하는 용액인 것을 확인할 수 있었다.
After the ion exchange resin was removed, 100 ml of a 0.05 wt% sulfuric acid aqueous solution as a dopant was added to the conductive polymer solution, followed by stirring. Then, the solution was further subjected to filtration by ultrafiltration using a membrane membrane having a pore size of 100 nm. At this time, distilled water was continuously introduced and filtered. Through this, components other than PEDOT: PSS polymer particles were removed. As a result, it was confirmed that the solution filtered through the filtration membrane was an acidic solution having a pH of 4 or less and a solution containing PSS as an acid substance.

실시예Example 5 5

상기 실시예 4과 동일한 방법으로 제조하되, 도펀트를 3000 ml로 함량을 달리하여 혼합하여 전도성 고분자 필름을 제조하였다.
The conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 4, except that the dopant was mixed in an amount of 3000 ml.

실시예Example 6 6

상기 실시예 4와 동일한 방법으로 제조하되, 도펀트를 3000 ml로 함량을 달리하고, 도펀트 유입 및 증류수를 이용한 여과를 동시에 동일하게 진행하여 전도성 고분자 필름을 제조하였다.
The conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 4 except that the dopant was introduced at a concentration of 3000 ml and the dopant was introduced and distilled water was filtered at the same time.

실시예Example 7 7

상기 실시예 4와 동일한 방법으로 제조하되, 도펀트로서 p-톨루엔설폰산 3000 ml를 혼합하며 전도성 고분자 필름을 제조하였다.
Was prepared in the same manner as in Example 4, except that 3000 ml of p-toluenesulfonic acid as a dopant was mixed to prepare a conductive polymer film.

실시예Example 8 8

상기 실시예 4와 동일한 방법으로 제조하되, 도펀트로서 p-톨루엔설폰산 3000 ml를 혼합하고, 도펀트 유입 및 증류수를 이용한 여과를 동시에 동일하게 진행하여 전도성 고분자 필름을 제조하였다.
Toluenesulfonic acid as a dopant, and conducting filtration using a dopant and distilled water at the same time, to prepare a conductive polymer film. The conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 4, except that 3000 ml of p-toluenesulfonic acid was used as a dopant.

실시예Example 9 9

상기 실시예 4와 동일한 방법으로 제조하되, 전도성 고분자 용액으로서, Heraeus社의 CLEVIOS PH1000 용액을 사용하여 전도성 고분자 필름을 제조하였다.
A conductive polymer film was prepared using the CLEVIOS PH1000 solution of Heraeus as a conductive polymer solution in the same manner as in Example 4 above.

실시예Example 10 10

상기 실시예 4와 동일한 방법으로 제조하되, 전도성 고분자 용액으로서, Heraeus社의 CLEVIOS PH1000 용액을 사용하고, 도펀트를 500 ml로 함량을 달리하여 혼합하여 전도성 고분자 필름을 제조하였다.
A conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 4 except that CLEVIOS PH1000 solution of Heraeus was used as a conductive polymer solution and dopant was mixed in 500 ml in different amounts.

실시예Example 11 11

상기 실시예 4와 동일한 방법으로 제조하되, 전도성 고분자 용액으로서, Heraeus社의 CLEVIOS PH1000 용액을 사용하고, 도펀트를 3000 ml로 함량을 달리하여 혼합하여 전도성 고분자 필름을 제조하였다.
A conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 4 except that CLEVIOS PH1000 solution of Heraeus was used as the conductive polymer solution and the dopant was mixed in the amount of 3000 ml in different amounts.

실시예Example 12 12

상기 실시예 4와 동일한 방법으로 제조하되, 전도성 고분자 용액으로서, Heraeus社의 CLEVIOS PH1000 용액을 사용하고, 도펀트를 3000 ml로 함량을 달리하고, 도펀트 유입 및 증류수를 이용한 여과를 동시에 동일하게 진행하여 전도성 고분자 필름을 제조하였다.
The same procedure as in Example 4 was carried out except that CLEVIOS PH1000 solution of Heraeus was used as a conductive polymer solution and the dopant was introduced at a concentration of 3000 ml and filtration with distilled water was carried out at the same time, To prepare a polymer film.

