KR20170024548A - Polymer compound for a conductive polymer and method for producing same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a polymer compound for a conductive polymer, which is soluble in an organic solvent, is useful for a dopant for fuel cells of conductive materials, and having a specific super-acidic sulfo group. The polymer compound for a conductive polymer comprises at least one repeating unit a represented by chemical formula (1) and has a weight average molecular weight of 1,000-500,000. In chemical formula (1), R^1 represents H or a methyl group; R^2 represents any one selected from a single bond, an ester group, and a C1-C12 linear, branched or cyclic hydrocarbon group that may have either or both of an ether group and an ester group; Z represents any one selected from a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, an ether group and an ester group; and a is more than 0 and is less than or equal to 1.0.

Description

도전성 중합체용 고분자 화합물 및 그의 제조 방법{POLYMER COMPOUND FOR A CONDUCTIVE POLYMER AND METHOD FOR PRODUCING SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a polymer compound for a conductive polymer and a method for producing the polymer compound.

본 발명은 도전성 중합체용 고분자 화합물 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polymeric compound for a conductive polymer and a process for producing the same.

연료 전지나 도전성 고분자의 도펀트 중합체로서 술포기 함유 중합체가 사용되고 있다. 연료 전지용으로서는 등록 상표 나피온으로 대표되는 비닐퍼플루오로알킬에테르술폰산, 도전성 고분자용의 도펀트 중합체로서는, 비닐술폰산이나 스티렌술폰산의 중합체가 널리 사용되고 있다(특허문헌 1).A sulfo group-containing polymer is used as a dopant polymer of a fuel cell or a conductive polymer. For the fuel cell, vinyl perfluoroalkyl ether sulfonic acid typified by the registered trademark Nafion and polymers of vinyl sulfonic acid and styrenesulfonic acid are widely used as dopant polymers for conductive polymers (Patent Document 1).

비닐퍼플루오로알킬에테르술폰산은 화학적으로는 안정성이 높고 내구성이 우수하지만 유리 전이점이 낮아, 이를 사용한 연료 전지가 고온에 노출되면 중합체가 열 플로우를 일으켜 이온 전도성이 저하되어 버리는 문제가 있다. 이온 전도성을 높이기 위해서는, α 위치가 불소화된 술포기를 갖는 초강산 중합체가 유효하지만, 이에 수반하여 유리 전이점이 높고 화학적으로도 안정된 재료는 찾아내지 못하고 있다.Vinyl perfluoroalkyl ether sulfonic acid is chemically stable and has excellent durability, but has a low glass transition point, and when the fuel cell using the perfluoroalkyl ether sulfonic acid is exposed to high temperature, the polymer causes heat flow and ion conductivity is lowered. In order to enhance the ionic conductivity, a super strong acid polymer having a sulfo group fluorinated at the? Position is effective, but a material having a high glass transition point and a chemically stable property has not been found.

또한, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피롤 등의 공액 이중 결합을 갖는 도전성 고분자는, 이 자체는 도전성을 나타내지 않지만 술폰산 등의 강산을 도핑함으로써 도전성이 발현된다. 도펀트로서는 폴리스티렌술폰산(PSS)이 가장 잘 사용되고 있다. 이것은, PSS의 도핑에 의해 도전율이 가장 높아지기 때문이다.The conductive polymer having a conjugated double bond such as polythiophene, polyaniline, and polypyrrole does not exhibit conductivity itself, but conductivity is exhibited by doping with a strong acid such as sulfonic acid. As the dopant, polystyrenesulfonic acid (PSS) is best used. This is because the conductivity is highest by the doping of PSS.

PSS는 수용성 수지이며, 유기 용제에는 거의 용해되지 않는다. 따라서, PSS를 도펀트로 한 폴리티오펜도 수용성이다.PSS is a water-soluble resin and hardly soluble in organic solvents. Therefore, polythiophene with PSS as a dopant is also water-soluble.

PSS를 도펀트로 한 폴리티오펜은 고도전성이며 또한 고투명이기 때문에 ITO(인듐-주석 산화물)를 대신할 유기 EL 조명용의 도전막으로서 기대되고 있다. 그러나 유기 EL의 발광체는, 수분에 의해 화학 변화되어 발광하지 않게 된다. 즉, 수용성 수지의 도전막을 유기 EL에 사용하면, 수지가 물을 포함하기 때문에 유기 EL의 발광 수명이 짧아져 버린다는 문제가 있다.The polythiophene with PSS as a dopant is expected to be a conductive film for organic EL lighting to replace ITO (indium-tin oxide) because it is highly conductive and highly transparent. However, the light emitting body of the organic EL is chemically changed by moisture, so that it does not emit light. That is, when the conductive film of the water-soluble resin is used for the organic EL, there is a problem that the life of the organic EL is shortened because the resin contains water.

일본 특허 공개 제2008-146913호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-146913

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 유기 용제에 가용이며, 연료 전지용이나 도전성 재료용의 도펀트로서 적절하게 사용되는 특정한 초강산의 술포기를 갖는 도전성 중합체용 고분자 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이와 같은 도전성 중합체용 고분자 화합물의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a polymer compound for a conductive polymer having a sulfo group of a specific strong acid, which is soluble in an organic solvent and is suitably used as a dopant for a fuel cell or a conductive material . Another object of the present invention is to provide a method for producing such a polymeric compound for a conductive polymer.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 하기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a를 1종 이상 포함하는 도전성 중합체용 고분자 화합물이며, 중량 평균 분자량이 1,000 내지 500,000의 범위의 것인 도전성 중합체용 고분자 화합물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a conductive polymer-containing polymeric compound comprising at least one repeating unit a represented by the following general formula (1) and having a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000, Polymer compound for use in the present invention.

Figure pat00001
Figure pat00001

(식 중 R1은 수소 원자 또는 메틸기이며, R2는 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 양쪽을 갖고 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상, 분지상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. Z는 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이다. a는 0<a≤1.0이다)Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a linear, branched, cyclic, or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a single bond, an ester group, an ether group, Z is a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, an ether group or an ester group, and a is 0 <a? 1.0)

이와 같은 도전성 중합체용 고분자 화합물이면, 유기 용제에 가용이며, 연료 전지용이나 도전성 재료용의 도펀트로서 적절하게 사용되는 특정한 초강산의 술포기를 갖는 도전성 중합체용 고분자 화합물이 된다.Such a polymer compound for a conductive polymer is a polymer compound for a conductive polymer having a sulfo group of a specific super strong acid which is soluble in an organic solvent and suitably used as a dopant for a fuel cell or a conductive material.

이때, 상기 도전성 중합체용 고분자 화합물이, 하기 일반식 (2)로 표시되는 반복 단위 b를 더 갖는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the polymeric compound for a conductive polymer further has a repeating unit b represented by the following general formula (2).

Figure pat00002
Figure pat00002

(식 중 b는 0<b<1.0이다)(Wherein b is 0 < b < 1.0)

상기 반복 단위 a가 폴리스티렌술폰산의 반복 단위 b와 공중합한 것이면, 도전성이 높은 도펀트 중합체로서 사용할 수 있다.If the repeating unit a is copolymerized with the repeating unit b of polystyrene sulfonic acid, it can be used as a high-conductivity dopant polymer.

또한 이때, 상기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a가, 하기 일반식 (3-1) 내지 (3-4)로 표시되는 반복 단위 a1 내지 a4로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the repeating unit a represented by the general formula (1) includes at least one repeating unit selected from the repeating units a1 to a4 represented by the following general formulas (3-1) to (3-4) Do.

Figure pat00003
Figure pat00003

(식 중 R1은 상기와 마찬가지이다. a1, a2, a3 및 a4는 0≤a1≤1.0, 0≤a2≤1.0, 0≤a3≤1.0, 0≤a4≤1.0, 또한 0<a1+a2+a3+a4≤1.0이다)(R 1 in the formula are the same as above. A1, a2, a3 and a4 are 0≤a1≤1.0, 0≤a2≤1.0, 0≤a3≤1.0, 0≤a4≤1.0, also 0 <a1 + a2 + a3 + a4? 1.0)

이러한 반복 단위이면, 연료 전지용이나 도전성 재료용의 도펀트로서 더욱 적합한 것이 된다.Such a repeating unit is more suitable as a dopant for a fuel cell or a conductive material.

