Способ получения полимерного пленочного материала
Изобретение относится к получению полимерных пленочных материалов, обладающих поверхностной проводимостью . Изобретение позволяет снизить удельное поверхностное сопротивление материала за счет того, что поверхность материала, сформированного из раствора поликарбоната или полиметилметакрилата, содержащего 0,3-5 мае.ч. донора - тетратиофульвалена «ли тетратионафтацена и/или акцептора электронов - тетрацианохинодиметана, обрабатывают органическим растворителем или его парами. Донор или акцептор электронов можно использовать в способе при обработке поверхности в виде О,1-0,2%-ного раствора в органическом растворителе . (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
4 С 08 J 7/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H ПАТЕНТУ
S — S
S — S
С1Я
С
CN CN (,,) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 3775306/23-05 (22) 08.08.84 (31) Р-243360 (32) 09.08.83 (33) Р? (46) 15.03.89. Бюл. ¹- 10 (71) Польска Акадэмия Наук, Цэнтрум Бадань Мольэкульарных и Макромольэкульарных (Р?.) (72) Мариан Крышевский, Еремияш Ешка, Яцек Юланьский и Адам Трач (PL) (53) 678.027.5(088.8) (56) Патент Великобритании № 1250917, кл. С 09 К 3/16, опублик.
1971.
Патент ПНР ¹ 116850 кл. С 08 J 3/20, опублик. 28.02.83. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО
ПЛЕНОЧНОГО МАТЕРИАЛА
Изобретение относится к способам получения модифицированных полимерных материалов, обладающих поверхностной проводимостью электрического тока.
Цель изобретения — снижение величины удельного поверхностного сопротивления материала.
Предлагаемый способ предусматривает введение в материал при его формировании из раствора донора электронов тетратиофульвалена формулы
1 или тетратиотетрацена формулы
„.Я0„„1466650 А 3 (57) Изобретение относится к получению полимерных пленочных материалов, обладающих поверхностной проводимостью. Изобретение позволяет снизить удельное поверхностное сопротивление материала за счет того, что поверхность материала, сформированного из раствора поликарбоната или полиметилметакрилата, содержащего
0,3-5 мас.ч. донора — тетратиофульвалена или тетратионафтацена и/или акпептора электронов — тетрацианохинодиметана, обрабатывают органическим растворителем или его парами.
Донор или акцептор электронов можно использовать в способе при обработке поверхности в виде 0,1-0 2Х-ного раствора в органическом растворителе. и/или акцептора электронов — тетрацианохинодиметана формулы
После формирования изделия подвергают воздействию органических растворителей или их паров, которые могут содержать добавку акцептора
1466650 или донора электронов, если один из них не вводили в материалы при его формировании.
Вид применяемых органических растворителей не имеет существенного значения, поскольку сразу же после употребления их удаляют в процессе, . сушки поверхности. Выбирают их в зависимости от вида полимерного материала.
Для улучшения свойств токопровод-, ного слоя, например его механической прочности, органический растворитель может содержать также некоторое количество полимера, Это может быть полимер, из которого выполнен материал или какой-либо другой полимер.
Полученный предлагаемым способом высокомолекулярный материал, обла- 20 дающий поверхностной проводимостью электрического тока, отличается низким удельным поверхностным сопротивлением порядка 10 — 10 Ом. Сопро6 тивление может регулироваться со- 25 держанием донора и/или акцептора электронов, а также параметрами процесса. Кроме того, материал характеризуется слабой зависимостью проводимости от температуры в широком 30 диапазоне ее изменений, а образующийся в полимерном материале комплекс, обладающий способностью переноса электрического заряда, имеет кристаллическую структуру и отличается большой стойкбстью к воздействию атмосферных факторов и света, а также не имеет склонности к диффундированию из полимера Толщина токопроводного поверхностного слоя поли- 40 мерного материала, полученного предлагаемым способом, может быть различной и в некоторых случаях, например при очень тонких пленках, может равняться целой толщине пленки, в 45 результате чего можно получать пленки с объемной токопроводимостью.
