JP2003155311A - 導光材料製造で使用可能な架橋性官能性ポリマー - Google Patents
導光材料製造で使用可能な架橋性官能性ポリマーInfo
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Abstract
ラス転移温度が25℃以上の透明な部分的にフッ素化さ
れたポリマー。光ファイバーの製造で有用。 【解決手段】 [化1]で表される少なくとも3つの反
復単位P1、P2、P3を含むポリマー( 【化1】 (X1、X2、X3:H、F、Cl、Br原子、R1:H、
F、Cl、Br原子またはフッ素化された含炭素基、Y
1、Y2:H、F、Cl、Br原子または1〜10個の炭
素原子を含む含炭素基、Y3:カルボニル基または2価
の含炭素基、Z1、Z2、Z3:水素原子または含炭素
基、n:0または1、A:エステル基、酸素または硫黄
原子、R2:2価の炭化水素基または部分的にハロゲン
化された2価の炭化水素基、Bx:一つの原子または官
能基)
Description
外線波長の光のガイドまたは導路の役目をする物品の製
造に使用可能な、入手が容易な工業モノマーから製造で
きる、ガラス転移温度が25℃以上の部分的にフッ素化
された透明ポリマーに関するものである。このポリマー
は光ファイバーの製造で有用である。
「Polymers for Advanced Technologies、vol.11、601
〜611、2000 光ファイバの製造に必要な特性を有するポリマー材料に
対する関心は高い。この点に関しては上記文献を参照さ
れたい。現在の光ファイバーの大部分はシリカで作られ
ている。しかし、この光ファイバーの主たる問題点は短
距離での接続にある。すなわち、光ファイバー間の接続
またはファイバーと各種デバイスとの接続に問題があ
り、接続後の接続部の脆性に問題がある。
ーを作るためにポリ(メチルメタクリレート)が用いら
れているが、このポリマーは光ファイバーで使用される
波長の吸収が高過ぎるという欠点がある。パーフッ素化
された環状モノマーをベースにしたパーフッ素化された
ポリマーを光ファイバーで用いることは知られている。
しかし、パーフッ素化された環状モノマーは合成が困難
で、危険で入手が極めて困難なフッ素化剤を用いる必要
があるため、ポリマーのコストが極めて高くなる。逆
に、ポリマーの使用量(従ってコスト)を下げるために
光ファイバーの直径を小さくすると、ファイバー間の接
続が難しくなる。
アクリル型の官能性オリゴマーからなるアクリル樹脂、
または、ガラス転移温度(Tg)が極めて低くかつ架橋
度が低いために少なくとも部分的にフッ素化された2官
能性または3官能性アクリレートと反応する、やはり合
成が困難な、希釈剤の添加が必要なポリエーテル型のパ
ーフッ素化された直鎖ジアクリレートからなるアクリル
樹脂を用いた光ファイバーの製造方法が開示されてい
る。ガラス転移温度(Tg)はその温度以上ではポリマ
ー鎖の運動が制限される温度である。従って、ガラス転
移温度が低いと光ファイバーの熱安定性および機械的安
定度が低下する。これは架橋度の場合と同様である。す
なわち、光ファイバーの熱安定性は使用するポリマーの
Tgと架橋度とに依存する。
(ここで、X=F、ClまたはBr)の鎖をベースにし
た構造を有する官能性オリゴマーが開示されている。し
かし、このオリゴマーはガラス転移温度(Tg)が低
く、室温に近いため、光ファイバーの使用条件下での光
学的性質が安定化しない。
る、熱的に架橋したクロロトリフルオロエチレン/ビニ
レンカーボネート/t−ブチルアリルペルオキシ炭酸コ
ポリマーが開示されている。しかし、この熱架橋では十
分な架橋速度で光ファイバーを製造することはできな
い。しかも、この熱架橋では製品の分子量が低下する。
すなわち、気体状態で分子が抜けるため材料の光学的性
質にとって有害な微小な泡がポリマー構造に生じる。光
ファイバーを工業的に生産するのに必要な極めて速い生
産速度すなわち数百万km/年を考えた場合、架橋速度
はるかに速いものでなければならない。この特許にはク
ロロトリフルオロエチレン/ヒドロキシエチルビニルエ
