CN110785466A - 含有酰肼化合物的聚酮组合物、聚酮固化物、光学元件及图像显示装置 - Google Patents

含有酰肼化合物的聚酮组合物、聚酮固化物、光学元件及图像显示装置 Download PDF

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CN110785466A
CN110785466A CN201880042210.3A CN201880042210A CN110785466A CN 110785466 A CN110785466 A CN 110785466A CN 201880042210 A CN201880042210 A CN 201880042210A CN 110785466 A CN110785466 A CN 110785466A
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松谷宽
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Abstract

聚酮组合物含有包含通式(I)所表示的结构单元的聚酮和酰肼化合物。通式(I)中，X分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～50的2价的基团，Y分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的2价的烃基，n表示1～1500的整数。

Description

含有酰肼化合物的聚酮组合物、聚酮固化物、光学元件及图像 显示装置
技术领域
本公开涉及聚酮组合物、聚酮固化物、光学元件及图像显示装置。
背景技术
主链上具有芳香环和羰基的芳香族聚酮具有优异的耐热性和机械特性，作为工程塑料被利用。属于芳香族聚酮的高分子大部分是利用亲核芳香族取代反应进行聚合而成的芳香族聚醚酮，在主链上具有醚键。与此相对，主链上不具有醚键的芳香族聚酮与芳香族聚醚酮相比可发挥进一步优异的耐热性及耐化学试剂性(例如参照专利文献1及专利文献2)。
近年来，报道了通过将脂环式二羧酸和2,2’-二烷氧基联苯化合物通过Friedel-Crafts酰化进行直接聚合，可得到兼顾了高透明性和耐热性的芳香族聚酮(例如参照专利文献3)，可期待在光学部件中的应用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭62-7730号公报
专利文献2：日本特开2005-272728号公报
专利文献3：日本特开2013-53194号公报
发明内容
发明所要解决的课题
其中，专利文献3中记载的芳香族聚酮的分子自身相对于化学试剂液是稳定的。但是，在基材上形成该芳香族聚酮而得到的固化物若暴露于化学试剂液中，则有时从基材剥离、或者溶解，在固化物的实用性的耐化学试剂性方面存在课题。
本公开鉴于上述现状，目的是提供在制成固化物时耐热性、透明性及耐化学试剂性优异的聚酮组合物及聚酮固化物、以及具有聚酮固化物的光学元件及图像显示装置。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的手段中，包含以下的实施方式。
<1>一种聚酮组合物，其含有包含下述通式(I)所表示的结构单元的聚酮、和酰肼化合物。
[化学式1]
通式(I)中，X分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～50的2价的基团，Y分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的2价的烃基，n表示1～1500的整数。
<2>根据<1>所述的聚酮组合物，其中，上述通式(I)中，X分别独立地包含含有芳香环的碳数为6～50的2价的基团。
<3>根据<1>或<2>所述的聚酮组合物，其中，上述通式(I)中，X分别独立地包含选自由下述通式(II-1)～(II-3)构成的组中的至少一个所表示的2价的基团。
[化学式2]
Figure BDA0002332684560000022
通式(II-1)中，R1分别独立地表示氢原子或可具有取代基的碳数为1～30的烃基，R2分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的烃基，m分别独立地表示0～3的整数。
[化学式3]
Figure BDA0002332684560000031
通式(II-2)中，R1分别独立地表示氢原子或可具有取代基的碳数为1～30的烃基，R2分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的烃基，m分别独立地表示0～3的整数，Z表示氧原子或选自下述通式(III-1)～(III-7)中的2价的基团。
[化学式4]
Figure BDA0002332684560000032
通式(III-1)～(III-7)中，R1分别独立地表示氢原子或可具有取代基的碳数为1～30的烃基，R2分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的烃基，R3及R4分别独立地表示氢原子或可具有取代基的碳数为1～30的烃基。m分别独立地表示0～3的整数，n分别独立地表示0～4的整数，p分别独立地表示0～2的整数。
[化学式5]
Figure BDA0002332684560000041
通式(II-3)中，R5分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的烃基，n分别独立地表示0～4的整数。
<4>根据<1>～<3>中任一项所述的聚酮组合物，其中，上述通式(I)中，Y包含饱和烃基。
<5>根据<1>～<4>中任一项所述的聚酮组合物，其中，上述通式(I)中，Y包含饱和脂环式烃基。
<6>根据<1>～<5>中任一项所述的聚酮组合物，其中，上述通式(I)中，Y的碳数为6～30。
<7>根据<1>～<6>中任一项所述的聚酮组合物，其中，上述酰肼化合物在分子中具有2个以上的酰肼基。
