JP3103638B2 - Polymer liquid crystal polyurethane and method for producing the same - Google Patents

Polymer liquid crystal polyurethane and method for producing the same

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JP3103638B2 JP03342917A JP34291791A JP3103638B2 JP 3103638 B2 JP3103638 B2 JP 3103638B2 JP 03342917 A JP03342917 A JP 03342917A JP 34291791 A JP34291791 A JP 34291791A JP 3103638 B2 JP3103638 B2 JP 3103638B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は新規なサーモトロピック
液晶ポリウレタン(以下液晶ポリウレタンと略す)に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel thermotropic liquid crystal polyurethane (hereinafter abbreviated as liquid crystal polyurethane).

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶性高分子材料は産業用材料としてさ
まざまな分野で使用できることから、近年、高強度高弾
性率などの高機能性を付与する試みが数多くなされてい
る。サーモトロピック液晶高分子は高度に配向しうる高
分子材料として注目を浴びているが、大きく二つに分類
することができる。一つは高強度高弾性率を目的とした
主鎖型液晶高分子であり、一つは記録材料への応用が考
えられる側鎖型液晶高分子である。その多くはポリアミ
ド、ポリエステル、ビニルポリマーに関するものであ
り、液晶ポリウレタンについての研究は非常に少ない。
例えば、高分子論文集,Vol.43,No.5,p.311-314(198
6). やMacromolecules, 22,1467 (1989). などに液晶
ポリウレタンに関する研究が記載されている。
2. Description of the Related Art Since liquid crystalline polymer materials can be used in various fields as industrial materials, many attempts have recently been made to impart high functionality such as high strength and high elastic modulus. Thermotropic liquid crystal polymers have attracted attention as polymer materials that can be highly oriented, but can be broadly classified into two types. One is a main chain type liquid crystal polymer for the purpose of high strength and high elastic modulus, and the other is a side chain type liquid crystal polymer which can be applied to a recording material. Many of them relate to polyamides, polyesters and vinyl polymers, and very little research has been done on liquid crystal polyurethanes.
For example, Polymer Polymer Collection, Vol. 43, No. 5, p. 311-314 (198
6). And Macromolecules, 22 , 1467 (1989). Research on liquid crystal polyurethane is described.

【0003】及びに記載の液晶ポリウレタンはいず
れも剛直な構造を持つメソーゲンと柔軟なスペーサーを
主鎖に含む重縮合型のポリマーである。では比較的低
分子量のサーモトロピック液晶ポリウレタンが例示され
ており、そのポリマーの固有粘度は、0.2 dl/g程度であ
り、満足できるような値ではなかった。特に4,4'- ジ(2
- ヒドロキシエトキシ) ビフェニルと1,4-フェニレンジ
イソシアナートとの反応は、反応途中から生成物が沈澱
として生じ、これは有機溶媒に不溶であったと報告され
ている。また、では初めて高分子液晶ポリウレタンに
ついて記載している。具体的には中心核としてビフェニ
ル基、スペーサーとして、-O-(CH2)m -鎖を、それぞれ
含む、4,4'- ビス(6- ヒドロキシヘキシロキシ) ビフェ
ニルをジオール成分として用い、2,4-トルエンジイソシ
アナートとの重付加反応によって、液晶ポリウレタンを
合成している。しかし、固有粘度が0.32 dl/g を示すポ
リウレタンでは液晶性が見られるが、固有粘度が0.57 d
l/g 程度の高分子領域のポリウレタンでは、明瞭な液晶
性が見られなくなると報告されている。これらの現象
は、ポリマーの分子量が増加してくるとポリウレタン分
子の主鎖が曲がってくるため、メソーゲン基の相互作用
による分子間配列性が弱まる為と解釈することによって
説明することができる。
The liquid crystal polyurethanes described in and are polycondensation-type polymers containing a mesogen having a rigid structure and a flexible spacer in the main chain. Discloses a thermotropic liquid crystal polyurethane having a relatively low molecular weight. The intrinsic viscosity of the polymer is about 0.2 dl / g, which is not a satisfactory value. Especially 4,4'-di (2
It has been reported that the reaction of (hydroxyethoxy) biphenyl with 1,4-phenylene diisocyanate resulted in precipitation of the product during the course of the reaction, which was insoluble in organic solvents. Also, for the first time, a high-molecular liquid crystal polyurethane is described. Specifically, a biphenyl group as the central core, as a spacer, -O- (CH 2) m - chain, each containing, using 4,4'-bis (6-hydroxy-hexyloxy) biphenyl as the diol component, 2, Liquid crystal polyurethane is synthesized by polyaddition reaction with 4-toluene diisocyanate. However, polyurethane having an intrinsic viscosity of 0.32 dl / g has liquid crystallinity, but has an intrinsic viscosity of 0.57 d / g.
It has been reported that clear liquid crystal properties cannot be seen in polyurethanes in the high molecular range of about l / g. These phenomena can be explained by interpreting that as the molecular weight of the polymer increases, the main chain of the polyurethane molecule bends, so that the intermolecular arrangement due to the interaction of mesogen groups weakens.