ーテル/トリエチレングリコールメチルビニルエーテル
ポリマーも開示されている。
ファイバーの製造に満足に使えるものはない。これまで
に開発されたフッ素化材料はモノマーまたはオリゴマー
の合成に多くの段階を必要とするか、危険なフッ素化剤
の使用を必要とするか、熱・機械的特性が不十分である
か、入手が困難である。
機溶媒に可溶で、ガラス転移温度が周囲温度より高く、
製造コストが従来法よりも安く、紫外線で迅速に架橋で
きる無色で非晶質な官能性ポリマーを見出した。このポ
リマーは危険な反応物を用いる必要のない市販のモノマ
ーを共重合することで得られる。この官能性ポリマーは
エチレン基を導入することによって簡単な紫外線処理で
架橋することができる。この官能性コポリマーは、それ
自体公知の開始系の存在下で架橋することによって光フ
ァイバー等の光学部品を製造することができる
の一般式で表される少なくとも3つの反復単位P1、P
2、P3を含み、コポリマー中のP3単位の含有率が2
〜40mol%、好ましくは10〜20mol%で、P
1/P2単位のモル比が0.5〜5.5、好ましくは1
〜2で、ガラス転移温度(Tg)が25℃以上である透
明で非晶質なコポリマーを提供する:
l、Br原子からなる群の中から選択され、互いに同一
でも異なっていてもよく、R1はH、F、Cl、Br原
子または部分的または完全にフッ素化された1〜10個
の炭素原子を有する含炭素基(groupements carbones)
であり、Y1およびY2はH、F、Cl、Br原子からな
る群または1〜10個の炭素原子を含む含炭素基からな
る群の中から選択され、互いに同一でも異なっていても
よく、Y3はカルボニル基または2価の含炭素基であ
り、Z1、Z2、Z3は水素原子または1〜10個の炭素
原子を含む含炭素基であり、互いに同一でも異なってい
てもよく、nは0または1であり、Aはエステル基また
は酸素または硫黄原子であり、R2は2〜8個の炭素原
子を有する2価の炭化水素基および部分的にハロゲン化
された2〜8個の炭素原子を有する2価の炭化水素基か
らなる群の中から選択され、Bxは一つの原子、基また
は官能基であり、i、j、kは単位の反復数である)
コポリマー中のP2単位の含有率が約20〜50mol
%のときのTgは約60〜90℃である。上記コポリマ
ーの一実施例では、コポリマーの分子量(Mn)が50
0〜10 5、好ましくは103〜104、さらに好ましく
は2×103〜5×103である。上記コポリマーの一実
施例では、反復単位P1が下記[化6]の一般式で表さ
れるフッ素化エチレンモノマーM1または少なくとも2
つのモノマーM1の重合で得られるポリマーである:
l、Br原子からなる群の中から選択され、互いに同一
でも異なっていてもよく、R1はH、F、Cl、Br原
子または部分的または完全にフッ素化された1〜10個
の炭素原子を有する含炭素基である) 上記コポリマーの一実施例では、M1がテトラフルオロ
エチレン(TFE)またはクロロトリフルオロエチレン
(CTFE)である。上記コポリマーの一実施例では、
反復単位P2が下記[化7]の一般式で表されるモノマー
M2または少なくとも2つのモノマーM2の重合で得ら
れるポリマーである:
Br原子からなる群または1〜10個の炭素原子を含む
含炭素基からなる群のいずれかの中から選択され、互い
に同一でも異なっていてもよく、Y3はカルボニル基ま
たは2価の含炭素基である) 上記コポリマーの一実施例では、M2がビニレンカーボ
ネート(VCA)である。上記コポリマーの一実施例で
は、反復単位P3が下記[化8]の一般式で表されるモノ
マーM3または少なくとも2つのモノマーM3の重合で
得られるポリマーである:
は1〜10個の炭素原子を含む含炭素基であり、互いに
同一でも異なっていてもよく、nは0または1であり、
Aはエステル基または酸素または硫黄原子であり、R2
は2〜8個の炭素原子を有する2価の炭化水素基および
部分的にハロゲン化された2〜8個の炭素原子を有する
2価の炭化水素基からなる群の中から選択され、Bxは
一つの原子、基または官能基である) 上記コポリマーの一実施例では、Bxが塩素、臭素また