또한, 본 발명에서는 하기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a를 포함하는 도전성 중합체용 고분자 화합물의 제조 방법이며, 술폰산 잔기와 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 질소 화합물을 포함하는 염의 구조를 갖는 단량체를 사용하여 중합 반응을 행하고, 중합 후, 이온 교환에 의해 상기 술폰산 잔기와 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 질소 화합물을 포함하는 염의 구조를 술포기로 변환하는 도전성 중합체용 고분자 화합물의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a polymeric compound for a conductive polymer comprising a repeating unit (a) represented by the following general formula (1), wherein a monomer having a salt structure including a sulfonic acid residue and lithium, sodium, potassium, And then converting the structure of the salt containing the sulfonic acid residue and lithium, sodium, potassium, or a nitrogen compound into a sulfo group by ion exchange after polymerization, to provide a process for producing a polymer for a conductive polymer .

Figure pat00004
Figure pat00004

(식 중 R1은 수소 원자 또는 메틸기이며, R2는 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 양쪽을 갖고 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상, 분지상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. Z는 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이다. a는 0<a≤1.0이다)Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a linear, branched, cyclic, or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a single bond, an ester group, an ether group, Z is a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, an ether group or an ester group, and a is 0 <a? 1.0)

이와 같은 제조 방법이면, 상기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a를 포함하는 도전성 중합체용 고분자 화합물을 용이하게 제조할 수 있다.With such a production method, a polymeric compound for a conductive polymer containing the repeating unit a represented by the general formula (1) can be easily produced.

또한 이때, 상기 술폰산 잔기와 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 질소 화합물을 포함하는 염의 구조를 갖는 단량체를 사용하여 중합 반응을 행하여 얻어지는 중합체가, 하기 일반식 (4)로 표시되는 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다.Also, at this time, it is preferable that the polymer obtained by carrying out the polymerization reaction using the above sulfonic acid residue and a monomer having a salt structure including lithium, sodium, potassium or nitrogen compound contains a repeating unit represented by the following general formula (4) desirable.

Figure pat00005
Figure pat00005

(식 중 R1, R2, Z 및 a는 상기와 마찬가지이며, X는 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 하기 일반식 (5)로 표시되는 질소 화합물이다)(Wherein R 1 , R 2 , Z and a are as defined above, and X is lithium, sodium, potassium, or a nitrogen compound represented by the following formula (5)

Figure pat00006
Figure pat00006

(식 중 R101d, R101e, R101f, R101g는, 각각 수소 원자, 혹은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상, 분지상 또는 환상의 알킬기, 알케닐기, 옥소알킬기 또는 옥소알케닐기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 탄소수 7 내지 12의 아르알킬기 또는 아릴옥소알킬기를 나타내고, 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 알콕시기에 의해 치환되어 있을 수 있다. R101d와 R101e, R101d와 R101e와 R101f는 환을 형성할 수 있고, 환을 형성하는 경우에는 R101d와 R101e 및 R101d와 R101e와 R101f는 탄소수 3 내지 10의 알킬렌기, 또는 식 중의 질소 원자를 환 중에 갖는 복소 방향족환을 나타낸다)(Wherein R 101d , R 101e , R 101f and R 101g each represents a hydrogen atom or a straight, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, oxoalkyl group or oxoalkenyl group having 1 to 12 carbon atoms, Or an aralkyl group or an aryloxoalkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted by an alkoxy group, R 101d and R 101e , R 101d and R 101e , R 101f may form a ring, in the case of forming a ring, the R 101d and R 101e, and R 101d and R 101e and R 101f are heterocyclic aromatic group having the ring nitrogen atom in the alkylene group, or a group represented by the formula having 3-10 carbon atoms Lt; / RTI &gt;

이러한 반복 단위이면, 이온 교환에 의해 용이하게 상기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a로 변환된다.Such a repeating unit is easily converted to the repeating unit a represented by the general formula (1) by ion exchange.

이상과 같이, 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물이면, 유기 용제에 가용이며, 연료 전지용이나 도전성 재료용의 도펀트로서 적절하게 사용되는 특정한 초강산의 술포기를 갖는 도전성 중합체용 고분자 화합물이 된다.As described above, the polymer compound for a conductive polymer of the present invention is a polymer compound for a conductive polymer having a sulfo group of a specific strong acid, which is soluble in an organic solvent and suitably used as a dopant for a fuel cell or a conductive material.

이 도전성 중합체용 고분자 화합물을 연료 전지에 사용함으로써, 고유전율의 연료 전지용 재료를 형성할 수 있다. 또한, 공액 이중 결합 중합체용의 도펀트로서 사용함으로써, 고투명, 고도전성이며 내구성이 높은 도전막을 형성하는 것이 가능해진다. 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물은, β 위치에 트리플루오로메틸기를 갖는 초강산의 술폰산 구조를 갖고 있기 때문에, 강한 이온 결합에 의해 도펀트로서의 능력이 높고, 또한 이온으로서의 안정성이 높은 것이 된다. 그로 인해, 이것을 도전성 재료로서 사용한 경우에 높은 도전성과 안정성을 나타낸다. 또한, 유기 용제에의 용해성이 우수하기 때문에, 유기 EL 조명용의 도전막에 사용함으로써 유기 EL 소자의 열화를 방지할 수 있다.By using the polymeric compound for a conductive polymer in a fuel cell, it is possible to form a fuel cell material having a high dielectric constant. Further, when used as a dopant for a conjugated double bond polymer, it becomes possible to form a conductive film having high transparency, high conductivity, and high durability. The polymeric compound for a conductive polymer of the present invention has a sulfonic acid structure of a super strong acid having a trifluoromethyl group at the? -Position, so that the ionic bond has a high ability as a dopant and a high stability as an ion. Therefore, it exhibits high conductivity and stability when it is used as a conductive material. Further, since the organic EL device has excellent solubility in an organic solvent, deterioration of the organic EL device can be prevented by using it for a conductive film for organic EL lighting.

또한, 본 발명의 제조 방법이면, 이와 같은 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물을 용이하게 제조할 수 있다.In addition, the production method of the present invention makes it possible to easily produce the polymeric compound for a conductive polymer of the present invention.

상술한 바와 같이, 유기 용제에 가용이며, 연료 전지용이나 도전성 재료용의 도펀트로서 적절하게 사용되는 특정한 초강산의 술포기를 갖는 도전성 중합체용 고분자 화합물의 개발이 요구되고 있었다.As described above, there has been a demand for the development of a polymer compound for a conductive polymer having a sulfo group of a specific strong acid, which is soluble in an organic solvent and is suitably used as a dopant for a fuel cell or a conductive material.

본 발명자들은, 유기 EL의 소자 열화를 초래하는 물을 함유하는 수용성의 도전성 중합체를, 수분 함유율이 매우 적은 유기 용제 가용형으로 하여 소자 열화를 방지하기 위하여, 수용성이고 유기 용제에의 용해성이 부족한 도펀트인 폴리스티렌술폰산으로부터, 유기 용제에의 용해성이 높은 도펀트용 중합체의 개발을 시도했다. 유기 용제에의 용해성을 높이기 위해서는 장쇄 알킬기나 불소 도입이 효과적인 점에서 불소의 도입을 검토하고, 특히 β 위치에 트리플루오로메틸기를 갖는 술포기를 포함하는 반복 단위를 포함하는 고분자 화합물이면 상술한 과제를 달성할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have found that a water-soluble conductive polymer containing water which causes deterioration of an element of an organic EL is used as an organic solvent-soluble type having a very low water content and a water-soluble, The present inventors have attempted to develop a polymer for a dopant that is highly soluble in an organic solvent. In order to increase the solubility in an organic solvent, introduction of fluorine is considered from the point of view of effective long-chain alkyl group and fluorine introduction, and in particular, a polymer compound containing a repeating unit containing a sulfo group having a trifluoromethyl group at the? Can be achieved, and the present invention has been accomplished.

즉, 본 발명은 하기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a를 1종 이상 포함하는 도전성 중합체용 고분자 화합물이며, 중량 평균 분자량이 1,000 내지 500,000의 범위의 것인 도전성 중합체용 고분자 화합물이다.That is, the present invention is a conductive polymer polymer compound containing at least one repeating unit a represented by the following general formula (1) and having a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000.

Figure pat00007
Figure pat00007

(식 중 R1은 수소 원자 또는 메틸기이며, R2는 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 양쪽을 갖고 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상, 분지상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. Z는 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이다. a는 0<a≤1.0이다)Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a linear, branched, cyclic, or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a single bond, an ester group, an ether group, Z is a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, an ether group or an ester group, and a is 0 <a? 1.0)

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물은, 하기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a를 1종 이상 포함하는 중합체이다. 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물은, 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a를 함유함으로써, 특히 투명성이 높은 것이 된다.The polymer compound for a conductive polymer of the present invention is a polymer containing at least one kind of a repeating unit a represented by the following general formula (1). The polymeric compound for a conductive polymer of the present invention has a high transparency particularly by containing the repeating unit a represented by the general formula (1).

