JP3036161B2 - パーフルオロアルキル基含有シリコーンおよびその製造方法 - Google Patents
パーフルオロアルキル基含有シリコーンおよびその製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規なパーフルオロアル
キル基含有シリコーンおよびその製造方法に関するもの
である。本発明の新規なパーフルオロアルキル基含有シ
リコーンは、例えば繊維油剤、樹脂改質ワックス、塗料
添加剤、離型剤、潤滑剤などへの利用が期待される。
キル基含有シリコーンおよびその製造方法に関するもの
である。本発明の新規なパーフルオロアルキル基含有シ
リコーンは、例えば繊維油剤、樹脂改質ワックス、塗料
添加剤、離型剤、潤滑剤などへの利用が期待される。
【0002】
【従来技術およびその問題点】シリコーンオイルは、従
来よりその耐熱性、耐候性、耐薬品性、離型性、撥水
性、潤滑性などの優れた特性から、潤滑油、離型剤、つ
や出し剤、繊維処理剤など、広範な産業分野において利
用されている。例えば、繊維処理剤として用いた場合、
繊維製品に良好な柔軟性、平滑性等の風合い、撥水性等
を付与することができる。しかしながら、これら耐熱
性、耐候性、耐薬品性、撥水性等の特性はフッ素系オイ
ルと比較した場合、必ずしも満足し得るものではない。
一方、フッ素系オイルはこれら優れた特性を有する反
面、価格が高価、相溶性が低い、比重が大きいための不
都合等の欠点がある。
来よりその耐熱性、耐候性、耐薬品性、離型性、撥水
性、潤滑性などの優れた特性から、潤滑油、離型剤、つ
や出し剤、繊維処理剤など、広範な産業分野において利
用されている。例えば、繊維処理剤として用いた場合、
繊維製品に良好な柔軟性、平滑性等の風合い、撥水性等
を付与することができる。しかしながら、これら耐熱
性、耐候性、耐薬品性、撥水性等の特性はフッ素系オイ
ルと比較した場合、必ずしも満足し得るものではない。
一方、フッ素系オイルはこれら優れた特性を有する反
面、価格が高価、相溶性が低い、比重が大きいための不
都合等の欠点がある。
【0003】
【発明の解決課題】本発明者は、従来のシリコーンオイ
ルが、耐熱性、耐候性、撥水性等の点でフッ素系オイル
に比べて不充分であった点を改善し、これらの特性に優
れた新規なパーフルオロアルキル基含有シリコーンと、
その製造方法を提供することを目的とする。
ルが、耐熱性、耐候性、撥水性等の点でフッ素系オイル
に比べて不充分であった点を改善し、これらの特性に優
れた新規なパーフルオロアルキル基含有シリコーンと、
その製造方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題の解決手段;発明の構成】本発明は一般式〔1〕
【0005】
【化4】 で表わされるパーフルオロアルキル基含有シリコーンを
提供する。
提供する。
【0006】本発明におけるパーフルオロアルキル基含
有シリコーンとは、反応性官能基として分子内にエポキ
シ基を有するシリコーンの一部又はすべてのエポキシ基
に、パーフルオロアルキル基を含有するスルホン酸アミ
ドを反応させ、側鎖としてパーフルオロアルキル基を導
入した構造を有する化合物である。上述の一般式〔1〕
において、R1は炭素数1〜18の直鎖または分岐のア
ルキレン基、オキシアルキレン基を示し、アルキレン基
としてはC2H4、C3H6、C4H8、オキシアルキレン基
としては、(C2H4O)rCH2、(C3H6O)rCH2、(C4
H8O)rCH2(但し、rは1〜4の整数)等が好ましい。
Yは−CH(OH)CH2−または−CH(CH2OH)−を