<8>根据<1>～<7>中任一项所述的聚酮组合物，其中，上述酰肼化合物包含芳香族酰肼化合物。
<9>根据<1>～<8>中任一项所述的聚酮组合物，其中，进一步含有溶剂。
<10>一种聚酮固化物，其是<1>～<9>中任一项所述的聚酮组合物的固化物。
<11>一种光学元件，其具有<10>所述的聚酮固化物。
<12>一种图像显示装置，其具有<10>所述的聚酮固化物。
发明效果
根据本公开，能够提供在制成固化物时耐热性、透明性及耐化学试剂性优异的聚酮组合物及聚酮固化物、以及具有聚酮固化物的光学元件及图像显示装置。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明。但是，本发明并不限定于以下的实施方式。在以下的实施方式中，其构成要素(也包含要素步骤等)除了特别明示的情况，并非必须的。关于数值及其范围也是同样的，并不限制本发明。
本公开中使用“～”所示的数值范围表示包含“～”的前后记载的数值分别作为最小值及最大值的范围。
在本公开中阶段性记载的数值范围内，在一个数值范围中记载的上限值或下限值也可以置换成其他的阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。另外，在本公开中记载的数值范围内，其数值范围的上限值或下限值也可以置换成实施例中所示的值。
本公开中各成分也可以包含多种符合的物质。在组合物中存在多种符合各成分的物质的情况下，各成分的含有率或含量只要没有特别说明，则是指组合物中存在的该多种物质的合计的含有率或含量。
关于本公开中“层”或“膜”的用语，在观察该层或膜所存在的区域时，除了形成于该区域的整体中的情况以外，还包含仅形成于该区域的一部分中的情况。
本公开中“层叠”的用语表示将层重叠，可以是两个以上的层被结合，也可以是两个以上的层可装卸。
本公开中所谓“透明性优异”是指可见光的透射性(至少波长为400nm的可见光的透射性)为80％以上(膜厚1μm换算)。
本公开中所谓“耐热性优异”是指在包含聚酮的构件中热分解温度为400℃以上并且玻璃化转变温度(Tg)为270℃以上。
本公开中所谓“固化物的耐化学试剂性优异”是指即使将形成于硅基板上的膜状的聚酮固化物以下述条件(a)及(b)暴露于化学试剂液中，聚酮固化物也不会从基材剥离、并且聚酮固化物不会溶解。
条件(a)：将二甲基亚砜(DMSO)与2-乙醇胺(2AE)的混合液(DMSO：2AE以体积比计为7：3)加热至60℃，将形成于硅基板上的聚酮固化物浸渍30分钟。
条件(b)：将形成于硅基板上的聚酮固化物在23℃的0.5质量％的氢氟酸(HF)水溶液中浸渍30分钟。
<聚酮组合物>
本公开的聚酮组合物含有包含下述通式(I)所表示的结构单元的聚酮(以下也称为“特定聚酮”)、和酰肼化合物。
[化学式6]
Figure BDA0002332684560000061
通式(I)中，X分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～50的2价的基团，Y分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的2价的烃基，n表示1～1500的整数。
本公开的聚酮组合物通过设定为上述构成，在制成固化物时，耐热性、透明性及耐化学试剂性优异。其理由并不清楚，但如以下那样考虑。
特定聚酮的耐热性及透明性优异。另外，特定聚酮由于主链基本由C-C键形成，所以分子自身相对于化学试剂液是稳定的。进而，通过聚酮组合物含有酰肼化合物，从而酰肼化合物作用于特定聚酮，可形成交联结构。因此，在将聚酮组合物制成固化物时，表现出高的Tg。另外，认为从基材的剥离、固化物的溶解等得以抑制，耐化学试剂性进一步提高。
以下，对各成分进行说明。
(A)特定聚酮
聚酮组合物含有特定聚酮。特定聚酮包含下述通式(I)所表示的结构单元。
[化学式7]
Figure BDA0002332684560000071
通式(I)中，X分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～50的2价的基团。Y分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的2价的烃基。n表示1～1500的整数，优选为2～1000的整数，更优选为5～500的整数。需要说明的是，在2价的基团或2价的烃基具有取代基的情况下，在2价的基团或2价的烃基的碳数中不包含取代基的碳数。以下同样。特定聚酮可在主链中包含通式(I)所表示的结构单元，也可在侧链中包含，优选包含于主链中。
X所表示的2价的基团的碳数为1～50，优选为1～30，更优选为1～24。
X可具有的取代基没有特别限定，具体而言，可列举出卤素原子、碳数为1～5的烷氧基、碳数为2～5的酰基等。
X所表示的2价的基团优选为烃基，更优选包含芳香环。若X具有芳香环，则存在能够实现更高的耐热性的倾向。
从实现高的耐热性的观点出发，X优选为包含芳香环的碳数为6～50的2价的基团。作为芳香环，可列举出苯环、萘环、蒽环、菲环、并四苯环、环、芘环、苯并菲环、并五苯环、苯并芘环等。
进而，X所表示的2价的基团优选包含多个芳香环，多个芳香环更优选相互为非共轭、或相互的共轭关系弱的2价的基团(以下，也称为“特定芳香环基”)。由此，在合成聚酮时能够以较低的反应温度实现良好的二酰化，存在成为分子量高且耐热性优异的聚酮的倾向。特定芳香环基的碳数优选为12～50。
其中，所谓“多个芳香环相互为非共轭、或相互的共轭关系弱”是指多个芳香环介由醚键或亚甲基键而键合、或像2,2’-取代联苯那样芳香环彼此的共轭通过由取代基产生的立体障碍而被抑制。
作为X，优选为选自由下述通式(II-1)～(II-3)构成的组中的至少一个所表示的2价的基团。
[化学式8]
Figure BDA0002332684560000081
通式(II-1)中，R1分别独立地表示氢原子或可具有取代基的碳数为1～30的烃基，R2分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的烃基，m分别独立地表示0～3的整数。带波状线的部分是指键合点。以下同样。
