FR2638164A1 - Compose d'organopolysiloxane ayant une phase cristalline liquide - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un nouveau composé d'organopolysiloxane. Selon l'invention, il a des groupes mésogènes, qui sont liés aux atomes de silicium comme-$SL (CH2 -$SL )3 O-Pn-CO-O-Pn-CN;-$SL (CH2 -$SL )3 O-$SL (CH2 -$SL )3 O-Pn-CO-O-Pn-CN; et-$SL (CH2 -$SL )3 O-Pn-CO-O-Pn-O-CH3 , où le symbole Pn désigne un groupe 1,4-phénylène, et des groupes hydrolysables appartenant à la réaction de réticulation. L'invention s'applique notamment à des composés pouvant être durcis par réticulation et présentant une phase liquide cristalline même en condition réticulée.
Description
La présente invention se rapporte à un nouveau composé
d'organopolysiloxane ou, plus particulièrement, à un composé d'organopolysiloxane capable de présenter une phase cristalline liquide en une condition réticulée afin d'être utile en tant que matériau pour une unité d'affichage dans des instruments électroniques ou en tant que matériau
d'un capteur de température.
Comme on le sait bien, un cristal liquide est un matériau ayant simultanément une anisotropie électrique ou optique inhérente aux solides et une fluidité inhérente aux liquides et on l'utilise comme matériau pour des dispositifs opto-électroniques ou des unités d'affichage, comme matériau de capteurs de température, matière de
remplissage de colonnes et analogues.
Les matériaux connus de cristaux liquides utilisés dans ces applications comprennent des composés de faible poids moléculaire ainsi que très polymériques. Les matériaux de cristaux liquides très polymériques comprennent des polyesters totalement aromatiques du type à chaîne principale et des esters polyacryliques et polyméthacryliques du type à chaîne secondaire et des polysiloxanes, ceux du type polysiloxane étant préférés pour leurs excellentes caractéristiques à basse température et résistance aux intempéries.
Les matériaux liquides cristallins du type poly-
siloxane connus dans l'art antérieur sont pour la plupart
un organopolysiloxane liquide ayant une structure molécu-
laire directement linéaire o sont greffés des résidus de mésogène. En outre, le brevet japonais 58-17119 révèle un organopolysiloxane directement linéaire ayant une structure réticulable par laquelle le composé est réticulé pour perdre sa fluidité mais en conservant sa phase cristalline liquide. Dans un exemple révélé dans ce
document de brevet, un mélange formé d'un organohydrogéno-
polysiloxane, d'un composé de mésogène vinyle-substitué et d'un organopolysiloxane ayant un groupe vinyle lié au silicium à chaque extrémité de chaine moléculaire en tant qu'agent réticulant, est soumis à une réaction d'addition entre les atomes d'hydrogène liés au silicium et les
groupes vinyles liés au silicium afin d'effectuer simulta-
nément la réaction de greffe des molécules du-mésogène et la réaction de réticulation de l'organopolysiloxane de
manière que le produit réactionnel soit un organopoly-
siloxane réticulé capable de présenter une phase cristal-
line liquide. Le matériau liquide cristallin de ce type présente divers inconvénients par le fait que le degré de réticulation ne peut être suffisamment élevé parce que l'agent réticulant est bifonctionnel, que le matériau n'est pas stable,même en condition scellée lorsqu'un catalyseur de la réaction de réticulation lui est mélangé et que la réaction de réticulation ne peut se passer à une vitesse possible à moins que la composition ne soit chauffée. Alternativement, les brevets japonais 5817119 et 62-30123 proposent un composé, qui n'est pas liquide mais est liquide cristallin, obtenu par la réaction de réticulation d'un silane ou d'un mélange de silanes représenté par la formule générale RmSiR'4_m, o Rest un résidu de mésogène, R' est un groupe capable d'appartenir à la réaction de condensation et m est 0, 1, 2 ou 3, en présence d'un catalyseur de condensation. Cependant, cet organopolysiloxane ne peut présenter les caractéristiques à basse température inhérentes aux liaisons de siloxane à cause de la relativement faible teneur en segments
directement linéaires dans les molécules de ce composé.
La présente invention a en conséquence pour objet un nouveau composé d'organopolysiloxane capable de présenter une phase liquide cristalline non seulement en condition non réticulée mais également en condition réticulée sans les problèmes et inconvénients ci-dessus décrits dans les
organopolysiloxanes. liquides cristallins de l'art antérieur.
En effet, le composé d'organopolysiloxane liquide cristallin de l'invention doit être stable en condition scellée même avec mélange d'un catalyseur pour la réaction de réticulation, et être capable d'être durci même à température ambiante lors d'une exposition à l'atmosphère libre et le matériau durci obtenu par réticulation du composé doit être flexible et exempt d'adhésivité de
surface, ayant d'excellentes caractéristiques de tempéra-
ture, c'est-à-dire une résistance à la chaleur et une
résistance au froid.
