導電性ポリ アニリ ンの製造方法及び有機重合体組成物 Method for producing conductive polyaniline and organic polymer composition
技術分野 Technical field
本発明は導電性ポリ アニリ ンの製造方法及びそれを含む有機重合 体組成物に関し、 更に詳しく は有機溶媒に安定に分散し、 電気電導 性の高い導電性ポリアニリ ン明の製造方法及びそれを含む有機重合体 組成物に関する。 The present invention relates to a method for producing a conductive polyaniline and an organic polymer composition containing the same, and more particularly, to a method for producing a conductive polyaniline brightly dispersed in an organic solvent and having high electric conductivity, and to a method for producing the same. The present invention relates to an organic polymer composition.
書 book
背景技術 Background art
ァニリ ン又はァリニン誘導体は化学酸化重合することによって、 電解質イオンを ドーパン トとして含む導電性高分子が得られること は知られている。 しかしながら、 導電性ポリ ア二リ ンは、 一般に、 有機溶媒に不溶性であり、 また不融性でもあるため、 成形加工性に 劣り、 その応用開発が困難であった。 然るに、 界面活性構造をもつ たァニリ ンもしく はその誘導体又は界面活性剤とァニリ ンとの塩を 重合して有機溶媒に可溶性のポリアニリ ン又はポリアニリ ン誘導体 を得ることが報告されている (日本国特開平 6— 2 7 9 5 8 4号公 報) 。 しかしながら、 このポリ ア二リ ン又はポリ ア二リ ン誘導体の 有機溶媒への溶解性は必ずしも高くなく、 更に溶解性の高いポリ ァ 二リ ンの製造方法が求められている。 また置換又は非置換のポリ ァ 二リ ン、 プロ トン酸及び有機溶媒からなる導電性高分子組成物が報 告されているが (日本国特開 2 0 0 3— 1 7 6 4 0 9号公報) 、 ァ 二リ ンの重合時の酸化剤 Zァニリ ン (モル比) が 0 . 5であるため 、 ポリ ア二リ ンの収率は 3 0〜 4 0 %であるという問題がある。 ま たァニリ ンの側鎖に置換基を導入することによ り、 溶解性の向上が
図られているが、 汎用品ではなく、 低収率、 導電性が低下するため 好ましくない。 こ こでい うポリ アニ リ ン又はポリ アニ リ ン誘導体の 有機溶媒への可溶、 溶解は、 ポリア二リ ン又はポリア二リ ン誘導体 の微粒子が有機溶媒中に分散している状態とポリ ァニリ ン又はポリ ァニリ ン誘導体が有機溶媒中に溶解している状態とが混在している ことを示している。 発明の開示 It is known that a conductive polymer containing electrolyte ions as dopants can be obtained by subjecting aniline or an arginine derivative to chemical oxidative polymerization. However, conductive polyamides are generally insoluble and infusible in organic solvents, and therefore have poor molding workability, and their application and development have been difficult. However, it has been reported that aniline having a surfactant structure or a derivative thereof or a salt of a surfactant and aniline is polymerized to obtain polyaniline or a polyaniline derivative soluble in an organic solvent (Japanese). Japanese Patent Application Publication No. 6-2799584). However, the solubility of this polyaniline or polyaniline derivative in an organic solvent is not always high, and there is a need for a method of producing a more soluble polyvinylamine. In addition, a conductive polymer composition comprising a substituted or unsubstituted polyvinylamine, protonic acid and an organic solvent has been reported (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-1766409). Publication), there is a problem that the yield of polyazirine is 30 to 40% because the oxidizing agent Zanilin (molar ratio) at the time of polymerization of adiline is 0.5. Introducing a substituent into the side chain of aniline improves solubility. Although it is planned, it is not a general purpose product, and it is not preferable because of low yield and low conductivity. The solubility and dissolution of the polyaniline or the polyaniline derivative in the organic solvent here depends on the state in which the polyaniline or the polyaniline derivative fine particles are dispersed in the organic solvent. This indicates that the state where aniline or the polyaniline derivative is dissolved in the organic solvent is mixed. Disclosure of the invention
本発明は有機溶媒に安定に分散する導電性ポリ ア二 リ ンを高収率 で製造する方法及びそれによって得られた導電性ポリ ア二リ ンを含 む重合体組成物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing a conductive polyaniline stably dispersed in an organic solvent at a high yield, and a polymer composition containing the conductive polyaline obtained by the method. Aim.
本発明に従えば、 水層及び有機層からなる混合層においてスルホ ン酸及びプロ トン酸基を有する水不溶性有機高分子化合物の少なく とも一種の存在下に、 ァニリ ン又はその誘導体を酸化重合するに際 し、 分子量調整剤及び、 必要に応じ、 相間移動触媒を共存させるこ とによ り有機溶媒に安定に分散する導電性ポリ ア-リ ンを製造する 方法が提供される。 According to the present invention, aniline or a derivative thereof is oxidatively polymerized in the presence of at least one water-insoluble organic polymer compound having a sulfonate and a protonic acid group in a mixed layer composed of an aqueous layer and an organic layer. In this case, a method is provided for producing a conductive polyamide stably dispersed in an organic solvent by coexisting a molecular weight modifier and, if necessary, a phase transfer catalyst.
本発明に従えば、 また、 前記方法で得られた導電性ポリア二リ ン 及び有機重合体を含む導電性ポリアニリ ン含有有機重合体組成物が 提供される。 発明を実施するための最良の形態 According to the present invention, there is also provided a conductive polyaniline-containing organic polymer composition containing the conductive polyaniline and the organic polymer obtained by the above method. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
本明細書中及び添付した 「請求の範囲」 中において使用する単数 形 ( a, an, the ) は、 文脈からそうでないことが明白な場合を除 いては複数の対象を含むものと理解されたい。 It is to be understood that singular forms (a, an, the) used herein and in the appended claims, include the plural, unless the context clearly dictates otherwise. .
本発明では、 ポリ ア二リ ンを製造する際、 スルホン酸及び Z又は プロ ト ン酸基を有する高分子化合物の存在下に、 分子量調整剤及び
、 必要に応じ、 相間移動触媒を共存させることによ り、 高収率で有 機溶媒に安定に分散する導電性ポリ ア- リ ンを合成することができIn the present invention, when producing polyvinylamine, a molecular weight modifier and a molecular weight modifier are added in the presence of a polymer compound having a sulfonic acid and a Z or protonic acid group. If necessary, by coexisting with a phase transfer catalyst, it is possible to synthesize a conductive polyol that can be stably dispersed in an organic solvent in high yield.
、 また、 得られたポリ ア二リ ンを トルエン溶液中で S B Rと混合し たところ、 S B Rに対して 5重量%のポリ アニリ ンを含有した組成 物の電気伝導度は 1 0—5 S cnf 1であり、 十分な除電効果を示すゴム 組成物が得られる。 Further, when the obtained poly A two Li down and mixed with SBR in a toluene solution, the electrical conductivity of the composition containing 5 wt% of poly Aniri down against SBR is 1 0- 5 S cnf 1 , and a rubber composition exhibiting a sufficient static elimination effect can be obtained.
本発明に従った有機溶媒に可溶性の導電性ポリアユリ ンは、 通常 、 ァニリ ンもしくはその誘導体又はこれらの任意の混合物を酸化重 合することによって得られる。 The conductive polyaurine soluble in an organic solvent according to the present invention is usually obtained by oxidative polymerization of aniline or a derivative thereof or any mixture thereof.
上記ァニリ ン誘導体と しては、 4位以外の位置に、 アルキル基、 アルケニル基、 アルコキシ基、 アルキルチオ基、 ァリール基、 ァリ ールォキシ基、 アルキルァリール基、 ァリールアルキル基、 アルコ キシアルキル基を置換基と して少なく とも一つ有するァニリ ン誘導 体が例示できる。 好ましく は炭素数 1〜 5のアルキル基、 アルコキ シ基、 アルコキシアルキル基、 好ましく は炭素数 6〜 1 0のァリー ル基を置換基として少なく とも一つ有するァニリ ン誘導体が例示で きる。 Examples of the aniline derivative include an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an alkylaryl group, an arylalkyl group, and an alkoxyalkyl group at positions other than the 4-position. An aniline derivative having at least one substituent is exemplified. Preferable examples include an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, and an aniline derivative having preferably at least one aryl group having 6 to 10 carbon atoms as a substituent.
