NL9000321A - Intrinsically conductive moulding cpd. prepn. - comprising in-situ polymerisation of monomers in presence of matrix polymer and catalyst, pref. halogen salt and transition metal - Google Patents

Intrinsically conductive moulding cpd. prepn. - comprising in-situ polymerisation of monomers in presence of matrix polymer and catalyst, pref. halogen salt and transition metal Download PDF

Info

Publication number
NL9000321A
NL9000321A NL9000321A NL9000321A NL9000321A NL 9000321 A NL9000321 A NL 9000321A NL 9000321 A NL9000321 A NL 9000321A NL 9000321 A NL9000321 A NL 9000321A NL 9000321 A NL9000321 A NL 9000321A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
matrix polymer
catalyst
monomers
intrinsically conductive
polymer
Prior art date
Application number
NL9000321A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Stamicarbon
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stamicarbon filed Critical Stamicarbon
Priority to NL9000321A priority Critical patent/NL9000321A/en
Priority to AT91200097T priority patent/ATE155153T1/en
Priority to EP91200097A priority patent/EP0442547B1/en
Priority to DE69126716T priority patent/DE69126716D1/en
Priority to CA002034738A priority patent/CA2034738A1/en
Priority to US07/643,590 priority patent/US5186861A/en
Priority to JP3022589A priority patent/JPH04213301A/en
Priority to KR1019910001236A priority patent/KR910014408A/en
Publication of NL9000321A publication Critical patent/NL9000321A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/124Intrinsically conductive polymers
    • H01B1/127Intrinsically conductive polymers comprising five-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polypyrroles, polythiophenes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

Prepn. of an intrinsically conductive moulding cpd. obtd. by in situ polymerisation of monomers, which form an intrinsically conductive polymer after polymerisation, in the presence of a matrix polymer, and a catalyst. The matrix polymer is dissolved in an essentially solvent free monomer, after which the soln. is brought into the desired form and the monomers polymerised in situ in the presence of the catalyst. Also claimed is a fibre, film or moulding cpd. obtd. by this process. Pref. the quantity of matrix polymer relative to the monomer is at most 95 wt.%. The polymerisation of the monomers is followed by a doping step. From the soln. of monomer, matrix polymer and catalyst a filament of at least 5 mm is spun with a drawing rate of 500 mm/min.. The matrix polymer has a mol. wt. at least 100,000 g/mole. and is substantially unbranched. Pref. the catalyst consists of a salt of a halogen and a transition metal. The monomer phase comprises pyrrole, thiophene, benzene, aniline, furan, and/or derivs. thereof.

Description

Uitvinders: Ronald M.A.M. Schellekens te Maastricht Hans K. van Dijk te Geleen Markus J.H. Bulters te SittardInventors: Ronald M.A.M. Schellekens in Maastricht Hans K. van Dijk in Geleen Markus J.H. Bulters in Sittard

INTRINSIEK GELEIDENDE VORMMASSAINTRINSICALLY CONDUCTIVE MOLD

De uitvinding betreft een werkwijze voor de bereiding van een intrinsiek geleidende vormmassa, die is verkregen door in situ polymerisatie van monomeren die na polymerisatie een intrinsiek geleidend polymeer vormen, in aanwezigheid van een matrixpolymeer en een katalysator.The invention relates to a process for the preparation of an intrinsically conductive molding compound obtained by in situ polymerization of monomers which form an intrinsically conductive polymer after polymerization, in the presence of a matrix polymer and a catalyst.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit EP-A-314311. De werkwijze volgens dit octrooischrift beschrijft het oplossen van een thermoplastisch matrixpolymeer in een oplosmiddel, waarna de oplossing in een gewenste vorm wordt gebracht en waarna de oplossing wordt gegeleerd. Vervolgens worden acetyleengas en een katalysatoroplossing toegevoegd. Het acetyleen wordt gepolymeriseerd tot polyacetyleen, waarna na dopering een intrinsiek geleidende vormmassa is verkregen. De vormmassa moet nog meerdere bewerkingen ondergaan om bijvoorbeeld het oplosmiddel en de katalysator te verwijderen.Such a method is known from EP-A-314311. The method of this patent discloses dissolving a thermoplastic matrix polymer in a solvent, then bringing the solution into a desired shape and gelling the solution. Acetylene gas and a catalyst solution are then added. The acetylene is polymerized to polyacetylene, after which an intrinsically conductive molding compound is obtained after doping. The molding compound still has to undergo several operations to remove, for example, the solvent and the catalyst.