【0004】なお、ポリウレタンはウレタン結合 -NHCO
O-を繰り返し単位として含むポリマーで、一般的にはジ
オール成分とジイソシアネート成分との重付加反応によ
って生成し、フォーム、塗料、接着剤、エラストマー、
合成皮革などの材料として用いられる重要な工業材料で
ある。
Incidentally, polyurethane is a urethane bond -NHCO
A polymer containing O- as a repeating unit, generally formed by a polyaddition reaction between a diol component and a diisocyanate component to form a foam, a paint, an adhesive, an elastomer,
It is an important industrial material used as a material such as synthetic leather.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、ジオール成分とジイソシアナート成分との
重付加反応によって得られるポリウレタンについて、一
定以上の高分子領域においてもサーモトロピックな液晶
性を有し、熱的機械的特性に優れた高分子液晶ポリウレ
タンを開発することである。
An object of the present invention is to provide a polyurethane obtained by a polyaddition reaction between a diol component and a diisocyanate component, which has a thermotropic liquid crystal property even in a certain polymer region or more. To develop a high-molecular liquid crystal polyurethane having excellent thermal and mechanical properties.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を達成する為、鋭意検討した結果、ビス( ω- ヒドロ
キシアルキレンオキシ) ビフェニルと1,4-フェニレンジ
イソシアナート化合物を原料として得られるポリウレタ
ンが高分子領域においてもサーモトロピックな液晶性を
有することを見出した。また、特に本発明者らが先に特
開平3-103045で見出した2,5-トルエンジイソシアナート
を用いて得られるポリウレタンと比較して、熱的特性に
優れていることを見出した。すなわち、本発明は、下記
一般式〔I〕(化4)で表される繰り返し単位
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in order to achieve the above object, and as a result, have found that bis (ω-hydroxyalkyleneoxy) biphenyl and 1,4-phenylene diisocyanate compound are used as raw materials. It has been found that the obtained polyurethane has thermotropic liquid crystallinity even in the polymer region. In addition, the present inventors have found that they have superior thermal properties, in particular, as compared with the polyurethane obtained using 2,5-toluene diisocyanate previously disclosed in JP-A-3-03045. That is, the present invention provides a repeating unit represented by the following general formula [I] (Formula 4)

【0007】[0007]

【化4】 (式中、mは3〜20の整数を示す。)からなる液晶性
を有する高分子液晶ポリウレタンに関するものである。
更には、下記式〔II〕(化5)
Embedded image (Wherein, m represents an integer of 3 to 20).
Further, the following formula [II] (Chem. 5)

【0008】[0008]

【化5】 (式中、mは3〜20の整数を示す。)で示されるビス
(ω−ヒドロキシアルキレンオキシ)ビフェニルと下記
式[III](化6)で示される1,4-フェニレンジイソシア
ナート
Embedded image (Wherein m represents an integer of 3 to 20) and bis (ω-hydroxyalkyleneoxy) biphenyl represented by the following formula [III] (Formula 6) and 1,4-phenylene diisocyanate

【0009】[0009]

【化6】 を反応させる式〔I〕で表される液晶性を有する高分子
液晶ポリウレタンの製造方法に関するものである。
Embedded image And a method for producing a liquid crystalline high molecular weight polyurethane represented by the formula [I].