실시예Example 13 13

상기 실시예 4와 동일한 방법으로 제조하되, 전도성 고분자 용액으로서, Heraeus社의 CLEVIOS PH1000 용액을 사용하고, 도펀트로서 p-톨루엔설폰산 3000 ml를 혼합하여 전도성 고분자 필름을 제조하였다.
A conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 4 except that CLEVIOS PH1000 solution of Heraeus was used as a conductive polymer solution and 3000 ml of p-toluenesulfonic acid was mixed as a dopant.

실시예Example 14 14

상기 실시예 4와 동일한 방법으로 제조하되, 전도성 고분자 용액으로서, Heraeus社의 CLEVIOS PH1000 용액을 사용하고, 도펀트로서 p-톨루엔설폰산 3000 ml를 혼합하며, 도펀트 유입 및 증류수를 이용한 여과를 동시에 동일하게 진행하여 전도성 고분자 필름을 제조하였다.
CLEVIOS PH1000 solution of Heraeus was used as a conductive polymer solution, and 3000 ml of p-toluenesulfonic acid was doped as a dopant. Filtration using the dopant and distilled water were carried out in the same manner as in Example 4 To prepare a conductive polymer film.

실시예Example 15 15

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 증류수로서, 막탈기(Membrane Degasifier)에 의해 정제된 5 ppb의 산소농도를 갖는 증류수를 사용하여 전도성 고분자 필름을 제조하였다.The conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 1 except that distilled water having an oxygen concentration of 5 ppb purified by membrane degassing was used as distilled water.

비교예Comparative Example 1 One

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 제조과정 중 촉매와 수소 가스를 주입하는 대신에, 비활성 기체인 질소 기체를 주입하며 전도성 고분자 필름을 제조하였다.
A conductive polymer film was prepared by injecting nitrogen gas as an inert gas instead of injecting catalyst and hydrogen gas during the manufacturing process.

비교예Comparative Example 2 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 제조과정 중 촉매와 수소 가스를 주입하는 대신에, 진공 펌프를 이용하여 반응용기 내를 진공상태로 만들어 전도성 고분자 필름을 제조하였다.
The conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the inside of the reaction vessel was evacuated by using a vacuum pump instead of injecting the catalyst and hydrogen gas during the manufacturing process.

실험예Experimental Example

상기 실시예 1 내지 15 및 비교예 1 내지 2에서 제조한 전도성 고분자 필름에 대하여 전기 전도도 측정 실험을 하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.The conductivity measurement of the conductive polymer films prepared in Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 and 2 was conducted. The results are shown in Table 1 below.

전기 전도도 (S/cm)Electrical Conductivity (S / cm) 실시예 1Example 1 821821 실시예 2Example 2 830830 실시예 3Example 3 987987 실시예 4Example 4 16801680 실시예 5Example 5 18901890 실시예 6Example 6 16951695 실시예 7Example 7 17051705 실시예 8Example 8 17251725 실시예 9Example 9 15101510 실시예 10Example 10 16151615 실시예 11Example 11 16721672 실시예 12Example 12 16931693 실시예 13Example 13 16271627 실시예 14Example 14 16881688 실시예 15Example 15 988988 비교예 1Comparative Example 1 335335 비교예 2Comparative Example 2 715715

상기 표 1을 보면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 15에서 제조된 전도성 고분자 필름은, 제조과정 중 비활성 기체인 질소 기체를 투입하면서 제조된 비교예 1의 전도성 고분자 필름과 진공 펌프를 이용한 진공 조건에서 제조한 비교예 2와 비교하였을 때, 동등 내지 보다 높은 전기 전도도 수치를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
As shown in Table 1, the conductive polymer films prepared in Examples 1 to 15 according to the present invention were prepared by using the conductive polymer film of Comparative Example 1 prepared by introducing nitrogen gas, which is an inert gas, It was confirmed that they exhibited the same or higher electric conductivity values as compared with Comparative Example 2 prepared in Comparative Example 1. [

