JP7232045B2 - Composite material - Google Patents

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Description

本発明は、低摩擦摺動性を有する安全性に優れた複合材料に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite material having low friction sliding properties and excellent safety.

従来より、複数の高分子グラフト鎖から構成されるポリマーブラシ層が低い摩擦係数を示すことが知られている。たとえば、特許文献1では、基材上に、メチルメタクリレートと、これと共重合可能な単量体とを共重合してなる高分子グラフト鎖を形成し、このような高分子グラフト鎖を、N,N-ジエチル-N-メチル-N-(2-メトキシエチル)アンモニウム・ビス(トリフルオロメチルスルフォニル)イミド(DEME-TFSI)や、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート(BMI-PF)で膨潤させてなるポリマーブラシ層が開示されている。 Conventionally, it has been known that a polymer brush layer composed of a plurality of polymer graft chains exhibits a low coefficient of friction. For example, in Patent Document 1, a polymer graft chain is formed by copolymerizing methyl methacrylate and a monomer copolymerizable therewith on a base material, and such a polymer graft chain is formed by N , N-diethyl-N-methyl-N-(2-methoxyethyl) ammonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (DEME-TFSI) and 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (BMI- A polymer brush layer is disclosed which is swollen with PF 6 ).

国際公開第2017/171071号WO2017/171071

上記特許文献1の技術によれば、摩擦係数が低く抑えられたポリマーブラシ層が形成できるものの、さらなる高性能化という観点より、低摩擦摺動性により優れた材料が求められている。 According to the technique of Patent Document 1, a polymer brush layer with a low coefficient of friction can be formed, but from the viewpoint of further improving performance, a material with excellent low friction sliding properties is desired.

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、低摩擦摺動性を有する安全性に優れた複合材料を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a composite material having low friction sliding properties and excellent safety.

本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、基体に固定された複数の高分子鎖を、特定のサッカリンアニオンを含有する化合物で膨潤させてなる複合材料によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The inventors of the present invention conducted intensive research to achieve the above object, and found that a composite material obtained by swelling a plurality of polymer chains immobilized on a substrate with a compound containing a specific saccharin anion can achieve the above We have found that the object can be achieved, and have completed the present invention.

すなわち、本発明によれば、
〔1〕基体に固定された複数の高分子鎖を、下記一般式(1)で表される化合物で膨潤させてなる複合材料、

Figure 0007232045000001
(上記一般式(1)中、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基を示し、Xは、一価のカチオンを示す。)
〔2〕前記一般式(1)中、Xが、アンモニウムイオンまたはホスホニウムイオンである前記〔1〕に記載の複合材料、
〔3〕前記一般式(1)で表される化合物の融点が100℃以下である前記〔1〕または〔2〕に記載の複合材料、
〔4〕前記複数の高分子鎖が、基材上に共有結合で固定されたものである前記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の複合材料、
〔5〕前記複数の高分子鎖の分子量分布(Mw/Mn)が1.5以下である前記〔4〕に記載の複合材料、
〔6〕前記基材表面の面積に対する、前記複数の高分子鎖の専有面積率が10%以上である前記〔4〕または〔5〕に記載の複合材料、
〔7〕前記基材上に形成された、前記複数の高分子鎖および前記一般式(1)で表される化合物を含む層の厚みが500nm以上である前記〔4〕~〔6〕のいずれかに記載の複合材料、
〔8〕前記複数の高分子鎖が、主鎖となる高分子鎖から分岐したものである前記〔1〕~〔7〕のいずれかに記載の複合材料、ならびに、
〔9〕前記複数の高分子鎖が、架橋構造を形成している前記〔1〕~〔8〕のいずれかに記載の複合材料、
が提供される。 That is, according to the present invention,
[1] A composite material obtained by swelling a plurality of polymer chains fixed to a substrate with a compound represented by the following general formula (1),
Figure 0007232045000001
(In the above general formula (1), R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and X + is a monovalent indicates a cation.)
[2] The composite material according to [1] above, wherein X + is an ammonium ion or a phosphonium ion in the general formula (1);
[3] The composite material according to [1] or [2] above, wherein the compound represented by the general formula (1) has a melting point of 100° C. or lower;
[4] The composite material according to any one of [1] to [3], wherein the plurality of polymer chains are covalently fixed on a substrate;
[5] The composite material according to [4] above, wherein the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the plurality of polymer chains is 1.5 or less;
[6] The composite material according to [4] or [5] above, wherein the exclusive area ratio of the plurality of polymer chains to the surface area of the substrate is 10% or more,
[7] Any of the above [4] to [6], wherein the layer formed on the base material and containing the plurality of polymer chains and the compound represented by the general formula (1) has a thickness of 500 nm or more. a composite material according to
[8] The composite material according to any one of [1] to [7], wherein the plurality of polymer chains are branched from a main polymer chain, and
[9] The composite material according to any one of [1] to [8], wherein the plurality of polymer chains form a crosslinked structure,
is provided.

本発明によれば、低摩擦摺動性を有する安全性に優れた複合材料を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composite material excellent in safety which has low-friction slidability can be provided.

図1は、本発明の第1実施形態に係る複合材料の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the composite material according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第3実施形態に係る分岐グラフト鎖含有高分子の構造を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the branched graft chain-containing polymer according to the third embodiment of the present invention. 図3は、合成例1で合成したN-2-メトキシエチル-N-メチルピロリジニウムサッカリネート(MEMP-Sac)のH-NMRチャートである。3 is a 1 H-NMR chart of N-2-methoxyethyl-N-methylpyrrolidinium saccharinate (MEMP-Sac) synthesized in Synthesis Example 1. FIG. 図4は、合成例2で合成したコリンサッカリネート(Choline-sac)のH-NMRチャートである。4 is a 1 H-NMR chart of Choline-sac synthesized in Synthesis Example 2. FIG. 図5は、合成例3で合成した1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムサッカリネート(BMI-Sac)のH-NMRチャートである。5 is a 1 H-NMR chart of 1-butyl-3-methylimidazolium saccharinate (BMI-Sac) synthesized in Synthesis Example 3. FIG. 図6は、合成例4で合成したN-ジエチル-N-メチル-N-(2-メトキシエチル)アンモニウムサッカリネート(DEME-Sac)のH-NMRチャートである。6 is a 1 H-NMR chart of N-diethyl-N-methyl-N-(2-methoxyethyl)ammonium saccharinate (DEME-Sac) synthesized in Synthesis Example 4. FIG. 図7は、実施例1,2、比較例1の摩擦力測定の結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the results of friction force measurement of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. FIG.

本発明の複合材料は、基体に固定された複数の高分子鎖を、下記一般式(1)で表される化合物で膨潤させてなるものである。

Figure 0007232045000002
(上記一般式(1)中、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基を示し、Xは、一価のカチオンを示す。) The composite material of the present invention is obtained by swelling a plurality of polymer chains fixed to a substrate with a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0007232045000002
(In the above general formula (1), R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and X + is a monovalent indicates a cation.)

本発明の複合材料は、上記構成を備えることで、ソフト(Soft)&レジリエント(Resilient)を備えたトライボ(Tribology)システム材料(SRT材料)として機能することができるものである。 The composite material of the present invention can function as a tribology system material (SRT material) having softness and resilience by having the above configuration.

<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態について、説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る複合材料を示す模式図である。図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る複合材料は、基材10と、基材10上に形成されたポリマーブラシ層20とから構成される。
<First embodiment>
First, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a composite material according to a first embodiment of the invention. As shown in FIG. 1, the composite material according to the first embodiment of the present invention comprises a substrate 10 and a polymer brush layer 20 formed on the substrate 10. As shown in FIG.

基材10としては、特に限定されず、有機材料、無機材料、金属材料等から適宜選択することができる。 The base material 10 is not particularly limited, and can be appropriately selected from organic materials, inorganic materials, metal materials, and the like.

たとえば、基材10を構成するための材料としては、
ポリウレタン系材料、ポリ塩化ビニル系材料、ポリスチレン系材料、ポリオレフィン系材料、PMMA、PET、酢酸セルロース、シリカ、無機ガラス、紙、プラスチックラミネートフィルム、セラミックス(アルミナセラミックス、バイオセラミックス、ジルコニア-アルミナ複合セラミックス等の複合セラミックス等);
金属(アルミニウム、亜鉛、銅、チタン等)、金属が蒸着された紙、シリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、多結晶シリコン、およびこれらの複合材料;
ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、エチレンアルファオレフィン共重合体等)、シリコン重合体、アクリル重合体(ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート等)、フルオロポリマー(ポリテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ素化エチレン-プロピレン、ポリビニルフッ化物等)、ビニル重合体(ポリ塩化ビニル、ポリビニルメチルエーテル、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルケトン等)、ビニルモノマー含有共重合体(ABS等)、天然及び合成ゴム(ラテックスゴム、ブタジエン-スチレン共重合体、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ブタジエン-アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン重合体、ポリイソブチレンゴム、エチレン-プロピレンジエン共重合体、ポリイソブチレン-イソプレン等)、ポリウレタン(ポリエーテルウレタン、ポリエステルウレタン、ポリカーボネートウレタン、ポリシロキサンウレタン等)、ポリアミド(ナイロン6、ナイロン66、ナイロン10、ナイロン11等)、ポリエステル、エポキシ重合体、セルロース、変性セルロース、およびこれらのコポリマー等の疎水性の有機材料;
親水性アクリル重合体(ポリアクリルアミド、ポリ-2-ヒドロキシエチルアクリレート、ポリ-N,N-ジメチルアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等)、親水性ビニル重合体(ポリ-N-ビニルピロリドン、ポリビニルピリジン等)、ポリマレイン酸、ポリ-2-ヒドロキシエチルフマレート、無水マレイン酸、ポリビニルアルコール、およびこれらのコポリマー等の親水性の有機材料;等が挙げられる。
For example, materials for forming the base material 10 include:
Polyurethane materials, polyvinyl chloride materials, polystyrene materials, polyolefin materials, PMMA, PET, cellulose acetate, silica, inorganic glass, paper, plastic laminate films, ceramics (alumina ceramics, bioceramics, zirconia-alumina composite ceramics, etc.) composite ceramics, etc.);
Metals (aluminum, zinc, copper, titanium, etc.), metal-deposited paper, silicon, silicon oxide, silicon nitride, polycrystalline silicon, and composites thereof;
Polyolefin (polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, ethylene alpha olefin copolymer, etc.), silicone polymer, acrylic polymer (polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polyethyl acrylate, etc.), fluoropolymer (polytetrafluoroethylene , chlorotrifluoroethylene, fluorinated ethylene-propylene, polyvinyl fluoride, etc.), vinyl polymers (polyvinyl chloride, polyvinyl methyl ether, polystyrene, polyvinyl acetate, polyvinyl ketone, etc.), vinyl monomer-containing copolymers (ABS, etc.) , Natural and synthetic rubber (latex rubber, butadiene-styrene copolymer, polyisoprene, polybutadiene, butadiene-acrylonitrile copolymer, polychloroprene polymer, polyisobutylene rubber, ethylene-propylenediene copolymer, polyisobutylene-isoprene, etc. ), polyurethane (polyether urethane, polyester urethane, polycarbonate urethane, polysiloxane urethane, etc.), polyamide (nylon 6, nylon 66, nylon 10, nylon 11, etc.), polyester, epoxy polymer, cellulose, modified cellulose, and these hydrophobic organic materials such as copolymers;
Hydrophilic acrylic polymers (polyacrylamide, poly-2-hydroxyethyl acrylate, poly-N,N-dimethylacrylamide, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, etc.), hydrophilic vinyl polymers (poly-N-vinylpyrrolidone, polyvinyl pyridine, etc.), polymaleic acid, poly-2-hydroxyethyl fumarate, maleic anhydride, polyvinyl alcohol, and hydrophilic organic materials such as copolymers thereof;

また、基材10の形状としては、特に限定されず、たとえば、チューブ、シート、ファイバー、ストリップ、フィルム、板、箔、膜、ペレット、粉末、成型品(押出し成型品、鋳込み成型品等)等が挙げられる。 The shape of the base material 10 is not particularly limited, and examples thereof include tubes, sheets, fibers, strips, films, plates, foils, membranes, pellets, powders, molded products (extrusion molded products, cast molded products, etc.). is mentioned.

たとえば、第1実施形態に係る複合材料を、シール用途とする場合、基材10としては、ゴム(オイルシール用途)や、無機酸化物(メカニカルシール用途)が好ましい。
第1実施形態に係る複合材料を、軸受用途とする場合、基材10としては、金属(SUS、SUJ2、炭素鋼等)、樹脂(ポリエチレン等)が好ましい。
第1実施形態に係る複合材料を、ガイド(案内機構)用途とする場合、基材10としては、金属(SUS、SUJ2、炭素鋼等)、樹脂(ポリフェニレンサルファイド、ポリテトラフロロエチレン等)が好ましい。
第1実施形態に係る複合材料を、摺動部材に用いる場合、基材10としては、鋳鉄、鋼、ステンレス鋼等の鉄、鉄合金、アルミニウム、銅等の非鉄および非鉄合金、さらには、シリコンウエハ、ガラス、石英等の非金属等が好ましい。
For example, when the composite material according to the first embodiment is used for seal applications, the base material 10 is preferably rubber (for oil seal applications) or inorganic oxide (for mechanical seal applications).
When the composite material according to the first embodiment is used as a bearing, the substrate 10 is preferably metal (SUS, SUJ2, carbon steel, etc.) or resin (polyethylene, etc.).
When the composite material according to the first embodiment is used as a guide (guide mechanism), the base material 10 is preferably metal (SUS, SUJ2, carbon steel, etc.) or resin (polyphenylene sulfide, polytetrafluoroethylene, etc.). .
When the composite material according to the first embodiment is used for a sliding member, the base material 10 includes cast iron, steel, iron such as stainless steel, iron alloys, non-ferrous metals and non-ferrous alloys such as aluminum and copper, and silicon. Wafers, glass, non-metals such as quartz, etc. are preferred.

ポリマーブラシ層20は、基体としての基材10上に共有結合で固定された複数の高分子鎖が、下記一般式(1)で表される化合物で膨潤されることによって形成される層である。なお、第1実施形態において、複数の高分子鎖は、複数の高分子グラフト鎖であってもよい。

Figure 0007232045000003
(上記一般式(1)中、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基を示し、Xは、一価のカチオンを示す。) The polymer brush layer 20 is a layer formed by swelling a plurality of polymer chains covalently fixed on a substrate 10 as a substrate with a compound represented by the following general formula (1). . In addition, in the first embodiment, the plurality of polymer chains may be a plurality of polymer graft chains.
Figure 0007232045000003
(In the above general formula (1), R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and X + is a monovalent indicates a cation.)

第1実施形態によれば、ポリマーブラシ層20を構成する、複数の高分子鎖を膨潤させるための膨潤剤として、上記一般式(1)で表される化合物を用いるものであり、これにより、ポリマーブラシ層20の摩擦係数を低減でき、低摩擦摺動性に優れたものとすることができるものであり、低摩擦摺動性に優れることから、各種シール材料として、または、各種装置の摺動部などに用いられる摺動部材あるいは摺動材料として好適に用いることができるものである。加えて、上記一般式(1)で表される化合物は、低毒性である(特に、人体に対する毒性が低い)ことから、優れた安全性をも実現できるものである。 According to the first embodiment, the compound represented by the general formula (1) is used as the swelling agent for swelling the plurality of polymer chains constituting the polymer brush layer 20. The coefficient of friction of the polymer brush layer 20 can be reduced, and the low-friction slidability can be improved. It can be suitably used as a sliding member or sliding material used in moving parts. In addition, the compound represented by the general formula (1) has low toxicity (in particular, low toxicity to the human body), so that excellent safety can be achieved.

上記一般式(1)中、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基であり、好ましくは水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1~5のアルキル基であり、R~Rの全てが水素原子であることが好ましい。すなわち、下記一般式(2)で表される化合物であることが特に好ましい。

Figure 0007232045000004
(上記一般式(2)中、Xは、上記一般式(1)と同様である。) In the general formula (1), R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or a substituent. It is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may be present, and all of R 1 to R 4 are preferably hydrogen atoms. Specifically, compounds represented by the following general formula (2) are particularly preferred.
Figure 0007232045000004
(In general formula (2) above, X + is the same as in general formula (1) above.)

炭素数1~10のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、たとえば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、シクロブチル基、n-ペンチル基、シクロペンチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基などが挙げられる。また、置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基などの炭素数1~10のアルコキシ基;ニトロ基;シアノ基;などが挙げられる。 The alkyl group having 1 to 10 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, cyclopropyl, n-butyl and isobutyl. group, s-butyl group, t-butyl group, cyclobutyl group, n-pentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group etc. Examples of substituents include halogen atoms such as a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom; alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group and an isopropoxy group; a nitro group; .

また、上記一般式(1)中、Xは、一価のカチオンであり、一価のカチオンとしては、特に限定されないが、ポリマーブラシ層20の摩擦係数をより低減でき、低摩擦摺動性により優れたものとすることができるという観点より、アンモニウムイオンまたはホスホニウムイオンが好ましく、下記一般式(3)~(6)で表されるアンモニウムイオンまたは下記一般式(7)で表されるホスホニウムイオンがより好ましい。

Figure 0007232045000005
Further, in the general formula (1), X + is a monovalent cation, and the monovalent cation is not particularly limited. Ammonium ions or phosphonium ions are preferable from the viewpoint that they can be made more excellent, and ammonium ions represented by the following general formulas (3) to (6) or phosphonium ions represented by the following general formula (7) is more preferred.
Figure 0007232045000005

上記一般式(3)中、R~Rは、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基、-(CH-OR(Rは、メチル基またはエチル基であり、mは1または2である。)で表されるアルコキシアルキル基、または-(CH-OH(nは、1~4の整数)で表される炭素数1~4のアルキルアルコール基である。 In the general formula (3), R 5 to R 8 each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, —(CH 2 ) m —OR 9 (R 9 is a methyl group or an ethyl group; , m is 1 or 2.) or an alkyl alcohol group having 1 to 4 carbon atoms represented by —(CH 2 ) n —OH (n is an integer of 1 to 4) is.

