Способ электрохимического осаждения полиацетилена

(19) 138/02, С 09 0 4/00 1)5 САНИЕ И РЕТЕНИ АВТОРСКОМУ ТЕЛ ЬСТВ ком. Толщицетилена, в составляет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Львовский государственный университет им. Ив, Франко(56) Патент США К. 3474012,МКИ В 01 К 3/00. НКИ 204 - 59, 1964,СЬеп Я.А., ЯЬу Н ЕестгосЬевсароувегзасоп о 1 1)сетуеге оп а Яиг 1 асе о 1ра 1 п 1)в //,Роув, Зс: Роув СЬев. Ес,1985, У,23, М 9, Р,2441-2446. СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЖДЕНИЯ ПОЛИАЦЕТИЛЕНА Изобретение относится к химии полимеров и может быть использовано в электротехнической промышленности для получения полимерных электродов для источников тока, а также в электронной и радиотехнической промышленности при конструировании полупроводниковых приборов и устройств,Целью изобретения является ускорение процесса получения полиацетиленового слоя и замена благородн)ых металлов,Изобретение может быть реализовано согласно следующим примерам.П р и м е р 1. Стеклянную электрохимическую ячейку объемом 100 мл, снабженную термостатирующим устройством, трубками для пропускания газа, заполняют раствором 0,21 г безводного бромида никеля в 100 г сухого деаэрированного аргоном диметилформамида. Насыщение раствора очищенным ацетиленом при атмосферном(57) Изобретение относится к химии полимеров и может быть использовано в электро- химической, электронной и радиотехнической промышленности при конструировании полупроводниковых и риборов и устройств, Целью изобретения является ускорение электрохимического процесса получения полиацетиленового слоя и замена благородных металлов электродов. Изобретение позволяет получать полиацетиленовые покрытия толщиной 56-70 мкм за 2 - 5 мин на поверхности катода за счет способа, включающего электролиз раствора ацетилена в полярном органическом растворителе, содержащем бромид 2 никеля, при плотностях тока 10-28 мА/см и с катодами, изготовленными из цинка, или алюминия, или молибдена, или ванадия, 1 табл,давлении и температуре 12 С осуществляют в течение 1 ч, концентрация ацетилена 5,40 г/100 г растворителя. В ячейку вмонтированы аноды из инертного материала (графита, стеклоуглерода или платины) размером 2 х 4 см, расположенные симметрично относительно рабочего цинкового электрода (катода) площадью 23,5 см, на котором проводится электроосаждение ПАц. Ток плотностью 10 мА/см пропускают в течение 4,5 мин (напряжение на ванне 15 В), После отключения источника тока цинковую пластинку; покрытую слоем поли- ацетилена, извлекают из ванны, промывают абсолютным спиртом и сушат в атмосфере аргона или в вакууме при комнатном температуре 10 - 15 мин.Полученное покрытие темно-коричневого цвета с серебристым оттенна слоя 70 мкм. Выход полиарасчете на единлцу площади,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 4,9 мг/см, Скорость формирования поли- а етилснового слоя 15 мг/мин, Эффективность 1,44 мг/Кул, Адгезия (по методу решетчатых надрезов) составляет 2 балла, Эластичность по ШГ3 мм. Объемная плотзность 0,7 г/см . Напряжение разомкнутой цепи 2,8 В. ИК-спектры показывают полосы поглощения при 1018 см и 740 см ".Рассчитаные по данным ИК-спектроскопии содержание цис- и транс-полиацетилена составляет 32 и 68% соответственно,П р и м е р 2. Получение полиацетиленового слоя проводят согласно примеру 1 в присутствии 0,21 г бромида никеля, растворенного в 100 г диметилсульфоксида. Концентрация ацетилена 4,02 г/100 г растворителя. Ток плотностью 28 мА/см наг А-катоде пропускают в течение 2 мин (напряжение на ванне 33 В, температура 22 С). Полученное покрытие серебристо-черное, гладкое, равномерное, тольциной 5 о мкм. Выход полимера 55 г (4,0 олг/см ), Скоростьгнанесения 27,5 мг/мин. Эффективность 1,14 мг/Кул, Адгезия пленки 1 балл, эластичность по ШГ1 мм. Плотность полиацетилена 1,02 г/см . Напряжение разомкнутой цепи 2,5 В. Электропроводность 10 Ом/см. ИК-спектры: 1010 см, 740 см . 1404 см Содержание цис- и транс-Пац составляет 40,6 и 59,4% соответственно.