上記酸化重合のための酸化剤と しては、 上記ァニリ ン又はその誘 導体を重合し得うるものであれば特に限定はなく、 例えば過硫酸ァ ンモニゥム、 過硫酸、 過硫酸ナ ト リ ウム、 過硫酸カ リ ウム等の過硫 酸類、 過酸化水素、 塩化第二鉄、 硫酸第二鉄、 重ク ロム酸カ リ ウム 、 過マンガン酸カリ ウム、 過酸化水素一第一鉄塩等のレ ドックス開 始剤等が好ましく用いられる。 これら酸化剤は単独で使用しても 2 種以上併用してもよい。 これら酸化剤の用いる量と しては、 上記ァ 二リ ン又はその誘導体を酸化重合し得う る量であれば特に限定はな いが、 ァニリ ン又はその誘導体 1 モルに対して好ましく は 0 . 0 1 〜 1 0 モル、 よ り好ましく は 0 . 1〜 5 モルである。
本発明においては、 ァニリ ン又はその誘導体の酸化重合に際して 、 スルホン酸及び/又はプロ ト ン酸基を有する有機高分子化合物の 存在下に、 分子量調整剤及び、 必要に応じ、 相間移動触媒を共存さ せ、 重合は水層及び有機層の混合層で実施する。 The oxidizing agent for the oxidative polymerization is not particularly limited as long as it can polymerize the above-mentioned aniline or its derivative, and examples thereof include ammonium persulfate, persulfuric acid, sodium persulfate, and the like. Persulfuric acids such as potassium persulfate, hydrogen peroxide, ferric chloride, ferric sulfate, potassium bichromate, potassium permanganate, ferrous hydrogen peroxide, etc. Dox initiators and the like are preferably used. These oxidizing agents may be used alone or in combination of two or more. The amount of the oxidizing agent to be used is not particularly limited as long as it is an amount capable of oxidatively polymerizing the above-mentioned aniline or a derivative thereof, but is preferably 0 with respect to 1 mol of aniline or a derivative thereof. 0.1 to 10 moles, more preferably 0.1 to 5 moles. In the present invention, at the time of oxidative polymerization of aniline or a derivative thereof, a molecular weight modifier and, if necessary, a phase transfer catalyst are co-existed in the presence of an organic polymer compound having a sulfonic acid and / or a protonic acid group. The polymerization is carried out in a mixed layer of an aqueous layer and an organic layer.
本発明において使用するスルホン酸と しては従来からァニリ ンの 酸化重合に使用されている任意のスルホン酸を用いることができ、 具体的には一つ又は複数のスルホン酸基を有する脂肪族又は芳香族 スルホン酸及びこれらの塩であり、 アルキルスルホン酸、 ァリ ール スルホン酸、 ァノレキ/レア リ ーノレスノレホン酸、 CK ーォレフイ ンスノレホ ン酸、 高級脂肪酸エステルのスルホン酸、 (ジ) アルキルスルホコ ハク酸、 高級脂肪酸ア ミ ドのスルホン酸、 カ ンファースルホン酸及 びこれらの塩類をあげるこ とができる。 これらのスルホン酸の使用 量には特に限定はないが、 ァニリ ン又はその誘導体 1 モル当 り 0 . 0 1〜 5 モル使用するのが好ましく、 0 . 1 〜 3モル使用するのが 更に好ましい。 前記重合に際しては、 スルホン酸に加えて、 塩酸、 硫酸、 硝酸、 過塩素酸などの無機酸、 m—二 トロ安息香酸、 ト リ ク ロ ロ酢酸などの有機酸等のプロ トン酸を必要に応じて添加してもよ レ、。 As the sulfonic acid used in the present invention, any sulfonic acid conventionally used for oxidative polymerization of aniline can be used. Specifically, an aliphatic or sulfonic acid having one or more sulfonic acid groups can be used. Aromatic sulfonic acids and salts thereof, such as alkyl sulfonic acid, aryl sulfonic acid, anolex / rare linolenosolephonic acid, CK-olefin phenol, sulfonic acid of higher fatty acid ester, and (di) alkyl sulfosuccinic acid And sulfonic acids of higher fatty acid amides, camphorsulfonic acids and salts thereof. The amount of these sulfonic acids is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5 mol, more preferably 0.1 to 3 mol, per 1 mol of aniline or a derivative thereof. In the polymerization, in addition to sulfonic acid, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and perchloric acid, and protic acids such as organic acids such as m-nitrobenzoic acid and trichloroacetic acid are required. It may be added as needed.
本発明において使用するプロ ト ン酸基を有する水不溶性有機高分 子化合物は、 プロ ト ン酸基を有する複数の側鎖と有機溶媒に対して 親和性を示す複数の側鎖が主鎖に結合した構造のものである。 プロ トン酸基は側鎖末端に限らず、 側鎖の途中に複数存在していてもよ い。 プロ ト ン酸基と しては、 スルホン酸基、 カルボキシル基、 リ ン 酸基、 硫酸基が挙げられ、 好ましく はスルホン酸基、 カルボキシル 基、 リ ン酸基である。 プロ トン酸基を有する水不溶性高分子化合物 と しては、 上記構造を満たしていれば時に限定されないが、 プロ ト ン酸基を有するェチレン系不飽和モノマーと有機溶媒に対して親和
性を示す側鎖を有するエチレン系不飽和モノマーとの共重合体を挙 げるこ とができる。 プロ ト ン酸基を有するエチレン系不飽和モノマ 一と しては、 スチレンスノレホン酸、 ビニノレスノレホン酸、 ァ リ ノレスル ホン酸、 メ タ リルスルホン酸、 2—メタク リ ロイルォキシェチルー 1 ースルホン酸、 3 —メ タク リ ロイルォキシプロパン一 1 一メチル 一 1 ースルホン酸、 3 _メ タク リ ロイルォキシプロパン一 1 ースル ホン酸、 4—メ タク リ ロイノレオキシブタン一 1 ースルホン酸、 2— アク リルアミ ドー 2 —メチルプロパンスルホン酸、 メ タ リルォキシ ベンゼンスルホン酸、 メ タ リルスルホン酸、 アク リル酸、 メ タタ リ ル酸、 ィ タコン酸、 マレイ ン酸、 フマル酸、 ク ロ ト ン酸、 フマル酸 モノブチル、 マレイ ン酸モノプチ/レ 、 マレィ ン酸モノェチノレへキシ ノレ、 マレイ ン酸ヒ ドロキシプロ ピル 、 無水マレイ ン酸、 無水シ トラ コン酸、 りん酸ェチル (メ タ) ァク リ レ一 卜 、 りん酸ポリ オキシェ チレングリ コ一ノレモノ (メ タ) ァク レー 卜 、 りん酸プロ ピレング リ コールモノ (メ タ) アタ リ レー ト等を挙げるこ とができる。 またIn the water-insoluble organic polymer compound having a protonic acid group used in the present invention, a plurality of side chains having a protonic acid group and a plurality of side chains having an affinity for an organic solvent are included in a main chain. It has a combined structure. The protonic acid group is not limited to the terminal of the side chain, and a plurality of protonic acid groups may be present in the middle of the side chain. Examples of the protonic acid group include a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, and a sulfuric acid group, and a sulfonic acid group, a carboxyl group, and a phosphoric acid group are preferable. The water-insoluble polymer compound having a protonic acid group is not particularly limited as long as it satisfies the above structure, but has an affinity for an ethylenic unsaturated monomer having a protonic acid group and an organic solvent. And a copolymer with an ethylenically unsaturated monomer having a side chain exhibiting a property. Examples of the ethylenically unsaturated monomers having a protonic acid group include styrene snolefonic acid, vinylolenolefonic acid, arinoresulfonate, methallylsulfonic acid, and 2-methacryloyloxetyl. 1-sulfonic acid, 3-methacryloyloxypropane-1-methylsulfonic acid, 3_methacryloyloxypropane-1-sulfonic acid, 4-methacryloylonoxybutane-1-sulfonic acid , 2-acrylyl amide 2-methylpropane sulfonic acid, methallyloxy benzene sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, croton Acid, monobutyl fumarate, monobutyl maleate / re, monoethyl maleate hexanoate, hydroxypropyl maleate , Maleic anhydride, citraconic anhydride, ethyl phosphate (meth) acrylate, polyoxyethylene glycol monophosphate (meta) acrylate, propylene glycol phosphate (Meta) Atari rate and the like. Also
、 これらプロ ト ン酸基を有するェチレン系不飽和モノマーのプロ ト ン酸基がアンモニゥム基、 ァノレカ リ金属塩も しく は有機アミ ン基の 塩になっていてもよい 。 有機溶媒に対して is和性を示す側鎖を有す るェチレン系不飽和モノマーと しては 、 スチレン、 ーメチノレスチ レン、 ク ロ 口スチレン 、 1 , 3 -ブタジェン 、 イ ソプレン、 2 , 3 一ジメチルー 1 , 3 -ブタジエン、 1 , 3一ペンタジェン、 塩化ビ ニル、 塩化ビニリデン、 (メ タ) アク リ ロニ ト リル及び炭素数 1〜 3 0で、 ヘテロ原子を含んでも良い炭化水素基を有するスチレン誘 導体、 (メ タ) アク リル酸エステル誘導体、 (メ タ) アク リルアミ ド誘導体、 ビュルエーテル誘導体、 カルポン酸ビニルエステル誘導 体を挙げるこ とができる。 上記共重合体は、 ランダム共重合体、 ブ ロ ック共重合体、 グラフ ト共重合体のいずれであってもよい。 上記
重合体は公知の重合法を用いることによ り得ることができる。 However, the protonic acid group of the ethylenic unsaturated monomer having a protonic acid group may be an ammonium group, an anorecary metal salt, or a salt of an organic amine group. Examples of the ethylenic unsaturated monomer having a side chain that is iscompatible with an organic solvent include styrene, -methynolethylene, macroblock styrene, 1,3-butadiene, isoprene, and 2,3-dimethyl dimethylene. 1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, vinyl chloride, vinylidene chloride, (meth) acrylonitrile and styrene derivatives having 1 to 30 carbon atoms and having a hydrocarbon group which may contain a hetero atom. Examples thereof include a conductor, a (meth) acrylic ester derivative, a (meth) acrylamide derivative, a butyl ether derivative, and a vinyl carboxylate derivative. The copolymer may be any of a random copolymer, a block copolymer, and a graft copolymer. the above The polymer can be obtained by using a known polymerization method.
