JP2007039507A - Resorcinol-based wire-like polymer particle and its compound method and use - Google Patents

Resorcinol-based wire-like polymer particle and its compound method and use Download PDF

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Takeshi Kijima
剛 木島
Daisuke Fujikawa
大輔 藤川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide resorcinol-based polymer particles prepared by a new synthetic process and having new physical properties and forms. <P>SOLUTION: This method for producing the wire-like, resorcinol-based polymer particles comprises adding a monomer for reacting to form a specific polymer to a solution comprising one or more surfactants selected from the group consisting of alkyl ammonium salts and alkylamines and water in a specific molar ratio in the presence of a basic condensing agent, and copolymerizing the monomer in the presence of the surfactant as a template. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、高性能分離剤、吸着剤、物質貯蔵剤、繊維・ゴム・フィルム・プラスチック製品・インキ・塗料などへの添加剤、断熱材などとして使用されるレゾルシノール/ホルムアルデヒド系共重合体を骨格成分とする層状構造体あるいは層状構造を構成単位とするワイヤー状構造を有することを特徴とするワイヤー状ポリマー粒子粒子とその製造方法及び用途に関する。   The present invention is based on a resorcinol / formaldehyde copolymer used as a high-performance separating agent, adsorbent, substance storage agent, additive to fibers, rubber, film, plastic products, ink, paint, etc., heat insulating material, etc. The present invention relates to a layered structure as a component or a wire-like polymer particle having a wire-like structure having a layered structure as a structural unit, a method for producing the same, and use thereof.

本明細書において、ワイヤー状とは、ポリマー粒子の外形形状であり、ポリマー粒子がワイヤー状を呈している状態を指し、短軸と長軸の比が、アスペクト比の大きいロッド状、ひげ状、ひも状等の外径をした形態を含み得、これらを総称し、いわゆる球状ポリマー粒子とは区別される。   In this specification, the wire shape is the outer shape of the polymer particles, refers to a state in which the polymer particles are in a wire shape, the ratio of the short axis to the long axis is a rod shape, whisker shape with a large aspect ratio, It may include a form having an outer diameter such as a string, and these are generically distinguished from so-called spherical polymer particles.

フェノールのメタ位にヒドロキシル基が置換したレゾルシノールとホルムアルデヒド等のアルデヒド類を酸またはアルカリで縮合させて得られる油状または固体状の無定形ポリマーであるレゾルシノール樹脂は、フェノール樹脂と同様に、その熱硬化性を利用して、樹脂単独で、あるいはアルコールに溶かしたワニス、または木粉、染料などとともに硬化剤を加えて処理することにより、接着剤、絶縁積層板、化粧板等に用いられてきた。これらはいずれも専ら液状または固体ポリマーとしての流動性、接着性、熱硬化性、成形性を応用したものである。   Resorcinol resin, which is an oily or solid amorphous polymer obtained by condensing resorcinol with a hydroxyl group substituted at the meta position of phenol and aldehydes such as formaldehyde with acid or alkali, is heat-cured like phenolic resin. Utilizing the properties, it has been used for adhesives, insulating laminates, decorative boards, etc. by treating with a resin alone or varnish dissolved in alcohol, or with wood powder, dye, etc. All of these are applied liquidity, adhesion, thermosetting and moldability exclusively as liquid or solid polymers.

これに対して近年、レゾルシノール樹脂を多孔質化あるいは微粒子化する技術の開発が進んでいる。Pekalaらは、レゾルシノール(R)−ホルムアルデヒド(F)の加水分解・縮合反応機構と無機酸化物のゾル−ゲル反応との類似性を指摘するとともに、RF縮合体の超臨界乾燥により比表面積約700m2/gのエアロゲルが得られることを見出した(非特許文献1)。そして、この多孔性のRFゲルを炭化することにより、多孔質カーボンが得られるとの報告がなされている(非特許文献2)。 On the other hand, in recent years, development of technology for making resorcinol resin porous or fine particles has been progressing. Pekala et al pointed out the similarity between the resorcinol (R) -formaldehyde (F) hydrolysis / condensation reaction mechanism and the sol-gel reaction of inorganic oxides, and a specific surface area of about 700 m by supercritical drying of the RF condensate. It was found that 2 / g airgel was obtained (Non-patent Document 1). And it has been reported that porous carbon can be obtained by carbonizing this porous RF gel (Non-patent Document 2).

さらに、関連技術として、シリカ微粒子(非特許文献3)、ポリスチレンラテックス(非特許文献4)あるいはブロックコポリマー(非特許文献5)とレゾルシノール−ホルムアルデヒド樹脂との複合体を調製後、これを炭化することにより細孔構造を制御した炭素材料を合成したとの事例も報告されている。   Furthermore, as a related technology, after preparing a composite of silica fine particles (Non-patent Document 3), polystyrene latex (Non-patent Document 4) or block copolymer (Non-patent Document 5) and resorcinol-formaldehyde resin, carbonizing this. An example of synthesizing a carbon material having a controlled pore structure by means of a method has been reported.

このように、レゾルシノール−ホルムアルデヒド樹脂を炭素源として、樹脂の構造・形態それ自体、あるいは各種多孔体の細孔構造に樹脂を導入してできる骨格構造を炭素構造体として写し取ることにより、特異な形状や細孔構造を有する炭素材料ならびにこれを創製する技術が開発されてきた。   In this way, the resorcinol-formaldehyde resin is used as a carbon source, and the structure and form of the resin itself, or the skeletal structure formed by introducing the resin into the pore structure of various porous bodies, is copied as a carbon structure. And carbon materials having a pore structure and technologies for creating the same have been developed.

一般にポリマー微粒子は、スチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、塩化ビニル等の油性モノマーを出発原料とする場合、一般に、水系分散媒体中での乳化重合あるいは分散重合により調製される。   Generally, polymer fine particles are generally prepared by emulsion polymerization or dispersion polymerization in an aqueous dispersion medium when an oily monomer such as styrene, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, or vinyl chloride is used as a starting material.

また、フェノール類とアルデヒド類の重縮合により生成する熱硬化性ポリマーの場合、微粒子の合成法は出発原料による違いが大きい。すなわち、フェノール/ホルムアルデヒド樹脂系では、固体ポリマーを物理的に粉砕する方法あるいは予め重合したプレポリマーを乳化重合処理する方法により微粒子が調製される。   In the case of a thermosetting polymer produced by polycondensation of phenols and aldehydes, the method for synthesizing fine particles varies greatly depending on starting materials. That is, in the phenol / formaldehyde resin system, fine particles are prepared by a method of physically pulverizing a solid polymer or a method of subjecting a prepolymerized prepolymer to an emulsion polymerization treatment.

これに対して、レゾルシノール/ホルムアルデヒド樹脂系では、疎水媒体中で水溶性モノマーを重合することにより、直接、直径数μmの球状粒子が生成し、これを不活性ガス中で焼成すると直径数μmの球状炭素粒子が得られたとのことが報告されている(非特許文献6)。   In contrast, in the resorcinol / formaldehyde resin system, spherical particles having a diameter of several μm are directly generated by polymerizing a water-soluble monomer in a hydrophobic medium. When this is fired in an inert gas, the diameter is several μm. It has been reported that spherical carbon particles have been obtained (Non-Patent Document 6).

工夫された方法で繊維状ポリマーの合成し、これを前駆体としてカーボンナノファイバー(CNF)を創製する技術も開発されている。すなわち、高圧電場印加下での各種ポリマーの紡糸(非特許文献7、8)、液相を反応場とするポリアクリロニトリル(PAN)の乳化重合(非特許文献9)のほか、アルミナ膜表面の細孔へのピッチの充填(非特許文献10)、陽極酸化アルミナ(非特許文献11)やセピオライト(非特許文献12)のような多孔質固体中でのPAN、ポリベンズイミダゾールの重合反応などにより繊維状ポリマーを合成し、これを不活性ガス中で焼成することにより同様サイズの繊維状炭素が得られたとのことが報告されている。   A technique for synthesizing a fibrous polymer by a devised method and creating a carbon nanofiber (CNF) using this as a precursor has also been developed. That is, spinning of various polymers under application of a high piezoelectric field (Non-Patent Documents 7 and 8), emulsion polymerization of polyacrylonitrile (PAN) using a liquid phase as a reaction field (Non-Patent Document 9), and fineness of the alumina film surface Pitch filling into pores (Non-patent Document 10), fibers by polymerization reaction of PAN and polybenzimidazole in porous solids such as anodized alumina (Non-patent Document 11) and sepiolite (Non-patent Document 12) It has been reported that fibrous carbon of the same size was obtained by synthesizing a polymer and calcining it in an inert gas.

1992年、Mobil社により、界面活性剤ミセルを鋳型として、直径2〜8nmのハニカム状のメソ細孔を有するメソボーラスシリカが創製された(非特許文献13)。その後、同様の手法により、立方格子状等各種の細孔構造をもつメソ多孔質シリカに加えて、金属酸化物や硫化物を骨格成分とする数多くのメソ多孔体が相次いで合成された(非特許文献14)。   In 1992, Mobil Corporation created mesoborous silica having honeycomb-shaped mesopores having a diameter of 2 to 8 nm using surfactant micelles as a template (Non-patent Document 13). Subsequently, in the same manner, in addition to mesoporous silica having various pore structures such as cubic lattices, a number of mesoporous materials having metal oxides and sulfides as skeleton components were synthesized one after another (non- Patent Document 14).

本発明者らも、ドデシル硫酸イオンを鋳型として、尿素を用いる均一沈澱法により生成した複合体を作製し、ついで鋳型イオンを酢酸イオンで交換することにより六方構造型希土類酸化物メソ多孔体を得ている(非特許文献15、16)。さら、二種類のノニオン性界面活性剤からなる液晶中で塩化白金酸を還元することにより、白金ナノチューブの合成にも成功し、これを論文に発表した(非特許文献17)。   The present inventors also prepared a hexagonal structure-type rare earth oxide mesoporous material by preparing a composite produced by a uniform precipitation method using urea using dodecyl sulfate ions as a template, and then exchanging the template ions with acetate ions. (Non-Patent Documents 15 and 16). Furthermore, platinum nanotubes were successfully synthesized by reducing chloroplatinic acid in a liquid crystal composed of two types of nonionic surfactants, which was published in a paper (Non-patent Document 17).

