Способ получения комбинированного полимерного материала

 

Использование: электропроводящий комбинированный полимерный материал для батарей, световых элементов, печатных плат, антистатических упаковочных материалов , электромагнитных экранов. Сущность изобретения: поли-(3-алкилтиофен) вводят в расплавленном состоянии в контакт с непроводящим полимером, количество поли-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

k (21) 4613763/05 (86) РСТ/Fl 88/00122 от (29.07.88) (22) 27.03.89 (46) 23.08.93. Бюл. ЛЬ 31 (31) 873308 (32) 29.07.87 (33) FI (71) Несте Ой (Fl) (72) Ян-Эрик Эстерхольм. Юкка Лаксо, Сари

Карьялайнен и Пирье Мононен (Fl) (56) Растворимые электропроводящие полимеры /Stao Nasaokl // Дзайре гидзюцу, Mater TechnoI., 1987, 5, М 10, с. 530-533;

РЖХ, гв 4, с. 537, 1989.

Заявка ЕР М 203438. кл. Н 01 В 1/12, опублик. 1986.

Изобретение относится к способам получения комбинированных полимерных материалов, а именно к способу получения электропроводящего комбинированного материала, состоящего из проводящего легированного полимера и матрицы непроводящего полимера.

Целью изобретения является получение электропроводящего комбинированного полимерного материала с высокими физико-механическими показателями.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения комбинированного полимерного материала на основе алкилзамещенного политиофена в качестве алкилзамещенного политиофена используют поли-(3-алкилтиофен), который вводят в контакт с непроводящим полимером в рас АХ 1836393 АЗ

rs>>s С 08 J 5/00//С 08 L81/02 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМБИНИРОBAMНОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА (57) Использование: электропроводящий комбинированный полимерный материал для батарей, световых элементов, печатных плат, антистатических упаковочных материалов, электромагнитных экранов. Сущность изобретения: поли-(3-алкилтиофен) вводят в расплавленном состоянии в контакт с непроводящим полимером, количество поли(3-алкилтиофена) 0.1-20 от общей массы полимеров. После -введения полимеров в контакт материал предпоч Ьтельно легируют акцептором электронов. плавленном состоянии в количестве 0,120,0 от общей массы полимеров, Преимущественно в качестве поли-(3алкилтиофена) используют поли-(3-октилтиофен).

Поли-(3-алкилтиофен) можно вводить в контакт с непроводящим полимером напрессовкой с ним.

Непроводящим полимером (матрицей) может быть любой термопласт, обрабатываемый в расплавленном состоянии в совместимый с поли-(3-алкилтиофеном);

Комбинация, в которой матричным полимером является олефиновый полимер или олефиновый сополимер и проводящим компонентом является поли-(3-алкилтиофен), как установлено является особенно предпочтительной.

1836393

После введения в контакт поли-(3-алкилтиофена) в расплавленном состоянии с непроводящим полимером материал желательно легировать акцептором электронов.

Легирование комбинированйого материала акцепторами электронов можно осуществить либо химически, либо электрохимически. Выгодно обработать полимерный компоэит средой, которая состоит из FeCta. Этой вредой может быть приемлемый органический растворитель, например нитрометан,. или любой другой растворитель, или суспенэионная среда, которая не оказывает вредного воздействия на процесс легирования., например, за счет растворения поли-(3-алкилтиофена). Обычно можно использовать органические растворители, которые растворяют соль и в то же.время растягивают матричный пластик так, что становится возможным легирование.

После легирования полученную пленку чисто промывают от остатка присадки приемлемым растворителем, предпочтительно растворителем, используемым в легировании, и композит сушат.

Другой полезной присадкой является йод,.который используют как таковой для увеличения проводимости поли-(3-алкилтиофена).

Свойствами проводимости легированного комбинированного материала можно управлять, регулируя концентрацию присадки, период легирования, температуру и концентрацию поли-(3-алкилтиофена) в комп озите.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м.е р 1. 3-Октилтиофен получают следующим образом. Соответствующий реактив Гриньяра получают из магния (обезвоженный, 1,0 моль) и октилбромида (обеэвоженный, 1,5 моль) в диэтиловом эфире. Магний и эфир помещают в реактор,. имеющий атмосферу аргона, и постепенно добавляют аргонированный октилбромид.

Для облегчения начала реакции добавляют кристалл йода.

Концентрацию полученного реагента определяют следующим образом. 10 мл пробу добавляют в 150 мл дистиллированной воды. Добавляют индикатор и проводят титрование с 0,2 M NaOH при 70 С.

Реагент переносят в другой реактор (атмосфера аргона), в который добавляют 3бром-тиофен в молярном соотношении, соответствующем концентрации реагента, и катализатор (дихлор-1,3- бис(дифенилфосфинп)пропан/никель (ll). Для начала реакции реактор нагревают, Смесь нагревают при температуре дифлегмации 4 ч, После этого реактор помещают на ледяную баню и делают смесь кислой-при помощи 1,0 í. HCl.

Смесь промывают водой в делительнай во5 ронке (три раза) насыщенным йаНСОз (три раза) и затем обезвоживают CaClz. Смесь отгоняют и получают продукт 3-октилтиофен (т,кип. 255 С. выход 65%).

