KR20030015818A - Conductive polymer film and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전도성 고분자 및 이를 이용한 필름의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트)에 비양성자성 극성용매를 첨가하여 제조된 전도성 고분자에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive polymer and a method for producing a film using the same, and more particularly, by adding an aprotic polar solvent to poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate). To a conductive polymer.
전도성 고분자는 유기물질이면서 전기가 통한다는 장점때문에 이 고분자들의 유용성은 매우 다양하다. 최근 전도성 고분자들은 2차 전지, 정전기 방지, 스위칭 소자, 비선형 소자, 축전기, 광기록 재료, 전자기파 차폐재료 등 실생활 및 첨단산업분야에서 응용되고 있다. 전도성 고분자가 전도성을 갖기 위해서는 도핑 과정이 필요하다. 통상적으로 이러한 과정은 비전도성 분말형태 또는 필름형태로 제작한 후, 이들을 화학적으로 도핑(doping)하거나 비전도성 분말과 도펀트(dopant)를 혼합하여 유기용매에 녹여서 전도성을 가지게 만드는 방법에 의해 이루어진다. 여러가지 전도성 고분자 중에서도 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT)는 대기 중에서 안정하고, 다른 고분자에 비해 상온 전기전도도가 높다. 특히 PEDOT에 폴리(4-스티렌설포네이트) (poly(4-styrenesulfonate), PSS)를 도핑한 시료는 전극이나 정전방지 재료로써 코팅이 매우 균일하게 이루어지고 계면특성과 접착성이 우수하여 응용성이 더 넓다. 현재 이루어지고 있는 PEDOT 연구도 다른 고분자처럼 주로 다양한 도펀트를 사용하여 전기적 또는 화학적으로 합성하는 방법과 그 응용성에 관한 것들이 대부분이다. 도핑된 시료들은 도핑방법에 따라 전기적 특성이 다르게 나타나며, 전기화학적 방법으로 합성된 시료의 경우 전기적 특성을 향상시킬 수 있으나 화학적 합성방법보다 복잡한 시료 습득과정이 요구되어 상업적 응용면에서 문제점이 있다.Conductive polymers have a variety of usefulness due to the advantages of organic materials and electricity. Recently, conductive polymers have been applied in real life and high-tech industries such as secondary batteries, antistatic, switching devices, nonlinear devices, capacitors, optical recording materials, and electromagnetic shielding materials. In order for the conductive polymer to be conductive, a doping process is required. Typically, this process is performed by manufacturing non-conductive powder or film, and then chemically doping them or mixing non-conductive powder and dopant to dissolve them in an organic solvent to make them conductive. Among various conductive polymers, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate) (poly (3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT) is stable in the air, and has an electrical conductivity at room temperature compared to other polymers. high. In particular, samples doped with poly (4-styrenesulfonate) and PSS on PEDOT have very uniform coatings as electrodes or antistatic materials, and have excellent interfacial properties and adhesion. Wider Currently, PEDOT research, like other polymers, is mostly about the method of electrical or chemical synthesis using various dopants and its application. The doped samples have different electrical characteristics according to the doping method, and the samples synthesized by the electrochemical method can improve the electrical properties, but there are problems in commercial applications because a complicated sample acquisition process is required than the chemical synthesis method.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 PEDOT/PSS 고분자에 비양성자성 극성용매를 첨가함으로써 전기적 특성이 향상된 고분자를 제공하는것이다.Accordingly, the first technical problem to be achieved by the present invention is to provide a polymer having improved electrical properties by adding an aprotic polar solvent to the PEDOT / PSS polymer.
또한 본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 비양성자성 극성용매의 종류 또는 고분자필름의 건조조건을 달리하여 전기적 특성을 조절할 수 있는 고분자 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, the second technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for producing a polymer film that can control the electrical properties by varying the type of aprotic polar solvent or drying conditions of the polymer film.