从耐热性的观点出发，R1所表示的烃基的碳数为1～30，优选为1～10，更优选为1～6。需要说明的是，在烃基具有取代基的情况下，在烃基的碳数中不包含取代基的碳数。以下同样。
作为R1所表示的烃基，可列举出饱和脂肪族烃基、不饱和脂肪族烃基、脂环式烃基等。另外，也可以是将这些烃基组合而得到的烃基。
作为R1所表示的饱和脂肪族烃基，可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正二十碳烷基、正三十碳烷基等。另外，饱和脂肪族烃基也可以为在其末端部分具有后述的脂环式烃基的基团。
作为R1所表示的不饱和脂肪族烃基，可列举出乙烯基、烯丙基等链烯基、乙炔基等炔基等。另外，不饱和脂肪族烃基也可以为在其末端部分具有后述的脂环式烃基的基团。
作为R1所表示的脂环式烃基，可列举出环己基、环庚基、环辛基、降冰片基等环烷基、环己烯基等环烯基等。另外，脂环式烃基也可以为在其脂环上具有选自由饱和脂肪族烃基及不饱和脂肪族烃基构成的组中的至少1种的基团。
R1所表示的烃基可具有的取代基没有特别限定，可列举出卤素原子、碳数为1～5的烷氧基、碳数为2～5的酰基等。
通式(II-1)中，R2分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的烃基。从耐热性的观点出发，R2所表示的烃基的碳数优选为1～10，更优选为1～5。
作为R2所表示的碳数为1～30的烃基，可列举出与R1所例示的碳数为1～30的烃基同样的烃基。另外，作为R2所表示的烃基可具有的取代基，可列举出卤素原子、碳数为1～5的烷氧基、碳数为2～5的酰基等。
通式(II-1)中，m分别独立地表示0～3的整数，优选为0～2的整数，更优选为0或1。
[化学式9]
Figure BDA0002332684560000091
通式(II-2)中，R1分别独立地表示氢原子或可具有取代基的碳数为1～30的烃基，R2分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的烃基，m分别独立地表示0～3的整数，Z表示氧原子或选自下述通式(III-1)～(III-7)中的2价的基团。
通式(II-2)中的R1、R2、及m各自的详细情况与通式(II-1)中的R1、R2、及m同样。
[化学式10]
通式(III-1)～(III-7)中，R1分别独立地表示氢原子或可具有取代基的碳数为1～30的烃基，R2分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的烃基，R3及R4分别独立地表示氢原子或可具有取代基的碳数为1～30的烃基。m分别独立地表示0～3的整数，n分别独立地表示0～4的整数，p分别独立地表示0～2的整数。
从耐热性的观点出发，R3及R4优选为可具有取代基的碳数为1～5的烃基。作为R3及R4所表示的碳数为1～30的烃基，可列举出与通式(II-1)中的R1所例示的碳数为1～30的烃基同样的烃基。另外，作为R3及R4可具有的取代基，可列举出卤素原子、碳数为1～5的烷氧基、碳数为2～5的酰基等。
n分别独立地表示0～4的整数，优选为0～2的整数，更优选为0或1。
p分别独立地表示0～2的整数，优选为0或1。
R1、R2、及m各自的详细情况与通式(II-1)中的R1、R2、及m同样。
[化学式11]
Figure BDA0002332684560000111
通式(II-3)中，R5分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的烃基，n分别独立地表示0～4的整数。
从耐热性的观点出发，R5所表示的烃基的碳数优选为1～10，更优选为1～5。
作为R5所表示的碳数为1～30的烃基，可列举出与通式(II-1)中的R1所例示的碳数为1～30的烃基同样的烃基。另外，作为R5可具有的取代基，可列举出卤素原子、碳数为1～5的烷氧基、碳数为2～5的酰基等。
通式(II-3)中，n分别独立地表示0～4的整数，优选为0～3的整数，更优选为0～2的整数，进一步优选为0或1。
通式(I)中，Y分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的2价的烃基。Y所表示的烃基的碳数优选为4～30，从耐热性的观点出发，更优选为6～30。
从透明性的观点出发，Y所表示的烃基优选包含饱和烃基。饱和烃基可以为饱和非环式脂肪族烃基，也可以为饱和脂环式烃基。从兼顾更高的耐热性和透明性的观点出发，Y所表示的烃基优选包含饱和脂环式烃基。脂环式烃基由于与碳数相同的非环式脂肪族烃基相比体积大，所以存在在维持高的耐热性和透明性的状态下在溶剂中的溶解性方面优异的倾向。
另外，Y所表示的烃基也可以为具有多种的饱和非环式脂肪族烃基、多种的饱和脂环式烃基、或饱和非环式脂肪族烃基及饱和脂环式烃基的任意的组合的烃基。需要说明的是，在Y为具有饱和非环式脂肪族烃基及饱和脂环式烃基的烃基的情况下，认为该Y分类为饱和脂环式烃基的烃基。
在Y包含饱和非环式脂肪族烃基的情况下，Y所表示的烃基的碳数为1～30，优选为3～30。
在Y包含饱和非环式脂肪族烃基的情况下，作为Y所表示的烃基，可列举出亚甲基、亚乙基、三亚甲基、甲基亚乙基、四亚甲基、1-甲基三亚甲基、2-甲基三亚甲基、乙基亚乙基、1,1-二甲基亚乙基、1,2-二甲基亚乙基、亚戊基、1-甲基四亚甲基、2-甲基四亚甲基、1-乙基三亚甲基、2-乙基三亚甲基、1,1-二甲基三亚甲基、2,2-二甲基三亚甲基、1,2-二甲基三亚甲基、丙基亚乙基、乙基甲基亚乙基、亚己基、1-甲基亚戊基、2-甲基亚戊基、3-甲基亚戊基、1-乙基四亚甲基、2-乙基四亚甲基、1-丙基三亚甲基、2-丙基三亚甲基、丁基亚乙基、1,1-二甲基四亚甲基、2,2-二甲基四亚甲基、1,2-二甲基四亚甲基、1,3-二甲基四亚甲基、1,4-二甲基四亚甲基、1,2,3-三甲基三亚甲基、1,1,2-三甲基三亚甲基、1,1,3-三甲基三亚甲基、1,2,2-三甲基三亚甲基、1-乙基-1-甲基三亚甲基、2-乙基-2-甲基三亚甲基、1-乙基-2-甲基三亚甲基、2-乙基-1-甲基三亚甲基、2,2-乙基甲基三亚甲基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚二十烷基、亚三十烷基等。