プロ トン酸基を有する水不溶性有機高分子化合物と して、 市販さ れている水不溶性の顔料分散剤を用いることも可能である。 上記市 販品としては、 例えばディスパービック一 1 1 0、 デイ スパービッ ク一 1 1 1、 デイスパービック一 1 7 1、 デイスパービック一 1 7 4、 B YK- P 1 0 4 (ビックケミー製) 、 ソルスパース 2 6 0 0 0、 ソルスパース · 3 2 0 0 0 (アビシァ製) 等を挙げることができ る。 これらのプロ ト ン酸を有す有機高分子化合物の使用量にも特に 限定はないが、 ァニリ ン又はその誘導体 1モル当りプロ トン酸基が 0. 0 5〜 2 0モルの比となるように有機高分子化合物を使用する のが好ましく、 0. 1〜 1 0モル使用するのが更に好ましい。 As the water-insoluble organic polymer compound having a protonic acid group, a commercially available water-insoluble pigment dispersant can also be used. The above-listed products include, for example, Dispervik 110, Day Supervik 111, Dispervik 171, Dispervik 174, BYK-P104 (manufactured by Big Chemie) Solsperse 2600, Solsperse 3200 (made by Abyssia), and the like. There is no particular limitation on the amount of the organic polymer compound having these protonic acids, but the amount of the protonic acid groups is preferably 0.05 to 20 mol per mol of aniline or a derivative thereof. Preferably, an organic polymer compound is used, more preferably 0.1 to 10 mol.
本発明において使用する分子量調整剤と しては、 4位に置換基を 有するァニリ ン誘導体、 チオール化合物、 ジスルフイ ド化合物及び 又はひ —メチルスチレンダイマーが挙げられる。 Examples of the molecular weight modifier used in the present invention include an aniline derivative having a substituent at the 4-position, a thiol compound, a disulfide compound, and / or a methylstyrene dimer.
4位に置換基 Xを有するァニリ ン誘導体と しては、 式 ( I ) :
で示される化合物をあげることができる。 式 ( I ) において、 Xは アルキル基、 アルケニル基、 アルコキシル基、 アルキルチオ基、 ァ リ ール基、 ァ リ ールォキシ基、 アルキルァ リ ール基、 ァ リ ールアル キル基、 アルコキシアルキル基、 ハロゲン基を表し、 Yは水素原子 、 アルキル基、 アルケニル基、 アルコキシル基、 アルキルチオ基、 ァ リ ール基、 ァ リ ールォキシ基、 アルキルァ リ ール基、 ァ リ ールァ ルキル基、 アルコキシアルキル基、 ハロゲン基を表し、 nは 0〜 4 の整数を表し、 nが 2〜 4の整数の場合、 Yは同一であっても異な つていても良い。 好ましい置換基 Xは、 炭素数 1〜 5のアルキル基
、 アルコキシ基、 アルコキシアルキル基、 炭素数 6〜 1 0のァリ ー ル基であり、 好ましい置換基 Yは、 水素原子、 炭素数 1〜5のアル キル基、 アルコキシ基、 アルコキシアルキル基、 炭素数 6〜 1 0の ァリ ール基である。 An aniline derivative having a substituent X at the 4-position is represented by the formula (I): The compound shown by these can be mentioned. In the formula (I), X represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxyl group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an alkylaryl group, an arylalkyl group, an alkoxyalkyl group, or a halogen group. Y represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxyl group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an alkylaryl group, an arylalkyl group, an alkoxyalkyl group, or a halogen group. , N represents an integer of 0 to 4. When n is an integer of 2 to 4, Y may be the same or different. Preferred substituent X is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. , An alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and a preferable substituent Y is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, a carbon atom. It is an aryl group of the number 6 to 10.
本発明において使用するチオール化合物及び Z又はジスルフィ ド 化合物と しては、 プチルメルカプタ ン、 ォクチルメルカプタン、 ド デシルメルカプタン、 へキサデシルメルカプタン、 テ ト ラデシルメ ルカブタン、 2, 2, 4, 6, 6 _ペンタメチルヘプタン _ 4ーメ チレンチォーノレなどのチォーノレ化合物、 ジェチノレジスノレフィ ド、 ジ ブチルジスルフィ ド等のァノレキノレジスルフィ ド類、 ジフエニノレジス ルフィ ド、 ジペンジノレジスノレフィ ド等の芳香族ジスルフィ ド類、 ジ メチノレキサン トゲンジスノレフィ ド、 ジェチノレキサントゲンジスノレフ ィ ドなどのキサントゲンジスルフィ ド類、 テ トラメチルチウラムジ スノレフィ ド、 テ トラエチルチウラムジスルフィ ドなどのチウラムジ スルフィ ド類などのジスルフィ ド化合物をあげるこ とができる。 こ れらは公知の化合物であり、 その多く は一般に市販されている。 分 子量調整剤の使用量にも特に限定はないが、 ァニリ ン又はその誘導 体 1 モル当 り 5 . 0 X 1 0— 5〜 5 . 0 X 1 0— 1モル使用するのが好 ましく 、 2 . 0 X 1 0 - 4〜 2 . 0 X 1 0— 1モル使用するのが更に好 ましい。 The thiol compound and Z or disulfide compound used in the present invention include butyl mercaptan, octyl mercaptan, dodecyl mercaptan, hexadecyl mercaptan, tetradecyl mercaptan, 2,2,4,6,6-pentapentamer Thornole compounds such as methylheptane_4-methylentienoole, anolequinoresulfides such as cetinoresin sulfide and dibutyl disulfide, and aromatic disulfides such as dipheninoresis sulfide and dipendinoresolenolide And xanthogen disulfides such as dimethinolexan togen disosulfide, ethynolexantogen diisnosulfide, and thiuram disulfide such as tetramethylthiuram disulfide and tetraethylthiuram disulfide of Disulfide compounds can be given. These are known compounds, many of which are generally commercially available. Not particularly limited to the amount of molecular weight modifier, but Aniri down or Ri-induced body 1 molar equivalent thereof 5. 0 X 1 0- 5 ~ 5. 0 X 1 0- 1 mol to use the better good Ku, 2 0 X 1 0 -. . 4 ~ 2 0 X 1 0- 1 mol more favorable preferable to use.
本発明の好ましい態様において使用する相間移動触媒と しては、 一般に相間移動触媒と して用いられているものであれば特に限定さ れないが、 具体的には、 ベンジルト リ ェチルアンモニゥムク ロ ライ ド、 メチルト リ オクチルアンモニゥムク ロライ ド、 テ トラー n —ブ チノレアンモニゥムプロマイ ド、 テ ト ラ _ n—ブチノレアンモ-ゥムァ ィォダイ ド、 テ トラ一 n—ブチルアンモニゥムク ロライ ド等のテ ト ラアルキルアンモニゥムハライ ド類 ; テ トラブチルアンモニゥムハ
ィ ドロォキサイ ド等のテ トラアルキルアンモニゥムハイ ドロォキサ ィ ド類 ; メチルト リ フエニルホスホニゥムブロマイ ド等のテ トラァ ルキルホスホニゥムハライ ド類 ; 1 2 —クラウン 4, 1 5 —クラウ ンー 5, 1 8ークラウンー 6等のクラウンェ一テル類等が挙げられ 、 この うち反応後の触媒の除去等の取り扱い易さの点でテ トラアル キルアンモニゥムハライ ド類が好ましく、 特には工業的に安価に入 手できるテ トラー n —プチルアンモニゥムブロマイ ド又はテ トラ一 n —プチルアンモニゥムクロライ ドが好ましい。 本発明において、 必要に応じ、 使用する相間移動触媒の量は、 特に限定されないが、 ァニ リ ン又はその誘導体に対して、 好ましく は、 0 . 0 0 0 1 モル 倍量以上、 更に好ましく は 0 . 0 0 5 モル倍量以上用いられるが、 相間移動触媒を過剰に用いすぎると反応終了後の単離、 精製工程が 困難になるため、 使用する場合には、 好ましく は 5 モル倍量以下、 更に好ましく は、 等モル量以下の範囲で用いられる。 The phase transfer catalyst used in the preferred embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it is generally used as a phase transfer catalyst. Specifically, benzyl triethylammonium Chloride, methyltrioctammonium chloride, tetral n—butynoleammonium bromide, tetral_n—butynoleammonium chloride, tetra-n-butylammonium chloride Tetraalkylammonium halides, etc .; tetrabutylammonium halides Tetraalkylammonium hydroxides such as thidroxide; tetraalkylphosphonium halides such as methyltriphenylphosphonium bromide; 12—crown 4, 15—crown Among them, crown ethers such as 5,18-crown-6 and the like are preferred. Of these, tetraalkylammonium halides are preferable in terms of ease of handling such as removal of the catalyst after the reaction, and particularly industrially Tetra n-butylammonium bromide or tetra-n-butylammonium chloride, which can be obtained at low cost, are preferred. In the present invention, if necessary, the amount of the phase transfer catalyst to be used is not particularly limited, but is preferably not less than 0.0001 mole times, more preferably, aniline or a derivative thereof. It is used in a molar amount of at least 0.05, but if the phase transfer catalyst is used excessively, the isolation and purification steps after the completion of the reaction become difficult. It is more preferably used in an equimolar amount or less.