도 1은 PEDOT/PSS의 도핑 메카니즘을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating the doping mechanism of PEDOT / PSS.
도 2는 비양성자성 극성용매를 사용하지 않고 제조된 PEDOT/PSS 고분자 내에 존재하는 물의 스크린 효과를 나타낸다.2 shows the screen effect of water present in PEDOT / PSS polymers prepared without the use of aprotic polar solvents.
도 3은 본 발명에 따라 비양성자성 극성용매를 사용하여 제조된 PEDOT/PSS 고분자 내에 존재하는 물과 비양성자성 극성용매의 스크린 효과를 나타낸다.Figure 3 shows the screen effect of water and aprotic polar solvent present in the PEDOT / PSS polymer prepared using an aprotic polar solvent according to the present invention.
도 4는 종래의 전도성 고분자 및 DMSO를 사용하여 제조된 전도성 고분자에 대한 원소열 분석 실험 결과를 나타낸다.Figure 4 shows the results of the elemental thermal analysis of the conductive polymer prepared using a conventional conductive polymer and DMSO.
도 5은 본 발명에 의해 제조된 고분자 필름의 비양성자성 극성용매 변화에 따른 직류 전기전도도의 온도 의존성을 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the temperature dependence of the DC electrical conductivity according to the change in the aprotic polar solvent of the polymer film produced by the present invention.
본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트) 고분자 용액에 비양성자성 극성용매를 첨가하여 제조된 전도성 고분자를 제공한다.The present invention provides a conductive polymer prepared by adding an aprotic polar solvent to a poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate) polymer solution in order to achieve the first technical problem. .
본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 비양성자성 극성용매는 디메틸 설폭사이드(DMSO), n,n-디메틸 포름아미드(DMF), 테트라히드로퓨란(THF) 및 n-메틸-2-피롤리디논(NMP)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, the aprotic polar solvent is dimethyl sulfoxide (DMSO), n, n-dimethyl formamide (DMF), tetrahydrofuran (THF) and n-methyl-2-pyrrolidinone ( NMP) is preferably any one selected from the group consisting of.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) /폴리(4-스티렌설포네이트) 고분자 용액과 비양성자성 극성용매의 부피비는 1:1∼15:1인 것이 바람직하다.According to another embodiment of the present invention, the volume ratio of the poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate) polymer solution and the aprotic polar solvent is 1: 1 to 15: 1. desirable.
본 발명은 상기 두 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여The present invention to achieve the second technical problem
(a) 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트) 고분자 용액에 비양성자성 극성용매를 혼합하는 단계;(a) mixing an aprotic polar solvent in a poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate) polymer solution;
(b) 상기 혼합용액을 교반하여 균질한 용액을 얻은 후 여과하는 단계;(b) stirring the mixed solution to obtain a homogeneous solution and then filtering;
(c) 상기 얻어진 용액을 평판 면에 균일하게 도포하는 단계; 및(c) uniformly applying the obtained solution to the plate surface; And
(d) 전기 전도도를 변화시킬 수 있도록 건조온도를 변화시키며 상기 비양성자성 극성용매를 증발시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 필름의 제조방법을 제공한다.(d) changing the drying temperature to change the electrical conductivity and evaporating the aprotic polar solvent.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 비양성자성 극성용매는 디메틸 설폭사이드, n,n-디메틸 포름아미드, 테트라히드로퓨란 및 n-메틸-2-피롤리디논으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.In a preferred embodiment of the present invention, the aprotic polar solvent is preferably selected from the group consisting of dimethyl sulfoxide, n, n-dimethyl formamide, tetrahydrofuran and n-methyl-2-pyrrolidinone. .
또한, 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트) 고분자 용액과 비양성자성 극성용매의 부피비는 1:1∼15:1인 것이 바람직하다.In addition, the volume ratio of the poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate) polymer solution and the aprotic polar solvent is preferably 1: 1 to 15: 1.