其中，从耐热性的观点出发，作为烃基，优选可列举出四亚甲基、亚己基、甲基亚戊基、乙基四亚甲基、丙基三亚甲基、丁基亚乙基、二甲基四亚甲基、三甲基三亚甲基、乙基甲基三亚甲基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚二十烷基、亚三十烷基等。
在Y包含饱和脂环式烃基的情况下，Y所表示的烃基的碳数为3～30，优选为4～30，更优选为6～30。
在Y包含饱和脂环式烃基的情况下，作为Y所表示的烃基，可列举出具有环丙烷骨架、环丁烷骨架、环戊烷骨架、环己烷骨架、环庚烷骨架、环辛烷骨架、立方烷骨架、降冰片烷骨架、三环[5.2.1.0]癸烷骨架、金刚烷骨架、二金刚烷骨架、二环[2.2.2]辛烷骨架、十氢化萘骨架等的2价的烃基。
其中，从耐热性的观点出发，作为烃基，优选可列举出具有环己烷骨架、环庚烷骨架、环辛烷骨架、立方烷骨架、降冰片烷骨架、三环[5.2.1.0]癸烷骨架、金刚烷骨架、二金刚烷骨架、二环[2.2.2]辛烷骨架、十氢化萘骨架等的2价的烃基。
作为Y所表示的烃基可具有的取代基，可列举出氨基、含氧基、羟基、卤素原子等。
Y优选至少包含选自由下述通式(IV)及下述通式(V-1)～(V-3)构成的组中的至少1种所表示的2价的烃基，更优选至少包含下述通式(IV)所表示的2价的烃基。
[化学式12]
Figure BDA0002332684560000131
[化学式13]
[化学式14]
Figure BDA0002332684560000133
[化学式15]
通式(IV)中的金刚烷骨架的氢原子、通式(V-1)中的环己烷骨架的氢原子、通式(V-2)中的十氢化萘(萘烷)骨架的氢原子、及通式(V-3)中的降冰片烷骨架的氢原子也可以分别被烃基、氨基、含氧基、羟基或卤素原子取代。
另外，通式(IV)及通式(V-1)～(V-3)中，Z分别独立地表示单键、或可具有取代基的碳数为1～10的2价的饱和烃基。
从可得到柔软的固化物的观点出发，Z分别独立地优选为可具有取代基的碳数为1～10的2价的饱和烃基，从耐热性的观点出发，Z优选为碳数为1～5的2价的饱和烃基。另外，从得到高硬度的观点出发，Z优选为单键。
作为Z所表示的2价的饱和烃基，可列举出亚甲基、亚乙基、三亚甲基、甲基亚乙基、四亚甲基、1-甲基三亚甲基、2-甲基三亚甲基、乙基亚乙基、1,1-二甲基亚乙基、1,2-二甲基亚乙基、亚戊基、1-甲基四亚甲基、2-甲基四亚甲基、1-乙基三亚甲基、2-乙基三亚甲基、1,1-二甲基三亚甲基、2,2-二甲基三亚甲基、1,2-二甲基三亚甲基、丙基亚乙基、乙基甲基亚乙基、亚己基、1-甲基亚戊基、2-甲基亚戊基、3-甲基亚戊基、1-乙基四亚甲基、2-乙基四亚甲基、1-丙基三亚甲基、2-丙基三亚甲基、丁基亚乙基、1,1-二甲基四亚甲基、2,2-二甲基四亚甲基、1,2-二甲基四亚甲基、1,3-二甲基四亚甲基、1,4-二甲基四亚甲基、1,2,3-三甲基三亚甲基、1,1,2-三甲基三亚甲基、1,1,3-三甲基三亚甲基、1,2,2-三甲基三亚甲基、1-乙基-1-甲基三亚甲基、2-乙基-2-甲基三亚甲基、1-乙基-2-甲基三亚甲基、2-乙基-1-甲基三亚甲基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基等。
作为Z所表示的2价的饱和烃基可具有的取代基，可列举出卤素原子、碳数为1～5的烷氧基、碳数为2～5的酰基等。需要说明的是，在Z所表示的2价的烃基具有取代基的情况下，在2价的饱和烃基的碳数中不包含取代基的碳数。
通式(IV)所表示的2价的烃基也可以为下述通式(IV-1)所表示的2价的烃基。
通式(V-1)所表示的2价的烃基也可以为下述通式(VI-1)所表示的2价的烃基。
通式(V-2)所表示的2价的烃基也可以为下述通式(VI-2)所表示的2价的烃基。
通式(V-3)所表示的2价的烃基也可以为下述通式(VI-3)所表示的2价的烃基。
[化学式16]
Figure BDA0002332684560000151
通式(IV-1)、通式(VI-1)、通式(VI-2)及通式(VI-3)中的Z可列举出与通式(IV)及通式(V-1)～(V-3)中的Z同样的基团。
特定聚酮也可以为包含上述通式(IV)所表示的2价的烃基和选自由上述通式(V-1)～(V-3)构成的组中的至少一个所表示的2价的烃基这两者作为Y的聚酮。在特定聚酮包含上述通式(IV)所表示的2价的烃基和选自由上述通式(V-1)～(V-3)构成的组中的至少一个所表示的2价的烃基这两者作为Y时，通式(IV)所表示的2价的烃基的含量与通式(V-1)～(V-3)所表示的2价的烃基的总含量的质量比((IV)：(V-1)～(V-3))没有特别限定。从耐热性及伸长率的观点出发，上述质量比优选为5：95～95：5，从耐热性及溶解性的观点出发，更优选为5：95～90：10。
从维持耐热性的观点出发，特定聚酮的重均分子量(Mw)以聚苯乙烯换算的标准GPC(凝胶渗透色谱法、gel permeation chromatography)计优选为500以上，从更高的耐热性和在溶剂中的溶解性的观点出发，更优选为10,000～1,000,000。在需要进一步高的耐热性的情况下，重均分子量(Mw)进一步优选为20,000～1,000,000。特定聚酮的重均分子量(Mw)是指通过实施例中记载的方法而测定的值。
特定聚酮可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。
另外，聚酮组合物也可以包含特定聚酮以外的其他聚酮。以下，有时将特定聚酮和其他的聚酮总称为“聚酮”。
从制成固化物时的耐热性、透明性、及耐化学试剂性的观点出发，特定聚酮相对于聚酮的总量的含有率优选为50质量％以上，更优选为60质量％以上，进一步优选为70质量％以上。
从制成固化物时的耐热性、透明性及耐化学试剂性的观点出发，聚酮的总含量相对于聚酮及酰肼化合物的合计量100质量份，优选为50质量份～99质量份，更优选为50质量份～95质量份。
