Способ получения электропроводящего материала на основе карбазолсодержащего полимера

 

Использование: в качестве антистатиков электронных схем, электромагнитных экранов, в том числе поглощающих СВЧ-излучение, твердотельных электрои фотохромкых материалов, рабочих веществ химических источников тока, преобразователей солнечной энергии. Сущность изобретения: химическое окислительное донирование поли(М-эпоксипропилкарбазола) раствором пентахлорида сурьмы. Полученный материал в зависимости от мольного соотношения полимера (мол. мае, 1100 у. е.) и пентахлорида сурьмы соответственно (2,0 ,.. 3,0) и (2.0 .,, 1,0) имеет электропроводность от 2,010 до 6,0х /10 9см/м, сохраняющуюся постоянной в течение 2 мес. 2 табл.

COIO3 СОВГТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 В 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4884053/07 (22) 20;11.90 (46) 23,08.92. Бюл. N 31 (71) Институт физической химии им. Л. B.

Писаржевского (72) Н, Ф. Губа и В, Д, Походенко (56) В ull. Chem, Soc. J àðàï, 1965, ч. 38, М 11, р. 2015 — 2017. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ

КАРБАЗОЛСОДЕРЖАЩЕО ПОЛИМЕРА (57) Использование: в качестве антистатиков электронных схем, электромагнитных

Изобретение относится к способам получения безметальных органических электропроводящих полимерных материалов, которые в ближайшее время могут быть использованы в качестве антистатиков электронных схем, дешевых электромагнитных экранов, в том числе, поглощающих СВЧ-излучение, твердотельных электро- и фотохромных материалов, рабочих веществ химических источников тока, преобразователей солнечной энергии, а также в диодах и транзисторах, конденсаторах, межмолекулярных переключателей и т, и.

Известны способы получения электропроводящих органических полимерных материалов; на основе полиацетилена, которые получают путем полимеризации ацетилена или его производных в присутствии катализаторов, например, катализатора

Циглера-Натта, с последующим допированием образующегося полимера электроно„„5U„„1756941 А1 экранов, в том числе поглощающих СВЧ-излучение, твердотельных электро- и фотохромных материалов, рабочих веществ химических источников тока, преобразователей солнечной энергии. Сущность изобретения: химическое окислительное донирование поли(К-эпоксипропилкарбазола) раствором пентахлорида сурьмы. Полученный материал в зависимости от мольного соотношения полимера (мол. мас, 1100 у. е.) и пентахлорида сурьмы соответственно(2,0 ... 3,0) и (2 0 „, 1 0) имеет электропроводность от 2,0 10 до 6,0"

«10 см/м, сохраняющуюся постоянной в те-9 чение 2 мес, 2 табл. донорами (щелочные металлы, амиды щелочных металлов, углеводороды щелочных металлов и др.) или электроноакцепторами (йод, бром, пентафторид мышьяка и др.) или методом электрохимического окисления или восстановления. Недостатком известных способов получения электропроводящих органических полимерных материалов является химическая неустойчивость получаемых материалов на воздухе в присутствии кислорода и влаги, что приводит со временем к резкому уменьшению удельной электропроводности полимеров.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемой цели к предлагаемому изобретению является способ получения электропроводящего органического полимерного материала на основе поли (N-винилкарбазола) путем обработки поли (N-винилкарбазола) в среде хлороформа пентахлоридом сурьмы. Получаемый по это1756941 му способу электропроводящий полимерный материал устойчив на воздухе и сохраняет свои электрофизические свойства во время хранения, Недостатком этого способа является получение электропроводящего органиче-. ского полимерного материала с малой удельной электропроводностью.

Цель изобретения — разработка способа получения электропроводящего органического полимерного материала на основе производного карбазола, обладающего по. вышенной удельной электропроводностью.

Поставленная цель достигается способом получения электропроводящего полимерного материала путем обработки раствора поли(И-эпоксипропилкарбаэола) раствором пентахлорида сурьмы в хлороформе при следующем мольном отношении реагентов ПЭПК: $ЬС15 равном 2: 3 — 2: 1.