【0010】本発明で使用するジオール成分は、式〔I
I〕で示されるビス(ω- ヒドロキシアルキレンオキ
シ)ビフェニルで、4,4'- ビフェノールとω- ブロモ-1
- ヒドロキシアミルカン等との反応によって得られる化
合物である。式〔II〕で表される化合物は、具体的には
メチレン鎖のmが3〜20からなる化合物であり、4,4'
-ビス( ω- ヒドロキシプロピルオキシ) ビフェニル、
4,4'-ビス( ω- ヒドロキシブチルオキシ) ビフェニ
ル、4,4'-ビス( ω- ヒドロキシペンチルオキシ) ビフ
ェニル、4,4'-ビス( ω- ヒドロキシヘキシルオキシ)
ビフェニル、4,4'-ビス( ω- ヒドロキシヘプチルオキ
シ) ビフェニル、4,4'-ビス( ω- ヒドロキシオクチル
オキシ) ビフェニル、4,4'-ビス( ω- ヒドロキシノニ
ルオキシ) ビフェニル、4,4'-ビス( ω- ヒドロキシデ
シルオキシ) ビフェニル、4,4'-ビス( ω- ヒドロキシ
ウンデシルオキシ) ビフェニル、4,4'-ビス( ω- ヒド
ロキシドデシルオキシ) ビフェニル、4,4'-ビス( ω-
ヒドロキシトリデシルオキシ) ビフェニル、4,4'-ビス
( ω- ヒドロキシテトラデシルオキシ) ビフェニル、4,
4'-ビス( ω- ヒドロキシペンタデシルオキシ) ビフェ
ニル、4,4'-ビス( ω- ヒドロキシヘキサデシルオキシ)
ビフェニル、4,4'-ビス( ω- ヒドロキシヘプタデシル
オキシ) ビフェニル、4,4'-ビス( ω- ヒドロキシオク
タデシルオキシ) ビフェニル、4,4'-ビス( ω- ヒドロ
キシノナデシルオキシ) ビフェニル、4,4'-ビス( ω-
ヒドロキシエイコシルオキシ) ビフェニル等が挙げられ
る。
The diol component used in the present invention has the formula [I
Bis (ω-hydroxyalkyleneoxy) biphenyl represented by the formula (I): 4,4′-biphenol and ω-bromo-1
-A compound obtained by reaction with hydroxyamylcan or the like. The compound represented by the formula [II] is specifically a compound wherein m of the methylene chain is 3 to 20, and 4,4 ′
-Bis (ω-hydroxypropyloxy) biphenyl,
4,4'-bis (ω-hydroxybutyloxy) biphenyl, 4,4'-bis (ω-hydroxypentyloxy) biphenyl, 4,4'-bis (ω-hydroxyhexyloxy)
Biphenyl, 4,4'-bis (ω-hydroxyheptyloxy) biphenyl, 4,4'-bis (ω-hydroxyoctyloxy) biphenyl, 4,4'-bis (ω-hydroxynonyloxy) biphenyl, 4,4 '-Bis (ω-hydroxydecyloxy) biphenyl, 4,4'-bis (ω-hydroxyundecyloxy) biphenyl, 4,4'-bis (ω-hydroxydodecyloxy) biphenyl, 4,4'-bis ( ω-
(Hydroxytridecyloxy) biphenyl, 4,4'-bis
(ω-hydroxytetradecyloxy) biphenyl, 4,
4'-bis (ω-hydroxypentadecyloxy) biphenyl, 4,4'-bis (ω-hydroxyhexadecyloxy)
Biphenyl, 4,4'-bis (ω-hydroxyheptadecyloxy) biphenyl, 4,4'-bis (ω-hydroxyoctadecyloxy) biphenyl, 4,4'-bis (ω-hydroxynonadecyloxy) biphenyl, 4 , 4'-bis (ω-
(Hydroxyeicosyloxy) biphenyl and the like.