Figure pat00008
Figure pat00008

(식 중 R1은 수소 원자 또는 메틸기이며, R2는 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 양쪽을 갖고 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상, 분지상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. Z는 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이다. a는 0<a≤1.0이다)Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a linear, branched, cyclic, or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a single bond, an ester group, an ether group, Z is a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, an ether group or an ester group, and a is 0 <a? 1.0)

일반식 (1) 중 R1은 수소 원자 또는 메틸기이다.In the general formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group.

R2는 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 양쪽을 갖고 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상, 분지상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이며, 탄화수소기로서는, 예를 들어 알킬렌기, 아릴렌기(예를 들어, 페닐렌기, 나프틸렌기 등), 알케닐렌기 등을 들 수 있다.R 2 is any of a straight-chain, branched or cyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms which may have a single bond, an ester group, or an ether group or an ester group or both, and as the hydrocarbon group, For example, an alkylene group, an arylene group (e.g., a phenylene group or a naphthylene group), or an alkenylene group.

Z는 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이다.Z is a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, an ether group or an ester group.

a는 0<a≤1.0이다.a is 0 < a? 1.0.

또한, 상기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a가, 하기 일반식 (3-1) 내지 (3-4)로 표시되는 반복 단위 a1 내지 a4로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.The repeating unit a represented by the general formula (1) preferably includes at least one repeating unit selected from the repeating units a1 to a4 represented by the following general formulas (3-1) to (3-4) .

Figure pat00009
Figure pat00009

(식 중 R1은 상기와 마찬가지이다. a1, a2, a3 및 a4는 0≤a1≤1.0, 0≤a2≤1.0, 0≤a3≤1.0, 0≤a4≤1.0, 또한 0<a1+a2+a3+a4≤1.0이다)(R 1 in the formula are the same as above. A1, a2, a3 and a4 are 0≤a1≤1.0, 0≤a2≤1.0, 0≤a3≤1.0, 0≤a4≤1.0, also 0 <a1 + a2 + a3 + a4? 1.0)

이러한 반복 단위이면, 연료 전지용이나 도전성 재료용의 도펀트로서 더욱 적합한 것이 된다.Such a repeating unit is more suitable as a dopant for a fuel cell or a conductive material.

또한, 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물은, 하기 일반식 (2)로 표시되는 반복 단위 b를 더 갖는 것이 바람직하다. 상기 반복 단위 a가 폴리스티렌술폰산의 반복 단위 b와 공중합한 것이면, 도전성이 높은 도펀트 중합체로서 사용할 수 있다.The polymer compound for a conductive polymer of the present invention preferably further has a repeating unit b represented by the following general formula (2). If the repeating unit a is copolymerized with the repeating unit b of polystyrene sulfonic acid, it can be used as a high-conductivity dopant polymer.

Figure pat00010
Figure pat00010

(식 중 b는 0<b<1.0이다)(Wherein b is 0 < b < 1.0)

또한, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물은, 반복 단위 a, 반복 단위 b 이외의 반복 단위 c를 갖고 있을 수도 있다.As described later, the polymeric compound for a conductive polymer of the present invention may have a repeating unit c other than the repeating unit a and the repeating unit b.

또한, 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물은, 중량 평균 분자량이 1,000 내지 500,000, 바람직하게는 2,000 내지 200,000의 범위의 것이다. 중량 평균 분자량이 1,000 미만에서는, 내열성이 떨어지는 것이 된다. 한편, 중량 평균 분자량이 500,000을 초과하면, 점도가 상승하고, 작업성이 악화되고, 유기 용제나 물에의 용해성이 저하된다.The polymeric compound for a conductive polymer of the present invention has a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000, preferably 2,000 to 200,000. When the weight average molecular weight is less than 1,000, the heat resistance becomes poor. On the other hand, if the weight average molecular weight exceeds 500,000, the viscosity increases, the workability deteriorates, and the solubility in organic solvents and water deteriorates.

또한, 중량 평균 분자량(Mw)은, 용제로서 물, 디메틸포름아미드(DMF), 테트라히드로푸란(THF)을 사용한 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산 측정값이다.The weight average molecular weight (Mw) is a polystyrene reduced value measured by gel permeation chromatography (GPC) using water, dimethylformamide (DMF) and tetrahydrofuran (THF) as a solvent.

상술한 바와 같이 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물이면, 유기 용제에 가용이며, 연료 전지용이나 도전성 재료용의 도펀트로서 적절하게 사용되는 특정한 초강산의 술포기를 갖는 도전성 중합체용 고분자 화합물이 된다.As described above, the polymer compound for a conductive polymer of the present invention is a polymer compound for a conductive polymer having a sulfo group of a specific strong acid, which is soluble in an organic solvent and is suitably used as a dopant for a fuel cell or a conductive material.

또한, 본 발명에서는 이와 같은 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing the polymeric compound for a conductive polymer according to the present invention.

즉, 본 발명의 제조 방법은, 하기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a를 포함하는 도전성 중합체용 고분자 화합물의 제조 방법이며, 술폰산 잔기와 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 질소 화합물을 포함하는 염의 구조를 갖는 단량체를 사용하여 중합 반응을 행하고, 중합 후, 이온 교환에 의해 상기 술폰산 잔기와 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 질소 화합물을 포함하는 염의 구조를 술포기로 변환하는 도전성 중합체용 고분자 화합물의 제조 방법이다.That is, the production process of the present invention is a process for producing a polymeric compound for a conductive polymer, which comprises a repeating unit a represented by the following general formula (1), wherein a salt containing a sulfonic acid residue and lithium, sodium, potassium, And after polymerization, the polymer compound for a conductive polymer which converts the structure of the salt containing the sulfonic acid residue and the lithium, sodium, potassium, or nitrogen compound into a sulfo group by ion exchange Method.

Figure pat00011
Figure pat00011

(식 중 R1은 수소 원자 또는 메틸기이며, R2는 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 양쪽을 갖고 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상, 분지상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. Z는 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이다. a는 0<a≤1.0이다)Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a linear, branched, cyclic, or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a single bond, an ester group, an ether group, Z is a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, an ether group or an ester group, and a is 0 <a? 1.0)

여기서, 술폰산 잔기와 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 질소 화합물을 포함하는 염의 구조를 갖는 단량체를 사용하여 중합 반응을 행하여 얻어지는 중합체는 하기 일반식 (4)로 표시되는 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the polymer obtained by carrying out the polymerization reaction with a sulfonic acid residue and a monomer having a salt structure including lithium, sodium, potassium or a nitrogen compound preferably contains a repeating unit represented by the following general formula (4).

Figure pat00012
Figure pat00012

(식 중 R1, R2, Z, a는 상기와 마찬가지이며, X는 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 하기 일반식 (5)로 표시되는 질소 화합물이다)(Wherein R 1 , R 2 , Z and a are as defined above, and X is lithium, sodium, potassium, or a nitrogen compound represented by the following formula (5)

Figure pat00013
Figure pat00013

(식 중 R101d, R101e, R101f, R101g는, 각각 수소 원자, 혹은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상, 분지상 또는 환상의 알킬기, 알케닐기, 옥소알킬기 또는 옥소알케닐기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 탄소수 7 내지 12의 아르알킬기 또는 아릴옥소알킬기를 나타내고, 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 알콕시기에 의해 치환되어 있을 수 있다. R101d와 R101e, R101d와 R101e와 R101f는 환을 형성할 수 있고, 환을 형성하는 경우에는 R101d와 R101e 및 R101d와 R101e와 R101f는 탄소수 3 내지 10의 알킬렌기, 또는 식 중의 질소 원자를 환 중에 갖는 복소 방향족환을 나타낸다)(Wherein R 101d , R 101e , R 101f and R 101g each represents a hydrogen atom or a straight, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, oxoalkyl group or oxoalkenyl group having 1 to 12 carbon atoms, Or an aralkyl group or an aryloxoalkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted by an alkoxy group, R 101d and R 101e , R 101d and R 101e , R 101f may form a ring, in the case of forming a ring, the R 101d and R 101e, and R 101d and R 101e and R 101f are heterocyclic aromatic group having the ring nitrogen atom in the alkylene group, or a group represented by the formula having 3-10 carbon atoms Lt; / RTI &gt;

이러한 반복 단위이면, 이온 교환에 의해 용이하게 상기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a로 변환되기 때문에, 바람직하다.Such a repeating unit is preferably converted into the repeating unit a represented by the general formula (1) by ion exchange.