示す。XはO、NHまたはSを示す。R2は炭素数1〜
4の直鎖または分岐のアルキレン基を示し、特にC2H
4 、C3H6等が好ましい。nは0〜20の整数を示す。
R3は水素または炭素数1〜10のアルキル基、アミノ
アルキル基またはフェニルアルキル基を示し、なかでも
アルキル基としてはCH3、C2H5、C3H7、C4H9、
C5H11等が好ましく、アミノアルキル基としてはC2H
4N(CH3)2、C3H6N(CH3)2、C3H6N(C2H5)2等
が好ましく、フェニルアルキル基としてはC2H4C
6H5、C3H6C6H5、C3H6C6H4CH3等が好まし
い。Rfは炭素数1〜20のパーフルオロアルキル基を
示し、なかでもC4F9、C5F11、C6F13、C7F15、
C8F17、C9F19あるいはC10F21等が好ましい。さら
に、aは1以上の整数、b及びcはそれぞれ、0または
1以上の整数を示す。
有シリコーンとは、反応性官能基として分子内にエポキ
シ基を有するシリコーンの一部又はすべてのエポキシ基
に、パーフルオロアルキル基を含有するスルホン酸アミ
ドを反応させ、側鎖としてパーフルオロアルキル基を導
入した構造を有する化合物である。上述の一般式〔1〕
において、R1は炭素数1〜18の直鎖または分岐のア
ルキレン基、オキシアルキレン基を示し、アルキレン基
としてはC2H4、C3H6、C4H8、オキシアルキレン基
としては、(C2H4O)rCH2、(C3H6O)rCH2、(C4
H8O)rCH2(但し、rは1〜4の整数)等が好ましい。
Yは−CH(OH)CH2−または−CH(CH2OH)−を
示す。XはO、NHまたはSを示す。R2は炭素数1〜
4の直鎖または分岐のアルキレン基を示し、特にC2H
4 、C3H6等が好ましい。nは0〜20の整数を示す。
R3は水素または炭素数1〜10のアルキル基、アミノ
アルキル基またはフェニルアルキル基を示し、なかでも
アルキル基としてはCH3、C2H5、C3H7、C4H9、
C5H11等が好ましく、アミノアルキル基としてはC2H
4N(CH3)2、C3H6N(CH3)2、C3H6N(C2H5)2等
が好ましく、フェニルアルキル基としてはC2H4C
6H5、C3H6C6H5、C3H6C6H4CH3等が好まし
い。Rfは炭素数1〜20のパーフルオロアルキル基を
示し、なかでもC4F9、C5F11、C6F13、C7F15、
C8F17、C9F19あるいはC10F21等が好ましい。さら
に、aは1以上の整数、b及びcはそれぞれ、0または
1以上の整数を示す。
【0007】本発明はまた、一般式〔2〕
【0008】
【化5】 で表わされる変性シリコーン化合物に一般式〔3〕 RfSO2NR3(R2X)nH 〔3〕 で表わされる。パーフルオロアルキル基含有スルホン酸
アミドを反応させることを特徴とする一般式〔1〕で表
わされるパーフルオロアルキル基含有シリコーンの製造
方法を提供する。
アミドを反応させることを特徴とする一般式〔1〕で表
わされるパーフルオロアルキル基含有シリコーンの製造
方法を提供する。
【0009】変性シリコーンの一般式〔2〕において、
R1は炭素数1〜18の直鎖または分岐のアルキレン基
またはオキシアルキレン基を示し、アルキレン基として
は、C2H4、C3H6、C4H8、オキシアルキレン基とし
ては、(C2H4O)rCH2、(C3H6O)rCH2、(C4H
8O)rCH2(但し、rは1〜4の整数)等が好ましい。ま
た、pは1以上の整数、Pは0又は1以上の整数を表
す。また、エポキシ変性シリコーンとして従来からよく
知られている、分子中にエポキシ基が含有されているオ
ルガノポリシロキサンを用いることができる。この場