【0011】4,4'- ビス( ω- ヒドロキシアルキルオキ
シ) ビフェニル類の融点は、メチレン鎖の増加ととも
に、低下する傾向が見られるので、実用的には、mが3
〜15で示されるジオールを液晶ポリウレタンの原料とし
て使用することが好ましい。なお式〔II〕で示されるビ
ス( ω- ヒドロキシアルキレンオキシ)ビフェニルは必
ずしも一種類のみで反応させるとは限らず、必要に応じ
二種類以上のものを反応させてもよい。また、式〔II〕
で表される化合物の無置換のビフェニル基に-CH3基、-O
CH3 基、ハロゲンなどを導入して、目的物であるポリマ
ーの融点を下げる方法が考えられるが、本発明者らは、
式〔II〕で示されるメチレン鎖数を変えることによっ
て、その目的を達成することができた。これらは、サー
モトロピックポリエステルなどでも観察される一般的な
現象である。
The melting point of 4,4′-bis (ω-hydroxyalkyloxy) biphenyls tends to decrease as the number of methylene chains increases.
It is preferable to use diols represented by Nos. To 15 as a raw material of the liquid crystal polyurethane. The bis (ω-hydroxyalkyleneoxy) biphenyl represented by the formula [II] is not necessarily reacted with only one kind, but may be reacted with two or more kinds as needed. Also, the formula (II)
In the compound represented by the unsubstituted biphenyl group -CH 3 group, -O
A method of lowering the melting point of the target polymer by introducing a CH 3 group, halogen, or the like can be considered.
The object was achieved by changing the number of methylene chains represented by the formula [II]. These are general phenomena observed also in thermotropic polyester and the like.

【0012】また式〔II〕で示される、1,4-フェニレン
ジイソシアナートは、立体構造の観点から高配向性をと
りやすい化合物であり、耐熱性などの高機能性を付与で
きる化合物である。1,4-フェニレンジイソシアナート
は、Ann.,562,75(1948) に記載の方法に準じて製造する
ことができる。
Further, 1,4-phenylenediisocyanate represented by the formula [II] is a compound which can easily have a high orientation from the viewpoint of a steric structure, and is a compound which can impart high functionality such as heat resistance. . 1,4-Phenylene diisocyanate can be produced according to the method described in Ann., 562, 75 (1948).

【0013】本発明者らは、前記した液晶ポリウレタン
の問題点を解決する手段として、式〔II〕及び式[III]
で表される化合物を重付加反応することにより、高分子
領域でも、液晶性を示すポリウレタンの合成を可能にし
たものである。本発明の高分子液晶ポリウレタンの合成
法としては、式[III] で示される1,4 フェニレンジイソ
シアナートと式〔II〕で示されるジオール成分を0.8:1
ないし 1.2:1 のNCO/OH当量比に相当する割合で、好ま
しくは0.9:1 ないし1.1:1 のNCO/OH当量比に相当する割
合で、より好ましくは当量の出発物を用いて反応させ
る。しかし、これらに限定されるものではない。重付加
反応の際には必要に応じて、ジブチルチンジラウレート
などの一般的なウレタン化触媒を添加することもでき
る。また、重合反応は、適当な溶媒、例えばジメチルホ
ルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリ
ドン、テトラメチル尿素、アニソール、ジオキサンなど
の極性溶媒又はこれらの溶媒の混合物の存在下で行うこ
とが好ましい。反応温度は20〜200℃、好ましくは
60〜160℃の温度である。反応は通常、4〜24時
間程度で完結する。
The present inventors have proposed formulas [II] and [III] as means for solving the problems of the liquid crystal polyurethane described above.
The compound represented by formula (1) is subjected to a polyaddition reaction, thereby enabling the synthesis of a polyurethane exhibiting liquid crystallinity even in a polymer region. As a method for synthesizing the high-molecular liquid crystalline polyurethane of the present invention, a 1,4-phenylenediisocyanate represented by the formula [III] and a diol component represented by the formula [II] are used in a ratio of 0.8: 1.
The reaction is carried out in a proportion corresponding to an NCO / OH equivalent ratio of from 1.2 to 1.2: 1, preferably in a proportion corresponding to an NCO / OH equivalent ratio of 0.9: 1 to 1.1: 1, more preferably using an equivalent of starting material. However, it is not limited to these. In the case of the polyaddition reaction, if necessary, a general urethanization catalyst such as dibutyltin dilaurate can be added. Further, the polymerization reaction is preferably performed in the presence of a suitable solvent, for example, a polar solvent such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, tetramethylurea, anisole, dioxane, or a mixture of these solvents. The reaction temperature is 20 to 200 ° C, preferably 60 to 160 ° C. The reaction is usually completed in about 4 to 24 hours.

