20050511 Vortrag Würzburg Leitfähige Polymere Printversion

“Intrinsisch leitfähige Polymere"
2. Symposium
High-Tech-Kunststoffe
und ihre innovativen Anwendungen
11. - 12.05.2005, Würzburg
Dr. Lutz Brassat
H.C.Starck GmbH
ZB F&E
1
Intrinsisch
Intrinsischleitfähige
leitfähigePolymere
Polymere
4 Intrinsisch leitfähige Polymere
4 Chemische Strukturen von Intrinsisch leitfähigen Polymeren (ICPs)
4 Technische Verfügbarkeit und Hersteller von ICPs
4 Anwendungsbeispiele
4 Bohrloch -Durchkontaktierung in Leiterplatten / Multilayern
4 Polymer-Kondensatoren
4 Polymer-LED
4 Ausblick : Polymerelektronik
4 Polymer-Transistoren und Polymer-ICs als Beispiel von neueren
Entwicklungen
2
Intrinsisch
Intrinsischleitfähige
leitfähigePolymere
Polymere
Polyacetylen
N
N
x
H
H
N
N
y
Polyanilin
Polypyrrol
N
N
N
N
S
N
N
S
S
Polythiophen
S
O
S
O
O
S
O
O
S
S
S
3
S
S
O
O
O
Poly[3,4-ethylendioxythiophen]
S
O
O
O
O
Leitfähigkeit
Leitfähigkeitvon
vonintrinsisch
intrinsischleitfähigen
leitfähigenPolymeren
Polymeren(ICPs)
(ICPs)
Elektrische
Leitfähigkeit
106 S/cm
Metall
Kupfer
Eisen
Graphit
Bismut
Leitfähigkeit von ICPs:
10-12 to 105 S/cm
102 S/cm
Indium
Halbleiter
Gallium/Arsen
Germanium
Silicium
10-9 S/cm
Glas
Isolator
4
10-20 S/cm
Diamant
Schwefel
Polyethylen
Polystyrol
Teflon
Quartz
Die Leitfähigkeit ist abhängig von
4der chemischen Struktur,
4der Polymer-Morphologie und
4dem Dotierungsgrad.
Kommerzielle
Kommerzielleintrinsisch
intrinsischleitfähige
leitfähigePolymere
Polymere
4 Polyanilin (PANI)
4
4
4
4
4
H
N
N
+
•
n
*
Cl
Einfache Herstellung durch Oxidation von Anilin (bspw. im Sauren)
Verfügbar als Polymer in wasserlöslicher bzw. organolöslicher Form
Hohe Stabilität, leichte Verarbeitbarkeit und niedriger Preis
Eigenschaften stark vom Herstellprozess (u.a. pH-Wert) abhängig
Kommerzielle Verwendung zur Herstellung von Leiterplatten,
Polymer-LED, Korrosionsschutz
Ormecon GmbH, Hamburg, Deutschland
5
*
H
Panipol Ltd.,
Ltd ., Porvoo, Finnland
Kommerzielle
Kommerzielleintrinsisch
intrinsischleitfähige
leitfähigePolymere
Polymere
+
4 Polypyrrol (PPy)
*
N
N
n
*
4 Synthese durch anodische Polymerisation in wäßrigen oder
organischen Medien oder durch chemische Oxidation
4 Kommerziell verfügbar als Monomer und als Polymer
4 Polymer: wässrige bzw. lösemittelhaltige Dispersion
4 Kommerzielle Verwendung zur Herstellung von PolymerKondensatoren (Monomer), antistatische Ausrüstung von
Kunststoffen (Polymer)
BASF AG, Ludwighafen, Deutschland (Monomer, Polymer (Lutamer
(Lutamer ©))
DSM, Heerlen
Heerlen,, Niederlande (Polymer)
6