또한, 상기 건조 온도는 50℃에서 각 비양성자성 극성용매의 끓는점 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.In addition, the drying temperature is preferably in the range below the boiling point of each aprotic polar solvent at 50 ℃.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 전도성 고분자는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) /폴리(4-스티렌설포네이트)(이하 PEDOT/PSS라 함) 고분자 용액에 비양성자성 극성용매를 첨가하여 제조되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 사용된 PEDOT/PSS시료는 Bayer AG사에서 상업적으로 입수가능한 Bayer P를 구입하여 사용하였으며 상기 용액은 PEDOT 0.5중량%와 도펀트인 PSS 0.8중량%, 그 외 나머지는 물로 이루어져 있다. PEDOT에 도펀트로서 PSS를 사용하는 이유는 PEDOT가 쉽게 용해되지 않기 때문에 이를 원하는 형태로 처리하기가 매우 곤란하며 따라서 그 용해성을 증가시키기 위한 것이다. 도 1에는 PEDOT/PSS의 도핑 메카니즘을 나타내었으며, PEDOT내에 있는 티오펜의 S원자가 전자를 잃고 양전하를 띠는 반면 PSS의 SO3H가 H+를 내어놓고 음전하를 띠게된다. 이 때 PEDOT에 존재하는 이중결합간의 공액에 의해 전류가 흐르게 되는 것이 전도성 고분자의 원리이다. 도 2에는 비양성자성 극성용매를 첨가하지 않고 상기 고분자 용액만을 사용하여 제조된 전도성 고분자의 PEDOT/PSS 구조를 나타내었다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 PEDOT/PSS 구조 내에서 전하를 띠고 있는 SO3 -, S+이온 간의 상호작용때문에 공액 이중결합에 의한 전자의 흐름이 방해를 받게 되고 따라서 전기 전도도가 감소되게 된다. 이 때 각각의 전하를 띠고 있는 화학종을 물분자가 둘러싸게 되며, 이러한 물분자의 스크린 역할에 의해 상기 SO3 -이온과 S+이온 간의 상호작용은 약해지게 되고 전기 전도도가 상승하게 된다.The conductive polymer according to the present invention is prepared by adding an aprotic polar solvent to a poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate) (hereinafter referred to as PEDOT / PSS) polymer solution. It is done. The PEDOT / PSS sample used in the present invention was purchased from Bayer P, which is commercially available from Bayer AG, and the solution consisted of 0.5% by weight of PEDOT, 0.8% by weight of PSS, and the rest of water. The reason for using PSS as a dopant in PEDOT is that it is very difficult to treat it in the desired form because PEDOT is not readily soluble and therefore to increase its solubility. 1 shows the doping mechanism of PEDOT / PSS, while the S atom of thiophene in PEDOT loses electrons and carries a positive charge, while SO 3 H of PSS leaves H + and becomes negatively charged. At this time, the current flows due to the conjugation between the double bonds present in the PEDOT. 2 shows a PEDOT / PSS structure of a conductive polymer prepared using only the polymer solution without adding an aprotic polar solvent. As can be seen in FIG. 2, the interaction between the charged SO 3 − and S + ions in the PEDOT / PSS structure impedes the flow of electrons by conjugated double bonds, thus reducing the electrical conductivity. do. At this time, the water molecules surround each charged chemical species, and the interaction between the SO 3 − ions and S + ions is weakened and the electrical conductivity is increased by the screen of the water molecules.