以上のようにして得られるメソ多孔体、および、ナノチューブの細孔径は、用いる鋳型分子の長さによってほぼ決定され、制御可能な細孔径は2nm〜6nmの範囲に限られる。これに対して、界面活性剤のほかにトリメチルベンゼン等の疎水性分子を添加することにより、界面活性剤ミセルを膨潤させ、細孔径の制御範囲を拡大する方法も開発されている(非特許文献18、19)。   The pore diameters of the mesoporous material and nanotubes obtained as described above are substantially determined by the length of the template molecule used, and the controllable pore diameter is limited to the range of 2 nm to 6 nm. On the other hand, a method has been developed in which a surfactant micelle is swollen by adding a hydrophobic molecule such as trimethylbenzene in addition to the surfactant to expand the control range of the pore diameter (non-patent document). 18, 19).

一方、ポリマー微粒子についても、界面活性剤を利用した調製法が開発されてきている。最も広く用いられているのは、界面活性剤を乳化剤(分散剤)として、水系の溶媒中に形成させたエマルジョン内で、油性のビニル系モノマーを重合させる方法(乳化重合法)である。   On the other hand, preparation methods using surfactants have been developed for polymer fine particles. The most widely used is a method (emulsion polymerization method) in which an oily vinyl monomer is polymerized in an emulsion formed in an aqueous solvent using a surfactant as an emulsifier (dispersant).

実例としては、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム(CR)などの合成ゴム、スチレン系、アクリル系、酢酸ビニル系などの樹脂エマルジョンなどの合成ラテックスがあげられる。
この方法の主要な構成要素は、反応媒体の水、界面活性剤、水に難溶性のモノマー、水溶性の開始剤であり、重合初期に生成した重合体粒子が反応場となって重合が進行する。
Illustrative examples include synthetic rubbers such as styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), and chloroprene rubber (CR), and synthetic latexes such as styrene-based, acrylic-based, and vinyl acetate-based resin emulsions.
The main components of this method are water as a reaction medium, a surfactant, a monomer that is hardly soluble in water, and a water-soluble initiator. To do.

界面活性剤とモノマーあるいはポリマーをクーロン的に結合させながら重合あるいは複合化させる方法も開発されている。ポリマー電解質に界面活性剤を添加することによって生成する複合化ポリアクリル酸/ドデシルトリメチルアンモニウムイオン複合体(非特許文献20)はその代表例である。同様な反応法により、ハニカム構造をもつフェノール/ホルムアルヒドポリマー複合体も得られている(非特許文献21)。   A method of polymerizing or complexing a surfactant and a monomer or polymer while coulombically bonding has also been developed. A typical example is a complexed polyacrylic acid / dodecyltrimethylammonium ion complex (Non-patent Document 20) produced by adding a surfactant to a polymer electrolyte. A phenol / formaldehyde polymer composite having a honeycomb structure has also been obtained by a similar reaction method (Non-patent Document 21).

本発明者らも界面活性剤のアルキルトリメチルアンモニウムブロミド存在下でフェノールとフルフラールを共重合することにより、チューブ状ナノ構造体を合成した(非特許文献22)。   The present inventors also synthesized a tubular nanostructure by copolymerizing phenol and furfural in the presence of the surfactant alkyltrimethylammonium bromide (Non-patent Document 22).

また最近、セチルトリメチルアンモニウムブロミド存在下で、レゾルシノール、ホルムアルデヒド、炭酸ナトリウム、エタノール、水から成る混合溶液を加熱反応させると、100nm以下の不定形のクラスター集合体を生じ、さらに、デシルトリメチルアンモニウムブロミドあるいはテトラプロピルアンモニウムブロミド存在下での同様な反応では直径1〜3μmの球状のレゾルシノール−ホルムアルデヒド重合体粒子が生成し、これを不活性ガス中で焼成すると同様サイズの球状炭素粒子が得られることが報告されている(非特許文献23)。   Recently, when a mixed solution composed of resorcinol, formaldehyde, sodium carbonate, ethanol, and water is subjected to a heat reaction in the presence of cetyltrimethylammonium bromide, an amorphous cluster aggregate of 100 nm or less is formed, and decyltrimethylammonium bromide or A similar reaction in the presence of tetrapropylammonium bromide produces spherical resorcinol-formaldehyde polymer particles having a diameter of 1 to 3 μm, and it is reported that spherical carbon particles of the same size can be obtained by firing this in an inert gas. (Non-Patent Document 23).

一方、特許情報の中には、少なくとも約3〜12カ月間にわたり安定な、(I)水不溶性または微溶性のアルコキシシラン、(II)乳化剤、(III)水、および(IV)アルコキシシラン官能基を含有する水分散性または乳化したポリマーを含む安定な水性硬化性シラン/ポリマー組成物(特許文献1)や、液滴の分散液を調製し、次いで、ポリマー粒子が所望とされる場合は、それら液滴中でモノマーの重合を行うことによって所望の粒子を調製することが記載されている(特許文献2)。さらにまた、UL−94のV−2等級、熱安定性、タフネス、加工性、加水分解及び化学品に対する抵抗性を有する、特定の制限された量の定義された芳香族ホスフェートエステル化合物を含む低揮発性芳香族ホスフェートエステル化合物含有カーボネートポリマー樹脂が提案されている(特許文献3)。   On the other hand, the patent information includes (I) water-insoluble or slightly soluble alkoxysilanes, (II) emulsifiers, (III) water, and (IV) alkoxysilane functional groups that are stable for at least about 3 to 12 months. A water-dispersible or emulsified polymer containing a stable aqueous curable silane / polymer composition (Patent Document 1) or a dispersion of droplets and then if polymer particles are desired, It is described that desired particles are prepared by polymerizing monomers in these droplets (Patent Document 2). Furthermore, a low containing a limited amount of a defined aromatic phosphate ester compound with UL-94 V-2 rating, thermal stability, toughness, processability, hydrolysis and resistance to chemicals. A volatile aromatic phosphate ester compound-containing carbonate polymer resin has been proposed (Patent Document 3).

そしてさらに、水相に分散された油相を含んでなり、その油小球が150nm未満の数平均サイズを有する水中油型ナノエマルジョンにおいて、少なくとも一種の油、少なくとも一種の両親媒性脂質、及び少なくとも1つの疎水性ブロックと少なくとも1つの親水性ブロックとを含む少なくとも一種の非イオン性ポリマーを含み、前記両親媒性脂質に対する油の量の比率を1から10とすることによってナノエマルションを得ること(特許文献4)が提案されている。   And further in an oil-in-water nanoemulsion comprising an oil phase dispersed in an aqueous phase, the oil globules having a number average size of less than 150 nm, at least one oil, at least one amphiphilic lipid, and Obtaining a nanoemulsion comprising at least one nonionic polymer comprising at least one hydrophobic block and at least one hydrophilic block, wherein the ratio of the amount of oil to the amphiphilic lipid is from 1 to 10 (Patent Document 4) has been proposed.

Pekala、J.Mater.Sci.、24、3221〜3227(1989)Pekala, J. et al. Mater. Sci. , 24, 3221 1-3227 (1989) R.W.Pekala,J.Non−Cryst.Solids,145,90(1992)R. W. Pekala, J. et al. Non-Cryst. Solids, 145, 90 (1992) S.Hanほか2名、Chem.Mater.、12、3337〜3341(2000)S. Han and two others, Chem. Mater. 12, 3337-3341 (2000) T.F.Baumannほか1名、J.Non−Cryst.Solids、350、120〜125(2004)T. T. et al. F. Baumann et al. Non-Cryst. Solids, 350, 120-125 (2004) C.Liangほか4名、Angew.Chem.Int.Ed.、43、5785〜5789(2004)〕C. Liang and 4 others, Angew. Chem. Int. Ed. , 43, 5785-5789 (2004)] T.Yamamotoほか4名、Carbon、40、1345〜1351(2002)T. T. et al. Yamamoto and 4 others, Carbon, 40, 1345-1351 (2002) C.Kimほか6名、J.Raman.Spectrosc.、35、928〜933(2004)C. Kim et al. Raman. Spectrosc. , 35, 928-933 (2004) E.Zussmanほか6名、Carbon、(2005)E. Zussman and 6 others, Carbon, (2005) J.Jangほか1名、Angew.Chem.、116、3891〜3894(2004)J. et al. Jang and one other, Angew. Chem. 116, 3891-3894 (2004) K.Jianほか4名、Adv.Mater.、15、No.2、164〜167(2003)K. Jian and four others, Adv. Mater. , 15, no. 2, 164-167 (2003) Y.Zhaoほか4名、M.Chem.AndPhys.、82、370〜374(2003)Y. Zhao and four others. Chem. And Phys. 82, 370-374 (2003) R.Fernandez−Saavedraほか2名、Adv.Funct.Mater.、14、No.1、77〜82(2004)R. Fernandez-Saavedra and two others, Adv. Funct. Mater. , 14, no. 1, 77-82 (2004) C.T.Kresgaほか4名、Nature、359、710〜712(1992)C. T. T. et al. Kresga and 4 others, Nature, 359, 710-712 (1992) 木島剛ほか1名、J.Soc.Inorg.Mater.、8、3〜16(2001)Takeshi Kijima et al. Soc. Inorg. Mater. , 8, 3-16 (2001) M.Yadaほか3名、Inorg.Chem.、37、6470〜6475(1998)、M.M. Yada and three others, Inorg. Chem. 37, 6470-6475 (1998), M.Yadaほか3名、Angew.Chem.Int. Ed.、38、3506〜3509(1999)M.M. Yada and three others, Angew. Chem. Int. Ed. , 38, 3506-3509 (1999) T.Kijimaほか5名,Angew.Chem.Intern.Ed.,43,228−232(2004).T. T. et al. Kikima et al., 5 people, Angew. Chem. Intern. Ed. 43, 228-232 (2004). B.Lindlarほか3名、Microporous and Mesoporous Mater.44−45,89−94,2001B. Lindlar and three others, Microporous and Mesoporous Mater. 44-45, 89-94, 2001 Y.Liangほか1名、Microporous and Mesoporous Mater.44−45,72,(2004)Y. Liang et al., Microporous and Mesoporous Mater. 44-45, 72, (2004) M.Antoniettiほか1名、Angew.Chem.Int.Ed.Eng.、33、1869(1994)M.M. Antonietti and one other, Angew. Chem. Int. Ed. Eng. 33, 1869 (1994) I.Moriguchiほか5名、Chem.Lett.、1171〜1172(1999)I. Moriguchi and 5 others, Chem. Lett. 1171-1172 (1999) M.Uotaほか7名、MRS.Symp.Proc, 775,29−34(2003)M.M. Uota and 7 others, MRS. Symp. Proc, 775, 29-34 (2003) Nishiyama et al.、Carbon,43, 269−274,(2005)Nishiyama et al. Carbon, 43, 269-274, (2005). 特許第3468776号Japanese Patent No. 3468776 特許第3530527号Japanese Patent No. 3530527 特許第3645910号Japanese Patent No. 3645910 特開2001−226221号公報JP 2001-226221 A

本発明は、以上、従来技術について紹介、列挙した有機系ポリマー粒子およびその調製法に関する多岐にわたる研究報告、先行技術を念頭に置きつつ、これらとは異なる新規な組成、新規な物性、形態を有する微粒子および新規な合成プロセスを提供しようというものである。   The present invention has a novel composition, a new physical property, and a form different from those described above, keeping in mind various research reports and prior arts on the organic polymer particles and their preparation methods introduced and enumerated about the prior art. It aims to provide microparticles and a novel synthesis process.

