Состав для получения электропроводящего материала

 

Использование: электроактивные электронные материалы и детали в преобразователях энергии и химических источниках тока. Сущность изобретения: состав содержит компоненты в следующих соотношениях моль/л: сульфат анилина 0,025-0,20, серная кислота 0,10-1,0 эпоксидный олигомер ДЭГ-1 общей формулы сн2-сн-снгосн2-сн-сн2-о-снг-снЛ, 0он (моя.м.316, эпоксидное число 27,15) 0,0045-0,036, вода - остальное. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБлик

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (l OCIlATEHT CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4865399/05 (22) 11.09.90 (46) 23.04.93. Бюл. М 15 (71) Львовский государственный университет им,И.Франко (72) Е.И,Аксиментьева, Т,А.Плюснина, В.П.Закордонский и Е.П,Ковальчук (56) Заявка Японии N. 61-73670, кл, С 08 G

73/00, 1987.

Gray 1„Daohe H. Mllticolovr

electrochromlc poly(N-naphthylanlllne)films.

Polym. Commum, k 1989, 30 М 5 р, 149-151.

Заявка на патент ЕПВ 0224989, кл, С 08

F 2/57, 1987, Брукерс P.Ó„Êàëíèíü А,Я., Скрицис

А.А., Восекалн В.В. - Изв. АН Лата,ССР; сер. хим. 1989, М 3, с.311-315. (54) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО МАТЕ РИАЛА

Изобретение относится к области получения полимерных функциональных материалов, а . именно, органических элвктропроводящих покрытий и может быть использовано в электротехнической и электронной промышленности для получения электроактивных электродных материалов и деталей в преобразователях энергии и химических источниках тока, Целью изобретения является повышение адгеэии электропроводящего матерИала к поверхности металлического электрода, повышение эластичности и термической устойчивости электропроводяще го материала, „„ЯХ„„1810359 Al (st)s С08G73/00, Н 01 В 1/12 (57) Использование: электроактивные электронные материалы и детали в преобразователях энергии и химических источниках тока, Сущность изобретения: состав содержит компоненты в следующих соотношениях моль/л: сульфат анилина 0,025-0,20, серная кислота 0,10-1,0 эпоксидный олигомер ДЭГ-1 общей формулы сн,-сн-сн;о-(сн1-сн-сн;0-сн сн1, 0н (мол.м.316, эпоксидное число 27,15)

0,0045-0,036, вода — остальное. 1 табл.

Поставленная цель достигается тем, что известный состав, включающий анилин, серную кислоту и воду, содержит анилин в виде сульфата и дополнительно зпоксидный олигомер ДЭГ-1 общей формулы сгнт-сН сн -О-(сн cH-cí -О-сн -сн 1

, 2 1 2 2 2Jn

ОН (молекулярная масса 316, эпоксидное число

27,15) при следующих соотношениях компонентов, моль/л:

1810359

Сульфат анилина 0,025-0,20

Серная кислота 0,10-1,0

Эпоксидный олигомер

ДЭ Г-1 0,0045-0,036

Вода Остальное

Введение в кислый водный раствор сульфата анилина эпоксидного олигомера

ДЭГ-1 (с э.ч.27,15) приводит к значительному улучшению адгезии, эластичности и более чем в два раза снижению потери массы полианилиновых пленок при повышенных температурах, а величина электропроводности не снижается в течение 2 месяцев хранения при обычных условиях. При этом установлено, что введение эпоксидного олигомера ДЭГ-1 в количествах менее

0,0045 моль/л, слабо повышает адгезию, эластичность, термическую устойчивость электроосажденного полианилина. Превы-. шение же концентрации ДЭГ-1 свыше 0,036 моль/л приводит к уменьшению выхода полианилина на единице поверхности и к возрастанию его сопротивления.

Изобретение может быть реализовано согласно следующим примерам, П р и ме р 1;Для приготовлениясостава готовят раствор, содержащий 0,1 M сульфата анилина (2,84 г),0,50 M серной кислоты (4,9 г в пересчете на 100 0,0125 M эпоксидного олигомера ДЭГ-1 с содержанием эпоксидных групп 27,15 (4,0 г) и воду (до

1000 мл). После тщательного перемешивания и растворения всех компонентов, 100 мл раствора вливают в электрохимическую ячейку ЯСЭ-2. В качестве рабочего электрода используют платиновую пластину размером 2х4 см, (анод), катодом служит платиновая проволока. Ток, плотностью 0,8 мА/см пропускают. в течение трех минут.

После отключения источника тока, пластинку с образовавшимся на ней слоем полианилина удаляют из ячейки. промывают водой и ацетоном. Сушку осуществляют в вакууме, при Т - 80-100 С до постоянной массы.

Пленка равномерная с хорошей адгезией (2 балла по ГОСТ 15140-78). Выход полиаиилина 8.5 мг/см . плотность, определенная г пикнометрически методом, составляет . 1,48 r/cì . Прочность пленки прй изгибе по шкале гибкости БГ (ГОСТ 6806-73) составляет 3 мм. Удельная объемная злектропроводность (ГОСТ 6806 73) составляет 3 мм.

Удельная объемная электрорроводиость (ГОСТ 26214-74) -0,36 Ом см, при «омнатной температуре. Потеря массы в атмосфере Ar (Дериватограф Q-150ОД) при температурах 200, 26Î и 300 С составляет

:2 3; 6,8 и 18,4 соответственно. Начало термического разложения 270 С, через 2 месяца хранения удельная электропроводность составила 0,34 Ом см .

