JPH05140233A - 液晶ポリマー - Google Patents

液晶ポリマー

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JPH05140233A
JPH05140233A JP4114634A JP11463492A JPH05140233A JP H05140233 A JPH05140233 A JP H05140233A JP 4114634 A JP4114634 A JP 4114634A JP 11463492 A JP11463492 A JP 11463492A JP H05140233 A JPH05140233 A JP H05140233A
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JP
Japan
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mol
liquid crystal
reaction mixture
polymer
crystal polymer
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JP4114634A
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English (en)
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Volker Bach
バツハ フオルカー
Karl-Heinz Etzbach
エツツバツハ カール−ハインツ
Karl Siemensmeyer
ジーメンスマイアー カール
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BASF SE
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BASF SE
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/38Polymers
    • C09K19/3833Polymers with mesogenic groups in the side chain
    • C09K19/3842Polyvinyl derivatives
    • C09K19/3852Poly(meth)acrylate derivatives
    • C09K19/3857Poly(meth)acrylate derivatives containing at least one asymmetric carbon atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F20/30Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶ポリマー。 【構成】 一般式I: 【化1】 の同じか又は異なるモノマーを、不活性有機溶剤中の
0.01〜0.1モル溶液で、モノマーに対して1〜4
0モル%のラジカル開始剤の存在下に、40〜60℃の
温度で、100〜140時間重合させ、引き続いて反応
混合物から重合生成物を単離させることにより、ほぼ均
一な分子量を有する液晶ポリマーが得られる。 【効果】 これをレーザー光学的及び電気的記録要素及
び電子写真用の記録層の構築並びに液晶表示要素の構築
のために使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般式I:
【0002】
【化2】
【0003】[式中、Rは、水素、塩素又はメチルを表
し、Aは、柔軟で等間隔の長鎖分子部分を表し、Bは、
線状又はほぼ線状の相互に結合された芳香族核少なくと
も2個から構成されるメソゲン分子部分を表し、Cは、
光学活性キラル分子部分を表す]の同じか又は異なるモ
ノマーを、不活性有機溶剤中の0.01〜0.1モル溶
液で、モノマーに対して1〜40モル%のラジカル開始
剤の存在下に、40〜60℃の温度で、100〜140
時間重合させ、引き続いて反応混合物から重合生成物を
単離させることにより得られるほぼ均一な分子量を有す
る新規の液晶ポリマーに関する。
【0004】更に本発明は、このポリマーの製造並びに
レーザー光学的及び電気的記録要素及び電子写真用の記
録層の構築並びに液晶表示要素の構築のためのその使用
に関する。
【0005】冷却の際に、液晶層から層構造の構成下に
ガラス状に固化するキラルスメクチック液晶ポリマー
は、公知のように電気−光学分野で多くの目的のために
使用されている。ここで例えば光学的記憶系(西独特許
(DE−A)第3827603号及び同第391719
6号明細書)、電子写真(西独特許(DE−A)第39
30667号明細書)、液晶表示要素、例えばディスプ
レー(Mol.Cryst.Liq.Cryst.114,S.151〜187(1984))並
びに同時に存在する強誘電特性の際の電気記憶系(Ferr
oelectrics 104,S.241〜256(1990))が挙げられる。
【0006】
【外1】
【0007】Sc*−相は、例えば西独特許(DE−
A)第3917196号明細書及びその中に挙げられた
文献中に記載されているように、特にキラルのメソゲン
側鎖基を有するポリマーから形成される。
【0008】しかしながら従来製造された液晶ポリマー
は、常に多くの種々異なる重合度もしくは分子量のポリ
マーの混合物だけを表し、このことにより、例えば高い
スイッチ時間又は小さい状態領域でスイッチング可能な
相が現われるように、その使用特性は、明らかに劣悪と