Een nadeel van de werkwijze als beschreven in EP-A-314311 is het gebruik van grote hoeveelheden oplosmiddel voor het matrixpolymeer. Het oplosmiddel, bijvoorbeeld decaline, moet met een extra bewerking verwijderd worden uit de uiteindelijke vormmassa. Het oplosmiddel heeft derhalve een nadelig effect op de snelheid van het vervaardigingsproces.A disadvantage of the method as described in EP-A-314311 is the use of large amounts of solvent for the matrix polymer. The solvent, for example decalin, must be removed from the final molding compound with an additional operation. The solvent therefore has an adverse effect on the speed of the manufacturing process.

Het doel van de uitvinding is een werkwijze te verschaffen voor de bereiding van een intrinsiek geleidende vormmassa die goede geleidende eigenschappen bezit in combinatie met een uitstekende vormvastheid.The object of the invention is to provide a process for the preparation of an intrinsically conductive molding compound which has good conducting properties in combination with an excellent dimensional stability.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat het matrixpolymeer wordt opgelost in een, in essentie zuiver momomerenmengsel waarna het verkregen mengsel in de gewenste vorm wordt gebracht en de monomeren in aanwezigheid van een katalysator in situ worden gepolymeriseerd.The process according to the invention is characterized in that the matrix polymer is dissolved in an essentially pure momomer mixture, after which the resulting mixture is brought into the desired form and the monomers are polymerized in situ in the presence of a catalyst.

Het is gebleken dat de werkwijze volgens de uitvinding een vormmassa verschaft die zeer goede geleidende eigenschappen bezit. De werkwijze volgens de uitvinding leent zich bij uitstek voor het continu vervaardigen van vezels en films.It has been found that the method according to the invention provides a molding compound which has very good conductive properties. The method according to the invention is eminently suitable for the continuous production of fibers and films.

Het is gebleken dat, met de werkwijze volgens de uitvinding, vormmassa's een verhoogde hanteerbaarheid voor verstrekken tijdens vormgeven vertonen. Dergelijke vormmassa's worden bij voorkeur nog eens naverstrekt, hetgeen tot verbeterde mechanische en geleidende eigenschappen en een verbeterde vormvastheid kan leiden. Het achterwege laten van het oplosmiddel, leidt tot een vermindering van het aantal benodigde verwerkingsstappen.It has been found that, with the method of the invention, molding compositions exhibit increased stretchability handling during molding. Such molding compositions are preferably further stretched, which may lead to improved mechanical and conductive properties and improved dimensional stability. The omission of the solvent leads to a reduction in the number of processing steps required.

Met een in essentie zuiver monomerenmengsel wordt een vloeibaar mengsel bedoeld waarin meer dan 90 gew.% ‘ monomeren en/of oligomeren aanwezig zijn, bij voorkeur meer dan 95 gew.%, in het bijzonder meer dan 98 gew.%.By an essentially pure monomer mixture is meant a liquid mixture in which more than 90% by weight of monomers and / or oligomers are present, preferably more than 95% by weight, in particular more than 98% by weight.

Aan het zuiver monomerenmengsel mag tot 60 gew.% additieven worden toegevoegd, bijvoorbeeld vlamdovers of vlamvertragers, pigmenten, anti-oxidantia, stabilisatoren en dergelijke.Up to 60% by weight of additives may be added to the pure monomer mixture, for example, flame retardants or flame retardants, pigments, antioxidants, stabilizers and the like.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt verder gekenmerkt doordat (a) in het monomerenmengsel een matrixpolymeer wordt opgelost, waarbij de hoeveelheid matrixpolymeer ten hoogste 95 gew.% bedraagt betrokken op het monomeren-mengsel; (b) waarna het verkregen mengsel in de gewenste vorm wordt gebracht; (c) waarbij de monomeren worden gepolymeriseerd in aanwezigheid van een katalysator, die bestaat uit een zout van een halogeen en een overgangsmetaal; (d) eventueel gevolgd door een doperingsstap, waarna een intrinsiek geleidende vormmassa is verkregen.The method according to the invention is further characterized in that (a) a matrix polymer is dissolved in the monomer mixture, the amount of matrix polymer being at most 95% by weight, based on the monomer mixture; (b) after which the resulting mixture is brought into the desired shape; (c) wherein the monomers are polymerized in the presence of a catalyst consisting of a salt of a halogen and a transition metal; (d) optionally followed by a doping step, after which an intrinsically conductive molding compound is obtained.

De uitvinding is bijzonder werkzaam indien de monomeren, die een intrinsiek geleidend polymeer vormen, gekozen worden uit de groep: pyrrol, thiofeen, benzeen, furaan, aniline en derivaten van genoemde monomeren. Meer in het bijzonder pyrrol en/of thiofeen. Pyrrol en thiofeen zijn als monomeren reeds bij kamertemperatuur vloeibaar, hetgeen de verwerking met de werkwijze volgens de uitvinding aanzienlijk vereenvoudigt.The invention is particularly effective when the monomers forming an intrinsically conductive polymer are selected from the group: pyrrole, thiophene, benzene, furan, aniline and derivatives of said monomers. More particularly pyrrole and / or thiophene. Pyrrole and thiophene are already liquid as monomers at room temperature, which considerably simplifies processing with the method according to the invention.