Ainsi, le composé d'organopolysiloxane produit par la présente invention est représenté par la formule unitaire moyenne:
(R1) a(-Q-M-X)b(G)cSiO(4_a-b-c)/2 '.
dans laquelle Ri est un groupe alkyle ayant 1 à 4 atomes de carbone ou un groupe phényle, Q est un groupe choisi dans la classe consistant en groupes alkylènes ayant 2 à 18 atomes de carbone et groupes oxyalkylènes ayant 2 à 18 atomes de carbone, l'atome ou les atomes d'oxygène étant à l'extrémité du groupe alkyle qui est éloignée del'atome de silicium ou en une position intermédiaire du groupe alkylène, M est un résidu de mésogène-, X-est un atome ou un groupe choisi dans la classe consistant en un groupe nitrile, un groupe trifluorométhyle, un atome de fluor, un atome d'hydrogène, des groupes alkyles ayant 1 à 20%atomes de carbone et des groupes alcoxy ayant I à 20 atomes de
carbone, G est un groupe représenté par la-formule géné-
rale -CH2CH2-(Y)p-Si(R)3_n(D)n, Y étant choisi dans la classe consistant en groupes alkylènes ayant 1 à 18 atomes de carbone et groupes divalents formés d'au moins un groupe alkylène et d'une ou plusieurs liaisons éther -0- ou liaisons ester -CO-0-- ou -0-C0O- ayant 1 à 18 atomes de carbone et liés à l'atome de silicium par l'atome de carbone dans le groupe alkylène, R2 étant un groupe choisi dans la classe consistant en groupes alkyles ayant 1 à 20 atomes de carbone, groupe phényle et groupes phénylesubstitués, D étant un groupe hydrolysable, l'indice p étant zéro ou 1 et l'indice n étant 1, 2 ou 3, l'indice a étant un nombre positif compris entre 1 et 2, l'indice b étant un nombre positif compris entre 0,2 et 0, 99 et l'indice c étant un nombre positif compris entre 0,8 et 0,01 à condition que b+c ne dépasse pas 1. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexes donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - chacune des figures 1 et 2 est un diagramme montrant un spectre de résonance magnétique nucléaire et un spectre d'absorption infrarouge respectivement de l'organopolysiloxane préparé à l'Exemple 1; et - la figure 3 est un diagramme montrant un spectre de résonance magnétique nucléaire de l'organopolysiloxane
préparé à l'Exemple 2.
Dans la formule unitaire moyenne (I) représentant le composé d'organopolysiloxane de l'invention, le i symbole R désigne un groupe alkyle ayant 1 à 4 atomes de carbone, tel qu'un groupe méthyle, éthyle, propyle ou butyle, ou un groupe phényle. Il est facultatif que deux types de ces groupes hydrocarbures ou plus soient contenus dans la molécule de l'organopolysiloxane. Le symbole Q désigne un groupe choisi dans la classe consistant en groupes aikylènes ayant 2 à 18 atomes de carbone et groupes oxyalkyl6nes ayant 2 à 18 atomes de carbone. L'atome d'oxygène ou chacun des atomes d'oxygène dans le groupe
oxyalkylène peut être en toute position du groupe oxy-
alkylIne comprenant l'extrémité du groupe alkylène et toute position intermédiaire du groupe alkylène. Il faut noter que le groupe oxyalkylène ne peut être lié à l'atome de silicium Si par l'intermédiaire de l'atome d'oxygène. Des exemples du groupe désigné par Q comprennent ceux exprimés par les formules de structure qui suivent, à chacun desquels l'atome de silicium est lié à l'extrémité gauche:
--CH2 32 ( CH2 --3; ( CH2 --4; ( CH2--6;
- -( -CH2-; -± CH2+2 0-; f CH2-- 3 0 --CH2---42)40-;
( CH:)6 -;- CH2 12 -; ( CH2 3 0 --C 22 2
2 0 - { CH2) 2-0-;--(-CH23 --( C --)2 0-t-(CH2 -;
-( -CH2-- -3 0 (CH2--2 0 CH2--0-et analogues.
Le symbole M dans la formule unitaire moyenne (I) désigne un groupe mésogène qui peut être un résidu de tout composé ayant une mésogénicité. Des exemples d'un tel composé mésogène comprennent des composés de benzoate de phényle, des composés de biphényle, des carboxylates de phényl cyclohexane, des benzoates de cyclochexyle, des carboxylates de cyclohexyl cyclohexane, des composés de phényl cyclohexane, des composés de phényl pyrimidine, des bases de Schiff et analogues. Le symbole X désigne un atome ou groupe choisi dans la classe consistant en un groupe nitrile, un groupe trifluorométhyle, un atome de fluor, un atome d'hydrogène, des groupes alkyles ayant 1 à 20 atomes de carbone comme des groupes méthyle, éthyle et propyle, et des groupes alcoxy ayant 1 à 20 atomes de
carbone, comme des groupes méthoxy, éthoxy et propoxy.