본 발명의 제조 방법에 사용되는 술폰산 잔기와 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 질소 화합물을 포함하는 염의 구조를 갖고, 반복 단위 a를 얻기 위한 단량체로서는, 구체적으로는 하기의 것을 예시할 수 있다.Specific examples of the monomer for obtaining a repeating unit a having a structure of a sulfonic acid residue and a salt containing lithium, sodium, potassium, or a nitrogen compound used in the production method of the present invention include the following.

Figure pat00014
Figure pat00014

Figure pat00015
Figure pat00015

Figure pat00016
Figure pat00016

(식 중 R1은 상기와 마찬가지이며, X는 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 질소 화합물이다)(Wherein R 1 is as defined above, and X is lithium, sodium, potassium, or a nitrogen compound)

또한, 상술한 바와 같이 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a로서는, 상술한 일반식 (3-1) 내지 (3-4)로 표시되는 반복 단위 a1 내지 a4로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 예시한 단량체 중 반복 단위 a1 내지 a4를 얻기 위한 단량체가 특히 바람직하다.As described above, the repeating unit a represented by the general formula (1) includes at least one kind selected from the repeating units a1 to a4 represented by the general formulas (3-1) to (3-4) . That is, monomers for obtaining the repeating units a1 to a4 among the above-exemplified monomers are particularly preferable.

또한, 상술한 바와 같이, 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물로서는, 일반식 (2)로 표시되는 반복 단위 b를 갖는 것이 바람직하고, 이와 같은 반복 단위 b를 얻기 위한 단량체로서는, 구체적으로는 하기의 것을 예시할 수 있다.As described above, the polymeric compound for a conductive polymer of the present invention preferably has a repeating unit b represented by the general formula (2), and specific examples of the monomer for obtaining such a repeating unit b include the following Can be exemplified.

Figure pat00017
Figure pat00017

(식 중 X2는 수소 원자, 리튬, 나트륨, 칼륨, 질소 화합물 또는 술포늄 화합물이다)(Wherein X 2 is a hydrogen atom, a lithium, a sodium, a potassium, a nitrogen compound, or a sulfonium compound)

상기 X2가 질소 화합물인 경우의 예로서는, 하기 일반식 (5)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.Examples of the case where X 2 is a nitrogen compound include compounds represented by the following general formula (5).

Figure pat00018
Figure pat00018

(식 중 R101d, R101e, R101f, R101g는, 각각 수소 원자, 혹은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상, 분지상 또는 환상의 알킬기, 알케닐기, 옥소알킬기 또는 옥소알케닐기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 탄소수 7 내지 12의 아르알킬기 또는 아릴옥소알킬기를 나타내고, 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 알콕시기에 의해 치환되어 있을 수 있다. R101d와 R101e, R101d와 R101e와 R101f는 환을 형성할 수 있고, 환을 형성하는 경우에는 R101d와 R101e 및 R101d와 R101e와 R101f는 탄소수 3 내지 10의 알킬렌기, 또는 식 중의 질소 원자를 환 중에 갖는 복소 방향족환을 나타낸다)(Wherein R 101d , R 101e , R 101f and R 101g each represents a hydrogen atom or a straight, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, oxoalkyl group or oxoalkenyl group having 1 to 12 carbon atoms, Or an aralkyl group or an aryloxoalkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted by an alkoxy group, R 101d and R 101e , R 101d and R 101e , R 101f may form a ring, in the case of forming a ring, the R 101d and R 101e, and R 101d and R 101e and R 101f are heterocyclic aromatic group having the ring nitrogen atom in the alkylene group, or a group represented by the formula having 3-10 carbon atoms Lt; / RTI &gt;

또한, 상술한 바와 같이, 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물은, 반복 단위 a, 반복 단위 b 이외의 반복 단위 c를 갖고 있을 수도 있고, 이 반복 단위 c로서는, 스티렌계, 비닐나프탈렌계, 비닐실란계, 아세나프틸렌, 인덴, 벤조푸란, 벤조티오펜, (메트)아크릴, 비닐카르바졸 등을 들 수 있다.As described above, the polymeric compound for a conductive polymer of the present invention may have a repeating unit c other than the repeating unit a and the repeating unit b, and examples of the repeating unit c include styrene type, vinyl naphthalene type, vinyl silane (Meth) acrylate, vinylcarbazole, and the like can be given.

반복 단위 c를 얻기 위한 단량체로서는, 구체적으로는 하기의 것을 예시할 수 있다.Specific examples of the monomer for obtaining the repeating unit c include the following.

Figure pat00019
Figure pat00019

Figure pat00020
Figure pat00020

Figure pat00021
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Figure pat00022
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Figure pat00023
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Figure pat00024
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Figure pat00025
Figure pat00025

본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물을 합성하는 방법으로서는, 예를 들어 상술한 단량체 중 원하는 단량체를, 용제 중 라디칼 중합 개시제를 첨가하여 가열 중합을 행함으로써, 공중합체의 고분자 화합물을 얻는 방법을 들 수 있다.As a method for synthesizing the polymeric compound for a conductive polymer of the present invention, for example, a method of obtaining a polymeric compound of a copolymer by adding a desired monomer in the above-mentioned monomer, a radical polymerization initiator in a solvent, have.

중합 시에 사용하는 용제로서는 물, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로필알코올, 메톡시에탄올, 에톡시에탄올, n-부탄올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린, 디에틸렌글리콜, 디메틸술포아미드, 디메틸아세트아미드, 아세톤, 디메틸술폭시드, N-메틸피롤리돈, 톨루엔, 벤젠, 테트라히드로푸란, 디에틸에테르, 디옥산, 시클로헥산, 시클로펜탄, 메틸에틸케톤, γ-부티로락톤 등을 예시할 수 있다.Examples of the solvent used in the polymerization include water, alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, methoxyethanol, ethoxyethanol, n-butanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, diethylene glycol, dimethylsulfoamide, Examples of the solvent include acetamide, acetone, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidone, toluene, benzene, tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane, cyclohexane, cyclopentane, methyl ethyl ketone and γ-butyrolactone .

라디칼 중합 개시제로서는, 디-t-부틸퍼옥시드, 디쿠밀퍼옥시드, t-부틸쿠밀퍼옥시드, 벤조일퍼옥시드, 디라우릴퍼옥시드, 쿠멘히드로퍼옥시드, t-부틸히드로퍼옥시드, t-부틸퍼옥시이소부티레이트, 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과산화수소수, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 디메틸2,2-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 라우로일퍼옥시드, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)이염산염, 또는 4,4'-아조비스(4-시아노발레르산)의 알칼리 금속염 또는 암모늄염 등을 예시할 수 있다.Examples of the radical polymerization initiator include di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, benzoyl peroxide, dilauryl peroxide, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, Azobisisobutyrate, potassium persulfate, ammonium persulfate, aqueous hydrogen peroxide, 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2 , 2-azobis (2-methylpropionate), lauroyl peroxide, 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, or 4,4'-azobis Valeric acid), and the like can be mentioned.

반응 온도는, 바람직하게는 50 내지 80℃이고, 반응 시간은 바람직하게는 2 내지 100시간, 보다 바람직하게는 5 내지 20시간이다.The reaction temperature is preferably 50 to 80 占 폚, and the reaction time is preferably 2 to 100 hours, more preferably 5 to 20 hours.

본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물에 있어서, 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a가 되는 단량체는 1종류일 수도 2종류 이상의 조합일 수도 있지만, 중합성을 높이기 위해서는 메타크릴 타입과 스티렌 타입의 단량체를 조합하는 것이 바람직하다.In the polymer for a conductive polymer of the present invention, the monomer as the repeating unit a represented by the general formula (1) may be one kind or a combination of two or more kinds. In order to improve the polymerizability, a methacryl type and a styrene type It is preferable to combine the monomers.

또한, 반복 단위 a를 형성하는 2종류 이상의 단량체가 랜덤하게 공중합되어 있을 수도, 각각이 블록으로 공중합되어 있을 수도 있다. 블록 공중합 중합체(블록 공중합체)를 도전막으로 한 경우에는 2종류 이상의 반복 단위 a를 포함하는 반복 단위 부분끼리 응집하여 해도 구조를 형성함으로써 도전성이 향상되는 장점이 기대된다.In addition, two or more kinds of monomers forming the repeating unit a may be randomly copolymerized, or each may be copolymerized with a block. In the case where the block copolymerization polymer (block copolymer) is used as the conductive film, it is expected that the conductivity improves by forming the structure even when the repeating unit parts including two or more kinds of the repeating units a are aggregated.