100, 200: 반응용기
110, 210: 촉매 담지부
120, 220: 금속 촉매
130, 230: 수소 가스 주입부
140, 240: 가스 배출구
150, 250: 냉각순환장치
100, 200: reaction vessel
110, 210: catalyst supporting portion
120, 220: metal catalyst
130, 230: hydrogen gas injection unit
140, 240: gas outlet
150, 250: cooling circulation device

Claims (18)

마이크로 단위의 메쉬 구조를 갖는 망 내에 담지하여 공급되는 금속 촉매와 전도성 고분자 용액을 포함하는 반응용기에 연결된 수소 가스 주입부로 공급되는 수소 가스의 공급 조건 하에서,
전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액을 제조하는 단계를 포함하는 전도성 고분자 용액의 제조방법.
Under a supply condition of hydrogen gas supplied to a hydrogen gas injection unit connected to a reaction vessel containing a metal catalyst and a conductive polymer solution supported and supported in a mesh having a mesh unit of micro unit,
A method for producing a conductive polymer solution, comprising the steps of: preparing a solution containing a conductive polymer, an ion, and an ionic polymer electrolyte.
제 1 항에 있어서,
금속 촉매는 입자상의 금속 촉매 또는 금속 촉매가 담지된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 용액의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal catalyst comprises a particulate metal catalyst or a resin carrying a metal catalyst.
제 1 항에 있어서,
금속 촉매는 전이 금속 중 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 용액의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal catalyst comprises at least one transition metal.
제 3 항에 있어서,
금속 촉매는 팔라듐, 백금, 로듐, 니켈 및 철 중 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 용액의 제조방법.
The method of claim 3,
Wherein the metal catalyst is at least one of palladium, platinum, rhodium, nickel and iron.
제 1 항에 있어서,
금속 촉매와 수소 가스의 공급 조건은,
금속 촉매는 반응 개시 전부터 반응 종료 시까지 지속적으로 존재하며,
수소 가스는 반응 개시 전부터 반응 종료 시까지 간헐적으로 반복하여 주입하거나, 비간헐적으로 연속해서 지속적으로 주입하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 용액의 제조방법.
The method according to claim 1,
The conditions for supplying the metal catalyst and the hydrogen gas are as follows:
The metal catalyst is continuously present from the start of the reaction until the end of the reaction,
Wherein the hydrogen gas is injected repeatedly intermittently before the start of the reaction until the end of the reaction or continuously injected continuously intermittently.
제 1 항에 있어서,
수소 가스는, 수소를 포함하는 가스 또는 수소와 비활성 가스가 혼합된 혼합가스인 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 용액의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrogen gas is a gas containing hydrogen or a mixed gas of hydrogen and an inert gas.
제 1 항에 있어서,
전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액을 제조하는 단계는,
이온성 고분자 전해질 및 탈산소 증류수를 혼합한 용액을 제조하는 단계; 및
상기 용액에 전도성 고분자 모노머, 이온 및 개시제를 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 용액의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step of preparing a solution containing a conductive polymer, an ion and an ionic polymer electrolyte,
Preparing a solution containing a mixture of an ionic polymer electrolyte and deoxygenated distilled water; And
And mixing the solution with a conductive polymer monomer, an ion and an initiator.
제 1 항에 있어서,
전도성 고분자는 하기 화학식 1의 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 용액의 제조방법:
[화학식 1]
Figure 112014039983483-pat00005

상기 화학식 1에서,
X 및 Y는 각각 독립적으로, O, S, Si 또는 N을 나타내고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 탄소수 3 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기를 나타내고,
n은 2 내지 2000의 정수이며,
선택적으로, R1 및 R2는 서로 결합되어 융합된 고리 구조를 나타낸다.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive polymer comprises a structure represented by the following formula (1): < EMI ID =
[Chemical Formula 1]
Figure 112014039983483-pat00005

