Способ получения электропроводящих полимеров Советский патент 1993 года по МПК C08G61/12 C08G73/00 C23C26/00 C03C17/32 

Использование: получение электропроводящих полимерных покрытий. Сущность изобретения: отливка раствора комплекса пиррола или N-метилпиррола с полимерной ненасыщенной кислотой в воде или водно-спиртовой смеси на подложку. Последующая обработка раствором окислителя. Используют комплекс пиррола или N-метилпиррола с полиакриловой, полиметакриловой или полимоно- метилитаконовой кислотой. В качестве окислителя используют персульфат щелочного металла или аммония, соль железа (III), ферроцианат калия. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области полимерной химии, а более конкретно к способу получения электропроводящих полимерных покрытий, которые могут быть использованы в электронике, сенсорной технике и т.д.

Целью изобретения является упрощение процесса и получение покрытий большой площади на диэлектрических поверхностях.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом. Путем предварительной отливки покрытия из раствора комплекса пиррола или N-метилпиррола с поликарбо- новой кислотой в воде или водно-спиртовой смеси, с последующей его обработкой раствором окислительного агента. При этом в качестве поликарбоновой кислоты используют полиакриловую, полиметакриловую

или полимонометилитаконовую кислоту, а в качестве окислительного агента персульфата щелочных металлов или аммония, соли железа (III), ферроцианат калия.

Электропроводящие композиционные полимерные покрытия, полученные по предлагаемому способу, имеют электропроводность 1-8-10 3 S/см (содержащие полипиррол) и 2-8 Ю 5 S/см (содержащие поли-М-метилпиррол), их геометрические размеры ничем не лимитируются, а природа покрываемого материала значения не имеет. уровень электропроводности S/см, является совершенно достаточным для полного удаления статического электричества, использования в сенсорной технике и др.

Существенными отличиями предлагаемого способа От известного является то, что

00

ел

ND С

ч

до осуществления полимеризации пиррола под действием химических агентов, проводится предварительная отливка покрытия из раствора комплекса пиррола или М-ме- тилпиррола с поликарбоновой кислотой в воде или водно-спиртовой смеси, а проводимая затем химическая полимеризация мономера прочно связанного водородными связями с поликарбоновой кислотой приводит к получению электропроводящего покрытия не растворимого в воде и в органических растворителях.

Эти отличия позволяют значительно упростить процесс получения электропроводящих полимерных покрытий, отказаться от использования драгоценных металлов, а также позволяет наносить покрытия любых геометрических размеров.

Все вышесказанное свидетельствует, по мнению авторов, о соответствии предлагаемого технического решения критериям новизна и существенные отличия.

Пример1.В 10 мл воды растворяют 0,72 г (0,01 м) полиакриловой кислоты (ПАК), после чего добавляют 0,7 мл (0,01 м) свежеперегнанного пиррола, при интенсивном перемешивании. Наблюдается увеличение вязкости раствора, обусловленное образованием поликомплекса. Полученный вязкий раствор равномерно наносят на поверхность стекла или металла и сушат 6 часов при температуре 20°С, после чего на поверхности образуется прозрачное лаковое покрытие из поликомплекса ПАК с пирролом. Покрытие обрабатывают в течение 4J3.часов 10 мас.% водным раствором FeCb. после чего оно становится темно-коричневым и теряет растворимость в воде и органических растворителях. Затем покрытие многократно промывают водой для удаления избытка солей железа и сушат при температуре 20- 80°С. Удельная электропроводность покрытия S/CM ±5% при 20°С.

Примеры 2-6. Способ осуществляют по методике примера 1 с различными окислительными агентами. Свойства покрытий представлены в табл. 1.

П р и м е р 7. В 10 мл смеси вода-метанол (1:1) растворяют 0,86 г (0,01 м) полиме- такриловой кислоты (Л МАК), после чего добавляют 0,9 мл (0,01 м) свежеперегнанного М-метилпиррола, при интенсивном перемешивании. Наблюдается увеличение вязкости раствора, обусловленное образованием поликомплёкса. Полученный вязкий раствор равномерно наносят на поверхность стекла или металла. Дальнейшую обработку осуществляют по методике

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

полимерные по- с электропроводностью до

примера 1. Удельная электропроводность покрытия 3 S/см ± 5% при 20°С.

Примеры 8-12. Способ осуществляют по методике примера 7 с различными окислительными агентами. Свойства покрытий представлены в табл. 2.

П р и м е р 13. В 10 мл смеси вода-эта- нол (1: 1) растворяют 1,44 г (0,01 м) полимо- нометилитаковоной кислоты (ПММИК), после чего добавляют 0,7 мл (0,01 м) свежеперегнанного пиррола, при интенсивном перемешивании. Наблюдается увеличение вязкости раствора, обусловленное образованием поликомплекса. Полученный вязкий раствор равномерно наносят на поверхность стекла или металла. Дальнейшую обработку осуществляют по методике примера 1. Удельная электропроводность покрытия 2 -10 3S/CM ±5% при 20°С.

Примеры 14-19. Способ осуществляют по методике примера 13 при различной продолжительности обработки окислительным агентом. Свойства покрытий представлены в табл. 3.

Таким образом, предлагаемый способ дает возможность получить электропроводящие композиционные крытия

S/см, площадь которых не ограничивается площадью электродов. Кроме того он позволяет отказаться от сложной процедуры электрохимической полимеризации и использования драгоценных металлов (платина, золото и др.).

Формула изобретения

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3