또한, 반복 단위 a 내지 c를 얻기 위한 단량체가 랜덤하게 공중합되어 있을 수도, 각각이 블록으로 공중합되어 있을 수도 있다. 이 경우도 상술한 반복 단위 a의 경우와 마찬가지로, 블록 공중합체로 함으로써 도전율이 향상되는 장점이 기대된다.In addition, the monomers for obtaining the repeating units a to c may be randomly copolymerized, or may be copolymerized with each other. In this case also, as in the case of the repeating unit a described above, it is expected that the conductivity is improved by using a block copolymer.

라디칼 중합으로 랜덤 공중합을 행하는 경우는, 공중합을 행하는 단량체나 라디칼 중합 개시제를 혼합하여 가열에 의해 중합을 행하는 방법이 일반적이다. 제1 단량체와 라디칼 중합 개시제 존재 하에서 중합을 개시하고, 후에 제2 단량체를 첨가한 경우는, 중합체 분자의 편측이 제1 단량체가 중합된 구조이고, 다른 한쪽이 제2 단량체가 중합된 구조로 된다. 그러나 이 경우, 중간 부분에는 제1과 제2 단량체의 반복 단위가 혼재되어 있으며, 블록 공중합체와는 형태가 상이하다. 라디칼 중합으로 블록 공중합체를 형성하기 위해서는, 리빙 라디칼 중합이 바람직하게 사용된다.When the random copolymerization is carried out by radical polymerization, a method of mixing the monomers to be copolymerized and the radical polymerization initiator and conducting polymerization by heating is generally used. When the polymerization is initiated in the presence of the first monomer and the radical polymerization initiator and the second monomer is added later, the structure in which the first monomer is polymerized on one side of the polymer molecule and the second monomer is polymerized on the other side . However, in this case, the repeating units of the first and second monomers are mixed in the middle portion, and they are different in shape from the block copolymer. In order to form a block copolymer by radical polymerization, living radical polymerization is preferably used.

RAFT 중합(Reversible Addition Fragmentation chain Transfer polymerization)이라고 불리는 리빙 라디칼의 중합 방법은, 중합체 말단의 라디칼이 항상 살아 있으므로, 제1 단량체로 중합을 개시하고, 이들이 소비된 단계에서 제2 단량체를 첨가함으로써 제1과 제2 반복 단위에 의한 블록 공중합체를 형성하는 것이 가능하다. 또한, 제1 단량체로 중합을 개시하고, 이것이 소비된 시점에서 제2 단량체를 첨가하고, 계속하여 제3 단량체를 첨가한 경우는 트리블록 공중합체를 형성할 수도 있다.A living radical polymerization method referred to as RAFT polymerization (Reversible Addition Fragmentation chain transfer polymerization) is a method in which the radicals at the end of the polymer are always alive and the polymerization is initiated with the first monomer, and the second monomer is added at the step And the second repeating unit can be formed. The triblock copolymer may also be formed when the polymerization is initiated with the first monomer, the second monomer is added at the time of consumption of the first monomer, and subsequently the third monomer is added.

RAFT 중합을 행한 경우는 분자량 분포(분산도)가 좁은 협분산 중합체가 형성되는 특징이 있고, 특히 단량체를 한번에 첨가하여 RAFT 중합을 행한 경우는, 보다 분자량 분포가 좁은 중합체를 형성할 수 있다.When the RAFT polymerization is carried out, a narrow-dispersion polymer having a narrow molecular weight distribution (dispersion degree) is formed. In particular, when RAFT polymerization is carried out by adding monomers at one time, a polymer having a narrower molecular weight distribution can be formed.

또한, 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물에 있어서는, 분자량 분포(Mw/Mn)는 1.0 내지 2.0인 것이 바람직하고, 특히 1.0 내지 1.5로 협분산인 것이 바람직하다. 협분산이면, 고분자 화합물을 사용하여 합성한 도전성 중합체의 도전율이 불균일해지는 것을 방지할 수 있다.In the polymer compound for a conductive polymer of the present invention, the molecular weight distribution (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 2.0, and more preferably 1.0 to 1.5. In the case of narrow dispersion, it is possible to prevent the conductivity of the conductive polymer synthesized by using the polymer compound from becoming uneven.

RAFT 중합을 행하기 위해서는 연쇄 이동제가 필요한데, 구체적으로는 2-시아노-2-프로필벤조티오에이트, 4-시아노-4-페닐카르보노티오일티오펜탄산, 2-시아노-2-프로필도데실트리티오카르보네이트, 4-시아노-4-[(도데실술파닐티오카르보닐)술파닐]펜탄산, 2-(도데실티오카르보노티오일티오)-2-메틸프로판산, 시아노메틸도데실티오카르보네이트, 시아노메틸메틸(페닐)카르바모티오에이트, 비스(티오벤조일)디술피드, 비스(도데실술파닐티오카르보닐)디술피드를 들 수 있다. 이들 중에서는, 특히 2-시아노-2-프로필벤조티오에이트가 바람직하다.In order to carry out the RAFT polymerization, a chain transfer agent is required. Specific examples thereof include 2-cyano-2-propylbenzothioate, 4-cyano-4-phenylcarbonothioylthiopentanoic acid, 2- (Dodecylsulfanylthiocarbonyl) sulfanyl] pentanoic acid, 2- (dodecylthiocarbonothioylthio) -2-methylpropanoic acid, cyano Bis (dodecylphenylthiocarbonyl) disulfide, bis (thiobenzoyl) disulfide, bis (dodecylsulfanylthiocarbonyl) disulfide, and the like. Of these, 2-cyano-2-propylbenzothioate is particularly preferable.

여기서, 반복 단위 a 내지 c의 비율은, 0<a≤1.0, 0≤b<1.0, 0≤c<1.0이며, 바람직하게는 0.1≤a≤0.9, 0.1≤b≤0.9, 0≤c≤0.8이며, 보다 바람직하게는 0.2≤a≤0.8, 0.2≤b≤0.8, 0≤c≤0.5이다.Here, the ratio of the repeating units a to c is 0 <a? 1.0, 0? B <1.0, 0? C <1.0, preferably 0.1? A? 0.9, 0.1? B? 0.9, More preferably 0.2? A? 0.8, 0.2? B? 0.8, and 0? C? 0.5.

또한, a+b+c=1인 것이 바람직하다.It is also preferable that a + b + c = 1.

또한, 반복 단위 a가 상술한 바와 같이 반복 단위 a1 내지 a4로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 경우, 0≤a1≤1.0, 0≤a2≤1.0, 0≤a3≤1.0, 0≤a4≤1.0, 또한 0<a1+a2+a3+a4≤1.0인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0≤a1≤0.9, 0≤a2≤0.9, 0≤a3≤0.9, 0≤a4≤0.9, 또한 0.1≤a1+a2+a3+a4≤0.9이며, 더욱 바람직하게는 0≤a1≤0.8, 0≤a2≤0.8, 0≤a3≤0.8, 0≤a4≤0.8, 또한 0.2≤a1+a2+a3+a4≤0.8이다.When the repeating unit a includes at least one kind selected from the repeating units a1 to a4 as described above, it is preferable that 0? A1? 1.0, 0? A2? 1.0, 0? A3? 1.0, 1.0, and 0 < a1 + a2 + a3 + a4? 1.0, more preferably 0? A1? 0.9, 0? A2? 0.9, 0? A3? 0.9, 0? A4? 0.9, a1 + a2 + a3 + a4? 0.9, more preferably 0? a1? 0.8, 0? a2? 0.8, 0? a3? 0.8, 0? a4? 0.8 and 0.2? a1 + a2 + a3 + a4? 0.8.

본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물의 제조 방법에서는, 상술한 바와 같이 하여 단량체를 중합시킨 후, 이온 교환에 의해 술폰산 잔기와 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 질소 화합물을 포함하는 염의 구조를 술포기로 변환한다.In the method for producing a polymeric compound for a conductive polymer of the present invention, after the monomers are polymerized as described above, the structure of the salt including a sulfonic acid residue and lithium, sodium, potassium, or a nitrogen compound is converted into a sulfo group do.

이때, 이온 교환은, 예를 들어 이온 교환 수지를 사용하여 행하면 된다.At this time, the ion exchange may be performed using, for example, an ion exchange resin.

상술한 바와 같은 방법으로, 상기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a를 포함하는 도전성 중합체용 고분자 화합물을 용이하게 제조할 수 있다.As described above, the polymeric compound for a conductive polymer containing the repeating unit a represented by the general formula (1) can be easily produced.

이상과 같이, 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물이면, 유기 용제에 가용이며, 연료 전지용이나 도전성 재료용의 도펀트로서 적절하게 사용되는 특정한 초강산의 술포기를 갖는 도전성 중합체용 고분자 화합물이 된다.As described above, the polymer compound for a conductive polymer of the present invention is a polymer compound for a conductive polymer having a sulfo group of a specific strong acid, which is soluble in an organic solvent and suitably used as a dopant for a fuel cell or a conductive material.