<酰肼化合物>
本公开的聚酮组合物含有酰肼化合物。
酰肼化合物优选在分子中具有2个以上的酰肼基。其中，酰肼化合物优选在分子中具有2个～6个的酰肼基，更优选具有2个～4个的酰肼基，进一步优选具有2个或3个的酰肼基，特别优选具有2个的酰肼基。酰肼基表示下述化学式(VII)所表示的基团。
[化学式17]
Figure BDA0002332684560000161
作为酰肼化合物，可以使用非环式脂肪族酰肼化合物，也可以使用脂环式酰肼化合物，还可以使用芳香族酰肼化合物。从耐热性的观点出发，优选使用芳香族酰肼化合物。
在酰肼化合物为非环式脂肪族酰肼化合物的情况下，酰肼化合物的除酰肼基以外的部分(以下也称为骨架部分)优选为碳数为1～30的非环式脂肪族烃基，更优选为碳数为1～20的非环式脂肪族烃基，进一步优选为碳数为1～10的非环式脂肪族烃基。另外，非环式脂肪族酰肼化合物也可以为例如像草酸二酰肼那样不具有骨架部分(即，酰肼基直接连结)的酰肼化合物。
非环式脂肪族烃基可以为直链状，也可以为支链状，优选为直链状。
非环式脂肪族烃基可以具有取代基，也可以不具有取代基。在非环式脂肪族烃基具有取代基的情况下，取代基没有特别限定，可列举出卤素原子、碳数为1～5的烷氧基、碳数为2～5的酰基等。需要说明的是，在烃基具有取代基的情况下，取代基中包含的碳数不包含在烃基的碳数中。以下同样。
非环式脂肪族烃基可以具有不饱和键，也可以不具有不饱和键，优选不具有不饱和键。
在酰肼化合物为脂环式酰肼化合物的情况下，酰肼化合物的骨架部分例如优选为碳数为3～10的脂环式烃基，更优选为碳数为3～8的脂环式烃基，进一步优选为碳数为3～6的脂环式烃基。脂环式烃基为至少一部分中具有脂环结构的烃基，除了脂环以外，还可以具有非环式脂肪族烃基。
脂环式烃基可以具有取代基，也可以不具有取代基。在脂环式烃基具有取代基的情况下，取代基没有特别限定，可列举出烷基、卤素原子、碳数为1～5的烷氧基、碳数为2～5的酰基等。
脂环式烃基可以具有不饱和键，也可以不具有不饱和键。
在酰肼化合物为芳香族酰肼化合物的情况下，酰肼化合物的骨架部分例如优选为碳数为6～18的芳香族烃基，更优选为碳数为6～12的芳香族烃基，进一步优选为碳数为6～10的芳香族烃基。芳香族烃基为至少一部分中具有芳香环的烃基，除了芳香环以外，还可以具有非环式脂肪族烃基、脂环式烃基或它们的组合。
芳香族烃基可以具有取代基，也可以不具有取代基。在芳香族烃基具有取代基的情况下，取代基没有特别限定，可列举出烷基、卤素原子、碳数为1～5的烷氧基、碳数为2～5的酰基等。
酰肼化合物也可以为在分子中具有脂环及芳香环这两者的化合物。即，也可以为符合脂环式酰肼化合物和芳香族酰肼化合物这两者的化合物。
酰肼化合物优选为下述通式(VIII)所表示的化合物。
[化学式18]
Figure BDA0002332684560000181
式(VIII)中，W表示烃基，n表示2～6的整数。
W所表示的烃基可以为非环式脂肪族烃基，也可以为脂环式烃基，还可以为芳香族烃基，优选为芳香族烃基。非环式脂肪族烃基、脂环式烃基、及芳香族烃基的详细情况与酰肼化合物的骨架部分中的各自的详细情况相同。
n优选为2～4，更优选为2或3，进一步优选为2。
作为酰肼化合物的具体例子，例如可列举出草酸二酰肼、丙二酸二酰肼、琥珀酸二酰肼、戊二酸二酰肼、己二酸二酰肼、邻苯二甲酸二酰肼、间苯二甲酸二酰肼、对苯二甲酸二酰肼、癸二酸二酰肼、马来酸二酰肼、富马酸二酰肼、衣康酸二酰肼、柠檬酸三酰肼。从耐热性的观点出发，优选己二酸二酰肼、及间苯二甲酸二酰肼，更优选间苯二甲酸二酰肼。酰肼化合物可以为市售品，也可以为通过公知的方法而合成的化合物。
酰肼化合物可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。从制成固化物时的耐热性、透明性、及耐化学试剂性的观点出发，酰肼化合物的含量相对于聚酮及酰肼化合物的合计量100质量份，优选为1质量份～50质量份，更优选为5质量份～50质量份，进一步优选为5质量份～30质量份。
<溶剂>
聚酮组合物也可以进一步含有溶剂。溶剂只要是将各成分溶解或分散的溶剂则没有特别限制。作为溶剂，可列举出γ-丁内酯、乳酸乙酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、醋酸丁酯、醋酸苄基酯、正丁基乙酸酯、乙氧基乙基丙酸酯、3-甲基甲氧基丙酸酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-环己基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺、四亚甲基砜、二乙基酮、二异丁基酮、甲基戊基酮、环戊酮、环己酮、丙二醇单甲基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二甲苯、均三甲苯、乙基苯、丙基苯、枯烯、二异丙基苯、己基苯、茴香醚、二甘醇二甲醚、二甲基亚砜、氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯等。这些溶剂可以单独使用1种，或也可以将2种以上组合使用。
在聚酮组合物含有溶剂的情况下，溶剂的含量相对于聚酮、酰肼化合物、及溶剂的合计量100质量份，优选为5质量份～95质量份，更优选为10质量份～90质量份。
<其他的添加剂>
聚酮组合物也可以进一步含有其他的添加剂。作为其他的添加剂，可列举出粘接助剂、表面活性剂、流平剂、抗氧化剂、紫外线劣化防止剂、滑动剂(聚四氟乙烯粒子等)、光扩散剂(丙烯酸交联粒子、有机硅交联粒子、极薄玻璃薄片、碳酸钙粒子等)、荧光染料、无机系荧光体(以铝酸盐作为母结晶的荧光体等)、抗静电剂、结晶核剂、无机抗菌剂、有机抗菌剂、光催化剂系防污剂(氧化钛粒子、氧化锌粒子等)、交联剂、固化剂、反应促进剂、红外线吸收剂(热线吸收剂)、光致变色剂等。
<聚酮固化物>
本公开的聚酮固化物为本公开的聚酮组合物的固化物。