De werkwijze volgens de uitvinding is niet beperkt tot het gebruik van monomerenmengsels van één monomeer, maar combinaties van monomeren in het mengsel zijn eveneens mogelijk. Bijvoorbeeld zijn combinaties van gesubstitueerd pyrrol en pyrrol werkzaam. Bij voorkeur bevat het monomeren-mengsel tenminste een heterocyclische aromaat.The process of the invention is not limited to the use of monomer mixtures of one monomer, but combinations of monomers in the mixture are also possible. For example, combinations of substituted pyrrole and pyrrole are active. Preferably, the monomer mixture contains at least one heterocyclic aromatic.

Hierdoor zijn met de werkwijze volgens de uitvinding vormmassa's te vervaardigen waarvan de geleiding tenminste 0,1 S/cm bedraagt. ‘As a result, molding compositions can be manufactured with the method according to the invention, the conductivity of which is at least 0.1 S / cm. "

Aan het monomerenmengsel kunnen desgewenst nog tot 60 gew.% polymeren anders dan het matrixpolymeer, ionomeren en/of vulmiddelen worden toegevoegd. De toevoeging kan plaatsvinden vóór, tijdens of na het oplossen van het matrixpolymeer in het monomerenmengsel. Toe te voegen polymeren zijn bijvoorbeeld elastomeren; toe te voegen ionomeren zijn bijvoorbeeld copolymeren van etheen en methacrylzuur. Dergelijke ionomeren worden bij voorkeur toegevoegd indien een folie het gewenste eindprodukt is. Voorbeelden van toe te voegen vulmiddelen zijn talk, kaolin, wollastoniet, glas.If desired, up to 60% by weight of polymers other than the matrix polymer, ionomers and / or fillers may be added to the monomer mixture. The addition can take place before, during or after dissolving the matrix polymer in the monomer mixture. Polymers to be added are, for example, elastomers; ionomers to be added are, for example, copolymers of ethylene and methacrylic acid. Preferably such ionomers are added if a foil is the desired end product. Examples of fillers to be added are talc, kaolin, wollastonite, glass.

Als matrixpolymeer kan in principe elk polymeer worden gekozen dat oplosbaar is in het monomerenmengsel. Het matrixpolymeer is noodzakelijk om het vormgeven van een intrinsiek geleidende vormmassa te bewerkstelligen. Tevens wordt de coherentie van de vormmassa sterk verbeterd. Voorbeelden zijn homo- en copolymeren van: poly(vinyl-alcohol); polyetheen, bijvoorbeeld UHMWPE (ultra hoog moleculair polyetheen); poly(ethyleenoxide); poly(vinyl-acetaat); polystyreen en dergelijke. Het molekuulgewicht is afhankelijk van het gekozen matrixpolymeer en de toepassing, maar bedraagt bij voorkeur tenminste 100.000 (M ). In hetIn principle, any polymer which is soluble in the monomer mixture can be chosen as the matrix polymer. The matrix polymer is necessary to effect shaping of an intrinsically conductive molding material. The coherence of the molding compound is also greatly improved. Examples are homo- and copolymers of: poly (vinyl alcohol); polyethylene, for example UHMWPE (ultra high molecular weight polyethylene); poly (ethylene oxide); poly (vinyl acetate); polystyrene and the like. The molecular weight depends on the selected matrix polymer and the application, but is preferably at least 100,000 (M). In the

WW.

bijzonder tenminste 500.000, meer in het bijzonder tenminste 1.000.000 g/mol.in particular at least 500,000, more in particular at least 1,000,000 g / mol.

De hoeveelheid toegevoegd matrixpolymeer is bij voorkeur minder dan de hoeveelheid monomeren. Bij voorkeur is de hoeveelheid matrixpolymeer in gew. delen minder dan 40% van de hoeveelheid monomeren. In het bijzonder minder dan 25%. Hogere concentraties matrixpolymeer kunnen in een lagere geleidbaarheid van de uiteindelijke vormmassa resulteren.The amount of matrix polymer added is preferably less than the amount of monomers. Preferably, the amount of matrix polymer in wt. parts less than 40% of the amount of monomers. In particular less than 25%. Higher concentrations of matrix polymer can result in lower conductivity of the final molding compound.