なる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、ほぼ均一な分子量を有し、従って改良された使用特
性を有する液晶ポリマーを提供することであった。
【0010】
【課題を解決するための手段】従って前記液晶ポリマー
が発見された。
【0011】更にこれにより定義されたこのポリマーの
製法が発見された。
【0012】更に、レーザー光学的及び電気的記録要素
及び電子写真用の記録層の構築並びに液晶表示要素の構
築のためのこのポリマーの使用が発見された。
【0013】本発明による液晶ポリマーは、ほぼ均一な
分子量を有する。その不均一性は、一般に≦0.1であ
る。
【0014】不均一性Uは、公知のように次のように定
義される: U=D−1
【0015】
【外2】
【0016】不均一性を測定するための公知法は、例え
ばアナリティカー−タッシェンブッホ 第4巻、415
〜442頁、スプリンガー−フェアラーグ(1984)
(Analytiker-Taschenbuch Bd.4,S.415〜442,Springer-V
erlag(1984))中に記載されているゲル透過クロマトグラ
フィーである。
【0017】式I:
【0018】
【化3】
【0019】の基礎となっているモノマー及びその製造
は、西独特許(DE−A)第3917196号明細書か
ら公知である。
【0020】その際基Rは、塩素及びメチルと共に有利
に水素を表す。
【0021】分子部分Aは、アルキレン基−(CH2n
−(n=2〜20、有利にn=6〜11)であるのが有
利である。
【0022】メソゲン分子部分Bは、線状又はほぼ線状
の相互に結合された芳香族核少なくとも2個から構成さ
れる。
【0023】有利な基Bは、例えば式II〜Vのものであ
る:
【0024】
【化4】
【0025】その際変数は、次の意味を有する:B
1は、同じか又は異なり、次の基:p−フェニレン又は
ビフェニ−4,4−イレンを表し、B2は、同じか又は
異なり、次の基:p−フェニレン、ビフェニ−4,4−
レン又はナフチ−2,6−イレンを表し、Yは、同じか
又は異なり、次の基:有利に−O−、−COO−又は−
OCO−、更に−CH2−O−、−O−CH2−、−CO
S−、−SCO−又は化学結合も表し、m、nは、0、
1又は2であり、その際、m及びnは、同時に0を表し
てはならず、m′、n′は、相互に無関係に0、1又は
2を表し、m″、n″は、相互に無関係に0又は1を表
す。
【0026】特に有利な基Bの例は、次のものである:
【0027】
【化5】
【0028】
【化6】
【0029】キラル分子部分Cの例は、有利に式VI〜IX
のものである:
【0030】
【化7】
【0031】その際、変数は、次の意味を有する:R1
は、ハロゲン、例えば塩素又は臭素又はメチルを表し、
2は、ハロゲン、例えば塩素又は臭素、シアノ又はメ
チルを表し、R3は、メチル又はトリフルオルメチルを
表し、l、t、uは、0又は1〜10であり、qは、0
又は1であり、pは、0又は1〜10であり、その際、
2がメチル基を表す場合、pは0に等しくてはなら
ず、x、rは、0又は1であり、sは、1〜3である。
【0032】式VIIの基が特に有利である。
【0033】基Cの例は、次の基である:
【0034】
【化8】
【0035】
【化9】
【0036】更に特に有利な基Cは、カンファン−2−
イル、p−メンタン−3−イル及び特にピナン−3−イ
ルである。
【0037】本発明による液晶ポリマーは、特定の正確
に保持すべき条件下でモノマーIの重合により得られ
る。
【0038】その際、分析的に純粋な、即ちクロマトグ
ラフィーにより精製され、かつ数回再結晶されたモノマ
ーIを無水の不活性溶剤、例えばトルエン、ジオキサ
ン、ジメチルホルムアミド及び特にテトラヒドロフラン
中に溶かす。その際、溶液中のモノマー濃度は、0.0
1〜0.1モル/l、有利に0.02〜0.06モル/
lである。
【0039】次いでこの溶液中に安全ガス、例えば窒素
又は特にアルゴンを導入するのが有利である。その後、
モノマーに対して1〜40モル%、有利に1〜20モル
%のラジカル開始剤を添加する。ここで、約50℃の温
度で、平均分解速度を有する開始剤、例えば2,2’−
アゾ−ビス−(2−メチルプロピオン酸ニトリル)が、
有利である。
【0040】次いで、新たな安全ガス導入後に溶液を4
0〜60℃、有利に50℃の温度までサーモスタットで
保持し、かつこの温度で100〜140時間、有利に1
00〜120時間保持する。
【0041】反応混合物の後処理を慣用の方法で行う。
有利な方法では、先ずミリポール−フィルター(Millip
ore-Filter;Fa.Millipore:登録商標;以後省略)で濾過
する。引き続いて、無水メタノールの添加により、濾液
から重合生成物を沈殿させ、濾別し、石油エーテル(Li
groin、沸点30〜75℃)の添加によりテトラヒドロ
フランから数回再沈殿させる。次いで生成物を濾別して
高真空中で乾燥させる。
【0042】本発明による重合の実施に関して重要なの
は、モノマー溶液の濃度、ラジカル開始剤の種類と量、
反応温度及び反応時間である。前記反応条件を維持する
ならば不均一性≦1を有する液晶ポリマーを再生可能に
製造することができる。
【0043】本発明による液晶ポリマーは、従来製造の
ポリマーと比べて、Sc*−相のより大きな状態領域と
並び特にはっきりと高い自発分極及びより高い傾き角θ
を有するので、これらは、そのようにして得られうるよ
り大きなコントラストによって、実質的により良好に、
レーザー光による記録要素及び電子記録法用の記録層及
び液晶表示要素の製造に好適である。本発明によるポリ
マーが同時に強誘電性を有するならば、これらを有利
に、電気的記録要素の製造のために使用することもでき
