JP2016017063A - 長鎖アルキルエーテル化フラーレン誘導体およびその製造方法、並びにそれを用いた樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
上記フラーレン誘導体は、球殻状の炭素分子からなるフラーレン骨格に、炭素数4以上の長鎖アルキル基がエーテル結合していることを特徴とする。
なお、ここでナノマテリアルとは、少なくとも一次元が100nmより小さい物質を意味する。
〔上記一般式(1)において、nは60以上、xは3以上、yは1以上、zは0または1以上の正数を示す。〕
上記フラーレン誘導体を製造する方法としては、例えば、第一工程として、未処理フラーレンと発煙硫酸からポリシクロ硫酸化フラーレン(CS)を合成し、第二工程として、上記CSを長鎖アルコールと反応させることにより生じるエーテル結合によってフラーレン骨格に少なくとも1以上のアルキル基を導入し、アルキルエーテル化フラーレン誘導体を合成する方法が挙げられる。
上記フラーレン誘導体を含有する樹脂組成物について説明する。
まず、樹脂組成物に用いられるフラーレン誘導体は、上記した長鎖アルキルエーテル化フラーレン誘導体をいう。
本発明に係る樹脂組成物の製造方法としては、公知のいかなる方法でもよいが、大きく溶媒法と溶融混練が挙げられ、特に、溶媒法が本発明のフラーレン誘導体を高分散させることに適していることから好ましい。
<長鎖アルキルエーテル化フラーレン誘導体の調製>
原料であるフラーレン(C60)(商品名:nanom purple ST)はフロンテイアカーボン社から、購入・準備した。
上記得られたポリシクロ硫酸化フラーレン(CS)1gをオクチルアルコール10mLと窒素雰囲気下、80℃で、撹拌しながら3日間反応させた。反応物を約500mLの水で洗浄し、洗浄水がpH6.5になるまで生成物の硫酸を除去した。次に、クーゲルロール装置(80℃、10mmHg以下)を用いて減圧留去を行い、未反応オクチルアルコールを除去した。
オクチルエーテル化フラーレン誘導体(OctC60)を含有する樹脂組成物であるオクチルエーテル化フラーレン誘導体・ポリプロピレンナノコンポジット(OctC60/PP)の作製を次のように行った。
上記固形状試料1の10wt%重量減少時温度は282℃であった。
実施例1と同様に、オクチルエーテル化フラーレン誘導体(OctC60)の10mgをo−キシレン0.5mLに溶解し、1000mgのポリプロピレン(PP)に添加し、150℃で溶解混合し、さらに150〜170℃のホットプレート上でo−キシレンを蒸発除去し、固形状試料2を得た。実施例1と同様にして上記固形状試料2の耐熱性を評価した。
上記固形状試料2の10wt%重量減少時温度は289℃であった。
実施例1と同様に、オクチルエーテル化フラーレン誘導体(OctC60)の30mgをo−キシレン0.5mLに溶解し、1000mgのポリプロピレン(PP)に添加し、150℃で溶解混合し、さらに150〜170℃のホットプレート上でo−キシレンを蒸発除去し、固形状試料3を得た。実施例1と同様にして上記固形状試料3の耐熱性を評価した。
上記固形状試料3の10wt%重量減少時温度は307℃であった。
実施例1と同様にして、ブチルエーテル化フラーレン誘導体(ButC60)の合成を次のように行った。
第一工程においては、実施例1と同様にして、ポリシクロ硫酸化フラーレン(CS)を合成した。
第二工程において、ポリシクロ硫酸化フラーレン(CS)1gをブチルアルコール10mLと窒素雰囲気下で、80℃で、撹拌しながら3日間反応させた。反応物を約500mLの水で洗浄し、洗浄水がpH6.5になるまで生成物の硫酸を除去した。次に、酢酸エチルを展開液として、シリカゲルカラムクロマトグラフィ処理を行い、ブチルエーテル化フラーレン誘導体(ButC60)を得た。
上記固形状試料4の10wt%重量減少時温度は270℃であった。
オクチルエーテル化フラーレン誘導体(OctC60)を全く加えなかった以外は、実施例1と同様にして固体状比較試料1を作成した。実施例1と同様にして固体状比較試料1の耐熱性を評価した。
上記固体状比較試料1の10wt%重量減少時温度は259℃であった。
オクチルエーテル化フラーレン誘導体(OctC60)の代わりにフラーレン(C60)を加えた以外は、実施例1と同様にして固体状比較試料2を作成した。実施例1と同様にして固体状比較試料2の耐熱性を評価した。