その骨格はレゾルシノールを主成分のひとつとするポリマー組織で構成し、しかもその形状を直径2〜100μm、長さ20〜300μmもしくは直径10〜300nm、長さ1〜100μmのナノワイヤー状とすることにより、物質貯蔵能、分子分離能を有し、骨格形状および組成に由来する化学的、熱的、電気的、物理的に優れた機能を特異的に発現させてなるポリマー粒子を提供しようというものである。また、これによって、化学、電子、情報、環境、バイオ分野の技術革新に寄与する新規素材を提供しようとするものである。   The skeleton is composed of a polymer structure whose main component is resorcinol, and the shape is a nanowire shape with a diameter of 2 to 100 μm, a length of 20 to 300 μm, or a diameter of 10 to 300 nm, and a length of 1 to 100 μm. It is intended to provide polymer particles that have substance storage ability and molecular separation ability, and that specifically express chemical, thermal, electrical, and physical functions derived from the skeleton shape and composition. is there. This also aims to provide new materials that contribute to technological innovation in the fields of chemistry, electronics, information, environment and biotechnology.

レゾルシノール(R)−ホルムアルデヒド(F)の加水分解・縮合反応機構と無機酸化物のゾル−ゲル反応との類似性がPekalaらにより示されて以来、RFポリマーゲルは、その特徴である多孔性と高い比表面積を生かして燃料電池の電極補助剤やカーボン前駆体等として利用されてきた。   Since the similarity between the resorcinol (R) -formaldehyde (F) hydrolysis and condensation reaction mechanism and the inorganic oxide sol-gel reaction has been demonstrated by Pekala et al., RF polymer gels have been characterized by their porosity and Utilizing a high specific surface area, it has been used as an electrode auxiliary agent or a carbon precursor for a fuel cell.

そこで、もしこのRFポリマーゲルの形状を微細かつ精密に制御することができれば、その素材は、既存の繊維・プラスチック・インキ・塗料・接着剤等に新たな機能を付与する添加剤や、制御された構造特有の精密な分子ふるい能、物質貯蔵能等を持つ分離剤・吸着剤等として一層幅広く利用できることになる。
しかし、RF共重合体をナノオーダーで精密に制御したとの報告はない。
Therefore, if the shape of the RF polymer gel can be finely and precisely controlled, the material can be controlled with additives that add new functions to existing fibers, plastics, inks, paints, adhesives, etc. It can be used more widely as a separating agent / adsorbent having precise molecular sieving ability and substance storage ability unique to the structure.
However, there is no report that the RF copolymer was precisely controlled on the nano order.

そこで、本発明者らは、水溶液中におけるレゾルシノールとホルムアルデヒドの反応が、有機テンプレート法で合成されるシリカ多孔体MCM−41のシリカ源であるケイ素アルコキドと類似のゾルーゲル反応を示すことから、レゾルシノール系ポリマーでも同様な鋳型効果が発揮されるとの着想のもとに、炭素前駆体となるポリマー粒子の創製を実現すべく、反応に用いる原料、触媒及び界面活性剤の種類ならびに反応条件についてさらに鋭意研究を進めた。   Therefore, the present inventors show that the reaction between resorcinol and formaldehyde in an aqueous solution shows a sol-gel reaction similar to silicon alkoxide, which is a silica source of the porous silica MCM-41 synthesized by the organic template method. Based on the idea that the same templating effect can be achieved with polymers, we are more keen on the types of raw materials, catalysts and surfactants used in the reaction, and reaction conditions in order to create polymer particles that will be carbon precursors. Research progressed.

その結果、鋳型ミセルにカチオン性界面活性剤、触媒にアルカリを使用した条件で、高度に形態制御された熱硬化性ポリマー粒子の合成に成功した。さらに、カチオン性界面活性剤を含む反応混合物に塩基性縮合剤とアルキルベンゼン等の添加剤を加えて重合させることにより、ワイヤー状形態を有する熱硬化性ポリマー粒子を合成することに成功した。   As a result, we succeeded in synthesizing highly curable polymer particles with highly controlled morphology under the condition of using cationic surfactant as template micelle and alkali as catalyst. Furthermore, a thermosetting polymer particle having a wire-like form was successfully synthesized by adding a basic condensing agent and an additive such as alkylbenzene to a reaction mixture containing a cationic surfactant for polymerization.

すなわち、本発明者等は、鋭意研究をした結果、前示課題を以下に記載する技術的構成が講じられた発明によって解決、達成することに成功したものである。
すなわち、第1の発明は、
(1)レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーと、ホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーとの共重合体を骨格成分とする間隔1〜10nmの層状構造を構成単位とする直径2〜100μm、長さ20〜300μmのワイヤー状の構造を有することを特徴とするワイヤー状ポリマー粒子、である。
第2の発明は、
(2)レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーと、ホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーとの共重合体と、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等のアルキルアンモニウム塩、ヘキサデシルアミン等のアルキルアミンよりなる群から選択された1種以上の界面活性剤との結合によって成り、間隔1〜10nmの層状構造を構成単位とする直径2〜100μm、長さ20〜300μmのワイヤー状の構造を有することを特徴とする化合物、である。
第3の発明は、
(3)レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーと、ホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーとの共重合体を骨格成分とする直径10〜300nm、長さ1〜100μmのワイヤー状の構造を有することを特徴とするワイヤー状ポリマー粒子、である。
第4の発明は、
(4)レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーと、ホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーとの共重合体ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等のアルキルアンモニウム塩、ヘキサデシルアミン等のアルキルアミンよりなる群から選択された1種以上の界面活性剤との結合によって成り、直径10〜500nm、長さ1〜100μmのワイヤー状の構造を有することを特徴とするワイヤー状ポリマー粒子、である。
That is, as a result of intensive studies, the present inventors have succeeded in solving and achieving the above-described problem by the invention in which the technical configuration described below is taken.
That is, the first invention is
(1) selected from one or more monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinol, and aldehydes such as formaldehyde and furfural A wire characterized by having a wire-like structure having a diameter of 2 to 100 μm and a length of 20 to 300 μm, having a layered structure with a spacing of 1 to 10 nm as a skeleton component and having a copolymer with one or more monomers as a skeleton component Polymer particles.
The second invention is
(2) One or more types of monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinol, and aldehydes such as formaldehyde and furfural. Comprising a copolymer of one or more monomers and one or more surfactants selected from the group consisting of alkylammonium salts such as hexadecyltrimethylammonium bromide and alkylamines such as hexadecylamine, A compound characterized by having a wire-like structure having a diameter of 2 to 100 μm and a length of 20 to 300 μm having a layered structure with an interval of 1 to 10 nm as a structural unit.
The third invention is
(3) One or more types of monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinol, and aldehydes such as formaldehyde and furfural. A wire-like polymer particle characterized by having a wire-like structure having a diameter of 10 to 300 nm and a length of 1 to 100 μm, comprising a copolymer with one or more monomers as a skeleton component.
The fourth invention is:
(4) One or more monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinol, and aldehydes such as formaldehyde and furfural. Copolymer with one or more monomers, comprising a bond with one or more surfactants selected from the group consisting of alkylammonium salts such as hexadecyltrimethylammonium bromide and alkylamines such as hexadecylamine, and having a diameter of 10 Wire-like polymer particles characterized by having a wire-like structure of ˜500 nm and a length of 1 to 100 μm.

