(19)
(11) EP 0 034 273 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
26.08.1981  Patentblatt  1981/34

(21) Anmeldenummer: 81100583.4

(22) Anmeldetag:  28.01.1981
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)3H01B 1/12
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE FR GB LI NL

(30) Priorität: 13.02.1980 DE 3005300

(71) Anmelder: BASF Aktiengesellschaft
67063 Ludwigshafen (DE)

(72) Erfinder:
  • Naarmann, Herbert, Dr.
    D-6719 Wattenheim (DE)
  • Penzien, Klaus, Dr.
    D-6710 Frankenthal (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Verfahren zur Herstellung elektrisch leitfähiger Polyaromaten und deren Verwendung in der Elektrotechnik und zur antistatischen Ausrüstung von Kunststoffen


    (57) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung leitfähigen Polyaromaten mit elektrischen Leitfähigkeitswerten größer als 10-2S/cm, wobei man Polyaromaten unter Auschluß von Wasserfeuchtigkeit und von Sauerstoff 0,5 bis 5 Gew.% an Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium oder deren Amiden, bevorzugt in Hitfsflüssigkeiten, wie Tetrahydrofuran, Dimethoxyglykol, Anthazen, Naphthalin oder 2-Methylstyrol zugesetzt werden. Die erhaltenen leitfähigen Polyaromaten können zur Herstellung von Sonnenzellen, zur Umwandlung und Fixierung von Strahlung, zur Herstellung elektrischer und magnetischerSchalter und zur antistatischen Ausrüstung von Kunststoffen verwendet werden.


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitfähigen Polyaromaten mit elektrischen Leitfähigkeitswerten größer als 10-2S/cm und deren Verwendung in der Elektroindustrie zur Herstellung von Sonnenzellen, zur Umwandlung und Fixierung von Strahlung und zur Herstellung elektrischer und magnetischer Schalter sowie zur antistatischen Ausrüstung von Kunststoffen.

    [0002] Es ist bereits bekannt, Polyphenylene durch oxidative Kupplung entsprechend der Literatur: "Macromolecular Syntheses Collectiven, Vol. 1, (1979) Seiten 109 bis 110, Verlag John Wiley & Sons und "Naturwissenschaften" 56 (1969) Seiten 308 bis 313 herzustellen. Außerdem ist die Herstellung von Polyphenylenen durch stufenweise Polykondensation nach R. Gehm und W. Kern aus "Makromolekulare Chemie" 7 (1951) Seiten 46 61 bekannt, wobei besonders einheitliche para-verkettete-methylsubstituierte Derivate erhalten werden, die nicht zusätzlich durch ortho-oder meta-verknüpfte Polymere verunreinigt sind.

    [0003] Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die an sich bekannten Effekte bei den Polyphenylenen, die stäbchenförmig angeordnet sind entsprechend der Formel:

    auf polycyclische Kohlenwasserstoffe, bei denen die Ringsysteme kondensiert oder anelliert sind, zu übertragen. Fre/BL

    [0004] Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man den Polyaromaten unter Ausschluß von Wasserfeuchtigkeit und von Sauerstoff, 0,5 bis 5 Gew.%, bezogen auf den eingesetzten Polyaromaten, an Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium oder deren Amiden zugesetzt werden. Nach bevorzugter Verfahrensweise wird Na, K, Rb, Cs oder deren Amiden in Tetrahydrofuran, Dimethoxyglykol, Anthrazen, Naphthalin oder 2-Methylstyrol, jeweils im Molverhältnis 1:1 bis 1:50, vorzugsweise 1:2 bis 1:3, zugesetzt.

    [0005] Unter Polyaromaten werden höhermolekulare Produkte verstanden, die nicht linear aufgebaut und - entsprechend den in para-Stellung verknüpften Polyphenylenen-, sondern sog. polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe sind und anellierte Benzolkerne enthalten - entsprechend den Angaben E. Clav "Aromatische Kohlenwasserstoffe" II. Auflage 1952, Springer Verlag, Heidelberg S. VI-II - und mehr als zwei Benzolkerne in polycyclischen System enthalten und Molgewichte zwischen 300 und 3000, vorzugsweise zwischen 400 und 1500 enthalten.