聚酮固化物例如可以通过以下的方法来制作。首先，通过将聚酮组合物赋予到基材的表面的至少一部分上而形成组合物层，干燥而从组合物层中除去溶剂后或与溶剂的除去同时进行固化，由此能够制作本公开的聚酮固化物。作为将聚酮组合物赋予到基材上的方法，只要是能够在基材上的任意的部位以任意的形状形成组合物层的方法则没有特别限定。作为将聚酮组合物赋予到基材上的方法，例如可列举出浸渍法、喷雾法、丝网印刷法、旋转涂布法、旋涂法、及棒涂法。
赋予聚酮组合物的基材没有特别限定，可例示出由玻璃、半导体、金属氧化物绝缘体(氧化钛、氧化硅等)、氮化硅等无机材料、三乙酰纤维素、透明聚酰亚胺、聚碳酸酯、丙烯酸系聚合物、环烯烃树脂等透明树脂构成的透明基材。基材的形状没有特别限定，也可以为板状或膜状。本公开的聚酮组合物由于在制成固化物时，耐化学试剂性优异，所以可以适宜作为基材的涂布材、成形品等使用。
在聚酮组合物含有溶剂的情况下，也可以在固化前后进行干燥。干燥方法没有特别限定，例如可列举出使用热板、烘箱等装置进行热处理的方法、自然干燥的方法等。通过热处理而进行干燥的条件只要是聚酮组合物中的溶剂充分挥散的条件则没有特别限制，可以为50℃～150℃、1分钟～90分钟左右。
将聚酮固化的方法没有特别限制，可以通过热处理等进行固化。利用热处理的固化可以使用箱型干燥机、热风式传送带型干燥机、石英管炉、热板、快速热退火、立式扩散炉、红外线固化炉、电子射线固化炉、微波固化炉等来进行。
固化时的气氛可以选择大气中、氮等不活泼气氛中等的任一者，从防止聚酮组合物的氧化的观点出发，优选在氮气氛下进行。
用于固化的热处理的温度及时间鉴于组成条件、作业效率等，可以任意设定，也可以为60℃～200℃、30分钟～2小时左右。
根据需要，干燥后的本公开的聚酮固化物为了除去残存溶剂，也可以进一步进行热处理。热处理的方法没有特别限定，可以使用箱型干燥机、热风式传送带型干燥机、石英管炉、热板、快速热退火、立式扩散炉、红外线固化炉、电子射线固化炉、微波固化炉、真空干燥机等来进行。另外，作为热处理工序中的气氛，没有特别限定，可列举出大气中、氮等不活泼气氛中等。进行热处理的条件没有特别限制，可以为150℃～250℃、1分钟～90分钟左右。通过进一步进行热处理，存在所得到的聚酮固化物的密度变高的倾向。
将聚酮固化物的厚度设定为10μm时的雾度优选为低于1％。
另外，聚酮固化物的400nm的透射率以膜厚1μm换算计优选为85％以上。
所得到的聚酮固化物也可以在带有基材的状态下作为带聚酮固化物的基材使用，根据需要，也可以从基材剥离而使用。
在带聚酮固化物的基材中，聚酮固化物只要设置于基材的表面的至少一部分上即可，可以仅设置于基材的一个面，也可以设置于两面。另外，聚酮固化物可以为一层，也可以为两层以上层叠而成的多层结构。
<光学元件及图像显示装置>
本公开的光学元件及图像显示装置分别具有本公开的聚酮固化物。适用于光学元件及图像显示装置的聚酮固化物也可以如上述那样在带有基材的状态下作为带聚酮固化物的基材适用。另外，若基材为透明基材，则可以适宜用于光学元件。作为透明基材，可列举出聚酮固化物的制造中例示的基材。
光学元件及图像显示装置例如可以将带聚酮固化物的基材中的基材侧介由粘合剂、粘接剂等贴附于LCD(液晶显示器)、ELD(电致发光显示器)、有机EL显示器等适用部位。
聚酮固化物及使用了其的偏振片等各种光学元件可以优选用于液晶显示装置等各种图像显示装置。图像显示装置除了使用本公开的聚酮固化物以外，可以为与以往的图像显示装置同样的构成。在图像显示装置为液晶显示装置的情况下，可以通过将液晶单元、偏振片等光学元件、及根据需要使用的照明系统(背光源等)等各构成部件适当组装并插入驱动电路等来制造。作为液晶单元，没有特别限制，可以使用TN(twisted nematic，扭曲向列)型、STN(super twisted nematic，超级扭曲向列)型、π型等各种类型。
作为图像显示装置的用途，可列举出台式电脑、笔记本电脑、复印机等OA设备、手机、钟表、数码相机、便携信息终端(PDA)、便携游戏机等便携设备、摄像机、电视机、微波炉等家庭用电气设备、后监视器、汽车导航系统用监视器、汽车音响等车载用设备、商业店铺用信息用监视器等展示设备、监视用监视器等警备设备、护理用监视器等护理设备、医疗用监视器等医疗设备等。
实施例
以下，通过实施例对本公开的实施方式进行具体说明，本公开的实施方式并不限定于这些实施例。
<聚酮组合物>
将(A)成分～(C)成分以表1及表2中所示的比例配合，用PTFE(聚四氟乙烯)制的过滤器过滤，得到实施例及比较例的聚酮组合物。括弧内的数值表示配合比(质量份)。“-”表示不含有该成分。表1及表2中的各成分为以下所示的成分。
(A)成分：聚酮
(合成例1)聚酮PK-1的合成
在作为单体加有2,2’-二甲氧基联苯10mmol和cis-1,4-环己烷二羧酸10mmol的烧瓶中加入30ml五氧化二磷及甲磺酸的混合液(质量比为1：10)，在60℃下搅拌。反应后，将内容物投入甲醇500ml中，滤取生成的析出物。将所得到的固体用蒸馏水和甲醇洗涤后，进行干燥，得到聚酮PK-1。
所得到的聚酮PK-1的重均分子量为20,000、数均分子量为8,000。需要说明的是，重均分子量及数均分子量为通过后述的方法测定、算出的值。关于后述的聚酮PK-2～聚酮PK-15的重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn)，也通过同样的方法进行测定。
(合成例2)聚酮PK-2的合成
除了使用2,2’-二甲氧基联苯10mmol和1,3-金刚烷二羧酸13mmol作为单体以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-2。所得到的聚酮PK-2的重均分子量为280,000，数均分子量为44,000。
(合成例3)聚酮PK-3的合成
除了使用2,2’-二甲氧基联苯10mmol和1,3-金刚烷二乙酸10mmol作为单体以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-3。
所得到的聚酮PK-3的重均分子量为42,000，数均分子量为12,000。
(合成例4)聚酮PK-4的合成
