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JPH0725868B2 - Precursor of long-chain-substituted polyphenylene vinylene, method for producing long-chain-substituted polyphenylene vinylene, and highly conductive composition - Google Patents

Precursor of long-chain-substituted polyphenylene vinylene, method for producing long-chain-substituted polyphenylene vinylene, and highly conductive composition

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Publication number
JPH0725868B2
JPH0725868B2 JP63081339A JP8133988A JPH0725868B2 JP H0725868 B2 JPH0725868 B2 JP H0725868B2 JP 63081339 A JP63081339 A JP 63081339A JP 8133988 A JP8133988 A JP 8133988A JP H0725868 B2 JPH0725868 B2 JP H0725868B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
precursor
long
chain
poly
substituted
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63081339A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01254734A (en
Inventor
敏博 大西
公信 野口
強 中野
Original Assignee
工業技術院長
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 工業技術院長 filed Critical 工業技術院長
Priority to JP63081339A priority Critical patent/JPH0725868B2/en
Publication of JPH01254734A publication Critical patent/JPH01254734A/en
Priority to US07/608,620 priority patent/US5064572A/en
Publication of JPH0725868B2 publication Critical patent/JPH0725868B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は長鎖置換ポリフェニレンビニレンの前駆体、そ
の前駆体より長鎖置換ポリフェニレンビニレンを製造す
る方法および得られた長鎖置換ポリフェニレンビニレン
とドーパントを必須成分とする高導電性組成物に関す
る。
The present invention relates to a precursor of long-chain substituted polyphenylene vinylene, a method for producing a long-chain substituted polyphenylene vinylene from the precursor, and the obtained long-chain substituted polyphenylene vinylene and a dopant. It relates to a highly conductive composition containing as an essential component.

〈従来の技術〉 共役系高分子は剛直高分子であるため一般には不溶不融
であり、賦形性に乏しいものである。賦形性を改良する
試みとして水溶性の高分子スルホニウム塩前駆体を合成
し、フィルムに賦形し、ついで熱分解して共役系高分子
であるポリ−p−フェニレンビニレンを得ることが提案
されている(特開昭59−199746号公報)。例えばp−キ
シリレンジメチレンビススルホニウム塩の縮合重合後、
該高分子スルホニウム塩をキャスト成形し、ついで得ら
れたキャストフィルムに脱スルホニウム塩反応と熱延伸
等を施し延伸フィルム状ポリ−p−フェニレンビニレン
を得ている。また同様に置換ポリ−p−フェニレンビニ
レンの延伸フィルムについても知られている(特開昭60
−11528号公報)。
<Prior Art> Since a conjugated polymer is a rigid polymer, it is generally insoluble and infusible and has poor shapeability. As an attempt to improve shapeability, it has been proposed to synthesize a water-soluble polymer sulfonium salt precursor, shape it into a film, and then thermally decompose it to obtain a conjugated polymer poly-p-phenylene vinylene. (Japanese Patent Laid-Open No. 59-199746). For example, after condensation polymerization of p-xylylene dimethylene bissulfonium salt,
The polymer sulfonium salt is cast-molded, and then the cast film obtained is subjected to a desulfonium salt reaction and hot stretching to obtain a stretched film-like poly-p-phenylene vinylene. Similarly, a stretched film of substituted poly-p-phenylene vinylene is also known (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 60).
-11528 publication).

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前駆体より得られる共役系高分子は剛直
高分子のために不溶不融であり、一度共役系高分子に転
換されると高分子自体を賦形することは困難である。ま
た、水溶性の高分子スルホニウム塩前駆体は高分子電解
質であり、その水溶液は高粘度であり、取り扱いを容易
にするためには低濃度の水溶液を使用しなければなら
ず、成形には特殊な手法が必要である。さらに、前駆体
の安定性についても熱や光により容易に前駆体から共役
系高分子への転換が生じたりするなど実用上賦形性が充
分高いものではなかった。
<Problems to be Solved by the Invention> However, the conjugated polymer obtained from the precursor is insoluble and infusible because of the rigid polymer, and once converted to the conjugated polymer, the polymer itself is shaped. Is difficult. Further, the water-soluble polymer sulfonium salt precursor is a polymer electrolyte, and its aqueous solution has a high viscosity, so a low-concentration aqueous solution must be used in order to facilitate handling, and special molding is required. Different methods are required. Further, the stability of the precursor is not sufficiently high in practical use because the precursor is easily converted to a conjugated polymer by heat or light.

本発明の目的は熱的に安定で取扱いの容易なポリ−長鎖
アルコキシ基核置換−p−フェニレンビニレンの前駆
体、その前駆体より有機溶媒に可溶なポリ−長鎖アルコ
キシ基核置換−p−フェニレンビニレンの前駆体を製造
する方法および得られたポリ−長鎖アルコキシ基核置換
−p−フェニレンビニレンとドーパントを必須成分とす
る高導電性組成物を提供することにある。
The object of the present invention is to provide a thermally stable and easy-to-handle poly-long-chain alkoxy group nucleus substitution-a precursor of p-phenylene vinylene, and a poly-long-chain alkoxy group nucleus substitution soluble in an organic solvent from the precursor- It is an object of the present invention to provide a method for producing a precursor of p-phenylene vinylene and a highly conductive composition containing the obtained poly-long chain alkoxy group nucleus-substituted p-phenylene vinylene and a dopant as essential components.