Een belangrijke parameter voor de optimale concentratie van het matrixpolymeer is het molecuulgewicht (M ) en de mate van vertakking van het matrixpolymeer. IsAn important parameter for the optimal concentration of the matrix polymer is the molecular weight (M) and the degree of branching of the matrix polymer. Is

WW.

het matrixpolymeer hoog moleculair (bijvoorbeeld > 1.000 kg/mol) en lineair, dan volstaan reeds concentraties van 0,2 gew.%. Is het matrixpolymeer hoog moleculair, maar vertakt dan zal de minimale concentratie meer dan 2 gew.% bedragen. Bij voorkeur wordt een hoog moleculair, hoofdzakelijk onvertakt matrixpolymeer toegevoegd.the matrix polymer high molecular (e.g.> 1,000 kg / mol) and linear, concentrations of 0.2% by weight will suffice. If the matrix polymer is high molecular but branched, the minimum concentration will be more than 2% by weight. Preferably, a high molecular, mainly unbranched matrix polymer is added.

De hoeveelheid matrixpolymeer is mede afhankelijk van het gewenste eindprodukt. Indien een vormmassa met een, tijdens verwerking, vrij oppervlak wordt gewenst dan zal de toe te voegen hoeveelheid matrixpolymeer afhankelijk zijn van de verwerkbaarheid van de oplossing. Voorbeelden van dergelijke vormmassa's zijn vezels, bandjes, folies, films e.d. De verwerkbaarheid van het verkregen mengsel na toevoegen van een katalysator zal voldoende moeten zijn om een draad van tenminste 5 mm bij een treksnelheid van 500 mm/min, te kunnen vervaardigen. Bij voorkeur 7 mm, meer in het bijzonder 10 mm. De bepaling van de verwerkbaarheid op een dergelijke wijze is beschreven in Tammann G., Tampke R., Z. An. u. Allg. Chemie, Bd. 162 (1927) blz. 1-16.The amount of matrix polymer partly depends on the desired end product. If a molding compound with a free surface during processing is desired, the amount of matrix polymer to be added will depend on the processability of the solution. Examples of such molding compositions are fibers, tapes, foils, films, etc. The workability of the resulting mixture after adding a catalyst should be sufficient to produce a wire of at least 5 mm at a drawing speed of 500 mm / min. Preferably 7 mm, more in particular 10 mm. The determination of workability in such a manner is described in Tammann G., Tampke R., Z. An. you. Allg. Chemistry, Bd. 162 (1927) pp. 1-16.

De werkwijze volgens de uitvinding leent zich uitstekend om continu een vezel te vervaardigen. Hiervoor wordt een oplossing van het matrixpolymeer in het monomeren-mengsel en een katalysator onder zeer korte vermenging (< 5 seconden) bij elkaar gevoegd, waarna uit het mengsel continu een vezel wordt gesponnen. Bij voorkeur wordt bij de vervaardiging van een hoog geleidende vezel van minimale hoeveelheden matrixpolymeer gebruik gemaakt. Meer in het bijzonder minder dan 15 gew. delen op 100 gew. delen monomeer.The method according to the invention lends itself perfectly to manufacture a fiber continuously. For this purpose, a solution of the matrix polymer in the monomer mixture and a catalyst are combined under very short mixing (<5 seconds), after which a fiber is continuously spun from the mixture. Preferably, minimal quantities of matrix polymer are used in the manufacture of a highly conductive fiber. More specifically, less than 15 wt. divide by 100 wt. parts monomer.

De toe te voegen katalysator voor de initiatie van de polymerisatie is bij voorkeur een zout, dat bestaat uit een overgangsmetaal, in het bijzonder Fe, Co, Ru, Cu of Sn en een halogeen. Bijzonder werkzaam is een ijzer(III)-chloride-oplossing in water of tin(IV)chloride. Indien een katalysatoroplossing wordt gebruikt, kan eventueel vöór toevoeging van de katalysatoroplossing een hoeveelheid matrixpolymeer met de katalysatoroplossing gemengd worden om de mengbaarheid van de katalysatoroplossing met het monomerenmengsel te verhogen.The polymerization catalyst to be added is preferably a salt consisting of a transition metal, in particular Fe, Co, Ru, Cu or Sn and a halogen. An iron (III) chloride solution in water or tin (IV) chloride is particularly effective. If a catalyst solution is used, an amount of matrix polymer can optionally be mixed with the catalyst solution before adding the catalyst solution to increase the miscibility of the catalyst solution with the monomer mixture.

De katalysator wordt bij voorkeur toegevoegd * tijdens of na het vormgeven van het mengsel. Het is echter ook mogelijk om de katalysator te blokkeren, zodat een latente katalysator is verkregen, die vóór het vormgeven kan worden toegevoegd en na deblokkering actief wordt. De katalysator wordt bij voorkeur in overmaat toegevoegd.The catalyst is preferably added * during or after shaping the mixture. However, it is also possible to block the catalyst so that a latent catalyst is obtained, which can be added before molding and becomes active after deblocking. The catalyst is preferably added in excess.

