JP6396130B2 - 液晶性化合物、熱応答性材料及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(式中、Xは活性水素基であり、R1は単結合、−N=N−、−CO−、−CO−O−、又は−CH=N−であり、R2は単結合、又は−O−であり、R3は単結合、又は炭素数1〜20のアルキレン基である。ただし、R2が−O−であり、かつR3が単結合である場合を除く。)
(式中、Xは活性水素基であり、R1は単結合、−N=N−、−CO−、−CO−O−、又は−CH=N−であり、R2は単結合、又は−O−であり、R3は単結合、又は炭素数1〜20のアルキレン基である。ただし、R2が−O−であり、かつR3が単結合である場合を除く。)
(式中、Xは活性水素基であり、R1は単結合、−N=N−、−CO−、−CO−O−、又は−CH=N−であり、R2は単結合、又は−O−であり、R3は単結合、又は炭素数1〜20のアルキレン基である。ただし、R2が−O−であり、かつR3が単結合である場合を除く。)
(液晶性化合物の含有量の算出)
ポリウレタンエラストマー中の液晶性化合物の含有量は下記式により算出した。
液晶性化合物の含有量(重量%)={(液晶性化合物の重量)/(ポリウレタンエラストマーの全原料成分の重量)}×100
Tiは、示差走査熱量分析器DSC(株式会社日立ハイテクサイエンス社製、商品名:X−DSC 7000)を用いて、20℃/分の条件で測定した。
液晶性化合物及びポリウレタンエラストマーの液晶性の有無は、偏光顕微鏡(ニコン社製、商品名:LV−100POL)及び示差走査熱量分析器DSC(株式会社日立ハイテクサイエンス社製、商品名:X−DSC 7000)を用いて、20℃/分の条件で評価した。
ポリウレタンエラストマーの液晶発現時の貯蔵弾性率は、VES(株式会社上島製作所社製、商品名:全自動粘弾性アナライザ VR−7110)を用いて、2℃/分、ひずみ2%、及び10Hzの条件で測定した。
(液晶性化合物であるメソゲンジオールBの合成)
反応容器にBH6(100g)、KOH3.8g、及びDMF600mlを入れて混合し、その後、プロピレンオキシドをBH6(1モル)に対して2当量添加し、加圧条件下で120℃で2時間反応させた。その後、シュウ酸3.0gを添加して付加反応を停止させ、吸引ろ過により塩を除去し、さらにDMFを減圧蒸留により除去して、目的物であるメソゲンジオールB(構造異性体を含んでいてもよい)を得た。
メソゲンジオールB2g、ヘキサメチレンジイソシアネート0.79g、及びHDI系イソシアヌレート(住化バイエルウレタン株式会社製、スミジュールN3300)0.09gを100℃で混合して混合物を得た。その後、混合物を予め100℃に加温した金型内に流し入れ、100℃で30分反応硬化させて、半硬化状態のポリウレタンを得た。金型から脱型した後、20℃でポリウレタンを一軸方向に2倍伸長した。その後、ポリウレタンを2倍に伸長した状態を保ったまま、20℃で硬化するまで放置してポリウレタンエラストマーを得た。
表1に記載の原料及び配合を採用した以外は実施例1と同様の方法でポリウレタンエラストマーを得た。表1中のTDIはトルエンジイソシアネートであり、MDIはジフェニルメタンジイソシアネートである。
(液晶性化合物であるメソゲンジオールCの合成)
反応容器にBHBA6(100g)、KOH3.8g、及びDMF600mlを入れて混合し、その後、プロピレンオキシドをBHBA6(1モル)に対して4当量添加し、加圧条件下で120℃で2時間反応させた。その後、シュウ酸3.0gを添加して付加反応を停止させ、吸引ろ過により塩を除去し、さらにDMFを減圧蒸留により除去して、目的物であるメソゲンジオールC(構造異性体を含んでいてもよい)を得た。
メソゲンジオールC2g、ヘキサメチレンジイソシアネート0.59g、及びHDI系イソシアヌレート(住化バイエルウレタン株式会社製、スミジュールN3300)0.07gを100℃で混合して混合物を得た。その後、混合物を予め100℃に加温した金型内に流し入れ、100℃で30分反応硬化させて、半硬化状態のポリウレタンを得た。金型から脱型した後、20℃でポリウレタンを一軸方向に2倍伸長した。その後、ポリウレタンを2倍に伸長した状態を保ったまま、20℃で硬化するまで放置してポリウレタンエラストマーを得た。