炭素数1~4のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、シクロブチル基などが挙げられる。これらのなかでも、炭素数1~3のアルキル基が好ましく、炭素数1~3の直鎖アルキル基がより好ましく、メチル基またはエチル基がさらに好ましい。-(CH-ORで表されるアルコキシアルキル基の具体例としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基などが挙げられ、これらの中でも、メトキシエチル基、エトキシエチル基が好ましい。また、-(CH-OH(nは、1~4の整数)で表される炭素数1~4のアルキルアルコール基としては、ヒドロキシメチル基、2-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシプロピル基、3-ヒドロキシプロピル基、2-ヒドロキシブチル基、3-ヒドロキシブチル基、4-ヒドロキシブチル基などが挙げられ、これらの中でも、2-ヒドロキシエチル基が好ましい。 The alkyl group having 1 to 4 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, and may be methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, cyclopropyl, n-butyl or s-butyl. group, isobutyl group, t-butyl group, cyclobutyl group and the like. Among these, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is more preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable. Specific examples of the alkoxyalkyl group represented by —(CH 2 ) m —OR 9 include methoxymethyl group, ethoxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group and the like. Ethoxyethyl groups are preferred. In addition, the alkyl alcohol group having 1 to 4 carbon atoms represented by —(CH 2 ) n —OH (n is an integer of 1 to 4) includes a hydroxymethyl group, a 2-hydroxyethyl group, and a 2-hydroxypropyl group. group, 3-hydroxypropyl group, 2-hydroxybutyl group, 3-hydroxybutyl group, 4-hydroxybutyl group, etc. Among these, 2-hydroxyethyl group is preferred.

上記一般式(4)中、R10、R11は、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基、-(CH-OR(Rは、メチル基またはエチル基であり、mは1または2である。)で表されるアルコキシアルキル基、または-(CH-OH(nは、1~4の整数)で表される炭素数1~4のアルキルアルコール基であり、これらの具体例としては、上記R~Rにおいて例示したものが挙げられる。また、R10とR11とは、互いに結合してこれらが結合する窒素原子とともに環を形成してもよい。 In general formula (4) above, R 10 and R 11 each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, —(CH 2 ) m —OR 9 (R 9 is a methyl group or an ethyl group; , m is 1 or 2.) or an alkyl alcohol group having 1 to 4 carbon atoms represented by —(CH 2 ) n —OH (n is an integer of 1 to 4) and specific examples thereof include those exemplified for R 5 to R 8 above. Also, R 10 and R 11 may be bonded to each other to form a ring together with the nitrogen atom to which they are bonded.

上記一般式(5)中、R12、R13は、それぞれ独立して、炭素数1~12のアルキル基、-(CH-OR(Rは、メチル基またはエチル基であり、mは1または2である。)で表されるアルコキシアルキル基、または-(CH-OH(nは、1~4の整数)で表される炭素数1~4のアルキルアルコール基である。炭素数1~12のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、シクロブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。-(CH-ORで表されるアルコキシアルキル基および-(CH-OHで表される炭素数1~4のアルキルアルコール基の具体例としては、上記R~Rにおいて例示したものが挙げられる。R12、R13は、炭素数1~12のアルキル基であることが好ましく、R12、R13は、炭素数1~12のアルキル基であり、かつ、R12とR13が異なることがより好ましく、炭素数1~12のアルキル基であり、かつ、R13がR12よりも炭素数の大きいアルキル基であることがさらに好ましく、R12がメチル基であり、R13がエチル基、n-プロピル基、n-ブチル基であることがさらにより好ましく、R12がメチル基であり、R13がn-ブチル基であることが特に好ましい。 In the above general formula (5), R 12 and R 13 each independently represent an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, —(CH 2 ) m —OR 9 (R 9 is a methyl group or an ethyl group; , m is 1 or 2.) or an alkyl alcohol group having 1 to 4 carbon atoms represented by —(CH 2 ) n —OH (n is an integer of 1 to 4) is. The alkyl group having 1 to 12 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, and may be methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, cyclopropyl, n-butyl or s-butyl. group, isobutyl group, t-butyl group, cyclobutyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n- dodecyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. Specific examples of the alkoxyalkyl group represented by -(CH 2 ) m -OR 9 and the alkyl alcohol group having 1 to 4 carbon atoms represented by -(CH 2 ) n -OH include the above R 5 to R 8 Those exemplified in are mentioned. R 12 and R 13 are preferably alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, R 12 and R 13 are alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, and R 12 and R 13 may be different. More preferably, it is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and it is even more preferable that R 13 is an alkyl group having a larger number of carbon atoms than R 12 , R 12 is a methyl group, R 13 is an ethyl group, n-propyl group and n-butyl group are even more preferred, and it is particularly preferred that R 12 is a methyl group and R 13 is an n-butyl group.

上記一般式(6)中、R14は、炭素数1~8のアルキル基、-(CH-OR(Rは、メチル基またはエチル基であり、mは1または2である。)で表されるアルコキシアルキル基、または-(CH-OH(nは、1~4の整数)で表される炭素数1~4のアルキルアルコール基である。炭素数1~8のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、シクロブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。また、-(CH-ORで表されるアルコキシアルキル基および-(CH-OHで表される炭素数1~4のアルキルアルコール基の具体例としては、上記R~Rにおいて例示したものが挙げられる。 In general formula (6) above, R 14 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, —(CH 2 ) m —OR 9 (R 9 is a methyl group or an ethyl group, and m is 1 or 2. ), or an alkyl alcohol group having 1 to 4 carbon atoms represented by —(CH 2 ) n —OH (n is an integer of 1 to 4). The alkyl group having 1 to 8 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, and may be methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, cyclopropyl, n-butyl or s-butyl. group, isobutyl group, t-butyl group, cyclobutyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. Specific examples of the alkoxyalkyl group represented by -(CH 2 ) m -OR 9 and the alkyl alcohol group having 1 to 4 carbon atoms represented by -(CH 2 ) n -OH include the above R 5 to Those exemplified for R 8 can be mentioned.

Figure 0007232045000006
Figure 0007232045000006

上記一般式(7)中、R15~R17は、炭素数1~12のアルキル基であり、炭素数1~12のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、上述した炭素数1~4のアルキル基の具体例として挙げた各基、および、n-ペンチル基、シクロペンチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基等が挙げられる。R18は、炭素数1~20のアルキル基または-(CH-OR(Rは、メチル基またはエチル基であり、mは1または2である。)で表されるアルコキシアルキル基である。炭素数1~20のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、上述した炭素数1~12のアルキル基の具体例として挙げた各基、および、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-エイコシル基等が挙げられる。-(CH-ORで表されるアルコキシアルキル基の具体例としては、上記R~Rにおいて例示したものが挙げられる。上記一般式(7)で表されるホスホニウムイオンとしては、ポリマーブラシ層20の摩擦係数をより低減でき、低摩擦摺動性により優れたものとすることができるという観点より、R15~R17と、R18とが互いに炭素数の異なる基であることが好ましく、R15~R17は、好ましくは炭素数1~8のアルキル基であり、R18は、好ましくは炭素数9~20のアルキル基である。なお、この場合においては、R15~R17は、互いに同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。 In the general formula (7), R 15 to R 17 are alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, and the alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, Each group exemplified as specific examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n-pentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group and the like. R 18 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxyalkyl represented by —(CH 2 ) m —OR 9 (R 9 is a methyl group or an ethyl group, and m is 1 or 2); is the base. The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms may be linear, branched, or cyclic, and may be any of the groups listed above as specific examples of the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, n-eicosyl group and the like. Specific examples of the alkoxyalkyl group represented by —(CH 2 ) m —OR 9 include those exemplified for R 5 to R 8 above. As the phosphonium ion represented by the general formula (7), R 15 to R 17 are selected from the viewpoint that the friction coefficient of the polymer brush layer 20 can be further reduced and the low-friction slidability can be improved. and R 18 are groups having different carbon atoms, R 15 to R 17 are preferably alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, and R 18 is preferably a group having 9 to 20 carbon atoms. is an alkyl group. In this case, R 15 to R 17 may be the same groups or different groups.

第1実施形態においては、ポリマーブラシ層20の摩擦係数をより低減でき、低摩擦摺動性により優れたものとすることができるという観点より、上記アンモニウムイオンおよびホスホニウムイオンの中でも、アンモニウムイオンが好ましく、上記一般式(3)、上記一般式(4)、上記一般式(5)で表されるアンモニウムイオンがより好ましい。また、上記一般式(3)で表されるアンモニウムイオンのなかでも、下記一般式(8)、(9)で表されるアンモニウムイオンがさらに好ましく、上記一般式(4)で表されるアンモニウムイオンのなかでも、下記一般式(10)で表されるアンモニウムイオンがさらに好ましい。

Figure 0007232045000007
In the first embodiment, among the ammonium ions and phosphonium ions, ammonium ions are preferable from the viewpoint that the coefficient of friction of the polymer brush layer 20 can be further reduced and the low-friction slidability can be improved. , the ammonium ions represented by the general formula (3), the general formula (4), and the general formula (5) are more preferable. Further, among the ammonium ions represented by the above general formula (3), the ammonium ions represented by the following general formulas (8) and (9) are more preferable, and the ammonium ions represented by the above general formula (4) Among them, an ammonium ion represented by the following general formula (10) is more preferable.
Figure 0007232045000007

上記一般式(8)中、R~R、R、mは、上記一般式(3)と同様であり、R~Rは、それぞれ独立に、メチル基またはエチル基であることが好ましく、Rがメチル基であり、R、Rがエチル基であることもしくはR、Rがメチル基であり、Rがエチル基であることが特に好ましい。Rは、メチル基またはエチル基であり、メチル基であることが特に好ましい。また、mは、1または2であり、2であることが特に好ましい。 In general formula (8) above, R 5 to R 7 , R 9 and m are the same as in general formula (3) above, and R 5 to R 7 are each independently a methyl group or an ethyl group. and particularly preferably R 5 is a methyl group and R 6 and R 7 are an ethyl group, or R 5 and R 6 are a methyl group and R 7 is an ethyl group. R 9 is a methyl group or an ethyl group, particularly preferably a methyl group. Moreover, m is 1 or 2, and 2 is particularly preferable.

上記一般式(9)中、R~R、nは、上記一般式(3)と同様であり、R~Rは、それぞれ独立に、メチル基またはエチル基であることが好ましく、R~Rが、いずれもメチル基であることが特に好ましい。また、nは、1または2であることが好ましく、2であることが特に好ましい。 In general formula (9) above, R 5 to R 7 and n are the same as in general formula (3) above, and R 5 to R 7 are each independently preferably a methyl group or an ethyl group, It is particularly preferred that all of R 5 to R 7 are methyl groups. Moreover, n is preferably 1 or 2, and particularly preferably 2.

上記一般式(10)中、R10、mは、上記一般式(4)と同様であり、R10は、メチル基またはエチル基であることが好ましく、メチル基であることが特に好ましい。Rは、メチル基またはエチル基であり、メチル基であることが特に好ましい。また、mは、1または2であり、2であることが特に好ましい。 In general formula (10), R 10 and m are the same as in general formula (4), and R 10 is preferably a methyl group or an ethyl group, particularly preferably a methyl group. R 9 is a methyl group or an ethyl group, particularly preferably a methyl group. Moreover, m is 1 or 2, and 2 is particularly preferable.

上記一般式(1)で表される化合物の融点は、特に限定されず、Xで表される一価のカチオンの種類によって異なるが、ポリマーブラシ層20の摩擦係数をより低減でき、低摩擦摺動性により優れたものとすることができるという観点より、好ましくは100℃以下であり、より好ましくは50℃以下、さらに好ましくは25℃以下である。なお、上記一般式(1)で表される化合物は、融点が100℃以下である場合には、イオン液体に該当するものとなる。ここで、イオン液体とはイオンのみから構成される塩であって、一般に融点が100℃以下のものをいう。 The melting point of the compound represented by the general formula (1) is not particularly limited, and varies depending on the type of the monovalent cation represented by X + . The temperature is preferably 100° C. or lower, more preferably 50° C. or lower, and still more preferably 25° C. or lower, from the viewpoint that slidability can be improved. In addition, when the compound represented by the general formula (1) has a melting point of 100° C. or less, it corresponds to an ionic liquid. Here, the ionic liquid is a salt composed only of ions and generally has a melting point of 100° C. or lower.

上記一般式(1)で表される化合物の製造方法としては、特に限定されないが、Xで表される一価のカチオンが、アンモニウムイオンまたはホスホニウムイオンである場合には、たとえば、対応するアンモニウムイオンまたはホスホニウムイオンのハロゲン化物を得て、対応するサッカリン誘導体や、サッカリン誘導体の塩を混合することにより製造することができる。 The method for producing the compound represented by the general formula (1) is not particularly limited. It can be produced by obtaining an ion or a halide of a phosphonium ion and mixing the corresponding saccharin derivative or a salt of the saccharin derivative.

そして、第1実施形態において、図1に示すポリマーブラシ層20は、上述した一般式(1)で表される化合物を使用し、たとえば、上述した基材10表面に、表面開始リビングラジカル重合法により複数の高分子鎖を導入し、次いで、複数の高分子鎖を、上記一般式(1)で表される化合物で膨潤させることで、形成することができる。この際において、上記一般式(1)で表される化合物は、一種単独で用いてもよいし、あるいは二種以上を併用して用いることもできる。また、膨潤剤として、上記一般式(1)で表される化合物に加えて、他の媒体を組み合わせて用いてもよく、このような他の媒体としては、上記一般式(1)で表される化合物以外のイオン液体や、水あるいは有機溶媒などが挙げられる。他の媒体の使用量は、本発明の作用効果を阻害しない範囲において、適宜設定すればよい。 Then, in the first embodiment, the polymer brush layer 20 shown in FIG. can be formed by introducing a plurality of polymer chains by and then swelling the plurality of polymer chains with the compound represented by the general formula (1). In this case, the compounds represented by the general formula (1) may be used singly or in combination of two or more. Further, as a swelling agent, in addition to the compound represented by the general formula (1), other media may be used in combination. Examples include ionic liquids other than the compounds that are used, water, organic solvents, and the like. The amount of the other medium to be used may be set as appropriate within a range that does not impair the effects of the present invention.

表面開始リビングラジカル重合法は、高分子鎖の起点となる基材10表面に、重合開始基を導入し、該重合開始基を始点として、リビングラジカル重合を行うことで、高分子鎖を形成する手法であり、たとえば、特開2009-59659号公報や特開2010-218984号公報に記載された方法などを適用することができる。 In the surface-initiated living radical polymerization method, a polymer chain is formed by introducing a polymerization initiating group onto the surface of the substrate 10, which serves as the starting point of the polymer chain, and performing living radical polymerization using the polymerization initiating group as the starting point. For example, the methods described in JP-A-2009-59659 and JP-A-2010-218984 can be applied.

高分子鎖を形成するための高分子としては、疎水性高分子および親水性高分子のいずれであってもよく、親水性高分子は、親水性モノマーを用いて調製してもよく、疎水性モノマーを用いて高分子を調製した後に、この高分子に親水性基を導入することによって調製してもよい。また、高分子鎖は、1種のモノマーがホモ重合したものや、2種以上のモノマーが共重合したもののいずれであってもよく、共重合の様式としては、ランダム共重合、ブロック共重合、グラジエント共重合等のいずれであってもよい。 The polymer for forming the polymer chain may be either a hydrophobic polymer or a hydrophilic polymer, and the hydrophilic polymer may be prepared using a hydrophilic monomer. It may be prepared by preparing a polymer using monomers and then introducing a hydrophilic group into this polymer. In addition, the polymer chain may be a homopolymer of one type of monomer or a copolymer of two or more types of monomers. Any of gradient copolymerization and the like may be used.

高分子鎖の形成に用いられるモノマーとしては、特に限定されないが、付加重合性の二重結合を少なくとも1つ有するモノマーが好ましい。付加重合性の二重結合を1つ有する単官能性のモノマーとしては、(メタ)アクリル酸系モノマー、スチレン系モノマー等が好ましく挙げられる。 The monomer used for forming the polymer chain is not particularly limited, but a monomer having at least one addition-polymerizable double bond is preferred. Preferred examples of the monofunctional monomer having one addition-polymerizable double bond include (meth)acrylic acid-based monomers and styrene-based monomers.

高分子鎖の形成に用いられるモノマーとして、たとえば、(メタ)アクリル酸系モノマー、スチレン系モノマー、付加重合性の二重結合を1つ有する単官能性のモノマー、疎水性モノマー、親水性モノマー、側鎖にカルボキシル基またはカルボキシル基に容易に転換できる基を有するモノマー等が挙げられる。 Examples of monomers used to form the polymer chain include (meth)acrylic acid-based monomers, styrene-based monomers, monofunctional monomers having one addition-polymerizable double bond, hydrophobic monomers, hydrophilic monomers, Examples thereof include monomers having a carboxyl group or a group that can be easily converted to a carboxyl group in the side chain.

(メタ)アクリル酸系モノマーの具体例としては、
(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート;
ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、トルイル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート;
2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、3-メトキシプロピル(メタ)アクリレート、3-メトキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、3-エチル-3-(メタ)アクリロイルオキシメチルオキセタン;
2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、(メタ)アクリレート-2-アミノエチル、2-(2-ブロモプロピオニルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、2-(2-ブロモイソブチリルオキシ)エチル(メタ)アクリレート;
1-(メタ)アクリロキシ-2-フェニル-2-(2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジニルオキシ)エタン、1-(4-((4-(メタ)アクリロキシ)エトキシエチル)フェニルエトキシ)ピペリジン、γ-(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン;
3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)プロピル(メタ)アクリレート、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソブチル-ペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)プロピル(メタ)アクリレート、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)プロピル(メタ)アクリレート;
3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)プロピル(メタ)アクリレート、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)プロピル(メタ)アクリレート、3-[(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート;
3-[(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソブチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート、3-[(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート;
3-[(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート、3-[(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、トリフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、2-トリフルオロメチルエチル(メタ)アクリレート、2-ペルフルオロエチルエチル(メタ)アクリレート、2-ペルフルオロエチル-2-ペルフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、2-ペルフルオロエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、ジペルフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート;
2-ペルフルオロメチル-2-ペルフルオロエチルエチル(メタ)アクリレート、2-ペルフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、2-ペルフルオロデシルエチル(メタ)アクリレート、2-ペルフルオロヘキサデシルエチル(メタ)アクリレート;等が挙げられる。
Specific examples of (meth)acrylic acid-based monomers include:
(meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate;
heptyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, toluyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate;
2-methoxyethyl (meth)acrylate, 3-methoxypropyl (meth)acrylate, 3-methoxybutyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate , glycidyl (meth)acrylate, 3-ethyl-3-(meth)acryloyloxymethyloxetane;
2-(meth)acryloyloxyethyl isocyanate, (meth)acrylate-2-aminoethyl, 2-(2-bromopropionyloxy)ethyl (meth)acrylate, 2-(2-bromoisobutyryloxy)ethyl (meth) acrylate;
1-(meth)acryloxy-2-phenyl-2-(2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy)ethane, 1-(4-((4-(meth)acryloxy)ethoxyethyl) ) phenylethoxy)piperidine, γ-(methacryloyloxypropyl)trimethoxysilane;
3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaethylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxane-1-yl) Propyl (meth)acrylate, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutyl-pentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octa Siloxane-1-yl)propyl (meth)acrylate, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctylpentacyclo[9.5.1.1 3,9.1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxane-1-yl)propyl (meth)acrylate;
3-(3,5,7,9,11,13,15-heptacyclopentylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxane-1-yl) Propyl (meth)acrylate, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaphenylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octa Siloxane-1-yl)propyl (meth)acrylate, 3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptaethylpentacyclo[9.5.1.1 3,9.1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxane-1-yloxy)dimethylsilyl]propyl (meth)acrylate;
3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxane-1-yloxy ) dimethylsilyl]propyl (meth)acrylate, 3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctylpentacyclo[9.5.1.1 3,9.1 5,15 . 1 7,13 ]octasiloxane-1-yloxy)dimethylsilyl]propyl (meth)acrylate;
3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptacyclopentylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxane-1-yloxy ) dimethylsilyl]propyl (meth)acrylate, 3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptaphenylpentacyclo[9.5.1.1 3,9.1 5,15.1 7,13 ]octasiloxane-1-yloxy)dimethylsilyl]propyl (meth)acrylate;
(Meth)acrylic acid ethylene oxide adduct, trifluoromethylmethyl (meth)acrylate, 2-trifluoromethylethyl (meth)acrylate, 2-perfluoroethylethyl (meth)acrylate, 2-perfluoroethyl-2-perfluorobutyl ethyl (meth)acrylate, 2-perfluoroethyl (meth)acrylate, trifluoromethyl (meth)acrylate, diperfluoromethylmethyl (meth)acrylate;
2-perfluoromethyl-2-perfluoroethylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorohexylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorodecylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorohexadecylethyl (meth)acrylate; .

