Способ получения электропроводящих полимерных пленок Советский патент 1993 года по МПК C08G61/12 C08G73/00 C08J5/18 

Изобретение относится к области полимерной химии, а именно к способам получения электропроводящих полимерных пленок, которые могут быть использованы в электронике, аккумуляторной технике и т.д.

Цель изобретения - упрощение процесса и получение пленок большой площади.

Поставленная цель достигается путем равновесного диализа через полупроницаемую полимерную мембрану навстречу друг другу растворов пиррола или N-метилпиррола и окислительного агента. При этом полимеризация мономера протекает в порах мембраны, а в качестве окислительного агента используют персульфаты щелочных металлов или аммония, соли железа (III) или ферроцианат калия.

Электропроводящие композиционные полимерные пленки, полученные по предлагаемому способу, имеют электропроводность 2-40 s/см (содержащие полипиррол) и 4-20-10 s/см (содержащие поли-М-метил- пиррол), а их геометрические размеры лимитируются лишь размерами диализного устройства.

Существенными отличиями предлагаемого способа от известного является то, что полимеризация мономеров протекает в порах полупроницаемой полимерной мембраны при равновесном диапизе навстречу друг другу растворов пиррола или N-метилпиррола и окислительного агента. Эти отличия позволяют значительно упростить процесс получения электропроводящих полимерных пленок, отказаться от использование драго00

ю сл

00

о

О1

ценных металлов и дорогостоящего оборудования, а также дает возможность производить пленки любых геометрических размеров.

Пример 1. В тефлоновом диализном устройстве закрепляют круглую мембрану из ацетата целлюлозы диаметром 5 см, предварительно набухшую в воде. В нижнюю часть диализного устройства заливают 10 мас.% водный раствор и удаляют все пузырьки, находящиеся в месте контакта мембраны с раствором окислительного агента. В верхнюю часть диализного устройства заливают раствор 0,35 м л (0,005 м) свежеперегнанного пиррола в 20 мл воды. Реакцию ведут 24 ч, после чего мембрана становится черного цвета за счет полимеризации пиррола в ее порах.

После этого мембрану многократно промывают дистиллированной водой для удаления избытка солей железа и непроре- згировавшего пиррола и сушат 8 часов при комнатной температуре в закрепленном состоянии для предотвращения сморщивания. Удельная электропроводность полученной композиционной пленки 4 з/см± ±5% при20°С.

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

Пример 7. В тефлоновом диализном устройстве закрепляют круглую мембрану из ацетата целлюлозы диаметром 5 см, предварительно набухшую в воде, В нижнюю часть диализного устройства заливают 10 мас.% водный раствор и удаляют все пузырьки, находящиеся в месте контакта мембраны с раствором окислительного агента. В верхнюю часть диализного устройства заливают раствор 0,45 мл (0,005 м) свежеперегнэнного N-метилпиррола в 20 мл воды. Дальнейшие процедуры осуществляют по методике примера 1. Удельная электропроводность полученной композиционной пленки S/CM ±5%.

Примеры 8-13. Способ осуществляют по методике примера 7 с различными окислительными агентами. Свойства пленок представлены в табл.2.

Пример 14. В тефлоновом диализном устройстве закрепляют круглую мембрану из поливинилхлорида диаметром 5 см, предварительно набухшую в ацетонитриле. В нижнюю часть диализного устройства заливают О мас.% раствор в ацетонитриле и удаляют все пузырьки, находящиеся в месте контакта мембраны с раствором окислительного агента. В верхнюю часть диализного устройства заливают раствор 0,35 мл (0,005 м) свежеперегнанного пиррола в 20 мл ацетонитрила. Реакцию ведут 24 часа, после чего мембрана становится черного цвета за счет полимеризации пиррола в ее

порах. После этого мембрану многократно промывают свежим ацетонитрилом для удаления избытка солей железа и непрореагировавшего пиррола и сушат 8 часов при комнатной температуре в закрепленном

состоянии для предотвращения сморщивания. Удельная электропроводность полученной композиционной пленки 5 S/CM± ±5% при 20°С.

Примеры 15-18. Способ осуществляют по методике примера 14 с использованием различных полимерных мембран в различных растворителях. Свойства пленок представлены в табл.3.

Таким образом, предлагаемый способ

дает возможность получать электропроводящие композиционные полимерные пленки с электропроводностью до 40 S/CM, площадь которых не ограничивается площадью электродов, а зависит лишь от размеров используемого диализного устройства. Кроме того, он позволяет отказаться от сложной процедуры электрохимической полимеризации и использования драгоценных металлов (платина, золото и

ДР.).

Формула изобретения 1. Способ получения электропроводящих полимерных пленок, включающий полимеризацию пиррола или N-метилпиррола в

присутствии полимерной пленки, отличающийся тем , что, с целью упрощения процесса и получения пленок большой площади, в качестве полимерной пленки используют полупроницаемую полимерную

мембрану и полимеризацию осуществляют в порах мембраны при равновесном диализе через мембрану навстречу друг другу растворов пиррола или N-метилпиррола и окислителя.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что в качестве окислителя используют персульфат щелочного металла или аммония, соль железа (III) или ферроцианат калия.

Таблица 1

Использование: в электронике, аккумуляторной технике и т.д. Сущность изобретения; полимеризация пиррола или N-метилпиррола при равновесном диализе через полупроницаемую полимерную мембрану навстречу друг другу растворов пиррола или N-метилпиррола и окислителя. В качестве окислителя используют персульфаты щелочных металлов или аммония, соли железа (III) или ферроцианат калия. Электропроводящие композиционные полимерные пленки имеют электропроводность 2-40 S/CM (содержащие полипиррол) и 4-20 10 3з/см (содержащие поли-М-метилпиррол), а их геометрические размеры лимитируются лишь размерами диализного устройства. 1 з.п. ф- лы. 3 табл.

Таблица 2

Таблица 3