本発明に従ってァニリ ン又はその誘導体を酸化重合させる方法に ついては、 前記反応成分を使用することを必須の要件とする以外は 従来通りの方法を採用することができ、 その他の汎用添加剤も本発 明の目的を損なわない限り、 従来通り とすることができる。 本発明 の重合媒体は、 水及び有機溶媒といった 2種類の液体媒体を溶媒と して用いる。 上記有機溶媒と しては、 ァニリ ン又はその誘導体とを 溶解し、 非水溶性であれば特に限定されず、 その具体例としては、 ベンゼン、 トルエン、 キシレン等の芳香族炭化水素類 ; へキサン、 ヘプタン、 オクタン等の脂肪族炭化水素類 ; ジク ロ ロェタン、 クロ ロ ホノレム、 1, 2 —ジク ロ ロェタ ン、 ク ロ 口べン i ン、 ジク ロ ロべ ンゼン等のハ口ゲン化炭化水素類 ; ジェチルエーテル、 ジー n —プ 口 ピノレエーテノレ、 ジイソプロピノレエーテノレ、 ジー n —ブチノレエーテ ル、 t e r t —プチルメチノレエーテル等のエーテノレ類 ; 酢酸ェチル
、 酢酸 n —プロ ピル、 酢酸イソプロ ピル、 酢酸 n—ブチル等のエス テル類が挙げられ、 このうち好ましく は、 芳香族炭化水素類、 脂肪 族炭化水素類及びハ口ゲン化炭化水素類であり、 特に好ましく は、 安価で毒性の低い トルエン及びキシレンである。 上記有機溶媒は、 2種以上を混合して用いても良い。 液体媒体の使用量と しては撹拌 可能な量があれば良く、 通常 、 ァニリ ン又はその誘導体に対して 、 1〜 5 0 0重量倍量用いられ、 好ましく は 2〜 3 0 0重量倍量で ある。 こ こで、 有機溶剤の使用量は、 水に対して、 0 . 0 5〜 3 0 重量倍量用いられ、 好ましくは、 0 . 1〜 1 0重量倍量用いられる 反応温度には特に制限はないが、 好ましくは一 1 0〜 8 0 °Cであ る。 本発明に従って酸化重合されたポリ ア-リ ンは収率が非常に高 く、 通常は 8 0 %以上であり、 またその電気伝導度は 1 0 _ 9 S cnf 1 以上である。 With respect to the method of oxidatively polymerizing aniline or a derivative thereof according to the present invention, a conventional method can be employed except that the use of the above-mentioned reaction components is an essential requirement. As long as the stated purpose is not impaired, it may be the same as before. The polymerization medium of the present invention uses two types of liquid media, such as water and an organic solvent, as solvents. The organic solvent is not particularly limited as long as it dissolves aniline or a derivative thereof and is insoluble in water. Specific examples thereof include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; and hexane. , Heptane, octane, etc .; aliphatic hydrocarbons; dichloroethane, chlorohonolem, 1,2-dichloroethane, chloro-open benzene, di-chloro benzene, etc. Etholeates, such as getyl ether, di-n-butyl mouth pinoreatenole, diisopropinoleatenole, di-n-butynoleatele, tert-butyl methinoleether; etyl acetate And esters such as n-propyl acetate, isopropyl acetate, and n-butyl acetate. Of these, aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, and lipogenated hydrocarbons are preferred. Particularly preferred are inexpensive and less toxic toluene and xylene. The above organic solvents may be used as a mixture of two or more kinds. The amount of the liquid medium used may be any amount that can be stirred, and is usually used in an amount of 1 to 500 times by weight, preferably 2 to 300 times by weight, based on aniline or a derivative thereof. It is. Here, the amount of the organic solvent used is 0.05 to 30 times by weight, preferably 0.1 to 10 times by weight, relative to water. However, it is preferably 110 to 80 ° C. Oxidative polymerization poly A according to the invention - Li down is rather very high yields, usually at 80% or more, the electrical conductivity is 1 0 _ 9 S cnf 1 or more.
本発明の有機溶媒に安定的に分散するポリ ア二リ ンは、 以下操作 を行う ことによ り単離できる。 Polyaniline stably dispersed in the organic solvent of the present invention can be isolated by performing the following operation.
( a ) 得られた反応溶液から有機溶媒を蒸発等によ り除去して、 ポ リア-リ ンを沈殿させた後、 水を除去することによ りポリアニリ ン を単離する方法、 (a) a method in which polyaniline is isolated by removing the organic solvent from the obtained reaction solution by evaporation or the like to precipitate poly-lin, and then removing water.
( b ) 得られた反応溶液に水及び 又は極性有機溶媒を添加し、 有 機層及び水層に分離した反応溶液から水層のみを除去することによ り有機溶媒に分散しているポリァニリ ンを単離する方法、 (b) Polyaniline dispersed in an organic solvent by adding water and / or a polar organic solvent to the obtained reaction solution and removing only the aqueous layer from the reaction solution separated into an organic layer and an aqueous layer A method of isolating,
( c ) 得られた反応溶液に極性有機溶媒を過剰量添加してポリァニ リ ンを沈殿させた後、 ろ過又はデカンテーシヨ ン等によ り溶媒を除 去することによ りポリ アユリ ンを単離する方法 (c) An excess amount of a polar organic solvent is added to the obtained reaction solution to precipitate polyaniline, and then the polyaurine is isolated by removing the solvent by filtration or decantation. how to
があるが、 これらのうち、 好ましい単離方法は ( a ) 及び ( b ) の 方法であり、 よ り好ましく は ( b ) の方法である。
また、 ポリ ア二リ ン分散液は、 前記 ( b ) 法に加えて以下操作を 行う ことによつても調製できる。 Of these, the preferred isolation methods are the methods (a) and (b), and more preferably the method (b). In addition, the poly (aniline) dispersion can be prepared by performing the following operation in addition to the method (b).
( d ) ( a ) 又は ( c ) で単離されたポリア二リ ンをァニリ ン又は ァニリ ン誘導体を酸化重合する際に用いる有機溶媒に分散させる方 法。 (d) A method in which the polyaniline isolated in (a) or (c) is dispersed in an organic solvent used for oxidative polymerization of aniline or an aniline derivative.
( e ) ( b ) 法で調製されたポリ ア二リ ン分散液に分散液を調製す る際に用いた有機溶媒及び/又はこの有機溶媒と相溶する有機溶媒 を添加する方法。 (e) A method in which the organic solvent used in preparing the dispersion and / or an organic solvent compatible with the organic solvent is added to the polyvinylamine dispersion prepared by the method (b).
上記ポリア二リ ン分散液を調整する際、 サンドミル、 ビーズミル 、 ポールミル、 3本ロールミル、 コ ロイ ドミノレ、 超音波ホモジナイ ザ一、 ヘンシェルミキサー、 ジェッ ト ミル等の分散機を用いても良 い。 When preparing the above-mentioned polyaniline dispersion, a dispersing machine such as a sand mill, a bead mill, a pole mill, a three-roll mill, a colloid dominore, an ultrasonic homogenizer, a Henschel mixer, a jet mill and the like may be used.