スチレン系モノマーの具体例としては、
スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、p-クロルスチレン、p-クロロメチルスチレン、m-クロロメチルスチレン、o-アミノスチレン、p-スチレンクロロスルホン酸、スチレンスルホン酸及びその塩、ビニルフェニルメチルジチオカルバメート、2-(2-ブロモプロピオニルオキシ)スチレン、2-(2-ブロモイソブチリルオキシ)スチレン;
1-(2-((4-ビニルフェニル)メトキシ)-1-フェニルエトキシ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(4-ビニルフェニル)-3,5,7,9,11,13,15-ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン、1-(4-ビニルフェニル)-3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソブチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン;
1-(4-ビニルフェニル)-3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン、1-(4-ビニルフェニル)-3,5,7,9,11,13,15-ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン、1-(4-ビニルフェニル)-3,5,7,9,11,13,15-ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン;
3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)エチルスチレン、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソブチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)エチルスチレン、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)エチルスチレン;
3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)エチルスチレン、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)エチルスチレン、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレン;
3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソブチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレン、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレン;
3-((3,5,7,9,11,13,15-ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレン、3-((3,5,7,9,11,13,15-ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレン;等が挙げられる。
Specific examples of styrene-based monomers include
Styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene, p-chlorostyrene, p-chloromethylstyrene, m-chloromethylstyrene, o-aminostyrene, p-styrenechlorosulfonic acid, styrenesulfonic acid and its salts, vinylphenylmethyldithio carbamate, 2-(2-bromopropionyloxy)styrene, 2-(2-bromoisobutyryloxy)styrene;
1-(2-((4-vinylphenyl)methoxy)-1-phenylethoxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-(4-vinylphenyl)-3,5,7,9, 11,13,15-heptaethylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 . 15,15 . 1 7,13 ]octasiloxane, 1-(4-vinylphenyl)-3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 . 15,15 . 1 7,13 ]octasiloxane;
1-(4-vinylphenyl)-3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 . 15,15 . 1 7,13 ]octasiloxane, 1-(4-vinylphenyl)-3,5,7,9,11,13,15-heptacyclopentylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 . 15,15 . 1 7,13 ]octasiloxane, 1-(4-vinylphenyl)-3,5,7,9,11,13,15-heptaphenylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 . 15,15 . 1 7,13 ]octasiloxane;
3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaethylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxane-1-yl) Ethylstyrene, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxane-1 -yl)ethylstyrene, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ] octasiloxane-1-yl)ethylstyrene;
3-(3,5,7,9,11,13,15-heptacyclopentylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxane-1-yl) Ethylstyrene, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaphenylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxane-1 -yl)ethylstyrene, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaethylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octa siloxane-1-yloxy)dimethylsilyl)ethylstyrene;
3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxane-1-yloxy) dimethylsilyl)ethylstyrene, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ] octasiloxane-1-yloxy)dimethylsilyl)ethylstyrene;
3-((3,5,7,9,11,13,15-heptacyclopentylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxane-1-yloxy )dimethylsilyl)ethylstyrene, 3-((3,5,7,9,11,13,15-heptaphenylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ] octasiloxane-1-yloxy)dimethylsilyl)ethylstyrene; and the like.

付加重合性の二重結合を1つ有する単官能性のモノマーの具体例としては、
フッ素含有ビニルモノマー(ペルフルオロエチレン、ペルフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等)、ケイ素含有ビニル系モノマー(ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等)、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステルおよびジアルキルエステル、フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステルおよびジアルキルエステル;
マレイミド系モノマー(マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等);
ニトリル基含有モノマー(アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、アミド基含有モノマー(アクリルアミド、メタクリルアミド等)、ビニルエステル系モノマー(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等);
オレフィン類(エチレン、プロピレン等)、共役ジエン系モノマー(ブタジエン、イソプレン等)、ハロゲン化ビニル(塩化ビニル等)、ハロゲン化ビニリデン(塩化ビニリデン等)、ハロゲン化アリル(塩化アリル等);
アリルアルコール、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、N-ビニルカルバゾール、メチルビニルケトン、ビニルイソシアナート;等が挙げられる。
また、付加重合性の二重結合を1つ有する単官能性のモノマーとしては、重合性二重結合を1分子中に1つ有し、かつ、主鎖がスチレン、(メタ)アクリル酸エステル、シロキサン等から誘導されたものであるマクロモノマー等も使用できる。
Specific examples of monofunctional monomers having one addition-polymerizable double bond include:
Fluorine-containing vinyl monomers (perfluoroethylene, perfluoropropylene, vinylidene fluoride, etc.), silicon-containing vinyl monomers (vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, etc.), maleic anhydride, maleic acid, maleic acid monoalkyl esters and dialkyls esters, fumaric acid, mono- and dialkyl esters of fumaric acid;
Maleimide-based monomers (maleimide, methylmaleimide, ethylmaleimide, propylmaleimide, butylmaleimide, hexylmaleimide, octylmaleimide, dodecylmaleimide, stearylmaleimide, phenylmaleimide, cyclohexylmaleimide, etc.);
Nitrile group-containing monomers (acrylonitrile, methacrylonitrile, etc.), amide group-containing monomers (acrylamide, methacrylamide, etc.), vinyl ester monomers (vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl benzoate, vinyl cinnamate, etc.) ;
Olefins (ethylene, propylene, etc.), conjugated diene monomers (butadiene, isoprene, etc.), vinyl halides (vinyl chloride, etc.), vinylidene halides (vinylidene chloride, etc.), allyl halides (allyl chloride, etc.);
allyl alcohol, vinylpyrrolidone, vinylpyridine, N-vinylcarbazole, methylvinylketone, vinylisocyanate;
Further, the monofunctional monomer having one addition polymerizable double bond includes one polymerizable double bond in one molecule, and the main chain is styrene, (meth)acrylic acid ester, Macromonomers and the like derived from siloxanes and the like can also be used.

疎水性モノマーの具体例としては、
アクリル酸エステル(メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート等のアクリル酸のアルキルエステル;フェニルアクリレート等のアリールアクリレート;ベンジルアクリレート等のアリールアルキルアクリレート;メトキシメチルアクリレート等のアルコキシアルキルアクリレート等);
メタクリル酸エステル(メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート等のメタクリル酸のアルキルエステル;フェニルメタクリレート等のアリールメタクリレート;ベンジルメタクリレート等のアリールアルキルメタクリレート;メトキシメチルメタクリレート等のアルコキシアルキルメタクリレート等);
フマル酸エステル(フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジアリル等のフマル酸のアルキルエステル等)、マレイン酸エステル(マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジアリル等のマレイン酸のアルキルエステル等);
イタコン酸エステル(イタコン酸のアルキルエステル等)、クロトン酸エステル(クロトン酸のアルキルエステル等)、メチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルベンゾエート、スチレン;
アルキルスチレン、塩化ビニル、ビニルメチルケトン、ビニルステアレート、ビニルアルキルエーテル;等が挙げられる。
Specific examples of hydrophobic monomers include
Acrylic acid esters (alkyl esters of acrylic acid such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, hexafluoroisopropyl acrylate; aryl acrylates such as phenyl acrylate; aryl alkyl acrylates such as benzyl acrylate; methoxymethyl acrylate, etc. alkoxyalkyl acrylate, etc.);
Methacrylic acid esters (alkyl esters of methacrylic acid such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, hexafluoroisopropyl methacrylate; aryl methacrylates such as phenyl methacrylate; arylalkyl methacrylates such as benzyl methacrylate; methoxymethyl methacrylate, etc. alkoxyalkyl methacrylate, etc.);
fumaric acid ester (dimethyl fumarate, diethyl fumarate, alkyl ester of fumaric acid such as diallyl fumarate, etc.), maleic acid ester (alkyl ester of maleic acid such as dimethyl maleate, diethyl maleate, diallyl maleate, etc.);
Itaconic acid esters (such as alkyl esters of itaconic acid), crotonic acid esters (such as alkyl esters of crotonic acid), methyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, styrene;
Alkyl styrene, vinyl chloride, vinyl methyl ketone, vinyl stearate, vinyl alkyl ether;

親水性モノマーの具体例としては、
ヒドロキシ置換アルキルアクリレート(2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルアクリレート、ポリエトキシエチルアクリレート、ポリエトキシプロピルアクリレート等);
ヒドロキシ置換アルキルメタクリレート(2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエトキシエチルメタクリレート、ポリエトキシプロピルメタクリレート等);
アクリルアミド、N-アルキルアクリルアミド(N-メチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド等)、N-アルキルメタクリルアミド(N-メチルメタクリルアミド等);
ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、アルコキシポリエチレングリコールアクリレート、アルコキシポリエチレングリコールメタクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールメタクリレート、2-グルコシロキシエチルメタクリレート;
アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、メタクリルアミド、アリルアルコール、N-ビニルピロリドン、N,N-ジメチルアミノエチルアクリレート;等が挙げられる。
Specific examples of hydrophilic monomers include
hydroxy-substituted alkyl acrylates (2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, polyethoxyethyl acrylate, polyethoxypropyl acrylate, etc.);
hydroxy-substituted alkyl methacrylates (2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, polyethoxyethyl methacrylate, polyethoxypropyl methacrylate, etc.);
acrylamide, N-alkylacrylamide (N-methylacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, etc.), N-alkylmethacrylamide (N-methylmethacrylamide, etc.);
polyethylene glycol monoacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, alkoxypolyethyleneglycol acrylate, alkoxypolyethyleneglycol methacrylate, phenoxypolyethyleneglycol acrylate, phenoxypolyethyleneglycol methacrylate, 2-glucosyloxyethyl methacrylate;
acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, crotonic acid, methacrylamide, allyl alcohol, N-vinylpyrrolidone, N,N-dimethylaminoethyl acrylate;

側鎖にカルボキシル基またはカルボキシル塩基に容易に転換できる基を有するモノマーの具体例としては、
1-メトキシエチルアクリレート、1-エトキシエチルアクリレート、1-プロポキシエチルアクリレート、1-(1-メチルエトキシ)エチルアクリレート、1-ブトキシエチルアクリレート、1-(2-メチルプロポキシ)エチルアクリレート、1-(2-エチルヘキソキシ)エチルアクリレート;
ピラニルアクリレート、1-メトキシエチルメタクリート、1-エトキシエチルメタクリート、1-プロポキシエチルメトクリート、1-(1-メチルエトキシ)エチルメタクリート、1-ブトキシエチルメタクリート、1-(2-メチルプロポキシ)エチルメタクリート、1-(2-エチルヘキソシキ)エチルメタクリレート;
ピラニルメタクリート、ジ-1-メトキシエチルマレート、ジ-1-エトキシエチルマレート、ジ-1-プロポキシエチルマレート、ジ-1-(1-メチルエトキシ)エチルマレート、ジ-1-ブトキシエチルマレート、ジ-1-(2-メチルプロポキシ)エチルマレート、ジピラニルマレート;等が挙げられる。
Specific examples of monomers having a carboxyl group or a group that can be easily converted to a carboxyl base in the side chain include:
1-methoxyethyl acrylate, 1-ethoxyethyl acrylate, 1-propoxyethyl acrylate, 1-(1-methylethoxy)ethyl acrylate, 1-butoxyethyl acrylate, 1-(2-methylpropoxy)ethyl acrylate, 1-(2 - ethylhexoxy) ethyl acrylate;
pyranyl acrylate, 1-methoxyethyl methacrylate, 1-ethoxyethyl methacrylate, 1-propoxyethyl methacrylate, 1-(1-methylethoxy)ethyl methacrylate, 1-butoxyethyl methacrylate, 1-(2-methyl propoxy)ethyl methacrylate, 1-(2-ethylhexoxy)ethyl methacrylate;
pyranyl methacrylate, di-1-methoxyethyl maleate, di-1-ethoxyethyl maleate, di-1-propoxyethyl maleate, di-1-(1-methylethoxy)ethyl maleate, di-1-butoxyethyl Malate, di-1-(2-methylpropoxy)ethyl maleate, dipyranyl maleate; and the like.

上記した高分子鎖の形成に用いられるモノマーは、1種単独で使用してもよいし、あるいは、2種以上を併用してもよい。 The monomers used for forming the polymer chains described above may be used singly or in combination of two or more.

また、高分子鎖の形成に用いられるモノマーとしては、上述した一般式(1)で表される化合物との親和性により優れ、ポリマーブラシ層20の摩擦係数をより低減でき、低摩擦摺動性により優れたものとすることができるという点より、イオン性の解離基を有するモノマー(特に、イオン性の解離基と反応性二重結合基とを有するモノマー)を用いることが好ましい。イオン性の解離基を有するモノマーを用いることにより、重合により得られる高分子鎖をイオン性の解離基を有するものとすることができる。なお、高分子鎖を形成するためのモノマーとしては、イオン性の解離基を有するモノマーに加えて、これと共重合可能なモノマー(たとえば、上述した各モノマー)を用いてもよい。このようなイオン性の解離基を有するモノマーとしては、特に限定されないが、たとえば、下記一般式(11)に示す化合物などが挙げられる。

Figure 0007232045000008
Further, the monomer used for forming the polymer chain has excellent affinity with the compound represented by the general formula (1) described above, can further reduce the coefficient of friction of the polymer brush layer 20, and has low friction sliding property. It is preferable to use a monomer having an ionic dissociation group (especially a monomer having an ionic dissociation group and a reactive double bond group) because it can make the composition more excellent. By using a monomer having an ionic dissociation group, the polymer chain obtained by polymerization can have an ionic dissociation group. As the monomer for forming the polymer chain, in addition to the monomer having an ionic dissociation group, a monomer copolymerizable therewith (for example, each of the monomers described above) may be used. Monomers having such an ionic dissociative group are not particularly limited, but include, for example, compounds represented by the following general formula (11).
Figure 0007232045000008

上記一般式(11)中、R19は、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基を示す。R20~R22は、炭素数1~5のアルキル基を示す。R20~R22は、酸素原子、硫黄原子、フッ素原子から選ばれる1種以上のヘテロ原子を含んでいてもよく、R20~R22は、互いに結合してこれらが結合する窒素原子とともに環を形成してもよい。また、Zは一価のアニオンを示す。また、上記一般式(11)中、kは、1~10の整数を示し、jは、1~5の整数を示す。 In general formula (11) above, R 19 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 20 to R 22 represent alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms. R 20 to R 22 may contain one or more heteroatoms selected from an oxygen atom, a sulfur atom and a fluorine atom, and R 20 to R 22 are bonded to each other and together with the nitrogen atom to which they are bonded, the ring may be formed. Also, Z represents a monovalent anion. In general formula (11) above, k represents an integer of 1-10, and j represents an integer of 1-5.

上記一般式(11)中、Zで表される一価のアニオンとしては、特に限定されないが、BF 、PF 、AsF 、SbF 、AlCl 、NbF 、HSO 、ClO 、CHSO 、CFSO 、CFCO 、(CFSO、Cl、Br、I、サッカリネート等のアニオンを用いることができ、これらは一種単独で、あるいは、二種以上を併用してもよいが、上記一般式(1)で表される化合物で膨潤させた場合における上記一般式(1)で表される化合物中での解離度、安定性および移動度等を考慮すると、BF 、PF 、(CFSO、CFSO 、またはCFCO であることがより好ましい。また、上記一般式(1)で表される化合物に対する親和性という観点からは、サッカリネートであることがより好ましい。 In the above general formula (11), the monovalent anion represented by Z is not particularly limited, but BF 4 , PF 6 , AsF 6 , SbF 6 , AlCl 4 , NbF 6 , Anions such as HSO 4 , ClO 4 , CH 3 SO 3 , CF 3 SO 3 , CF 3 CO 2 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , Cl , Br , I , saccharinate, etc. These may be used alone, or two or more may be used in combination. BF 4 - , PF 6 - , (CF 3 SO 2 ) 2 N - , CF 3 SO 3 - , or CF 3 CO 2 - is more preferable. Moreover, from the viewpoint of affinity for the compound represented by the general formula (1), saccharinate is more preferable.

上記一般式(11)で表される化合物のなかでも、ポリマーブラシ層20の摩擦係数の低減効果がより大きいという観点より、下記一般式(12)~(19)で表される化合物を、特に好適に用いることができる。なお、これらは一種単独で、あるいは二種以上を併用して用いることができる。

Figure 0007232045000009
Among the compounds represented by the general formula (11), from the viewpoint that the effect of reducing the coefficient of friction of the polymer brush layer 20 is greater, the compounds represented by the following general formulas (12) to (19) are particularly preferred. It can be used preferably. In addition, these can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
Figure 0007232045000009

上記一般式(12)~(19)中、R19、R20、Z、k、jは、上記一般式(11)と同様である。 In general formulas (12) to (19) above, R 19 , R 20 , Z , k and j are the same as in general formula (11) above.

また、表面開始リビングラジカル重合法により重合を行うに際し、基材10表面に導入する重合開始基としては、重合が開始できるものであればよく、特に限定されないが、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化スルホニル基等が好ましい。 Further, when the polymerization is performed by the surface-initiated living radical polymerization method, the polymerization initiating group to be introduced onto the surface of the base material 10 is not particularly limited as long as it can initiate polymerization. Groups and the like are preferred.

重合開始基としては、グラフト密度およびグラフトされた高分子鎖の一次構造(分子量、分子量分布、モノマー配列様式)の制御性の観点より、基材10表面に物理的あるいは化学的に結合されていることが好ましい。 The polymerization initiation group is physically or chemically bonded to the surface of the substrate 10 from the viewpoint of controllability of the graft density and the primary structure (molecular weight, molecular weight distribution, monomer arrangement pattern) of the grafted polymer chain. is preferred.