In Formula 1,
X and Y each independently represent O, S, Si or N,
R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 3 to 20 carbon atoms, or a heteroaryl group having 2 to 20 carbon atoms,
n is an integer from 2 to 2000,
Alternatively, R 1 and R 2 are bonded to each other to represent a fused ring structure.
제 8 항에 있어서,
화학식 1의 K(K는 2 내지 2000 사이의 임의의 정수) 번째 반복구조는 K-1 번째 반복구조와 비교하여 화학식 1의 정의 중에서, X, Y, R1 및 R2 중 1 종 이상이 다른 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 용액의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The K repeating structure of K (K is an arbitrary integer of 2 to 2000) of the formula (1) has, in the definition of formula (1), X, Y, R 1 and R 2 Wherein at least one of them is different.
제 9 항에 있어서,
상기 화학식 1의 구조로 나타내는 전도성 고분자는 하기 화학식 2 내지 4 의 구조로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 용액의 제조방법:
[화학식 2]
Figure 112014039983483-pat00006

[화학식 3]
Figure 112014039983483-pat00007

[화학식 4]
Figure 112014039983483-pat00008

상기 화학식 2 내지 4에서,
n은 2 내지 2000의 정수이다.
10. The method of claim 9,
Wherein the conductive polymer represented by the formula (1) is selected from the following formulas (2) to (4):
(2)
Figure 112014039983483-pat00006

(3)
Figure 112014039983483-pat00007

[Chemical Formula 4]
Figure 112014039983483-pat00008

In the above Chemical Formulas 2 to 4,
and n is an integer of 2 to 2000.
제 1 항에 있어서,
전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액은 도펀트를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 용액의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the solution containing the conductive polymer, the ion and the ionic polymer electrolyte further contains a dopant.
제 11 항에 있어서,
상기 도펀트는 암모늄염 전해질, 나트륨염 전해질, 리튬염 전해질, 철염 전해질, 설폰산 화합물 및 황산 중 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 용액의 제조방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the dopant is at least one of an ammonium salt electrolyte, a sodium salt electrolyte, a lithium salt electrolyte, an iron salt electrolyte, a sulfonic acid compound, and sulfuric acid.
제 1 항에 있어서,
전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액을 제조하는 단계 이후에,
상기 제조된 용액을 여과막을 이용하여 여과하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 용액의 제조방법.
The method according to claim 1,
After the step of preparing a solution containing a conductive polymer, an ion and an ionic polymer electrolyte,
The method of claim 1, further comprising the step of filtering the prepared solution using a filtration membrane.
전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액을 포함하는 반응용기;
상기 반응용기 내에 포함되며, 금속 촉매를 담지하고 있는 촉매 담지부; 및
상기 반응용기에 포함된 용액에 반응이 진행되는 시간 동안 지속적으로 수소 가스를 주입하는 가스 주입부를 포함하는 장치.
A reaction container comprising a solution containing a conductive polymer, an ion and an ionic polymer electrolyte;
A catalyst supporting part which is contained in the reaction vessel and supports a metal catalyst; And
And a gas injection unit for continuously injecting hydrogen gas into the solution contained in the reaction vessel for a period of time during which the reaction proceeds.
제 14 항에 있어서,
반응용기 내에 포함된 전도성 고분자, 이온 및 이온성 고분자 전해질을 함유하는 용액은 도펀트를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 장치.
15. The method of claim 14,
Wherein the solution containing the conductive polymer, ion and ionic polymer electrolyte contained in the reaction vessel further contains a dopant.
제 14 항에 있어서,
반응용기에서 반응이 완료된 용액이 공급되어 여과를 수행하는 여과부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
15. The method of claim 14,
Further comprising a filtration section for performing filtration by supplying a reaction-completed solution in the reaction vessel.
제 14 항에 있어서,
촉매 담지부는 반응용기 내부 벽면에 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
15. The method of claim 14,
And the catalyst supporting portion is formed on the inner wall of the reaction vessel.
제 14 항에 있어서,
반응용기 내에 임펠러를 더 포함하며,
촉매 담지부는 상기 임펠러의 회전축에 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
15. The method of claim 14,
Further comprising an impeller in the reaction vessel,
And the catalyst supporting portion is formed on the rotating shaft of the impeller.
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