以下、第5、第6、第7および第8の発明は前記第1、第2、第3および第4の発明のポリマーの製造方法を提示するものである。
すなわち、第5の発明は、
(5)塩基性縮合剤の存在下、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等のアルキルアンモニウム塩、ヘキサデシルアミン等のアルキルアミンよりなる群から選択された1種以上界面活性剤と水を1:120〜1200のモル比で混合した溶液に、レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーとホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーを加え、反応させることで得られる生成物を、エタノール等のアルコール類よりなる群から選択された1種類以上の溶媒と塩酸等の酸よりなる群から選択された1種類以上の酸の混合溶液で処理することを特徴とする前記(1)項記載のポリマーの製造方法、である。
第6の発明は、
(6)塩基性縮合剤の存在下、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等のアルキルアンモニウム塩、ヘキサデシルアミン等のアルキルアミンよりなる群から選択された1種以上界面活性剤と水を1:120〜1200のモル比で混合した溶液に、レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーとホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーを加え、反応させることを特徴とする前記(2)項記載のポリマーの製造方法、である。
第7の発明は、
(7)塩基性縮合剤とヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等のアルキルアンモニウム塩、ヘキサデシルアミン等のアルキルアミンよりなる群から選択された1種以上界面活性剤とメシチレン等のアルキルベンゼンよりなる群から選択された1種類以上の添加剤存在下で、レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーとホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーを反応させることで得られる生成物を、エタノール等のアルコール類よりなる群から選択された1種類以上の溶媒と塩酸等の酸よりなる群から選択された1種類以上の酸の混合溶液で処理することを特徴とする前記(3)項記載のポリマーの製造方法、である。
第8の発明は、
(8)塩基性縮合剤とヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等のアルキルアンモニウム塩、ヘキサデシルアミン等のアルキルアミンよりなる群から選択された1種以上界面活性剤とメシチレン等のアルキルベンゼンよりなる群から選択された1種類以上の添加剤存在下で、レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーとホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーを反応させることを特徴とする前記(4)項記載のポリマーの製造方法、である。
Hereinafter, the fifth, sixth, seventh and eighth inventions provide methods for producing the polymers of the first, second, third and fourth inventions.
That is, the fifth invention is
(5) In the presence of a basic condensing agent, at least one surfactant selected from the group consisting of alkylammonium salts such as hexadecyltrimethylammonium bromide and alkylamines such as hexadecylamine and water are used in a ratio of 1: 120 to 1200. A solution mixed at a molar ratio of at least one monomer selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinol and aldehydes such as formaldehyde and furfural. A product obtained by adding and reacting one or more monomers selected from among them is selected from the group consisting of one or more solvents selected from the group consisting of alcohols such as ethanol and an acid such as hydrochloric acid. Treated with a mixed solution of at least one kind of acid prepared, the method for producing a polymer according to the above item (1), A.
The sixth invention is:
(6) In the presence of a basic condensing agent, at least one surfactant selected from the group consisting of alkylammonium salts such as hexadecyltrimethylammonium bromide and alkylamines such as hexadecylamine and water are used in a ratio of 1: 120 to 1200. A solution mixed at a molar ratio of at least one monomer selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinol and aldehydes such as formaldehyde and furfural. A method for producing a polymer as described in (2) above, wherein one or more monomers selected from the above are added and reacted.
The seventh invention
(7) One or more surfactants selected from the group consisting of basic condensing agents and alkylammonium salts such as hexadecyltrimethylammonium bromide and alkylamines such as hexadecylamine and selected from the group consisting of alkylbenzenes such as mesitylene. In the presence of one or more additives, one or more monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinols and aldehydes such as formaldehyde and furfural The product obtained by reacting one or more monomers selected from among the classes is selected from the group consisting of one or more solvents selected from the group consisting of alcohols such as ethanol and an acid such as hydrochloric acid. The mixture according to item (3), wherein the mixture is treated with a mixed solution of at least one kind of acid. A method of manufacturing a mer is a,.
The eighth invention
(8) One or more surfactants selected from the group consisting of basic condensing agents and alkylammonium salts such as hexadecyltrimethylammonium bromide, and alkylamines such as hexadecylamine, and selected from the group consisting of alkylbenzenes such as mesitylene. In the presence of one or more additives, one or more monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinols and aldehydes such as formaldehyde and furfural A method for producing a polymer as described in (4) above, wherein at least one monomer selected from the group is reacted.

また、以下、第9ないし第13の発明は、第1、第2、第3および第4の発明のポリマーの用途発明を提示しているものである。
すなわち、第9の発明は、
(9)前記(1)ないし(4)に記載する何れか1項に記載するワイヤー状レゾルシノール系ポリマーを含んで成り、各種物質の分離剤、吸着剤または貯蔵剤、あるいは、繊維、ゴム、フィルムあるいはプラスチック製品などの添加剤・充填剤、あるいはまた、塗料、インキ、接着剤あるいは紙塗工剤などの液体製品への添加剤、の多用途に使用されることを特徴とした、汎用機能性材料。
第10の発明は、
(10)その用途が各種物質の分離剤、吸着剤または貯蔵剤として供され、使用されることを特徴とする、(9)項に記載する機能性材料。
第11の発明は、
(11)その用途が繊維、ゴム、フィルムあるいはプラスチック製品などの添加剤として使用されることを特徴とする、(9)項に記載する機能性材料。
第12の発明は、
(12)その用途が塗料、インキ、接着剤あるいは紙塗工剤などの液体製品への添加剤として使用されることを特徴とする、(9)項に記載する機能性材料。
第13の発明は、
(13)その用途が断熱材として使用されることを特徴とする、(9)項に記載する機能性材料。
In the following, the ninth to thirteenth inventions present inventions of use of the polymers of the first, second, third and fourth inventions.
That is, the ninth invention
(9) A wire-like resorcinol-based polymer described in any one of (1) to (4) above, comprising various substances separating agent, adsorbent or storage agent, or fiber, rubber, film Or general-purpose functionality characterized by being used for many purposes such as additives and fillers for plastic products, or additives for liquid products such as paints, inks, adhesives or paper coating agents. material.
The tenth invention is
(10) The functional material as described in the item (9), characterized in that its use is provided and used as a separating agent, adsorbent or storage agent for various substances.
The eleventh invention is
(11) The functional material according to item (9), characterized in that its use is used as an additive for fibers, rubber, films or plastic products.
The twelfth invention is
(12) The functional material as described in the item (9), which is used as an additive to liquid products such as paints, inks, adhesives or paper coating agents.
The thirteenth invention
(13) The functional material described in the item (9), wherein the use is used as a heat insulating material.

本発明によって得られたポリマー粒子は、その合成方法において先に紹介した先行文献(非特許文献23)に記載された球状ポリマー粒子に類似がある。しかし、同報告によるレゾルシノール−ホルムアルデヒドポリマー粒子は、セチルトリメチルアンモニウムブロミド系の反応によって得られる粒径100nm以下のクラスター集合体、ならびにデシルトリメチルアンモニウムブロミドあるいはテトラプロピルアンモニウムブロミド系の反応によって得られる直径1〜3μmの球状粒子に限られる。   The polymer particles obtained by the present invention are similar to the spherical polymer particles described in the previous document (Non-patent Document 23) introduced earlier in the synthesis method. However, resorcinol-formaldehyde polymer particles according to the same report have a cluster aggregate having a particle size of 100 nm or less obtained by a cetyltrimethylammonium bromide-based reaction, and a diameter of 1 to 1 obtained by a decyltrimethylammonium bromide or tetrapropylammonium bromide-based reaction. Limited to 3 μm spherical particles.

これに対して、以下に述べる実施例1および実施例2の電子顕微鏡像で明らかなように、本発明によって得られるレゾルシノール−ホルムアルデヒドポリマーは、間隔1〜10nmの層状構造を構成単位とする直径2〜100μm、長さ20〜300μm、ならびに直径10〜300nm、長さ1〜100μmのワイヤー状の構造を有することを特徴とするワイヤー状ポリマー粒子であることが証拠付けられており、先行文献の報告例とは構造的、形態的に大きな違いがある。   On the other hand, as is apparent from the electron microscopic images of Examples 1 and 2 described below, the resorcinol-formaldehyde polymer obtained by the present invention has a diameter 2 having a layered structure with a spacing of 1 to 10 nm as a structural unit. It is proved to be a wire-like polymer particle characterized by having a wire-like structure having a diameter of 10 to 300 μm, a length of 20 to 300 μm, a diameter of 10 to 300 nm, and a length of 1 to 100 μm. There are significant structural and morphological differences from the examples.

さらに、これらポリマー粒子の製造方法も本発明と先行文献とでは異なっている。すなわち、先行文献では触媒としての炭酸ナトリウムの存在下、界面活性剤と水をモル比1:3000で混合した希薄水溶液中でレゾルシノールとホルムアルデヒドの共重合反応を進めているのに対して、本発明では先行文献と同じ界面活性剤を使いつつも、触媒となる水酸化ナトリウムの存在下、界面活性剤と水のモル比が1:360と相当に濃厚な溶液中で反応を進行させ、しかも請求項3および請求項4の生成物の場合は反応混合物にトリメチルベンゼン等の疎水性分子を添加するという決定的な違いがある。   Furthermore, the production method of these polymer particles is also different between the present invention and the prior literature. That is, in the prior literature, the copolymerization reaction of resorcinol and formaldehyde is proceeding in a dilute aqueous solution in which a surfactant and water are mixed at a molar ratio of 1: 3000 in the presence of sodium carbonate as a catalyst. Then, while using the same surfactant as the prior art, the reaction proceeds in a considerably concentrated solution having a molar ratio of surfactant to water of 1: 360 in the presence of sodium hydroxide as a catalyst. In the case of the products of Item 3 and Claim 4, there is a decisive difference that a hydrophobic molecule such as trimethylbenzene is added to the reaction mixture.

すなわち、セチルトリメチルアンモニウムブロミドという共通の界面活性剤を使用した合成プロセスであっても、得られる生成物は先行文献ではクラスター集合体であるのに対して、本発明では層状構造を構成単位とするワイヤー状の構造体が得られており、双方において得られるポリマー粒子の形態が全く異なることは明らかである。   That is, even in the synthesis process using a common surfactant called cetyltrimethylammonium bromide, the product obtained is a cluster aggregate in the prior art, whereas in the present invention, the layered structure is a structural unit. It is clear that wire-like structures have been obtained and the polymer particles obtained in both are completely different in morphology.

さらに、先行文献では、界面活性剤のミセル形態を壊すあるいは不安定化させる作用があるエタノールが反応系に添加されている。このため、先行文献の場合は、希薄な濃度域でしかもエタノールで不安定化した形態を持つミセルとレゾルシノール/ホルムアルデヒド共重合体とが複合化されることになり、不安定化なミセル形態を反映したクラスター粒子が得られるのに対して、本発明では、濃厚な濃度域で形成されるミセルの形態を反映した構造を持つ層状あるいは球状(球状ポリマーについては、本出願と同日で提出した別出願にて特許申請中)のレゾルシノール/ホルムアルデヒド共重合体が得られるものと考えられる。   Furthermore, in the prior literature, ethanol having an action of breaking or destabilizing the micelle form of the surfactant is added to the reaction system. For this reason, in the case of the prior art document, micelles having a dilute concentration range and a form destabilized with ethanol and a resorcinol / formaldehyde copolymer are complexed to reflect the destabilized micelle form. In the present invention, a layered or spherical structure having a structure reflecting the shape of micelles formed in a dense concentration range (for spherical polymers, another application filed on the same day as this application). It is considered that a resorcinol / formaldehyde copolymer (patent pending) is obtained.