合、エポキシ当量は200〜100000g/mo1の
範囲であり、25℃における粘度が1〜100000c
sの範囲のものが好ましい。
R1は炭素数1〜18の直鎖または分岐のアルキレン基
またはオキシアルキレン基を示し、アルキレン基として
は、C2H4、C3H6、C4H8、オキシアルキレン基とし
ては、(C2H4O)rCH2、(C3H6O)rCH2、(C4H
8O)rCH2(但し、rは1〜4の整数)等が好ましい。ま
た、pは1以上の整数、Pは0又は1以上の整数を表
す。また、エポキシ変性シリコーンとして従来からよく
知られている、分子中にエポキシ基が含有されているオ
ルガノポリシロキサンを用いることができる。この場
合、エポキシ当量は200〜100000g/mo1の
範囲であり、25℃における粘度が1〜100000c
sの範囲のものが好ましい。
【0010】もう一方の原料であるパーフルオロアルキ
ル基を含有するスルホン酸アミドは一般式〔3〕で表わ
される。一般式〔3〕において、R2 は炭素数1〜4の
直鎖または分岐のアルキレン基を示し、特にC2H4、C
3H6等が好ましく、XはO、NH、Sを示し、nは0〜
20の整数である。R3 は水素または炭素数1〜10の
アルキル基、アミノアルキル基、フェニルアルキル基を
示し、アルキル基としてはCH3、C2H5、C3H7、C4
H9、C5H11、等が好ましく、アミノアルキル基として
はC2H4N(CH3)2、C3H6N(CH3)2、C3H6N
(C2H5)2等が好ましく、フェニルアルキル基として
はC2H4C6H5、C3H6C6H5、C3H6C6H4CH3等
が好ましい。Rfは炭素数1〜20のパーフルオロアル
キル基であり、なかでもC4F9、C5F11、C6F13、C
7F15、C8F17、C9F19あるいはC10F21等が好まし
い。
ル基を含有するスルホン酸アミドは一般式〔3〕で表わ
される。一般式〔3〕において、R2 は炭素数1〜4の
直鎖または分岐のアルキレン基を示し、特にC2H4、C
3H6等が好ましく、XはO、NH、Sを示し、nは0〜
20の整数である。R3 は水素または炭素数1〜10の
アルキル基、アミノアルキル基、フェニルアルキル基を
示し、アルキル基としてはCH3、C2H5、C3H7、C4
H9、C5H11、等が好ましく、アミノアルキル基として
はC2H4N(CH3)2、C3H6N(CH3)2、C3H6N
(C2H5)2等が好ましく、フェニルアルキル基として
はC2H4C6H5、C3H6C6H5、C3H6C6H4CH3等
が好ましい。Rfは炭素数1〜20のパーフルオロアル
キル基であり、なかでもC4F9、C5F11、C6F13、C
7F15、C8F17、C9F19あるいはC10F21等が好まし
い。
【0011】次に一般式〔1〕のパーフルオロアルキル
基を含有するシリコーンを製造するときの反応条件につ
いて説明する。一般式〔2〕の化合物と一般式〔3〕の
化合物の反応は、両化合物に対して不活性な溶媒の存在
下に行うのが好ましい。該不活性溶媒としては、エチル
エーテル、イソプロピルエーテルなどのエーテル類、ベ
ンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素等が挙げられ
る。反応温度は、溶媒、反応成分の反応性によって適宜
決定されるが、一般的には0〜100℃、特に20〜8
0℃が好ましい。反応時間は反応温度などによっても異
なるが、通常1〜50時間、好ましくは1〜20時間で
ある。また、本反応においては触媒を系内に添加するこ
とが、反応速度、収率の向上の点で非常に効果的であ
る。触媒としては、有機、無機の酸、塩基が使用可能で
あるが、特にトリエチルアミン、トリブチルアミン、ピ