はヨウ素原子、ヒドロキシル官能基および保護基で改質
されたヒドロキシル官能基からなる群の中から選択され
るB1である。
チレングリコールビニルエーテル(EGVE)またはブ
タン−ジオールビニルエーテルまたはその保護された型
である。上記コポリマーの一実施例では、Bx基が光架
橋性のある基B2である。上記コポリマーの一実施例で
は、B2が−O−CO−CH=CH2、−O−CO−C
(CH3)=CH2、−O−CH=CH2および−O−C
H=CH−CH3(シスおよびトランス)から選択され
る基である。本発明はさらに、上記コポリマーを含む材
料で作られた物品を提供する。本発明はさらに、上記コ
ポリマーをベースにした光ファイバーを提供する。本発
明の官能性コポリマーは、各モノマーM1、M2、M3
の重合で得られる下記[化9]の一般式で表される少なく
とも3つの反復単位P1、P2、P3からなる:
復単位P1となるモノマーM1は下記[化10]の一般式で
表される完全または部分的にフッ素化またはクロロフッ
素化されたモノマー中から選択されるモノマーである:
l、Br原子からなる群の中から選択され、互いに同一
でも異なっていてもよく、R1はH、F、Cl、Br原
子からなる群の中から選択される原子か、部分的または
完全にフッ素化された1〜10個の炭素原子を有する含
炭素基にすることができる)
る一般式:M1の一種または複数のモノマーから得るこ
とができる。パーフッ素化またはクロロフッ素化された
モノマーM1、特にテトラフルオロエチレン(TFE)
およびクロロトリフルオロエチレン(CTFE)を選択
するのが好ましい。M1は例えばX1=X2=X3=Fか
つR1=Hの化合物か、X1=X2=HかつX3=R1=F
の化合物か、X1=X2=X3=FかつR1=CF3の化合
物にすることもできる。反復単位P2となるモノマーM
2は下記[化11]の一般式で表される環状構造を有するモ
ノマーである:
Br原子からなる群または1〜10個の炭素原子を含む
含炭素基からなる群のいずれかの中から選択され、互い
に同一でも異なっていてもよい) モノマーM2の例としてはY1=Y2=Fの化合物、Y1
=HかつY2=Clの化合物、Y1=HかつY2=Fの化
合物、Y1=ClかつY2=Clの化合物を挙げることが
できる。Y3はカルボニル基または2価の含炭素基、例
えば−CH2−、−CH(CH3)−、C(CH3)2−で
ある。モノマーM2はY3がカルボニル基でY2およびY
3が水素原子であるビニレンカーボネート(VCA)に
するのが好ましい。反復単位P3となるモノマーM3は
下記[化12]の一般式で表されるモノマーM3から得
られる:
るか、1〜10個の炭素原子を含む含炭素基からなる群
の中から選択され、互いに同一でも異なっていてもよ
く、nは0または1であり、Aは、M3が下記2つの一
般式:
応するようなエステル基か、酸素および硫黄からなる群
の中から選択される原子であり、R2は2〜8個の炭素
原子を有する2価の炭化水素基およびFおよび/または
Clで部分的にハロゲン化された2〜8個の炭素原子を
有する2価のアルキル基からなる群の中から選択され、
BxはCl、BrまたはI原子、ヒドロキシル基、トリ
メチルシラン基またはメシチル基等の保護基で改質され
たヒドロキシル官能基からなる群の中から選択されるB
1である)
0、Aが酸素原子で、R2が2〜4個の炭素原子を含む
直鎖の炭化水素で、B1が第1アルコール官能基または
トリメチルシラン基またはメシチル基等の保護基で改質
された第1アルコール官能基であるモノマーM3にする
のが好ましい。モノマーM3の共重合後に、コポリマー
のモノマーM3の基B1を当業者に周知な一つまたは複
数の化学反応で紫外線で架橋可能な(メタ)アクリレー
トまたはビニルエーテル型の基B2に変え、架橋して単
位P3を得る。
O−C(CH3)=CH2、−O−CH=CH2および−
O−CH=CH−CH3(シスおよびトランス)の中か
ら選択される基である。基B1がヒドロキシル官能基の
場合、モノマーM1、M2、M3の重合後に得られるポ
リマーの基B1を塩酸または無水物から始める従来の有
機合成法でアクリレート官能基に変換するか、メチルま