De préférence, l'atome ou groupe désigné par X doit avoir une grande polarité afin d'obtenir un effet fortement diélectriquement anisotrope. De ce point de vue, on préfère le groupe nitrile, le groupe trifluorométhyle et l'atome
de fluor.
Le symbole G dans la formule (I) désigne un groupe représenté par la formule générale -CH2CH2-(Y)p-Si(R2)3 n(D). Dans cette formule, Y est un groupe choisi dans la classe consistant en groupes aikylènes ayant 1 à 18 atomes de carbone et groupes divalents formés d'au moins un groupe alkylène et une
ou plusieurs liaisons éther -0- ou liaisons ester -C0-0-
ou -0-CO- ayant 1 à 18 atomes de carbone etliés à l'atome de silicium par l'atome de carbone dans le groupe alkylène. Des exemples du groupe désigné par Y comprennent:
-CH2- -CH;-;CH2----6; -0---(-CH2--;
-- CH 0---CH2--t;-20-±-CH2-- 0----CH2 2-; -C2-'CH2-- 3; -CH-O---CH2 t ( CH2)3-; -CH - (--CH2--0---t-CH2 0-(-CH 0---CH2;
-CH2-CO-O-. CH2-32; -CH2-CO-0-,. CH2--3;
-CH2-CO-O ( CH2 0 ( CH2-)3;
-CH2-CO-O-"-(CH2)2 ( CH2--2 t0 ( CH2)3;
-O-CO-,-,CH -)2 et analogues.
Le symbole R2 désigne un groupe choisi dans la classe consistant en groupes alkyles ayant I à 20 atomes de carbone, comme des groupes méthyle, éthyle et hexyle, groupe phényle et groupes phényle-substitués, comme groupes o-, m- et p-tolyle et groupes o-, m- et p-méthoxyphényle. Le symbole D désigne un atome ou groupe hydrolysable comme des atomes d'halogène, des groupes alcoxy, des groupes acyloxy, des groupes aminoxysubstitués,
des groupes oxime, un groupe isopropényloxy et analogues.
L'indice p est zéro ou 1 et l'indice n est 1, 2 ou 3.
L'indice a dans la formule, qui donne le nombre des groupes désignés par R1 par atome de silicium, est un nombre compris entre i et 2 car, quand la valeur de a est trop petite, les excellentes propriétés inhérentes aux organopolysiloxanes peuvent être perdues tandis que
lorsque cette valeur est trop importante, l'organopoly-
siloxane ne peut se comporter comme un cristal liquide étant donné la diminution de la teneur relative des groupes mésogènes. L'indice b, qui donne le nombre des groupes désignés par (-Q-M-X) contenant le groupe mésogène N par atome de silicium, est un nombre compris entre 0,2 et
0,99. Quand la valeur de b est trop petite, l'organo-
polysiloxane ne peut présenter ses propriétés en tant que matériau liquide cristallin tandis que lorsque la valeur de b est trop importante, certaines influences néfastes s'exercent dans les caractéristiques à basse température de l'organopolysiloxane. L'indice c, qui donne le nombre de groupes hydrolysables désignés par G par atome de silicium, est un nombre compris entre 0,01 et 0,8 à condition que b+c ne dépasse pas 1. Quand la valeur de c
est trop petite, la densité des réticulations est insuffi-
sante dans l'organopolysiloxane après durcissement tandis
que lorsque la valeur de c est trop grande, l'organo-
polysiloxane après durcissement ne peut présenter une
phase cristalline liquide étant donné la densité excessi-
vement élevée de la réticulation. Quand la valeur de b+c dépasse 1, la température critique, au delà de laquelle l'organopolysiloxane présente une phase liquide cristalline,
est accrue.
