Способ получения допированных полипирролов

Способ получения допированных полипирролов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к полимерной химии, точнее к способам получения электропроводящих допированных полипирролов. Целью изобретения является сокращение продолжительности синтеза, повышение выхода и получение полимеров в тонкодисперсном виде. Изобретение позволяет получать тонкодисперсный зонированный йодом полипиррол и полиметилпиррол с размером частиц 1 - 5 мкм и электропроводностью до 40 см<SP POS="POST">-1</SP>см<SP POS="POST">-1</SP> за счет полимеризации пиррола или N-метилпиррола при 0 - 5°С в течение 20 - 25 ч в растворителе, состоящем из воды (30 - 60 мас.%) и ацетонитрила (40 - 70 мас.%), с выходом до 80%. 3 табл.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я С 08 G 61/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

W аФ (21) 4682631/05 (22) 24,04.89 (46) 15.08.91. Бюл. № 30 (71) Институт химических наук АН КазССР (72) Б.А.Жубанов и Ю.А.Дубицкий (53) 541. 64(088.8) (56) Капу Е.T„Neoh К.G„Tan Т.С., Ong Y.Ê.

The polymerization апб oxidation of pyzzobe

by halogens in organic Solvents. — Journal

MacromoIecaIar science-chemistry, 1987, А24, ¹ 6, р 631-644, Kang Е,T., Tan T.С.. Neoh К.G., Опд Y.Ê.

Habogenindaced chazge tgansfen

polymezzation of pyzzole in agulous megia.—

Polymer, 1986, но1.27, № 12, р. 1958-1962.

Kang Е Т,, Тап Т С., Neoh K.G.

E lectzochemlcal chazacterizatIon of

chemically Synthesized pobypyrrole—

habogen camhlexes. — European Polymer

Zoarnal, 1988, vol. 24, ¹ 4, р. 371-377.

Изобретение относится к полимерной химии, а конкретно к способу получения допированных полипирролов. которые могут быть использованы в качестве электропроводящих материалов, аккумуляторных электродов, элементов солнечных батарей и т,д.

Целью изобретения является сокращение продолжительности синтеза, повышение выхода и получение полимеров в тонкодисперсном виде.

Пример 1. В 100 мл растворителя, содержашего 40 мас.% воды и 60 мас,% ацетонитрила помещают 2 г (2 мас.%) тонкодисперсного элементарного йода.

Ацетонитрил перед использованием хранят над молекулярными ситами ЗА и перегоняют в токе аргона при нормальном

„„5U „„1669925 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОПИРОВАННЫХ ПОЛИПИРРОЛОВ (57) Изобретение относится к полимерной химии, точнее к способам получения электропроводящих допированных полипирролов.

Целью изобретения является сокращение продолжительности синтеза, повышение выхода и получение полимеров в тонкодисперсном виде. Изобретение позволяет получать тонкодисперсный зонированный йодом полипиррол и полиметилпиррол с размером частиц 1-5 мкм иэлектропроводностьюдо40см см засчет полимеризации пиррола или N-метилпиррола при 0-5 С в течение 20-25 ч в растворителе, состоящем из воды (30-60 мас.%) и ацетонитрила (40-70 мас. ) с выходом до 80%. 3 табл. давлении. Воду очищают методом двойной дистилляции, после чего дальнейший контроль примесных ионов не проводят.

Элементарный йод (марки осч) вводят в реакционную смесь методом сублимации, с пропусканием паров через барбатер, т.е, степень дисперсности йода была очень высока и близка к молекулярной.

Суспензию охлаждают до 5 С, после чего приливают 1,8 мл пиррола.

Пиррол (и N — метилпиррол) марки ХЧ очищают перегонкой в токе аргона при нормальном давлении. Дополнительный контроль наличия примесей не проводился, Для осуществления реакции используют свеж перегнанные реактивы.

1669925

Реакционную смесь выдер кивают в течение 20 ч при 5 С в темноте, окончание реакции контролируют визуально по прекращению выделения и полному оседанию осадков полимеров (просветление реакци- 5 он ной смеси).

На дне реакционной колбы выделяется тонкий осадок черного цвета, который отделяют на воронке Бюхнера, многократно промывают водой и ацетоном и сушат в ва- 10 куумсушильном шкафу при 50 С и остаточном давлении 0,8 Па в течение 24 ч, Конечный момент сушки определяют по окончании изменения массы полимеров.

Получают 1,9 г полипиррола, допированно- 15 го йодом. Степень дисперсности полученных полимеров 1-5 мм определяют микроскопическим методом с использованием измерительной сетки на микроскопе.

Из порошка прессуют таблетки диамет- 20 ром 8 мм и толщиной 0,5-0,6 мм под давлением 6000 кГ/см, которые имеют электропроводность 40 S/ñì при комнатной температуре. Электропроводность полимеров определяют при комнатной 25 температуре (20 С) по 5 параллельным измерениям, при этом среднеквадратичное отклонение во всех случаях составляло + 5 .

Пример ы 2-6. Способ осуществляют по примеру 1 при 5 С в смеси ацетонитрила 30 с водой.