このように、用いる界面活性剤と水の混合比の大小が、先行文献と本発明における生成物の形状と粒子径に決定的な違いをもたらしていることは明らかである。   Thus, it is clear that the mixing ratio of the surfactant and water used makes a decisive difference in the shape and particle size of the product in the prior art and in the present invention.

以上の構成によって、本発明は以下に列記するように多岐にわたる優れた作用効果が奏せられ、これにより各種分野において使用されることが期待される。
(1)これを物質分離材として用いた場合、酸・アルカリ領域において化学的に安定でかつ粒子形態・サイズが制御されたクロマトグラフィーの担体、イオン交換樹脂等への応用が期待できる。
(2)これを物質貯蔵材として用いた場合、その特異な形状により、水素等の小分子やイオンの貯蔵に効果的に働くことが期待される。
(3)これを繊維、ゴム、フィルムあるいはプラスチック製品などの添加剤として用いた場合、化学的熱的に安定でその特異な形状より、製品の改質、補強に大きく貢献できる。
(4)これを塗料、インキ、接着剤あるいは紙塗工剤などの液体製品への添加剤として用いた場合、化学的熱的に安定でその特異な形状より、製品の改質に大きく貢献できる。
(5)これを電池材料として用いた場合、粒子の特異な形状・組成より、電極材料として高性能化が期待できる。
(6)これを電気二重層キャパシタ材料として用いた場合、粒子の特異な形状・組成より、高性能化が期待できる。
With the above configuration, the present invention has a wide variety of excellent effects as listed below, and is expected to be used in various fields.
(1) When this is used as a material separation material, it can be expected to be applied to a chromatographic carrier, ion-exchange resin, and the like that are chemically stable in the acid / alkali region and whose particle form / size is controlled.
(2) When this is used as a substance storage material, it is expected to work effectively for storing small molecules such as hydrogen and ions due to its unique shape.
(3) When this is used as an additive for fibers, rubbers, films or plastic products, it is chemically and thermally stable and can contribute greatly to the modification and reinforcement of products due to its unique shape.
(4) When used as an additive to liquid products such as paints, inks, adhesives or paper coatings, it is chemically and thermally stable and can contribute greatly to product modification due to its unique shape. .
(5) When this is used as a battery material, higher performance as an electrode material can be expected from the unique shape and composition of the particles.
(6) When this is used as an electric double layer capacitor material, higher performance can be expected from the unique shape and composition of the particles.

この出願の発明は、以上の特徴を持つものであるが、以下実施例を添付した図面に基づき、具体的に説明する。ただし、これらの実施例は、あくまでも本発明の一つの態様を開示するものであり、決して本発明を限定する趣旨ではない。すなわち、本発明のねらいとするところは2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類とアルデヒドの共重合体を主要成分として組織された、間隔1〜10nmの層状構造を構成単位とする直径2〜100μm、長さ20〜300μm、ならびに直径10〜300nm、長さ1〜100μmのワイヤー状の構造を有することを特徴とするワイヤー状ポリマー粒子を提供するところにあることは、前述したとおりである。   The invention of this application has the above-described features, and will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. However, these examples merely disclose one aspect of the present invention, and are not intended to limit the present invention. That is, the aim of the present invention is a layered structure with a spacing of 1 to 10 nm organized as a main component of a copolymer of phenols and aldehydes having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted. As described above, the present invention provides a wire-like polymer particle having a wire-like structure having a diameter of 2 to 100 μm, a length of 20 to 300 μm, and a diameter of 10 to 300 nm and a length of 1 to 100 μm. It is.

その含有成分と構造は、1種類以上のフェノール類と1種以上のアルデヒド類との共重合体を骨格成分とする特定寸法・形態のポリマー粒子であり、その構成成分は、フェノール類とアルデヒド類に関しても、組成的に多様な組み合わせを許容するものであることに加え、置換反応等の操作により骨格組織中に容易に他の置換基が導入されることから、実に多様な組み合わせを含むものである。   The contained components and structures are polymer particles having specific dimensions and shapes having a skeleton component of a copolymer of one or more types of phenols and one or more types of aldehydes. The constituent components are phenols and aldehydes. In addition, in addition to permitting various combinations in terms of composition, other substituents are easily introduced into the skeletal structure by an operation such as a substitution reaction, and thus various combinations are included.

また、製造方法の骨子は、界面活性剤溶液中でフェノール類とアルデヒド類各1種類以上を混合し塩基性縮合剤のもとで、あるいはさらにトリメチルベンゼン等の疎水性分子を添加して反応させ、特定寸法・形態のポリマー粒子を誘導するというものであり、構造体を構築するための各段階での最適反応温度や反応混合物組成も対象とするモノマー種や用いる界面活性剤の特性によって多様に変化する。   In addition, the main point of the manufacturing method is that one or more phenols and aldehydes are mixed in a surfactant solution and reacted under a basic condensing agent or by adding a hydrophobic molecule such as trimethylbenzene. In order to induce polymer particles of specific dimensions and form, the optimum reaction temperature and reaction mixture composition at each stage for constructing the structure vary depending on the target monomer species and the characteristics of the surfactant used. Change.

これに対して、実施例は、本発明に対して、あくまでもその一態様例を示すものにすぎず、本発明を構成するモノマー種や製造方法もこの実施例によって限定されるべきではない。   On the other hand, an Example shows only the example of the aspect with respect to this invention, and the monomer seed | species and manufacturing method which comprise this invention should not be limited by this Example.

図1(a)および図2(a)は本発明で合成されたポリマー粒子の走査型電子顕微鏡(SEM)像である。これによるといずれもワイヤー状の形態をとっていることが確認された。これらを塩酸/エタノールで処理しても、同様な形態を保持していることが分かった。   FIG. 1A and FIG. 2A are scanning electron microscope (SEM) images of polymer particles synthesized according to the present invention. According to this, it was confirmed that all took the wire form. It was found that even when these were treated with hydrochloric acid / ethanol, the same morphology was maintained.

実施例1;
レゾルシノール、水酸化ナトリウム、セチルトリメチルアンモニウムブロミドおよび水1:1:1:360のモル比の溶液を調製した。この溶液を撹拌しながら、レゾルシノール:ホルムアルデヒド1:4(モル比)の溶液を添加して50℃で2時間、続いて90℃で72時間反応させた後、パラホルムアルデヒド(モル比4)と共にさらに150℃で24時間水熱処理した。得られた固相を遠心分離、洗浄し、減圧乾燥を行い、固体生成物を得た。
走査型電子顕微鏡(SEM)像より、この固体生成物は直径3〜5μmの微細な繊維状構造体が束状に集合してできたワイヤー粒子からなることが分かった(図1(a))。さらに、この試料を粉砕・超音波処理したところ、SEM・透過型電子顕微鏡観察によりシートの積層構造が観察された(図1(b,c))。
Example 1;
A solution with a molar ratio of resorcinol, sodium hydroxide, cetyltrimethylammonium bromide and water 1: 1: 1: 360 was prepared. While stirring this solution, a solution of resorcinol: formaldehyde 1: 4 (molar ratio) was added and reacted at 50 ° C. for 2 hours, then at 90 ° C. for 72 hours, and then further with paraformaldehyde (molar ratio 4). Hydrothermal treatment was performed at 150 ° C. for 24 hours. The obtained solid phase was centrifuged, washed, and dried under reduced pressure to obtain a solid product.
From a scanning electron microscope (SEM) image, it was found that this solid product was composed of wire particles formed by collecting fine fibrous structures having a diameter of 3 to 5 μm in a bundle (FIG. 1 (a)). . Furthermore, when this sample was pulverized and subjected to ultrasonic treatment, the laminated structure of the sheet was observed by SEM / transmission electron microscope observation (FIGS. 1B and 1C).

実施例2;
レゾルシノール、水酸化ナトリウム、セチルトリメチルアンモニウムブロミドおよび水1:1:1:360のモル比の溶液を調製した。この溶液を撹拌しながら、レゾルシノール:ホルムアルデヒド1:4(モル比)の溶液を添加して50℃で2時間、続いて90℃で72時間反応させた後、パラホルムアルデヒド(モル比4)と共にさらに150℃で24時間水熱処理した。得られた固相を遠心分離、洗浄し、減圧乾燥を行い、固体生成物を得た。さらに、その乾燥試料1gを2M塩酸5mlとエタノール45mlの混合溶液に添加し、その分散液を室温で24時間処理することにより最終の固体生成物を得た。
走査型電子顕微鏡(SEM)像より、この固体生成物は直径3〜5μmの微細な繊維状構造体が束状に集合してできたワイヤー粒子からなることが分かった(図1(d))。
Example 2;
A solution with a molar ratio of resorcinol, sodium hydroxide, cetyltrimethylammonium bromide and water 1: 1: 1: 360 was prepared. While stirring this solution, a solution of resorcinol: formaldehyde 1: 4 (molar ratio) was added and reacted at 50 ° C. for 2 hours, then at 90 ° C. for 72 hours, and then further with paraformaldehyde (molar ratio 4). Hydrothermal treatment was performed at 150 ° C. for 24 hours. The obtained solid phase was centrifuged, washed, and dried under reduced pressure to obtain a solid product. Further, 1 g of the dried sample was added to a mixed solution of 5 ml of 2M hydrochloric acid and 45 ml of ethanol, and the dispersion was treated at room temperature for 24 hours to obtain a final solid product.
From the scanning electron microscope (SEM) image, it was found that this solid product was composed of wire particles formed by collecting fine fibrous structures having a diameter of 3 to 5 μm in a bundle (FIG. 1 (d)). .