本発明に係る有機重合体組成物は前記導電性ポリア二リ ンを有機 重合体組成物 1 0 0重量部に対し、 好ましく は 0 . 0 1〜 1 0 0重 量部、 更に好ましく は 0 . 0 5〜8 0重量部配合する。 この配合量 が少な過ぎると有機重合体組成物の導電率が 1 0— 1 2 S cm—1以下と なってしまうおそれがあり、 逆に多過ぎると添加量に見合っただけ の効果が得られないおそれがある。 In the organic polymer composition according to the present invention, the conductive polyaniline is preferably used in an amount of 0.01 to 100 parts by weight, more preferably 0.1 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the organic polymer composition. 0 to 80 parts by weight. If the amount is too small, the conductivity of the organic polymer composition may be 10 to 12 Scm- 1 or less. Conversely, if the amount is too large, an effect commensurate with the added amount may be obtained. May not be.
本発明の有機重合体組成物に用いられる有機重合体には特に限定 はなく、 好ましい例と しては天然ゴム、 イ ソプレンゴム、 二 ト リル ゴム (例えばアク リ ロニ ト リル一ブタジエンゴム、 アタ リ ロニ ト リ ル一スチレン一ブタジエンゴム等) 、 水素化二 ト リルゴム、 プタジ ェンゴム、 スチレン一ブタジエンゴム、 ブチノレゴム、 ハロゲンィ匕プ チルゴム、 エチレン一 α —ォレフィ ンゴム (例えばエチレン一プロ ピレンゴム、 エチレン一プロ ピレン一非共役ジェンゴム、 エチレン ープテン一非共役ジェンゴム等) 、 ポ リ ノルボルネンゴム、 ァク リ ノレゴム、 フ ッ素ゴム、 シリ コーンゴム、 エチレン一酉乍酸ビニノレゴム
、 ェピク ロ ロ ヒ ドリ ンゴム、 ェピク ロ ロ ヒ ドリ ン一エチレンォキサ ィ ド共重合ゴム、 塩素化ポリエチレンゴム、 ク ロ ロプレンゴム、 ク 口 ロスノレホン化ポリ エチレンゴム、 フッ素化ゴム、 ポリ ウ レタンゴ ム等のゴム、 ポリエチレン、 ポリ プロ ピレン等のポリ オレフイ ン樹 脂、 ポリエチレンテレフタ レー ト、 ポリエチレンナフタ レー ト、 ポ リ プチレンテレフタレー ト等のポリ エステル樹脂、 ナイ 口 ン 6ゃナ ィ ロ ン 6, 6等のポリ アミ ド樹脂、 ビスフエノール A型エポキシ樹 脂、 ノポラック型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、 ポリ アミ ドイ ミ ド、 ポリアミ ツク酸等のポリイ ミ ド樹脂、 ポリ フッ化ビ二リデン等 のフッ素樹脂、 変性 P P E樹脂、 ポリカーボネート樹脂、 ポリ アセ タール樹脂、 又はこれらの変性物などの樹脂などが挙げられる。 The organic polymer used in the organic polymer composition of the present invention is not particularly limited. Preferred examples include natural rubber, isoprene rubber, and nitrile rubber (for example, acrylonitrile-butadiene rubber, Ronitrile-styrene-butadiene rubber, hydrogenated nitrile rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, butynole rubber, halogenated butyl rubber, ethylene- α -olefin rubber (for example, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene rubber) (Non-conjugated gen rubber, ethylene non-conjugated gen rubber, etc.), polynorbornene rubber, acryle rubber, fluorine rubber, silicone rubber, ethylene monovinyl rubber Rubber, such as epichlorohydrin rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber, chlorinated polyethylene rubber, chloroprene rubber, and mouth-opening lossless polyethylene rubber, fluorinated rubber, and polyurethane rubber Polyethylene resin such as polyethylene, polypropylene, etc., Polyester resin such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate, NIPPON 6 ゃ Nylon 6,6 Epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin and nopolak type epoxy resin, polyimide resin such as polyamide imide, polyamide acid, fluorine resin such as polyvinylidene fluoride , Modified PPE resin, polycarbonate resin, polyacetal resin, or A resin such as modified products thereof.
これらの有機重合体と導電性ポリ ァニリ ンとの混合方法には特に 限定はなく、 例えば、 上記操作法 ( a ) 、 ( c ) で単離されたポリ ァ-リ ンと有機重合体を混練機で混合する方法が挙げられる。 混練 機はロール、 ニーダー、 パンパリーミキサー、 2軸押出機等が挙げ られる。 また、 上記操作法 ( b ) 、 ( d ) 、 ( e ) で単離されたポ リアニリ ン分散液と有機重合体を混合することによつても得られる 。 混合する有機重合体は、 あらかじめ溶剤等に溶解又は分散させた ものを用いても良い。 溶媒と しては、 特に限定されないが、 ポリ ア 二リ ン分散液を調整する際に用いた溶媒と相溶性を持つ溶媒である ことが好ましい。 混合方法は、 ポリア二リ ンと有機重合体とが効率 良く混合できる方法であれば特に限定されないが、 簡便な撹拌混合 法やサンドミル、 ビーズミル、 ポールミル、 3本ロールミル、 コロ イ ドミル、 超音波ホモジナイザー、 ヘンシェルミキサー、 ジェッ ト ミル等の分散機を用いて混合する方法が挙げられる。 固体状の有機 重合体とポリ アニリ ン分散液を混合する場合には、 上記混練機を用 いても良い。 また、 本発明の有機重合体組成物は、 上記手法で得ら
れたポリアユリ ン及び/又はポリ アニリ ン分散液と一般に有機重合 体の加工性、 柔軟性を改善するために用いられている可塑剤、 プロ セスオイルとを予め混合したものを上記有機重合体と混合すること によっても得られる。 また、 本発明の有機重合体組成物は、 上記手 法で得られたポリ アニリ ン及び Z又はポリ アニリ ン分散液と上記有 機重合体の補強剤と して用いられているカーポンプラック、 シリカ 、 タルク等のフィラーとを予め混合したものを上記有機重合体と混 合することによつても得られる。 また、 本発明の有機重合体組成物 は、 上記手法で得られたポリアニリ ン及び 又はポリ アニリ ン分散 液で上記補強剤を表面処理したものを上記有機重合体と混合するこ とによっても得られる。 There is no particular limitation on the method of mixing these organic polymers with the conductive poly (aniline). For example, kneading the poly (vinyl alcohol) and the organic polymer isolated by the above-mentioned operation methods (a) and (c) is performed. And a method of mixing with a machine. The kneading machine includes a roll, a kneader, a bread palley mixer, a twin screw extruder and the like. Further, it can also be obtained by mixing an organic polymer with the polyaniline dispersion isolated in the above procedures (b), (d) and (e). The organic polymer to be mixed may be one previously dissolved or dispersed in a solvent or the like. The solvent is not particularly limited, but is preferably a solvent that is compatible with the solvent used when preparing the polyvinyl alcohol dispersion. The mixing method is not particularly limited as long as the polyaniline and the organic polymer can be efficiently mixed.A simple stirring method, a sand mill, a bead mill, a pole mill, a three-roll mill, a color mill, an ultrasonic homogenizer, etc. And a dispersing machine such as a Henschel mixer or a jet mill. When mixing a solid organic polymer and a polyaniline dispersion, the above kneader may be used. Further, the organic polymer composition of the present invention is obtained by the above method. Pre-mixed polyaurine and / or polyaniline dispersion and a plasticizer and process oil, which are generally used to improve the processability and flexibility of organic polymers, are mixed with the above organic polymer. It is also obtained by doing Further, the organic polymer composition of the present invention includes a polyaniline and a Z or polyaniline dispersion obtained by the above method and a car pump rack used as a reinforcing agent for the organic polymer. It can also be obtained by mixing a mixture obtained by previously mixing a filler such as silica or talc with the organic polymer. Further, the organic polymer composition of the present invention can also be obtained by mixing a surface treatment of the reinforcing agent with the polyaniline and / or the polyaniline dispersion obtained by the above method, and mixing with the organic polymer. .