たはエチル(メタ)アクリレートによるエステル交換反
応か、酸とアルコールB1とを直接反応させ、生成した
水を除去することによってアクリレート官能基に変換す
ることができる。
用いる当業者に公知の任意の重合方法、例えば水中また
はエマルション中での懸濁重合方法を用いることができ
る。一般に重合熱を制御し、各モノマーを均一に混合す
るのに適した溶媒中で操作するのが好ましい。一般に用
いられる溶媒としては酢酸エチル、酢酸メチルまたは酢
酸ブチルまたは塩素化または塩素フッ素化溶媒、例えば
F141b(登録商標)(CFCl2−CH3)またはC
F3−CH2−CF2−CH3を挙げることができる。
基を末端に導入することが可能なフリーラジカル発生
剤、例えばペルオキシド、ヒドロペルオキシド、パーカ
ーボネートまたはアゾイソブチロニトリル(AIBN)
等のアゾ化合物またはその官能化誘導体を用いることが
できる。水性媒体中で行うプロセスの場合には、さらに
無機のフリーラジカル発生剤、例えば過硫酸塩または
「レドックス」化合物を用いることができる。
重合中にモノマーと重合開始剤とを一度に導入するか、
一部を少しずつ連続的に導入することができる。一般
に、重合温度は選択した開始剤系の分解速度に依存し、
一般には0〜200℃、好ましくは40〜120℃であ
る。圧力は一般に大気圧から50バール、特に2〜20
バールである。
ノマーM3の安定化剤の存在下で反応を行うことができ
る。このモノマーのAが酸素原子で、n=0、B1が第
1アルコール官能基である場合には、モノマーM3での
分解させる副反応を防止するために安定化剤を用いるこ
とができる。この安定化剤は副反応を防止することがで
きる水素リン酸塩、二水素リン酸塩、炭酸水素塩または
その他任意のエポキシド型化合物である。この安定化剤
はモノマーM3の約0.01〜10mol%の量で存在
する。モノマーM3での副反応を防ぐために、周知の方
法で第1アルコール官能基B1をトリアルキルシリルま
たはメシチル型の保護基で予め保護することもできる。
1アルコール官能基を不安定な水素(例えばH2Oまた
はCH3OH)を有する化合物で処理して元に戻す。コ
ポリマーの分子量はコポリマー鎖の長さを調節して制御
する。この制御の目的はアクリル反応性の希釈剤または
溶媒中のコポリマー鎖の溶解度を調節し且つこの混合物
の最終粘度を制御して次のコポリマーの使用段階でのプ
ロセスに合った粘度を得ることにある。
の長さを制御するために、モノマーM1、M2、M3の
共重合中に重合化学で周知の連鎖制限剤または移動剤等
を添加することができる。使用する溶媒の化学的性質に
よっては溶媒が連鎖制限剤の役目をすることもある。当
業者の周知の連鎖制限剤の例としてはCCl4またはC
HCl3等のハロゲン化誘導体、H−PO(OEt)2等
の亜リン酸塩、酸素原子に対してα位の炭素原子に水素
を有するアルコールまたはエーテルまたは酢酸エチル等
のエステルを挙げることができる。本発明のポリマーの
分子量(Mn)は500〜105、好ましくは103〜1
0 4、さらに好ましくは2×103〜5×103である。
ー中の官能性単位P3の含有率すなわち(k×100/
(i+j+k))で表されるモル%は2〜40mol%、
好ましくは10〜20mol%である。この含有率はコ
ポリマーを使用する時の架橋度を決定する。単位P1/
P2の比すなわち(i/j)比は0.5〜5.5、好ま
しくは1〜2である。この比、特にP2単位の含有率は
ポリマーのガラス転移温度(Tg)に影響する。以下、
本発明の実施例を説明する。
Cl EGVE:エチレングリコールビニルエーテル CH2
=CH−O−CH2−CH 2−OH EGVE−TMS:CH2=CH−O−CH2−CH2−
O−Si(CH3)3 BDVE:ブタンジオールビニルエーテルまたはHBV
E 4−ヒドロキシブチルビニルエーテルCH2=CH
−O−CH2−CH2−CH2−CH2−OHの場合 VCA:ビニレンカーボネート
ソドデカン中75重量%) EMHQ:4−メトキシフェノール DAROCUR 1173(登録商標):2−ヒドロキ