П р и м е р 3, Получение полиацетиленового слоя проводят согласно примеру 1 в присутствии 0,21 г бромида никеля, растворенного в 100 г диметилформамида, Концентрация ацетилена 4,55 г/100 г растворителя, Ток плотностью 22 мА/см на Уо-катоде пропускают в течение 3 мин (напряжение на ванне 26 В, температура 18 С). Полученное покрытие серебристо-черного цвета, гладкое, равномерное, имеет толщину 62 мкм. Выход полимера 61 мг(4,5 мг/смг). Скорость нанесения 20 мг/мин, эффективность 1,13 мг,Кул, Адгезия покрытия 2 балла, эластичность по ШГ2 мл. Плотность ПАц 0,95 г/см, Напряжение разомкнутой цепи 2,8 В. Электоопооводность 10 Ом/см, ИКпектры; 1008 см, 750 см, 1405 см,Содержание цис- и транс-ПАц составляет 26,7 и 73,3% соответственно.П р и м е р 4, Полу ение полиацетиленового слоя проводят согласно примеру 1 в присутствии 0,21 г бромида никеля, растворенного в 100 г диметилформамида, Концентрация ацетилена 5,40 г/100 г растворителя, Ток плотностью 15 мА/см наг Ч-катоде пропускают в течение 5 мин (напряжение на ванне 21 В, температура 12 С), Полученное покрытие серебристо-черное. гладкое, равномерное. толщиной 70 мкм, Выход полимера 88 мм/6,5 мг/см . Скоро- г сть нанесения 17,6 мг/мин, Эффективность 1,5 мг/Кул. Адгезия пленки 2 балла, эластичность по ШГ 12 мм, Объемная плотность ПАц 0,83 г/см . Напряжение разомкнутой цепи 1,8 В, Электропроводность 10 Ом/см. ИК-спектры: 1005 см, 740 см, 1408 см , Содержание цис- и транс-ПАц составляет 29 и 71%,П р и м е р 5(к). Получение полиацетиленового слоя проводят согласно примеру 1 в присутствии 0,21 г бромида никеля, растворенного в 100 гдиметилформамида, Концентрация ацетилена 5,40 г/100 г растворителя, Ток плотностью 32 мА/см нз2 А 1-катоде пропускают в течение 1,5 мин (на. пряжение на ванне 36 В, температура 12 С), Полученное покрытие серебристо-черногс цвета, неравномерное, толщиной 61 мкм. Выход полимера 60 мг(4,3 мг/см ), Скоростьгнанесения 40 мг/мин, Эффективность нанесения 1,48 мг/Кул, Адгезия пленки 4 балла, эластичность по ШГ,5 мм, Плотность ПА;1,07 г/см . Напряжение разомкнутой цепи 2,7 В, Электропроводность 10 Ом/см. ИК спектры: 1008 см, 740 см, 140 б см , Содержание цис- и транс-ПАц составляет 42 ,58% соответственно.П р и м е р 6(к). Получение полиацетиленового слоя проводят согласно примеру 1 в присутствии 0,21 г бромида никеля, растворенного в 100 г диметилсульфоксида, Концентрация ацетилена 4,55 г/100 г раствооителя, Ток, плотностью 7 мА/см на Епкатоде пропускают в течение 10 мин (напряжение на ванне 9 В, температура 18 С), Полученное покрытие черного цвета, неравномерное, имеет толщину 100 мкм. Выход полимера 90 мг(6,4 мг/см ). Скорость нанесения 9 мг/мин, Эффективность нанесения 1,5 мг/Кул, Адгезия пленки 4 балла, эластичность по ШГмм, Плотность ПАц 0,70 г/см . Напряжение разомкнутой цепи 19 В, Электропроводность 10 Ом/с, ИК- спектры; 1006 см, 740 см, 1404 см, Содержание цис- и транс-полиацетилена составляет 18 и 82% соответственно,Характеристики процесса синтеза и свойства продукта по примерам 1 - б приведены в табл, 1,При10 мА/см скорость формирования полиацетиленового слоя довольно низкая, кроме того, покрытие рыхлое, имеет плохую эластичность, При плотностях тока, превышающих 28 мА/см, образуется очень тонкий, неравномерный осадок полиацетилена,При использовании концентраций ИВгг, превышающих значения 0,01 М, образуются неравномерные покрытия с плохой адгезией и эластичностью, При низких(менее 0,01 М) концентрациях ЮВг 2 уменьшается выход полиацетилена,П р и м е р 7 (к). В табл, 2 приведены условия получения и характеристики продукта в сравнении с примером 3, 5Формула изобретенияСпособ электрохимического осаждения полиацетилена путем электролиза раствора 10 Таблица 1 Показатель Значение показателя по и име Известныйй способ;7 10-10 0-7 10 Таб ь ьмА ия,ия,Рабочий электродРастворитель Плотность тока,мА/см Начальное напряжение, ВТемпература, С Длительность, мин Скорость нанесения,мг/мин Масса покрытия,мг Выход покрь 1 тия,мг/см Эффективность.мг/КулТолщина, мкм Объемная плотность, г/см"Адгезия, баллЭластичность поШГ, мм (по ГОСТ ацетилена в полярном органическом растворителе, содержащем бромид никеля, о тл и ча ю щийся тем, что, сцельюускорения процесса получения полиацетиленового слоя и замены благородных металлов, электролиз осуществляют на катодах из цинка, алюминия, молибдена или ванадия при плотностях тока 10 - 28 мА/см,21733437 Продолжение табл,2 О Соста вител ь Д. Пебал кВ. Трубченко Техред М.Моргентал Корректор Н. Король Реда нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Произв Заказ 1638 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наба/5