リジンなどの3級アミン類、NaOH、KOH等のアル
カリ、または硫酸などの鉱酸類が好ましい。
基を含有するシリコーンを製造するときの反応条件につ
いて説明する。一般式〔2〕の化合物と一般式〔3〕の
化合物の反応は、両化合物に対して不活性な溶媒の存在
下に行うのが好ましい。該不活性溶媒としては、エチル
エーテル、イソプロピルエーテルなどのエーテル類、ベ
ンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素等が挙げられ
る。反応温度は、溶媒、反応成分の反応性によって適宜
決定されるが、一般的には0〜100℃、特に20〜8
0℃が好ましい。反応時間は反応温度などによっても異
なるが、通常1〜50時間、好ましくは1〜20時間で
ある。また、本反応においては触媒を系内に添加するこ
とが、反応速度、収率の向上の点で非常に効果的であ
る。触媒としては、有機、無機の酸、塩基が使用可能で
あるが、特にトリエチルアミン、トリブチルアミン、ピ
リジンなどの3級アミン類、NaOH、KOH等のアル
カリ、または硫酸などの鉱酸類が好ましい。
【0012】一般式〔2〕の化合物と一般式〔3〕の化
合物の使用割合は、一般式〔2〕の化合物に含有される
反応性エポキシ基1モルについて、一般式〔3〕の化合
物0.01〜5モル、特に0.1〜2モルの割合で使用
するのが好ましい。上述した反応に伴うエポキシ基含有
量の低下は、1H−NMRを測定することにより定量す
ることが可能で、反応の進行を確認できる。上記反応の
程度、即ち、エポキシ基へのパーフルオロアルキル基の
導入の程度は、目的に応じて任意に変えることができ
る。以下に本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。
合物の使用割合は、一般式〔2〕の化合物に含有される
反応性エポキシ基1モルについて、一般式〔3〕の化合
物0.01〜5モル、特に0.1〜2モルの割合で使用
するのが好ましい。上述した反応に伴うエポキシ基含有
量の低下は、1H−NMRを測定することにより定量す
ることが可能で、反応の進行を確認できる。上記反応の
程度、即ち、エポキシ基へのパーフルオロアルキル基の
導入の程度は、目的に応じて任意に変えることができ
る。以下に本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0013】
【実施例1】撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた20
0ml丸底フラスコに、イソプロピルエーテル30ml
を入れ、これに粘度が2000csで、分子中に−C3
H6OCH2CH(O)CH2基を含有し、エポキシ等量が
350g/molであるトリメチルシロキシ単位で末端
停止されたエポキシ変性シリコーン4.0gと、式C8
F17SO2NHC3H7で示されるスルホン酸アミド3.
09gを加え、さらにトリエチルアミン0.2gを加え
常温において混合した後、溶媒の還流温度約69℃まで
昇温した。この温度で8時間反応させた後、溶媒を留去
し、残渣にエチルエーテル50mlを加え溶解後、カラ
ムクロマトグラフィー(充填剤CM−セルロース)によ
り精製した。溶媒留去後、残渣オイル6.5gを得た。
0ml丸底フラスコに、イソプロピルエーテル30ml
を入れ、これに粘度が2000csで、分子中に−C3
H6OCH2CH(O)CH2基を含有し、エポキシ等量が
350g/molであるトリメチルシロキシ単位で末端
停止されたエポキシ変性シリコーン4.0gと、式C8
F17SO2NHC3H7で示されるスルホン酸アミド3.