シ−2−メチルプロピオフェノン Tg:ガラス転移温度 Mn:分子量
除外クロマトグラフィー)分析で求めた。スペクトラフ
ィジック(Spectra Physic)社の装置「ウィナーステー
ション(Winner Station)」を使用した。検出は屈折率
で行った。カラムはポリマーラボラトリー(Polymer La
boratory)社の5ミクロンの混合C PLゲルカラムを
使用し、溶媒はTHFを0.8ml/分の流量で用い
た。数平均分子量(Mn)はポリスチレン標準品に対し
てg/molで表した。
分析(DSC)で求めた。20℃/分での第1温度で上
昇させた後、冷却し、次いで第2温度で上昇させ、この
間にTg(ガラス転移温度)の値またはTm(溶融温
度)の値を記録した。Tgが60℃以下の場合の温度範
囲は−20℃〜80℃、Tgが60℃以上の場合の温度
範囲は50℃〜200℃である。塩素含有量は従来法で
求め、パール(Parr)ボンベで灰化した後に銀滴定
によって塩素を定量化した。
M.W.Anderson、Academic Press、London and New Yor
k、1972編の「ヒドロキシル基の測定」(86および1
29頁)でStig Veibelが記載したBryant達の方法(J.A
m.Chem.Soc.,第62巻、1、1940)によって定量化
した。アルコール官能基を錯体BF3/CH3COOHで
アセチル化した後、生成した水をカールフィッシャー式
の電位差滴定で逆滴定する。溶媒としては上記方法に記
載のp−ジオキサンの代わりにアセトニトリルを用い
た。結果はポリマー1グラム当たりのOH官能基のミリ
当量/(meq/g)で表す。
プ(波長351〜400nm)を備えたFusion F300S U
V処理システムを有するFusion UV LC-6コンベヤーを使
用して行った。コンベヤーの前進速度は紫外線暴露時間
が一回の通過で300ミリセカンドになるようにした。
応器を閉じた後、5バールの窒素で2〜3回パージす
る。次いで反応器を減圧下(約100mバール)に置
き、0.4mlのTBPP開始剤(1.5mmol)
と、3.8gのEGVE(M3、43mmol)とを含
む50mlの酢酸エチル溶液を続けて吸引導入する。続
いて、5gのCTFE(M1、43mmol)を導入す
る。反応器を閉じ、約5バールの初期圧力で4時間攪拌
しながら温度を70℃にする。反応後、約10〜20m
lになるまでオートクレーブの内容物を蒸発させ、反応
物をn−ヘプタンで沈殿させる。沈殿したコポリマーを
分離し、減圧乾燥する。2.6gのポリマーが回収され
る。このコポリマーの外観はペースト状であり、Tgは
40℃以下である。
3(酢酸エチル中) 重合は160ml容のステンレス反応器中で行った。反
応器を閉じた後、5バールの窒素で2〜3回パージす
る。次いで反応器を減圧下(約100mバール)に置
き、0.4mlのTBPP開始剤(1.5mmol)
と、2.1gのEGVE−TMS(M3、13mmo
l)と、2.6gのVCA(M2、30mmol)とを
含む50mlの酢酸エチル溶液を続けて吸引導入する。
続いて、5gのCTFE(M1、43mmol)を導入
する。反応器を閉じ、約5バールの初期圧力で4時間攪
拌しながら温度を70℃にする。反応後、約10〜20
mlになるまでオートクレーブの内容物を蒸発させ、次
いで50mlのメタノールを添加してP3のアルコール
官能基を保護解除する。反応物を周囲温度で攪拌下に1
2時間放置した後、約20mlになるまで蒸発させ、反
応物をn−ヘプタンで沈殿させる。沈殿したコポリマー
P1/P2/P3を分離し、減圧乾燥する。5gのコポ
リマーが得られる。このコポリマーは一般的な溶媒(ア
セトニトリル、THF)に可溶である。
り:1 H NMRで測定したP2/P3単位モル比:0.2
0 Tg:50℃ Mn=7900 実施例2と同様な別の実験では、ほぼ同じP2/P3単
位比(0.25)で18.0%の塩素含有量が測定でき
るので、実施例2のコポリマーのP1/P2/P3単位
のモル組成は52/10/38と推定される。
3(酢酸エチル中) 重合は160ml容のステンレス反応器中で行った。反