〈問題点を解決するための手段〉 すなわち、本発明は次に記す発明である。<Means for Solving Problems> That is, the present invention is the invention described below.

(1)一般式(I) R1:炭素数7〜20の炭化水素基 R2:炭素数1〜7の炭化水素基 n :2以上の整数 m :1または2 で実質上示されるポリ−長鎖アルコキシ基核置換−p−
フェニレンビニレンの前駆体。
(1) General formula (I) R 1 : a hydrocarbon group having 7 to 20 carbon atoms R 2 : a hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms n: an integer of 2 or more m: a poly-long-chain alkoxy group nuclear substitution -p substantially represented by 1 or -p −
A precursor of phenylene vinylene.

(2)一般式 R1:炭素数7〜20の炭化水素基 R2:炭素数1〜7の炭化水素基 n :2以上の整数 m :1または2 で実質上示される前駆体の−OR2基を脱離することを特
徴とする一般式(II) R1:炭素数7〜20の炭化水素基 n :2以上の整数 m :1または2 で実質上示されるポリ−長鎖アルコキシ基核置換−p−
フェニレンビニレンの製造法。
(2) General formula R 1 : hydrocarbon group having 7 to 20 carbon atoms R 2 : hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms n: integer of 2 or more m: elimination of -OR 2 group of precursor substantially represented by m: 1 or 2 General formula (II) characterized by R 1 : a hydrocarbon group having 7 to 20 carbon atoms n: an integer greater than or equal to 2 m: a poly-long-chain alkoxy group represented by an integer of 1 or 2 nucleus substitution -p-
Method for producing phenylene vinylene.

(3)前記(2)の製造法により得られたポリ−長鎖ア
ルコキシ基核置換−p−フェニレンビニレンおよびドー
パントを必須成分とすることを特徴とする高導電性組成
物。
(3) A highly conductive composition, which comprises as an essential component a poly-long-chain alkoxy group nucleus-substituted-p-phenylene vinylene obtained by the production method of (2) above and a dopant.

以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の長鎖置換基OR1は炭素数7〜20のアルコキシ基
である。例えばn−ヘプチルオキシ、n−オクチルオキ
シ、n−ノニルオキシ、n−デシルオキシ、n−ラウリ
ルオキシ、n−オクタデシルオキシ、n−エイコシルオ
キシ等の直鎖飽和アルコキシ基、またはこれらの直鎖不
飽和アルコキシ基が挙げられるが、直鎖飽和アルコキシ
基が好ましい。また、OR1−のベンゼン環への置換位置
は特に限定されないが、置換基の数が1つの場合は2−
または3−位、2つの場合は2,5−位が好ましい。
The long chain substituent OR 1 of the present invention is an alkoxy group having 7 to 20 carbon atoms. For example, linear saturated alkoxy groups such as n-heptyloxy, n-octyloxy, n-nonyloxy, n-decyloxy, n-lauryloxy, n-octadecyloxy, and n-eicosyloxy, or linear unsaturated alkoxy groups thereof. Examples thereof include straight-chain saturated alkoxy groups. Further, the substitution position of OR 1 − to the benzene ring is not particularly limited, but when the number of the substituents is 1, 2-
Alternatively, 3-position is preferred, and in the case of two, 2,5-position is preferred.

本発明のポリ−長鎖アルコキシ基核置換−p−フェニレ
ンビニレン前駆体の合成法には特に制限はないが、長鎖
アルコキシ基核置換−p−キシリレンジハライドのジス
ルホニウム塩をアルカリを用いて縮合重合して得られる
高分子スルホニウム塩を経由する方法が反応が容易であ
る点より好ましい。
The method for synthesizing the poly-long-chain alkoxy group nucleus-substituted-p-phenylene vinylene precursor of the present invention is not particularly limited, but a long-chain alkoxy group nucleus-substituted-p-xylylene dihalide disulfonium salt is used with an alkali. A method via a polymer sulfonium salt obtained by condensation polymerization is preferable because the reaction is easy.

高分子スルホニウム塩を経由する方法では長鎖アルコキ
シ基核置換−p−キシリレンジハライドとジアルキルス
ルフィドとの反応で得られる長鎖アルコキシ基核置換−
p−キシリレンジスルホニウム塩を水と水に可溶な有機
溶媒、例えばアルコール類の混合溶媒中で、アルカリを
用いて縮合重合して得られる一般式(III) R1:炭素数7〜20の炭化水素基 R3、R4:炭素数1〜10の炭化水素基 n :2以上の整数 m :1〜2 X-:対イオン で表される高分子スルホニウム塩をアルコール(R2OH)
と反応させて、側鎖のスルホニウム塩とアルコール由来
のアルコキシ基(R2O−)とを置換させる処理を行うこ
とによりポリ−長鎖アルコキシ基核置換−p−フェニレ
ンビニレン前駆体を合成することが出来る。縮合重合に
用いるアルカリ溶液は、水もしくは有機溶媒、例えばア
ルコール類と水の混合溶媒中でpH11以上の強い塩基性溶
媒であることが好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、水酸化カルシウム、第4級アンモニウム塩水酸
化物、スルホニウム塩水酸化物、強塩基性イオン交換樹
脂(OH型)等を用いることが出来るが、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、強塩基性イオン交換樹脂が好適に
使用出来る。
In the method via a polymer sulfonium salt, long-chain alkoxy group nuclear substitution-long-chain alkoxy group nuclear substitution obtained by reaction of p-xylylene dihalide with dialkyl sulfide-
General formula (III) obtained by condensation polymerization of p-xylylenedisulfonium salt with water in an organic solvent soluble in water and water, for example, a mixed solvent of alcohols. R 1: a hydrocarbon radical R 3 having 7 to 20 carbon atoms, R 4: a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms n: 2 or more integer m: 1~2 X -: polymer represented by counterions sulfonium Salt with alcohol (R 2 OH)
A poly-long-chain alkoxy group nucleus-substituted-p-phenylenevinylene precursor is synthesized by reacting with a side chain sulfonium salt and an alcohol-derived alkoxy group (R 2 O-). Can be done. The alkaline solution used for the condensation polymerization is preferably a strong basic solvent having a pH of 11 or more in water or an organic solvent, for example, a mixed solvent of alcohols and water, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, and Although a primary ammonium salt hydroxide, a sulfonium salt hydroxide, a strong basic ion exchange resin (OH type), etc. can be used, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and a strong basic ion exchange resin can be used suitably.