09gを加え、さらにトリエチルアミン0.2gを加え
常温において混合した後、溶媒の還流温度約69℃まで
昇温した。この温度で8時間反応させた後、溶媒を留去
し、残渣にエチルエーテル50mlを加え溶解後、カラ
ムクロマトグラフィー(充填剤CM−セルロース)によ
り精製した。溶媒留去後、残渣オイル6.5gを得た。
【0014】
【実施例2】撹拌後、温度計、還流冷却器を備えた20
0ml丸底フラスコに、イソプロピルエーテル30ml
を入れ、これに実施例1と同じエポキシ変性シリコーン
2.0gと、式C8F17SO2N(C3H7)C2H4OHで
示されるスルホン酸アミド1.67gを加え、さらに、
NaOH 0.11gを加えて、常温において混合した
後、溶媒の還流温度まで昇温した。(約69℃)。この
温度で10時間反応させた後、水洗、分液し、有機層の
溶媒を留去し、残渣にエチルエーテル50mlを加え溶
解後、カラムクロマトグラフィー(充填剤CM−セルロ
ース)により精製した。溶媒留去後、残渣オイル3.0
gを得た。
0ml丸底フラスコに、イソプロピルエーテル30ml
を入れ、これに実施例1と同じエポキシ変性シリコーン
2.0gと、式C8F17SO2N(C3H7)C2H4OHで
示されるスルホン酸アミド1.67gを加え、さらに、
NaOH 0.11gを加えて、常温において混合した
後、溶媒の還流温度まで昇温した。(約69℃)。この
温度で10時間反応させた後、水洗、分液し、有機層の
溶媒を留去し、残渣にエチルエーテル50mlを加え溶
解後、カラムクロマトグラフィー(充填剤CM−セルロ
ース)により精製した。溶媒留去後、残渣オイル3.0
gを得た。
【0015】
【実施例3】実施例2において、式C8F17SO2N(C
3H7)C2H4OHで示されるスルホン酸アミドの代り
に、式C8F17SO2N(CH2C6H5)C2H4OHで示
されるスルホン酸アミド1.0gを加えた他は実施例2
と同様に反応させ、後処理を行い残渣オイル2.6gを
得た。
3H7)C2H4OHで示されるスルホン酸アミドの代り
に、式C8F17SO2N(CH2C6H5)C2H4OHで示
されるスルホン酸アミド1.0gを加えた他は実施例2
と同様に反応させ、後処理を行い残渣オイル2.6gを
得た。
【0016】
【実施例4】実施例2において、式C8F17SO2N(C
3H7)C2H4OHで示されるスルホン酸アミドの代り
に、式C8F17SO2N(C2H4N(CH3)2)C2H4O
Hで示されるスルホン酸アミド1.5gを加えた他は実
施例2と同様に反応させ後処理を行い残渣オイル2.9
gを得た。
3H7)C2H4OHで示されるスルホン酸アミドの代り
に、式C8F17SO2N(C2H4N(CH3)2)C2H4O
Hで示されるスルホン酸アミド1.5gを加えた他は実
施例2と同様に反応させ後処理を行い残渣オイル2.9
gを得た。
【0017】
【比較試験】実施例1〜4のシリコーンA(原料シリコ
ーン)、B(実施例1)、C(実施例2)、D(実施例3)、E
(実施例4)について水の接触角を測定し、撥水性を比較
した。この結果を試験方法と共に表1に示す。
ーン)、B(実施例1)、C(実施例2)、D(実施例3)、E
(実施例4)について水の接触角を測定し、撥水性を比較
した。この結果を試験方法と共に表1に示す。
【0018】
【表1】 ─────────────────────────────── シリコーンオイル A B C D E 接 触 角 92° 105° 112° 103° 101° ─────────────────────────────── (1)試験プレートの作成: 各オイルをイソプロピルエー
テルで50(重量/重量)%に希釈し、スライドグラス上に30
00rpm,15秒でスピンコートした後、110℃、5時間乾燥処
理を行った。 (2)評価方法: 協和界面科学社製の接触角計(CA-A型)を
用い、液滴法にて測定を行った。
テルで50(重量/重量)%に希釈し、スライドグラス上に30
00rpm,15秒でスピンコートした後、110℃、5時間乾燥処
理を行った。 (2)評価方法: 協和界面科学社製の接触角計(CA-A型)を
用い、液滴法にて測定を行った。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、反応性官能基としてエ
ポキシ基を含有するシリコーンにパーフルオロアルキル
基を含有するスルホン酸アミドを反応させることによ
り、新規なパーフルオロアルキル基を含有するシリコー
ンを、効率よく製造することができる。得られた新規な
シリコーンは、高い撥水性で、パーフルオロアルキル基
に由来する優れた特性によって追加価値が高められてお
り、繊維油剤、樹脂改質、ワックス、塗料添加剤、離型
剤、潤滑剤等、幅広い産業分野に利用が期待される。
ポキシ基を含有するシリコーンにパーフルオロアルキル
基を含有するスルホン酸アミドを反応させることによ
り、新規なパーフルオロアルキル基を含有するシリコー
ンを、効率よく製造することができる。得られた新規な
シリコーンは、高い撥水性で、パーフルオロアルキル基
に由来する優れた特性によって追加価値が高められてお
り、繊維油剤、樹脂改質、ワックス、塗料添加剤、離型
剤、潤滑剤等、幅広い産業分野に利用が期待される。
Claims (2)
- 【請求項1】 一般式〔1〕 【化1】 (式中、R1は炭素数1〜18の直鎖または分岐のアル
キレン基またはオキシアルキレン基、Yは−CH(OH)