本発明に係る有機重合体組成物にはその他の成分と して、 例えば カーボンブラック、 シリカ、 タルクなどの補強剤 (フイラ一) 、 加 硫又は架橋剤、 加硫又は架橋促進剤、 シランカップリ ング剤、 各種 オイル、 老化防止剤、 酸化防止剤、 紫外線吸収剤、 光安定剤、 難燃 剤、 可塑剤等のゴム又は樹脂用に一般的に配合されている各種添加 剤を従来の配合量で任意的に配合することができる。 本発明に係る 有機重合体組成物にはその他の成分と して、 イオン導電剤、 電子導 電剤を配合しても差し支えない。 イオン導電剤と しては、 例えば第 4級アンモニム塩、 ホウ酸塩、 界面活性剤等が挙げられる。 電子導 電剤と しては、 導電性酸化亜鉛、 導電性酸化チタン、 導電性酸化ス ズ、 グラフアイ ト等が挙げられる。 実施例 Other components of the organic polymer composition according to the present invention include, for example, a reinforcing agent (filament) such as carbon black, silica, and talc, a vulcanizing or cross-linking agent, a vulcanizing or cross-linking accelerator, and silane coupling. Additives, oils, antioxidants, antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, flame retardants, plasticizers, etc. It can be optionally blended. The organic polymer composition according to the present invention may contain an ionic conductive agent and an electron conductive agent as other components. Examples of the ionic conductive agent include quaternary ammonium salts, borates, and surfactants. Examples of the electron conductive agent include conductive zinc oxide, conductive titanium oxide, conductive tin oxide, and graphite. Example
以下、 実施例に従って本発明を更に具体的に説明するが、 本発明 をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。 ϋ製例
ポリア二 リ ン 1 (導電性ポリア二 リ ン分散液) の調製 トルエン 1 0 0 gに表 I に示すよ うに、 ァニリ ン 2 g、 ドデシル ベンゼンスルホン酸 4 . 2 g 、 ポ リ アク リル酸誘導体 (ソルスパー ス 2 6 0 0 0 、 アビシァ製) 1 . 0 g、 4 ーメ チルァニ リ ン 0 . 0 3 gを溶解させた後、 6 N塩酸 3 . 5 8 mLを溶解した蒸留水 5 0 g を加えた。 この混合溶液にテ トラプチルアンモニゥムブロマイ ド 1 8 0 mg添加し、 5 °C以下に冷却した後、 過硫酸アンモニゥム 5 . 4 gを溶解させた蒸留水 3 0 gを加えた。 5 °C以下の状態で 5時間酸 化重合を行った後、 トルエンを真空留去した。 水中に形成されたポ リアニリ ン沈殿物を濾過後、 水洗浄することにより 目的とするポリ ァニリ ン 1 を得た。 得られたポリアニリ ンをトルエン 1 5 0 gに分 散させた後、 水層を除去することによ りポリ ア-リ ントルエン分散 液を得た。 ポリ ア二リ ン トルエン分散液を一部採取し、 トルエンを 真空留去したところ、 分散液中に固形分 4 . 1重量% (ポリ アニリ ン含有量 1 . 3重量%) が含まれていた。 この分散液を孔径 1 . 0 /z mのフィルターでろ過したところ、 目詰ま りすることはなく、 こ の分散液は室温 3ヶ月経過した後も凝集、 沈殿することなく安定で あった。 元素分析から ドデシルベンゼンスルホン酸のァニリ ンモノ マーユニッ ト当りのモル比は 0 . 4 5で、 ポリ ア二リ ンの収率は 9 7 %であった。 また、 分散液から トルエンを真空留去し、 圧縮成型 機でペレッ トを作製し、 4端子法、 室温下で測定した電気伝導度は 0 . 2 5 S cnT 1であった。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these Examples. ϋExample Preparation of Polyaniline 1 (Conductive Polyaniline Dispersion) As shown in Table I, toluene 100 g, aniline 2 g, dodecyl benzenesulfonic acid 4.2 g, polyacrylic acid derivative (Soluspar 2600, manufactured by Abyssia) After dissolving 1.0 g and 0.03 g of 4-methylaniline, 50 g of distilled water in which 3.58 mL of 6 N hydrochloric acid was dissolved Was added. To this mixed solution was added 180 mg of tetrabutylammonium bromide, cooled to 5 ° C. or lower, and then 30 g of distilled water in which 5.4 g of ammonium persulfate was dissolved was added. After performing the oxidation polymerization at 5 ° C or lower for 5 hours, toluene was distilled off in vacuo. The polyaniline precipitate formed in the water was filtered and washed with water to obtain the desired polyaniline 1. After dispersing the obtained polyaniline in 150 g of toluene, the aqueous layer was removed to obtain a polyallyl toluene dispersion. When a portion of the poly (aniline) toluene dispersion was collected and toluene was distilled off in vacuo, the dispersion contained 4.1% by weight of solids (polyaniline content: 1.3% by weight). . When this dispersion was filtered through a filter having a pore size of 1.0 / zm, no clogging was observed, and this dispersion was stable without aggregation or precipitation even after 3 months at room temperature. From the elemental analysis, the molar ratio of dodecylbenzenesulfonic acid per aniline monomer unit was 0.45, and the yield of polyaniline was 97%. Further, the toluene was removed in vacuo from the dispersion, to produce a pellet in a compression molding machine, the 4-terminal method, it was the electrical conductivity was measured at room temperature 0.2 a 5 S cnt 1.
ポリ ァニリ ン 2 の調製 Preparation of polyaniline 2
トルエン 1 0 0 gに表 I に示すよ うに、 ァニリ ン 2 g、 ドデシル ベンゼンスルホン酸 4 . 2 g、 ポリ アク リル酸誘導体 (ソルスパー ス 2 6 0 0 0 、 アビシァ製) 1 . 0 g、 4ーメチルァニ リ ン 0 . 0 3 gを溶解させた後、 6 N塩酸 3 . 5 8 mLを溶解した蒸留水 5 0 g
を加えた。 この混合溶液にテ トラブチルアンモニゥムブロマイ ド 1 8 0 mg添加し、 5 °C以下に冷却した後、 過硫酸アンモニゥム 5 . 4 gを溶解させた蒸留水 3 0 gを加えた。 5 °C以下の状態で 5時間酸 化重合を行った後、 トルエン 5 0 g、 ついでメタノール水混合溶媒 (水 Zメタノール = 2 / 3 (重量比) ) を加え撹拌を行った。 撹拌 終了後、 有機 ( トルエン) 層と水層に分離した反応溶液のうち、 水 層のみを除去することによ りポリア二リ ントルェン分散液を得た。 ポリ ア二リ ン トルエン分散液を一部採取し、 トルエンを真空留去し たところ分散液中に固形分 4 . 1重量% (ポリ ア二リ ン含有量 1 . 3重量%) が含まれていた。 また、 この分散液を孔径 1 . Ο μ ιηの フィルターでろ過したところ目詰まりすることはなく、 上記分散液 は室温 3ヶ月経過した後も凝集、 沈殿することなく安定であった。 元素分析から ドデシルベンゼンスルホン酸のァニリ ンモノマーュニ ッ ト当 りのモル比は 0 . 4 5であり、 得られたポリア二リ ンの収率 は 9 6 %だった。 また、 ポリア二リ ン トルエン分散液から トルエン を真空留去し、 圧縮成型機でペレッ トを作製し、 4端子法、 室温下 で測定した電気伝導度は 0 . 2 6 S cnf 1であった。 As shown in Table I in toluene 100 g, aniline 2 g, dodecyl benzenesulfonic acid 4.2 g, polyacrylic acid derivative (solspar 260,000, manufactured by Abyssia) 1.0 g, 4 g -Methylaniline (0.03 g) was dissolved, and 3.5 g of 6N hydrochloric acid was dissolved in distilled water (50 g). Was added. To this mixed solution, 180 mg of tetrabutylammonium bromide was added, and after cooling to 5 ° C. or lower, 30 g of distilled water in which 5.4 g of ammonium persulfate was dissolved was added. After performing the oxidation polymerization at 5 ° C. or lower for 5 hours, 50 g of toluene and then a mixed solvent of methanol and water (water / methanol = 2/3 (weight ratio)) were added, followed by stirring. After completion of the stirring, of the reaction solution separated into an organic (toluene) layer and an aqueous layer, only the aqueous layer was removed to obtain a poly (aluminate) dispersion. A portion of the toluene dispersion was collected and toluene was distilled off under vacuum. The dispersion contained 4.1% by weight of solids (polyaniline content: 1.3% by weight). I was When this dispersion was filtered with a filter having a pore size of 1.Ο μιη, no clogging was observed, and the dispersion was stable without aggregation and precipitation even after 3 months at room temperature. From the elemental analysis, the molar ratio of dodecylbenzenesulfonic acid to aniline monomer unit was 0.45, and the yield of polyaniline obtained was 96%. Toluene was distilled off from the poly (aluminum toluene dispersion) under vacuum, and a pellet was prepared using a compression molding machine.The electrical conductivity measured at room temperature by the four-terminal method was 0.26 S cnf 1 . .