上記固体状比較試料2の10wt%重量減少時温度は259℃であった。
実施例1と同様にして、エチルエーテル化フラーレン誘導体(EtoC60)の合成を次のように行った。
第一工程においては、実施例1と同様にして、ポリシクロ硫酸化フラーレン(CS)を合成した。
第二工程において、ポリシクロ硫酸化フラーレン(CS)1gをエチルアルコール10mLと窒素雰囲気下で、80℃で、撹拌しながら3日間反応させた。反応物を約500mLの水で洗浄し、洗浄水がpH6.5になるまで生成物の硫酸を除去した。次に、酢酸エチルを展開液として、シリカゲルカラムクロマトグラフィ処理を行い、エチルエーテル化フラーレン誘導体(EtoC60)を得た。
上記固体状比較試料3の10wt%重量減少時温度は262℃であった。
実施例1と同様に、オクチルエーテル化フラーレン誘導体(OctC60)の5mgをo−キシレン0.5mLに溶解し、1000mgの直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)に添加し、150℃で溶解混合し、さらに150〜170℃のホットプレート上でo−キシレンを蒸発除去し、固形状試料5を得た。実施例1と同様にして上記固形状試料5の耐熱性を評価した。
上記固形状試料5の20wt%重量減少時温度は397℃であった。
実施例1と同様に、オクチルエーテル化フラーレン誘導体(OctC60)の30mgをo−キシレン0.5mLに溶解し、1000mgの直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)に添加し、150℃で溶解混合し、さらに150〜170℃のホットプレート上でo−キシレンを蒸発除去し、固形状試料6を得た。実施例1と同様にして上記固形状試料6の耐熱性を評価した。
上記固形状試料6の20wt%重量減少時温度は397℃であった。
オクチルエーテル化フラーレン誘導体(OctC60)を全く加えなかった以外は、実施例5と同様にして固形状比較試料4を作成した。実施例5と同様にして固形状比較試料4の耐熱性を評価した。
上記固形状比較試料4の20wt%重量減少時温度は349℃であった。
オクチルエーテル化フラーレン誘導体(OctC60)の代わりにフラーレン(C60)を加えた以外は、実施例5と同様にして固体状比較試料5を作成した。実施例5と同様にして固体状比較試料5の耐熱性を評価した。
上記固体状比較試料5の20wt%重量減少時温度は350℃であった。
Claims (7)
- 球殻状の炭素分子からなるフラーレン骨格に、
炭素数4以上の長鎖アルキル基がエーテル結合していることを特徴とする長鎖アルキルエーテル化フラーレン誘導体。 - 上記フラーレン骨格に、さらに水酸基が結合していることを特徴とする請求項1記載の長鎖アルキルエーテル化フラーレン誘導体。
- 上記フラーレン骨格に結合している長鎖アルキル基数yと水酸基数zの比率(y/z)が、1/1〜9/1であることを特徴とする請求項1または2に記載の長鎖アルキルエーテル化フラーレン誘導体。
- 上記請求項1〜3のいずれか一項に記載の長鎖アルキルエーテル化フラーレン誘導体を製造する方法であって、
フラーレンと発煙硫酸からポリシクロ硫酸化フラーレン(CS)を合成する第一工程と、
上記ポリシクロ硫酸化フラーレン(CS)を長鎖アルコールと反応させることにより生じるエーテル結合によってフラーレン骨格に少なくとも1以上のアルキル基を導入し、アルキルエーテル化フラーレン誘導体を合成する第二工程と、
を備えることを特徴とする長鎖アルキルエーテル化フラーレン誘導体の製造方法。 - 上記請求項1〜3のいずれか一項に記載の長鎖アルキルエーテル化フラーレン誘導体を含有することを特徴とする樹脂組成物。
- 上記長鎖アルキルエーテル化フラーレン誘導体の含有量が、樹脂100重量部に対して0.01〜10重量部であることを特徴とする請求項5記載の樹脂組成物。
- 上記樹脂が、結晶性熱可塑性樹脂、非晶性熱可塑性樹脂、および硬化性樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項5または6に記載の樹脂組成物。
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