一般式(III)のR3、R4は炭素数1〜10の炭化水素基、
例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−
ブチル、2−エチルヘキシル、フェニル、シクロヘキシ
ル、ベンジル基等があげられるが、炭素数1〜6の炭化
水素基が好ましく、特にメチル、エチル基が好ましい。
R 3 and R 4 in the general formula (III) are hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms,
For example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-
Examples thereof include butyl, 2-ethylhexyl, phenyl, cyclohexyl, and benzyl groups, and hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms are preferable, and methyl and ethyl groups are particularly preferable.

また、一般式(II)の対イオンX-は常法により任意のも
のを用いることができる。たとえば、ハロゲン、水酸
基、4弗化ホウ素、過塩素酸、カルボン酸、スルホン酸
イオン等を使用することができ、なかでも塩素、臭素、
ヨウ素などのハロゲン及び水酸基イオンが好ましい。
Further, as the counter ion X in the general formula (II), any counter ion can be used by a conventional method. For example, halogen, hydroxyl group, boron tetrafluoride, perchloric acid, carboxylic acid, sulfonate ion and the like can be used, among which chlorine, bromine,
Halogen such as iodine and hydroxyl ion are preferred.

高分子スルホニウム塩を経由する方法での縮合重合反応
は得られる高分子前駆体が熱、光、紫外線、強い塩基性
条件等に敏感であり、徐々にスルホニウム塩側鎖の脱離
が起こり、部分的に共役構造を有する高分子前駆体と成
り易く、不均質となることがある。したがって、縮合重
合反応は比較的低温、即ち少なくとも50℃以下、特に25
℃以下、更には5℃以下の温度で反応を実施することが
好ましい。反応時間は特に限定されないが、通常1分〜
50時間の範囲である。
In the condensation polymerization reaction by the method of passing through a high molecular weight sulfonium salt, the polymer precursor obtained is sensitive to heat, light, ultraviolet rays, strong basic conditions, etc. Tend to be a polymer precursor having a conjugated structure, and may become heterogeneous. Therefore, the condensation polymerization reaction is relatively low temperature, that is, at least 50 ° C or lower, especially 25 ° C.
It is preferable to carry out the reaction at a temperature of not more than 0 ° C, more preferably not more than 5 ° C. The reaction time is not particularly limited, but is usually 1 minute to
The range is 50 hours.

高分子スルホニウム塩からアルコキシ基を側鎖に有する
高分子前駆体への転換方法についてもアルコールと反応
させればよく、特に制限はないが、得られる高分子スル
ホニウム塩が有機溶媒に可溶であることを利用し、有機
溶媒に溶解させた後アルコール類と反応させるのが操作
性の観点から好ましい。このとき、反応温度は低温では
充分に反応が進行せず、また高温では置換反応以外に側
鎖の脱離反応が生じ、共役系高分子が生成するので好ま
しくない。通常5℃〜70℃が好ましく、より好ましくは
10〜50℃である。
The method for converting a polymer sulfonium salt into a polymer precursor having an alkoxy group in its side chain is not particularly limited as long as it is reacted with an alcohol, but the polymer sulfonium salt obtained is soluble in an organic solvent. Therefore, it is preferable from the viewpoint of operability that the compound is dissolved in an organic solvent and then reacted with an alcohol. At this time, if the reaction temperature is low, the reaction does not proceed sufficiently, and if the reaction temperature is high, side chain elimination reaction occurs in addition to the substitution reaction, and a conjugated polymer is produced, which is not preferable. Usually, 5 ° C to 70 ° C is preferable, and more preferably
10 to 50 ° C.