Na vorming van het eindprodukt en de polymerisatie van het monomerenmengsel kunnen indien gewenst katalysator-resten worden verwijderd door middel van extractie. Het is eveneens mogelijk het eindprodukt vóór of na de extractie nog mechanisch te deformeren, bijvoorbeeld verstrekken, hetgeen kan leiden tot verbeterde mechanische en geleidende eigenschappen.After formation of the final product and polymerization of the monomer mixture, if desired, catalyst residues can be removed by extraction. It is also possible to deform the final product mechanically before or after the extraction, for example stretching, which can lead to improved mechanical and conductive properties.

Afhankelijk van het verkregen intrinsiek geleidende polymeer kan na polymerisatie nog een doperingsstap worden toegevoegd aan de werkwijze volgens de uitvinding. De dopering kan zowel oxidatief als reductief zijn, waarbij gebruik wordt gemaakt van bekende doperings-reagentia en technieken.Depending on the intrinsically conductive polymer obtained, a further doping step can be added to the method according to the invention after polymerization. The doping can be both oxidative and reductive, using known doping reagents and techniques.

De geleiding van een gevormd eindprodukt kan worden bepaald met een zogenaamd vierpuntsmeting. Deze methode staat geheel beschreven in EP-A-0314311 en in H.H. wieder Laboratory Notes on Electrical and Galvanomagnetic Measurements, Elsevier, New York, 1979.The conductivity of a formed end product can be determined with a so-called four-point measurement. This method is fully described in EP-A-0314311 and in H.H. wieder Laboratory Notes on Electrical and Galvanomagnetic Measurements, Elsevier, New York, 1979.

Met behulp van deze methode wordt de specifieke geleidbaarheid gemeten: σ - L/A * 1/R, waarbij σ = specifieke geleidbaarheid, S/cm; L * afstand tussen twee binnenste elektroden, in cm; R = weerstand (= V/I) in ohm 2 A dwarsoppervlak in cm .Using this method the specific conductivity is measured: σ - L / A * 1 / R, where σ = specific conductivity, S / cm; L * distance between two inner electrodes, in cm; R = resistance (= V / I) in ohms 2 A cross section in cm.

55

Polyacetyleen geleid zeer goed (a = 1.5 x 10 S/cm), maar is niet commercieel bruikbaar door de hoge instabiliteit van het polymeer. Polypyrrol en polythiofeen geleiden weliswaar minder (0,1-100 S/cm) doch zijn zeer stabiel, terwijl de * geleiding voldoende is voor velerlei toepassingen.Polyacetylene conducts very well (a = 1.5 x 10 S / cm), but is not commercially useful due to the high instability of the polymer. Polypyrrole and polythiophene conduct less (0.1-100 S / cm) but are very stable, while the conductivity is sufficient for many applications.

Vormmassa's verkregen met de werkwijze volgens de uitvinding kunnen worden toegepast in batterijen, electronische componenten (dioden, transistoren) electrische bedrading, coatings en in EMI-shielding attributen. De werkwijze volgens de uitvinding wordt verduidelijkt met de volgende voorbeelden zonder ertoe te worden beperkt.Molding compositions obtained with the method according to the invention can be used in batteries, electronic components (diodes, transistors), electrical wiring, coatings and in EMI shielding attributes. The method of the invention is illustrated by the following examples without being limited to them.

Voorbeeld IExample I

A) in 28 ml vloeibare pyrrol (Merck), dat voor gebruik nogmaals met vacuumdestillatie is gezuiverd, wordt 2,8 g polyvinylacetaat (Mv 1.100.000 g/mol) opgelost bij kamertemperatuur.A) 2.8 g of polyvinyl acetate (Mv 1,100,000 g / mol) is dissolved at room temperature in 28 ml of liquid pyrrole (Merck), which has been purified again with vacuum distillation before use.

Tijdens het oplossen wordt continu geroerd.Stirring is continued during dissolution.

De verkregen concentratie van het polyvinylacetaat bedroeg 9,4 gew.%.The resulting concentration of the polyvinyl acetate was 9.4% by weight.

B) Een tweede oplossing werd verkregen door 90 gram FeCl3.6 H2O op te lossen in 100 ml water bij kamertemperatuur.B) A second solution was obtained by dissolving 90 grams of FeCl3.6 H2O in 100 ml of water at room temperature.

Met behulp van een strijkmes (opening 0,5 mm) werd oplossing A uitgestreken op een Mylar -folie (polyethyleen-tereftalaat-folie).Solution A was spread on a Mylar film (polyethylene terephthalate film) using a smoothing knife (opening 0.5 mm).

Een vloeistoffilm van 0,5 * 50 * 50 mm werd verkregen.A liquid film of 0.5 * 50 * 50 mm was obtained.

Direkt werd de vloeistoffilm in 38 ml van oplossing B gedompeld. De temperatuur bedroeg 21°C.The liquid film was immediately immersed in 38 ml of solution B. The temperature was 21 ° C.