CH2−または−CH(CH2OH)−、XはO、NHまた
はS、R2は炭素数1〜4の直鎖または分岐のアルキレ
ン基、nは0〜20の整数、R3は水素または炭素数1
〜10のアルキル基、アミノアルキル基またはフェニル
アルキル基、Rfは炭素数1〜20のパーフルオロアル
キル基、aは1以上の整数、b及びcはそれぞれ、0又
は1以上の整数を表す。)で示されるパーフルオロアル
キル基含有シリコーン。 - 【請求項2】 一般式〔2〕 【化2】 (式中、R1 は炭素数1〜18の直鎖または分岐のアル
キレン基またはオキシアルキレン基、pは1以上の整
数、qは0又は1以上の整数を表す。)で示される変性
シリコーン化合物に、一般式〔3〕 RfSO2 NR3(R2X)nH 〔3〕 (式中、R2 は炭素数1〜4の直鎖または分岐のアルキ
レン基、XはO、NHまたはS、R3 は水素または炭素
数1〜10の直鎖または分岐のアルキル基、アミノアル
キル基またはフェニルアルキル基、Rf は炭素数1〜2
0のパーフルオロアルキル基、nは0〜20の整数を表
す。)で示されるパーフルオロアルキル基含有スルホン
酸アミドを反応させることを特徴とする一般式〔1〕 【化3】 (式中、R1 、Y、X、R2 、n、Rf 、a、b及びc
は各々前記に同じ)で示されるパーフルオロアルキル基
含有シリコーンの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3273062A JP3036161B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | パーフルオロアルキル基含有シリコーンおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3273062A JP3036161B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | パーフルオロアルキル基含有シリコーンおよびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0586197A JPH0586197A (ja) | 1993-04-06 |
JP3036161B2 true JP3036161B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=17522622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3273062A Expired - Lifetime JP3036161B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | パーフルオロアルキル基含有シリコーンおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3036161B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190388594A1 (en) * | 2018-06-25 | 2019-12-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Bio-electrode composition, bio-electrode, and method for manufacturing a bio-electrode |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3731639B2 (ja) | 1999-11-15 | 2006-01-05 | 信越化学工業株式会社 | フッ素含有ポリシロキサン、その製造方法、及び繊維処理剤組成物 |
CN102924734A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-02-13 | 苏州大学 | 一种氟硅树脂、制备方法及其应用 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3273062A patent/JP3036161B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190388594A1 (en) * | 2018-06-25 | 2019-12-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Bio-electrode composition, bio-electrode, and method for manufacturing a bio-electrode |
US11612347B2 (en) * | 2018-06-25 | 2023-03-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Bio-electrode composition, bio-electrode, and method for manufacturing a bio-electrode |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0586197A (ja) | 1993-04-06 |
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