除了使用2,2’-二甲氧基联苯10mmol和1,3-金刚烷二羧酸5mmol和cis-1,4-环己烷二羧酸5mmol作为单体以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-4。所得到的聚酮PK-4的重均分子量为36,000，数均分子量为12,000。
(合成例5)聚酮PK-5的合成
除了使用2,2’-二甲氧基联苯10mmol和1,3-金刚烷二羧酸5mmol和十二烷二酸5mmol作为单体以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-5。所得到的聚酮PK-5的重均分子量为36,000，数均分子量为13,000。
(合成例6)聚酮PK-6的合成
除了使用2,2’-二甲氧基联苯10mmol和1,3-金刚烷二乙酸5mmol和十二烷二酸5mmol作为单体以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-6。所得到的聚酮PK-6的重均分子量为39,000，数均分子量为12,000。
(合成例7)聚酮PK-7的合成
除了使用2,2’-二甲氧基联苯10mmol和1,3-金刚烷二乙酸5mmol和己烷二酸5mmol作为单体以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-7。所得到的聚酮PK-7的重均分子量为39,000，数均分子量为12,000。
(合成例8)聚酮PK-8的合成
除了使用2,2’-二甲氧基联苯10mmol和1,3-金刚烷二乙酸5mmol和cis-1,4-环己烷二羧酸5mmol以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-8。所得到的聚酮PK-8的重均分子量为45,000，数均分子量为11,000。
(合成例9)聚酮PK-9的合成
除了使用2,2’-二甲氧基联苯10mmol和1,3-金刚烷二乙酸5mmol和trans-1,4-环己烷二羧酸5mmol作为单体以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-9。所得到的聚酮PK-9的重均分子量为37,000、数均分子量为10,000。
(合成例10)聚酮PK-10的合成
除了使用2,2’-二甲氧基联苯10mmol和1,3-金刚烷二乙酸5mmol和1,4-环己烷二羧酸(cis与trans的混合体、cis：trans(摩尔比)＝7：3)5mmol作为单体以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-10。所得到的聚酮PK-10的重均分子量为33,000，数均分子量为11,000。
(合成例11)聚酮PK-11的合成
除了使用2,2’-二甲氧基联苯10mmol和1,3-金刚烷二乙酸5mmol和萘烷-2,6-二羧酸5mmol作为单体以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-11。所得到的聚酮PK-11的重均分子量为33,000，数均分子量为10,000。
(合成例12)聚酮PK-12的合成
除了使用2,2’-二甲氧基联苯10mmol和1,3-金刚烷二乙酸5mmol和降冰片烷二羧酸(2,4-、2,5-混合体)5mmol作为单体以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-12。所得到的聚酮PK-12的重均分子量为27,000，数均分子量为9,200。
(合成例13)聚酮PK-13的合成
除了使用2,2’-二甲氧基联苯10mmol和1,3-金刚烷二乙酸5mmol和trans-2,3-降冰片烷二羧酸5mmol作为单体以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-13。所得到的聚酮PK-13的重均分子量为26,000，数均分子量为8,100。
(合成例14)聚酮PK-14的合成
除了使用2,2’-双(2-甲氧基苯基)丙烷10mmol和1,3-金刚烷二乙酸5mmol和1,4-环己烷二羧酸(cis与trans的混合体、cis：trans(摩尔比)＝7：3)5mmol作为单体以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-14。所得到的聚酮PK-14的重均分子量为28,000，数均分子量为8,300。
(合成例15)聚酮PK-15的合成
除了使用二苯基醚10mmol和1,3-金刚烷二乙酸5mmol和1,4-环己烷二羧酸(cis与trans的混合体、cis：trans(摩尔比)＝7：3)5mmol作为单体以外，与实施例1同样地操作，得到聚酮PK-15。所得到的聚酮PK-15的重均分子量为27,000，数均分子量为8,000。
(B)成分：酰肼化合物
B1：下述式(XII)所表示的化合物
[化学式19]
Figure BDA0002332684560000241
B2：下述式(XIII)所表示的化合物
[化学式20]
Figure BDA0002332684560000242
(C)成分：溶剂
C1：N-甲基-2-吡咯烷酮与二甲基亚砜的混合溶剂(质量比为1：1)
表1
Figure BDA0002332684560000251
表2
<评价用样品的制作>
使用所得到的聚酮组合物，通过以下的方法制作聚酮固化物，准备后述的评价用的样品。
(1)透射率测定用样品
在玻璃基板上通过旋涂法涂布聚酮组合物，在加热至120℃的热板上进行3分钟干燥。将所得到的玻璃基板使用不活泼气体烘箱(Koyo Thermo Systems Co.,Ltd.)在氮气流下、200℃下进行1小时热处理，在上述玻璃基板上形成厚度为10μm的聚酮固化物，将其作为透射率测定用样品。
(2)热分解温度测定用样品
将聚酮组合物滴加到铝杯中，与(1)同样地进行干燥、热处理，在铝杯内得到成形的聚酮固化物。将该聚酮固化物从铝杯剥离，将其作为热分解温度测定用样品。
(3)Tg测定用样品