De oorspronkelijk transparante vloeistoffilm kleurde snel zwart, hetgeen op de vorming van polypyrrol duidde.The originally transparent liquid film quickly turned black, indicating the formation of polypyrrole.

Na 60 minuten werd de verkregen coherent zwarte film met ethanol en vervolgens met water gewassen en gedroogd.After 60 minutes, the resulting coherent black film was washed with ethanol and then with water and dried.

De geleidbaarheid van de film, bepaald met de vierpuntsmeting, bedroeg 1,5 S/cm.The conductivity of the film, determined by the four-point measurement, was 1.5 S / cm.

Voorbeeld II - IVExample II-IV

De werkwijze van voorbeeld I werd herhaald echter met variërende verblijftijd van de vloeistoffilm in oplossing B. *The procedure of Example I was repeated, however, with varying residence time of the liquid film in solution B. *

De resultaten zijn samengevat in tabel 1.The results are summarized in Table 1.

TABEL 1TABLE 1

Voorbeeld Verblijftijd Geleidbaarheid (min.) (S/cm) II 10 1,4 III 5 1,1 IV 1 1,3Example Residence time Conductivity (min.) (S / cm) II 10 1.4 III 5 1.1 IV 1 1.3

Voorbeeld VExample V

A. PenproefA. Pen test

In 100 ml vloeibaar pyrrol werd 10 gram polyvinyl-acetaat (Mv = 1.100.000 g/mol) opgelost bij kamertemperatuur. De verkregen concentratie van het polyvinylacetaat bedroeg 9,4 gew.%. Vervolgens werd een staaf (chroom/nikkel, diameter 0,2 mm) 5 mm in de oplossing gestoken. De temperatuur bedroeg 21°C. Met een constante snelheid van 500 mm/min werd daarna met de staaf een draad uit de oplossing getrokken. De draad brak bij een lengte (de afstand tussen uiteinde staaf en oplossing) van 90 mm.10 grams of polyvinyl acetate (Mv = 1,100,000 g / mol) was dissolved at room temperature in 100 ml of liquid pyrrole. The resulting concentration of the polyvinyl acetate was 9.4% by weight. Then a rod (chrome / nickel, diameter 0.2 mm) was inserted 5 mm into the solution. The temperature was 21 ° C. A thread was then drawn out of the solution with the rod at a constant speed of 500 mm / min. The wire broke at a length (the distance between the end of the rod and the solution) of 90 mm.

B. SpinproefB. Spin test

Van de in voorbeeld VA genoemde oplossing werden vezels gesponnen. Hiertoe werd de oplossing in een cylinder gebracht. Door middel van een zuiger, gekoppeld aan een motor met variabel toerental, werd de oplossing bij een temperatuur van 21°C met een debiet van 130 ml/uur door een capillair (0,5 mm doorsnede) geperst. Het bleek mogelijk gesponnen draad op een galet te wikkelen met opwikkelsnel-heden tussen 3,6 en 54 m/min. De afstand tussen spin-capillair en galet bedroeg 15 cm. *Fibers were spun from the solution mentioned in Example VA. For this, the solution was placed in a cylinder. The solution was forced through a capillary (0.5 mm diameter) at a temperature of 21 ° C with a piston coupled to a variable speed motor. It turned out to be possible to wind spun thread on a galet with winding speeds between 3.6 and 54 m / min. The distance between spin capillary and galette was 15 cm. *

Voorbeeld VIExample VI

De werkwijze van voorbeeld VA werd herhaald, echter met variatie van type polymeer, molgewicht en polymeer-concentratie.The procedure of Example VA was repeated, but with variation of polymer type, molecular weight and polymer concentration.

De resultaten zijn samengevat in tabel 2.The results are summarized in Table 2.

TABEL 2 type molgewicht polymeer draad- polymeer M, concentratie breuk, na _(kg/mol)_(gew.%)_(mm)_ polyvinyl- 110 51 43 acetaat, 38 8 vertakt (PVAc) polyvinyl- 1.100 13,5 85 ·+ acetaat, 9,4 90 vertakt 5,0 18 (PVAc) polyethyleen- 100 5,0 10 oxide (PEO) 2,5 5 polyethyleen- 4.000 1,0 25 oxide (PEO) 0,5 15 0,2 8TABLE 2 type molecular weight polymer filament polymer M, fracture concentration, after _ (kg / mol) _ (wt%) _ (mm) _ polyvinyl- 110 51 43 acetate, 38 8 branched (PVAc) polyvinyl- 1,100 13.5 85 + acetate, 9.4 90 branched 5.0 18 (PVAc) polyethylene- 100 5.0 10 oxide (PEO) 2.5 5 polyethylene- 4,000 1.0 25 oxide (PEO) 0.5 15 0.2 8

Uit de tabel blijkt dat een minimale hoeveelheid matrixpolymeer toegevoegd kan worden indien deze hoofdzakelijk onvertakt is.The table shows that a minimal amount of matrix polymer can be added if it is substantially unbranched.