【0014】反応終了後、反応物を冷却した後、例えば
アセトンなどのケトン類、ジエチルエーテルなどのエー
テル類、またはメタノールなどの希釈溶剤を添加する方
法により反応を停止させるとともに、反応生成物を析出
させ、これを回収、分離することにより液晶ポリウレタ
ンが得られる。この液晶ポリウレタンは再沈澱法やカラ
ム分離などの精製法で精製することにより未反応物など
を分離する。その後、乾燥することにより本発明の高分
子液晶ポリウレタンが得られる。このようにして得られ
た溶媒可溶のポリウレタンの固有粘度〔η〕は、約 0.5
〜0.7 dl/gの範囲にある。
After the completion of the reaction, the reaction product is cooled, and then the reaction is stopped by adding a ketone such as acetone, an ether such as diethyl ether, or a diluting solvent such as methanol, and the reaction product is precipitated. The liquid crystal polyurethane is obtained by collecting and separating the liquid crystal polyurethane. The liquid crystal polyurethane is separated by a purification method such as a reprecipitation method or a column separation to separate unreacted substances and the like. Thereafter, the polymer liquid crystal polyurethane of the present invention is obtained by drying. The intrinsic viscosity [η] of the solvent-soluble polyurethane thus obtained is about 0.5
It is in the range of ~ 0.7 dl / g.

【0015】次に、ポリウレタンの物性を把握する目的
で、上述の方法に従って合成した重合体について、広角
X線回折、示差走査熱量分析などにより各種の検討を実
施した。その結果、上述の方法に従って合成したポリマ
ーを一度等方性流動体としたものを放冷して固体状態と
したのち、室温状態において広角X線回析を行うと、明
瞭なピークがみられ、かなり結晶性に富むポリマーであ
ることが判った。また、示差走査熱量分析(以下DSC と
略す)を行った結果、いずれのポリマーも昇温過程にお
いて、融解に相当する吸熱ピーク (Tm と略す)と、
等方性流動体相への転移に基づく吸熱ピーク(Ti と略
す) が現れるとともに、降温過程においては等方性流動
状態より結晶化する際に発熱ピークが現れることが判っ
た。これらの転移状況のうち融解、吸熱現象に関して
は、偏光顕微鏡によっても観測することが可能である。
これらの結果から、いずれのポリマーも中間相を示し、
サーモトロピックな液晶ポリウレタンであることが明ら
かとなった。また本発明の液晶ポリウレタンは固有粘度
〔η〕が、非常に高いことも驚くべきことである。
Next, for the purpose of grasping the physical properties of the polyurethane, various studies were conducted on the polymer synthesized according to the above-mentioned method by wide-angle X-ray diffraction, differential scanning calorimetry and the like. As a result, once the polymer synthesized according to the method described above was made into an isotropic fluid and allowed to cool to a solid state, and then subjected to wide-angle X-ray diffraction at room temperature, a clear peak was observed. The polymer was found to be quite crystalline. In addition, as a result of performing differential scanning calorimetry (hereinafter abbreviated as DSC), an endothermic peak (abbreviated as T m ) corresponding to melting was obtained for each of the polymers during the heating process.
It was found that an endothermic peak (abbreviated as T i ) based on the transition to the isotropic fluid phase appeared, and an exothermic peak appeared during crystallization from the isotropic fluid state in the temperature decreasing process. Of these transition states, melting and endothermic phenomena can also be observed with a polarizing microscope.
From these results, all polymers show mesophases,
It became clear that it was a thermotropic liquid crystal polyurethane. It is also surprising that the liquid crystal polyurethane of the present invention has an extremely high intrinsic viscosity [η].