重合開始基の基材10表面への導入(結合)方法としては、化学吸着法、ラングミュアー・ブロジェット(LB)法等が挙げられる。 Methods for introducing (bonding) the polymerization initiation group to the surface of the substrate 10 include a chemical adsorption method, a Langmuir-Blodgett (LB) method, and the like.

たとえば、基材10として、シリコンウエハを使用する場合には、シリコンウエハ表面へのクロロスルホニル基(重合開始基)の化学結合による固定化は、2-(4-クロロスルホニルフェニル)エチルトリメトキシシラン、2-(4-クロロスルホニルフェニル)エチルトリクロロシラン等を用い、シリコンウエハ表面の酸化層と反応させることにより行うことができる。 For example, when a silicon wafer is used as the substrate 10, 2-(4-chlorosulfonylphenyl)ethyltrimethoxysilane is immobilized on the surface of the silicon wafer by chemical bonding of a chlorosulfonyl group (polymerization initiation group). , 2-(4-chlorosulfonylphenyl)ethyltrichlorosilane or the like is used to react with the oxide layer on the surface of the silicon wafer.

また、表面開始リビングラジカル重合のための重合開始基を基材10表面に導入するに際しては、重合開始基と、基材に対する結合性を有する基あるいは基材に対する親和性を有する基と、を備える重合開始基含有表面処理剤を用いることが好ましい。このような重合開始基含有表面処理剤は低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよい。 Further, when introducing a polymerization initiation group for surface-initiated living radical polymerization to the surface of the base material 10, the polymerization initiation group and a group having bonding property to the base material or a group having affinity for the base material are provided. It is preferable to use a surface treatment agent containing a polymerization initiation group. Such a polymerization initiation group-containing surface treatment agent may be a low-molecular-weight compound or a high-molecular-weight compound.

重合開始基含有表面処理剤としては、特に限定されないが、基材10に結合可能な基と、ラジカル発生基とを有する化合物が好ましく、たとえば、特開2010-218984号公報に開示されている重合開始基含有表面処理剤、すなわち、TEMPO系、ATRP系、RAFT系、RTCP系の重合開始基含有表面処理剤を用いることができる。これらのなかでも、TEMPO系、RAFT系、RTCP系の重合開始基含有表面処理剤がより好ましい。また、TEMPO系の重合開始基含有表面処理剤の中では、特にDEPN系の重合開始基含有表面処理剤が好ましい。なお、基材10に結合可能な基としては、たとえば、-SiCl、-Si(CH)Cl、-Si(CHCl、-Si(OR)(これらの式中、Rはメチル、エチル、プロピルまたはブチルを示す。)などが挙げられる。あるいは、重合開始基含有表面処理剤としては、国際公開第2006/087839号に記載されている、(2-ブロモ-2-メチル)プロピオニルオキシヘキシルトリエトキシシラン(BHE)、(2-ブロモ-2-メチル)プロピオニルオキシプロピルトリエトキシシラン(BPE)等を用いることもできる。 The surface treatment agent containing a polymerization initiating group is not particularly limited, but a compound having a group capable of bonding to the substrate 10 and a radical generating group is preferable. Initiating group-containing surface treating agents, that is, TEMPO-based, ATRP-based, RAFT-based, and RTCP-based polymerization initiating group-containing surface treating agents can be used. Among these, TEMPO-based, RAFT-based, and RTCP-based polymerization initiation group-containing surface treatment agents are more preferable. Among TEMPO-based surface treating agents containing a polymerization initiating group, DEPN-based surface treating agents containing a polymerization initiating group are particularly preferred. Examples of groups that can be bonded to the substrate 10 include -SiCl 3 , -Si(CH 3 )Cl 2 , -Si(CH 3 ) 2 Cl, and -Si(OR) 3 (in these formulas, R represents methyl, ethyl, propyl or butyl.) and the like. Alternatively, the polymerization initiation group-containing surface treatment agent is described in WO 2006/087839, (2-bromo-2-methyl)propionyloxyhexyltriethoxysilane (BHE), (2-bromo-2 -methyl)propionyloxypropyltriethoxysilane (BPE) and the like can also be used.

また、グラフト密度を調整する観点から、上記した重合開始基含有表面処理剤に加え、重合開始基を含有しないシランカップリング剤(たとえば、一般に使用されるアルキルシランカップリング剤)を併用してもよい。 Further, from the viewpoint of adjusting the graft density, a silane coupling agent containing no polymerization initiation group (for example, a commonly used alkylsilane coupling agent) may be used in combination with the polymerization initiation group-containing surface treatment agent. good.

グラフト密度は、重合開始基含有表面処理剤と重合開始基を含有しないシランカップリング剤との割合を調整することで、自在に変更することができる。また、基材10表面への重合開始基の導入は、導入される重合開始基の均一性、重合開始基のグラフト密度の制御性等の点で、LB法や気相吸着法を採用することも可能である。 The graft density can be freely changed by adjusting the ratio of the polymerization initiation group-containing surface treatment agent and the silane coupling agent containing no polymerization initiation group. In introducing the polymerization initiation group to the surface of the base material 10, the LB method or the vapor phase adsorption method may be adopted from the viewpoints of the uniformity of the polymerization initiation group to be introduced and the controllability of the graft density of the polymerization initiation group. is also possible.

LB法においては、まず膜形成材料を適切な溶媒(たとえば、クロロホルム、ベンゼン等)に溶解する。次に、この溶液少量を清浄な液面、好ましくは純水の液面上に展開した後、溶媒を蒸発させるか、あるいは隣接する水相に拡散させて、水面上に膜形成分子による低密度の膜を形成させる。 In the LB method, first, a film-forming material is dissolved in a suitable solvent (eg, chloroform, benzene, etc.). Next, after spreading a small amount of this solution on a clean liquid surface, preferably a pure water surface, the solvent is allowed to evaporate or diffuse into the adjacent aqueous phase, resulting in a low density film-forming molecule on the water surface. to form a film of

続いて、通常、仕切り板を水面上で機械的に掃引し、膜形成分子が展開している水面の表面積を減少させることにより膜を圧縮して密度を増加させ、緻密な水面上単分子膜を得る。 The diaphragm is then typically mechanically swept over the water surface to compress the membrane by reducing the surface area of the water surface over which the membrane-forming molecules are deployed, thereby increasing the density and forming a dense monolayer on the water surface. get

次いで、適切な条件下で、水面上単分子膜内を構成する分子の表面密度を一定に保ちながら、単分子層を堆積する基材を、水面上単分子膜を横切る方向に浸漬または引き上げることによって、水面上単分子膜を基材10上に移し取り、単分子層を該基材上に堆積する。 Next, under appropriate conditions, while maintaining a constant surface density of the molecules that make up the monomolecular film on the water surface, the substrate on which the monomolecular layer is to be deposited is immersed or pulled up in a direction across the monomolecular film on the water surface. transfers the monomolecular film on the water surface onto the substrate 10 and deposits a monolayer on the substrate.

LB法の詳細および具体例は、 「福田清成他著、新実験化学講座18巻(界面とコロイド)6章、(1977年)丸善」、 「福田清成・杉道夫・雀部博之編集、LB膜とエレクトロニクス、(1986年)シーエムシー」、「石井淑夫著、よいLB膜をつくる実践的技術、(1989年)共立出版」 等に記載されている。 For details and specific examples of the LB method, see Kiyonari Fukuda et al., New Experimental Chemistry Course, Volume 18 (Interface and Colloid), Chapter 6, (1977) Maruzen, Edited by Kiyonari Fukuda, Michio Sugi and Hiroyuki Sasabe, LB Membrane and Electronics, (1986) CMC", "Yoshio Ishii, Practical Techniques for Producing Good LB Films, (1989) Kyoritsu Shuppan".

そして、上述した重合開始基含有表面処理剤を使用する方法などを用いて、基材10表面に重合開始基を導入し、次いで、重合開始基を導入した基材10を、上述したモノマーを含有する重合反応溶液に浸漬し、必要に応じて加熱することで、基材10表面に、重合単位として上述したモノマーを含有する高分子鎖を形成することができる。なお、重合反応溶液には、上述したモノマーの他、各種ラジカル開始剤や、溶剤など重合反応に必要な成分を含有させることができる。 Then, a polymerization initiation group is introduced into the surface of the base material 10 by using the above-described method of using the polymerization initiation group-containing surface treatment agent, and then the base material 10 introduced with the polymerization initiation group is coated with the above-described monomer. By immersing the substrate 10 in the polymerization reaction solution and heating as necessary, polymer chains containing the above-described monomers as polymerization units can be formed on the surface of the substrate 10 . In addition to the monomers described above, the polymerization reaction solution can contain various components necessary for the polymerization reaction, such as various radical initiators and solvents.

第1実施形態においては、基材10表面に形成する高分子鎖は、基材10表面の面積に対する専有面積率(ポリマー断面積当たりの占有率)で10%以上となるようなグラフト密度で形成されることが好ましく、より好ましくは15%以上、さらに好ましくは20%以上である。なお、グラフト密度は、たとえば、グラフト鎖の数平均分子量(Mn)の絶対値、グラフトされたポリマー量、基材10の表面積より算出することができる。また、ポリマーブラシ層20中の専有面積率は、ポリマーの伸びきり形態における繰り返し単位長さとポリマーのバルク密度より断面積を求め、グラフト密度を掛けて算出することができる。なお、専有面積率は、基材10表面をグラフト点(1つ目のモノマー)が占める割合という意味になる(最密充填で100%、これ以上にはグラフトできない)。 In the first embodiment, the polymer chains formed on the surface of the base material 10 are formed with a graft density such that the exclusive area ratio (occupancy rate per polymer cross-sectional area) with respect to the surface area of the base material 10 is 10% or more. preferably 15% or more, and still more preferably 20% or more. The graft density can be calculated from, for example, the absolute value of the number average molecular weight (Mn) of graft chains, the amount of grafted polymer, and the surface area of substrate 10 . Further, the exclusive area ratio in the polymer brush layer 20 can be calculated by obtaining the cross-sectional area from the length of the repeating unit in the stretched form of the polymer and the bulk density of the polymer, and multiplying the cross-sectional area by the graft density. The occupied area ratio means the ratio of the surface of the base material 10 occupied by the graft points (the first monomer) (100% in close packing, no more grafting is possible).

また、高分子鎖の単位面積当たりのグラフト密度は、好ましくは0.02鎖/nm以上、より好ましくは0.04鎖/nm以上、さらに好ましくは0.06鎖/nm以上、特に好ましくは0.08鎖/nm以上である。 In addition, the graft density per unit area of the polymer chains is preferably 0.02 chains/nm 2 or more, more preferably 0.04 chains/nm 2 or more, still more preferably 0.06 chains/nm 2 or more, particularly It is preferably 0.08 chains/nm2 or more.

なお、高分子鎖のグラフト密度は、例えば、Macromolecules, 31, 5934-5936 (1998)、Macromolecules, 33, 5608-5612 (2000)、Macromolecules, 38, 2137-2142 (2005)等に記載の方法に従って測定することができる。具体的には、グラフト密度(鎖/nm)は、グラフト量(W)とグラフト鎖の数平均分子量(M n)を測定し、下記式にしたがって、求めることができる。
グラフト密度(鎖/nm)=W(g/nm)/M n×(アボガドロ数)
(式中、Wはグラフト量を表し、M nは数平均分子量を表す。)
The graft density of the polymer chain can be determined, for example, according to the method described in Macromolecules, 31, 5934-5936 (1998), Macromolecules, 33, 5608-5612 (2000), Macromolecules, 38, 2137-2142 (2005), etc. can be measured. Specifically, the graft density (chains/nm 2 ) can be obtained by measuring the graft amount (W) and the number average molecular weight (Mn) of the grafted chains and using the following formula.
Graft density (chain/nm 2 ) = W (g/nm 2 )/M n x (Avogadro's number)
(In the formula, W represents the amount of grafting and Mn represents the number average molecular weight.)

グラフト量(W)は、基材10がシリコンウエハのような平面基板の場合には、エリプソメトリー法により乾燥状態の膜厚、すなわち、グラフトされた高分子鎖層の乾燥状態における厚みを測定し、バルクフィルムの密度を用いて、単位面積当たりのグラフト量を算出することにより求めることができる。あるいは、基材10がシリカ粒子等の場合には、赤外吸収分光測定(IR)、熱重量損失測定(TG)、元素分析測定等により測定することができる。 When the base material 10 is a flat substrate such as a silicon wafer, the graft amount (W) is obtained by measuring the dry film thickness, that is, the dry film thickness of the grafted polymer chain layer by ellipsometry. , can be obtained by calculating the graft amount per unit area using the density of the bulk film. Alternatively, when the base material 10 is silica particles or the like, it can be measured by infrared absorption spectrometry (IR), thermogravimetric loss measurement (TG), elemental analysis measurement, or the like.

ポリマーブラシ層20を構成する高分子鎖の数平均分子量(Mn)は、好ましくは500~10,000,000、より好ましくは100,000~10,000,000である。また、ポリマーブラシ層20を形成する高分子鎖の分子量分布(Mw/Mn)は、ポリマーブラシ層20の摩擦係数をより低減でき、より低摩擦摺動性に優れたものとするという観点より、1に近いことが好ましく、好ましくは1.5以下であり、より好ましくは1.3以下であり、さらに好ましくは1.25以下、さらにより好ましくは1.2以下、特に好ましくは1.15以下である。高分子鎖の数平均分子量(Mn)、および分子量分布(Mw/Mn)は、たとえば、フッ化水素酸処理により基材10から高分子鎖を切り出し、切り出した高分子鎖を用いてゲルパーミエーションクロマトグラフ法により、ポリエチレンオキシド換算の値にて、測定する方法が挙げられる。あるいは、重合時に生成するフリーポリマーが基材10に導入された高分子鎖と等しい分子量を有すると仮定し、該フリーポリマーについてゲルパーミエーションクロマトグラフ法により、ポリエチレンオキシド換算の値にて、数平均分子量(Mn)、および分子量分布(Mw/Mn)を測定し、これをそのまま用いる方法を採用してもよい。 The number average molecular weight (Mn) of the polymer chains constituting the polymer brush layer 20 is preferably 500 to 10,000,000, more preferably 100,000 to 10,000,000. In addition, the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer chains forming the polymer brush layer 20 can further reduce the friction coefficient of the polymer brush layer 20, and from the viewpoint of making the polymer brush layer 20 more excellent in low-friction slidability, It is preferably close to 1, preferably 1.5 or less, more preferably 1.3 or less, still more preferably 1.25 or less, even more preferably 1.2 or less, particularly preferably 1.15 or less. is. The number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer chains are obtained, for example, by cutting out the polymer chains from the base material 10 by hydrofluoric acid treatment and subjecting the cut polymer chains to gel permeation. A method of measuring with a value converted to polyethylene oxide by a chromatographic method can be mentioned. Alternatively, assuming that the free polymer generated during polymerization has the same molecular weight as the polymer chain introduced into the base material 10, the free polymer is subjected to gel permeation chromatography, and the number average A method of measuring the molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw/Mn) and using them as they are may be adopted.

なお、ポリマーブラシ層20を構成する高分子鎖の平均分子鎖長さL(すなわち、ポリマーブラシ長)は、好ましくは10nm以上であり、実用的な観点より、10~1000nmの範囲であることがより好ましい。高分子鎖の平均分子鎖長さLが短すぎると、摺動特性が不十分となってしまうおそれがある。また、高分子鎖の平均分子鎖長さLは、たとえば、高分子鎖を構成するモノマーの種類や、重合条件等により調整することができる。 The average molecular chain length L p (that is, the polymer brush length) of the polymer chains constituting the polymer brush layer 20 is preferably 10 nm or more, and from a practical point of view, it should be in the range of 10 to 1000 nm. is more preferred. If the average molecular chain length Lp of the polymer chain is too short, the sliding properties may become insufficient. Also, the average molecular chain length Lp of the polymer chain can be adjusted by, for example, the type of monomers constituting the polymer chain, polymerization conditions, and the like.

第1実施形態において、基材10上に形成された複数の高分子鎖を、上記一般式(1)で表される化合物で膨潤させる方法としては、特に限定されないが、たとえば、基材10上に形成された複数の高分子鎖に、上記一般式(1)で表される化合物を滴下あるいは塗布して、その後、静置する方法や、複数の高分子鎖を形成した基材10を上記一般式(1)で表される化合物中に浸漬させる方法などが挙げられる。この際において、上記一般式(1)で表される化合物が、イオン液体である場合には、溶剤を用いることなく、滴下、塗布あるいは浸漬を行うことができる。 In the first embodiment, the method for swelling the plurality of polymer chains formed on the substrate 10 with the compound represented by the general formula (1) is not particularly limited. A method in which the compound represented by the general formula (1) is dropped or applied onto the plurality of polymer chains formed in the above, and then left to stand, or a method in which the base material 10 having the plurality of polymer chains formed thereon is used as described above. A method of immersing in a compound represented by general formula (1) can be used. In this case, when the compound represented by the general formula (1) is an ionic liquid, dropping, coating, or immersion can be performed without using a solvent.

第1実施形態により形成されるポリマーブラシ層20の厚みは、ポリマーブラシ層20の摩擦係数をより低減でき、より低摩擦摺動性に優れたものとするという観点より、500nm以上であり、好ましくは700nm以上、より好ましくは800nm以上であり、さらに好ましくは1,000nm以上である。なお、ポリマーブラシ層20の厚みの上限は特に限定されないが、通常20μm以下である。 The thickness of the polymer brush layer 20 formed according to the first embodiment is preferably 500 nm or more from the viewpoint that the coefficient of friction of the polymer brush layer 20 can be further reduced and the low-friction slidability can be further improved. is 700 nm or more, more preferably 800 nm or more, and still more preferably 1,000 nm or more. Although the upper limit of the thickness of the polymer brush layer 20 is not particularly limited, it is usually 20 μm or less.