ポリアニリ ン 3の調製 Preparation of polyaniline 3
分子量調整剤と して 4一メチルァニリ ンの替わりに ドデカンチォ ール 0 . 0 5 gを用いた以外は、 ポリ ア二リ ン 2 と同じ方法でポリ ァニリ ン トルエン分散液を得た。 ポリ ア二リ ン トルエン分散液を一 部採取し、 トルエンを真空留去したところ、 分散液中に固形分 4 . 1重量% (ポリ ア二 リ ン含有量 1 . 3重量%) が含まれていた。 ま た、 この分散液を孔径 1 . Ο μ ιηのフィルターでろ過したところ目 詰ま りすることはなく、 この分散液は室温 3ヶ月経過した後も凝集 、 沈殿することなく安定であった。 元素分析から ドデシルベンゼン スルホン酸のァニリ ンモノマーュニッ ト当 りのモル比は 0 . 4 5で
あり、 ポリア二リ ンの収率は 9 5 %であった。 また、 分散液から ト ルェンを真空留去し、 圧縮成型機でペレッ トを作製し、 4端子法、 室温下で測定した電気伝導度は 0 . 2 5 S cm— 1であった。 A polyaniline toluene dispersion was obtained in the same manner as for polyaniline 2, except that 0.05 g of dodecantol was used instead of 4-methylaniline as a molecular weight modifier. When a portion of the toluene dispersion was collected and toluene was distilled off in vacuo, the dispersion contained 4.1% by weight of solids (polyaniline content: 1.3% by weight). I was When this dispersion was filtered with a filter having a pore size of 1.Ο μιη, no clogging was observed, and this dispersion was stable without aggregation or precipitation even after 3 months at room temperature. From elemental analysis, the molar ratio of dodecylbenzene sulfonic acid to aniline monomer unit was 0.45. The yield of polyaniline was 95%. Further, toluene was distilled off from the dispersion under vacuum, and a pellet was prepared using a compression molding machine. The electrical conductivity measured at room temperature by a four-terminal method was 0.25 Scm- 1 .
ポリ ア二リ ン 4 の調製 Preparation of Polyaniline 4
分子量調整剤と して 4—メチルァ二リ ンの替わりにひ 一メチルス チレンダイマー 0 . 0 5 gを用いた以外は、 ポリア二リ ン 2 と同じ 方法でポリアニ リ ン トルエン分散液を得た。 ポリアユ リ ン トルエン 分散液を一部採取し、 トルエンを真空留去したところ分散液中に固 形分 4 . 1重量% (ァニリ ン含有量 1 . 3重量%) が含まれている ことがわかった。 また、 この分散液を孔径 1 . 0 /z mのフィルター でろ過したところ目詰まりすることはなかった。 上記分散液は室温 3ヶ月経過した後も凝集沈殿することなく安定であった。 元素分析 から ドデシノレベンゼンスノレホン酸のァニ リ ンモノマーュニッ ト当 り のモル比は 0 . 4 5 であ り 、 ポリ ア二 リ ンの収率は 9 6 %であった 。 また、 分散液から トルエンを真空留去し、 圧縮成型機でペレッ ト を作製し、 4端子法、 室温下で測定した電気伝導度は 0 . 2 5 S c ηΓ 1であつ 7こ。 A polyaniline toluene dispersion was obtained in the same manner as for polyaniline 2, except that 0.05 g of 1-methylstyrene dimer was used instead of 4-methylalanine as a molecular weight modifier. A portion of the polyaurine toluene dispersion was sampled and toluene was distilled off in vacuo, and it was found that the dispersion contained 4.1% by weight of solids (aniline content 1.3% by weight). Was. When this dispersion was filtered with a filter having a pore size of 1.0 / zm, no clogging was observed. The dispersion was stable without aggregation and precipitation even after 3 months at room temperature. From the elemental analysis, the molar ratio of dodecinolebenzenesnolefonic acid to aniline monomer unit was 0.45, and the yield of polyazirin was 96%. In addition, toluene was distilled off from the dispersion in vacuo, and a pellet was prepared using a compression molding machine. The electrical conductivity measured at room temperature by the four-terminal method was 0.25 S c ηΓ 1 and was 7 times.
ポリ ア二リ ン 5 の調製 Preparation of Polyaniline 5
ポリアク リル酸誘導体を使用せずに、 ポリア二リ ン 2 と同じ方法 でポリアニリ ン トルェン分散液を得た。 ポリ ア二リ ン トルェン分散 液を一部採取し、 トルエンを真空留去したところ、 分散液中に固形 分 3 . 4重量% (ポリア二リ ン含有量 1 . 3重量%) が含まれてい た。 また、 この分散液を孔径 Ι , . Ο μ πιのフィルターでろ過したと ころ目詰ま りすることなく、 この分散液.は室温 3ヶ月経過した後も 凝集沈殿することなく安定であった。 元素分析から ドデシルペンゼ ンスルホン酸のァニ リ ンモノ マーュニッ ト当 り のモル比が 0 . 4 5 であり、 ポリ ア二リ ンの収率 9 6 %であった。 また、 分散液から ト
ルェンを真空留去し、 圧縮製型機でペレッ トを作製し、 4端子法、 室温下で測定した電気伝導度は 0 . 2 5 S cm— 1であった。 A polyaniline toluene dispersion was obtained in the same manner as for polyaniline 2 without using a polyacrylic acid derivative. When a portion of the poly (a-phenylene toluene) dispersion was collected and toluene was distilled off in vacuo, the dispersion contained 3.4% by weight of solids (polyaniline content: 1.3% by weight). Was. The dispersion was filtered with a filter having a pore size of ,, .μππ without clogging, and the dispersion was stable without aggregation and precipitation even after 3 months at room temperature. From the elemental analysis, the molar ratio of dodecyl benzene sulfonic acid to aniline monomerite was 0.45, and the yield of polyaniline was 96%. Also, from the dispersion The benzene was distilled off in vacuo, and a pellet was prepared using a compression molding machine. The electrical conductivity measured at room temperature by the four-terminal method was 0.25 Scm- 1 .
ポリ アニリ ン 6 の調製 Preparation of polyaniline 6
ドデシルベンゼンスルホン酸を使用せずに、 ポリ ァニリ ン 2 と同 じ方法でポリア-リ ン トルエン分散液を得た。 ポリ アニリ ン トルェ ン分散液を一部採取し、 トルエンを真空留去したところ、 分散液中 に固形分 2 . 0重量% (ポリ ア二リ ン含有量 1 . 3重量%) が含ま れていた。 また、 この分散液を孔径 1 . Ο μ ΓΠのフィルターでろ過 したところ目詰まりすることなく、 この分散液は室温 3ヶ月経過し た後も凝集沈殿することなく安定であった。 ポリア二リ ン収率は 9 6 %であった。 また、 分散液から トルエンを真空留去し、 圧縮成型 機でペレッ トを作製し、 4端子法、 室温下で測定した電気伝導度は 0 . 2 1 S cnf 1であった。 A polyaryne toluene dispersion was obtained in the same manner as for polyaniline 2 without using dodecylbenzenesulfonic acid. A portion of the polyaniline toluene dispersion was collected, and toluene was distilled off in vacuo. As a result, the solid content of the dispersion was 2.0% by weight (polyaniline content: 1.3% by weight). Was. The dispersion was filtered with a filter having a pore size of 1. 1 μm, without clogging, and the dispersion was stable without aggregation and precipitation even after 3 months at room temperature. Polyaniline yield was 96%. In addition, toluene was distilled off from the dispersion under vacuum, and a pellet was prepared using a compression molding machine. The electrical conductivity measured at room temperature by the four-terminal method was 0.21 Scnf 1 .
ポリ ァニ リ ン 7 の調整 Adjusting polyaniline 7
テ トラプチルアンモニゥムプロマイ ドを使用せずに、 ポリアニリ ン 2 と同じ方法でポリ アニリ ン トルエン分散液を得た。 ポリアニリ ントルェン分散液を一部採取し、 トルェンを真空留去したところ、 分散液中に固形分 2 . 7重量% (ポリ ア二 リ ン含有量 0 . 8重量% ) が含まれていた。 また、 この分散液を孔径 1 . 0 z mのフィルタ 一でろ過したところ目詰ま りすることはなかった。 上記分散液は室 温 3力月経過した後も凝集沈殿することなく安定であった。 元素分 析から ドデシルベンゼンスルホン酸のァニリ ンモノ マーュニッ ト当 りのモル比は 0 . 4 5であり、 ポリ ア二リ ンの収率は 6 0 %であつ た。 また、 分散液から トルエンを真空留去し、 圧縮成型機でペレツ トを作製し、 4端子法、 室温下で測定した電気伝導度は 0 . 2 5 S cm" 1であった。 A polyaniline toluene dispersion was obtained in the same manner as for polyaniline 2 without using tetrabutylammonium bromide. When a part of the polyaniline toluene dispersion was collected and toluene was distilled off in vacuo, the dispersion contained 2.7% by weight of solids (polyaniline content 0.8% by weight). When this dispersion was filtered through a filter having a pore size of 1.0 zm, no clogging was observed. The dispersion was stable without aggregation and precipitation even after 3 months of room temperature. From the elemental analysis, the molar ratio of dodecylbenzenesulfonic acid to aniline monomerite was 0.45, and the yield of polyaniline was 60%. Further, toluene was distilled off from the dispersion under vacuum, and a pellet was prepared using a compression molding machine. The electrical conductivity measured at room temperature by a four-terminal method was 0.25 Scm " 1 .