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明を参考例、実施例により、更に
具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの具体例に
限定されるものではない。 参考例1 4,4'- ビス( ω−ヒドロキシアルキレンオキシ)ビフェ
ニル類の合成 メチレン基を3、5、6、8及び11個有する4,4'- ビ
ス( ω- ヒドロキシアルキレンオキシ) ビフェニル(D
HPRB,DHPEB,DHHB,DHOB及びDHU
B)は、式〔a〕( 化7) に示すように合成した。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference examples and examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. Reference Example 1 Synthesis of 4,4′-bis (ω-hydroxyalkyleneoxy) biphenyls 4,4′-bis (ω-hydroxyalkyleneoxy) biphenyl (D) having 3, 5, 6, 8, and 11 methylene groups
HPRB, DHPEB, DHHB, DHOB and DHU
B) was synthesized as shown in the formula [a].

【0017】[0017]

【化7】 Embedded image

【0018】代表的な合成例として、DHOBについて
説明する。水酸化ナトリウム(5.6g,0.140 mol) をエタ
ノール(80 ml) 中に溶解し、4,4'- ビフェノール (6.5
g,0.035 mol)を攪拌しながら添加した。1時間還流
後、滴下ロートより8-ブロモ-1- オクタノール(29.3 g,
0.140 mol) をゆっくり滴下し、反応混合物を24時間
攪拌しつつ還流させた。反応終了後、内容物を冷却し水
の中に入れ、沈澱を生成させ、沈澱物を濾過し水洗し
た。粗生成物は、DHPRB,DHPEBの場合は、イ
ソプロパノールから、DHHB,DHOB,DHUBの
場合は、エタノールとDMF(3:1)から3回再結晶
して精製した。合成結果を表−1(表1)に示した。
DHOB will be described as a typical synthesis example. Sodium hydroxide (5.6 g, 0.140 mol) was dissolved in ethanol (80 ml), and 4,4'-biphenol (6.5
g, 0.035 mol) was added with stirring. After refluxing for 1 hour, 8-bromo-1-octanol (29.3 g,
(0.140 mol) was slowly added dropwise, and the reaction mixture was refluxed with stirring for 24 hours. After completion of the reaction, the content was cooled and put into water to form a precipitate, and the precipitate was filtered and washed with water. The crude product was purified by recrystallization three times from isopropanol in the case of DHPRB and DHPEB and from ethanol and DMF (3: 1) in the case of DHHB, DHOB and DHUB. The results of the synthesis are shown in Table 1 (Table 1).

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】参考例2 4,4'- ビス(4- ヒドロキシブチレンオキシ) ビフェニル
(DHBB)の合成4,4'- ビス(4- ヒドロキシブチレン
オキシ) ビフェニル(DHBB)は4-クロロ-1- ブタノ
ールの水酸基を保護し、式〔b〕から〔d〕(化8)に
示した経路で合成した。
Reference Example 2 Synthesis of 4,4'-bis (4-hydroxybutyleneoxy) biphenyl (DHBB) 4,4'-bis (4-hydroxybutyleneoxy) biphenyl (DHBB) was 4-chloro-1-butanol The compound was synthesized according to the route shown in formulas (b) to (d) (Chem. 8).