なお、上記においては、基材10上に形成された複数の高分子鎖を得た後、得られた複数の高分子鎖を、上記一般式(1)で表される化合物で膨潤させる方法を例示したが、上記一般式(1)で表される化合物としてイオン液体を用いる場合には、上記したイオン性の解離基を有するモノマーを使用して、表面開始リビングラジカル重合法により、基材10上に複数の高分子鎖を形成する際に、重合溶媒として、上記一般式(1)で表される化合物を用いて重合を行う方法を採用してもよい。ここで、重合系にイオン液体を使用した場合には、重合時において重合初期の溶液の粘性が比較的高くなる場合があり、そのため、所望の高分子鎖を形成し難いという課題がある一方で、イオン性の解離基を有するモノマーと、イオン液体としての、上記一般式(1)で表される化合物とを組み合わせて用いることにより、これらの高い相溶性によって、イオン性の解離基を有するモノマーの重合反応を良好に進行させることができ、これにより、比較的簡便に所望の高分子鎖を形成することができる。そのため、このような方法によれば、高い生産性にて、ポリマーブラシ層20を形成することができる。 In the above description, a method of obtaining a plurality of polymer chains formed on the base material 10 and then swelling the obtained plurality of polymer chains with the compound represented by the general formula (1) is used. As an example, when an ionic liquid is used as the compound represented by the general formula (1), the base material 10 is formed by a surface-initiated living radical polymerization method using a monomer having an ionic dissociation group. When forming a plurality of polymer chains thereon, a method of performing polymerization using the compound represented by the general formula (1) as a polymerization solvent may be employed. Here, when an ionic liquid is used in the polymerization system, the viscosity of the solution at the initial stage of polymerization may become relatively high during the polymerization, so there is a problem that it is difficult to form the desired polymer chains. By using a combination of a monomer having an ionic dissociative group and a compound represented by the above general formula (1) as an ionic liquid, the monomer having an ionic dissociative group is obtained due to their high compatibility. can proceed satisfactorily, whereby a desired polymer chain can be formed relatively easily. Therefore, according to such a method, the polymer brush layer 20 can be formed with high productivity.

<第2実施形態>
次いで、本発明の第2実施形態について、説明する。
第2実施形態に係る複合材料は、図1に示すポリマーブラシ層20を構成する複数の高分子鎖が、架橋網目構造を形成している以外は、上記第1実施形態と同様の構成を有するものである。すなわち、第2実施形態においては、基体としての基材10上に共有結合で固定された複数の高分子鎖が、架橋網目構造を形成しており、このような架橋網目構造を形成している高分子鎖が、上記一般式(1)で表される化合物で膨潤されることで、ポリマーブラシ層20を形成している。なお、第2実施形態においても、複数の高分子鎖は、複数の高分子グラフト鎖であってもよい。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the invention will be described.
The composite material according to the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the plurality of polymer chains constituting the polymer brush layer 20 shown in FIG. 1 form a crosslinked network structure. It is a thing. That is, in the second embodiment, a plurality of polymer chains covalently fixed on the substrate 10 as a substrate form a crosslinked network structure, and such a crosslinked network structure is formed. The polymer brush layer 20 is formed by swelling the polymer chains with the compound represented by the general formula (1). Also in the second embodiment, the plurality of polymer chains may be a plurality of polymer graft chains.

ポリマーブラシ層20を構成する、架橋網目構造を形成している高分子鎖としては特に限定されないが、ポリマーブラシ層20を十分な強度を有するものとするという観点より、2種類以上のポリマーネットワークによって形成される相互侵入網目構造を形成してなるダブルネットワークゲルであることが好ましい。ここで、「相互侵入網目構造」とは、2以上の架橋網目構造を有するポリマーが互いの網目構造に進入することで、物理的に絡まり合っており、結果として内部に複数の網目構造が形成されている構造あるいは状態をいう。なお、第2実施形態に係るダブルネットワークゲルは、2種類のポリマーネットワークによって形成されたものはもちろんのこと、3種類のポリマーネットワークによって形成されたもの、あるいは、それ以上の種類のポリマーネットワークによって形成されたもののいずれであってもよい。また、第2実施形態に係るダブルネットワークゲルは、さらに直鎖状のポリマーを含有することで、半相互侵入網目構造を形成するものであってもよい。 The polymer chains forming the crosslinked network structure that constitute the polymer brush layer 20 are not particularly limited. A double network gel that forms an interpenetrating network structure is preferred. Here, the term "interpenetrating network structure" means that polymers having two or more crosslinked network structures are physically entangled by entering each other's network structure, resulting in the formation of multiple network structures inside. A structure or state in which In addition, the double network gel according to the second embodiment is formed of not only two types of polymer networks, but also three types of polymer networks, or more types of polymer networks. can be any of the The double network gel according to the second embodiment may further contain a linear polymer to form a semi-interpenetrating network structure.

ダブルネットワークゲルを形成するための2種以上のポリマーネットワークとしては、特に限定されないが、たとえば、上記一般式(1)で表される化合物により膨潤させた際における、ダブルネットワークゲルの強度を適切に高めることができるという観点より、正または負に荷電し得る基を有する不飽和モノマーから形成されるポリマーネットワーク(A)と、電気的に中性な(正または負に荷電し得る基を有さない)不飽和モノマーから形成されるポリマーネットワーク(B)との組み合わせであることが好ましい。 The two or more types of polymer networks for forming the double network gel are not particularly limited. From the point of view of being able to enhance the polymer network (A) formed from unsaturated monomers having groups that can be not) in combination with a polymer network (B) formed from unsaturated monomers.

正または負に荷電し得る基を有する不飽和モノマーから形成されるポリマーネットワーク(A)(以下、適宜、「ポリマーネットワーク(A)」とする。)を形成するための、正または負に荷電し得る基を有する不飽和モノマーとしては、特に限定されないが、酸性基(たとえば、カルボキシル基、リン酸基およびスルホン酸基)や塩基性基(たとえば、アミノ基)を有する不飽和モノマーなどが挙げられる。 A positively or negatively charged polymer network (A) formed from unsaturated monomers having groups that can be positively or negatively charged (hereinafter referred to as "polymer network (A)" as appropriate). The unsaturated monomer having a group to obtain is not particularly limited, but includes unsaturated monomers having an acidic group (e.g., carboxyl group, phosphoric acid group and sulfonic acid group) or basic group (e.g., amino group). .

正または負に荷電し得る基を有する不飽和モノマーの具体例としては、
(メタ)アクリル酸(アリクル酸および/またはメタクリル酸を意味する。以下同様。)、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、フマル酸モノアルキルエステル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル、桂皮酸等のカルボキシル基含有ビニル系モノマーや、これらの塩;
スルホプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、2-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2-ジメチルエタンスルホン酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエタンスルホン酸、3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸などのスルホン酸基含有ビニル系モノマーや、これらの塩;
2-ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなどのリン酸基含有ビニル系モノマーや、これらの塩;
アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどのアミノ基含有ビニル系モノマー;などが挙げられる。
これらのモノマーは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
Specific examples of unsaturated monomers having groups that can be positively or negatively charged include:
(Meth)acrylic acid (meaning acrylic acid and/or methacrylic acid; hereinafter the same), (anhydrous) maleic acid, maleic acid monoalkyl ester, fumaric acid, fumaric acid monoalkyl ester, crotonic acid, itaconic acid, itaconic acid carboxyl group-containing vinyl monomers such as acid monoalkyl esters, itaconic acid glycol monoethers, citraconic acid, citraconic acid monoalkyl esters, cinnamic acid, and salts thereof;
sulfopropyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-(meth)acryloxypropylsulfonic acid, 2-(meth)acryloylamino-2,2-dimethylethanesulfonic acid, 2-(meth)acryloyloxyethanesulfonic acid, 3-(meth)acryloyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and other sulfonic acid group-containing vinyl monomers, and salts thereof;
Phosphate group-containing vinyl monomers such as 2-hydroxyethyl acryloyl phosphate, and salts thereof;
amino group-containing vinyl monomers such as aminoethyl (meth)acrylate, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, t-butylaminoethyl (meth)acrylate; and the like.
These monomers may be used singly or in combination of two or more.

また、電気的に中性な(正または負に荷電し得る基を有さない)不飽和モノマーから形成されるポリマーネットワーク(B)(以下、適宜、「ポリマーネットワーク(B)」とする。)を形成するための、電気的に中性な不飽和モノマーとしては、ジメチルシロキサン、スチレン、アクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、トリメチールプロパントリメタクリレート、ビニルピリジン、スチレン、メタクリル酸メチル、フッ素含有不飽和モノマー(たとえば、トリフルオロエチルアクリレート(TFE))、ヒドロキシエチルアクリレート、酢酸ビニル、トリエチレングリコールジメタクリレートなどが挙げられる。これらのモノマーは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。 Further, a polymer network (B) formed from electrically neutral unsaturated monomers (having no positively or negatively charged groups) (hereinafter referred to as "polymer network (B)" as appropriate). Electrically neutral unsaturated monomers for forming include dimethylsiloxane, styrene, acrylamide, methylenebisacrylamide, trimethylpropane trimethacrylate, vinylpyridine, styrene, methyl methacrylate, fluorine-containing unsaturated monomers ( Examples include trifluoroethyl acrylate (TFE)), hydroxyethyl acrylate, vinyl acetate, triethylene glycol dimethacrylate, and the like. These monomers may be used singly or in combination of two or more.

第2実施形態においては、上記一般式(1)で表される化合物により膨潤させた際における、ダブルネットワークゲルの強度を適切に高めることができるという観点より、ダブルネットワークゲルを、架橋点間分子量が比較的大きなポリマーネットワークと、架橋点間分子量が比較的小さなポリマーネットワークとの組み合わせであることが好ましく、特に、上記一般式(1)で表される化合物との親和性を良好なものとするという観点より、上記第1実施形態において挙げた上記一般式(11)で表される化合物から形成されるポリマーネットワーク(C)と、上記一般式(11)で表される化合物以外の化合物から形成されるポリマーネットワーク(D)との組み合わせであることが好ましい。 In the second embodiment, from the viewpoint that the strength of the double network gel can be appropriately increased when swollen with the compound represented by the general formula (1), the double network gel has a molecular weight between cross-linking points of is preferably a combination of a polymer network with a relatively large molecular weight and a polymer network with a relatively small molecular weight between cross-linking points. From this point of view, the polymer network (C) formed from the compound represented by the general formula (11) mentioned in the first embodiment and the compound other than the compound represented by the general formula (11) It is preferable that it is a combination with a polymer network (D) that is used.

ポリマーネットワーク(C)を形成するために用いられる、上記一般式(11)で表される化合物としては、上記第1実施形態と同様に、上記一般式(12)~(19)で表される化合物を特に好ましく用いることができ、これらは一種単独で、あるいは二種以上を併用して用いることができる。 The compound represented by the general formula (11) used to form the polymer network (C) is represented by the general formulas (12) to (19) as in the first embodiment. Compounds can be particularly preferably used, and these can be used singly or in combination of two or more.

また、ポリマーネットワーク(D)を形成するためのモノマーとしては、特に限定されないが、たとえば、上述したポリマーネットワーク(B)の形成に用いられる電気的に中性な不飽和モノマーなどが挙げられる。 Moreover, the monomer for forming the polymer network (D) is not particularly limited, and examples thereof include electrically neutral unsaturated monomers used for forming the polymer network (B) described above.

基材10上に形成する複数の高分子鎖を、ダブルネットワークゲルとする場合における、基材10上にポリマーブラシ層20を形成する方法としては、特に限定されないが、以下に説明する方法が挙げられる。なお、以下においては、ダブルネットワークゲルを構成するポリマーネットワークを2種類とし、かつ、上記一般式(1)で表される化合物として、イオン液体であるものを用いる場合を例示して説明を行う。 A method for forming the polymer brush layer 20 on the substrate 10 when the plurality of polymer chains formed on the substrate 10 is a double network gel is not particularly limited, but the method described below can be mentioned. be done. In the following description, two types of polymer networks are used to form the double network gel, and an ionic liquid is used as the compound represented by the general formula (1).

まず、基材10の表面に、ラジカル活性種と反応可能な置換基を導入するための化合物を、基材10の表面と反応させ、基材10の表面に、ラジカル活性種と反応可能な置換基を導入する。ラジカル活性種と反応可能な置換基を導入するための化合物としては、特に限定されないが、ラジカル活性種と反応可能な置換基およびアルコキシシリル基を含有する化合物が好適に挙げられる。 First, a compound for introducing a substituent capable of reacting with the radical active species is reacted with the surface of the substrate 10 to the surface of the substrate 10, and a substituent capable of reacting with the radical active species is formed on the surface of the substrate 10. introduce a group. The compound for introducing the substituent capable of reacting with the radical active species is not particularly limited, but preferably includes a compound containing a substituent capable of reacting with the radical active species and an alkoxysilyl group.

ラジカル活性種と反応可能な置換基およびアルコキシシリル基を含有する化合物としては、特に限定されないが、N,N-ビス(3-(トリメトキシシリル)プロピル)メタクリルアミド、N,N-ビス(3-(トリメトキシシリル)プロピル)アクリルアミド、N,N-ビス((メチルジメトキシシリル)プロピル)メタクリルアミドなどの不飽和結合を有するアルコキシシリル基含有アミド化合物;メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル、メタクリル酸3-(トリエトキシシリル)プロピル、メタクリル酸3-[トリ(メトキシエトキシ)シリル]プロピル、メタクリル酸3-(メチルジメトキシシリル)プロピル、メタクリル酸3-(メチルジエトキシシリル)プロピルなどのアルコキシシリル基含有アクリレート化合物;などが挙げられる。 Compounds containing substituents and alkoxysilyl groups capable of reacting with radical active species are not particularly limited, but N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)methacrylamide, N,N-bis(3 -(trimethoxysilyl)propyl)acrylamide, N,N-bis((methyldimethoxysilyl)propyl) alkoxysilyl group-containing amide compounds having unsaturated bonds such as methacrylamide; 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate, Alkoxy such as 3-(triethoxysilyl)propyl methacrylate, 3-[tri(methoxyethoxy)silyl]propyl methacrylate, 3-(methyldimethoxysilyl)propyl methacrylate, 3-(methyldiethoxysilyl)propyl methacrylate, etc. silyl group-containing acrylate compounds; and the like.

基材10の表面に、ラジカル活性種と反応可能な置換基およびアルコキシシリル基を含有する化合物を反応させる方法としては特に限定されないが、基材10に対して、表面を親水化するための処理を施し、親水化処理を施した基材10を、ラジカル活性種と反応可能な置換基およびアルコキシシリル基を含有する化合物を含有する溶液に浸漬させることにより、これらを反応させる方法などが挙げられる。親水化処理の方法としては、特に限定されないが、プラズマエッチング処理による方法などが挙げられる。 The method of reacting the surface of the base material 10 with a compound containing a substituent and an alkoxysilyl group capable of reacting with a radically active species is not particularly limited. and immersing the substrate 10, which has been subjected to hydrophilization treatment, in a solution containing a compound containing a substituent and an alkoxysilyl group that can react with radical active species, thereby reacting them, and the like. . The hydrophilization treatment method is not particularly limited, but includes a plasma etching treatment method and the like.

また、この際の反応温度は、特に限定されないが、好ましくは20~50℃であり、反応時間は6~48時間である。 The reaction temperature at this time is not particularly limited, but is preferably 20 to 50° C., and the reaction time is 6 to 48 hours.

次いで、上記とは別に、ダブルネットワークゲルを構成する2種類のポリマーネットワークのうち、1種類のポリマーネットワーク(以下、「第1ポリマーネットワーク」とする。)からなるゲル(以下、「第1ポリマーネットワークゲル」とする。)を調製する。第1ポリマーネットワークゲルを製造する方法としては特に限定されないが、第1ポリマーネットワークゲルを形成するためのモノマー、架橋剤、および上記一般式(1)で表される化合物を含有する溶液を調製し、この溶液について重合および架橋を行うことにより調製することができる。 Next, separately from the above, a gel (hereinafter referred to as "first polymer network gel”) is prepared. The method for producing the first polymer network gel is not particularly limited, but a solution containing a monomer for forming the first polymer network gel, a cross-linking agent, and the compound represented by the general formula (1) is prepared. , can be prepared by polymerizing and cross-linking this solution.

なお、架橋剤としては、特に限定されず、架橋構造を形成可能なものであればよいが、たとえば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼンおよびメチレンビスアクリルアミドなどが挙げられる。 The cross-linking agent is not particularly limited as long as it can form a cross-linked structure. Examples include ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, and triethylene glycol di(meth)acrylate. , divinylbenzene and methylenebisacrylamide.

次いで、上記により得られた第1ポリマーネットワークゲル中に、2種類のポリマーネットワークのうち、残りのポリマーネットワーク(以下、「第2ポリマーネットワーク」とする。)を形成するためのモノマー、および架橋剤を含有する溶液を、第1ポリマーネットワークゲル中に含浸させ、これにより、モノマー含有第1ポリマーネットワークゲルを調製する。この際には、第1ポリマーネットワークゲル中に含侵させる溶液中に、上記一般式(1)で表される化合物をさらに含有させてもよい。 Next, a monomer for forming the remaining polymer network (hereinafter referred to as "second polymer network") of the two types of polymer networks in the first polymer network gel obtained above, and a cross-linking agent is impregnated into the first polymer network gel, thereby preparing a monomer-containing first polymer network gel. In this case, the solution impregnated into the first polymer network gel may further contain the compound represented by the general formula (1).

なお、第2ポリマーネットワークを形成するためのモノマー、および架橋剤を含有する溶液を、第1ポリマーネットワークゲル中に含浸させる方法としては、特に限定されないが、たとえば、該溶液中に、第1ポリマーネットワークゲルを浸漬させる方法などが挙げられる。また、架橋剤としては、上述したものを同様に用いることができる。 The method for impregnating the first polymer network gel with the solution containing the monomer for forming the second polymer network and the cross-linking agent is not particularly limited. A method of immersing a network gel and the like can be mentioned. As the cross-linking agent, those mentioned above can be used in the same manner.

次いで、上記により得られたモノマー含有第1ポリマーネットワークゲルを、表面にラジカル活性種と反応可能な置換基を導入した基材10に接触させ、これらを接触させた状態にて、反応させる。そして、これにより、モノマー含有第1ポリマーネットワークゲルに含まれる、第2ポリマーネットワーク形成用のモノマーによる第2ポリマーネットワークの形成、および、第2ポリマーネットワーク形成用のモノマーと、基材10上に導入されたラジカル活性種と反応可能な置換基との反応を同時に進行させることで、基材10上に、ダブルネットワークゲルからなる高分子鎖が、上記一般式(1)で表される化合物で膨潤されたポリマーブラシ層20を形成することができる。 Next, the monomer-containing first polymer network gel obtained as described above is brought into contact with the base material 10 having a substituent capable of reacting with the radical active species introduced to the surface thereof, and reacted while they are in contact. Thereby, the second polymer network is formed by the second polymer network-forming monomer contained in the monomer-containing first polymer network gel, and the second polymer network-forming monomer is introduced onto the substrate 10. By allowing the reaction between the radical active species and the reactive substituent to proceed at the same time, the polymer chain composed of the double network gel is swollen with the compound represented by the above general formula (1) on the base material 10. A coated polymer brush layer 20 can be formed.

第2実施形態においても、上述した第1実施形態と同様に、ポリマーブラシ層20を構成する、架橋網目構造を形成した高分子鎖を膨潤させるための膨潤剤として、上記一般式(1)で表される化合物を用いるものであるため、ポリマーブラシ層20の摩擦係数を低減でき、低摩擦摺動性に優れたものとすることができ、さらには、優れた安全性をも実現できるものである。 Also in the second embodiment, as in the first embodiment described above, the swelling agent for swelling the polymer chains forming the crosslinked network structure, which constitutes the polymer brush layer 20, is represented by the above general formula (1). Since the compound represented by the formula is used, the coefficient of friction of the polymer brush layer 20 can be reduced, excellent low-friction slidability can be achieved, and excellent safety can be achieved. be.