이 도전성 중합체용 고분자 화합물을 연료 전지에 사용함으로써, 고유전율의 연료 전지용 재료를 형성할 수 있다. 또한, 공액 이중 결합 중합체용의 도펀트로서 사용함으로써, 고투명, 고도전성이며 내구성이 높은 도전막을 형성하는 것이 가능해진다. 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물은, β 위치에 트리플루오로메틸기를 갖는 초강산의 술폰산 구조를 갖고 있기 때문에, 강한 이온 결합에 의해 도펀트로서의 능력이 높고, 또한 이온으로서의 안정성이 높은 것이 된다. 그로 인해, 이것을 도전성 재료로서 사용한 경우에 높은 도전성과 안정성을 나타낸다. 또한, 유기 용제에의 용해성이 우수하기 때문에, 유기 EL 조명용의 도전막에 사용함으로써 유기 EL 소자의 열화를 방지할 수 있다.By using the polymeric compound for a conductive polymer in a fuel cell, it is possible to form a fuel cell material having a high dielectric constant. Further, when used as a dopant for a conjugated double bond polymer, it becomes possible to form a conductive film having high transparency, high conductivity, and high durability. The polymeric compound for a conductive polymer of the present invention has a sulfonic acid structure of a super strong acid having a trifluoromethyl group at the? -Position, so that the ionic bond has a high ability as a dopant and a high stability as an ion. Therefore, it exhibits high conductivity and stability when it is used as a conductive material. Further, since the organic EL device has excellent solubility in an organic solvent, deterioration of the organic EL device can be prevented by using it for a conductive film for organic EL lighting.

또한, 본 발명의 제조 방법이면, 이와 같은 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물을 용이하게 제조할 수 있다.In addition, the production method of the present invention makes it possible to easily produce the polymeric compound for a conductive polymer of the present invention.

<실시예> <Examples>

이하, 실시예를 사용하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

이하에 실시예의 합성에서 사용한 단량체를 나타낸다.The monomers used in the synthesis of the examples are shown below.

Figure pat00026
Figure pat00026

단량체 1: Monomer 1:

벤질트리메틸암모늄=3,3,3-트리플루오로-2-메타크릴로일옥시-2-트리플루오로메틸프로판-1-술포네이트Benzyltrimethylammonium = 3,3,3-trifluoro-2-methacryloyloxy-2-trifluoromethylpropane-1-sulfonate

단량체 2: Monomer 2:

벤질트리메틸암모늄=3,3,3-트리플루오로-2-(3-메타크릴로일옥시-1-아다만탄카르보닐옥시)-2-트리플루오로메틸프로판-1-술포네이트Benzyltrimethylammonium = 3,3,3-trifluoro-2- (3-methacryloyloxy-1-adamantanecarbonyloxy) -2-trifluoromethylpropane-1-sulfonate

단량체 3: Monomer 3:

벤질트리메틸암모늄=3,3,3-트리플루오로-2-트리플루오로메틸-2-(4-비닐벤조일옥시)프로판-1-술포네이트Benzyltrimethylammonium = 3,3,3-trifluoro-2-trifluoromethyl-2- (4-vinylbenzoyloxy) propane-1-sulfonate

단량체 4: Monomer 4:

테트라부틸암모늄=3,3,3-트리플루오로-2-(4-메타크릴로일옥시-1-벤조일옥시)-2-트리플루오로메틸프로판-1-술포네이트Tetrabutylammonium = 3,3,3-trifluoro-2- (4-methacryloyloxy-1-benzoyloxy) -2-trifluoromethylpropane-

[실시예 1] [Example 1]

질소 분위기 하에서, 64℃에서 교반한 메탄올 37.5g에, 단량체 1의 48.1g과 2,2'-아조비스(이소부티르산)디메틸 5.13g을 메탄올 112.5g에 녹인 용액을 4시간에 걸쳐 적하했다. 또한 64℃에서 4시간 교반했다. 실온까지 냉각한 후, 1,000g의 아세트산에틸에 격렬하게 교반하면서 적하했다. 생성된 고형물을 여과하여 취하고, 50℃에서 15시간 진공 건조하여, 백색 중합체 26.2g을 얻었다.A solution obtained by dissolving 48.1 g of Monomer 1 and 5.13 g of dimethyl 2,2'-azobis (isobutyrate) in 112.5 g of methanol was added dropwise to 37.5 g of methanol stirred at 64 占 폚 in a nitrogen atmosphere over 4 hours. The mixture was further stirred at 64 DEG C for 4 hours. After cooling to room temperature, 1,000 g of ethyl acetate was added dropwise with vigorous stirring. The resulting solid was collected by filtration and vacuum-dried at 50 DEG C for 15 hours to obtain 26.2 g of a white polymer.

얻어진 백색 중합체를 순수 912g에 용해하고, 이온 교환 수지를 사용하여 암모늄염을 술포기로 변환했다. 얻어진 중합체를 19F-NMR, 1H-NMR 및 GPC 측정한 바, 이하의 분석 결과가 되었다.The obtained white polymer was dissolved in 912 g of pure water, and an ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. The resulting polymer was subjected to 19 F-NMR, 1 H-NMR and GPC measurements, and the following analysis results were obtained.

중량 평균 분자량(Mw)=42,000 Weight average molecular weight (Mw) = 42,000

분자량 분포(Mw/Mn)=1.61 Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.61

이 고분자 화합물을 (중합체 1)로 한다.This polymer compound is referred to as (Polymer 1).

Figure pat00027
Figure pat00027

[실시예 2] [Example 2]

질소 분위기 하에서, 64℃에서 교반한 메탄올 37.5g에, 단량체 1의 24.0g과 스티렌술폰산리튬 9.5g과 2,2'-아조비스(이소부티르산)디메틸 5.13g을 메탄올 112.5g에 녹인 용액을 4시간에 걸쳐 적하했다. 또한 64℃에서 4시간 교반했다. 실온까지 냉각한 후, 1,000g의 아세트산에틸에 격렬하게 교반하면서 적하했다. 생성된 고형물을 여과하여 취하고, 50℃에서 15시간 진공 건조하여 백색 중합체 41.5g을 얻었다.A solution prepared by dissolving 24.0 g of Monomer 1, 9.5 g of lithium styrene sulfonate, and 5.13 g of dimethyl 2,2'-azobis (isobutyrate) in 112.5 g of methanol was added to 37.5 g of methanol stirred at 64 ° C for 4 hours . The mixture was further stirred at 64 DEG C for 4 hours. After cooling to room temperature, 1,000 g of ethyl acetate was added dropwise with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 &lt; 0 &gt; C for 15 hours to give 41.5 g of a white polymer.

얻어진 백색 중합체를 순수 912g에 용해하고, 이온 교환 수지를 사용하여 암모늄염과 리튬염을 술포기로 변환했다. 얻어진 중합체를 19F-NMR, 1H-NMR 및 GPC 측정한 바, 이하의 분석 결과가 되었다.The obtained white polymer was dissolved in 912 g of pure water, and an ammonium salt and a lithium salt were converted into a sulfo group using an ion exchange resin. The resulting polymer was subjected to 19 F-NMR, 1 H-NMR and GPC measurements, and the following analysis results were obtained.

공중합 조성비(몰비) 단량체 1:스티렌술폰산=1:1 Copolymer composition ratio (molar ratio) Monomer 1: styrene sulfonic acid = 1: 1

중량 평균 분자량(Mw)=46,000 Weight average molecular weight (Mw) = 46,000

분자량 분포(Mw/Mn)=1.76 Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.76

이 고분자 화합물을 (중합체 2)로 한다.This polymer compound is referred to as (Polymer 2).

Figure pat00028
Figure pat00028

[실시예 3] [Example 3]

질소 분위기 하에서, 64℃에서 교반한 메탄올 37.5g에, 단량체 2의 32.8g과 스티렌술폰산리튬 9.5g과 2,2'-아조비스(이소부티르산)디메틸 5.13g을 메탄올 112.5g에 녹인 용액을 4시간에 걸쳐 적하했다. 또한 64℃에서 4시간 교반했다. 실온까지 냉각한 후, 1,000g의 아세트산에틸에 격렬하게 교반하면서 적하했다. 생성된 고형물을 여과하여 취하고, 50℃에서 15시간 진공 건조하여 백색 중합체 46.2g을 얻었다.A solution obtained by dissolving 32.8 g of monomer 2, 9.5 g of lithium styrene sulfonate, and 5.13 g of dimethyl 2,2'-azobis (isobutyrate) in 112.5 g of methanol was added to 37.5 g of methanol stirred at 64 ° C for 4 hours . The mixture was further stirred at 64 DEG C for 4 hours. After cooling to room temperature, 1,000 g of ethyl acetate was added dropwise with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 &lt; 0 &gt; C for 15 hours to give 46.2 g of a white polymer.