この様にして得られた一般式(I)で示される高分子前
駆体から側鎖のアルコキシ基(R2O−)をR2OHとして脱
離させ、共役系高分子、ポリ−長鎖アルコキシ基核置換
−p−フェニレンビニレンが製造できる。脱アルコキシ
基処理は、熱、光、紫外線、強い塩基処理などの条件を
適用するこにより行うことができるが、加熱処理が好ま
しい。高導電性の組成物を得るためには高分子前駆体の
脱アルコキシ基処理を不活性雰囲気で行うことが重要で
ある。ここでいう不活性雰囲気とは処理中に高分子の変
質を起こさない雰囲気をいい、特に酸素、空気による酸
化反応を防ぐことが必要である。一般には窒素、アルゴ
ン、ヘリウムなどの不活性ガスを用いて行われるが、真
空下あるいは不活性媒体中でこれを行っても良い。熱に
より脱アルコキシ基処理を行う場合、余りの高熱での熱
処理は生成する共役系高分子の分解をもたらし、低温で
は生成反応が遅く実際的でないので、通常処理温度は50
℃〜400℃、好ましくは70℃〜350℃が適する。また、処
理時間は処理温度のかねあいで適宜時間を選ぶことがで
きるが、1分〜10時間の範囲が工業上実際的である。
The side chain alkoxy group (R 2 O—) is eliminated as R 2 OH from the polymer precursor represented by the general formula (I) thus obtained to obtain a conjugated polymer, poly-long-chain alkoxy. A nucleus-substituted -p-phenylene vinylene can be produced. The dealkoxy group treatment can be performed by applying conditions such as heat, light, ultraviolet rays and strong base treatment, but heat treatment is preferable. In order to obtain a highly conductive composition, it is important to carry out the dealkoxy group treatment of the polymer precursor in an inert atmosphere. The inert atmosphere here means an atmosphere in which the polymer is not deteriorated during the treatment, and it is particularly necessary to prevent the oxidation reaction by oxygen or air. Generally, it is carried out using an inert gas such as nitrogen, argon or helium, but this may be carried out under vacuum or in an inert medium. When the dealkoxy group treatment is carried out by heat, heat treatment at an excessively high temperature causes decomposition of the produced conjugated polymer, and the reaction is slow at low temperatures, which is not practical.
C. to 400.degree. C., preferably 70.degree. C. to 350.degree. C. are suitable. The treatment time can be appropriately selected depending on the treatment temperature, but the range of 1 minute to 10 hours is industrially practical.

溶解性に富み、高導電性を与えるポリ−長鎖アルコキシ
基核置換−p−フェニレンビニレンを得るためには分子
量が充分大きいことが好ましく、少なくとも一般式
(I)の高分子または一般式(III)の高分子前駆体の
重合度nが2以上、好ましくは5ないし50000で、たと
えばゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分
子量測定において分子量2800の標準ポリスチレンに相当
する溶媒溶出位置以前に溶出する高分子量を有するもの
が効果的に用いられる。
In order to obtain poly-long chain alkoxy group nucleus-substituted p-phenylene vinylene which is highly soluble and has high conductivity, it is preferable that the molecular weight is sufficiently large, and at least the polymer of the general formula (I) or the general formula (III) The polymer precursor (1) has a degree of polymerization n of 2 or more, preferably 5 to 50,000, and has a high molecular weight that elutes before the solvent elution position corresponding to standard polystyrene having a molecular weight of 2800 in the molecular weight measurement by gel permeation chromatography. Things are used effectively.

また高分子前駆体の成形物を延伸配向させることもでき
る。即ち、アルコキシ基を側鎖に有する高分子前駆体を
延伸配向させて熱処理することが出来る。特にこの高分
子前駆体は有機溶媒にも可溶であり、高濃度の高分子前
駆体の溶液を調製することが可能で、水を溶媒とした従
来の高分子前駆体溶液に比較して成形物を得るのに適し
ている。また得られたポリ−長鎖アルコキシ基核置換−
p−フェニレンビニレンを溶媒に膨潤または溶解させて
キャスト成形したり、また成形物を加熱延伸処理するこ
ともできる。
Further, the molded product of the polymer precursor can be stretched and oriented. That is, a polymer precursor having an alkoxy group in the side chain can be stretched and oriented and heat-treated. In particular, this polymer precursor is also soluble in organic solvents, so it is possible to prepare a high-concentration polymer precursor solution, which can be molded compared to conventional polymer precursor solutions using water as a solvent. Suitable for getting things. Also obtained poly-long-chain alkoxy group nuclear substitution-
It is also possible to swell or dissolve p-phenylene vinylene in a solvent for cast molding, or to heat and stretch the molded product.

次に本発明により得られるポリ−長鎖アルコキシ基核置
換−p−フェニレンビニレンは電子受容体あるいは電子
供与体(ドーパントと称す)を作用させることにより高
導電性組成物とすることができる。ここでドーパントと
しては公知の導電性高分子化合物たとえばポリアセチレ
ンなどのドーピング、あるいはグラファイトの層間化合
物の形成により導電性向上効果の見いだされている化合
物が効果的に用いられる。その組成物は任意の方法で得
ることができるが、従来知られている化学ドーピング、
電解ドーピング、光ドーピング、イオンインプランテー
ション等の手法によりドーピングすることが好ましい。
Next, the poly-long chain alkoxy group nucleus-substituted-p-phenylene vinylene obtained by the present invention can be made into a highly conductive composition by causing an electron acceptor or an electron donor (referred to as a dopant) to act. Here, as the dopant, a known conductive polymer compound such as polyacetylene or the like, or a compound that has been found to have an effect of improving conductivity by forming an intercalation compound of graphite is effectively used. The composition can be obtained by any method, but it is known in the art that chemical doping,
It is preferable to dope by a method such as electrolytic doping, photodoping, or ion implantation.