<第3実施形態>
次いで、本発明の第3実施形態について、説明する。
図2は、本発明の第3実施形態に係る複合材料を構成する分岐高分子である。図2に示すように、第3実施形態に係る分岐高分子30は、基体としての直鎖状の主鎖(主鎖となる直鎖状の高分子鎖)31から、複数の高分子グラフト鎖(側鎖)32が分岐した構造を有しており、第3実施形態に係る複合材料は、このような分岐高分子30が、上記一般式(1)で表される化合物で膨潤されることで構成される。なお、分岐高分子30は、ボトルブラシ(ボトル構造を有する容器を洗浄するための洗浄ブラシ)様の形状をなしている。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the invention will be described.
FIG. 2 shows a branched polymer forming a composite material according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, a branched polymer 30 according to the third embodiment comprises a linear main chain (a linear polymer chain serving as a main chain) 31 as a substrate, and a plurality of polymer graft chains. The (side chain) 32 has a branched structure, and the composite material according to the third embodiment is such that such a branched polymer 30 is swollen with the compound represented by the general formula (1). consists of The branched polymer 30 has a shape like a bottle brush (a cleaning brush for cleaning a container having a bottle structure).

分岐高分子30は、上記のように直鎖状の主鎖31から複数の側鎖32が分岐している分岐高分子構造を有しており、主鎖31および側鎖32は、それぞれ、少なくとも炭素原子と水素原子を含む繰り返し単位が複数連結して構成されている。 The branched polymer 30 has a branched polymer structure in which a plurality of side chains 32 are branched from the linear main chain 31 as described above. It is composed of a plurality of repeating units containing carbon atoms and hydrogen atoms linked together.

主鎖31の数平均重合度は、好ましくは10~10,000であり、より好ましくは10~1,000、さらに好ましくは10~100である。主鎖31の数平均重合度を、上記の範囲とすることにより、上記一般式(1)で表される化合物で膨潤させ、複合材料とした場合における、低摩擦摺動性をより高めることができる。主鎖31の数平均重合度としては、特に限定されないが、側鎖32を導入する前の主鎖前駆体の数平均分子量を測定し、その測定された数平均分子量をモノマー単位分子量で割ることで求めることができる。 The number average degree of polymerization of the main chain 31 is preferably 10-10,000, more preferably 10-1,000, still more preferably 10-100. By setting the number average degree of polymerization of the main chain 31 within the above range, it is possible to further improve the low-friction slidability in the case of swelling with the compound represented by the general formula (1) to form a composite material. can. The number average degree of polymerization of the main chain 31 is not particularly limited, but the number average molecular weight of the main chain precursor before introducing the side chain 32 is measured, and the measured number average molecular weight is divided by the monomer unit molecular weight. can be found at

側鎖32は、直鎖状であってもよいし、あるいは分岐構造や架橋構造を有していてもよい。側鎖32の数平均重合度は、1~1,00であることが好ましく、1~50であることがより好ましく、5~20であることがさらに好ましい。側鎖32の数平均重合度を、上記の範囲とすることにより、上記一般式(1)で表される化合物で膨潤させ、複合材料とした場合における、低摩擦摺動性をより高めることができる。側鎖の数平均重合度の測定方法としては、特に限定されないが、たとえば、分岐高分子30の合成工程において、主鎖31から側鎖32を伸長させる反応を行う際、反応系に低分子開始剤(たとえば、ハロゲン置換炭素基を有する有機化合物)を微量添加しておいて、側鎖32の高分子鎖と共通の繰り返し構造を有する遊離ポリマーを同時に合成されるようにし、その遊離ポリマーについて測定した数平均重合度を側鎖32の数平均重合度とすることができる。 The side chain 32 may be linear, or may have a branched structure or a crosslinked structure. The number average degree of polymerization of the side chains 32 is preferably 1-1,00, more preferably 1-50, and even more preferably 5-20. By setting the number-average degree of polymerization of the side chains 32 within the above range, it is possible to further improve the low-friction slidability in the case of swelling with the compound represented by the general formula (1) to form a composite material. can. The method for measuring the number average degree of polymerization of the side chain is not particularly limited. A small amount of an agent (for example, an organic compound having a halogen-substituted carbon group) is added to simultaneously synthesize a free polymer having a repeating structure common to the polymer chain of the side chain 32, and the free polymer is measured. The obtained number average degree of polymerization can be used as the number average degree of polymerization of the side chain 32 .

主鎖31および側鎖32を含めた分岐高分子30全体の数平均分子量(Mn)は、好ましくは1,000~10,000,000であり、より好ましくは1,000~1,000,000、さらに好ましくは5,000~500,000である。分岐高分子30全体の数平均分子量を、上記の範囲とすることにより、上記一般式(1)で表される化合物で膨潤させ、複合材料とした場合における、低摩擦摺動性をより高めることができる。なお、分岐高分子30全体の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法により、ポリスチレン換算の値にて測定することができる。 The number average molecular weight (Mn) of the entire branched polymer 30 including the main chain 31 and side chains 32 is preferably 1,000 to 10,000,000, more preferably 1,000 to 1,000,000. , more preferably 5,000 to 500,000. By setting the number-average molecular weight of the entire branched polymer 30 within the above range, the low-friction slidability can be further enhanced in the case of swelling with the compound represented by the general formula (1) to form a composite material. can be done. The number average molecular weight of the branched polymer 30 as a whole can be measured by a gel permeation chromatography method in terms of polystyrene.

主鎖から分岐する側鎖の密度は、主鎖径路長1nm当たりの数(鎖/nm)で、好ましくは1鎖/nm以上であり、より好ましくは2鎖/nm以上、さらに好ましくは3鎖/nm以上である。ここで、側鎖の密度は、グラフト効率から決定することができる。 The density of side chains branched from the main chain is the number per 1 nm of main chain path length (chain/nm), preferably 1 chain/nm or more, more preferably 2 chains/nm or more, and still more preferably 3 chains. /nm or more. Here, the density of side chains can be determined from the graft efficiency.

第3実施形態で用いる分岐高分子30としては、図2に示すように、基体としての直鎖状の主鎖31から、複数の側鎖32が分岐した構造を有するものであればよく、特に限定されないが、下記一般式(20)で表される化合物であることが好ましい。

Figure 0007232045000010
As the branched polymer 30 used in the third embodiment, as shown in FIG. 2, any structure may be used as long as it has a structure in which a plurality of side chains 32 are branched from a linear main chain 31 as a substrate. Although not limited, it is preferably a compound represented by the following general formula (20).
Figure 0007232045000010

上記一般式(20)中、R20、R21は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を示し、R22は、炭素数1~10のアルキル基を示し、R23、R24は、原子または原子団からなる末端基を示し、水素原子、アジド基、重合開始基断片、重合制御基等が挙げられる。また、Qは、-O-または-NH-を示し、Qは、2価の有機基を示し、hは、10~10,000であり、Polymer Aは、高分子鎖を示す。上記一般式(20)で表される化合物では、カッコで括られた繰り返し単位数がhである繰り返し構造単位が、分岐高分子30の主鎖31に相当し、Polymer Aが、分岐高分子30の側鎖32に相当する。すなわち、上記一般式(20)で表される化合物においては、R20が結合する炭素原子から、Polymer Aに結合する炭素原子までに至る所定の有機基を介して、繰り返し単位数hからなる主鎖31に、Polymer Aで表される複数の側鎖32が連結された構成となっている。なお、上記一般式(20)において、Polymer Aは、上記一般式(20)で表される化合物を構成する全ての繰り返し単位に導入されていてもよいし、一部の繰り返し単位のみに導入されていてもよい。Polymer Aが、上記一般式(20)で表される化合物を構成する繰り返し単位の一部のみに導入されている場合、Polymer Aが導入されていない繰り返し単位の側鎖の末端は水素原子であってもよいし、重合開始基が残留したものであってもよく、さらには、水素原子や重合開始基が他の原子または原子団に置き換わったものであってもよい。 In general formula (20) above, R 20 and R 21 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, R 22 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 23 and R 24 are A terminal group composed of an atom or an atomic group, and includes a hydrogen atom, an azide group, a fragment of a polymerization initiation group, a polymerization control group, and the like. Further, Q 1 represents -O- or -NH-, Q 2 represents a divalent organic group, h is 10 to 10,000, and Polymer A represents a polymer chain. In the compound represented by the above general formula (20), the parenthesized repeating structural unit having h of repeating units corresponds to the main chain 31 of the branched polymer 30, and Polymer A corresponds to the branched polymer 30. corresponds to the side chain 32 of That is, in the compound represented by the above general formula (20), a main compound having a repeating unit number h is formed via a predetermined organic group from the carbon atom to which R 20 is bonded to the carbon atom to which Polymer A is bonded. It has a configuration in which a plurality of side chains 32 represented by Polymer A are linked to a chain 31 . In the above general formula (20), Polymer A may be introduced into all the repeating units constituting the compound represented by the above general formula (20), or may be introduced into only some of the repeating units. may be When Polymer A is introduced into only a part of the repeating units constituting the compound represented by the general formula (20), the terminal of the side chain of the repeating unit into which Polymer A is not introduced is a hydrogen atom. It may be one in which the polymerization initiation group remains, or one in which the hydrogen atom or the polymerization initiation group is replaced with another atom or atomic group.

は、2価の有機基であり、炭素数1~18のアルキレン基、炭素数1~10のオキシアルキレン基(R25O)(R25は炭素数1~18のアルキレン基を表す。)、このオキシアルキレン基が複数連結した連結構造、または、これらの有機基(炭素数1~18のアルキレン基、炭素数1~10のオキシアルキレン基およびオキシアルキレン基の連結構造)のうちの少なくとも2つの組み合わせからなる2価の有機基等を挙げることができる。ここで、アルキレン基およびオキシアルキレン基のアルキレン基は、直鎖状であっても分枝状であってもよく、環状構造を有していてもよい。アルキレン基の具体例として、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、シクロヘキシレン基を挙げることができる。このアルキレン基およびオキシアルキレン基のアルキレン基は、置換基で置換されていてもよい。置換基として、炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~40のアリール基、炭素数3~40のヘテロアリール基を挙げることができ、これらの置換基はさらに置換基で置換されていてもよい。 Q 2 is a divalent organic group and is an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms or an oxyalkylene group having 1 to 10 carbon atoms (R 25 O) (R 25 represents an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms). ), a linked structure in which a plurality of oxyalkylene groups are linked, or at least one of these organic groups (alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, oxyalkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and linked structure of oxyalkylene group) A divalent organic group consisting of a combination of two groups and the like can be mentioned. Here, the alkylene group of the alkylene group and the oxyalkylene group may be linear or branched, and may have a cyclic structure. Specific examples of the alkylene group include ethylene group, propylene group, butylene group and cyclohexylene group. The alkylene group of this alkylene group and oxyalkylene group may be substituted with a substituent. Examples of substituents include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, aryl groups having 6 to 40 carbon atoms, and heteroaryl groups having 3 to 40 carbon atoms, and these substituents are further substituted with substituents. good too.

上記一般式(20)中、Polymer Aは、(メタ)アクリル酸系モノマーに由来する構成単位を有するものであることが好ましい。(メタ)アクリル酸系モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-メチルプロピル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ベへニル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロデシル(メタ)アクリレート、シクロデシルメチル(メタ)アクリレート、トリシクロデシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレートなどの(シクロ)アルキル(メタ)アクリレート;フェニル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレートなどのアリール(メタ)アクリレート;アリル(メタ)アクリレートなどのアルケニル(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクレート、(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレートなどの水酸基含有(メタ)アクリレート;(ポリ)エチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノラウリルエーテル(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコ-ルモノメチルエーテル(メタ)アクリレートなどのグリコールモノアルキルエーテル系(メタ)アクリレート;(メタ)アクリル酸、フタル酸モノ2-((メタ)アクリロイルオキシ)エチル、コハク酸モノ2-((メタ)アクリロイルオキシ)エチル、ヘキサヒドロフタル酸モノ2-((メタ)アクリロイルオキシ)エチル、トリメリット酸モノ2-((メタ)アクリロイルオキシ)エチルなどのカルボキシ基含有(メタ)アクリレート;(メタ)アクリロイロキシエチルリン酸エステル、(メタ)アクリロイロキシエチルスルホン酸などのカルボキシ基以外の酸基を含有する(メタ)アクリレート;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどのアミノ基含有(メタ)アクリレート;クロロトリメチルアンモニウムエチル(メタ)アクリレートなどの第4級アンモニウム塩基を有する(メタ)アクリレート;(メタ)アクリロイロキシエチルイソシアネートや2-(2-イソシアナトエトキシ)エチル(メタ)アクリレートのイソシアネート基をε-カプロラクトン、メチルエチルケトンオキシム(MEKオキシム)、及びピラゾールなどでブロックしたイソシアネート基含有(メタ)アクリレート;テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートなどの環状(メタ)アクリレート;オクタフルオロオクチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロエチル(メタ)アクリレートなどのハロゲン含有(メタ)アクリレート;2-(4-ベンゾキシ-3-ヒドロキシフェノキシ)エチル(メタ)アクリレート、2-(2’-ヒドロキシ-5-(メタ)アクリロイロキシエチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾールなどの紫外線を吸収する(メタ)アクリレート;トリメトキシシリル基やジメチルシリコーン鎖を有するケイ素含有(メタ)アクリレートなどが挙げることができる。また、これらのモノマーを重合して得られるオリゴマーの片末端に(メタ)アクリル基を導入して得られるマクロモノマーなどを用いることもできる。 In general formula (20) above, Polymer A preferably has a structural unit derived from a (meth)acrylic acid-based monomer. (Meth) acrylic acid-based monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, 2-methylpropyl (meth) acrylate. , t-butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate ) acrylate, lauryl (meth)acrylate, tetradecyl (meth)acrylate, octadecyl (meth)acrylate, behenyl (meth)acrylate, isostearyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, t-butylcyclohexyl (meth)acrylate , isobornyl (meth)acrylate, trimethylcyclohexyl (meth)acrylate, cyclodecyl (meth)acrylate, cyclodecylmethyl (meth)acrylate, tricyclodecyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) (cyclo)alkyl (meth)acrylates such as acrylate and dicyclopentanyl (meth)acrylate; aryl (meth)acrylates such as phenyl (meth)acrylate and naphthyl (meth)acrylate; alkenyl (meth)acrylates such as allyl (meth)acrylate; ) acrylates; hydroxyl group-containing (meth)acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, (poly)ethylene glycol mono(meth)acrylate; (poly)ethylene glycol monomethyl ether (meth) Glycol monoalkyl ethers such as acrylates, (poly)ethylene glycol monoethyl ether (meth)acrylate, (poly)ethylene glycol monolauryl ether (meth)acrylate, (poly)propylene glycol monomethyl ether (meth)acrylate, etc. ) acrylate; (meth)acrylic acid, mono-2-((meth)acryloyloxy)ethyl phthalate, mono-2-((meth)acryloyloxy)ethyl succinate, mono-2-((meth)acryloyloxy) hexahydrophthalate ) ethyl, mono-2-((meth)acryloyloxy)ethyl trimellitate, etc. carboxy group-containing (meth)acrylates; (meth)acrylates containing acid groups other than carboxy groups such as (meth)acryloyloxyethyl phosphate and (meth)acryloyloxyethylsulfonic acid; dimethylaminoethyl (meth) Amino group-containing (meth)acrylates such as acrylates, diethylaminoethyl (meth)acrylate, t-butylaminoethyl (meth)acrylate; (meth)acrylates having a quaternary ammonium base such as chlorotrimethylammonium ethyl (meth)acrylate; (Meth)acryloyloxyethyl isocyanate and 2-(2-isocyanatoethoxy)ethyl (meth)acrylate containing isocyanate group blocked with ε-caprolactone, methylethylketone oxime (MEK oxime), pyrazole, etc. (meta) Acrylates; cyclic (meth)acrylates such as tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate; halogen-containing (meth)acrylates such as octafluorooctyl (meth)acrylate and tetrafluoroethyl (meth)acrylate; 2-(4-benzoxy-3- UV-absorbing (meth)acrylates such as hydroxyphenoxy)ethyl (meth)acrylate, 2-(2′-hydroxy-5-(meth)acryloyloxyethylphenyl)-2H-benzotriazole; trimethoxysilyl groups and dimethyl Examples include silicon-containing (meth)acrylates having silicone chains. A macromonomer obtained by introducing a (meth)acrylic group to one end of an oligomer obtained by polymerizing these monomers can also be used.

Polymer Aは、ホモポリマーであってもよく、ランダム構造を有するコポリマーや、ブロック構造を有するコポリマーであってもよい。 Polymer A may be a homopolymer, a copolymer having a random structure, or a copolymer having a block structure.

上記一般式(20)で表される化合物は、たとえば、下記一般式(21)で表されるモノマーの重合体(開始基含有ポリマー)である、下記一般式(22)で表される化合物からTで表される基が脱離することで生じる炭素ラジカルを活性点とし、そこから高分子鎖をグラフト成長させることで、Polymer Aを生成させることによって得ることができる。ここで、重合開始基(T)を含有する、下記一般式(22)で表される化合物(Polymer Aを導入する前の重合体)を「開始基含有ポリマー」といい、その重合開始基の反応により生じたラジカルを「活性点」ということがある。

Figure 0007232045000011
上記一般式(21)、(22)において、R20、R21、R22、R23、R24、Q、Q、hは、上記一般式(20)と同様である。 The compound represented by the general formula (20) is, for example, a polymer (initiating group-containing polymer) of a monomer represented by the following general formula (21), from a compound represented by the following general formula (22) Polymer A can be obtained by using a carbon radical generated by elimination of the group represented by T 1 as an active site and grafting a polymer chain therefrom to generate Polymer A. Here, a compound represented by the following general formula (22) containing a polymerization initiating group (T 1 ) (a polymer before introducing Polymer A) is referred to as an "initiating group-containing polymer", and the polymerization initiating group Radicals generated by the reaction of are sometimes referred to as "active sites".
Figure 0007232045000011
In general formulas (21) and (22) above, R 20 , R 21 , R 22 , R 23 , R 24 , Q 1 , Q 2 and h are the same as in general formula (20) above.