얻어진 백색 중합체를 순수 912g에 용해하고, 이온 교환 수지를 사용하여 암모늄염과 리튬염을 술포기로 변환했다. 얻어진 중합체를 19F-NMR, 1H-NMR 및 GPC 측정한 바, 이하의 분석 결과가 되었다.The obtained white polymer was dissolved in 912 g of pure water, and an ammonium salt and a lithium salt were converted into a sulfo group using an ion exchange resin. The resulting polymer was subjected to 19 F-NMR, 1 H-NMR and GPC measurements, and the following analysis results were obtained.

공중합 조성비(몰비) 단량체 2:스티렌술폰산=1:1Copolymer composition ratio (molar ratio) Monomer 2: styrene sulfonic acid = 1: 1

중량 평균 분자량(Mw)=46,000Weight average molecular weight (Mw) = 46,000

분자량 분포(Mw/Mn)=1.52Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.52

이 고분자 화합물을 (중합체 3)으로 한다.This polymer compound is referred to as (Polymer 3).

Figure pat00029
Figure pat00029

[실시예 4] [Example 4]

질소 분위기 하에서, 64℃에서 교반한 메탄올 37.5g에, 단량체 3의 27.0g과 스티렌술폰산리튬 9.5g과 2,2'-아조비스(이소부티르산)디메틸 2.82g을 메탄올 112.5g에 녹인 용액을 4시간에 걸쳐 적하했다. 또한 64℃에서 4시간 교반했다. 실온까지 냉각한 후, 1,000g의 아세트산에틸에 격렬하게 교반하면서 적하했다. 생성된 고형물을 여과하여 취하고, 50℃에서 15시간 진공 건조하여 백색 중합체 47.3g을 얻었다.A solution obtained by dissolving 27.0 g of monomer 3, 9.5 g of lithium styrene sulfonate, and 2.82 g of dimethyl 2,2'-azobis (isobutyrate) in 112.5 g of methanol was added to 37.5 g of methanol stirred at 64 ° C for 4 hours . The mixture was further stirred at 64 DEG C for 4 hours. After cooling to room temperature, 1,000 g of ethyl acetate was added dropwise with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and dried in vacuo at 50 &lt; 0 &gt; C for 15 hours to give 47.3 g of a white polymer.

얻어진 백색 중합체를 메탄올 421g에 용해하고, 이온 교환 수지를 사용하여 암모늄염과 리튬염을 술포기로 변환했다. 얻어진 중합체를 19F-NMR, 1H-NMR 및 GPC 측정한 바, 이하의 분석 결과가 되었다.The obtained white polymer was dissolved in 421 g of methanol, and an ammonium salt and a lithium salt were converted into a sulfo group using an ion exchange resin. The resulting polymer was subjected to 19 F-NMR, 1 H-NMR and GPC measurements, and the following analysis results were obtained.

공중합 조성비(몰비) 단량체 3:스티렌술폰산=1:1Copolymer composition ratio (molar ratio) Monomer 3: styrene sulfonic acid = 1: 1

중량 평균 분자량(Mw)=55,000Weight average molecular weight (Mw) = 55,000

분자량 분포(Mw/Mn)=1.81Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.81

이 고분자 화합물을 (중합체 4)로 한다.This polymer compound is referred to as (Polymer 4).

Figure pat00030
Figure pat00030

[실시예 5] [Example 5]

질소 분위기 하에서, 64℃에서 교반한 메탄올 37.5g에, 단량체 4의 34.6g과 스티렌술폰산리튬 9.5g과 2,2'-아조비스(이소부티르산)디메틸 2.82g을 메탄올 112.5g에 녹인 용액을 4시간에 걸쳐 적하했다. 또한 64℃에서 4시간 교반했다. 실온까지 냉각한 후, 1,000g의 아세트산에틸에 격렬하게 교반하면서 적하했다. 생성된 고형물을 여과하여 취하고, 50℃에서 15시간 진공 건조하여 백색 중합체 50.2g을 얻었다.A solution obtained by dissolving 34.6 g of monomer 4, 9.5 g of lithium styrene sulfonate, and 2.82 g of dimethyl 2,2'-azobis (isobutyrate) in 112.5 g of methanol was added to 37.5 g of methanol stirred at 64 ° C for 4 hours . The mixture was further stirred at 64 DEG C for 4 hours. After cooling to room temperature, 1,000 g of ethyl acetate was added dropwise with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and dried in vacuo at 50 &lt; 0 &gt; C for 15 hours to give 50.2 g of a white polymer.

얻어진 백색 중합체를 메탄올 421g에 용해하고, 이온 교환 수지를 사용하여 암모늄염과 리튬염을 술포기로 변환했다. 얻어진 중합체를 19F-NMR, 1H-NMR 및 GPC 측정한 바, 이하의 분석 결과가 되었다.The obtained white polymer was dissolved in 421 g of methanol, and an ammonium salt and a lithium salt were converted into a sulfo group using an ion exchange resin. The resulting polymer was subjected to 19 F-NMR, 1 H-NMR and GPC measurements, and the following analysis results were obtained.

공중합 조성비(몰비) 단량체 4:스티렌술폰산=1:1Copolymer composition ratio (molar ratio) Monomer 4: styrene sulfonic acid = 1: 1

중량 평균 분자량(Mw)=56,000Weight average molecular weight (Mw) = 56,000

분자량 분포(Mw/Mn)=1.68Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.68

이 고분자 화합물을 (중합체 5)로 한다.This polymer compound is referred to as (Polymer 5).

Figure pat00031
Figure pat00031

[실시예 6] [Example 6]

질소 분위기 하에서, 64℃에서 교반한 메탄올 37.5g에, 단량체 2의 52.5g과 4-(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올)스티렌 7.0g과 2,2'-아조비스(이소부티르산)디메틸 5.13g을 메탄올 112.5g에 녹인 용액을 4시간에 걸쳐 적하했다. 또한 64℃에서 4시간 교반했다. 실온까지 냉각한 후, 1,000g의 아세트산에틸에 격렬하게 교반하면서 적하했다. 생성된 고형물을 여과하여 취하고, 50℃에서 15시간 진공 건조하여 백색 중합체 43.2g을 얻었다.To 37.5 g of methanol stirred at 64 占 폚 in a nitrogen atmosphere, 52.5 g of the monomer 2, 7.0 g of 4- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol) styrene and 2,2 '-Azobis (isobutyric acid) dimethyl dissolved in 112.5 g of methanol was added dropwise over 4 hours. The mixture was further stirred at 64 DEG C for 4 hours. After cooling to room temperature, 1,000 g of ethyl acetate was added dropwise with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 &lt; 0 &gt; C for 15 hours to give 43.2 g of a white polymer.

얻어진 백색 중합체를 순수 912g에 용해하고, 이온 교환 수지를 사용하여 암모늄염을 술포기로 변환했다. 얻어진 중합체를 19F-NMR, 1H-NMR 및 GPC 측정한 바, 이하의 분석 결과가 되었다.The obtained white polymer was dissolved in 912 g of pure water, and an ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. The resulting polymer was subjected to 19 F-NMR, 1 H-NMR and GPC measurements, and the following analysis results were obtained.

공중합 조성비(몰비) 단량체 2:4-(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올)스티렌=4:1Copolymer composition ratio (molar ratio) Monomer 2: 4- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol) styrene = 4: 1

중량 평균 분자량(Mw)=41,000Weight average molecular weight (Mw) = 41,000

분자량 분포(Mw/Mn)=1.64Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.64

이 고분자 화합물을 (중합체 6)으로 한다.This polymer compound is referred to as (Polymer 6).