具体的には、電子受容体としては、 ハロゲン化合物類:フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、塩化
ヨウ素、三塩化ヨウ素、臭化ヨウ素 ルイス酸類:五フッ化リン、五フッ化ひ素、五フッ化ア
ンチモン、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ
素、三酸化硫黄 プロトン酸類:フッ化水素、塩化水素、硝酸、硫酸、過
塩素酸、フッ化スルホン酸、塩化スルホン酸、三フッ化
メタンスルホン酸 遷移金属塩化物類:四塩化チタン、四塩化ジルコニウ
ム、四塩化ハフニウム、五塩化ニオブ、五塩化タンタ
ル、五塩化モリブデン、六塩化タングステン、三塩化鉄 有機化合物類:テトラシアノエチレン、テトラシアノキ
ノジメタン、クロラニル、ジクロルジシアノベンゾキノ
ン 電子供与体としては、 アルカリ金属類:リチウム、ナトリウム、カリウム、ル
ビジウム、セシウム 第四級アンモニウム塩類:テトラアルキルアンモニウム
イオン などが例示される。
Specifically, as the electron acceptor, halogen compounds: fluorine, chlorine, bromine, iodine, iodine chloride, iodine trichloride, iodine bromide Lewis acids: phosphorus pentafluoride, arsenic pentafluoride, antimony pentafluoride , Boron trifluoride, Boron trichloride, Boron tribromide, Sulfur trioxide Proton acids: Hydrogen fluoride, Hydrogen chloride, Nitric acid, Sulfuric acid, Perchloric acid, Fluorinated sulfonic acid, Chlorosulfonic acid, Trifluoromethanesulfone Acids Transition metal chlorides: titanium tetrachloride, zirconium tetrachloride, hafnium tetrachloride, niobium pentachloride, tantalum pentachloride, molybdenum pentachloride, tungsten hexachloride, iron trichloride Organic compounds: tetracyanoethylene, tetracyanoquinodi Methane, chloranil, dichlorodicyanobenzoquinone Electron donors include alkali metals: lithium, sodium, potassium, ruthenium Examples include bidium and cesium quaternary ammonium salts: tetraalkylammonium ions.

ドーピング試剤の好ましい含有量はドーピング試剤の種
類によって変わるが、一般にドーピングの条件、例えば
ドーピング時間、ドーピング試剤濃度などにより任意に
変えることが出来る。一般に好ましい含有量は一般式
(II)の共役系高分子繰り返し単位に対するドーパント
のモル数は0.01〜2.0モルであり、モル数が少ないと高
導電性とならず、またモル数が多いと導電度は飽和する
傾向があるので経済的でない。これらドーピング試剤の
うち、生成する共役二重結合、および一般式(II)の長
鎖アルコキシ基核置換−p−フェニレン基と反応しない
ドーパントは高導電性組成物を与えるので好ましい。特
に三酸化硫黄、硫酸もしくはヨウ素が効果的なドーピン
グ試剤として挙げられる。
Although the preferable content of the doping agent varies depending on the type of the doping agent, it can generally be arbitrarily changed depending on the doping conditions such as the doping time and the concentration of the doping agent. Generally, the preferred content is 0.01 to 2.0 moles of the dopant with respect to the conjugated polymer repeating unit of the general formula (II). When the mole number is small, the conductivity is not high, and when the mole number is large, the conductivity is high. Is uneconomical because it tends to saturate. Among these doping agents, a dopant that does not react with the resulting conjugated double bond and the long-chain alkoxy group nucleus-substituted-p-phenylene group of the general formula (II) is preferable because it gives a highly conductive composition. In particular, sulfur trioxide, sulfuric acid or iodine can be mentioned as effective doping agents.

本発明の組成物においては、30S/cm程度の高導電性を与
えることができる。さらに延伸組成物ではより高い導電
性を与え、かつ電気的異方性を示すようになり、延伸方
向とその直角方向では5倍以上の異方性をあたえること
ができる。
The composition of the present invention can give high conductivity of about 30 S / cm. Further, the stretched composition gives higher conductivity and exhibits electrical anisotropy, and can give anisotropy of 5 times or more in the stretching direction and the direction perpendicular thereto.

高い導電性を与えるには不活性雰囲気下でドーピング試
剤との組成物成形操作を行うことが非常に好ましい。
In order to provide high conductivity, it is highly preferable to perform the composition molding operation with the doping agent under an inert atmosphere.

〈発明の効果〉 本発明のポリ−長鎖アルコキシ基核置換−p−フェニレ
ンビニレン前駆体は熱的安定であり、取り扱いが容易で
ある。前駆体は有機溶媒に可溶であり、さらに得られる
共役系高分子は有機溶媒に少なくとも膨潤ないし可溶で
あるので共役系高分子自体に賦形や延伸処理を施すこと
もでき、またドーピングを行うことにより高導電性の組
成物を得ることができるなど、導電性を利用した電気、
電子材料への種々の応用が可能である。
<Effect of the Invention> The poly-long-chain alkoxy group nucleus-substituted-p-phenylene vinylene precursor of the present invention is thermally stable and easy to handle. The precursor is soluble in an organic solvent, and since the obtained conjugated polymer is at least swollen or soluble in an organic solvent, the conjugated polymer itself can be subjected to shaping or stretching treatment, and doping can be performed. It is possible to obtain a composition having high conductivity by performing, for example, electricity utilizing conductivity,
Various applications to electronic materials are possible.