L'organopolysiloxane de l'invention, représenté par la formule unitaire moyenne (I),peut avoir toute structure moléculaire,sans limites particulières,comprenant des structures directement linéaires, linéaires ramifiées
et cycliques. Il est cependant préférable que l'organo-
polysiloxane ait une structure moléculaire directement linéaire représentée par la formule générale E-SiMe2- 0--SiMeA-O-)d - SiMeG-O)e SiMeRl-0 t-- SiMe2-E,... (II) dans laquelle Me est un groupe méthyle, chacun de G et R1 a la même signification que ci-dessus, A est un groupe de -Q-M-X, E est un groupe méthyle ou A, l'indice d est zéro ou un nombre entier positif ne dépassant pas 300 mais n'est pas zéro quand E est un groupe méthyle, l'indice e est un nombre entier positif ne dépassant pas 90 et l'indice f est zéro ou un nombre entier positif ne dépassant pas 300 à condition que d+e+f ne dépasse pas 500.. Quand la valeur de d est trop grande,
l'organopolysiloxane peut avoir de mauvaises caractéris-
tiques à basse température. Quand la valeur de e est
trop grande, la densité de réticulation dans l'organopoly-
siloxane après durcissement peut être trop élevée pour que l'organopolysiloxane durci présente pleinement ses caractéristiques à basse température. Quand la valeur de f est trop grande, l'organopolysiloxane ne peut présenter
pleinement sa phase liquide cristalline.
Des exemples particuliers du composé d'organopoly- siloxane représenté par la formule unitaire moyenne (I) comprennent les composés exprimés par les formules de structure suivantes, o les symboles Me, Et, Ph, Pn et Cn désignent respectivement des groupes méthyle, éthyle, phényle, 1,4phénylène et 1,4-cyclohexylène Me0-SiMe 2--CH 2)SiMe-O-SiMe--CH2-)3 -0-PhC00-Pn-0Me
2 2 SI I
O-SiMe-O (CH2--3-0-Pn-COO-Pn-OMe;
Me3SiO---SiMe(----CH2-.-O-Pn-COO-Pn-F) - - 36,-
SiMe (CH2 -2Si(OMe) 33 -0 -, SiMe3; Me3SiO-0-SiMet(---CH23 0-Pn-COO C0PnCN0 -O 3 SiMie 0et - -SiMe3 -t-SiMe--KCH2)----SiMe (OMe)20-0- SiM SMeEt0-SiMe3 Me3 SiO + SiMer--ÉrC-H2 0-)- ±(CH2 -2-0-Pn-COO-Pn-CN 3-0 1 72 -+SiMel-- CH)-2 SiMe(OMe)23-0- 4-SiMe2-0-SiMeEt-O -SiMe3
- Me3SiO0- SiMe[ (CH2)3-O-Pn-Pn-CN-0 3 30 -
p-- SiMe[---CH2f- 0--CH2--3 Si(0Me)3 j-0o - SiMe2-0- SiMe3; Me3Si0-SiMe[4CH2.3 0-+CH22 -0-Pn-C00-Pn-CF3 -0. - 70 - SiMe.-CH2- -T 0-CD-CH2±-Si (OMe) 3 -0 ---SiMe2-0 23 -SiMe3;
Me3Si0-f SiMe-)_ CH2j-0---CH2j-0--CH2± 0-Pn-COO-Pn-F3-0]-o-
--- SiMe!--tCH2-- -0-C0---CH2--2 SiMe(OMe) 2 1- - SiMe2-0-
SiMeEt-O 20 -SiMePh-0--- SiMe3;
Me3SiO -4- SiMe(--.CH2o_- 0-Pn-COO-Cn-OMe) -O--
--[SiMe(--CH2 - SiPh(OMe)2)-0-- SiMePh-0 3 SiMe3;
Me3SiO - SiMe(--- (CH2 - 0--CH2+ -0-CH - 0-Pn-C00-Pn-CN)-04W-
3 22-3- 2+ 2 _ l
-4- SiMe(---CH2t3-0--3CH2±2 0-{CH2---- SiMe(OMe)2-0 1-0 SiMe3.
NC-Pn-Pn --CH2- SiMe2-0 i- -SiMe(--CH2+ -Pn-Pn-CN3 -o 32 SiMeL- CH2 -)SiPh(OMe) 2)--- SiMe2--CH2-3 Pn-Pn-CN;
F3C-Pn-COO-Pn-O--CH-3 -SiMe2-0--SiMe [--CH2-- 30-Pn-O-CO-
-Pn-CF3 4-G-,- SiMe[--4CH2)6SiMe(OMe) 23)-O - (SiMe2-0)2-
-_ _S4Met-0--3---RMe ---ARC A --n_D_n_rn_D-_rP _ À NC-Pn-Pn-O-+CH2 --SiMe2-O -iMe-CH22-- 0-Pn-Pn-CN) -0--7
-SiMeL--tfcH2 ---0 -CH2t2 SiPh(OMe 2--0-SiMe2-0-SiMePh-0-
-SiMe2--tCH2--3 0-Pn-Pn-CN; Me3SiO --SiMe- (CH 2± 0-Pn-C00-Pn-OMe -0-] 75, 6
S
-5 -SiMe--CH20 t Sim(Oe) 3) -O0 8 4 (-SiMe 2--)22 -{-SiMePh-O /12 SiMe3; Me3Si0 -SiMe[-(CH2 *-0-Pn-COO-Pn-CNI-0 36 1 4 SiMe --tCH2t Si(OMe) 3---O, siq 3; 3
NC-Pn-O-CO-Pn-O--(CH2-)- -SiMe 2- --SiMe [-+CH2- - O-Pn-COO-
-Pn-CNJ-o - 17 SiMel--+CH2-t2-0-Si(OMe) 3-0-SiMe2--(CH2---O-
-Pn-COO-Pn-CN; -Me3SiO 4- SiMe1---tCH2j-F3 -'CH2j-2 0-Pn-COO-Pn-CNO--0O 34 --SiMe--CH2 Me(e)2 -0--(SiM2-e |-e2) j-0 2-SiMe 2- 2- SiMe3
Parmi les composés donnés par les formules ci-
dessus, les composés exprimés par les trois dernières
formules sont particulièrement préférables.
