新しい機能発現を目指した芳香族系導電性高分子の物性評価

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650893
• Research Institution: Science University of Tokyo in Yamaguchi
• Principal Investigator: 大野 尚典 山口東京理科大学, 基礎工学部, 講師 (10194250)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 戸嶋 直樹 山口東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (50011010)
• Keywords: スルホン化ポリアニリン / 水溶性ポリアニリン / o-アミノベンゼンスルホン酸 / p-アミノジフェニルアミン / 交互共重合ポリマー / 熱電特性 / ゼーベック係数 / 無次元性能指数

Research Abstract

1.可溶性ポリアニリンの合成
ポリアニリンにスルホ基を導入すると水に可溶なポリマーが得られることは、1990年代の初め頃から知られていた。当時はポリアニリンに発煙硫酸を作用させることによってスルホ基を導入する方法が取られていたが、我々はアニリン二量体(p-アミノジフェニルアミン)をo-アミノベンゼンスルホン酸と共重合させることにより水溶性のポリアニリンを合成することに成功した。またこの重合においては、アニリン二量体とo-アミノベンゼンスルホン酸が1:1の電荷移動錯体を形成したあと、この錯体に酸化剤が作用して1:1の交互共重合体を生成することを明らかにした。
2.ポリアニリンの熱電特性
導電性高分子について、導電率やゼーベック係数などの熱電特性を、室温より高い温度領域で測定した例はこれまで報告されていない。我々は初めて導電性ポリアニリンについて、室温から200℃の範囲で熱電特性を明らかにした。導電率の温度変化は、極大値が現れてから導電率が低下するものと、極大値が現れず、100℃位から急激に導電率が低下するものがある。100℃過ぎのこの導電率の急激な低下は、恐らくドーパントの遊離によるものと思われる。ゼーベック係数は、温度を上げるにつれ徐々に上昇し、極大値や低下する傾向は見られなかった。ゼーベック係数の値は、室温から200℃位までの温度範囲で、7〜90μV/Kであった。熱電変換効率を表す無次元性能指数の値は、室温から200℃の温度範囲で、5.0×10^<-5>〜3.2×10^<-4>であった。この値は、このままでは実用に供するには低いが、導電性高分子の室温より高い温度での熱電特性を初めて明らかにした意義は大きいと考えている。

Research Products

• [Publications] Naoki Toshima,Hu Yan,Masashi Kajita,Yasuyuki Honda, and Naonori Ohno: "Novel Synthesis of Polyaniline Using Iron (III) Catalyst and Ozone"Chemistry Letters. 1428-1429 (2000)
• [Publications] 厳虎,戸嶋直樹: "導電性ポリアニリンの熱電変換材料への応用"高分子加工. 49. 547-551 (2000)
• [Publications] Naonori Ohno,Hung-Jen Wang,Hu Yan,and Naoki Toshima: "Novel Synthesis, Characterization,and Physical Properties of Self-Doped Sulfonated Polyaniline by Copolymerization between p-Aminodiphenylamine and o-Aminoben-zenesulfonic Acid"Polymer Journal. 33. 165-171 (2001)