Пример 2. Приготовленный согласно примеру 1 состав содержит на 1000 мл водного раствора 0,2 М сульфата анилина (66,8 r)

1,0 М серной кислоты (98 г в пересчете на

100 ) и 0,036 M ДЭГ-1 (1105 г). Электроосаждение и сушку полианилина проводят как в примере 1, Получают гладкую с хоро"0 шей вдгеэией (2 балла), равномерную пленку. Выход полианилина 14,8 мгlсм, плотность — 1,46 г/Чм . Уцельная электроз проводность 1,2 10 Ом, см1. Прочность при изгибе по шкале гибкости Шà — 3 мм.

15 Начало термического разложения 290 С.

Относительная потеря массы при 200,250 и

300 С С 4,5; 8,2 и 20,4 мас. После двух месяцев хранения величина электропроводности составила 1,21 10 Ом ° см

20 П р и ме р 3. Приготовленный согласно примеру 1 состав содержит на 1000 мл водного раствора 0,025 М сульфата анилина (7,1 г)

0,1 М серной кислоты (9,8 г), 0,0045 М эпоксидного олигомера ДЭГ-1 (1,422 г) и воду до

1000 мл. Электроосаждение и сушку полианилина проводят как в примере 1. Получаемая пленка равномерная, гладкая с хорошей адгезией к подложке (1 балл), прочность при изгибе 2 мм. Выход позлианилина

3 2,5 мг/емг, плотность 1,48 г/см . Удельная обьемная электропроводность 0,51 Ом 1 см .

Начало термического разложения 287 С, Относительная потеря массы при 200,250 и

300 С составляет 2,6; 7,3 и 19,0 мас. соот35 ветственно. Через 2 месяца хранения при комнатной температуре удельная электропроводность составила 0,55 Ом 1 см .

Пример 4(прототип). Для приготовления состава нв 1000 мл раствора берут

40 46,4 г перегнанного внилина 0,6 М (98 г) серной кислоты, воду до 1000 мл. Полученный раствор заливают в электрохимическую ячейку с электродами из Pt, площадью

1,8 см . Злектролиз проводят в течение 100

45 с при плотности тока 1,5 мА/см итемпературе 2О С, На аноде образуется фибриллярный осадок 0 массой 19 мг. Сушку покрытия проводят в вакуумном шкафу ари 80-100 С.

Адгезия пленки 4-5 балла. Прочность при

50 изгибе 6-8 мм, Плотность полианилина

1 62 г/смз. Выход аолиэнилина на единицу поверхности 10.11 мг/смг. Удельная объемная электроароводность 6,44 Ом см . Начало термического разложения 200-220 С, 65 Относительная потеря массы в атмосфере аргона при 200, 250 300 С составляет 6,3;

18,4; 35,8 мвс. ® соответственно.

Такйм образом, предлагаемый состав позволяет получать пленки аолианилина с улучшенной адгезией и прочностью за счет

1810359

Содержание компонентов состава и свойства электроосажденного .полианилина

Характеристика

Состав

ИзвестHblA

П редлагаемый

4 5

Содержание, моль/л

СУльфат анилина

Анилин

Серная кислота

0,20 О, 025 0,25

0,20

О, 015

0,5

1,0

1,3

0,08

0,50

1,0

0,10

Эпоксидный олигомер

ДЭГ-1

0,0125 0,036 0,0045 0,040

0,003 до

2000 мл

Вода до

1000 мл до до до

1000 мл 1000 мл 1000 мл до

1000 мл

Свойства

Е,5 14,Å г,5 б,г

3 3 2 . 6-8

1,48 1,46 1,48

2 2 1 4-5

Вь2ход полианилина 10,1

Эластичность по ЫГ, мм 6"8

0,5

Плотнс сть, гlомз

1,02

4-5

Адгезия, балл

Удельная обеденная злектропроводность

Ом1 сми

-Я

2,20 10 0,51

-2

1,21 10 055

2,3 10

0,44

0,35

0,34

То же, через 2 мес

Начало термического разложения, С

Относительная потеря

Hsccst В 200ФС в атм. Ar 250 С

300 С

200-220 270

290 287

200-220

290

6,3 18,4

35,Е

4,5 2,6

Е,2 7,3

20,4 19,0

2,3

6,8

18,4 совместного злектроосаждения полианилина и эпоксидного олигомера ДЭГ-1, обеспечивает более высокую термическую устойчивость полианилина, уменьшение относительной потери массы почти вдвое и позволяет получить устойчивый при хранении злектропроводный полианилин за счет уменьшения потери массы допанта и стабилизирующего действия эпоксидного олигомера ДЭГ-1.

Формула изобретения

Состав для получения электропроводящего материала, включающий анилин, серную кислоту и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения адгеэии электропроводящего материала к поверхности металлического электрода, повышения эластичности и термической устойчивости электропроводящего материала, состав содержит анилин в виде сульфата и дополнительно эпоксидный олигомер ДЭГ-1 общей формулы ск-сН-скго-(ск ск- н-0-сн cH)

10 с мол.м. 316 и эпоксидным числом 27,15 при следующем соотношении компонентов, моль/л:

Сульфат анилина - 0 025-0,20

Серная кислота 0,10-1,0

15 указанный эпоксидный олигомер

ДЭГ-1 0,0045-0,036

Вода Остальное до 1 л,