実施例3;
レゾルシノール、水酸化ナトリウム、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、メシチレンおよび水1:0.25:1:1:360のモル比の溶液を調製した。この溶液を撹拌しながら、レゾルシノール:ホルムアルデヒド1:4(モル比)の溶液を添加して50℃で2時間、続いて90℃で72時間反応させた後、パラホルムアルデヒド(モル比4)と共にさらに150℃で24時間水熱処理した。得られた固相を遠心分離、洗浄し、減圧乾燥を行い、固体生成物を得た。
得られた試料の走査型電子顕微鏡(SEM)像より、この固体生成物は直径80〜300nmのワイヤー状粒子の集合形態が確認された(図2(a))。
Example 3;
A solution with a molar ratio of resorcinol, sodium hydroxide, cetyltrimethylammonium bromide, mesitylene and water 1: 0.25: 1: 1: 360 was prepared. While stirring this solution, a solution of resorcinol: formaldehyde 1: 4 (molar ratio) was added and reacted at 50 ° C. for 2 hours, then at 90 ° C. for 72 hours, and then further with paraformaldehyde (molar ratio 4). Hydrothermal treatment was performed at 150 ° C. for 24 hours. The obtained solid phase was centrifuged, washed, and dried under reduced pressure to obtain a solid product.
From the scanning electron microscope (SEM) image of the obtained sample, this solid product was confirmed to be in the form of aggregates of wire-like particles having a diameter of 80 to 300 nm (FIG. 2 (a)).

実施例4;
レゾルシノール、水酸化ナトリウム、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、メシチレンおよび水1:0.25:1:1:360のモル比の溶液を調製した。この溶液を撹拌しながら、レゾルシノール:ホルムアルデヒド1:4(モル比)の溶液を添加して50℃で2時間、続いて90℃で72時間反応させた後、パラホルムアルデヒド(モル比4)と共にさらに150℃で24時間水熱処理した。得られた固相を遠心分離、洗浄し、減圧乾燥を行い、固体生成物を得た。さらに、その乾燥試料1gを2M塩酸5mlとエタノール45mlの混合溶液に添加し、その分散液を室温で24時間処理することにより最終の固体生成物を得た。
得られた試料の走査型電子顕微鏡(SEM)像より、この固体生成物は直径40〜250nmのワイヤー状粒子の集合形態が確認された(図2(b))
Example 4;
A solution with a molar ratio of resorcinol, sodium hydroxide, cetyltrimethylammonium bromide, mesitylene and water 1: 0.25: 1: 1: 360 was prepared. While stirring this solution, a solution of resorcinol: formaldehyde 1: 4 (molar ratio) was added and reacted at 50 ° C. for 2 hours, then at 90 ° C. for 72 hours, and then further with paraformaldehyde (molar ratio 4). Hydrothermal treatment was performed at 150 ° C. for 24 hours. The obtained solid phase was centrifuged, washed, and dried under reduced pressure to obtain a solid product. Further, 1 g of the dried sample was added to a mixed solution of 5 ml of 2M hydrochloric acid and 45 ml of ethanol, and the dispersion was treated at room temperature for 24 hours to obtain a final solid product.
From the scanning electron microscope (SEM) image of the obtained sample, it was confirmed that this solid product was an aggregated form of wire-like particles having a diameter of 40 to 250 nm (FIG. 2 (b)).

本発明は、以上の実施例に加え、多岐にわたる実験例を積み重ね、得られたデータを整理した結果、前記(1)、(2)、(3)および(4)項に記載したポリマー粒子であることが確認されたものである。   As a result of accumulating various experimental examples in addition to the above examples and arranging the obtained data, the present invention provides the polymer particles described in the items (1), (2), (3) and (4). It has been confirmed that there is.

そしてその結果、本発明は、レゾルシノール系樹脂を主要成分として組織された、間隔1〜10nmの層状構造を構成単位とするワイヤー状の構造を有することを特徴とするワイヤー状ポリマー粒子を得ることに成功したものであり、その意義は極めて大であると確信する。その詳細な物性や、諸特性及び各種技術分野における作用効果に関する具体的データ等の開示、及びこれに関連して誘導される新たな技術的可能性、発展性等の研究開発は、今後の研究に待つところ大であり、委ねられているものであるが、その組成と特徴的な構造からして、諸分野において優れた作用効果を奏しうることの可能性は極めて大である。   As a result, the present invention provides a wire-like polymer particle characterized by having a wire-like structure having a lamellar structure with a spacing of 1 to 10 nm as a structural unit, organized with a resorcinol-based resin as a main component. I am convinced that it has been successful and its significance is extremely large. Disclosure of detailed physical properties, specific data on various characteristics and effects in various technical fields, and research and development of new technical possibilities and developments related to this will be conducted in the future. However, due to its composition and characteristic structure, there is a great possibility that it can provide excellent effects in various fields.

すなわち、形態制御されたポリマー粒子の特異な形状と細孔の微細性、分子ふるい、物質分離、小分子の貯蔵、電気伝導あるいは電気絶縁性、特定分子に対する選択的吸着特性等の各種有用な機能を有し、これら有用機能の発現によって高性能分離剤、吸着剤、物質貯蔵剤、繊維・フィルム・プラスチック製品・インキ・塗料・接着剤・紙塗工剤などへの添加剤、断熱材など工業的に極めて重要な各種用途に供することのできるポリマー粒子を得ることに成功したものである。   That is, various useful functions such as the unique shape and fineness of pores, molecular sieving, substance separation, storage of small molecules, electrical conductivity or electrical insulation, and selective adsorption characteristics for specific molecules With the development of these useful functions, the high-performance separation agent, adsorbent, substance storage agent, additives for fibers, films, plastic products, inks, paints, adhesives, paper coating agents, etc. In particular, the present inventors have succeeded in obtaining polymer particles that can be used for various extremely important applications.

ここに、層状構造を構成単位とする直径2〜100μm、長さ20〜300μmのワイヤー状形態を有するポリマー(特許請求の範囲第1項)とポリマー/界面活性剤複合体(特許請求の範囲第2項)、ならびに同じく直径10〜300nm、長さ1〜100μmのワイヤー状形態を有するポリマー(特許請求の範囲第3項)とポリマー/界面活性剤複合体(特許請求の範囲第4項)の製造方法は、前記実施例で具体的に開示したところであるが、これを、反応混合物の調製から実施する場合の製造方法における反応条件について言及、要約すると、以下の通りである。   Here, a polymer having a wire-like form having a diameter of 2 to 100 μm and a length of 20 to 300 μm having a layered structure as a structural unit (claim 1) and a polymer / surfactant complex (claim 1) 2), and a polymer (Claim 3) and a polymer / surfactant complex (Claim 4) which also have a wire-like form with a diameter of 10 to 300 nm and a length of 1 to 100 μm. The production method has been specifically disclosed in the above-mentioned Examples, and the reaction conditions in the production method when the production method is carried out from the preparation of the reaction mixture are summarized as follows.

まず、層状構造を構成単位とする直径2〜100μm、長さ20〜300μmのワイヤー状形態を有するポリマー(特許請求の範囲第1項)とポリマー/界面活性剤複合体(特許請求の範囲第2項)を製造する方法である。   First, a polymer having a wire-like form having a diameter of 2 to 100 μm and a length of 20 to 300 μm having a layered structure as a structural unit (claim 1) and a polymer / surfactant complex (claim 2) Item).

その反応条件は、例示的に要約すると以下の通りである。
すなわち、レゾルシノールおよびホルムアルデヒドをモノマーとする特許請求の範囲第1項および第2項記載のポリマー粒子に基づき説明する。
レゾルシノール1モルに対し、セチルトリメチルアンモニウムブロミドを0.1〜2モル好ましくは1モル、水酸化ナトリウムを0.01〜3モル好ましくは1モルおよび水を120〜1200モル好ましくは360モルを加えた溶液に、ホルムアルデヒドを1〜6モル好ましくは4モルおよびレゾルシノールを0〜2モル好ましくは1モルを加え、撹拌しながら40〜100℃好ましくは50℃で0〜3時間好ましくは2時間続いて、40〜100℃好ましくは90℃で0〜100時間好ましくは72時間反応させたのち、パラホルムアルデヒドを2〜6モル好ましくは4モルと共に、90〜180℃好ましくは150℃で0〜48時間好ましくは24時間反応した。以降、2通りの操作を行い、ポリマー粒子(特許請求の第1項)あるいはポリマー/界面活性剤複合体(特許請求の範囲第2項)を合成した。
特許請求の範囲第2項では、得られた生成物を、洗浄、乾燥し、試料を得た。
特許請求の第1項では、得られた生成物を洗浄、回収した。その試料0.5gあたりエタノール10〜100ml好ましくは50mlを20〜60℃好ましくは25℃で0〜24時間好ましくは24時間浸漬したのち、これに1〜12mol/l好ましくは5mol/lの塩酸0.5〜5ml好ましくは1mlを添加し、20〜60℃好ましくは25℃で0〜24時間好ましくは6時間攪拌した。得られた生成物を洗浄、乾燥し、試料を得た。
The reaction conditions are summarized as follows by way of example.
That is, description will be made based on the polymer particles described in claims 1 and 2 using resorcinol and formaldehyde as monomers.
0.1 mol to 2 mol, preferably 1 mol of cetyltrimethylammonium bromide, 0.01 to 3 mol, preferably 1 mol of sodium hydroxide, and 120 to 1200 mol, preferably 360 mol of water are added to 1 mol of resorcinol. 1-6 mol, preferably 4 mol of formaldehyde and 0-2 mol, preferably 1 mol, of resorcinol are added to the solution, followed by stirring at 40-100 ° C., preferably 50 ° C. for 0-3 hours, preferably 2 hours, After reacting at 40-100 ° C, preferably 90 ° C for 0-100 hours, preferably 72 hours, paraformaldehyde is added with 2-6 mol, preferably 4 mol, 90-180 ° C, preferably 150 ° C, preferably 0-48 hours. Reacted for 24 hours. Thereafter, two operations were performed to synthesize polymer particles (Claim 1) or a polymer / surfactant complex (Claim 2).
In the second aspect of the claims, the obtained product was washed and dried to obtain a sample.
In the first claim, the obtained product was washed and recovered. After immersing 10 to 100 ml, preferably 50 ml, of ethanol per 0.5 g of the sample at 20 to 60 ° C., preferably 25 ° C. for 0 to 24 hours, preferably 24 hours, 1 to 12 mol / l, preferably 5 mol / l hydrochloric acid 0.5-5 ml, preferably 1 ml was added and stirred at 20-60 ° C., preferably 25 ° C., for 0-24 hours, preferably 6 hours. The obtained product was washed and dried to obtain a sample.

