Способ получения допированных полипирролов Советский патент 1991 года по МПК C08G61/12 

1

(21)4682631/05

(22) 24 04.89

(46) 15.08.91.Бюл.N2 30

(71)Институт химических наук АН КазССР

(72)Б.А Жубанов и Ю.А Дубицкий (53)541.64(088.8)

(56) Kang E.T., Neoh K.G., Tan T.C , Ong Y.K. The polymerization and oxidation of pyzzobe by halogens in organic Solvents. - Journal Macromolecalar science-chemistry, 1987, A24, Ns 6, p 631-644.

Kang E.T., Tan T.C., Neoh К G., Ong Y.K. Habogenindaced chazge transfen polymezzatlon of pyzzole in agulous megia.- Polymer, 1986, vol.27, № 12, p. 1958-1962.

Kang E.T., Tan Т С., Neoh К G. Electzochemlcal chazacterizatlon of chemically Synthesized pobypyrrole - habogen camhlexes. - European Polymer Zoarnal, 1988, vol. 24, № 4, p. 371-377

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОПИРОВАН- НЫХ ПОЛИПИРРОЛОВ (57) Изобретение относится к полимерной химии, точнее к способам получения электропроводящих дотированных полипирролов. Целью изобретения является сокращение продолжительности синтеза, повышение выхода и получение полимеров в тонкодисперсном виде. Изобретение позволяет получать тонкодисперсный зонированный йодом полипиррол и полиметилпиррол с размером частиц 1-5 мкм и электропроводностью до 40 см см за счет полимеризации пиррола или N-метилпиррола при 0-5°С в течение 20-25 ч в растворителе, состоящем из воды (30-60 мас.%) и ацетонит- рила (40-70 мае. %) с выходом до 80% Зтабл. л

w

Ј

Изобретение относится к полимерной химии, точнее к способам получения электропроводящих допированных полипирролов. Целью изобретения является сокращение продолжительности синтеза, повышение выхода и получение полимеров в тонкодисперсном виде. Изобретение позволяет получать тонкодисперсный зонированный йодом полипиррол и полиметилпиррол с размером частиц 1 - 5 мкм и электропроводностью до 40 см^-1см^-1 за счет полимеризации пиррола или N-метилпиррола при 0 - 5°С в течение 20 - 25 ч в растворителе, состоящем из воды (30 - 60 мас.%) и ацетонитрила (40 - 70 мас.%), с выходом до 80%. 3 табл.

Изобретение относится к полимерной химии, а конкретно к способу получения до- пированных полипирролов, которые могут быть использованы в качестве электропроводящих материален, аккумуляторных электродов, элементов солнечных батарей и т.д.

Целью изобретения является сокращение продолжительности синтеза, повышение выхода и получение полимеров в тонкодисперсном виде.

Пример 1. В 100 мл растворителя, содержашего 40 мас.% воды и 60 мас.% ацетонитрила помещают 2 г (2 мае. %) тонкодисперсного элементарного йода.

Ацетонитрил перед использованием хранят над молекулярными ситами ЗА и перегоняют в токе аргона при нормальном

давлении. Воду очищают методом двойной дистилляции, после чего дальнейший контроль примесных ионов не проводят.

Элементарный йод (марки осч) вводят в реакционную смесь методом сублимации, с пропусканием паров через барбатер, т.е. степень дисперсности йода была очень высока и близка к молекулярной.

Суспензию охлаждают до 5°С, после чего приливают 1,8 мл пиррола.

Пиррол (и N-метилпиррол) марки ХЧ очищают перегонкой в токе аргона при нормальном давлении. Дополнительный контроль наличия примесей не проводился. Для осуществления реакции используют свежр перегнанные реактивы

О

3

ю

ю ел

Реакционную смесь выдерживают в течение 20 ч при 5°С в темноте, окончание реакции контролируют визуально по прекращению выделения и полному оседанию осадков полимеров (просветление реакционной смеси).

На дне реакционной колбы выделяется тонкий осадок черного цвета, который отделяют на воронке Бюхнера, многократно промывают водой и ацетоном и сушат в ва- куумсушильном шкафу при 50°С и остаточном давлении 0,8 Па в течение 24 ч. Конечный момент сушки определяют по окончании изменения массы полимеров. Получают 1,9 г полипиррола, допированно- го йодом. Степень дисперсности полученных полимеров 1-5 мм определяют микроскопическим методом с использованием измерительной сетки на микроскопе.

Из порошка прессуют таблетки диаметром 8 мм и толщиной 0,5-0,6 мм под давле- нием 6000 кГ/см2, которые имеют электропроводность 40 S/см при комнатной температуре. Электропроводность пол- имеров определяют при комнатной температуре (20°С) по 5 параллельным измерениям, при этом среднеквадратичное отклонение во всех случаях составляло ± 5%.

Примеры 2-6. Способ осуществляют по примеру 1 при 5°С в смеси ацетонитрила с водой.

Свойства полимеров представлены в табл.1 (выход полимеров определяли из расчета на нейтральный недопированный йодом продукт по данным весового и элементного анализа). Данные по содержанию йода в допированных полимерах расчетные, поскольку элементный анализ проводился только на углерод, азот и водород. Выход полипиррола из расчета на нейтральный продукт по прототипу составлял 75% от теоретического.

П р и м е р 7. В 100 мл растворителя, содержащего 40 мас.% воды и 60 мас.% ацетонитрила, помещают 2 г (2 мас.%) тонкодисперсного элементарного йода. Суспензию охлаждают до 5°С, после чего приливают 2 мл N-метилпиррола. Реакционную см есь выдерживают в течение 20ч при 5°С.На дне реакционной колбы выделяется тонкий осадок черного цвета, который отделяют на воронке Бюхнера, многократно промывают водой и ацетоном и сушат в ва- куумсушильном шкафу при 50°С. Получают 2 г поли-М-метилпиррола, допированного йодом. Из порошка прессуют таблетки диаметром 8 мм и толщиной 0,5-0,6 мм под давлением 6000 кг/см , которые имеют электропроводность 6. S/CMI при комнатной температуре.

П р и м е р ы 8-12. Способ осуществляют

по примеру 7 при 5°С в смеси ацетонитрила с водой.

Примеры 13-18. Способ осуществляют по примерам 1 и 7 при различных температурах.

Свойства полимеров представлены в табл.2.

Сравнение предлагаемого способа получения полипирролов со способом по прототипу представлено в табл.3.

Формула изобретения Способ получения допированных полипирролов, включающий полимеризацию пиррола под действием элементарного

йода, при охлаждении в присутствии воды в темноте, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности синтеза, повышения выхода и получения полимеров в тонкодисперсном виде, полимеризацию пиррола или N-метилпиррола ведут в растворе состава, мас.%: вода 30-60, ацетонитрил 40-70.

е

Вода 30- 60 мае.%.,аце точитрил 40- 70 мас.%

20-25

30-40

л г.

(3-6)10

Тонкодисперсный

Таблица 2

Вода

60

25-30

л г.

Твердый пористый блок