Le composé d'organopolysiloxane de l'invention, représenté par la formule unitaire moyenne (I), peut par exemple être préparé par la méthode qui suit..Ainsi, un organohydrogénopolysiloxane représenté par la formule unitaire moyenne (H) b+(R aSiO4-a-b-c)/2 '..... (III) o chaque symbole a la même signification que précédemment, est soumis à la réaction d'hydrosilation avec un composé ayant un groupe mésogène et un groupe vinyle représenté par la formule générale:
CH2=CH-M-X...... (IV)
ou CH2=CH-Z-M-X...... (IV') o Z est un-atome d'oxygène, un groupe alkylène ou un groupe oxyalkylène et chacun des autres symboles a la même signification que ci-dessus, et un composé d'organosilane ayant un groupe vinyle et un groupe hydrolysable lié à l'atome de silicium représenté par la formule générale
-35 CH2=CH-(Y) p-Si(R2)3-b-c(D)b+c......
o chaque symbole a la même signification que précédemment,
en présence d'un catalyseur.
Le groupe alkylène ou oxyalkylène désigné par Z dans la formule générale (IV') donnée ci-dessus est représenté par
-CH2-' -CH22 ( 2-)4 ' ( CH2-_)10 ' -CH2-O-
(CH2 0-, ( CH2)4 O, ( CH2)10 O-
-CH2-O-- CH22, - -CH2-0 - CH2- O-
-CH2-0 -- CH2 0---CH2--, -CH2-0 { CH2--22 0 ( CH2)2-0-
et analogues.
Des exemples particuliers des composés représentés par la formule générale (IV) ou (IV') comprennent les composés exprimés par les formules suivantes, o Py est un groupe 2,5-pyrimidinylène et chaque symbole autre que Py a la même signification que précédemment: CH2=CHO-Pn-COO-Pn-X; CH2=CHCH20-Pn-COO-Pn-X; CH2=CHCH20 --CH2 j 0-Pn-COO-Pn-X; CH2=CHCH20 (CH2 0-- CH2 0-.Pn-COO-Pn-X; CH2=CHO-Pn-Pn-X; CH2=CH-Pn-Pn-X, CH2=CHCH20Pn-Pn-X; CH2=CHCH20--CH2--2-0-Pn-Pn-X; CH2=CHCH20--*CH2 -0-tCH22 0-Pn-PnX; CH2=CHO-Cn-COO-Pn-X; CH2=CH-Cn-C0-Pn-X; CH2=CHCH20-Cn-COO-Pn-X; CH2=CHCH20--CH2t2 0-Cn-COO-Pn-X; CH2=CHCH20 -- CH22 -0.--CH2-)---0-Cn-COOPn-X; CH2=CHCH20-Pn-COO-Cn-X; CH2=CHCH2-Pn-COO-Cn-X; CH2=CHCH20 --CH2 t-0Pn-C00-Cn-X; CH2=CHCH20 -(CH2-2-0--(CH2-2 0-Pn-COO-Cn-X; CH2=CHCH20-CnCOO-Cn-X; CH2=CHCH2-Cn-COO-Cn-X; CH2=CHCH20 -tCH2--2-0-Cn-C00-Cn-X; CH2=CHCH20 --tCH2 - 0-Cn-COO-Cn-X; CH2=CHCH20-Pn-Cn-X;CIrCHCH2-Pn-Cn-X; CH2=CHCH20--(CH2-- 0-Pn-Cn-X; CH2=CHCH20 -(CH2-2 -tCH2-2 20-Pn-Cn-X; CH2=CHCH20-Pn-Py-X; CH2=CHCH2-Pn-Py-X; CH2=CHCH20-ECH2 20-Pn-Py-X; CH2=CHCH2O0--CH2--2- 0-(-CH2---20-Pn-Py-X; l1 CH2=CHCH2 -Pn-CH=N-Pn-X; CH2=CHCH2-Pn-CH=N-Pn-X; CH2=CHCH20- -CH2 t0O-Pn-CH=N-Pn-X et
CH2=CHCH20 CH2t 0-CH2--20-Pn-CH=N-Pn-X.