〈実施例〉 以下に本発明を実施例によってさらに具体的に説明する
が本発明はこれら実施例によって何ら限定されるもので
はない。
<Examples> The present invention will be described below in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1 2,5ジラウリルオキシ−p−キシリレンビス(ジメチル
スルホニウムブロミド)2.5gをメタノール50mlとイオン
交換水5mlの混合溶媒に溶解せしめた後、1規定の苛性
ソーダ水溶液3.4mlとメタノール10mlの混合液を15分か
けて滴下し、メタノール50mlを添加後、さらに0℃〜5
℃で30分間攪拌を続けたところ、白色の沈澱が生じた。
この沈澱物を分離し、クロロホルム30mlに溶解させ、そ
の溶液をメタノール50mlと混合して1日放置したところ
沈澱が生じた。この沈澱物をクロロホルムに溶解させた
後、キャストし、窒素気流中で乾燥し、前駆体フィルム
を得た。得られたフィルムの熱重量変化を調べたとこ
ろ、150℃〜160℃で重量減少が見られ、フィルムは赤色
に変化した。このとき発生したガス中の分子種の分析を
四重極質量分析計で行ったところジメチルスルフィドに
相当する質量数62付近に顕著なピークは見られなかっ
た。
Example 1 2.5 g of 2,5 dilauryloxy-p-xylylene bis (dimethylsulfonium bromide) was dissolved in a mixed solvent of 50 ml of methanol and 5 ml of deionized water, and then 3.4 ml of a 1N aqueous caustic soda solution and 10 ml of methanol. Was added dropwise over 15 minutes, 50 ml of methanol was added, and then 0 ° C to 5 ° C.
When stirring was continued at 0 ° C for 30 minutes, a white precipitate was formed.
The precipitate was separated, dissolved in 30 ml of chloroform, mixed with 50 ml of methanol and allowed to stand for 1 day to cause precipitation. This precipitate was dissolved in chloroform, cast, and dried in a nitrogen stream to obtain a precursor film. When the thermogravimetric change of the obtained film was examined, weight loss was observed at 150 ° C to 160 ° C, and the film turned red. When the molecular species in the gas generated at this time were analyzed by a quadrupole mass spectrometer, no remarkable peak was observed near the mass number 62 corresponding to dimethyl sulfide.

得られた前駆体の元素分析を行っところ 元素 C H Br S 実験値 78.61 11.45 0.2 0.13 計算値 78.88 11.55 − − であり、スルホニウム塩から予測される多量のBr、Sは
見られず、メタノールのメトキシ基が側鎖に置換した構
造から計算される元素含有量とよく一致した。赤外吸収
スペクトルを測定したところ、1100cm-1にメトキシ基に
帰属される吸収が見られた。得られた前駆体のクロロホ
ルム溶液を用いてゲルパーミエーションクロマトグラフ
ィーで分析したところ標準ポリスチレンに換算した重量
平均分子量として1×105であった。
The elemental analysis of the obtained precursor showed that the elemental C H Br S experimental value was 78.61 11.45 0.2 0.13, the calculated value was 78.88 11.55 − −, and the large amounts of Br and S expected from the sulfonium salt were not found. It was in good agreement with the element content calculated from the structure in which the group was substituted on the side chain. When the infrared absorption spectrum was measured, absorption attributable to a methoxy group was found at 1100 cm -1 . When the resulting chloroform solution of the obtained precursor was analyzed by gel permeation chromatography, the weight average molecular weight converted to standard polystyrene was 1 × 10 5 .

このフィルムを窒素雰囲気下で、横型管状炉を用いて28
0℃、30分間で静置加熱処理を行い、赤色を有するポリ
−2,5−ジラウルリルオキシ−p−フェニレンビニレン
フィルムを得た。元素分析値はC:81.3%(81.7)、H:1
1.6(11.5)(括弧内の数値は構造式より算出したも
の)となり、構造式に一致した。さらに赤外吸収スペク
トルにおいて2900cm-1に脂肪族炭化水素基、1220cm-1
ベンゼン環置換アルコキシ基、970cm-1にトランスビニ
レンの吸収が見られた。これらの結果よりポリ2,5−ジ
ラウリルオキシ−p−フェニレンビニレンの構造を確認
した。
This film was placed under a nitrogen atmosphere in a horizontal tubular furnace to
A static heat treatment was carried out at 0 ° C. for 30 minutes to obtain a poly-2,5-dilauryloxy-p-phenylenevinylene film having a red color. Elemental analysis values are C: 81.3% (81.7), H: 1
The result was 1.6 (11.5) (the values in parentheses were calculated from the structural formula), which was in agreement with the structural formula. Further aliphatic hydrocarbon group 2900 cm -1 in an infrared absorption spectrum, a benzene ring substituted alkoxy groups in 1220 cm -1, absorption of trans-vinylene to 970 cm -1 was observed. From these results, the structure of poly 2,5-dilauryloxy-p-phenylene vinylene was confirmed.

さらにこのフィルムに電子受容体化合物であるヨウ素を
使用し、常法により室温で気相からのドーピングを行っ
たところ、4時間で0.9S/cmの電導度を示した。なお電
導度の測定は四端子法で行った。
Further, when iodine, which is an electron acceptor compound, was used for this film and doping was carried out from the gas phase at room temperature by a conventional method, a conductivity of 0.9 S / cm was exhibited in 4 hours. The conductivity was measured by the four-terminal method.