将聚酮组合物通过棒涂法涂布于玻璃基板上，与(1)同样地进行干燥、热处理，在上述玻璃基板上形成厚度为10μm的聚酮固化物。将该聚酮固化物从玻璃剥离，得到聚酮固化物，将其作为Tg测定用样品。
(4)耐化学试剂性试验用样品
在硅基板上通过旋涂法涂布聚酮组合物，与(1)同样地进行干燥、热处理，在上述硅基板上形成厚度为10μm的聚酮固化物，将其作为耐化学试剂性试验用样品。
<聚酮的分子量测定>
聚酮的分子量(重均分子量及数均分子量)使用四氢呋喃(THF)作为洗脱液，通过GPC法进行测定，按照标准聚苯乙烯换算求出。详细情况如下所述。
·装置名：Ecosec HLC-8320GPC(东曹株式会社)
·柱：TSKgel Supermultipore HZ-M(东曹株式会社)
·检测器：UV检测器、RI检测器并用
·流速：0.4ml/min
<透射率测定>
通过使用了分光光度计(V-570、日本分光株式会社)的紫外可见吸收光谱法测定聚酮固化物的400nm下的紫外光的透射率。以不具有聚酮固化物的玻璃基板作为参照，将膜厚换算成1μm的固化物的透射率示于表3中。
<热分解温度测定>
使用热重量天平TG-DTA6300(Hitachi High-Tech Science Corporation)，测定聚酮固化物的重量减少。将通过加热而重量大大减少的曲线的切线的交点定义为热分解温度。将其结果示于表3中。
<Tg测定>
使用粘弹性测定装置(RSA-II、Rheometric Scientific F.E.株式会社)，以1Hz、25℃～300℃的条件测定聚酮固化物的Tg。将Tanδ的峰顶定义为Tg。将结果示于表3中。
<耐化学试剂性试验>
将耐化学试剂性试验用样品进行单片化而制作试验片。将试验片分别以以下的条件(a)及(b)浸渍于化学试剂液中。观察在浸渍中聚酮固化物是否溶解、或聚酮固化物是否从硅基板剥离。将观察结果示于表3中。本试验中，将没有见到溶解及剥离的情况设定为“无变化”。
条件(a)：将二甲基亚砜(DMSO)与2-乙醇胺(2AE)的混合液(DMSO：2AE以体积比计为7：3)加热至60℃，将试验片浸渍30分钟。
条件(b)：将试验片在23℃的0.5质量％的氢氟酸(HF)水溶液中浸渍30分钟。
表3
Figure BDA0002332684560000291
获知由实施例的聚酮组合物得到的聚酮固化物的耐化学试剂性、透明性及耐热性优异。
另一方面，就不含有酰肼化合物的比较例1～3而言，耐化学试剂性差，Tg也低。
日本专利申请第2017-130597号的公开其整体通过参照被纳入本说明书中。
本说明书中记载的全部文献、专利申请、及技术标准被援引并纳入本说明书中，各个文献、专利申请、及技术标准通过参照被纳入的情况与具体且分别记载的情况为相同程度。

Claims (12)

1.一种聚酮组合物，其含有包含下述通式(I)所表示的结构单元的聚酮、和酰肼化合物，
Figure FDA0002332684550000011
通式(I)中，X分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～50的2价的基团，Y分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的2价的烃基，n表示1～1500的整数。
2.根据权利要求1所述的聚酮组合物，其中，所述通式(I)中，X分别独立地包含含有芳香环的碳数为6～50的2价的基团。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的聚酮组合物，其中，所述通式(I)中，X分别独立地包含选自由下述通式(II-1)～(II-3)构成的组中的至少一个所表示的2价的基团，
Figure FDA0002332684550000012
通式(II-1)中，R1分别独立地表示氢原子或可具有取代基的碳数为1～30的烃基，R2分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的烃基，m分别独立地表示0～3的整数，
Figure FDA0002332684550000021
通式(II-2)中，R1分别独立地表示氢原子或可具有取代基的碳数为1～30的烃基，R2分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的烃基，m分别独立地表示0～3的整数，Z表示氧原子或选自下述通式(III-1)～(III-7)中的2价的基团，
Figure FDA0002332684550000022
通式(III-1)～(III-7)中，R1分别独立地表示氢原子或可具有取代基的碳数为1～30的烃基，R2分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的烃基，R3及R4分别独立地表示氢原子或可具有取代基的碳数为1～30的烃基；m分别独立地表示0～3的整数，n分别独立地表示0～4的整数，p分别独立地表示0～2的整数，
通式(II-3)中，R5分别独立地表示可具有取代基的碳数为1～30的烃基，n分别独立地表示0～4的整数。
4.根据权利要求1～权利要求3中任一项所述的聚酮组合物，其中，所述通式(I)中，Y包含饱和烃基。
5.根据权利要求1～权利要求4中任一项所述的聚酮组合物，其中，所述通式(I)中，Y包含饱和脂环式烃基。
6.根据权利要求1～权利要求5中任一项所述的聚酮组合物，其中，所述通式(I)中，Y的碳数为6～30。
7.根据权利要求1～权利要求6中任一项所述的聚酮组合物，其中，所述酰肼化合物在分子中具有2个以上的酰肼基。
8.根据权利要求1～权利要求7中任一项所述的聚酮组合物，其中，所述酰肼化合物包含芳香族酰肼化合物。
9.根据权利要求1～权利要求8中任一项所述的聚酮组合物，其中，进一步含有溶剂。
10.一种聚酮固化物，其是权利要求1～权利要求9中任一项所述的聚酮组合物的固化物。
11.一种光学元件，其具有权利要求10所述的聚酮固化物。
12.一种图像显示装置，其具有权利要求10所述的聚酮固化物。
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