[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 30
0C 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/c
m, 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).

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.