る。この場合、分子量2000〜10000、特に40
00〜6000を有する本発明によるポリマーを使用す
るのが有利である。
【0044】記録層の構成は、レーザー光学上の記録要
素に関して西独特許(DE−A)第3917196号明
細書中に記載の構成、電子写真に関して西独特許(DE
−A)第3930667号明細書中に記載の構成及び電
気的記録要素に関してフェロエレクトリクス104(Fer
roelectrics104)、241〜256頁(1990)中に
記載の構成に従う。
【0045】
【実施例】
a)液晶ポリマーの製造 例1 無水テトラヒドロフラン50ml中の式Ia:
【0046】
【化10】
【0047】のモノマー2.0g(4.6mモル)の溶
液(≒濃度0.093モル/l)中にアルゴンを15分
間導通した。2,2’−アゾ−ビス−(2−メチルプロ
ピオン酸ニトリル)200mgの添加後に新たにアルゴ
ンを溶液中に15分間導通した。次いで溶液を50℃迄
サーモスタットで保持し、この温度で120時間保持し
た。
【0048】引き続いて反応混合物をミリポールフィル
ター(FG型、孔径0.2μm)で濾過した。生成物を
メタノールの添加により濾液から沈殿させ、濾別し、石
油エーテルの添加によりテトラヒドロフランから2回再
沈殿させ、単離し、高真空中で乾燥させた。
【0049】ポリスチレン標準(分散度<1.1)を用
いるゲル透過クロマトグラフィーで測定された重量平均
分子量及び数平均分子量から、慣用で公知の方法で、不
均一性Uの測定が、行われた(Analytiker-Taschenbuch
Bd.4,S.415〜442,Springer Verlag(1984))。
【0050】そのために、粒径5μmであり、孔径10
0、100、1000、1000nmを有するPLゲル
(PLgel:登録商標;以後省略:Fa.Polymer Laboratori
es;縦横に交差されたスチレン/ジビニルベンゼン−コ
ポリマー)で充填された大きさ7.6×600mmのカ
ラム3個を各々使用した。溶離剤としてテトラヒドロフ
ランを使用した。通過速度は、1.1ml/分であっ
た。
【0051】相の配列並びに澄明温度Tkl(Klaertempe
ratur:相転移温度;液晶→等方性)は、示差走査熱量
計で熱分析的に、かつ偏光顕微鏡により測定した。
【0052】この測定の際に、ポリマー1に関して、数
平均分子量 5612、不均一性U0.07並びに澄明
温度Tkl 202℃が明らかになった。
【0053】例2〜8 第1表に記載のポリマーを例1と同様にして製造し、検
査した。
【0054】
【表1】
【0055】
【表2】
【0056】b)使用例 ポリマー1の試料を、西独特許(DE−A)第3917
196号明細書中の実験指示と同様にして、その上に配
向層が施与された、構造化され、導電性に被覆された平
面平行のガラス板の間に調製した。ポリマー1の層厚
は、干渉測定により4μmであった。
【0057】等方相中に存在するポリマーを用いるこの
測定セルへの充填を毛細管引力により行った。ポリマー
の所望の平面配向は、電場をかけてゆっくり冷却するこ
とにより達成した。
【0058】傾き角θ[0]は、慣用かつ公知の方法
で、偏光顕微鏡で測定した。
【0059】自発分極Ps[nC/cm2]は、同様に
西独特許(DE−A)第3917196号明細書中に記
載の三角法(Dreiecksverfahren)により測定した。
【0060】125℃で、試料1は、傾き角θ 300
及び自発分極Ps 40.6nC/cm2を示した。Sc
*−相の層幅△TSc*は、50℃であった。
フロントページの続き (72)発明者 カール ジーメンスマイアー ドイツ連邦共和国 フランケンタール エ ルンスト−ルートヴイツヒ−キルヒナー− シユトラーセ 14

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式I: 【化1】 [式中、Rは、水素、塩素又はメチルを表し、Aは、柔
    軟で等間隔の長鎖分子部分を表し、Bは、線状又はほぼ
    線状の相互に結合された芳香族核少なくとも2個から構
    成されるメソゲン分子部分を表し、Cは、光学活性キラ
    ル分子部分を表す]の同じか又は異なるモノマーを、不
    活性有機溶剤中の0.01〜0.1モル溶液で、モノマ
    ーに対して1〜40モル%のラジカル開始剤の存在下
    に、40〜60℃の温度で、100〜140時間重合さ
    せ、引き続いて反応混合物から重合生成物を単離させる
    ことにより得られる、ほぼ均一な分子量を有する液晶ポ
    リマー。
JP4114634A 1991-05-10 1992-05-07 液晶ポリマー Withdrawn JPH05140233A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4115415.0 1991-05-10
DE4115415A DE4115415A1 (de) 1991-05-10 1991-05-10 Fluessigkristalline polymere mit nahezu einheitlichem molekulargewicht

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JPH05140233A true JPH05140233A (ja) 1993-06-08

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EP (1) EP0512308B1 (ja)
JP (1) JPH05140233A (ja)
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