実施例2 実施例1で得た前駆体フィルム(長さ2cm、幅2cm)を窒
素雰囲気下で、横型管状炉を用いて4倍まで延伸し、20
0℃、30分間で静置加熱処理を行い、延伸ポリ2,5−ジラ
ルリルオキシ−p−フェニレンビニレンフィルムを得
た。
Example 2 The precursor film (length 2 cm, width 2 cm) obtained in Example 1 was stretched up to 4 times in a nitrogen atmosphere using a horizontal tubular furnace,
A static heat treatment was carried out at 0 ° C. for 30 minutes to obtain a stretched poly 2,5-dialryloxy-p-phenylene vinylene film.

さらにこのフィルムに電子受容体化合物であるヨウ素を
使用し、常法により室温で気相からのドーピングを行っ
たところ、1時間で14.3S/cmの電導度を示した。
Further, iodine was used as an electron acceptor compound in this film, and doping from the gas phase was carried out at room temperature by a conventional method. As a result, a conductivity of 14.3 S / cm was exhibited in 1 hour.

比較例1 実施例1で得られた重合透析後の沈澱物をクロロホルム
に溶解後、キャストし、窒素気流中で乾燥し、スルホニ
ウム塩を側鎖に有する前駆体フィルムを得た。得られた
フィルムの熱重量変化を調べたところ90℃〜100℃で重
量減少が見られるのみで150℃〜160℃には重量減少は見
られなかった。このとき発生したガス中の分子種の分析
を四重極質量分析計で行ったところジメチルスルフィド
に相当する質量数62に顕著なピークが見られ、90〜100
℃でジメチルスルフィドが発生することを確認した。
Comparative Example 1 The precipitate obtained after polymerization and dialysis in Example 1 was dissolved in chloroform, cast, and dried in a nitrogen stream to obtain a precursor film having a sulfonium salt as a side chain. When the thermogravimetric change of the obtained film was examined, weight reduction was observed only at 90 ° C to 100 ° C, and no weight reduction was observed at 150 ° C to 160 ° C. When the molecular species in the gas generated at this time were analyzed with a quadrupole mass spectrometer, a remarkable peak was seen at a mass number of 62 corresponding to dimethyl sulfide, and 90 to 100
It was confirmed that dimethyl sulfide was generated at ° C.

このスルホニウム塩を側鎖に有する前駆体フィルムを窒
素雰囲気下で、横型管状炉を用いて100℃、30分間で静
置加熱処理を行い、赤色を有するポリ−2,5−ジラウル
リルオキシ−p−フェニレンビニレンフィルムを得た。
元素分析値はC:81.1%(81.7)、H:11.7(11.5)(括弧
内の数値は構造式より算出したもの)となり、構造式に
一致した。さらに、赤外吸収スペクトルにおいて2900cm
-1に脂肪族炭化水素基、1220cm-1にベンゼン環置換アル
コキシ基、970cm-1にトランスビニレンの吸収が見られ
た。これらの結果よりポリ−2,5−ジラウリルオキシ−
p−フェニレンビニレンの構造を確認した。
The precursor film having this sulfonium salt in the side chain is subjected to a standing heat treatment in a nitrogen atmosphere in a horizontal tubular furnace at 100 ° C for 30 minutes, and poly-2,5-dilauryloxy- having a red color is formed. A p-phenylene vinylene film was obtained.
The elemental analysis values were C: 81.1% (81.7) and H: 11.7 (11.5) (numerical values in parentheses were calculated from the structural formula), which was consistent with the structural formula. In addition, the infrared absorption spectrum is 2900 cm
-1 aliphatic hydrocarbon group, a benzene ring substituted alkoxy groups in 1220 cm -1, absorption of trans-vinylene to 970 cm -1 was observed. From these results, poly-2,5-dilauryloxy-
The structure of p-phenylene vinylene was confirmed.

さらにこのフィルムに電子受容体化合物であるヨウ素を
使用し、常法により室温で気相からのドーピングを行っ
たところ、4時間で0.8S/cmの電導度を示した。
Furthermore, when iodine, which is an electron acceptor compound, was used for this film and doping was performed from the gas phase at room temperature by a conventional method, a conductivity of 0.8 S / cm was exhibited in 4 hours.

実施例3 2,5−ジヘプチルオキシ−p−キシリレンビス(ジメチ
ルスルホニウムブロミド)9.4gをメタノール100mlとイ
オン交換水20mlの混合溶媒に溶解せしめた後、1規定の
苛性ソーダ水溶液15mlとメタノール70mlの混合液を20分
かけて滴下し、さらに0℃〜5℃で40分間攪拌を続けた
ところ、白色の沈澱が生じた。この沈澱物を分離し,ク
ロロホルム40mlに溶解させ、その溶液をメタノール80ml
と混合して一夜放置したところ沈澱が生じた。この沈澱
物をクロロホルムに溶解させた後、キャストし、窒素気
流中で乾燥し、前駆体フィルムを得た。得られたフィル
ムの熱重量変化を調べたところ、150℃〜160℃で重量減
少が見られ、フィルムは赤色に変化した。前駆体フィル
ムの元素分析を行ったところ 元素 C H Br S 実験値 77.36 10.52 <0.1 0.15 計算値 76.24 10.5 − − であり、スルホニウム塩から予測される多量のBr、Sは
見られず、メタノールのメトキシ基が側鎖に置換した構
造から計算される元素含有量とよく一致した。赤外吸収
スペクトルを測定したところ、1100cm-1にメトキシ基に
帰属される吸収が見られた。
Example 3 9.4 g of 2,5-diheptyloxy-p-xylylene bis (dimethylsulfonium bromide) was dissolved in a mixed solvent of 100 ml of methanol and 20 ml of ion-exchanged water, and then a mixed solution of 15 ml of 1N aqueous caustic soda solution and 70 ml of methanol. Was added dropwise over 20 minutes, and stirring was continued at 0 ° C to 5 ° C for 40 minutes, whereupon a white precipitate was formed. This precipitate was separated, dissolved in 40 ml of chloroform, and the solution was added to 80 ml of methanol.
When the mixture was mixed with the above and left overnight, a precipitate was formed. This precipitate was dissolved in chloroform, cast, and dried in a nitrogen stream to obtain a precursor film. When the thermogravimetric change of the obtained film was examined, weight loss was observed at 150 ° C to 160 ° C, and the film turned red. Elemental analysis of the precursor film showed that the elemental C H Br S experimental value was 77.36 10.52 <0.1 0.15 Calculated value 76.24 10.5 − −, and the large amounts of Br and S expected from the sulfonium salt were not found, and the methoxy of methanol was not observed. It was in good agreement with the element content calculated from the structure in which the group was substituted on the side chain. When the infrared absorption spectrum was measured, absorption attributable to a methoxy group was found at 1100 cm -1 .