Свойства полимеров представлены в табл.1 (выход полимеров определяли из расчета на нейтральный "недопированный" йодом продукт по данным весового и эле- 35 ментного анализа), Данные по содержанию йода вдопированных полимерах расчетные, поскольку элементный анализ проводился только на углерод, азот и водород. Выход полипиррола из расчета на нейтральный 40 продукт по прототипу составлял 75 от теоретического.

Пример 7. В 100 мл растворителя, содержащего 40 мас.% воды и 60 мас.$ ацетонитрила, помещают 2 г (2 мас,7,) тонкодисперсного элементарного йода. Суспенэию охлаждают до 5 С, после чего приливают 2 мл N-метилпиррола. Реакционную смесь выдерживают в течение 20ч при

5 С.На дне реакционной колбы выделяется тонкий осадок черного цвета, который отделяют на воронке Бюхнера, многократно промывают водой и ацетоном и сушат в вакуумсушильном шкафу при 50 С, Получают

2 r поли-N-метилпиррола, допированного йодом. Из порошка прессуют таблетки диаметром 8 мм и толщиной 0,5-0,6 мм под давлением 6000 кг/см, которые имеют электропроводность 6.10 S/cMi при комнатной температуре.

Пример ы 8-12. Способ осуществляют по примеру 7 при 5 С в смеси ацетонитрила с водой.

Пример ы 13-18. Способ осуществляют по примерам 1 и 7 при различных температурах.

Свойства полимеров представлены в табл.2.

Сравнение предлагаемого способа получения полип ирролов со способом по прототипу представлено в табл.3.

Формула изобретения

Способ получения допированных полипирролов, включающий полимеризацию пиррола под действием элементарного йода, при охлаждении в присутствии воды s темноте, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности синтеза, повышения выхода и получения полимеров в тонкодисперсном виде, полимеризацию пиррола или N-метилпиррола ведут в растворе состава, мас. . вода 30-60, ацетонитрил 40-70.

1669925

И сЧ ф с ) с и „c л а в л

О ф," И

N CV а о сч л л 3 сч сЧ сЧ сч

01 а

Ф сч 0 И о сЧ 0 л л л л л

rl N .сС И И

В сО л с" И с.

О О С OO CO 0 л в л a a л л

0 0 0 0 л ф с1 с 1 сЧ л

И

И л в л с с с1 ф м

И л л л с \ с \

Ф 0 л Ф л л с»Ъ с»1 о л л

И И л

Ю л л о 0 0

Щ

» а л а

И И 0

И сЧ

И л л л сп

И Ь л

О О О О И И И О О И И и

Ф С 1 И Ф Л Л Л С 1 И Л Л Л

4 е4

О О О

И с с. е,4 О о о сл) с») М» о о о и 3 3 с ) О О О СЧ И И О О О Сч сЧ сЧ сч сч сч с сЧ сч сЧ СЧ с 4 с ) о и о о о и о 1 о о Ф

10 Л Л И С11 0 Л Л МЪ .Я С"1

Ц

О ф

О

col

О И О О О И О И О О О И б СЧ & ill 1Î & W Сч С»Ъ u1I ъо 0

Я Р

Х

3С

О сч

QQ (\ »вЂ” сч с»1 и Ф Л ф J о

Х

Х с6

И

С4

Ц

О

0

Ц

О о

Р

Е

О

О и лфС

Ф И

i» J +

Х

О ф сп

s0 о (1

Ж

О лМ

E и

«Х 1ч сб

Ю и Х

И сЧ сЧ с Ъ л л

И И

С 4 СЧ л И сч а л л сч сч л

И с1 л л о ф

0 И

° Ф е4

1 о о

» 0 с0

»Ф

И

CO с Ъ 0

1669925

Таолица2

Элементный ооотан, Х

Электропро- Выход подпоить, полиме

S/>ì + 52 ра, Х

Температура сино теэа, С

ПродолаиМономер

Пример тельнооть, реакции, Н N

3>45

16,09 25>25

40

Пиррол

24,82

3,47

16, 18

35

13

18>54

17,02

17,97

18,50

3,73

14 (к) 23

1О

3,79

6 10

15

15(к) 75

4,86

13,62 23,15

Ч-ме тилпир- 5

P oJI

13,69

58,65

22,78

20

1Ü

15,71

16,31

63, 95

65,05

15, 02

13,22

10

17 1к) 65

15

18(к) Таблица 3

Вода

Растваритель

20-25

Продолжительность реакции, ч

Электропроводность для пиррола, S/ñì

30-40

25-30

3лектропроводность для поли-N-метилпиррпла, S/ ì (3-6) 10

Дисперсность полимеТонкодисперсный

Твердый пористый блок ра

Составитель Д.Пебалк

Редактор T.Ëàýîðåíêî Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Заказ 2714 Тираж 297 Подпис ое

ВНИИПИ Гог одписное

НИИПИ 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

4 1О

2 1О

S 10

Вода 30ЬО мас,7,,ацетонитрил 4070 мас.7

55,21

55,53

59,76

60,69

58,37

4,88

5,32

5,42