My = viscositeitsgemiddelde molgewicht.My = viscosity average molecular weight.

M * gewichtsgemiddelde molgewicht.M * weight average molecular weight.

WW.

Claims (10)

1. Werkwijze voor de bereiding van een intrinsiek geleidende vormmassa, die is verkregen door in situ polymerisatie van monomeren die na polymerisatie een intrinsiek geleidend polymeer vormen, in aanwezigheid van een matrixpolymeer en een katalysator, met het kenmerk, dat het matrixpolymeer wordt opgelost in een, in essentie zuiver momomerenmengsel waarna het verkregen mengsel in de gewenste vorm wordt gebracht en de monomeren in aanwezigheid van een katalystor in situ worden gepolymeriseerd.A process for the preparation of an intrinsically conductive molding compound obtained by in situ polymerization of monomers which form an intrinsically conductive polymer after polymerization, in the presence of a matrix polymer and a catalyst, characterized in that the matrix polymer is dissolved in a , essentially pure momomer mixture, after which the resulting mixture is brought into the desired shape and the monomers are polymerized in situ in the presence of a catalyst. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat (a) in het monomerenmengsel een matrixpolymeer wordt opgelost, waarbij de hoeveelheid matrixpolymeer ten hoogste 95 gew.% bedraagt betrokken op het monome renmengsel; (b) waarna het verkregen mengsel in de gewenste vorm wordt gebracht; (c) waarbij de monomeren worden gepolymeriseerd in aanwezigheid van een katalysator, die bestaat uit een zout van een halogeen en een overgangsmetaal; (d) eventueel gevolgd door een doperingsstap, waarna een intrinsiek geleidende vormmassa is verkregen.A process according to claim 1, characterized in that (a) a matrix polymer is dissolved in the monomer mixture, the amount of matrix polymer being at most 95% by weight, based on the monomer mixture; (b) after which the resulting mixture is brought into the desired shape; (c) wherein the monomers are polymerized in the presence of a catalyst consisting of a salt of a halogen and a transition metal; (d) optionally followed by a doping step, after which an intrinsically conductive molding compound is obtained. 3. Werkwijze volgens een der conclusies 1-2, met het kenmerk, dat uit het mengsel van monomeren, matrixpolymeer en katalysator een draad van tenminste 5 mm bij een treksnelheid van 500 mm/min kan worden getrokken.Method according to any one of claims 1-2, characterized in that a thread of at least 5 mm can be drawn from the mixture of monomers, matrix polymer and catalyst at a drawing speed of 500 mm / min. 4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het monomerenmengsel bestaat uit pyrrol, thiofeen, benzeen, aniline, furaan en/of derivaten van genoemde monomeren.Process according to any one of claims 1-3, characterized in that the monomer mixture consists of pyrrole, thiophene, benzene, aniline, furan and / or derivatives of said monomers. 5. Werkwijze volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het matrixpolymeer een molekuulgewicht (Mw) bezit van tenminste 100.000 g/mol.Process according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the matrix polymer has a molecular weight (Mw) of at least 100,000 g / mol. 6. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het matrixpolymeer hoofdzakelijk onvertakt is.Process according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the matrix polymer is substantially unbranched. 7. Vormmassa verkregen met de werkwijze volgens een der conclusies 1-6.Molding compound obtained by the method according to any one of claims 1-6. 8. Vezel verkregen met de werkwijze volgens een der conclusies 1-6.Fiber obtained by the method according to any one of claims 1-6. 9. Film verkregen met de werkwijze volgens een der conclusies 1-6.Film obtained by the method according to any one of claims 1-6. 10. Werkwijze geheel of gedeeltelijk beschreven in de beschrijving en de voorbeelden. UITTREKSEL De uitvinding betreft een werkwijze voor de bereiding van een intrinsiek geleidende vormmassa, die is verkregen door in situ polymerisatie van monomeren die na polymerisatie een intrinsiek geleidend polymeer vormen, in aanwezigheid van een matrixpolymeer en een katalysator, waarbij het matrixpolymeer wordt opgelost in een, in essentie zuiver momomerenmengsel waarna het verkregen mengsel in de gewenste vorm wordt gebracht en de monomeren in aanwezigheid van de katalysator in situ worden gepolymeriseerd. Vormmassa's verkregen met de werkwijze volgens de uitvinding kunnen worden toegepast in batterijen, electro-nische componenten (dioden, transistoren) electrische bedrading, coatings en in EMI-shielding attributen.10. Method described in whole or in part in the description and the examples. EXTRACT The invention relates to a process for the preparation of an intrinsically conductive molding compound obtained by in situ polymerization of monomers which, after polymerization, form an intrinsically conductive polymer, in the presence of a matrix polymer and a catalyst, wherein the matrix polymer is dissolved in a essentially pure momomer mixture, after which the resulting mixture is shaped and the monomers are polymerized in situ in the presence of the catalyst. Molding compositions obtained with the method according to the invention can be used in batteries, electronic components (diodes, transistors), electrical wiring, coatings and in EMI shielding attributes.
NL9000321A 1990-01-24 1990-02-10 Intrinsically conductive moulding cpd. prepn. - comprising in-situ polymerisation of monomers in presence of matrix polymer and catalyst, pref. halogen salt and transition metal NL9000321A (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9000321A NL9000321A (en) 1990-02-10 1990-02-10 Intrinsically conductive moulding cpd. prepn. - comprising in-situ polymerisation of monomers in presence of matrix polymer and catalyst, pref. halogen salt and transition metal
AT91200097T ATE155153T1 (en) 1990-01-24 1991-01-21 METHOD FOR PRODUCING INTRINSICALLY CONDUCTIVE MOLDED BODY.
EP91200097A EP0442547B1 (en) 1990-01-24 1991-01-21 Process for the preparation of intrinsically conductive shaped objects.
DE69126716T DE69126716D1 (en) 1990-01-24 1991-01-21 Process for the production of intrinsically conductive molded articles.
CA002034738A CA2034738A1 (en) 1990-01-24 1991-01-22 Intrinsically conductive moulding compound
US07/643,590 US5186861A (en) 1990-01-24 1991-01-22 Intrinsically conductive moulding compound
JP3022589A JPH04213301A (en) 1990-01-24 1991-01-24 Essentially conductive molding
KR1019910001236A KR910014408A (en) 1990-01-24 1991-01-24 Intrinsically Conductive Molding Compound and Its Manufacturing Method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9000321 1990-02-10
NL9000321A NL9000321A (en) 1990-02-10 1990-02-10 Intrinsically conductive moulding cpd. prepn. - comprising in-situ polymerisation of monomers in presence of matrix polymer and catalyst, pref. halogen salt and transition metal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9000321A true NL9000321A (en) 1991-09-02