上記一般式(21)で表されるモノマーは、たとえば、水酸基を有する(メタ)アクリレート(以下、「モノマー(a)という」と、酸成分(以下、「酸成分(b)という」との反応により合成することができる。

Figure 0007232045000012
The monomer represented by the general formula (21) is, for example, a reaction of a (meth)acrylate having a hydroxyl group (hereinafter referred to as "monomer (a)" and an acid component (hereinafter referred to as "acid component (b)"). can be synthesized by
Figure 0007232045000012

モノマー(a)のうち、上記一般式(21)中のQが-O-であるものを生成する化合物としては、たとえば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2,3-ジヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシ-3-クロロプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノエステル、(メタ)アクリル酸プロピレングリコールモノエステル、(メタ)アクリル酸エチレンプロピレングリコールエステルなどが挙げられる。
モノマー(a)のうち、上記一般式(21)中のQが-NH-であるものを生成する化合物としては、たとえば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド;(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリル酸クロライドなどの酸ハロゲン化物と、アミノ基を有し、水酸基を1以上有する化合物とを反応させて得られるモノマーなどが挙げられる。
酸成分(b)としては、たとえば、2-クロロプロピオン酸、2-ブロモプロピオン酸、2-クロロ-2-メチル-プロピオン酸、2-ブロモ-2-メチル-プロピオン酸などが挙げられる。また、これらの酸ハロゲン化物、酸無水物などを酸成分(b)として用いることもできる。
Among the monomers (a), examples of the compound that produces a monomer in which Q 1 in the general formula (21) is —O— include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate and 2-(meth)acrylate. Hydroxypropyl, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2,3-dihydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-chloropropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, ( hydroxycyclohexyl meth)acrylate, polyethylene glycol (meth)acrylate monoester, propylene glycol (meth)acrylate monoester, ethylene propylene glycol (meth)acrylate and the like.
Among the monomers (a), examples of compounds that produce monomers in which Q 1 in the general formula (21) is —NH— include hydroxyethyl (meth)acrylamide; (meth)acrylic acid and (meth)acryl A monomer obtained by reacting an acid halide such as an acid chloride with a compound having an amino group and one or more hydroxyl groups, and the like.
Examples of acid component (b) include 2-chloropropionic acid, 2-bromopropionic acid, 2-chloro-2-methyl-propionic acid, 2-bromo-2-methyl-propionic acid and the like. Moreover, these acid halides, acid anhydrides, etc. can also be used as an acid component (b).

なお、上記一般式(22)で表される化合物は、上記のモノマー(a)の重合体と、上記の酸成分(b)とを反応させることにより得ることもできる。 The compound represented by the general formula (22) can also be obtained by reacting the polymer of the monomer (a) with the acid component (b).

また、分岐高分子30としては、上記一般式(20)で表される化合物に代えて、上記のモノマー(a)と、これと共重合可能なモノマーとの重合体に、上記の酸成分(b)を反応させ、次いで、これにPolymer Aを反応させたものを用いることもできる。 As the branched polymer 30, instead of the compound represented by the general formula (20), the above acid component ( It is also possible to use a product obtained by reacting b) and then reacting this with Polymer A.

また、第3実施形態においては、分岐高分子30として、複数の分岐高分子30が架橋構造を形成しているものを用いてもよいし、あるいは、複数の分岐高分子30が、イオン結合、水素結合、疎水性相互作用等により、互いに結合されたものを用いてもよい。あるいは、基材またはフィラーを使用し、これら基材またはフィラーの表面に、重合開始基を導入して、基材上、あるいはフィラーを含有する状態にて、重合反応を行うことで、分岐高分子30を、基材上、あるいはフィラーと複合化させてもよい。 Further, in the third embodiment, as the branched polymer 30, a plurality of branched polymers 30 forming a crosslinked structure may be used, or the plurality of branched polymers 30 may be composed of ionic bonds, Those bonded to each other by hydrogen bonding, hydrophobic interaction, or the like may be used. Alternatively, a base material or filler is used, a polymerization initiating group is introduced to the surface of the base material or filler, and a polymerization reaction is performed on the base material or in a state containing the filler to obtain a branched polymer. 30 may be on a substrate or composited with a filler.

そして、第3実施形態に係る複合材料は、このような分岐高分子30に、上記一般式(1)で表される化合物を膨潤させることで得ることができる。分岐高分子30に、上記一般式(1)で表される化合物を膨潤させる方法としては、特に限定されないが、たとえば、分岐高分子30に、上記一般式(1)で表される化合物を滴下あるいは塗布して、その後、静置する方法や、分岐高分子30を上記一般式(1)で表される化合物中に浸漬させる方法などが挙げられる。この際において、上記一般式(1)で表される化合物が、イオン液体である場合には、溶剤を用いることなく、滴下、塗布あるいは浸漬を行うことができる。 The composite material according to the third embodiment can be obtained by swelling the branched polymer 30 with the compound represented by the general formula (1). The method for swelling the branched polymer 30 with the compound represented by the general formula (1) is not particularly limited, but for example, the compound represented by the general formula (1) is added dropwise to the branched polymer 30. Alternatively, a method of coating and then allowing to stand, a method of immersing the branched polymer 30 in the compound represented by the general formula (1), and the like can be used. In this case, when the compound represented by the general formula (1) is an ionic liquid, dropping, coating, or immersion can be performed without using a solvent.

第3実施形態においても、上述した第1実施形態と同様に、分岐高分子30に膨潤させるための膨潤剤として、上記一般式(1)で表される化合物を用いるものであるため、低摩擦摺動性に優れるものであり、さらには、優れた安全性をも実現できるものである。 Also in the third embodiment, as in the first embodiment described above, the compound represented by the general formula (1) is used as the swelling agent for swelling the branched polymer 30, so that low friction It is excellent in slidability and can realize excellent safety.

以下に、実施例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

<合成例1>
ピロリジン(和光純薬工業(株)製)1.51質量部と塩化2-メトキシエチル(関東化学(株)製)1.00質量部とを混合し、還流しながら1時間反応させた。反応後、反応液は2層に分離したが、しばらく放冷すると下層は固化した。次いで、デカンテーションにより上層のみ回収し、減圧蒸留により精製することで、目的物であるN-2-メトキシエチルピロリジン(沸点76℃/蒸気圧45mmHg)0.96質量部を得た(収率70%)。
<Synthesis Example 1>
1.51 parts by mass of pyrrolidine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 1.00 parts by mass of 2-methoxyethyl chloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were mixed and reacted for 1 hour under reflux. After the reaction, the reaction solution was separated into two layers, but the lower layer was solidified after standing to cool for a while. Next, only the upper layer was recovered by decantation and purified by distillation under reduced pressure to obtain 0.96 parts by mass of the target N-2-methoxyethylpyrrolidine (boiling point 76° C./vapor pressure 45 mmHg) (yield 70 %).

得られたN-2-メトキシエチルピロリジン1.00質量部に対し10倍容量のテトラフヒドロフラン(THF)を加え、アイスバスにて氷冷下、ヨウ化メチル(和光純薬工業(株)製)1.22質量部を加えた。ヨウ化メチルを加えてしばらくすると白色固体が析出した。30分後、アイスバスを外し、そのまま室温で一晩撹拌した。その後、反応液を減圧濾過し、析出した白色固体を濾別し、アセトニトリル-テトラヒドロフラン混合溶媒系で再結晶を行い、N-2-メトキシエチル-N-メチルピロリジニウムアイオダイド1.71質量部を得た(収率81%)。 Ten times the volume of tetrahydrofuran (THF) was added to 1.00 parts by mass of the obtained N-2-methoxyethylpyrrolidine, and methyl iodide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added under ice cooling in an ice bath. 1.22 parts by mass were added. After a while after adding methyl iodide, a white solid precipitated. After 30 minutes, the ice bath was removed and the mixture was stirred overnight at room temperature. Thereafter, the reaction solution was filtered under reduced pressure, the precipitated white solid was separated by filtration, and recrystallization was performed using a mixed solvent system of acetonitrile-tetrahydrofuran to obtain 1.71 parts by mass of N-2-methoxyethyl-N-methylpyrrolidinium iodide. was obtained (81% yield).

次いで、得られたN-2-メトキシエチル-N-メチルピロリジニウムアイオダイド1.00重量部にイオン交換水2.00重量部を加え溶解した。別途、洗浄液が中性を示すまで良く洗浄した強塩基性イオン交換樹脂「ORLITE DS-2」(オルガノ(株)、交換容量1.4meq/ml、OH型)を、N-2-メトキシエチル-N-メチルピロリジニウムアイオダイドの2.5倍モル相当量となる量にてポリ容器に取り、投入した。6~7時間後、桐山ロートで濾過をしてイオン交換樹脂を濾別した。次いで、濾液に、新たに洗浄済みの強塩基性イオン交換樹脂「ORLITE DS-2」を原料の2 .5 倍モル相当量となる量にて投入し、一晩放置後、桐山ロートで濾過をしてイオン交換樹脂を濾別し、塩の大部分がクロライド塩から水酸化物に変換した溶液を得た。さらに、濾液を強塩基性イオン交換樹脂「ORLITE DS-2」(原料の5倍モル相当)を充填したカラムに空間速度SV=1で流して処理することで、中和反応用の水酸化物水溶液を得た。 Then, 2.00 parts by weight of deionized water was added to 1.00 parts by weight of the obtained N-2-methoxyethyl-N-methylpyrrolidinium iodide to dissolve it. Separately, a strongly basic ion-exchange resin "ORLITE DS-2" (Organo Co., Ltd., exchange capacity 1.4 meq/ml, OH type) was thoroughly washed until the washing liquid showed neutrality, and N-2-methoxyethyl- An amount equivalent to 2.5 moles of N-methylpyrrolidinium iodide was placed in a plastic container and charged. After 6 to 7 hours, the mixture was filtered using a Kiriyama funnel to remove the ion exchange resin. Next, a freshly washed strongly basic ion-exchange resin "ORLITE DS-2" was added to the filtrate in an amount equivalent to 2.5 times the molar amount of the starting material, left overnight, and then filtered with a Kiriyama funnel. Then, the ion exchange resin was filtered off to obtain a solution in which most of the salt was converted from chloride salt to hydroxide. Furthermore, the filtrate is passed through a column filled with a strongly basic ion exchange resin "ORLITE DS-2" (equivalent to 5 times the molar amount of the raw material) at a space velocity SV = 1 to obtain a hydroxide for neutralization reaction. An aqueous solution was obtained.

得られた水酸化物水溶液に、サッカリン(別名o-Sulfobenzimide、東京化成工業(株))0.61重量部を加え撹拌し溶解した。その後はpH試験紙でpHを確認しつつサッカリンを少量ずつ加え、pH試験紙がpH7を示した時点で混合を終了した。次いで、この水溶液からエバポレータで大部分の水を留去した後、さらに45℃(オイルバス使用)で真空ポンプを用いて3時間以上真空引きを行い、目的物であるN-2-メトキシエチル-N-メチルピロリジニウムサッカリネート(MEMP-Sac、下記式(23)で示す化合物)1.11重量部(収率92%)を、無色透明液体(融点:-1℃)として得た。H-NMRチャート(溶媒: 重クロロホルム)を図3に示す。

Figure 0007232045000013
0.61 part by weight of saccharin (a.k.a. o-Sulfobenzimide, Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added to the obtained aqueous hydroxide solution and dissolved by stirring. After that, saccharin was added little by little while checking the pH with pH test paper, and mixing was finished when the pH test paper indicated pH7. Next, after most of the water was distilled off from this aqueous solution with an evaporator, the vacuum was further vacuumed for 3 hours or more using a vacuum pump at 45° C. (using an oil bath) to obtain the desired product, N-2-methoxyethyl-. 1.11 parts by weight of N-methylpyrrolidinium saccharinate (MEMP-Sac, compound represented by the following formula (23)) (yield 92%) was obtained as a colorless transparent liquid (melting point: -1°C). A 1 H-NMR chart (solvent: heavy chloroform) is shown in FIG.
Figure 0007232045000013

<合成例2>
コリンクロライド(東京化成工業(株)製)1.00質量部をメタノール(三洋化成品(株)製)7.00質量部に溶解したものにサッカリンナトリウム二水和物(東京化成工業(株)製)1.73質量部を投入し、一晩撹拌した。次いで、ロータリーエバポレーターを用いてメタノールを留去し、残留物にアセトニトリル(関東化学(株)製)70.0質量部を加え、桐山ロートを用いた減圧濾過にて行い不溶分を除去した後、濾液をロータリーエバポレーターにかけて、溶媒を除去した。次いで、残留分にイソプロパノール(関東化学(株)製)70.0質量部を加え、桐山ロートを用いた減圧濾過を行い、次いで、メンブレンフィルターを使用した減圧濾過を行うことで、不溶分の除去を行った。得られた濾液について、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒を留去し、さらに45℃(オイルバス使用)で真空ポンプを用いて3時間以上真空引きを行い、目的物であるコリンサッカリネート(Choline-sac、下記式(24)で示す化合物)2.05質量部(収率定量的)を、白色固体(融点:69℃ (文献値))として得た。H-NMRチャート(溶媒: 重クロロホルム)を図4に示す。

Figure 0007232045000014
<Synthesis Example 2>
1.00 parts by mass of choline chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) dissolved in 7.00 parts by mass of methanol (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) was added with saccharin sodium dihydrate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) ) was added and stirred overnight. Next, methanol is distilled off using a rotary evaporator, 70.0 parts by mass of acetonitrile (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) is added to the residue, and the insoluble matter is removed by filtration under reduced pressure using a Kiriyama funnel. The filtrate was rotary evaporated to remove solvent. Next, 70.0 parts by mass of isopropanol (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) is added to the residue, filtered under reduced pressure using a Kiriyama funnel, and then filtered under reduced pressure using a membrane filter to remove insoluble matter. did The solvent was distilled off from the resulting filtrate using a rotary evaporator, and the vacuum was further drawn using a vacuum pump at 45° C. (using an oil bath) for 3 hours or longer to obtain the target choline saccharinate (Choline- sac, a compound represented by the following formula (24)) was obtained as a white solid (melting point: 69°C (literature value)) at 2.05 parts by mass (quantitative yield). A 1 H-NMR chart (solvent: heavy chloroform) is shown in FIG.
Figure 0007232045000014

<合成例3>
1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムクロライド(東洋合成工業(株)製)34.4質量部をメタノール100質量部に溶解させた。この溶液にサッカリンナトリウム二水和物(東洋合成工業(株)製)48.2質量部を投入し、一晩撹拌した。次いで、ロータリーエバポレーターを用いてメタノールを留去し、残留物にアセトニトリル(関東化学(株)製)50質量部を加え、桐山ロートを用いた減圧濾過にて不溶分を除去した後、濾液をロータリーエバポレーターにかけて、アセトニトリルを留去後、再度、固体分を溶解するのに必要最小限の量のアセトニトリルを加え溶解した。次いで、この溶液を、メンブレンフィルターを用いて減圧濾過し、濾液をロータリーエバポレーターにかけて、溶媒を除去した。次いで、残留分を、真空ポンプを用いて110℃の加熱下、1時間以上真空引きを行い、目的物である1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムサッカリネート(BMI-Sac、下記式(25)で示す化合物)63.7質量部(収率99%)を無色透明液体(融点 -2.6℃)として得た。H-NMRチャート(溶媒: 重クロロホルム)を図5に示す。

Figure 0007232045000015
<Synthesis Example 3>
34.4 parts by mass of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (manufactured by Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd.) was dissolved in 100 parts by mass of methanol. 48.2 parts by mass of saccharin sodium dihydrate (manufactured by Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd.) was added to this solution and stirred overnight. Then, methanol is distilled off using a rotary evaporator, 50 parts by mass of acetonitrile (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) is added to the residue, and insoluble matter is removed by filtration under reduced pressure using a Kiriyama funnel. After the acetonitrile was distilled off by using an evaporator, the minimum amount of acetonitrile necessary for dissolving the solid was again added and dissolved. This solution was then filtered under reduced pressure using a membrane filter, and the filtrate was subjected to a rotary evaporator to remove the solvent. Next, the residue is evacuated for 1 hour or more under heating at 110° C. using a vacuum pump, and the desired product, 1-butyl-3-methylimidazolium saccharinate (BMI-Sac, represented by the following formula (25 ) was obtained as a colorless transparent liquid (melting point: -2.6°C) at 63.7 parts by mass (yield: 99%). A 1 H-NMR chart (solvent: heavy chloroform) is shown in FIG.
Figure 0007232045000015

<合成例4>
ジエチルアミン(関東化学(株)製)1.00重量部と2-メトキシエチルクロライド(関東化学(株)製)1.24重量部とを混合し、得られた混合溶液をオートクレーブ中に入れ、100℃ で24時間反応させた。この時、内圧は1.3kgf/cmであった。24時間後、析出した結晶と反応液との混合物に水酸化カリウム( 片山化学工業(株)製)0.79重量部を水2.00重量部に溶解した水溶液を加え、2層に別れた有機層を分液ロートで分液した。さらに、塩化メチレン(和光純薬工業(株)製)1.87重量部を加えて抽出する操作を2回行った。分液した有機層をまとめ、飽和食塩水で洗浄した後、炭酸カリウム(和光純薬工業(株)製)を加えて乾燥し、減圧濾過した。得られた有機層の溶媒を、ロータリーエバポレーターを用いて留去し、残留分について常圧蒸留を行い沸点135℃ 付近の留分をとり、目的物であるN,N-ジエチル-N-2-メトキシエチルアミン0.26重量部(収率30%)を得た。
<Synthesis Example 4>
1.00 parts by weight of diethylamine (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and 1.24 parts by weight of 2-methoxyethyl chloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) are mixed, and the resulting mixed solution is placed in an autoclave and °C for 24 hours. At this time, the internal pressure was 1.3 kgf/cm 2 . After 24 hours, an aqueous solution prepared by dissolving 0.79 parts by weight of potassium hydroxide (manufactured by Katayama Chemical Industry Co., Ltd.) in 2.00 parts by weight of water was added to the mixture of the precipitated crystals and the reaction solution, and the mixture was separated into two layers. The organic layer was separated using a separating funnel. Furthermore, an operation of adding 1.87 parts by weight of methylene chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) for extraction was performed twice. The separated organic layers were combined, washed with saturated saline, dried by adding potassium carbonate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and filtered under reduced pressure. The solvent in the obtained organic layer is distilled off using a rotary evaporator, and the residue is subjected to atmospheric distillation to take a fraction having a boiling point of around 135° C., which is the desired product, N,N-diethyl-N-2-. 0.26 parts by weight of methoxyethylamine (yield 30%) was obtained.

次いで、上記で得られたN,N-ジエチル-N-2-メトキシエチルアミンを、N-2-メトキシエチルピロリジンの代わりに用いた以外は、合成例1と同様にしてN,N-ジエチル-N-メチル-N-(2-メトキシエチル)アンモニウムサッカリネート(DEME-Sac、下記式(26)で示す化合物)1.12重量部(収率93%)を、無色透明液体(融点:14℃)として得た。H-NMRチャート(溶媒: 重クロロホルム)を図6に示す。

Figure 0007232045000016
Then, the N,N-diethyl-N -Methyl-N-(2-methoxyethyl) ammonium saccharinate (DEME-Sac, compound represented by the following formula (26)) 1.12 parts by weight (yield 93%), colorless transparent liquid (melting point: 14 ° C.) ). A 1 H-NMR chart (solvent: heavy chloroform) is shown in FIG.
Figure 0007232045000016

<実施例1>
固定化開始剤としての3-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)プロピル-2-ブロモ-2-メチルプロパネート(BPTPE)0.4g、およびエタノール20mlを混合し、次いで、これに、アンモニア水1.8gを含むエタノール20 mlを混合することにより、固定化開始剤含有溶液を調製した。次いで、上記にて調製した固定化開始剤含有溶液に、シリコン基板を、18時間浸漬させることにより、表面に重合開始基を導入したシリコン基板を調製した。
<Example 1>
0.4 g of 3-((3-(triethoxysilyl)propyl)thio)propyl-2-bromo-2-methylpropanoate (BPTPE) as an immobilized initiator and 20 ml of ethanol were mixed and then , 20 ml of ethanol containing 1.8 g of aqueous ammonia was mixed to prepare an immobilized initiator-containing solution. Then, the silicon substrate was immersed in the immobilized initiator-containing solution prepared above for 18 hours to prepare a silicon substrate having a polymerization initiation group introduced on its surface.