次に、層状構造を構成単位とする直径10〜300nm、長さ1〜100μmのワイヤー状形態を有するポリマー(特許請求の範囲第3項)とポリマー/界面活性剤複合体(特許請求の範囲第4項)を製造する方法について説明する。
レゾルシノール1モルに対し、セチルトリメチルアンモニウムブロミドを0.1〜2モル好ましくは1モル、水酸化ナトリウムを0.01〜3モル好ましくは0.25モル、メシチレンを0.1〜10好ましくは1および水を120〜1200モル好ましくは360モルを加えた溶液に、ホルムアルデヒドを1〜6モル好ましくは4モルおよびレゾルシノールを0〜2モル好ましくは1モルを加え、撹拌しながら40〜100℃好ましくは50℃で1〜3時間好ましくは2時間続いて、40〜100℃好ましくは90℃で0〜100時間好ましくは72時間反応させたのち、パラホルムアルデヒドを2〜6モル好ましくは4モルと共に、90〜180℃好ましくは150℃で0〜48時間好ましくは24時間反応した。以降、2通りの操作を行い、ポリマー/界面活性剤複合体(特許請求の第1項)あるいはポリマー粒子(特許請求の第2項)を合成した。
特許請求の第4項では、得られた生成物を、洗浄、乾燥し、試料を得た。
特許請求の第3項では、得られた生成物を洗浄、回収した。その試料0.5gあたりエタノール10〜100ml好ましくは50mlを20〜60℃好ましくは25℃で0〜24時間好ましくは24時間浸漬したのち、これに1〜12mol/l好ましくは5mol/lの塩酸0.5〜5ml好ましくは1mlを添加し、20〜60℃好ましくは25℃で0〜24時間好ましくは6時間攪拌した。得られた生成物を洗浄、乾燥し、試料を得た。
Next, a polymer (Claim 3) and a polymer / surfactant complex (Claim 3) having a wire-like form having a diameter of 10 to 300 nm and a length of 1 to 100 μm having a layered structure as a structural unit. (Method 4) will be described.
0.1 to 2 moles, preferably 1 mole of cetyltrimethylammonium bromide, 0.01 to 3 moles of sodium hydroxide, preferably 0.25 moles, 0.1 to 10 moles of mesitylene, preferably 1 and 1 mole of resorcinol 1 to 6 moles, preferably 4 moles of formaldehyde and 0 to 2 moles, preferably 1 mole of formaldehyde are added to a solution obtained by adding 120 to 1200 moles, preferably 360 moles of water, and 40 to 100 ° C., preferably 50, with stirring. C. for 1 to 3 hours, preferably 2 hours, followed by reaction at 40 to 100.degree. C., preferably 90.degree. C. for 0 to 100 hours, preferably 72 hours. The reaction was carried out at 180 ° C., preferably 150 ° C., for 0 to 48 hours, preferably 24 hours. Thereafter, two operations were carried out to synthesize a polymer / surfactant complex (first claim) or polymer particles (second claim).
In claim 4, the obtained product was washed and dried to obtain a sample.
In claim 3, the obtained product was washed and recovered. After immersing 10 to 100 ml, preferably 50 ml, of ethanol per 0.5 g of the sample at 20 to 60 ° C., preferably 25 ° C. for 0 to 24 hours, preferably 24 hours, 1 to 12 mol / l, preferably 5 mol / l hydrochloric acid 0.5-5 ml, preferably 1 ml was added and stirred at 20-60 ° C., preferably 25 ° C., for 0-24 hours, preferably 6 hours. The obtained product was washed and dried to obtain a sample.

以上、レゾルシノール−ホルムアルデヒド系ポリマー粒子を得る際の反応操作と反応条件を説明したが、それ以外のレゾルシノール−アルデヒド系ポリマー粒子においても前示した反応操作、反応条件と同様の手順ないしはこれに準じた操作条件によって実施される。   The reaction operation and reaction conditions for obtaining resorcinol-formaldehyde polymer particles have been described above, but the same procedure or the same as the reaction operation and reaction conditions described above for other resorcinol-aldehyde polymer particles was used. Implemented according to operating conditions.

すなわち、このポリマー粒子の反応混合物の調製から、最終生成物を得るまでの過程は、次のように構成される。まず、原料の選択の際には、アルキルトリメチルアンモニウムイオンと結合するフェノキシドを与えるフェノール系の中でも水に易溶であるレゾルシノールとホルムアルデヒドのように、モノマーが3次元的に重合し、界面活性剤と結合し、水(水系溶媒)に溶けやすいものを選択し、均一組成溶液から構造化を促すことが望ましい。メシチレン未添加系では、水酸化ナトリウムの仕込み量を変えることで、層状あるいはその形態を構成単位とするワイヤ状粒子あるいは球状粒子を選択的に作り分けることができる。水酸化ナトリウムは、レゾルシノールとホルムアルデヒドの反応の触媒作用を示すと同時に、レゾルシノールのヒドロキシル基をイオン化する役割も担うものと考えられるため、アニオン化したレゾルシノールとセチルトリメチルアンモニウムブロミドの相互作用の度合いにより、ミセル形態が変化し、最終生成物の形態にも影響を与えるものと予想される。メシチレン添加系では、水酸化ナトリウム量を考慮しつつ、鋳型ミセル構造の大きさ・形態を変化させる効果があるメシチレンのような添加剤を添加することで、微細なワイヤー状形態へ導くミセル構造が形成され、それを鋳型としてレゾルシノールとホルムアルデヒドが重合反応をした結果、ポリマーナノワイヤーが生成されるものと考えられる。つまり、水酸化ナトリウムとメシチレンの量を調節することで、レゾルシノール系ポリマーのナノオーダーの形態制御が可能になるものと考えられる。   That is, the process from the preparation of the reaction mixture of polymer particles to the final product is configured as follows. First, at the time of selection of raw materials, monomers such as resorcinol and formaldehyde which are easily soluble in water among phenols which give phenoxide which binds to alkyltrimethylammonium ions are polymerized three-dimensionally, It is desirable to select a material that is easily bonded and soluble in water (aqueous solvent), and promotes structuring from a homogeneous composition solution. In the mesitylene-free system, by changing the amount of sodium hydroxide charged, wire-like particles or spherical particles having a layer or its form as a structural unit can be selectively produced. Since sodium hydroxide is considered to play a role in ionizing the hydroxyl group of resorcinol at the same time as catalyzing the reaction between resorcinol and formaldehyde, depending on the degree of interaction between anionized resorcinol and cetyltrimethylammonium bromide, It is expected that the micelle morphology will change and will also affect the final product morphology. In the mesitylene-added system, a micelle structure that leads to a fine wire-like form is obtained by adding an additive such as mesitylene that has the effect of changing the size and form of the template micelle structure while taking into account the amount of sodium hydroxide. It is considered that polymer nanowires are formed as a result of the polymerization reaction of resorcinol and formaldehyde that is formed and used as a template. In other words, it is considered that the nano-order form control of the resorcinol polymer can be performed by adjusting the amounts of sodium hydroxide and mesitylene.

以上のことを踏まえて、まず、始めにレゾルシノール、界面活性剤、水酸化ナトリウム、水から成る均一組成の溶液を調製する。この溶液にホルムアルデヒド溶液を添加することで反応開始とし、溶液全体が均一に混合されるように攪拌することが望ましい。このとき、調製溶液の粘性が増大することがあるので、十分な攪拌が得られる装置を使用することが肝要である。反応温度は、最終生成物の形態、収率を考慮して設定するが、反応初期は組成を均一にするために50〜60℃の低温で、それ以降は重合体の架橋密度を上げるために80〜90℃で少なくとも1時間以上加熱することが望ましい。パラホルムアルデヒドの添加や90〜180℃の範囲での水熱処理およびエタノール/塩酸処理は必要に応じて行うことが望ましい。   Based on the above, first, a solution having a uniform composition comprising resorcinol, a surfactant, sodium hydroxide, and water is first prepared. It is desirable to start the reaction by adding a formaldehyde solution to this solution and to stir so that the entire solution is uniformly mixed. At this time, since the viscosity of the prepared solution may increase, it is important to use an apparatus capable of obtaining sufficient stirring. The reaction temperature is set in consideration of the form and yield of the final product, but at the beginning of the reaction at a low temperature of 50 to 60 ° C. in order to make the composition uniform, and thereafter to increase the crosslinking density of the polymer. It is desirable to heat at 80 to 90 ° C. for at least 1 hour. The addition of paraformaldehyde, hydrothermal treatment in the range of 90 to 180 ° C., and ethanol / hydrochloric acid treatment are desirably performed as necessary.

本発明は、その共重合体がワイヤー状を呈しているため、次のような効果が期待でき、各種分野において利用され、今後、各種分野において大いに利用され、産業の発展に寄与するものと期待される。
(1)これを物質分離材として用いた場合、酸・アルカリ領域において化学的に安定でかつ粒子形態・サイズが制御されたクロマトグラフィーの担体、イオン交換樹脂等への応用が期待できる。
(2)これを物質貯蔵材として用いた場合、その特異な形状により、水素等の小分子やイオンの貯蔵に効果的に働くことが期待される。
(3)これを繊維、ゴム、フィルムあるいはプラスチック製品などの添加剤として用いた場合、化学的熱的に安定でその特異な形状より、製品の改質、補強に大きく貢献できる。
(4)これを塗料、インキ、接着剤あるいは紙塗工剤などの液体製品への添加剤として用いた場合、化学的熱的に安定でその特異な形状より、製品の改質に大きく貢献できる。
(5)これを断熱材として用いた場合、粒子の特異な形状・組成よりより、耐熱板等への応用が期待できる。
In the present invention, since the copolymer has a wire shape, the following effects can be expected, and it is expected to be used in various fields and will be greatly used in various fields in the future to contribute to industrial development. Is done.
(1) When this is used as a material separation material, it can be expected to be applied to a chromatographic carrier, ion-exchange resin, and the like that are chemically stable in the acid / alkali region and whose particle form / size is controlled.
(2) When this is used as a substance storage material, it is expected to work effectively for storing small molecules such as hydrogen and ions due to its unique shape.
(3) When this is used as an additive for fibers, rubbers, films or plastic products, it is chemically and thermally stable and can contribute greatly to the modification and reinforcement of products due to its unique shape.
(4) When used as an additive to liquid products such as paints, inks, adhesives or paper coatings, it is chemically and thermally stable and can contribute greatly to product modification due to its unique shape. .
(5) When this is used as a heat insulating material, application to a heat-resistant plate or the like can be expected from the unique shape and composition of particles.