このフィルムを窒素雰囲気下で、横型管状炉を用いて25
0℃、30分間で静置加熱処理を行い、赤色を有するポリ
−2,5−ジヘプチルオキシ−p−フェニレンビニレンフ
ィルムを得た。元素分析値および赤外吸収スペクトルよ
りその構造を確認した。
This film was placed under a nitrogen atmosphere in a horizontal tubular furnace for 25
A static heat treatment was carried out at 0 ° C. for 30 minutes to obtain a poly-2,5-diheptyloxy-p-phenylene vinylene film having a red color. Its structure was confirmed by elemental analysis and infrared absorption spectrum.

さらにこのフィルムに電子受容体化合物であるヨウ素を
使用し、常法により室温で気相からのドーピングを行っ
たところ、1時間で15.1S/cmの電導度を示した。
Further, iodine was used as an electron acceptor compound in this film, and when it was doped from the gas phase at room temperature by a conventional method, it showed an electric conductivity of 15.1 S / cm in 1 hour.

実施例4 実施例3で得られた高分子前駆体クロロホルム溶液を減
圧下、40℃で2倍に濃縮した後、水中に2mmの径のノズ
ルからゆっくり押し出し、紡糸した。生成した糸状物を
減圧乾燥した後、窒素雰囲気下で、横型管状炉を用いて
250℃で熱処理と共に2.1倍まで延伸し、赤色の一軸延伸
ポリ−2,5−ジヘプチルオキシ−p−フェニレンビニレ
ン糸を得た。
Example 4 The polymer precursor chloroform solution obtained in Example 3 was concentrated twice at 40 ° C. under reduced pressure, then slowly extruded into a water through a nozzle having a diameter of 2 mm and spun. After drying the generated filamentous material under reduced pressure, using a horizontal tubular furnace under a nitrogen atmosphere.
A red uniaxially stretched poly-2,5-diheptyloxy-p-phenylenevinylene yarn was obtained by stretching at 2.1 times with heat treatment at 250 ° C.

得られた糸を硫酸中でのドーピングを行ったところ糸は
黒色に変化し、30.7S/cmの電導度を示した。
When the obtained yarn was doped with sulfuric acid, the yarn turned black and exhibited an electric conductivity of 30.7 S / cm.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一般式 R1:炭素数7〜20の炭化水素基 R2:炭素数1〜7の炭化水素基 n :2以上の整数 m :1または2 で実質上示されるポリ−長鎖アルコキシ基核置換−p−
フェニレンビニレンの前駆体。
1. A general formula R 1 : a hydrocarbon group having 7 to 20 carbon atoms R 2 : a hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms n: an integer of 2 or more m: a poly-long-chain alkoxy group nuclear substitution -p substantially represented by 1 or -p −
A precursor of phenylene vinylene.
【請求項2】一般式 R1:炭素数7〜20の炭化水素基 R2:炭素数1〜7の炭化水素基 n :2以上の整数 m :1または2 で実質上示される前駆体の−OR2基を脱離することを特
徴とする一般式 R1:炭素数7〜20の炭化水素基 n :2以上の整数 m :1または2 で実質上示されるポリ−長鎖アルコキシ基核置換−p−
フェニレンビニレンの製造法。
2. General formula R 1 : hydrocarbon group having 7 to 20 carbon atoms R 2 : hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms n: integer of 2 or more m: elimination of -OR 2 group of precursor substantially represented by m: 1 or 2 General formula characterized by R 1 : a hydrocarbon group having 7 to 20 carbon atoms n: an integer greater than or equal to 2 m: a poly-long chain alkoxy group represented by m or 1;
Method for producing phenylene vinylene.
【請求項3】特許請求の範囲第2項の製造法により得ら
れたポリ−長鎖アルコキシ基核置換−p−フェニレンビ
ニレン及びドーパントを必須成分とすることを特徴とす
る高導電性組成物。
3. A highly conductive composition comprising a poly-long-chain alkoxy group nucleus-substituted p-phenylene vinylene obtained by the production method according to claim 2 and a dopant as essential components.
JP63081339A 1987-09-22 1988-04-04 Precursor of long-chain-substituted polyphenylene vinylene, method for producing long-chain-substituted polyphenylene vinylene, and highly conductive composition Expired - Lifetime JPH0725868B2 (en)

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