한편, 도 3에는 본 발명에 따라 비양성자성 극성용매를 첨가하여 제조된 전도성 고분자의 PEDOT/PSS 구조를 나타내었다. 상기 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, PEDOT/PSS 구조 내에 비양성자성 극성용매가 존재하기 때문에 전도성 고분자 내에 물만 존재할 때보다 스크린 효과가 더욱 증대되며 따라서 전기 전도도가 향상될 수 있는 것이다. 이러한 스크린 효과의 증대는 물의 경우 PEDOT를 용해시키지 못하는 반면에, 본 발명에서 사용된 비양성자성 유기용매는 PSS는 물론 PEDOT 양자를 모두 용해시킬 수 있는 특성이 있기 때문으로 판단된다. 즉, 건조 후에 남아 있는 상기 비양성자성 극성용매가 PEDOT를 용해시킬 수 있기 때문에 PEDOT 내에 있는 티오펜의 S+이온 주위를 상기 극성용매가 둘러쌀 수 있게 되어 스크린 효과가 증대되며, 또한 본 발명에서 사용된 극성용매가 PEDOT과 PSS 양자를 모두 용해시킬 수있기 때문에 PEDOT/PSS사슬의 구조가 미시적인 영역에서 재배열되어 전하를 띠고 있는 화학종(SO3 -이온 및 S+이온)을 둘러쌀 수 있는 공간이 넓어지도록 하며, 이에 따라 기존에 존재하던 물뿐만 아니라 비양성자성 극성용매도 추가적으로 스크린 효과에 기여할 수 있게 되어 전체적으로 전기전도도가 증가되는 것이다.Meanwhile, FIG. 3 shows the PEDOT / PSS structure of the conductive polymer prepared by adding an aprotic polar solvent according to the present invention. As can be seen in FIG. 3, since the aprotic polar solvent is present in the PEDOT / PSS structure, the screen effect is further increased than when only water is present in the conductive polymer, and thus the electrical conductivity can be improved. Increasing the screen effect of water does not dissolve PEDOT, whereas the aprotic organic solvent used in the present invention is considered to be capable of dissolving both PSS and PEDOT. That is, since the aprotic polar solvent remaining after drying can dissolve the PEDOT, the polar solvent can surround the S + ions of the thiophene in the PEDOT, thereby increasing the screen effect, and in the present invention, Because the polar solvent used can dissolve both PEDOT and PSS, the structure of the PEDOT / PSS chain can be rearranged in the microscopic region to surround the charged species (SO 3 - ions and S + ions). As a result, the space in which the present invention is made wider, and as a result, the aprotic polar solvent as well as the existing water may additionally contribute to the screen effect, thereby increasing the overall electrical conductivity.
도 4는 종래의 전도성 고분자 및 DMSO를 사용하여 제조된 전도성 고분자에 대한 원소열 분석 실험 결과를 나타내며, 온도가 증가함에 따라 곡선의 기울기가 변하는 부분에 의해 건조된 전도성 고분자 필름 내에 여전히 물 또는 비양성자성 극성용매가 남아 있음을 확인할 수 있다.Figure 4 shows the results of elemental thermal analysis experiments for the conductive polymer prepared using the conventional conductive polymer and DMSO, still water or aprotic in the conductive polymer film dried by the portion where the slope of the curve changes with increasing temperature It can be seen that the magnetic polar solvent remains.
본 발명에서 사용된 상기 비양성자성 극성용매는 디메틸 설폭사이드(DMSO), n,n-디메틸 포름아미드(DMF), 테트라히드로퓨란(THF) 및 n-메틸-2-피롤리디논(NMP)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하며, 그 이외에도 PEDOT/PSS 고분자 용액과 균일하게 섞이며, PEDOT를 용해시킬 수 있는 용매라면 특별히 제한되지는 않는다.The aprotic polar solvent used in the present invention is dimethyl sulfoxide (DMSO), n, n-dimethyl formamide (DMF), tetrahydrofuran (THF) and n-methyl-2-pyrrolidinone (NMP). It is preferable that it is any one selected from the group consisting of, and in addition, it is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving the PEDOT uniformly mixed with the PEDOT / PSS polymer solution.