本発明の層状構造を構成単位とするひも状ポリマーの走査型電子顕微鏡(SEM)および透過型電子顕微鏡(TEM)による観察写真。aは実施例1で得られたヒモ状粒子のSEM像。bは実施例1で得られた化合物を粉砕・超音波処理した試料のSEM像。cは実施例1で得られた化合物を粉砕・超音波処理した試料の透過型電子顕微鏡像。dは実施例2で得られた化合物のSEM像The observation photograph by the scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM) of the string polymer which uses the layered structure of this invention as a structural unit. a is an SEM image of the string-like particles obtained in Example 1. b is an SEM image of a sample obtained by pulverizing and ultrasonicating the compound obtained in Example 1. c is a transmission electron microscope image of a sample obtained by pulverizing and ultrasonicating the compound obtained in Example 1. d is an SEM image of the compound obtained in Example 2. 本発明の球状のポリマー化合物の走査型電子顕微鏡(SEM)および透過型電子顕微鏡(TEM)による観察写真。(a)は実施例3で得られた球状粒子のSEM像。(b)は実施例3で得られた球状粒子のTEM像。(c)は実施例4で得られた球状粒子のTEM像。The observation photograph of the spherical polymer compound of the present invention by a scanning electron microscope (SEM) and a transmission electron microscope (TEM). (A) is the SEM image of the spherical particle obtained in Example 3. FIG. (B) is a TEM image of the spherical particles obtained in Example 3. (C) is a TEM image of the spherical particles obtained in Example 4.

Claims (13)

レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーと、ホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーとの共重合体を骨格成分とする間隔1〜10nmの層状構造を構成単位とする直径2〜100μm、長さ20〜300μmのワイヤー状の構造を有することを特徴とするワイヤー状ポリマー粒子。   One or more monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinol, and one or more selected from aldehydes such as formaldehyde and furfural Wire-like polymer particles characterized by having a wire-like structure with a diameter of 2 to 100 μm and a length of 20 to 300 μm having a layered structure with a spacing of 1 to 10 nm as a skeleton component and a copolymer with a monomer of . レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーと、ホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーとの共重合体と、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等のアルキルアンモニウム塩、ヘキサデシルアミン等のアルキルアミンよりなる群から選択された1種以上の界面活性剤との結合によって成り、間隔1〜10nmの層状構造を構成単位とする直径2〜100μm、長さ20〜300μmのワイヤー状の構造を有することを特徴とするワイヤー状ポリマー粒子。   One or more monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinol, and one or more selected from aldehydes such as formaldehyde and furfural It comprises a bond between a copolymer of the above monomer and one or more surfactants selected from the group consisting of alkylammonium salts such as hexadecyltrimethylammonium bromide and alkylamines such as hexadecylamine, and an interval of 1 to A wire-like polymer particle having a wire-like structure having a diameter of 2 to 100 μm and a length of 20 to 300 μm having a layered structure of 10 nm as a structural unit. レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーと、ホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーとの共重合体を骨格成分とする直径10〜300nm、長さ1〜100μmのワイヤー状の構造を有することを特徴とするワイヤー状ポリマー粒子。   One or more monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinol, and one or more selected from aldehydes such as formaldehyde and furfural Wire-like polymer particles characterized by having a wire-like structure having a diameter of 10 to 300 nm and a length of 1 to 100 μm having a copolymer with a monomer as a skeleton component. レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーと、ホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーとの共重合体ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等のアルキルアンモニウム塩、ヘキサデシルアミン等のアルキルアミンよりなる群から選択された1種以上の界面活性剤との結合によって成り、直径10〜500nm、長さ1〜100μmのワイヤー状の構造を有することを特徴とするワイヤー状ポリマー粒子。   One or more monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinol, and one or more selected from aldehydes such as formaldehyde and furfural A copolymer with a monomer of the above, comprising an alkylammonium salt such as hexadecyltrimethylammonium bromide, and one or more surfactants selected from the group consisting of alkylamines such as hexadecylamine, having a diameter of 10 to 500 nm, Wire-like polymer particles characterized by having a wire-like structure having a length of 1 to 100 μm. 塩基性縮合剤の存在下、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等のアルキルアンモニウム塩、ヘキサデシルアミン等のアルキルアミンよりなる群から選択された1種以上界面活性剤と水を1:120〜1200のモル比で混合した溶液に、レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーとホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーを加え、反応させることで得られる生成物を、エタノール等のアルコール類よりなる群から選択された1種類以上の溶媒と塩酸等の酸よりなる群から選択された1種類以上の酸の混合溶液で処理することを特徴とする請求項1記載のワイヤー状ポリマー粒子の製造方法。   In the presence of a basic condensing agent, a molar ratio of one or more surfactants selected from the group consisting of alkylammonium salts such as hexadecyltrimethylammonium bromide and alkylamines such as hexadecylamine and water in a 1: 120 to 1200 molar ratio. Select from one or more monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinols and aldehydes such as formaldehyde and furfural. A product obtained by adding and reacting one or more monomers selected from the group consisting of one or more solvents selected from the group consisting of alcohols such as ethanol and an acid such as hydrochloric acid 1 The method for producing wire-like polymer particles according to claim 1, wherein the treatment is performed with a mixed solution of at least one kind of acid. 塩基性縮合剤の存在下、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等のアルキルアンモニウム塩、ヘキサデシルアミン等のアルキルアミンよりなる群から選択された1種以上界面活性剤と水を1:120〜1200のモル比で混合した溶液に、レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーとホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーを加え、反応させることを特徴とする請求項2記載のワイヤー状ポリマー粒子の製造方法。   In the presence of a basic condensing agent, one or more surfactants selected from the group consisting of alkylammonium salts such as hexadecyltrimethylammonium bromide and alkylamines such as hexadecylamine and water in a molar ratio of 1: 120 to 1200 Select from one or more monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinols and aldehydes such as formaldehyde and furfural. The method for producing wire-like polymer particles according to claim 2, wherein one or more kinds of monomers are added and reacted. 塩基性縮合剤とヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等のアルキルアンモニウム塩、ヘキサデシルアミン等のアルキルアミンよりなる群から選択された1種以上界面活性剤とメシチレン等のアルキルベンゼンよりなる群から選択された1種類以上の添加剤存在下で、レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーとホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーを反応させることで得られる生成物を、エタノール等のアルコール類よりなる群から選択された1種類以上の溶媒と塩酸等の酸よりなる群から選択された1種類以上の酸の混合溶液で処理することを特徴とする請求項3記載のワイヤー状ポリマー粒子の製造方法。   One or more surfactants selected from the group consisting of basic condensing agents and alkylammonium salts such as hexadecyltrimethylammonium bromide, alkylamines such as hexadecylamine, and one type selected from the group consisting of alkylbenzenes such as mesitylene In the presence of the above-mentioned additives, one or more monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinol and aldehydes such as formaldehyde and furfural A product obtained by reacting one or more monomers selected from 1 is selected from the group consisting of one or more solvents selected from the group consisting of alcohols such as ethanol and an acid such as hydrochloric acid. The wire-like polymer particles according to claim 3, which are treated with a mixed solution of at least one kind of acid. Manufacturing method. 塩基性縮合剤とヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等のアルキルアンモニウム塩、ヘキサデシルアミン等のアルキルアミンよりなる群から選択された1種以上界面活性剤とメシチレン等のアルキルベンゼンよりなる群から選択された1種類以上の添加剤存在下で、レゾルシノール類の芳香族環に2個以上のヒドロキシル基が置換した構造を持つフェノール類の中から選択された1種類以上のモノマーとホルムアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類の中から選択された1種以上のモノマーを反応させることを特徴とする請求項4記載のワイヤー状ポリマー粒子の製造方法。   One or more surfactants selected from the group consisting of basic condensing agents and alkylammonium salts such as hexadecyltrimethylammonium bromide, alkylamines such as hexadecylamine, and one type selected from the group consisting of alkylbenzenes such as mesitylene In the presence of the above additives, one or more monomers selected from phenols having a structure in which two or more hydroxyl groups are substituted on the aromatic ring of resorcinol and aldehydes such as formaldehyde and furfural The method for producing wire-like polymer particles according to claim 4, wherein one or more monomers selected from the above are reacted. 請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載するワイヤー状レゾルシノール系ポリマー粒子を含んで成り、各種物質の分離剤、吸着剤または貯蔵剤、あるいは、繊維、ゴム、フィルムあるいはプラスチック製品などの添加剤・充填剤、あるいはまた、塗料、インキ、接着剤あるいは紙塗工剤などの液体製品への添加剤、電池材料、電気二重層キャパシタ材料、の多用途に使用されることを特徴とした、汎用機能性材料。 A wire-like resorcinol-based polymer particle according to any one of claims 1 to 4, comprising a separating agent, adsorbent or storage agent for various substances, or a fiber, rubber, film or plastic product. Additives / fillers or additives for liquid products such as paints, inks, adhesives or paper coatings, battery materials, electric double layer capacitor materials, etc. General purpose functional material. その用途が専ら、各種物質の分離剤、吸着剤または貯蔵剤として供され、使用されることを特徴とする請求項9記載の機能性材料。   The functional material according to claim 9, wherein the functional material is used and used exclusively as a separating agent, adsorbent or storage agent for various substances. その用途が繊維、ゴム、フィルムあるいはプラスチック製品などの添加剤として供され、使用されることを特徴とする請求項9記載の機能性材料。   10. The functional material according to claim 9, wherein the functional material is used as an additive for fiber, rubber, film or plastic product. その用途が塗料、インキ、接着剤あるいは紙塗工剤などの液体製品への添加剤として供され、使用されることを特徴とする請求項9記載の機能性材料。 The functional material according to claim 9, wherein the functional material is used as an additive to a liquid product such as a paint, ink, adhesive or paper coating agent. その用途が断熱材として供され、使用されることを特徴とする請求項9記載の機能性材料。
The functional material according to claim 9, wherein the functional material is used as a heat insulating material.
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