Figure pat00032
Figure pat00032

[실시예 7] [Example 7]

질소 분위기 하에서, 64℃에서 교반한 메탄올 37.5g에, 단량체 2의 52.5g과 메타크릴산-비스3,5-(2-히드록시-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로필)시클로헥실 13.1g과 2,2'-아조비스(이소부티르산)디메틸 5.13g을 메탄올 112.5g에 녹인 용액을 4시간에 걸쳐 적하했다. 또한 64℃에서 4시간 교반했다. 실온까지 냉각한 후, 1,000g의 아세트산에틸에 격렬하게 교반하면서 적하했다. 생성된 고형물을 여과하여 취하고, 50℃에서 15시간 진공 건조하여 백색 중합체 61.2g을 얻었다.To 37.5 g of methanol stirred at 64 占 폚 in a nitrogen atmosphere were added 52.5 g of Monomer 2 and 52.5 g of methacrylic acid-bis 3,5- (2-hydroxy-1,1,1,3,3,3-hexafluoro -2-propyl) cyclohexyl and 5.13 g of dimethyl 2,2'-azobis (isobutyrate) in 112.5 g of methanol was added dropwise over 4 hours. The mixture was further stirred at 64 DEG C for 4 hours. After cooling to room temperature, 1,000 g of ethyl acetate was added dropwise with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and dried in vacuo at 50 &lt; 0 &gt; C for 15 hours to give 61.2 g of a white polymer.

얻어진 백색 중합체를 순수 912g에 용해하고, 이온 교환 수지를 사용하여 암모늄염을 술포기로 변환했다. 얻어진 중합체를 19F-NMR, 1H-NMR 및 GPC 측정한 바, 이하의 분석 결과가 되었다.The obtained white polymer was dissolved in 912 g of pure water, and an ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. The resulting polymer was subjected to 19 F-NMR, 1 H-NMR and GPC measurements, and the following analysis results were obtained.

공중합 조성비(몰비) 단량체 2:메타크릴산-비스3,5-(2-히드록시-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로필)시클로헥실=4:1Copolymer composition ratio (molar ratio) Monomer 2: Methacrylic acid-bis 3,5- (2-hydroxy-1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propyl)

중량 평균 분자량(Mw)=23,000 Weight average molecular weight (Mw) = 23,000

분자량 분포(Mw/Mn)=1.61Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.61

이 고분자 화합물을 (중합체 7)로 한다.This polymer compound is referred to as (Polymer 7).

Figure pat00033
Figure pat00033

상술한 바와 같이 하여 합성한 중합체 1 내지 7은, 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 테트라히드로푸란, 디메틸포름아미드에 가용이었다.Polymers 1 to 7 synthesized as described above were soluble in water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, propylene glycol monomethyl ether, tetrahydrofuran, and dimethylformamide.

이와 같이 본 발명의 제조 방법이면, 유기 용제에 가용이며, 특정한 초강산의 술포기를 갖는 본 발명의 도전성 중합체용 고분자 화합물을 용이하게 제조할 수 있다.As described above, according to the production method of the present invention, the polymeric compound for a conductive polymer of the present invention, which is soluble in an organic solvent and has a specific super strong acid group, can be easily produced.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는 예시이며, 본 발명의 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 마찬가지의 작용 효과를 발휘하는 것은, 어떠한 것이든 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.The present invention is not limited to the above-described embodiments. The above embodiment is an example, and any structure that has substantially the same structure as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits the same operational effects is included in the technical scope of the present invention.

Claims (5)

하기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a를 1종 이상 포함하는 도전성 중합체용 고분자 화합물이며, 중량 평균 분자량이 1,000 내지 500,000의 범위의 것임을 특징으로 하는 도전성 중합체용 고분자 화합물.
Figure pat00034

(식 중 R1은 수소 원자 또는 메틸기이며, R2는 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 양쪽을 갖고 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상, 분지상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. Z는 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이다. a는 0<a≤1.0이다)
A polymer for a conductive polymer comprising at least one kind of a repeating unit (a) represented by the following general formula (1) and having a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000.
Figure pat00034

Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a linear, branched, cyclic, or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a single bond, an ester group, an ether group, Z is a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, an ether group or an ester group, and a is 0 <a? 1.0)
제1항에 있어서, 상기 도전성 중합체용 고분자 화합물이, 하기 일반식 (2)로 표시되는 반복 단위 b를 더 갖는 것을 특징으로 하는 도전성 중합체용 고분자 화합물.
Figure pat00035

(식 중 b는 0<b<1.0이다)
The conductive polymer polymer compound according to claim 1, wherein the polymer compound for a conductive polymer further has a repeating unit b represented by the following general formula (2).
Figure pat00035

(Wherein b is 0 < b < 1.0)
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a가, 하기 일반식 (3-1) 내지 (3-4)로 표시되는 반복 단위 a1 내지 a4로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 중합체용 고분자 화합물.
Figure pat00036

(식 중 R1은 상기와 마찬가지이다. a1, a2, a3 및 a4는 0≤a1≤1.0, 0≤a2≤1.0, 0≤a3≤1.0, 0≤a4≤1.0, 또한 0<a1+a2+a3+a4≤1.0이다)
The positive resist composition according to claim 1 or 2, wherein the repeating unit a represented by the general formula (1) is a repeating unit selected from the repeating units a1 to a4 represented by the following general formulas (3-1) to (3-4) Polymeric compound for a conductive polymer.
Figure pat00036

(R 1 in the formula are the same as above. A1, a2, a3 and a4 are 0≤a1≤1.0, 0≤a2≤1.0, 0≤a3≤1.0, 0≤a4≤1.0, also 0 <a1 + a2 + a3 + a4? 1.0)
하기 일반식 (1)로 표시되는 반복 단위 a를 포함하는 도전성 중합체용 고분자 화합물의 제조 방법이며,
술폰산 잔기와 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 질소 화합물을 포함하는 염의 구조를 갖는 단량체를 사용하여 중합 반응을 행하고, 중합 후, 이온 교환에 의해 상기 술폰산 잔기와 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 질소 화합물을 포함하는 염의 구조를 술포기로 변환하는 것을 특징으로 하는 도전성 중합체용 고분자 화합물의 제조 방법.
Figure pat00037

(식 중 R1은 수소 원자 또는 메틸기이며, R2는 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 양쪽을 갖고 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상, 분지상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. Z는 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이다. a는 0<a≤1.0이다)
A process for producing a polymeric compound for a conductive polymer comprising a repeating unit (a) represented by the following general formula (1)
A polymerization reaction is carried out using a monomer having a sulfonic acid residue and a salt structure including lithium, sodium, potassium, or a nitrogen compound, and after the polymerization, the sulfonic acid residue and the lithium, sodium, potassium or nitrogen compound And converting the structure of the salt to a sulfo group.
Figure pat00037

Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a linear, branched, cyclic, or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a single bond, an ester group, an ether group, Z is a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, an ether group or an ester group, and a is 0 <a? 1.0)
제4항에 있어서, 상기 술폰산 잔기와 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 질소 화합물을 포함하는 염의 구조를 갖는 단량체를 사용하여 중합 반응을 행하여 얻어지는 중합체가, 하기 일반식 (4)로 표시되는 반복 단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 중합체용 고분자 화합물의 제조 방법.
Figure pat00038

(식 중 R1, R2, Z 및 a는 상기와 마찬가지이며, X는 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 하기 일반식 (5)로 표시되는 질소 화합물이다)
Figure pat00039

(식 중 R101d, R101e, R101f, R101g는, 각각 수소 원자, 혹은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상, 분지상 또는 환상의 알킬기, 알케닐기, 옥소알킬기 또는 옥소알케닐기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 탄소수 7 내지 12의 아르알킬기 또는 아릴옥소알킬기를 나타내고, 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 알콕시기에 의해 치환되어 있을 수 있다. R101d와 R101e, R101d와 R101e와 R101f는 환을 형성할 수 있고, 환을 형성하는 경우에는 R101d와 R101e 및 R101d와 R101e와 R101f는 탄소수 3 내지 10의 알킬렌기, 또는 식 중의 질소 원자를 환 중에 갖는 복소 방향족환을 나타낸다)
The positive resist composition according to claim 4, wherein the polymer obtained by carrying out the polymerization reaction by using the monomer having a sulfonic acid residue and a salt structure containing lithium, sodium, potassium, or a nitrogen compound is a polymer comprising a repeating unit represented by the following formula (4) Wherein the polymer is at least one selected from the group consisting of a polyvinyl alcohol and a polyvinyl alcohol.
Figure pat00038

(Wherein R 1 , R 2 , Z and a are as defined above, and X is lithium, sodium, potassium, or a nitrogen compound represented by the following formula (5)
Figure pat00039

(Wherein R 101d , R 101e , R 101f and R 101g each represents a hydrogen atom or a straight, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, oxoalkyl group or oxoalkenyl group having 1 to 12 carbon atoms, Or an aralkyl group or an aryloxoalkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted by an alkoxy group, R 101d and R 101e , R 101d and R 101e , R 101f may form a ring, in the case of forming a ring, the R 101d and R 101e, and R 101d and R 101e and R 101f are heterocyclic aromatic group having the ring nitrogen atom in the alkylene group, or a group represented by the formula having 3-10 carbon atoms Lt; / RTI &gt;
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