2,5-Дииодид-З-октилтиофен получают

10 следующим образом. 2,50 мл дихлорметана, 0,4 моль З-октилтиофена, полученного выше, и 0,5 моль йода добавляют в реактор (атмосфера аргона). 90 мл смеси азота и. воды (1:1) медленно добавляют и температуру смеси медленно поднимают до 45 С, Смесь выдерживают при температуре де флегмации 4,5 ч. После этого реакционную смесь промывают водой (три раза), 10%

NaOH (три раза) и водой, дважды фильтруют и очищают в колонке (кремнезем+ гексан).

Полученный продуктом является 2,5-диио20 дид-3-октилтиофен (выход 73 ) Поли-(3-октилтиофен) получают следующим образом.

25 . 0,3 моль 2,5-дииодид-3-октилтиофена, полученного выше, 0,3 моль магния и 200 мл тетрагидрофурана (ТГФ) помещают в реактор и дефлегмируют 2 ч. 0,001 моль катализатора (дихлор) 1,3-бис(дифенилфосфино)про30 пан/никель (ll) добавляют в реактор. Реактор охлаждают до 20 С перед добавлением катализатора, Температуру поднимают до

70ОС и смесь дефлегмируют 20 ч, Полученный продукт выливают в метанол (1200 мл

35 метанола+5о HCl). Смесь перемешивают2 ч. Фильтруют, промывают горячей водой и метанолом, Экстрагируют метанолом и обезвоживают в вакууме. Полученным про дуктом является поли-(3-октилтиофен). тем40 но-коричневый порошок, выход 95%.

Получение комбинированного материала.

Пример 2. Для получения комбинированного материала используют 10 мас.

45 поли-(3-октилтиофена) и 90 мас. сополимера этилена с винилацетатом NTK 229 мол.м. 68000 г/моль.

Материал получают в машине Брабендера (машина фирмы Меме Ой). Температу50 ра смеси 170 С. Период смешивания 10 мин, число оборотов 30 мин, Пример 3. Комбинированный материал, полученный в примере 2, прессуют в расплавленном состоянии на лист при по55. мощи прямого прессования, Период сжатия

5 мин, температура 170 С, давление 100 бар.

Пример 4, Комбинированный материал; полученный в примере 2, измельчают в гранулы и получают полимерную компо1836393

Составитель H.Ïðoñòîðîâà

Техред М,Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор

Заказ 3006 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 зитную пленку экструзией с выдуванием.

Температуры секторов Брабендера 150170 С. Толщина пленки 0,09 мм.

Пример 5, Процедура аналогична примерам 2, 3, но матрицей является сопо- 5 лимер этилена и бутилакрилата, содержащий 17 мас. (> бутилакрилатных повторяющихся звеньев и имеющий мол,м.

8000 г/моль (продукт 7071 фирмы Neste

Polyeter АЬ}. 10

П р и м е.р 6. Процедура аналогична примерам 2 — 4, но матрицей является полиэтилен PE-8517с мол.м. 350000 гlмоль(фирма Neste Ой).

Легирование. 15

Пример 7. Комбинированный материал, полученный в примерах 2, 3, легируют„

Материал погружают в концентрированный раствор FeCla-нитрометана (сухой, атмосфера аргона). После часового легирования 20 промывают в вакууме нитрометаном и обезвоживают. Проводимость 0,6 См/см, П р и м-е р 8. Процедура аналогична примерам 2,3,7, но материал содержит. поли-(3-октилтиофен) в количестве 5 мас. и 25 перед легированием выдержан 2 ч. Проводимость 6 10 см/см, Пример 9. Процедура аналогична примерам 2,3,7 и 8, но материал содержит поли-(3-октилтиофен) в количестве 20 мас. Я, 30 и период легирования равен 2 мин, Проводимость 7 10 см/см.

Пример 10. Процедура аналогично примеру. 9, проводимость определяют как функцию периода легирования. 35

Пример 11. Пленку поли-(3-октилтиофена) прессуют в:расплавленном состоянии (170 С) прямым прессованием на подложку (полиэтилентерефталат). Ее леги4 руют в вакууме, используя пар йода. Проводимость 10 cM/ñì.

Пример 12. Работают по методике примеров 2,3,7-9, но используют 3 мас. поли Зо ктилтиофе на период а леденил 2 я.

Проводимость 1 10 См/см.

- При использовании, например, поли-(3гексилтиофена). поли-(З-децилтиофена), пол и - (3 -. н о н и л т и о ф е н а ), поли-(3-гептилтиофена) получают аналогичные результаты, так как алкильные заместители в них оказывают такое же влияние на плавкость и совместимость замещенного полтиофена, как и заместитель Ç-октил.

Формула изобретения

1. Способ получения комбинированного полимерного материала на основе алкилзамещенного пояитиофена, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что. с целью получения электропроводящего комбинированного полимерного материала с: высокими физико-механическими показателями, в качестве алкилзамещенного политиофена используют поли(З-алкилтиофен), который вводят в контакт с непроводящим полимером в расплавленном состоянии в количестве 0,1-20,0 от общей массы полимеров.

2. Способ по п.1. о т л и ч à eù и и с я тем, что в качестве поли-(3-алкилтиофена) используют поли-(3-октилтиофен).

3. Способ по и 1, от л и ч а ю шийся тем, что.поли-(З-алкилтиофен) вводят в контакт с непроводящим полимером напрессовкой с ним.

4. Способ по и 1, отличающийся тем, что после введения в контакт поли(3алкилтиофена) в расплавленном состоянии с непроводящим полимером материал легируют акцептором электронов.