Новым является использование в качестве карбазолсодержащего полимера поли(И-эпоксипропилкарбазола) и мольное соотношение реагентов, Пример 1. 0,55 г поли(И-эпоксипропилкарбазола) (с молекулярным весом 1100 у. е.) растворяют в 10 мл хлороформа, квалификации "хч" и получают раствор ПЭПК с концентрацией полимера 5,0 10 моль/л. К

-2 приготовленному раствору ПЭПК при перемешивании с помощью магнитной мешалки и продувке аргоном приливают 10 мл раствора пентахлорида сурьмы (квалификации

"хч") в хлороформе с концентрацией 1,25» .10 моль/л. При этом мольное отношение

ПЭПК: SbClg составляет 1: 2,5. Прибавление пентахлорида сурьмы к раствору ПЭПК сопровождается окрашиванием раствора в зеленый цвет, характерного для катион-радикального карбазольного хромо.фора, и выпадением осадка. Полученный раствор перемешивают в течение 1 ч, После этого зеленый осадок отфильтровывают, промывают хлороформом и сушат при пониженном давлении при комнатной температуре. Иэ полученного порошка, допированного поли(й-эпоксипропилкарбазола) пентахлоридом сурьмы, прессуют таблетку и определяют 2 - контактным способом ее удельную электропроводность, которая составляет величину, равную 6,0 10

Ом см 1. Полученный электропроводящий полимерный материал устойчив на воздухе и его электропроводность остается постоянной во время хранения более 2 мес, Пример ы 2 — 6. Электропроводящий органический полимерный материал на основе поли(й-эпоксипропилкарбаэола) получают как в примере 1 с той лишь разницей, что варьируют мольное отношение ПЭПК:

ЯЬСЬ вЂ” 2: 3, 1: 1, 2: 1, 3: 1, 5: 1. Значения

5 удельной электропроводности токопроводящих полимеров, полученных при различном мол ьном отношении исходных реагентов, приведены в табл. 1 и их электрапроводность остается постоянной во вре10 мя хранения более 2 мес, Полученные данные показывают. что при мольном отношении ПЭПК: SbCls равном 2: 3 — 2: 1 образуется токопроводящий органический полимерный материал на ос15 нове поли(й-эпоксипропилкарбазола), обладающий удельной электропроводностью (2,0 — 6,5) 105 Ом см . Уменьшение или увеличение мольного отношения ПЭПК;

SbClg от отношения 2: 3 — 2: 1 в процессе

20 получения полимера приводит к снижению значения удельной электропроводности полимерного материала.

Таким образом, как видно из данных, приведенных в табл. 1, необходимым и доста25 точным мольным отношением ПЭПК: SbCl5 в процессе получения токопроводящего полимерного материала путем обработки раствора поли(й-эпоксипропилкарбазола) пентахлоридом сурьмы является отношение в

30 пределах 2: 3 — 2: 1.

В табл. 2 дано сопоставление электропроводности полимерных материалов, получаемых предлагаемым способом и

35 известным способом.

Таким образом, из данных табл. 2 видно, что предлагаемый способ получения злектропроводящего полимерного материала позволяет получить токопроводящий

40 полимерный материал, обладающий более. чем в десять раз большей удельной электропроводностью, которая достигает величины (2,0 — 6,5).105 Ом см 1.

Формула изобретения

Способ получения электропроводящего материала на основе карбазолсодержащего полимера, при котором последний обрабатывают раствором пентахлорида сурьмы, 50 отделяют осадок, промывают и сушат, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения удельной проводимости материала, в качестве карбаэолсодержащего полимера используют поли(й-эпоксипроилкарбаэол) с

55 мол. мас. 1100 усл. ед. в молярном соотношении с пентахлоридом сурьмы, равном соответственно от 2,0 к 3 0 до 2,0 к 1,0. .

175 ь941

Таблица 1

ПЭПК:$Ю t:25 2:3 . 2:! 3:! 5:! о Ом. ° см

6,0 ° 10 2,0 10 4,0 10 6,5 10 3,0 ° 10 8,0 10

Таблица 2

Составитель H.Ãóáà

Редактор Н.Химчук Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Е.Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3091 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5