또한, 상기 PEDOT/PSS 고분자 용액과 비양성자성 극성용매의 부피비는 1:1∼15:1인 것이 바람직하며, 3:1인 것이 특히 바람직하다. 만일, 1:1 미만인 경우에는 혼합용액 내에 비양성자성 극성용매의 양이 너무 과도해짐에 따라 혼합된 용액이 묽어지게 되고 고분자 필름의 형태로 제조하기에 부적당하며 15:1을 초과하는 경우에는 비양성자성 극성용매의 양이 적어서 건조 후 전기 전도도에 영향을 거의 주지 않기 때문에 바람직하지 않다.In addition, the volume ratio of the PEDOT / PSS polymer solution and the aprotic polar solvent is preferably 1: 1 to 15: 1, and particularly preferably 3: 1. If the ratio is less than 1: 1, the amount of aprotic polar solvent in the mixed solution becomes too excessive, resulting in thinning of the mixed solution and inadequate for production in the form of a polymer film. It is not preferable because the amount of the protic polar solvent is small because it hardly affects the electrical conductivity after drying.
본 발명에 의한 전도성 고분자 필름의 제조방법은Method for producing a conductive polymer film according to the present invention
(a) 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트) 고분자 용액에 비양성자성 극성용매를 혼합하는 단계;(a) mixing an aprotic polar solvent in a poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate) polymer solution;
(b) 상기 혼합용액을 교반하여 균질한 용액을 얻은 후 여과하는 단계;(b) stirring the mixed solution to obtain a homogeneous solution and then filtering;
(c) 상기 얻어진 용액을 평판 면에 균일하게 도포하는 단계; 및(c) uniformly applying the obtained solution to the plate surface; And
(d) 전기 전도도를 변화시킬 수 있도록 건조온도를 변화시키며 상기 비양성자성 극성용매를 증발시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(d) varying the drying temperature to change the electrical conductivity and evaporating the aprotic polar solvent.
상기 건조온도는 50℃ 내지 각 비양성자성 극성용매의 끓는점 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 건조온도가 50℃ 미만인 때에는 건조과정에 너무 많은 시간이 걸리기 때문에 바람직하지 않으며, 극성용매의 끓는점 이상에서 건조시키는 경우에는 극성용매들이 매우 급격히 증발해버리기 때문에 전기 전도도의 증가에 기여할 수 없게되기 때문에 바람직하지 않다. DMSO의 경우 끓는점이 189℃이고, DMF의 끓는점은 153℃, THF의 끓는점은 67℃ 이며, NMP의 끓는점은 202℃ 이다. 건조시 각 용매의 끓는점 이하의 온도에서는 온도가 높을 수록 PEDOT의 용해도가 증가할 뿐만 아니라 극성용매의 움직임이 활발해지기 때문에 극성용매가 PEDOT/PSS사슬 내에 더욱 균일하게 끼어들어갈 수 있으며, 따라서 이들 용매에 의한 스크린 효과가 증대되는 것으로 판단된다. 그러나 각 극성용매의 끓는점 근방에서는 극성용매들이 매우 급격히 증발해버리기 때문에 전기 전도도의 증가에 기여할 수 없게 되는 것이다.The drying temperature is preferably in the range of 50 ℃ to below the boiling point of each aprotic polar solvent. When the drying temperature is less than 50 ° C, it is not preferable because the drying process takes too much time, and when drying above the boiling point of the polar solvent, it is preferable because the polar solvents evaporate so rapidly that they cannot contribute to an increase in electrical conductivity. Not. In the case of DMSO, the boiling point is 189 ° C, the boiling point of DMF is 153 ° C, the boiling point of THF is 67 ° C, and the boiling point of NMP is 202 ° C. At the temperature below the boiling point of each solvent, the higher the temperature, the higher the solubility of PEDOT and the more active the polar solvent. Therefore, the polar solvent can be more uniformly intercalated in the PEDOT / PSS chain. It is judged that the screen effect is increased. However, since the polar solvents evaporate very rapidly near the boiling point of each polar solvent, it cannot contribute to an increase in electrical conductivity.