Des exemples particuliers du composé d'organosilane représenté par la formule générale (V) comprennent ceux exprimés par les formules suivantes, o chaque symbole a la même signification que précédemment: CH2=CHSi(OMe) 3; CH2=CHSiMe(OMe)2; CH2=CHSiMe2(OMe); CH2=CHCH2Si(OMe)3; CH2=CHCH2SiPh(OMe)2; CH2=CHCH2SiPh2(OMe); CH2=CHCH2SiMePh(OMe); CH2=CH(CH2-4 -Si(OMe)3; CH2=CH -(CH2-4 -SiMe(OMe)2; CH2=CH-(-CH2-6 -Si(OMe)3; CH2=CH (CH2- SiMe(OMe)2; CH2=CH-(CH28- SiOMe)3; CH2=CH-"CH-Sie(e)2; CH2=CHCH2 0O-(CH2*)3--Si(OMe)3; CH2=CHCH20-'CH2H-)-O(CH2 - - SiMe(OMe)2; CH2=CHCH20 - CH2-2 0--tCH2-2 0--OCH2--3 -SiMe(OMe); CH2=CHCH2CO-0-- CH2- 2- Si(OMe)3; CH2=CHCH2-O-CO (CH2-)2-- Si(OMe-)3; et CH2=CHCH2-O-CO- -CH2 --SiMe(OMe)2
Le mélange réactionnel pour la réaction d'hydrosila-
tion ci-dessus mentionnée doit contenir les composés représentés par les formules générales (IV) ou (IV') et (V) en quantités telles que la quantité totale des groupes vinyles dans ces composés soit équimolaire aux atomes
d'hydrogène liés au silicium dans l'organo-
hydrogénopolysiloxane représenté par la formule unitaire moyenne (III). Le mélange réactionnel peut si nécessaire être mélangé à un solvant organique approprié et la réaction est effectuée à une température comprise entre la température ambiante et 150 C, ou de préférence, entre 60 et 120 C. Le catalyseur pour favoriser la réaction d'hydrosilation est usuellement un composé ou complexe d'un métal noble tel-que le platine, le palladium et le rhodium comme le chlorure de platine PtCl4, l'acide chloroplatinique H2PtCI6.6H20, des complexes platine-éther, des complexes platine-oléfine et analogues. Le solvant organique, lorsqu'il est ajouté au mélange réactionnel, est choisi parmi des hydrocarbures aliphatiques solvants, des hydrocarbures aromatiques solvants et des éthers comme l'hexane, le benzène, le toluène, le xylène, le diéthyl éther, le di-nbutyl éther, le tétrahydrofuranne et analogues. Le composé d'organopolysiloxane de l'invention, représenté par la formule unitaire moyenne (I), peut être réticulé en conditions relativement modérées en présence
d'un catalyseur de condensation. Par exemple, l'organo-
polysiloxane est mélangé avec 0,1 à 10% en poids ou,de préférence, 1,2 à 5% en poids d'un catalyseur de condensation avec ou sans solvant organique et le mélange est maintenu au repos à une température comprise entre la température ambiante et environ 80 C dans une atmosphère d'air libre de manière que les groupes hydrolysables dans l'organopolysiloxane soient hydrolysés par l'humidité de l'atmosphère avec ensuite réaction de condensation pour former'des réticulations. Le catalyseur de condensation n'est pas particulièrement limitatif à condition que la réaction de réticulation par le mécanisme-ci-dessus mentionné puisse être favorisée, comprenant ainsi, par exemple, des composés d'amine comme la triéthanolamine, le N-2-aminoéthyl-3-aminopropyl triméthoxy silane et analogues, des sels métalliques d'acides carboxyliques comme l'octoate de zinc, l'octoate d'étain et analogues, des composés organiques d'étain comme l'octoate de dibutyl étain, le laurate de dibutyl étain et analogues, des esters de titanate comme le titanate de tétrabutyle, le titanate de tétrapropyle et analogues et des composés chélatés d'aluminium. Ces composés catalytiques peuvent être utilisés soit individuellement ou en combinaison de deux
sortes ou plus selon la nécessité.