Благодаря применению различной концентрации и комбинации доноров и/или акцепторов, разных органичес50 ких растворителей, или смесей или паров на разных фрагментах и сторонах подвергаемой обработке поверхности полимерного материала (например, на различных поверхностях пред55 мета) предлагаемый способ позволяет получить поверхности, имеющие разные электрические свойства, т.е. имеющие разную проводимость в разных частях, разное сопротивление, градиентно изменяющегося вдоль поверхности, и разную анизотропную проводимость.
Полимерный материал, обладающий поверхностной проводимостью электрического тока, полученный предлагаемым способом, может найти широкое применение. Его можно применять для отвода электрических зарядов, экранировки электромагнитного излучения или для получения проводящих или высокоомных плоских проводов, а также пленок, проводящих а одном направлении, пригодных для применения в конденсаторах, солнечных батареях, электрохимических и полупроводниковых элементах.
Пример 1. 100 мас.ч. поликарбоната растворяют в 2500 мас.ч. хлорбензола при 370 К, затем добавляют 1 мас.ч. тетратиофульвалена и 1 мас.ч. тетрацианохинодиметана и также растворяют при такой же температуре. Приготовленный таким образом раствор выливают на стеклянную плитку, имеющую температуру
360 К. Получают пленку толщиной
20 мкм, имеющую однородный желтый цвет и не проводящую электрического тока. Так полученный исходный материал выдерживают в насыщенных парах этиленхлорида при 300 К и в течение
1 мин. В результате пленка меняет окраску на сероватую и в ее поверхностном слое появляются видимые под микроскопом кристаллы комплекса, обладающего способностью переноса электрического заряда. Удельное поверхностное сопротивление полученного материала составляет 10 Ом при
+ комнатной температуре.
Пример 2. 100 мас.ч. поликарбоната растворяют в 4000 мас.ч. хлорбензола при 370 К, затем добавляют 2 мас.ч. тетрацианохинодиметана и также растворяют при той же температуре Приготовленный таким образом раствор выливают на полиэфирную пленку, имеющую температуру 370 К. После испарения раствора на поверхности полиэфирной пленки остается пленка толщиной 10 мкм, имеющая однородную желтую окраску, не проводящая электрического тока и хорошо прилегающая к полиэфиру. Поверхность предварительно полученного таким образом материала увлажняют
0,2 -ным раствором тетратиофульвале5 14 на в смеси растворителей хлорбейзол—
h -гептан в соотношении 1:3 и по истечении 5 с сушат горячим воздухом.
Поверхностный слой материала в ре-. зультате изменяет цвет на сероватый или в нем появляются видимые под микроскопом кристаллы проводящего комплекса. Удельное поверхностное сопротивление полученного таким образом материала составляет 3 10 Ом
4 при комнатной температуре.
Пример 3. 100 мас.ч. полиметилметакрилата растворяют в
2500 мас.ч. о-дихлорбензола при
400 К, а затем добавляют 1 мас.ч. тетратиофульвалена и 1 мас.ч. тетрацианохинодиметана и также растворяют при тои.же температуре. Приготовленный таким образом раствор выливают на стеклянную плитку, имеющую температуру 390 К. Получают пленку толщиной 30 мкм, имеющую однородный желтый цвет, не проводящую электрического тока.
Одну сторону полученной таким образом исходной пленки подвергают воздействию насыщенных паров хлористого этилена при 300 К в течение
0,5 мин, а затем сушат в струе теплого воздуха. В результате поверхностное сопротивление пленки дости5 гает 10 Ом при комнатной температуре. После этого вторую сторону пленки подвергают воздействию насыщенных паров метилэтилкетона в течение 1 мин при 300 К и сушат в струе теплого воздуха. В результате поверхностное сопротивление этой стороны пленки
1 достигло 4- 10 Ом при комнатной температуре, почти постоянное (+2%) до температуры 330 К, но возрастающее вместе со снижением температуры до
80 К примерно на 12%.