본 발명에 의해 제조된 전도성 고분자는 필름은 물론, 분말 형태로도 제조될수 있으며, 필름의 제조방법은 용액 주입법(solution casting), 스핀 코팅법(Spin-coating), 닥터 블레드법(doctor blade), 스프레이(spray) 분사에 의한 코팅 또는 침지(dipping)에 의한 코팅 성형단계 등 당업자에게 자명한 모든 방법이 사용될 수 있다.The conductive polymer prepared by the present invention may be prepared in a powder form as well as a film, and the method for producing the film may be solution casting, spin-coating, doctor blade, or the like. All methods apparent to those skilled in the art may be used, such as coating by spray spraying or coating molding by dipping.
이하 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하나 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited thereto.
실시예 1Example 1
폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트) 고분자 용액 (Baytron P, Bayer AG사 제조)와 DMSO의 부피비를 1:1로 혼합하였다. 다음으로 교반기를 사용하여 24시간 동안 교반하여 균일한 혼합용액을 얻었다. 상기 혼합용액을 여과한 후, 슬라이드 글라스에 부어 오븐에서 60℃ 온도로 진공을 유지하면서 건조시켰다. 상기에서 얻어진 필름을 슬라이드 글라스에서 제거한 다음 같은 온도에서 20시간 동안 더 건조시켜 프리 스탠딩 필름을 얻었으며, 필름의 두께는 15㎛였다.The volume ratio of the poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate) polymer solution (Baytron P, Bayer AG) and DMSO were mixed in a 1: 1 ratio. Next, the mixture was stirred for 24 hours using a stirrer to obtain a uniform mixed solution. After filtering the mixed solution, it was poured into a slide glass and dried in an oven while maintaining a vacuum at a temperature of 60 ℃. The film obtained above was removed from the slide glass and further dried at the same temperature for 20 hours to obtain a free standing film, and the film thickness was 15 μm.
실시예 2Example 2
폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트) 고분자 용액 (Baytron P, Bayer AG사 제조)과 DMSO의 부피비가 3:1인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 고분자 필름을 제조하였다.Same as Example 1 except that the volume ratio of the poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate) polymer solution (Baytron P, Bayer AG) and DMSO is 3: 1 A conductive polymer film was prepared by the method.
실시예 3Example 3
폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트) 고분자 용액(Baytron P, Bayer AG사 제조)과 DMSO의 부피비가 15:1인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 고분자 필름을 제조하였다.Same as Example 1 except that the volume ratio of the poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate) polymer solution (Baytron P, Bayer AG) and DMSO was 15: 1. A conductive polymer film was prepared by the method.
실시예 4Example 4
건조온도가 50℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 전도성 고분자 필름을 제조하였다.A conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 2, except that the drying temperature was 50 ° C.
실시예 5Example 5
건조온도가 100℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 전도성 고분자 필름을 제조하였다.A conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 2, except that the drying temperature was 100 ° C.
실시예 6Example 6
건조온도가 150℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 전도성 고분자 필름을 제조하였다.Except that the drying temperature is 150 ℃ to prepare a conductive polymer film in the same manner as in Example 2.
실시예 7Example 7
비양성자성 극성용매가 DMF인 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 전도성 고분자 필름을 제조하였다.A conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 2, except that the aprotic polar solvent was DMF.
실시예 8Example 8
건조온도가 50℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 전도성 고분자 필름을 제조하였다.A conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 7, except that the drying temperature was 50 ° C.
실시예 9Example 9
건조온도가 100℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 전도성 고분자 필름을 제조하였다.A conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 7, except that the drying temperature was 100 ° C.
실시예 10Example 10
건조온도가 150℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 전도성 고분자 필름을 제조하였다.A conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 7, except that the drying temperature was 150 ° C.
실시예 11Example 11
비양성자성 극성용매가 THF인 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 전도성 고분자 필름을 제조하였다.A conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 2, except that the aprotic polar solvent was THF.