応器を閉じた後、5バールの窒素で2〜3回パージす
る。次いで反応器を減圧下(約100mバール)に置
き、0.4mlのTBPP開始剤(1.5mmol)
と、2.1gのEGVE−TMS(M3、13mmo
l)と、5.03gのVCA(M2、58mmol)と
を含む50mlの酢酸エチル溶液を続けて吸引導入す
る。続いて、7gのCTFE(M1、60mmol)を
導入する。約5バールの初期圧力で4時間攪拌しながら
温度を70℃にする。反応後、約10〜20mlになる
までオートクレーブの内容物を蒸発させた後、50ml
のメタノールを添加してP3のアルコール官能基を保護
解除する。反応物を周囲温度で攪拌下に12時間放置し
た後、約20mlになるまで蒸発させ、反応物をn−ヘ
プタンで沈殿させる。沈殿したコポリマーP1/P2/
P3を分離し、減圧乾燥する。5gのコポリマーが得ら
れる。このコポリマーは一般的な溶媒(アセトニトリ
ル、THF)に可溶である。 得られたコポリマーの分析結果は下記の通り:1 H NMRで測定したP2/P3単位モル比:1 Tg:62℃ Mn=5700 [OH]=1.6m当量/g
3(F141b(登録商標)中) 実施例2と同様に重合を行うが、酢酸エチルの代わりに
F141b(登録商標)(CFCl2−CH3)を用い、
使用量を5.23gのVCA(M2、61mmol)、
4.2gのEGVE−TMS(M3、26mmol)、
0.4mlのTBPP開始剤(1.5mmol)、10
gのCTFE(M1、86mmol)にした。10.3
gの透明なコポリマーP1/P2/P3が得られた。こ
のコポリマーはアセトニトリルに可溶である。 得られたコポリマーの分析結果は下記の通り: 塩素含有量(重量%):16.0%1 H NMRで測定したVCE/EVGE(P2/P3
単位)モル比:0.83、すなわちP1/P2/P3の
モル組成は推定45/25/30 Tg:74℃ [OH]=1.8m当量/g
3(F141b(登録商標)およびHPO(OEt) 2
中) 重合は300ml容のステンレス反応器中で行った。反
応器を閉じた後、5バールの窒素で2〜3回パージす
る。次いで反応器を減圧下(約100mバール)に置
き、1.5mlのTBPP開始剤(5.6mmol)
と、12.6gのEGVE−TMS(M3、78mmo
l)と、15.6gのVCA(M2、182mmol)
と、7.2gの亜リン酸ジエチル(52mmol)とを
含む150mlのF141b(登録商標)溶液を続けて
吸引導入する。続いて、30.5gのCTFE(M1、
257mmol)を導入する。反応器を閉じ、約10バ
ールの初期圧力で4時間攪拌しながら温度を70℃にす
る。反応後、約50mlになるまでオートクレーブの内
容物を蒸発させ、次いで、100mlのメタノールを添
加してP3のアルコール官能基を保護解除する。反応物
を周囲温度で攪拌下に2時間放置した後、再蒸発させ、
残留物をアセトン(150ml)に取り、水を添加して
沈殿させる。沈殿したコポリマーP1/P2/P3を分
離し、減圧乾燥する。46gの無色透明なコポリマーが
得られる。このコポリマーは一般的な溶媒(アセトン、
アセトニトリル、THF)に可溶である。
ってP1/P2/P3単位のモル組成は推定49/34
/17 Tg:75℃ Mn=4.6×103 [OH]=1.5meq/g。 上記の結果は〔表1〕にまとめてある。比較例10はC
TEF(M1)とVCA(M2)とをP1/P2モル比
=1で重合して得られるコポリマーである。
含まれるビニレンカーボネート(VCA)のmol%の
関数としてガラス転移温度(Tg)(単位℃)を示して
いる。このグラフからTgはVCAの%とともに増加
し、P2単位の含有率が約20〜50mol%の場合に
約60〜90℃になることがわかる。
アクリル化 塩化カルシウムを充填した乾燥管を備えた250ml容
のガラス反応器中で、実施例3で製造したポリマー30
gを90mlの乾燥アセトニトリル(含水率500pp
m以下)に溶解する。200ppmのEMHQを添加し
た後、20gの塩化アクリロイルを20℃で1滴ずつ添
加する。得られた混合物を2時間で40℃に加熱し、続
いて5〜10mlのメタノールを添加する。次に、この
