JPH05287032A - Gradient material and its production - Google Patents

Gradient material and its production

Info

Publication number
JPH05287032A
JPH05287032A JP10904392A JP10904392A JPH05287032A JP H05287032 A JPH05287032 A JP H05287032A JP 10904392 A JP10904392 A JP 10904392A JP 10904392 A JP10904392 A JP 10904392A JP H05287032 A JPH05287032 A JP H05287032A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gel
monomer
gradient
pmma
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10904392A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3224268B2 (en
Inventor
Katsutoshi Yanagisawa
克壽 柳澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KATERUN KK
Original Assignee
KATERUN KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KATERUN KK filed Critical KATERUN KK
Priority to JP10904392A priority Critical patent/JP3224268B2/en
Publication of JPH05287032A publication Critical patent/JPH05287032A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3224268B2 publication Critical patent/JP3224268B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a gradient material controllable in the gradient of a desired property or characteristic by diffusing a penetrant component into the inside of a stereocomplex gel comprising a mixture of polymethyl methacrylates of different molecular structures in the presence of a polymerizable monomer and polymerizing the monomer. CONSTITUTION:A penetrant component is diffused into the inside of a stereoregular gel comprising an isotactic polymethyl methacrylate and a syndiotactic polymethyl methacrylate in the presence of a polymerizable monomer, and the monomer is polymerized. The mixing ratio of the isotactic component to the syndiotactic component is usually about 1:20-10:1, desirably about 1:5-1:1. As the polymerizable monomer, a vinyl monomer can be desirably used. As the penetrant component, a vinyl monomer miscible with the polymerizable monomer constituting the gel matrix is particularly desirable.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は傾斜材料およびその製造
方法に関し、より詳しくは、材料の物性ないし特性が材
料内部であらかじめ設計された勾配で(例えば連続的
に)変化し得る傾斜材料およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a graded material and a method for manufacturing the graded material, and more particularly to a graded material in which the physical properties or characteristics of the material can be changed (for example, continuously) within the material by a predesigned gradient. It relates to a manufacturing method.

【0002】本発明の傾斜材料はレンズ、光ファイバー
などの光学材料、光、温度などに感応性を有する各種の
センサー材料、ソフトコンタクトレンズ、薬剤徐放性シ
ステムなどの生医学材料、および構造材料など広く適用
可能である。
The graded material of the present invention is a lens, an optical material such as an optical fiber, various sensor materials sensitive to light, temperature, etc., soft contact lenses, biomedical materials such as drug sustained release systems, and structural materials. Widely applicable.

【0003】[0003]

【従来の技術】近年、ますます多様化した高分子材料へ
のニーズに応えるべく、新規な機能を有した複合材料の
開発が盛んに行われている。このような複合材料の中で
も、最近、特に傾斜材料が大きな注目を集めつつある。
例えば、ある材料が過酷な熱環境、すなわち急激な温度
勾配中に置かれた場合、該材料が大きな熱応力を受けて
変形あるいは破損する場合がある。このような場合、熱
伝導率、熱膨張率あるいは耐熱性などといった熱特性に
関し、上記熱環境に合った勾配を材料に持たせることに
よって、この変形ないし破損の問題を解決することが可
能である。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to meet the increasingly diverse needs for polymer materials, the development of composite materials having new functions has been actively conducted. Among such composite materials, recently, a gradient material has been attracting much attention.
For example, when a material is placed in a harsh thermal environment, that is, in a sharp temperature gradient, the material may be deformed or damaged by a large thermal stress. In such a case, regarding the thermal characteristics such as thermal conductivity, thermal expansion coefficient, heat resistance, etc., it is possible to solve the problem of the deformation or damage by providing the material with a gradient suitable for the thermal environment. ..

【0004】また、透明性の良い材料に屈折率の勾配を
与えることができれば、平面形状の材料にレンズ効果を
持たせることも可能となる。更に、生体のように柔らか
い組織、器官に接する材料には、機械的柔軟性に勾配を
有する傾斜材料が生体との適合性に優れていると考えら
れる。また接着性を要求される材料には、接着性、例え
ば親水性に勾配をもたせた傾斜材料が効果的と考えられ
る。
If a material having good transparency can be provided with a gradient of refractive index, it becomes possible to give a planar material a lens effect. Furthermore, it is considered that a gradient material having a gradient in mechanical flexibility is excellent in compatibility with a living body as a material contacting a soft tissue or organ like a living body. Further, it is considered that a gradient material having a gradient in adhesiveness, for example, hydrophilicity is effective for the material requiring adhesiveness.