실시예 12Example 12
비양성자성 극성용매가 NMP인 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 전도성 고분자 필름을 제조하였다.A conductive polymer film was prepared in the same manner as in Example 2, except that the aprotic polar solvent was NMP.
비교예 1Comparative Example 1
폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트) 고분자 용액만을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 고분자를 제조하였다.A conductive polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that only a poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate) polymer solution was used.
시험예 1: 전도성 고분자의 상온 직류 전기전도도 측정Test Example 1: Measurement of room temperature direct current conductivity of conductive polymer
실시예 1∼12 및 비교예 1에서 제조된 전도성 고분자 필름을 당업자에게 공지된 전기전도도 측정장치를 이용하여 상온에서 직류 전기전도도를 측정하였으며 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The conductive polymer films prepared in Examples 1 to 12 and Comparative Example 1 were measured for direct current conductivity at room temperature using an electrical conductivity measuring device known to those skilled in the art, and the results are shown in Table 1 below.
상기 표 1에 알 수 있듯이 사용된 극성용매 및 건조온도에 따라 전기전도도가 5 S/cm 부터 124 S/cm까지 다양하게 변화시킬 수 있었다. 동일한 극성용매를 사용하여도 전도성 고분자의 제조시 건조온도에 따라 전기온도도가 변화됨을 확인할 수 있었다.As can be seen in Table 1, the electrical conductivity was varied from 5 S / cm to 124 S / cm depending on the polar solvent used and the drying temperature. Even when the same polar solvent was used, the electrical temperature was changed according to the drying temperature during the preparation of the conductive polymer.
시험예 2: 전도성 고분자의 상온 직류 전기전도도의 온도 의존성 측정Test Example 2: Temperature dependence measurement of the room temperature direct current conductivity of the conductive polymer
실시예 2, 7, 11, 12 및 비교예 1에서 제조된 전도성 고분자 필름에 대해서 온도를 변화시키며 직류 전기전도도의 온도 의존성을 측정하여 그 결과를 도 5에 나타내었다.The temperature dependence of DC electrical conductivity was measured while changing the temperature of the conductive polymer films prepared in Examples 2, 7, 11, 12 and Comparative Example 1, and the results are shown in FIG. 5.
도 5에 나타난 바와 같이, PEDOT/PSS 고분자용액에 비양성자성 극성용매를 첨가하지 않은 경우의 필름은 온도가 내려감에 따라 전기전도도가 급격하게 감소하지만 본 발명에 따른 필름은 전기전도도의 초기 값도 높을 뿐만 아니라 완만한 온도 의존성을 가지기 때문에 전기전도도가 급격히 감소하지 않음을 알 수 있으며 이를 통해 본 발명에 따른 필름의 전기적 물성이 기존의 필름보다 뛰어남을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 5, the film in the case where the aprotic polar solvent is not added to the PEDOT / PSS polymer solution is rapidly reduced in electrical conductivity as the temperature decreases, but the film according to the present invention also has an initial value of electrical conductivity. It can be seen that the electrical conductivity of the film according to the present invention is superior to that of the conventional film because it is not only high but also has a moderate temperature dependency.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전도성 고분자는 기존의 전도성 고분자보다 전기적 특성이 뛰어나며, 제조방법이 간단할 뿐만 아니라 비양성자성 극성용매에 따라 전기 전도도를 다르게 제작하는 것이 가능하므로 전자기 소자의 전극, 정전기 방전, 전자기파 차폐, 정공 주입전극, 부식방지재료 등의 다양한 분야에 응용할 수 있다는 장점이 있다.As described above, the conductive polymer according to the present invention has superior electrical properties than the conventional conductive polymer, and the manufacturing method is simple, and it is possible to produce different electrical conductivity according to the aprotic polar solvent, so that the electrode of the electromagnetic device It can be applied to various fields such as electrostatic discharge, electromagnetic shielding, hole injection electrode, and corrosion prevention material.
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