コポリマーを水から沈殿させる。得られたコポリマーを
乾燥した後、アセトニトリルに再溶解し、水から再沈殿
させる。乾燥後、25gの乾燥コポリマーが得られる。
赤外分析法によって特徴的なアクリレート帯が出現した
ことがわかった。
41b(登録商標)中) 第1段階 :ステンレス反応器に下記成分からなる溶液を
導入する:6.1gのVCA(M2、71mmol)、
2.8gの亜リン酸ジエチル(20.8mmol)、
5.7gの、アルコール官能基がトリメチルシラン基で
保護されたHBVE(M3、30.3mmol)(この
4−ヒドロキシブチルビニルエーテルはビニルエーテル
とヘキサメチルジシラザンとを反応させて予め製造して
おく) 1.5gのTBPP開始剤、80mlのF141b(登
録商標)溶媒
mol)を導入し、この系を自己発生的な圧力下で4時
間攪拌下に70℃にする。反応後、オートクレーブの内
容物を蒸発させる(30mbar、周囲温度)。250
mlのメタノールを添加してアルコール官能基を保護解
除した後、混合物を2時間攪拌する。反応媒体を再度蒸
発させ、アセトニトリルに溶解して精製し、次いでn−
ヘプタンで沈殿させる。減圧乾燥後(20℃、10mb
ar)、20gの無色のオリゴマーが得られる。このオ
リゴマーは一般的な溶媒、例えばアセトンまたはTHF
に可溶である。1H NMR分析からP2/P3比が1.
5であり、SEC分析からMn=3100g/molで
あることがわかる。
化したが、55mlのアセトニトリル溶媒中に調製した
第1段階で調製した18.6gのコポリマーを用い、
9.9gの塩化アクリロイル(121mmol)を用い
た。アセトンへの溶解による精製を2回行った後、水で
沈殿した後、官能基を有するオリゴマーが10g得られ
る。赤外線分析およびNMR分析によってアクリレート
官能基の生成が確認された(1720cm-1、C=O、
アクリレート;1676cm-1、C=C、アクリレー
ト;820cm-1、C=C、アクリレート)。SEC分
析からMn=4800g/molであることがわかる。
を0.11gのダロクール(Darocur)1173(登録商
標)光重合開始剤を含む15mlの1,1,2−トリク
ロロエタンに溶解する。この溶液をアルミニウム皿(直
径5cm)に約1ml入れ、溶媒を蒸発させてフィルム
を作る。このフィルムを紫外線に暴露する。300ミリ
セカンドの通過を3回行った後、アクリレート帯が消滅
することが赤外線分析によって確認された。得られた生
成物は一般的な溶媒(アセトン)に不溶であり、これは
マトリックスが架橋したことを示す。
は、オリゴマーは架橋せず、アクリレート帯が赤外線ス
ペクトルに存在したままで、生成物は紫外線に暴露した
後もアセトンに可溶である。同様に、このポリマーの対
照ではアクリレート帯が54℃で4時間安定している。
このことはポリマーの架橋が熱または分解プロセスによ
るものではなく光化学的開始反応によって起こることを
証明している。
%)と、反応希釈剤としてのトリフルオロエチルアクリ
レートの50%とを含む混合物を用いた。この2種の化
合物の混合物は透明な液体樹脂を形成する。この混合物
を実施例7の第3段階と同じ光重合開始剤の存在下で
1,1,2−トリクロロエタンに溶解する。紫外線下に
300ミリセカンドで1回通過させた。架橋によるアク
リレート帯の消滅が赤外分光学によって確認され、紫外
線照射で得られた生成物が不溶であることが確認され
た。
ト(VCA)のmol%の関数として示したガラス転移
温度(Tg)(単位℃)のグラフ。
Claims (14)
- 【請求項1】 下記[化1]の一般式で表される少なく
とも3つの反復単位P1、P2、P3を含み、コポリマ
ー中のP3単位の含有率が2〜40mol%、好ましく
は10〜20mol%で、P1/P2単位のモル比が
0.5〜5.5、好ましくは1〜2で、ガラス転移温度
(Tg)が25℃以上である透明で非晶質なコポリマ
ー: 【化1】 (ここで、 X1、X2、X3はH、F、Cl、Br原子からなる群の
中から選択され、互いに同一でも異なっていてもよく、 R1はH、F、Cl、Br原子または部分的または完全