【0005】上述したように、その材料が使用される環
境に合った特性あるいは物性の勾配をもった傾斜材料が
設計できれば、該傾斜材料の機能は、従来の均一な材料
と比較して飛躍的に向上することが期待される。
As described above, if a graded material having a characteristic or a gradient of physical properties suitable for the environment in which the material is used can be designed, the function of the graded material will be dramatically improved as compared with the conventional uniform material. Expected to improve.

【0006】しかしながら、今日まで、あらかじめ設計
された物性あるいは特性の勾配を有する材料の作製は困
難とされており、このような材料の作製方法として決定
的なものは未だ報告されていない。
However, until now, it has been difficult to produce a material having a predesigned gradient of physical properties or characteristics, and a definitive method for producing such a material has not yet been reported.

【0007】例えば、従来の傾斜材料の作製方法として
は、特に光ファイバーの製造工程に利用される方法とし
て、
For example, as a conventional method for producing a gradient material, particularly as a method used in the manufacturing process of an optical fiber,

【0008】1)ファイバー状のマトリックス材料を、
屈折率が変化するような重合性モノマー溶液に浸漬し、
該モノマーをマトリックス材料内部に拡散させて濃度勾
配を形成させ、更に該モノマーをマトリックス材料にグ
ラフト重合することによって傾斜性を付与する方法;
1) a fibrous matrix material,
Immerse in a polymerizable monomer solution whose refractive index changes,
A method of imparting a gradient by diffusing the monomer inside the matrix material to form a concentration gradient and further graft-polymerizing the monomer onto the matrix material;

【0009】2)モノマー反応性が異なる2種類のモノ
マーを遠心力場の存在下で共重合させ、生成ポリマーを
混合モノマー溶液から析出させて遠心力によって移動さ
せ、重合時間と共に変化する共重合組成比を利用して傾
斜性を付与する方法;
2) Copolymerization composition in which two kinds of monomers having different monomer reactivities are copolymerized in the presence of a centrifugal force field, a produced polymer is precipitated from a mixed monomer solution and moved by centrifugal force, and changes with polymerization time. A method of imparting a gradient using a ratio;

【0010】3)屈折率などが異なる2種類の材料をブ
レンドしてファイバー状に成型した後、一方の材料が溶
解するような溶剤に浸漬し、該材料を抽出することによ
って傾斜性を付与する方法;
3) Two kinds of materials having different refractive indexes are blended and molded into a fiber shape, then immersed in a solvent in which one of the materials is dissolved and the material is extracted to impart a gradient. Method;

【0011】4)材料と重合性モノマーの混合物をファ
イバー状などに成型した後、ファイバー表面から該モノ
マーを揮発させ、更にモノマーを重合することによって
傾斜性を付与する方法;などが開発されている。
4) A method has been developed in which a mixture of a material and a polymerizable monomer is molded into a fiber shape, the monomer is volatilized from the fiber surface, and the monomer is further polymerized to impart a gradient. ..

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(1)の方法においては、高分子マトリックス中にモノ
マーを拡散させるために該マトリックス高分子と該モノ
マーが適度な親和性を有することが必要であり、実際に
使用可能な系が限定される;更には拡散過程に長い時間
が必要であり、連続工程には不利であるという欠点があ
る。更に、この方法においては、上記マトリックス材料
にモノマーをグラフト重合させるために必要な官能基
を、該マトリックス材料にあらかじめ導入する必要があ
り、極めて煩雑且つ複雑な系となる。
However, in the above method (1), it is necessary that the matrix polymer and the monomer have an appropriate affinity for diffusing the monomer in the polymer matrix. However, the practically usable system is limited; in addition, there is a drawback that the diffusion process requires a long time and is disadvantageous to the continuous process. Furthermore, in this method, it is necessary to previously introduce into the matrix material a functional group necessary for graft-polymerizing a monomer on the matrix material, which results in an extremely complicated and complicated system.

【0013】上記(2)の方法においては、モノマーの
種類が著しく限定される、遠心力印加など製造装置が複
雑化する、更には傾斜性の制御が著しく困難となるな
ど、多くの問題点がある。
In the above method (2), there are many problems such that the kinds of the monomers are remarkably limited, the manufacturing apparatus is complicated due to the application of centrifugal force, and the inclination is extremely difficult to control. is there.

【0014】上記(3)の方法においては、溶媒による
ポリマー成分の抽出工程は制御が困難であるのみなら
ず、かなりの時間を必要とするという問題点がある。
In the above method (3), it is difficult to control the step of extracting the polymer component with the solvent, and there is a problem that it requires a considerable amount of time.

【0015】更に、(4)の方法におけるモノマーを揮
発させる工程は、上記(3)の場合と同様に制御が困難
であるのみならず、かなりの時間を必要とするという問
題点がある。
Further, the step of volatilizing the monomer in the method (4) is not only difficult to control as in the case of the above (3), but also requires a considerable amount of time.