【0021】[0021]

【化8】 Embedded image

【0022】3,4-ジヒドロ-2- ピラン(63 g, 0.78 mol)
を0℃に冷却した4-クロロ-1- ブタノール(50 g, 0.46
mol)と濃塩酸(0.5 ml)の混合物中に添加した後、室温で
20時間攪拌した。この反応溶液に炭酸ナトリウム(5 g)
を加え、中和後、濾過した。反応生成物は、減圧蒸留
(b.p. 108-109 ℃/8 Torr)により精製した。収率は63 %
(56.0 g)であった。4,4'-(テトラヒドロ-2- ピラニルオ
キシブチルオキシ) ビフェニルは4-( テトラヒドロ-2-
ピラニルオキシ)-1-クロロブタン(56.06 g, 0.29 mol)
と4,4'- ビフェニルジオール(27.1 g, 0.145mol) とを
用いDHOBの合成と同様の方法で行った。収率は45 %
(32.3 g)であった。この生成物(32.0 g, 0.064 mol) を
熱メタノールに溶解し、濃硫酸(5ml)を添加した後、還
流下で0.5 時間攪拌した。この反応物を冷却し、沈澱物
を濾過して、得られた粗生成物は、エタノールに続いて
水で洗浄し、最後にイソプロパノールから再結晶により
精製した。
3,4-dihydro-2-pyran (63 g, 0.78 mol)
Was cooled to 0 ° C. to give 4-chloro-1-butanol (50 g, 0.46
mol) and concentrated hydrochloric acid (0.5 ml) at room temperature.
Stirred for 20 hours. To this reaction solution was added sodium carbonate (5 g).
Was added, and the mixture was neutralized and filtered. The reaction product is distilled under reduced pressure.
(bp 108-109 ° C / 8 Torr). 63% yield
(56.0 g). 4,4 '-(Tetrahydro-2-pyranyloxybutyloxy) biphenyl is 4- (tetrahydro-2-
(Pyranyloxy) -1-chlorobutane (56.06 g, 0.29 mol)
And 4,4'-biphenyldiol (27.1 g, 0.145 mol) in the same manner as in the synthesis of DHOB. 45% yield
(32.3 g). This product (32.0 g, 0.064 mol) was dissolved in hot methanol, concentrated sulfuric acid (5 ml) was added, and the mixture was stirred under reflux for 0.5 hour. The reaction was cooled, the precipitate was filtered, and the resulting crude product was washed with ethanol followed by water and finally purified by recrystallization from isopropanol.

【0023】実施例1 還流管を備えた100ml 三つ口丸底フラスコに、4,4'- ビ
ス( ω- ヒドロキシヘキシロキシ) ビフェニル(DHH
Bと略称する)1.415 g(3.663 mmol) と1,4-フェニレン
ジイソシアナート(1,4-PDI) 0.586 g(3.663 mmol) およ
び、溶媒として無水DMF 15 mlを入れ、窒素気流下、
80 ℃で20時間反応を行った。反応後、生成物にDMF
30 mlを加えメタノール 150 ml 中へ投入し沈澱物を得
た。得られた沈澱は、メタノールで充分に洗浄した後、
70℃で24時間減圧乾燥した。得られたポリマーの構造は
1H-NMR、赤外スペクトルで解析した結果、1,4-PDI
とDHHBとの反応生成物としての化学構造を有することを
認めた。熱的性質及び液晶性はDSCおよび偏光顕微鏡
によって調べた結果、昇温過程におけるポリマーの融点
( 以下、 Tm と略す) と等方性流動相への転移点( 以下
Ti と略す) がそれぞれ 237℃と251 ℃とにあることが
判った。また、降温過程では、結晶化に基づく発熱ピー
クが221 ℃に計測された。また、一度等方性流動体とし
たものを放冷して固体状態としたのち、室温状態におい
て、広角X線回折法により計測した結果、2θ=18.5
°, 22.5°, 25.5°に明確な回折ピークを認めた。また
結晶化度78%と、かなり結晶性に富む液晶ポリウレタン
であることが判った。
Example 1 In a 100 ml three-necked round bottom flask equipped with a reflux tube, 4,4'-bis (ω-hydroxyhexyloxy) biphenyl (DHH) was added.
B) 1.415 g (3.663 mmol), 1,4-phenylene diisocyanate (1,4-PDI) 0.586 g (3.663 mmol) and 15 ml of anhydrous DMF as a solvent were added thereto.
The reaction was performed at 80 ° C. for 20 hours. After the reaction, DMF is added to the product.
30 ml was added and the mixture was poured into 150 ml of methanol to obtain a precipitate. The resulting precipitate was thoroughly washed with methanol,
It was dried under reduced pressure at 70 ° C. for 24 hours. The structure of the obtained polymer is
As a result of analysis by 1 H-NMR and infrared spectrum, 1,4-PDI
And DHHB as a reaction product. The thermal and liquid crystal properties were examined by DSC and polarizing microscope, and the melting point of the polymer during the heating process was determined.
(Hereinafter abbreviated as Tm ) and the transition point to the isotropic fluid phase (hereinafter referred to as Tm ).
T i abbreviated) it was found that each is in a 237 ° C. and 251 ° C.. In the cooling process, an exothermic peak due to crystallization was measured at 221 ° C. Further, once the isotropic fluid was allowed to cool to a solid state and then measured at room temperature by a wide-angle X-ray diffraction method, 2θ = 18.5
Clear diffraction peaks were observed at °, 22.5 ° and 25.5 °. Further, it was found that the liquid crystal polyurethane had a crystallinity of 78% and was extremely rich in crystallinity.