Пример 4. 100 мас.ч. поликарбоната растворяют в 2500 мас.ч. о-дихлорбензола при 430 К, после чего добавляют 0,19 мас.ч. тетратиотетрацена и 0,11 мас.ч. тетрацианохинодиметана и также растворяют при такой же температуре. Приготовленный таким образом раствор выливают на стеклянную пластину с температурой
420 К. Получают пленку толщиной
20 1м с однородной зелено-желтой окраской, не проводящую электрического тока. Предварительно полученный таким образом материал помещают затем в парах диоксана с температурой 300 К
66650 6
55 на 2 мин. В результате этого пленка изменяет окраску в слегка сероватую.
Поверхностное удельное сопротивление
6 составляет 10 Ом при комнатной температуре.
Пример 5. 100 мас.ч. поликарбоната растворяют в 2500 мас.ч. хлорбензола при 400 К, после чего добавляют 0,2 мас.ч. тетратиотетрацена, которые также растворяют при этой температуре. Приготовленный таким образом раствор выливают затем на стеклянную пластину с температурой 390 К. Получают пленку толщиной
32 р м с однородной зеленой окраской, не проводящую электрического тока.
Одну сторону полученной таким образом пленки затем увлажняют 0,1%-ным раствором тетрацианохинодиметана в смеси растворителей ацетонитрил— хлорбензол в соотношении 4:1. После просушки горячим воздухом пленка изменяет окраску в сероватую и имеет поверхностную удельную сопротивляе6 мость 4.х tO Ом при комнатной температуре.
Пример 6. 100 мас.ч. поликарбоната растворяют в 2500 мас.ч. о-дихлорбензола при 440 К, после чего добавляют 2,5 мас.ч. тетратиофульвалена и 2,5 мас.ч. тетрацианохинодиметана и также растворяют при этой температуре ° Приготовленный таким образом раствор выливают на стеклянную пластину с температурой 390 К.
Получают пленку тоощиной 25. р м однородной желтой окраски, не проводящую электрического тока. Предварительно полученный таким образом материал помещают в пары хлороформа на 2 с.
В результате пленка изменяет окраску в сероватую, а ее поверхностная удельная сопротивляемость составляет 2 х 10 Ом.
Пример 7. 100 мас.ч. поликарбоната растворяют в 2500 мас.ч. о-дихлорбензола при 400 К, после чего добавляют 1 мас.ч. тетрацианохинондиметана, растворяемого также при указанной выше температуре. Приготовленный таким образом раствор выливают на стеклянную пластинупри 380 К. Получают пленку толщиной
30 мкм желтого цвета, не проводящую электрического тока. Одну поверхность пленки смачивают 0,15%-ным раствором тетратиофульфалена в ацетоне. После просушивания горячим
1466650
Составитель В.Балгин
Техред Л. Олийнык Корректор М.Максимишинец
Редактор Н.Киштулинец
Заказ 1814 Тираж 412 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно †издательск комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101 воздухом .;Ìêà изменяет окраску на сероватую Й обнаруживает электропроводность при величине удельного поверхностного сопротивления порядка
5 х 10 Ом при комнатной температуре.
По известному способу, включающему введение в поликарбонат или полиметилметакрилат донора и акцептора эпектронов (без обработки поверхности материала растворителем), по" лучают материал, обладающий только объемной проводимостью. Измеренное поверхностное удельное сопротивление материалов составило 10 — 10 Ом в зависимости от условий их полученияе
Формула изобретения
Способ получения полимерного пленочного материала путем формирования его из раствора полимера — поликарбоната или полиметилметакрилата, содержащего 0,2 - 2,0 мас.ч. донора— тетратиофульвалена или тетратиотетрацена, или акцептора электроновтетрацианохинодиметана или 0,3—
5,0 мас.ч. их смеси на 100 мас.ч. полимера, отличающийся тем, что, с целью снижения величины удельного поверхностного сопротивления материала, после формирования материала его поверхность обрабатывают соответственно 0,1 — 0,27-ным раствором в органическом растворителе акцептора или донора электронов, либо органическим растворителем или его парами.