【0016】上述したように、従来の傾斜材料の製造方
法には数多くの実用上重大な欠点があり、このような傾
斜材料の作製方法として決定的なものは未だ報告されて
いない。
As described above, the conventional method for producing a graded material has a number of serious drawbacks in practical use, and no definitive method for producing such a graded material has been reported yet.

【0017】したがって本発明の目的は、上記従来技術
の問題点を解決し、簡便な手段により所望の物性ないし
特性の勾配コントロールが可能な傾斜材料およびその製
造方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a gradient material capable of controlling the gradient of desired physical properties or characteristics by a simple means and a method for producing the same.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】発明者は鋭意研究の結
果、重合性モノマーの存在下に、アイソタクチックポリ
メチルメタクリレート(以下、「Iso−PMMA」と
いう)とシンジオタクチックポリメチルメタクリレート
(以下、「Syn−PMMA」という)とからなる特殊
なゲルであるステレオコンプレックスゲル中に、他の第
三成分(浸透成分ないし拡散成分)を拡散させること
が、傾斜材料の製法として簡便であるのみならず、極め
て好適な傾斜性コントロールを可能とすることを見出し
た。
As a result of earnest research, the inventor has found that isotactic polymethyl methacrylate (hereinafter referred to as “Iso-PMMA”) and syndiotactic polymethyl methacrylate (hereinafter referred to as “iso-PMMA”) in the presence of a polymerizable monomer. , "Syn-PMMA") is a special gel consisting of a stereocomplex gel and the other third component (permeation component or diffusion component) is diffused as a simple method for producing the gradient material. However, it has been found that extremely suitable inclination control is possible.

【0019】本発明の傾斜材料はこのような知見に基く
ものであり、より詳しくは、少くともアイソタクチック
ポリメチルメタクリレート(Iso−PMMA)とシン
ジオタクチックポリメチルメタクリレート(Syn−P
MMA)とを含み、且つその内部に浸透成分の拡散に基
づく物性の勾配を有していることを特徴とするものであ
る。
The graded material of the present invention is based on such knowledge, and more specifically, at least isotactic polymethyl methacrylate (Iso-PMMA) and syndiotactic polymethyl methacrylate (Syn-P).
MMA), and has a physical property gradient based on the diffusion of permeation components therein.

【0020】更に、本発明によれば、上記したような傾
斜材料を好適に製造する方法として、重合性モノマーの
存在下、アイソタクチックポリメチルメタクリレート
(Iso−PMMA)とシンジオタクチックポリメチル
メタクリレート(Syn−PMMA)とからなるステレ
オコンプレックスゲル内部に、浸透成分を拡散させる工
程と、上記重合性モノマーを重合させる工程とを有する
ことを特徴とする傾斜材料の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, as a method for suitably producing the above-mentioned graded material, isotactic polymethyl methacrylate (Iso-PMMA) and syndiotactic polymethyl methacrylate in the presence of a polymerizable monomer are used. Provided is a method for producing a gradient material, which comprises a step of diffusing a permeation component into a stereo complex gel composed of (Syn-PMMA) and a step of polymerizing the polymerizable monomer.

【0021】本発明においては、上述したように、Is
o−PMMAとSyn−PMMAとが重合性モノマー中
で形成するステレオコンプレックスゲルを利用し、該ゲ
ル中に物性あるいは特性の傾斜性を与える成分(浸透成
分)を拡散現象によりゲル内部に浸透させた後、上記重
合性モノマーを重合させて、その傾斜性を固定化してい
る。したがって、本発明においては、上記ステレオコン
プレックスゲル中における重合性モノマーと浸透成分と
の特殊な挙動の組合せに基づき、従来法では得られなか
ったような、よりミクロなオーダーでの傾斜材料を簡便
な方法によって得ることができる。
In the present invention, as described above, Is
A stereo complex gel formed by o-PMMA and Syn-PMMA in a polymerizable monomer was used, and a component (permeation component) that imparts a gradient of physical properties or characteristics to the gel was permeated into the gel by a diffusion phenomenon. After that, the above-mentioned polymerizable monomer is polymerized to fix its inclination. Therefore, in the present invention, based on the combination of the special behavior of the polymerizable monomer and the penetrating component in the stereocomplex gel, it is possible to easily obtain a gradient material in a microscopic order, which is not obtained by the conventional method. Can be obtained by the method.