ポリ ァニ リ ン 8 の調製
4—メチノレアニリ ン、 テ トラブチルアンモニゥムプロマイ ドを使 用せずに、 ポリ ァニリ ン 2 と同じ方法でポリアユリ ントルエン分散 液を得た。 ポリ ア二リ ン トルエン分散液を一部採取し、 トルエンを 真空留去したところ、 分散液中に固形分 2 . 7重量% (ポリ アニリ ン含有量 0 . 7重量%) が含まれていた。 また、 この分散液を孔径 1 . Ο μ πιのフィルターでろ過したところ目詰まり をした。 この分 散液は室温 3ヶ月放置したところ、 ポリ アニリ ンの沈殿物が形成さ れた。 元素分析から ドデシルベンゼンスルホン酸のァ-リ ンモノマ 一ユニッ ト当りのモル比は 0 . 4 5であり、 ポリア二リ ンの収率は 5 5 %であった。 また、 分散液から トルエンを真空留去し、 圧縮成 型機でペレッ トを作製し、 4端子法、 室温下で測定した電気伝導度 は 0 . 2 ◦ S cm— 1であった。
Preparation of polyaniline 8 4-A polyurin toluene dispersion was obtained in the same manner as for polyaniline 2 without using methinoleaniline and tetrabutylammonium bromide. When a portion of the poly (aniline) toluene dispersion was collected and toluene was distilled off in vacuo, the dispersion contained 2.7% by weight of solids (polyaniline content 0.7% by weight). . The dispersion was filtered with a filter having a pore size of 1.Ομππ, and clogged. When this dispersion was left at room temperature for 3 months, a precipitate of polyaniline was formed. From the elemental analysis, the molar ratio of dodecylbenzenesulfonic acid per unit of the monomer monomer was 0.45, and the yield of polyaniline was 55%. In addition, toluene was distilled off from the dispersion under vacuum, and a pellet was prepared using a compression molding machine. The electrical conductivity measured at room temperature by the four-terminal method was 0.2 ◦S cm- 1 .
表 I ポリア二 ポリア二 ポリア二 ポリア二 ポリア二 ポリア二 ポリア二 ポリア二 リ ン 1 リ ン 2 リ ン 3 リ ン 4 リ ン 5 リ ン 6 リ ン 7 リ ン 8 ァニリ ン 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 ドデシノレベンゼンスノレホン酸 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 ― 4.2 4.2 ポリアク リル酸誘導体 1.0 1.0 1.0 1.0 ― 1.0 1.0 1.0Table I Poly 2 Poly 2 Poly 2 Poly 2 Poly 2 Poly 2 Poly 2 Lin 1 Lin 2 Lin 3 Lin 4 Lin 5 Lin 6 Lin 7 Lin 8 Anilin 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 Dodecinolebenzenesnolephonic acid 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 ― 4.2 4.2 Polyacrylic acid derivative 1.0 1.0 1.0 1.0 ― 1.0 1.0 1.0
4—メチルァニリ ン " 0.03 0.03 ― ― 0.03 0.03 0.03 一 ドデカンチオール " ― ― 0.05 一 一 一 ― ― α—メチノレスチレンダイマー *i ― ― 一 0.05 一 一 ― ― テ トラプチルァン ΐニゥムブロマイ ド *2 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 一 一 収率 (%) 97 96 95 96 96 96 60 55 分散性 (重量%) *3 4.1(1.3) 4.1(1.3) 4.1(1.3) 4.1(1.3) 3.4(1.3) 2.0(1.3) 2.7(0.8) 2.7(0.7) 分散安定性 *4 〇 O 〇 〇 〇 . 〇 〇 X 導電性 (Scm— *5 0.25 0.26 0.25 0.25 0.25 0.21 0.25 0.20 4-Methylaniline "0.03 0.03 ― ― 0.03 0.03 0.03 Dodecanethiol ― ― ― 0.05 1 1 ― ― ― α-Methinolestyrene dimer * i ― ― 1 0.05 1 1 ― ― ― Tetrapylphane Nidium bromide * 2 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 11 Yield (%) 97 96 95 96 96 96 60 55 Dispersibility (% by weight) * 3 4.1 (1.3) 4.1 (1.3) 4.1 (1.3) 4.1 (1.3) 3.4 (1.3) 2.0 (1.3) 2.7 (0.8) 2.7 (0.7) Dispersion stability * 4 〇 O 〇 〇 〇. 〇 〇 X conductivity (Scm— * 5 0.25 0.26 0.25 0.25 0.25 0.21 0.25 0.20
* 1 : 分子量調整剤 * 1: Molecular weight regulator
* 2 : 相間移動触媒 * 2: Phase transfer catalyst
* 3 : ポリ ァニリ ン トルエン分散液中の固形分濃度 (重量。/。) で示した (表中括弧内はポリ ァニリ ン含有量 * 3: Shown by the solid content concentration (weight./.) In the polyaniline toluene dispersion (the content in parenthesis in the table is the polyaniline content)
(重量%)を示す) 。 (% By weight)).
* 4 : ポリ ア二リ ントルエン分散液を室温下 3 ヶ月放置後目視で判定し、 沈殿物が形成されたものを X、 * 4: The dispersion of the toluene dispersion was allowed to stand at room temperature for 3 months, and then visually judged.
形成されなかったものを〇と した。 Those that were not formed were marked as 〇.
* 5 : 圧縮成型機で作製したペレッ トを 4端子法で測定した。
* 5: Pellets produced by a compression molding machine were measured by the four-terminal method.
表 I に示す通り、 本発明のポリ ア二リ ン 1〜 6は、 導電性が比較 例であるポリ アニリ ン 8 と同等以上であるにもかかわらず、 収率並 びに トルエンに対する分散性及び分散安定性が優れていることがわ かる。 なお、 ポリア二リ ン 7は収率は必ずしも良好ではないが トル ェンに対する分散性及び分散安定性が優れていることがわかる。 実施例 1, 2及び比較例 1 As shown in Table I, the polyanilines 1 to 6 of the present invention have the same yield and dispersibility and dispersibility in toluene, despite having conductivity equal to or higher than that of polyaniline 8 as a comparative example. It shows that the stability is excellent. In addition, although the yield of Polyaniline 7 is not always good, it is understood that the dispersibility and dispersion stability in toluene are excellent. Examples 1 and 2 and Comparative Example 1
表 IIに示すように、 ポリ ア二リ ン 1, 2又は 8 ( 0. 0 5 g ) と S B R (日本ゼオン (株) 製 N i p o l 1 5 0 2 ) ( l g ) を トルエン 1 5 gに溶解させた後、 トルエンを真空留去してポリ ァニ リ ン S B R複合体を得た。 得られた複合体の導電性は表 IIに示す 通りである。
As shown in Table II, poly (1,2,8) (0.05 g) and SBR (Nipol 1502, Nippon Zeon) (lg) were dissolved in 15 g of toluene. After that, toluene was distilled off in vacuo to obtain a poly (aniline) SBR complex. The conductivity of the obtained composite is as shown in Table II.
表 II 実施例 1 実施例 2 比較例 1 配合 (重量部) Table II Example 1 Example 2 Comparative Example 1 Formulation (parts by weight)
S B R 100 100 100 ポリ ア二リ ン 1 5 ― ― S B R 100 100 100 Polyaline 1 5 ― ―
ポリ ア二リ ン 2 ― 5 ― Polyaniline 2 ― 5 ―
ポリ ア二リ ン 8 一 ― 5 導電性 (ScnT1) It)-5 10一4 10一1 2 氺 1 : 1 5 x 1 5 x 0 2 cmの金型中で 1 0 0 °C 1 0分間プレスしてゴムシー トを 作製し、 その電気伝導度を J I S K 7 1 9 4に準拠して測定した (条件 : 室温下 三菱化学社製ロ レス タ G P ) 。
Poly A two Li down 8 one - fifth conductive (SCNT 1) It) - 5 10 one 4 10 one 1 2氺1: 1 5 x 1 5 x 0 2 1 0 0 ° in cm of mold C 1 0 A rubber sheet was prepared by pressing for 1 minute, and the electrical conductivity was measured in accordance with JISK 719 (conditions: Loresta GP manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation at room temperature).
産業上の利用可能性 Industrial applicability
以上の通り、 本発明に従えば、 導電性で有機溶媒に安定に分散す るポリ アニリ ンを高収率で得ることができる。 この導電性ポリ ア二 リ ンは、 有機溶媒に安定に分散するため、 基材上に塗布、 乾燥する ことによ り、 導電性フィルムや薄膜を容易に形成できる。 このよ う にして得られた導電性フィルムゃ薄膜は帯電防止材料、 透明導電フ イルムなどに使用するのに好適である。 さらに汎用高分子材料と混 合するこ とによ り導電材料へと変換するこ とができる。
As described above, according to the present invention, polyaniline that is conductive and can be stably dispersed in an organic solvent can be obtained in high yield. Since this conductive polyvinyl is stably dispersed in an organic solvent, a conductive film or a thin film can be easily formed by coating and drying on a substrate. The conductive film / thin film thus obtained is suitable for use as an antistatic material, a transparent conductive film, or the like. Furthermore, it can be converted to a conductive material by mixing with a general-purpose polymer material.