СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ ТЕРМОСТАБИЛЬНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК Советский патент 1971 года по МПК B29C71/02 

Изобретение относится к способам получения термостойки.х полимерных пленок, обладающих электропроводностью.

Известен способ получения электронроводных термостабильпых полимерных нленок на основе полиимидов путем введения в нолиимнд на стадни полиамидокислоты металла с носледующей термообработкой пленок полиамидакислоты при температуре 200-300°С.

С целью расширения ассортимента нленок по предлагаемому способу карбо- и гетероцепные полимеры с системой сопряжения, например полиазофеиилены, полифенилеиы, нолифениленхиноны, полифениленацетилены, поли(нафтоилеибисбеизимидазолы), поли- (нафтиленбисбензимиды), нолиниромеллитимиды, иолипиридилацетилепы, нагревают при 500- 1000°С в вакуумированном замкнутом объеме, в котором находятся отшлифованные кварцевые или металлические пластины.

Электропроводные термостабильные пленки на основе указанных полимеров по предлагаемому способу получают следующим образом.

Иолимер с системой сопрял ;ения (ГШС) предпочтительио в виде спрессованных таблеток, порошка или пленки загружают, например в ампулу, в которую помещают также подходящую для этого случая подложку, например шлифовапную кварцевую пластинку. Затем ампулу откачивают при комнатной температуре нлп пагреваппи не выше 200-250°С до 10 --10 - м.:: рт. ст., после чего герметизируют, папрл.мер запаивают. Далее замкнутую систему нагревают до температуры 500- и выдерживают при этой температуре в течение времени, необходимого для образования илепки па подложке. При этом образуются прочные сплошные пленки с зеркальной поверхностью.

Полученные пленки не меняются и не возгоняются прн нагревании на воздухе и в вакууме до 700-1000°С и довольио прочно удержпваются на поверхности иодложки при действии высокотемпературных воздушных потоков (400°С, 300 мсек). Электроноводность полученных плепок практически не зависит от температуры в интервале -196-100°С (акт 0) и составляет значнтельную величину. Для различных пленок сопротивление электрическому току меняется в пределах от 0,08 до 0,002 ом-см. Остатки после термичесKoii обработки (вес остатка зависит от: типа полимера и температуры) имеют значительно более высокое сопрот шлеппе (10-350 ом-см и температурную зависимость электропровод ности, характерную для полупроводников.

В ПК-спектрах плепок наблюдается чрезвычайно С 1льпое фоновое 1юглошение. Они не показывают узкого сигнала электронного нарамагнптного резонанса. Но результатам элементарного анализа некоторые пленки, полученные нз гюлнмеров, состоящих только из углерода и водорода (полифенилены, полифенилацетилены),имеют повышенное количество углерода и нонижепное - водорода (соотношение С/Н зависит от температуры нолучепия пленок), а пленки, полученные из ПСС, содержаших гетероатомы или гетероциклы (полиазофепилены, поли- (нафтоиленбисбепзимидазолы), полипиромеллитимиды и другие), имеют в своем составе и гетероатомы.

Пример 1. а) В кварцевую ампулу диаметром 24 мм и высотой 100 мм помещают таблетку поли-(нафтиленбисбензимида) диаметром 8 мм, полученную из 0,1 г полимера, и шлифованную кварцевую пластинку (15Х ХЗО мм). Амнулу вакуумируют до Ю - мм рт. ст., запаивают, нагревают за 4 час до 800°С и выдерживают при этой температуре 2 час.

После охлаждения ампулу вскрывают и извлекают пластинку с образовавшейся на ней прочной зеркальной пленкой, имеющей высокую адгезию к кварцу. Толщина пленки 1,0 мк, р 0,07 ОМ-СЛ1, .

б)Проводят пиролиз порошка того же полимера по п, а. При этом на кварцевой подложке получают такую же по внешнему виду пленку.

в)Проводят пиролиз таблетки того же полимера при 600°С. В этом случае пленка получается менее монолитной.

Пример 2. Проводят пиролиз таблетки (0,1 г) полиимида из диангидрида 1,4,5,8-нафталин-тетракарбоновой кислоты (ДАД) и 4,4диаминодифенилового эфира (ДДЭ) по п. а примера 1. Толщина образовавшейся прочной зеркальной пленки 1,1 мк, проводимость в интервале те шератур -ЬЮО-(-196°С) практически не меняется, р 0,016 ом-см, .

Пример 3. Проводят пиролиз таблетки нолифенилацетилена (0,1 г) по п. а примера 1. полимер возгоняется и образует на кварцевой пластинке пленку толщиной 2,2 м-к, имеющую более низкую адгезию к кварцу.

Элементарный анализ плепки показывает, что она состоит почти целиком (99,30%) из углерода.

Пример 4. Проводят пиролиз таблетки (0,1 г) полипиромеллитимида, полученного взаимодействием пиромеллитового диангидрида и ДДЭ, по и. а примера 1. Получают зеркальную пленку i-олщиной 0,9 мк. Проводимость нленки в интервале + ЮО-(-196°С) постоянна, р 0,003 ом-см, .

Пример 5. Проводят пиролиз таблетки

(0,1 г) полиазофенилена но н. а примера 1,

Получают зеркальную пленку толщиной 1,6мк.

Проводимость пленки в интервале -196 -

100°С постоянна, р 0,05 ом-см, .

Пример 6. Проводят пиролиз таблетки (0,1 г) полифениленхинона по п. а примера 1. Получают аналогичную зеркальную пленку толщиной 0,5-1,0 мк.

Пример 7. Проводят пиролиз таблетки 0,1 г ноли-(нафтоиленбисбепзимидазола), полученного взаимодействием ДАД, диаминобензидина (ДАВ) и ДДЭ при соотношении 1 : 0,5 : 05, по п. а примера 1. Получают аналогичные зеркальные пленки толщиной 0,5- 1 мк.

Пример 8. Проводят пиролиз сополимера,

включающего ароиленбензамидазольпые и

имидпые звенья, в таблетках весом 0,1 г. При

этом получают зеркальные монолитные

пленки.

Предмет изобретения

Способ получения электропроводных термостабильных полимерных пленок, отличающийся тем, что, с целью расширения ассортимента; карбо-и гетероцепные полимеры с системой сопряжения нагревают при 500-1000°С в вакуумированном замкнутом объеме, в котором находятся отшлифованные кварцевые или металлические пластины.