    [0006] Bevorzugte polycyclische Kohlenwasserstoffe sind: Tetraphenylen, 1,2,7,8-Dibenzperylen, Bianthen, 3,4,8,9-Dibenzpyren, Terylen, Peropyren, Anthanthren, Zethren, Fluoranthen, 11,12-peri Naphthylenfluoranthen, Dekacyclen, Naphtho[2',7',1,8]-anthren, Dihydro-triangulen.

    [0007] Die Synthese des oben aufgeführten polycyclischen Kohlenwasserstoffs ist in dem cit. Buch von E. Clav angegeben.

    [0008] Die elektrischen Leitfähigkeitswerte werden in S/cm bei 300C gemessen, die Messung selbst erfolgt nach der Methode von F. Beck, Berichte Bunsengesellschaft, Physikalische Chemie" 68 (1964) Seiten 558 bis 567. Die elektrischen Leitfähigkeitswerte der erfindungsgemäßen leitfähigen Polyaromaten ist größer als 10-2S/cm.

    [0009] Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird den Polyaromaten unter Ausschluß von Wasserfeuchtigkeit und von Sauerstoff 0,5 bis 5 Gew.%, bezogen auf das eingesetzte Polyphenylen, an Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium oder deren Amide zugesetzt. Unter Amiden werden dabei die Ammoniakderivate, wie Natriumamid, verstanden.

    [0010] Das Einarbeiten der Zusätze erfolgt unter Ausschluß von Feuchtigkeit (Wasser) sowie Sauerstoff (Luft), es wird daher vorzugsweise unter Argonatmosphäre gearbeitet. Vorzugsweise werden Hilfsflüssigkeiten wie Tetrahydrofuran, Dimethoxyglykol, Anthrazen, Naphthalin oder α-Methylstyrol, jeweils im Molverhältnis 1:1 bis 1:50 eingesetzt, die nach dem Einarbeiten bei Temperaturen unter 30°C im Vakuum abgezogen werden. Das obige Molverhältnis ist bevorzugt 1:2 bis 1:3.

    [0011] Durch die genannten Zusätze können elektrische Leitfähigkeitsanstiege von einigen Größenordnungen erreicht werden. Die Ausgangsleitfähigkeiten der Polyaromaten betrugen ca. 10-13 S/cm, liefern aber nach der Zugabe der erfindungsgemäßen Zusätze Leitfähigkeiten größer als 10-2 S/cm.

    [0012] Die erfindungsgemäß hergestellten elektrisch leitfähigen Polyaromaten mit elektrischen Leitfähigkeiten größer als 10-2 S/cm sind zur antistatischen Ausrüstung von Kunststoffen, zur Herstellung von Sonnenzellen, zur Umwandlung und Fixierung von Strahlung sowie zur Herstellung elektrischer und magnetischer Schalter geeignet. Durch die Zusätze der starken Lewis-Basen zum Polyaromaten entstehen sog. n-Leiter.

    [0013] Die in den folgenden Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile, bzw. bei den Zusatzstoffen Molprozent. └ ┘

    Beispiele 1 bis 7



    [0014] 10 Teile eines Polyaromaten werden unter Argonatmosphäre und Ausschluß von Feuchtigkeit mit dem jeweiligen Zusatzmittel versetzt, die Messung der elektr. Leitfähigkeit erfolgt nach F. Beck, "Ber. Bunsengesellschaft, Phys. Chem." 68, 558 bis 567 (1964).




    Ansprüche

    1. Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitfähigen Polyaromaten mit elektrischen Leitfähigkeitswerten größer als 10-2S/cm, dadurch gekennzeichnet, daß den Polyaromaten unter Ausschluß von Wasserfeuchtigkeit und von Sauerstoff 0,5 bis 5 Gew.%, bezogen auf den eingesetzten Polyaromaten, an Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium oder deren Amiden zugesetzt werden.
     
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Na, K, Rb, Cs oder deren Amide in Tetrahydrofuran, Dimethoxyglykol, Anthazen, Naphthalin oder 2-Methylstyrol jeweils im Molverhältnis 1:1 bis 1:5, vorzugsweise 1:2 bis 1:3 zugesetzt wird.
     
    3. Verwendung der nach Anspruch 1 hergestellten leitfähigen Polyaromaten in der Elektrotechnik zur Herstellung von Sonnenzellen, zur Umwandlung und Fixierung von Strahlung und zur Herstellung elektrischer und magnetischer Schalter.
     
    4. Verwendung der nach Anspruch 1 hergestellten leitfähigen Polyaromaten zur antistatischen Ausrüstung von Kunststoffen.