また、上記とは別に、イオン性の解離基を有するモノマー(イオン液体モノマー)として、N,N-ジエチル-N-(2-メタクリロイルエチル)-N-メチルアンモニウム・ビス(トリフルオロメチルスルフォニル)イミド(DEMM-TFSI)18g、ラジカル開始剤として、エチル-2-ブロモ-2-メチルプロピオネート(EBIB)0.00024g、配位子として、2,2-ビピリジル0.020g、銅触媒として、CuCl 0.0062gを、不揮発性溶媒(イオン液体)としてのN,N-ジエチル-N-メチル-N-(2-メトキシエチル)アンモニウム・ビス(トリフルオロメチルスルフォニル)イミド(DEME-TFSI)1.97gに混合することで、モノマー溶液を得た。 In addition to the above, as a monomer having an ionic dissociation group (ionic liquid monomer), N,N-diethyl-N-(2-methacryloylethyl)-N-methylammonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (DEMM-TFSI) 18 g, ethyl-2-bromo-2-methylpropionate (EBIB) 0.00024 g as a radical initiator, 2,2-bipyridyl 0.020 g as a ligand, CuCl as a copper catalyst 0.0062 g of N,N-diethyl-N-methyl-N-(2-methoxyethyl)ammonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (DEME-TFSI) as a non-volatile solvent (ionic liquid) 1.97 g to obtain a monomer solution.

そして、得られたモノマー溶液を、上記にて得られた重合開始基を導入したシリコン基板の表面に塗布し、次いで、これを、インキュベータにて、アルゴン雰囲気下、70℃、32時間の条件で加熱することにより、原子移動ラジカル重合(ATRP)を進行させ、シリコン基板の表面に、高分子グラフト鎖を形成することにより、シリコン基板の表面に、厚み1μmのポリマーブラシ層(poly(DEMM-TFSI)が、DEME-TFSIにより膨潤されてなるポリマーブラシ層)を形成した。得られた基板に対し、アセトニトリル内で超音波洗浄を10分間行い、これを3回行うことで重合液の洗浄を行い、得られた基板を窒素ガスで乾燥した。また、この際に合成系内において共同的に得られた遊離ポリマーの数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)を測定したところ、Mn=4.66×10、Mw=6.36×10、Mw/Mn=1.37であった。よって、シリコン基板表面に導入された高分子グラフト鎖も同様の数平均分子量および分子量分布を持つものであるといえる。また、上記した方法にしたがって測定した、シリコン基板表面における、高分子グラフト鎖の面積占有率は10%以上であった。 Then, the resulting monomer solution was applied to the surface of the silicon substrate having the polymerization initiation group introduced above, and then this was placed in an incubator under an argon atmosphere at 70°C for 32 hours. By heating, atom transfer radical polymerization (ATRP) proceeds to form polymer graft chains on the surface of the silicon substrate, thereby forming a polymer brush layer (poly(DEMM-TFSI) with a thickness of 1 μm on the surface of the silicon substrate. ) was swollen with DEME-TFSI to form a polymer brush layer). The obtained substrate was subjected to ultrasonic cleaning in acetonitrile for 10 minutes, and this was performed three times to clean the polymer solution, and the obtained substrate was dried with nitrogen gas. In addition, when the number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw/Mn) of the free polymer jointly obtained in the synthesis system were measured at this time, Mn = 4.66 × 10 5 , Mw=6.36×10 5 , Mw/Mn=1.37. Therefore, it can be said that the polymer graft chains introduced on the surface of the silicon substrate also have the same number average molecular weight and molecular weight distribution. Moreover, the area occupation ratio of the polymer graft chains on the surface of the silicon substrate measured according to the above method was 10% or more.

なお、遊離ポリマーの数平均分子量(Mn)および分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により求めた。測定に際しては、測定装置として、昭和電工(株)社製「Shodex GPC-101」(カラム(「Shodex OHpak SB-806M HQ」、昭和電工(株)社製)を2本直列に接続)を用い、また、溶離液として、0.2M硝酸ナトリウム水溶液と0.5M酢酸アセトニトリル溶液とを1:1(体積比)で混合したものを用いた。また、測定は40℃で行い、流量は、1.0 ml/minとした。そして、得られた測定結果より、Shodex480IIにより作製したポリエチレンオキシド換算の検量線を用いて、遊離ポリマーの数平均分子量(Mn)および分子量分布(Mw/Mn)をそれぞれ求めた。 The number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw/Mn) of the free polymer were determined by gel permeation chromatography (GPC). For the measurement, Showa Denko Co., Ltd. "Shodex GPC-101" (columns ("Shodex OHpak SB-806M HQ", Showa Denko Co., Ltd.) are connected in series) as a measuring device. A 1:1 (volume ratio) mixture of 0.2 M sodium nitrate aqueous solution and 0.5 M acetonitrile acetate solution was used as an eluent. Moreover, the measurement was performed at 40° C. and the flow rate was 1.0 ml/min. Then, from the obtained measurement results, the number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the free polymer were determined using a polyethylene oxide-equivalent calibration curve prepared by Shodex480II.

上記にて得られたイオン液体型濃厚ポリマーブラシ(ILCPB)についてガラス球(接触半径10mm)を対向面として摩擦試験を行った。乾燥したイオン液体型濃厚ポリマーブラシに、合成例1で得られたN-2-メトキシエチル-N-メチルピロリジニウムサッカリネート(MEMP-Sac)を滴下し、80℃にて、一晩静置することでイオン液体型濃厚ポリマーブラシを膨潤させることで、ポリマーブラシ層(厚み:約2μm)を形成した。続いて、N-2-メトキシエチル-N-メチルピロリジニウムサッカリネートで膨潤させたイオン液体型濃厚ポリマーブラシ(ポリマーブラシ層)上に、ガラス球を載置し、これを表面性測定機「TRIBOGEAR、TYPE38」(新東科学(株)製)にセットして、摩擦力測定を行った。測定条件は、すべり速度10.0mm/s、すべり距離10mm、荷重1.96~9.8N、試験温度24℃、試験湿度25%とした。結果を表1および図7に示す。 A friction test was carried out on the ionic liquid type dense polymer brush (ILCPB) obtained above, using glass balls (contact radius 10 mm) as opposing surfaces. N-2-Methoxyethyl-N-methylpyrrolidinium saccharinate (MEMP-Sac) obtained in Synthesis Example 1 was added dropwise to a dried ionic liquid type concentrated polymer brush, and the mixture was allowed to stand overnight at 80°C. A polymer brush layer (thickness: about 2 μm) was formed by swelling the ionic liquid type dense polymer brush by placing it. Subsequently, a glass ball was placed on an ionic liquid type dense polymer brush (polymer brush layer) swollen with N-2-methoxyethyl-N-methylpyrrolidinium saccharinate, and this was measured by a surface property measuring instrument. Frictional force was measured by setting it in "TRIBOGEAR, TYPE38" (manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.). The measurement conditions were a sliding speed of 10.0 mm/s, a sliding distance of 10 mm, a load of 1.96 to 9.8 N, a test temperature of 24° C., and a test humidity of 25%. Results are shown in Table 1 and FIG.

<実施例2>
合成例2で得られたコリンサッカリネート(Choline-sac)を、80℃で10分間加熱融解させた状態にて、実施例1と同様にして得られた、乾燥したイオン液体型濃厚ポリマーブラシ(ILCPB)に滴下し、80℃にて、一晩静置することでイオン液体型濃厚ポリマーブラシを膨潤させることで、ポリマーブラシ層(厚み:約2μm)を形成した。そして、コリンサッカリネートで膨潤させたイオン液体型濃厚ポリマーブラシ(ポリマーブラシ層)を使用した以外は、実施例1と同様にして、摩擦力測定を行った。結果を表1および図7に示す。
<Example 2>
A dry ionic liquid type dense polymer brush obtained in the same manner as in Example 1 in a state where the choline-sac obtained in Synthesis Example 2 was heated and melted at 80° C. for 10 minutes. (ILCPB) and allowed to stand overnight at 80° C. to swell the ionic liquid type dense polymer brush to form a polymer brush layer (thickness: about 2 μm). Frictional force was measured in the same manner as in Example 1, except that an ionic liquid type dense polymer brush (polymer brush layer) swollen with choline saccharinate was used. Results are shown in Table 1 and FIG.

<実施例3>
合成例3で得られた1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムサッカリネート(BMI-Sac)を、実施例1と同様にして得られた、乾燥したイオン液体型濃厚ポリマーブラシ(ILCPB)に滴下し、80℃にて、一晩静置することでイオン液体型濃厚ポリマーブラシを膨潤させることで、ポリマーブラシ層(厚み:約2μm)を形成した。そして、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムサッカリネートで膨潤させたイオン液体型濃厚ポリマーブラシ(ポリマーブラシ層)を使用した以外は、実施例1と同様にして、摩擦力測定を行った。結果を表1および図7に示す。
<Example 3>
1-Butyl-3-methylimidazolium saccharinate (BMI-Sac) obtained in Synthesis Example 3 was added dropwise to a dry ionic liquid type concentrated polymer brush (ILCPB) obtained in the same manner as in Example 1. Then, the ionic liquid type dense polymer brush was allowed to stand overnight at 80° C. to swell, thereby forming a polymer brush layer (thickness: about 2 μm). Friction force was measured in the same manner as in Example 1, except that an ionic liquid type dense polymer brush (polymer brush layer) swollen with 1-butyl-3-methylimidazolium saccharinate was used. Results are shown in Table 1 and FIG.

<比較例1>
N-2-メトキシエチル-N-メチルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(MEMP-TFSI、関東化学(株)製、下記式(27)で表される化合物)を、実施例1と同様にして得られた、乾燥したイオン液体型濃厚ポリマーブラシ(ILCPB)に滴下し、80℃にて、一晩静置することでイオン液体型濃厚ポリマーブラシを膨潤させた。そして、N-2-メトキシエチル-N-メチルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミドで膨潤させたイオン液体型濃厚ポリマーブラシを使用した以外は、実施例1と同様にして、摩擦力測定を行った。結果を表1および図7に示す。

Figure 0007232045000017
<Comparative Example 1>
N-2-methoxyethyl-N-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethanesulfonyl)amide (MEMP-TFSI, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., compound represented by the following formula (27)) was added in the same manner as in Example 1. It was added dropwise to the dried ionic liquid type dense polymer brush (ILCPB) obtained in the above, and allowed to stand overnight at 80° C. to swell the ionic liquid type dense polymer brush. Then, friction force measurement was performed in the same manner as in Example 1, except that an ionic liquid type dense polymer brush swollen with N-2-methoxyethyl-N-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethanesulfonyl)amide was used. gone. Results are shown in Table 1 and FIG.
Figure 0007232045000017

Figure 0007232045000018
Figure 0007232045000018

表1および図7に示すように、イオン液体型濃厚ポリマーブラシ(ILCPB)を、上記一般式(1)で表される化合物で膨潤させた場合には、N-2-メトキシエチル-N-メチルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(MEMP-TFSI)で膨潤させた場合と比較して、摩擦係数が小さく、低摩擦性に優れる結果となった。また、上記一般式(1)で表される化合物は、低毒性であるため、安全性にも優れているといえる。 As shown in Table 1 and FIG. 7, when the ionic liquid type dense polymer brush (ILCPB) was swollen with the compound represented by the general formula (1), N-2-methoxyethyl-N-methyl As compared with the case of swelling with pyrrolidinium bis(trifluoromethanesulfonyl)amide (MEMP-TFSI), the friction coefficient was smaller, resulting in excellent low friction properties. In addition, it can be said that the compound represented by the above general formula (1) is excellent in safety because of its low toxicity.

<実施例4>
合成例4で得られたN,N-ジエチル-N-メチル-N-(2-メトキシエチル)アンモニウムサッカリネート(DEME-Sac)を、実施例1と同様にして得られた、乾燥したイオン液体型濃厚ポリマーブラシ(ILCPB)に滴下し、80℃にて、一晩静置することでイオン液体型濃厚ポリマーブラシを膨潤させることで、ポリマーブラシ層(厚み:約2μm)を形成した。そして、N,N-ジエチル-N-メチル-N-(2-メトキシエチル)アンモニウムサッカリネートで膨潤させたイオン液体型濃厚ポリマーブラシ(ポリマーブラシ層)を使用した以外は、実施例1と同様にして、摩擦力測定を行った。なお、実施例4においては、摩擦力測定は、試験荷重:6.86Nの条件で行った。その結果、試験荷重:6.86Nの条件における、摩擦係数は0.0015であり、この結果からも明らかなように、実施例4に係るポリマーブラシ層も、比較例1に係るポリマーブラシ層(6.86Nの条件において、0.0019)より、摩擦係数が低く、低摩擦性に優れるものであった。また、実施例4に係るポリマーブラシ層も、上記一般式(1)で表される化合物を用いるものであるため、低毒性であり、安全性にも優れているといえる。
<Example 4>
The N,N-diethyl-N-methyl-N-(2-methoxyethyl)ammonium saccharinate (DEME-Sac) obtained in Synthesis Example 4 was combined with the dry ion A polymer brush layer (thickness: about 2 μm) was formed by dropping it onto a liquid-type dense polymer brush (ILCPB) and allowing it to stand overnight at 80° C. to swell the ionic liquid-type dense polymer brush. Then, the same as in Example 1 except that an ionic liquid type dense polymer brush (polymer brush layer) swollen with N,N-diethyl-N-methyl-N-(2-methoxyethyl)ammonium saccharinate was used. Then, the frictional force measurement was performed. In addition, in Example 4, the frictional force was measured under the condition of a test load of 6.86N. As a result, the coefficient of friction under the test load of 6.86 N was 0.0015. As is clear from this result, the polymer brush layer of Example 4 and the polymer brush layer of Comparative Example 1 Under the condition of 6.86 N, the coefficient of friction was lower than that of 0.0019), and the low friction property was excellent. Moreover, since the polymer brush layer according to Example 4 also uses the compound represented by the general formula (1), it can be said that the polymer brush layer has low toxicity and is excellent in safety.

Claims (9)

基体に固定された複数の高分子鎖を、下記一般式(1)で表される化合物で膨潤させてなる複合材料であって、
前記高分子鎖が、(メタ)アクリル酸系モノマー、スチレン系モノマー、側鎖にカルボキシル基を有するモノマー、側鎖にカルボキシル基に転換可能な基を有するモノマー、およびイオン性の解離基を有するモノマーから選択される少なくとも一種のモノマーが重合されることにより形成されたものであり、
前記一般式(1)で表される化合物の融点が100℃以下である複合材料。
Figure 0007232045000019
(上記一般式(1)中、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基を示し、Xは、一価のカチオンを示す。)
A composite material obtained by swelling a plurality of polymer chains fixed to a substrate with a compound represented by the following general formula (1),
The polymer chain comprises a (meth)acrylic acid-based monomer, a styrene-based monomer, a monomer having a carboxyl group in a side chain, a monomer having a group convertible to a carboxyl group in a side chain, and a monomer having an ionic dissociation group. It is formed by polymerizing at least one monomer selected from
A composite material in which the compound represented by the general formula (1) has a melting point of 100° C. or less .
Figure 0007232045000019
(In the above general formula (1), R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and X + is a monovalent indicates a cation.)
前記一般式(1)中、Xが、アンモニウムイオンまたはホスホニウムイオンである請求項1に記載の複合材料。 The composite material according to claim 1, wherein X + in the general formula (1) is an ammonium ion or a phosphonium ion. 前記高分子鎖が、一般式(11)に示す化合物を含むモノマーを重合することにより形成されたものである請求項1または2に記載の複合材料。3. The composite material according to claim 1, wherein the polymer chain is formed by polymerizing a monomer containing a compound represented by general formula (11).
Figure 0007232045000020
Figure 0007232045000020
(上記一般式(11)中、R(In the above general formula (11), R 1919 は、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基を示す。Rrepresents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. R. 2020 ~R~R 2222 は、それぞれ独立に、炭素数1~5のアルキル基を示し、Reach independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2020 ~R~R 2222 は、酸素原子、硫黄原子、フッ素原子から選ばれる1種以上のヘテロ原子を含んでいてもよく、Rmay contain one or more heteroatoms selected from an oxygen atom, a sulfur atom, and a fluorine atom; 2020 ~R~R 2222 は、互いに結合してこれらが結合する窒素原子とともに環を形成してもよい。Zmay bond with each other to form a ring with the nitrogen atom to which they are bonded. Z. - は一価のアニオンを示す。kは、1~10の整数を示し、jは、1~5の整数を示す。)indicates a monovalent anion. k represents an integer of 1-10, and j represents an integer of 1-5. )
前記複数の高分子鎖が、基材上に共有結合で固定されたものである請求項1~3のいずれかに記載の複合材料。 4. The composite material according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of polymer chains are covalently fixed on a substrate. 前記複数の高分子鎖の分子量分布(Mw/Mn)が1.5以下である請求項4に記載の複合材料。 5. The composite material according to claim 4, wherein the plurality of polymer chains have a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.5 or less. 前記基材表面の面積に対する、前記複数の高分子鎖の専有面積率が10%以上である請求項4または5に記載の複合材料。 6. The composite material according to claim 4, wherein the exclusive area ratio of the plurality of polymer chains to the surface area of the substrate is 10% or more. 前記基材上に形成された、前記複数の高分子鎖および前記一般式(1)で表される化合物を含む層の厚みが500nm以上である請求項4~6のいずれかに記載の複合材料。 The composite material according to any one of claims 4 to 6, wherein the layer formed on the substrate and containing the plurality of polymer chains and the compound represented by the general formula (1) has a thickness of 500 nm or more. . 前記複数の高分子鎖が、主鎖となる高分子鎖から分岐した高分子グラフト鎖である請求項1~7のいずれかに記載の複合材料。 The composite material according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of polymer chains are polymer graft chains branched from a main polymer chain. 前記複数の高分子鎖が、架橋構造を形成している請求項1~8のいずれかに記載の複合材料。 The composite material according to any one of claims 1 to 8, wherein the plurality of polymer chains form a crosslinked structure.
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