(液晶性化合物であるメソゲンジオールDの合成)
反応容器にBA6(100g)、KOH3.8g、及びDMF600mlを入れて混合し、その後、プロピレンオキシドをBA6(1モル)に対して4当量添加し、加圧条件下で120℃で2時間反応させた。その後、シュウ酸3.0gを添加して付加反応を停止させ、吸引ろ過により塩を除去し、さらにDMFを減圧蒸留により除去して、目的物であるメソゲンジオールD(構造異性体を含んでいてもよい)を得た。
メソゲンジオールD2g、ヘキサメチレンジイソシアネート0.59g、及びHDI系イソシアヌレート(住化バイエルウレタン株式会社製、スミジュールN3300)0.07gを100℃で混合して混合物を得た。その後、混合物を予め100℃に加温した金型内に流し入れ、100℃で30分反応硬化させて、半硬化状態のポリウレタンを得た。金型から脱型した後、20℃でポリウレタンを一軸方向に2倍伸長した。その後、ポリウレタンを2倍に伸長した状態を保ったまま、20℃で硬化するまで放置してポリウレタンエラストマーを得た。
表1に記載の原料を用いて、実施例1と同様の方法でポリウレタンエラストマーを作製しようとしたが、メソゲンジオールのTiが高いため、無溶媒ではポリウレタンエラストマーを作製することができなかった。なお、表1中のBH0、3〜5、及びBH11は以下の化合物である。
BH0:4,4’−ビフェノール
BH3:一般式(1)において、XがOH、R1が単結合、R2が−O−、R3が炭素数3のアルキレン基である化合物
BH4:一般式(1)において、XがOH、R1が単結合、R2が−O−、R3が炭素数4のアルキレン基である化合物
BH5:一般式(1)において、XがOH、R1が単結合、R2が−O−、R3が炭素数5のアルキレン基である化合物
BH11:一般式(1)において、XがOH、R1が単結合、R2が−O−、R3が炭素数11のアルキレン基である化合物
Claims (11)
- アルキレンオキシドは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及びブチレンオキシドからなる群より選択される少なくとも1種である請求項1に記載の液晶性化合物。
- アルキレンオキシド及び/又はスチレンオキシドが、一般式(1)で表されるメソゲン基含有化合物1モルに対して2〜10モル付加している請求項1又は2に記載の液晶性化合物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の液晶性化合物と、当該液晶性化合物の水酸基と反応する化合物とを反応させて得られる熱応答性材料。
- 原料として液晶性化合物を50〜90重量%含む請求項4に記載の熱応答性材料。
- 液晶相から等方相へ、又は等方相から液晶相への転移温度が、0〜100℃である請求項4又は5に記載の熱応答性材料。
- アルキレンオキシドは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及びブチレンオキシドからなる群より選択される少なくとも1種である請求項7に記載の熱応答性材料の製造方法。
- アルキレンオキシド及び/又はスチレンオキシドを、一般式(1)で表されるメソゲン基含有化合物1モルに対して2〜10モル付加させる請求項7又は8に記載の熱応答性材料の製造方法。
- 熱応答性材料用原料組成物中の液晶性化合物の含有量が50〜90重量%である請求項7〜9のいずれかに記載の熱応答性材料の製造方法。
- 工程Cにおいて、熱応答性材料用原料組成物を液晶性が発現する温度で養生しながら液晶性化合物のメソゲン基を配向させる請求項7〜10のいずれかに記載の熱応答性材料の製造方法。
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