Le composé d'organopolysiloxane selon l'invention présentant une phase cristalline liquide est stable en condition hermétiquement scellée même avec mélange d'un
catalyseur de condensation mais le composé d'organopoly-
siloxane mélangé avec un catalyseur de condensation est réticulable en conditions relativement modérées pour sa conversion en un solide durci n'ayant pas d'adhésivité de surface. Ainsi, l'organopolysiloxane réticulé a une flexibilité et présente une phase cristalline liquide même i la température ambiante ou moins donc le composé d'organopolysiloxane de l'invention est utile dans diverses applications pratiques. Par exemple, des films préparés du composé d'organopolysiloxane de l'invention peuvent être utilisés en tant que matériau dans les domaines de l'optoélectronique, des capteurs
de température, des dispositifs à mémoire et analogues.
Dans ce qui suit, le composé d'organopolysiloxane de l'invention sera décrit en plus de détail à titre
d'exemple.
EXEMPLE 1
Dans un ballon équipé d'un condenseur à reflux, d'un thermomètre et d'un agitateur, on a introduit 2,55 g d'un méthyl hydrogénopolysiloxane exprimé par la formule
Me3Si-0- (---SiMeH-O)38 SiMe3, 10 g de 4-fluorophényl 4'-
n-allyloxybenzoate, 0,23 g de vinyl triméthoxy silane et g de toluène pour former un mélange réactionnel qui a été soumis à agitation à 80 C. On a ajouté une goutte d'une solution à 0,5% en poids d'acide chloroplatinique dans l'alcool isopropylique, dans le mélange réactionnel, que l'on a encore agité pendant 30 minutes à la même température puis pendant 3 heures supplémentaires en augmentant la température à 110 C pour effectuer la réction d'hydrosilation. Après accomplissement de la réaction, le mélange réactionnel a été mélangé à un grand volume d'alcool méthylique et les précipités formés dans le mélange ont été recueillis par filtration et séchés sous pression réduite pour donner 10,9 g d'un produit pulvérulent. Ce produit a pu être identifié des données de la spectroscopie 1H RMN, dont la figure 1 donne le diagramme et la spectrophotométrie par absorption infrarouge dont la figure 2 donne le diagramme, et l'on montre ci-dessous que c'est un composé d'organopolysiloxane exprimé par la formule de structure suivante:
Me3SiO- SiMe[--CH2 3O- Pn-COO-Pn-FI -o-36--
- SiMe [--CH2 2-Si(OMe)3-0 SiMe3 1H RMN (CDC13, acétone): S, ppm 8,3-8,7 (m, Ph); 6,6-7,5 (m, Ph); 3,8-4,3 (m, OCH3); 3,6-3,8 (m, OCH3); 1,8-2,3 (m, CH3); 0,8-1,3 (m, CH2); 0,8-0,1 (m, SiCH3) -1. Spectre d'absorption infrarouge: cm1
2950; 1730; 1605; 1505; 1260; 1190; 1070
On a mélangé une portion de 1 g de l'organopoly-
siloxane ainsi obtenu à 0,05 g de titanate de tétrabutyle et on a maintenu au repos pendant 2A heures à température
ambiante pour donner un organopolysiloxane réticulé.
Cet organopolysiloxane réticulé a été soumis à un test d'extraction dans un extracteur de Soxhiet en utilisant du toluène comme agent d'extraction, pendant 20 heures,
pour trouver que la diminution de poids de l'organopoly-
siloxane par l'extraction était de 3,8% en poids,
- indiquant une réticulation assez complète.
L'orgapolysiloxane réticulé a été encore examiné en utilisant un calorimètre à balayage différentiel et
un microscope polarisant pour trouver un point de transi-
tion vitreuse de 260 K, une température de transition de phase de 193 K et une décomposition à 473 K ou au delà
sans fusion.
EXEMPLE 2
Dans un ballon équipé d'un condenseur à reflux, d'un thermomètre et.d'un agitateur, on a introduit 3,97 g de méthyl phényl hydrogénopolysiloxane exprimé par la formule Me3Si-O --SiMeH-0 84 -SiMe2-0)22 ( SiMePh-0 --12 SiMe3, g de 4-méthoxyphényl 4'-allyloxybenzoate, 0,56 g de vinyl triméthoxysilane et 30 g de toluene pour former un
mélange réactionnel que l'on a soumis à agitation à 80 C.
On a ajouté une goutte d'une solution à 0,5% en poids d'acide chloroplatinique dans l'alcool isopropylique, dans le mélange réactionnel, que l'on a encore agité pendant 30 minutes à la même température puis pendant 3 heures supplémentaires en augmentant la température C pour effectuer la réaction d'hydrosilation. Apres accomplissement de la réaction, le mélange réactionnel a été mélangé à un grand volume d'alcool méthylique et les précipités formés dans le mélange ont été recueillis par filtration et séchés sous pression réduite pour
donner 13,2 g d'un produit pulvérulent.