Family

ID=19856573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9000321A NL9000321A (en) 1990-01-24 1990-02-10 Intrinsically conductive moulding cpd. prepn. - comprising in-situ polymerisation of monomers in presence of matrix polymer and catalyst, pref. halogen salt and transition metal

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL9000321A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. Processable conductive composites of polyaniline/poly (alkyl methacrylate) prepared via an emulsion method
US5028354A (en) Conductive articles of intractable polymers method for making
Pomerantz et al. Processable polymers and copolymers of 3-alkylthiophenes and their blends
EP0104726B1 (en) Electrically conductive polymer composition
Tao Handbook of smart textiles
EP0804497B1 (en) Soluble, electroconductive polypyrrole and method for preparing the same
JPS61278526A (en) Conductive solution and formation of conductive product fromsaid solution
FI82702C (en) Non-conductive plastic composites containing poly (3-alkylthiophene)
JPH07126384A (en) Electrically conductive composition
US5171632A (en) Conductive polymer blends and methods for making the same
FI86880C (en) ELLEDANDE PLASTKOMPOSIT, DESS ANVAENDNING OCH FRAMSTAELLNING
US20090014920A1 (en) Polymer filaments
EP0495549B1 (en) Process for preparing polymers and moulding compounds based thereon
EP0442547B1 (en) Process for the preparation of intrinsically conductive shaped objects.
NL9000321A (en) Intrinsically conductive moulding cpd. prepn. - comprising in-situ polymerisation of monomers in presence of matrix polymer and catalyst, pref. halogen salt and transition metal
KR100514643B1 (en) Preparation Method of Polyanilines
US8298443B2 (en) Tunable conducting polymer nanostructures
Yang et al. 1.4 Processable Conductive Composites of Polyaniline/Poly (alkyl methacrylate) Prepared via
Gomathi et al. Preparation and characterization of conductive chitosan-poly [N-(3-trimethoxysilylpropyl) aniline] hybrid submicrostructures
Yang et al. 1.4 Processable Conductive
Chandrasekhar et al. Syntheses and Processing of CPs
Reynolds et al. AD A 4 6 0f1.
JPH07126526A (en) Composite polyaniline molding and its production
NL9102188A (en) METHOD FOR MANUFACTURING AN ELECTRICAL CONDUCTIVE ARTICLE
Chandrasekhar et al. “Composites”(Blends) and Copolymers

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
CNR Transfer of rights (patent application after its laying open for public inspection)

Free format text: DSM N.V.

BV The patent application has lapsed