にフッ素化された1〜10個の炭素原子を有する含炭素
基であり、 Y1およびY2はH、F、Cl、Br原子からなる群また
は1〜10個の炭素原子を含む含炭素基からなる群の中
から選択され、互いに同一でも異なっていてもよく、 Y3はカルボニル基または2価の含炭素基であり、 Z1、Z2、Z3は水素原子または1〜10個の炭素原子
を含む含炭素基であり、互いに同一でも異なっていても
よく、 nは0または1であり、 Aはエステル基または酸素または硫黄原子であり、 R2は2〜8個の炭素原子を有する2価の炭化水素基お
よび部分的にハロゲン化された2〜8個の炭素原子を有
する2価の炭化水素基からなる群の中から選択され、 Bxは一つの原子、基または官能基であり、 i、j、kは単位の反復数である) - 【請求項2】 コポリマー中のP2単位の含有率が約2
0〜50mol%のときのTgが約60〜90℃である
請求項1に記載のコポリマー。 - 【請求項3】 分子量(Mn)が500〜105、好ま
しくは103〜104、さらに好ましくは2×103〜5
×103である請求項1または2に記載のコポリマー。 - 【請求項4】 反復単位P1が下記[化2]の一般式で
表されるフッ素化エチレンモノマーM1または少なくと
も2つのモノマーM1の重合で得られるポリマーである
請求項1〜3のいずれか一項に記載のコポリマー: 【化2】 (ここで、X1、X2、X3はH、F、Cl、Br原子か
らなる群の中から選択され、互いに同一でも異なってい
てもよく、R1はH、F、Cl、Br原子または部分的
または完全にフッ素化された1〜10個の炭素原子を有
する含炭素基である) - 【請求項5】 M1がテトラフルオロエチレン(TF
E)またはクロロトリフルオロエチレン(CTFE)で
ある請求項4に記載のコポリマー。 - 【請求項6】 反復単位P2が下記[化3]の一般式で
表されるモノマーM2または少なくとも2つのモノマー
M2の重合で得られるポリマーである請求項1〜5のい
ずれか一項に記載のコポリマー: 【化3】 (ここで、Y1およびY2はH、F、Cl、Br原子から
なる群または1〜10個の炭素原子を含む含炭素基から
なる群の中から選択され、互いに同一でも異なっていて
もよく、Y3はカルボニル基または2価の含炭素基であ
る) - 【請求項7】 M2がビニレンカーボネート(VCA)
である請求項6に記載のコポリマー。 - 【請求項8】 反復単位P3が下記[化4]の一般式で
表されるモノマーM3または少なくとも2つのモノマー
M3の重合で得られるポリマーである請求項1〜7のい
ずれか一項に記載のコポリマー: 【化4】 (ここで、Z1、Z2、Z3は水素原子または1〜10個
の炭素原子を含む含炭素基で、互いに同一でも異なって
いてもよく、nは0または1であり、Aはエステル基ま
たは酸素または硫黄原子であり、R2は2〜8個の炭素
原子を有する2価の炭化水素基および部分的にハロゲン
化された2〜8個の炭素原子を有する2価の炭化水素基
からなる群の中から選択され、Bxは一つの原子、基ま
たは官能基である) - 【請求項9】 Bxが塩素、臭素またはヨウ素原子、ヒ
ドロキシル基および保護基で改質されたヒドロキシル官
能基からなる群の中から選択されたB1である請求項8
に記載のコポリマー。 - 【請求項10】 M3がエチレングリコールビニルエー
テル(EGVE)またはブタン−ジオールビニルエーテ
ルまたはその保護されたものである請求項9に記載のコ
ポリマー。 - 【請求項11】 Bx基が光架橋性のある基B2である請
求項8に記載のコポリマー。 - 【請求項12】 B2が−O−CO−CH=CH2、−O
−CO−C(CH3)=CH2、−O−CH=CH2およ
び−O−CH=CH−CH3(シスおよびトランス)の
中から選択される基である請求項11に記載のコポリマ
ー。 - 【請求項13】 請求項1〜12のいずれか一項に記載
のコポリマーを含む材料で作られた物品。 - 【請求項14】 請求項1〜12のいずれか一項に記載
のコポリマーをベースにした光ファイバー。
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