Ce produit a pu être identifié,par les données de la spectroscopie 1H RMN dont la figure 3 donne le
diagramme, et la spectrométrie par absorption-n infra-
rouge montrée ci-dessous,comme étant un composé d'organopolysiloxane exprimé par. la formule de structure qui suit: Me3SiO ----SiMe[- (CH2)TO-Pn-COO-Pn-OMeë- 0O756 Si e - CH 2 Si(Me) 2-)22
-2 SiMePh-012 - SiMe3.
H RMN (CDC13, acétone, toluène):, ppm 7,9-8,4 (m); 6,7-7,8 (m); 3,6-4,3 (m); 1,3-2,3 (m); 0,7-1,1 (m); 0,1-0,7 (m); Spectre d'absorption infrarouge: cm1
1735; 1600; 1240; 1060
On a mélangé une portion de 1 g de l'organopoly-
siloxane ainsi obtenu à 0,05 g de titanate de tétrabutyle et on a maintenuau repos pendant 24 heures à température
ambiante pour donner un organopolysiloxane réticulé.
Cet organopolysiloxane réticulé a été soumis à un test d'extraction dans un extracteur de Soxhlet en utilisant du toluène comme agent d'extraction pendant 20 heures
pour trouver que la diminution de poids de l'organopoly-
siloxane par extraction était de 2,1% en poids indiquant
une réticulation assez complète.
L'organopolysiloxane réticulé a été encore examiné en utilisant un calorimètre à balayage différentiel et un microscope polarisant pour trouver un point de transition vitreuse de 269 K et une décomposition à 523 K ou au delà sans fusion.
Claims (4)
1.- Composé d'organopolysiloxane caractérisé en ce qu'il est représenté par la formule unitaire moyenne (R1)a(-Q-M-X)b(G)cSiO(4-a-b-c)/2 o R1 est un groupe alkyle ayant 1 à 4 atomes de carbone ou un groupe phényle, Q est un groupe choisi dans la classe consistant en groupes alkylènes ayant 2 à 18-atomes de carbone et groupes oxyalkylènes ayant 2 à 18 atomes de
carbone, l'atome ou les atomes d'oxygène étant à l'extré-
mité du groupe alkyle qui est éloignée de l'atome de silicium ou en une position intermédiaire du groupe alkylène, M est un résidu de mésogène, X est un atome ou un groupe choisi dans la classe consistant en un groupe nitrile, un groupe trifluorométhyle, un atome de fluor, un atome d'hydrogène, des groupes alkyles ayant 1 à atomes de carbone et des groupes alcoxy ayant 1 à atomes de carbone, G est un groupe représenté par la formule générale -CH2CH2-(Y)pSi(R2) 3n(D)n, Y étant choisi dans la classe consistant en groupes alkylène ayant 1 à 18 atomes de carbone et groupes divalents formés d'au moins un groupe alkylène et une ou plusieurs
liaisons éther -0- ou liaisons ester -CO-0- ou -0-CO-
ayant 1 à 18 atomes de carbone et liés, à l'atome de silicium par l'atome de carbone dans le groupe alkylène, R2-étant un groupe choisi dans la classe consistant en groupes alkyles ayant' 1 à 20 atomes de carbone, groupe phényle et groupes phényle-substitués, D étant un groupe hydrolysable, l'indice p étant zéro ou 1 et l'indice n étant 1,2 ou 3, l'indice a est un nombre positif compris entre 1 et 2, l'indice b est un nombre positif compris entre 0,2 et 0,99 et l'indice c est un nombre positif compris entre 0,8 et 0,01 à condition que b+c
ne dépasse pas 1.
2.- Composé d'organopolysiloxane selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il a une structure
moléculaire directement linéaire.
3.- Composé d'organopolysiloxane selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est représenté par la formule générale E-SiMe2- 0 -SiMeA-O ->84SiMeG-O)e -( SiMeR 1-04-SiMe2-E, dans laquelle Me est un groupe méthyle, A est un groupe -Q-M-X, chacun de G et R1 a la même signification que celle définie ci-dessus, E est un groupe méthyle ou A, l'indice d est zéro ou un nombre entier positif ne dépassant pas 300 mais n'est pas zéro quand E est un
groupe méthyle, l'indice e est.un nombre entier -
positif ne dépassant pas 90 et l'indice f est zéro ou un nombre entier positif ne dépassant pas 300 à
condition que d+e+f ne dépasse pas 500.
4.- Composé d'organopolysiloxane selon la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe désigné par -Q-M-X est choisi dans la classe consistant en les groupes exprimés par les formules: CH2 e30-Pn-CO-0-Pn-C N; -*CH2 +0-(CH2)3-0-Pn-CO-0-Pn-CN; --CH2- -O-Pn-C0-0-Pn-F; et (CH2 --0-Pn-C0-0-Pn0-CH3,
o le symbole Pn désigne un groupe 1,4-phénylène.
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