【0024】実施例2〜6 実施例1と同様にして、1,4-PDIと4,4'- ビス( ω-
ヒドロキシアルキレンオキシ)ビフェニル誘導体とを反
応させた。得られたポリウレタンについて、その合成条
件と、高分子液晶ポリウレタンとしての諸物性値を、そ
れぞれ、表−2(表2)および表−3(表3)に示し
た。
Examples 2 to 6 In the same manner as in Example 1, 1,4-PDI and 4,4′-bis (ω-
(Hydroxyalkyleneoxy) biphenyl derivative. Table 2 (Table 2) and Table 3 (Table 3) show the synthesis conditions of the obtained polyurethane and various physical properties as a high-molecular liquid crystal polyurethane.

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】[0026]

【表3】 [Table 3]

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明で得られるポリウレタンは、配向
性の良好なメソーゲンを含む液晶性を有するポリウレタ
ンである。このことから、ポリウレタン樹脂の改質材料
以外にも、単独または組成物として、フィルム、繊維、
薄膜など各種形態に成形、加工することが容易である。
また共重合や他成分とのブレンドやアロイ化など高分子
物質に関する一般的な改質法を適用することにより幅広
い改質も可能である。
The polyurethane obtained according to the present invention is a polyurethane having liquid crystallinity containing a mesogen having good orientation. From this, in addition to the polyurethane resin modifying material, alone or as a composition, film, fiber,
It is easy to mold and process into various forms such as thin films.
A wide range of modification is possible by applying a general modification method for a polymer substance such as copolymerization, blending with other components, or alloying.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/32,18/76 C09K 19/38 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08G 18 / 32,18 / 76 C09K 19/38

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記一般式〔I〕(化1) 【化1】 (式中、mは3〜20の整数を表す。)で表される繰り
返し単位からなる液晶性を示す高分子液晶ポリウレタ
ン。
[Claim 1] The following general formula [I] (Chemical formula 1) (Wherein, m represents an integer of 3 to 20).
【請求項2】 下記式〔II〕(化2) 【化2】 (式中、mは3〜20の整数を表す。)で示されるビス
(ω−ヒドロキシアルキレンオキシ)ビフェニルと下記
式[III](化3) 【化3】 で示される1,4-フェニレンジイソシアナートを反応させ
ることを特徴とする請求項1記載の液晶性を有する高分
子液晶ポリウレタンの製造方法。
2. The following formula [II] (Chem. 2) (Wherein m represents an integer of 3 to 20) and a bis (ω-hydroxyalkyleneoxy) biphenyl represented by the following formula [III]: 2. The method for producing a liquid crystal polymerized polyurethane having liquid crystallinity according to claim 1, wherein 1,4-phenylene diisocyanate represented by the following formula is reacted.
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