【0022】本発明の典型的な一態様においては、重合
性モノマー溶液中で形成されたステレオコンプレックス
ゲル中に、ゲルの表面からゲル内部に浸透成分(第3成
分)を拡散ないし浸透させることにより、材料内部に該
浸透成分の濃度勾配を形成した後、上記重合性モノマー
を重合させて該濃度勾配を固定化し、傾斜材料を作製す
ることが好ましい。
In a typical embodiment of the present invention, a permeation component (third component) is diffused or permeated from the surface of the gel into the inside of the gel in a stereo complex gel formed in a polymerizable monomer solution. It is preferable that after forming a concentration gradient of the permeation component inside the material, the polymerizable monomer is polymerized to fix the concentration gradient to produce a gradient material.

【0023】上述したような本発明の傾斜材料は、特殊
なゲル構造を与える上記ステレオコンプレックスを含ん
でいるため、該傾斜材料は、常温(25℃)でクロロホ
ルム(CHCl3)には溶けるが、THF(テトラヒド
ロフラン)を用いた場合には、上記傾斜材料中のステレ
オコンプレックスに対応する部分はほとんど溶けないと
いう特性を有している。
Since the gradient material of the present invention as described above contains the above-mentioned stereocomplex giving a special gel structure, the gradient material is soluble in chloroform (CHCl 3 ) at room temperature (25 ° C.), When THF (tetrahydrofuran) is used, it has the property that the portion corresponding to the stereocomplex in the gradient material is almost insoluble.

【0024】これに対して、単なるPMMAの混合物
(Iso−PMMA構造とSyn−PMMA構造とを含
む)は、一般に、25℃で上記クロロホルム及びTHF
の双方に溶け、またPMMA部分を含む単なる(化学
的)架橋ポリマーは、一般に、25℃で上記クロロホル
ム及びTHFのいずれにも溶けないことで、容易に区別
が可能である。
On the other hand, a simple mixture of PMMA (including an Iso-PMMA structure and a Syn-PMMA structure) generally has the above-mentioned chloroform and THF at 25 ° C.
A mere (chemically) cross-linked polymer that is soluble in both of the above and also contains a PMMA moiety is generally insoluble in both of the above-mentioned chloroform and THF at 25 ° C., so that it can be easily distinguished.

【0025】以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本
発明を詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings as necessary.

【0026】(ステレオコンプレックス)本発明に用い
るステレオコンプレックスは、Iso−PMMAとSy
n−PMMAとからなる。本発明におけるIso−PM
MA、Syn−PMMAの構造は、例えばPMMA鎖の
連続する3つのモノマー単位(トリアッド)の構造を、
高分解能核磁気共鳴スペクトル(NMR)等の手段で測
定することにより、容易に解析が可能である。連続する
3つのモノマー単位としては、アイソタクチック構造
(I)、シンジオタクチック構造(S)、ヘテロタクチ
ック構造(H)の3者があるが、Iso−PMMAとは
このモノマー単位がI>Sで且つI>H/2のものをい
い、Syn−PMMAとはS>Iで且つ、S>H/2の
ものをいう。
(Stereo Complex) The stereo complex used in the present invention is Iso-PMMA and Sy.
It consists of n-PMMA. Iso-PM in the present invention
The structure of MA, Syn-PMMA is, for example, the structure of three consecutive monomer units (triad) of PMMA chain,
Analysis can be easily performed by measuring with a means such as high resolution nuclear magnetic resonance spectrum (NMR). The three consecutive monomer units include an isotactic structure (I), a syndiotactic structure (S), and a heterotactic structure (H). With Iso-PMMA, these monomer units are I> S and I> H / 2 are referred to, and Syn-PMMA is S> I and S> H / 2.

【0027】Iso−PMMAとSyn−PMMAのあ
る種の溶媒(例えば、ジメチルホルムアミド(DM
F))の溶液を混合すると、ステレオコンプレックスと
呼ばれるゲルを形成する。このゲルはゲル化温度を有
し、該ゲル化温度より高い温度ではゲルは溶解し、ゲル
化温度以下にすると再びゲル化するが、このようなゲル
化現象は熱的に可逆である(W. H. Watanabeら,J. Phy
s, Chem., 65,896,1961)。
Certain solvents of Iso-PMMA and Syn-PMMA (eg dimethylformamide (DM
Mixing the solutions of F)) forms a gel called a stereocomplex. This gel has a gelling temperature, and at a temperature higher than the gelling temperature, the gel dissolves, and at a temperature lower than the gelling temperature, the gelling occurs again, but such a gelling phenomenon is thermally reversible (WH Watanabe et al., J. Phy
S. Chem., 65 , 896, 1961).

【0028】上記ゲル化温度は、Iso−PMMAおよ
びSyn−PMMAの立体規則性(タクチシチー)、分
子量、溶液濃度、混合比、溶媒種などに依存する。Is
o−PMMAとSyn−PMMAによるステレオコンプ
レックッスはDMF以外の有機溶媒および重合性モノマ
ー溶液中でも形成される(例えば、“ポリマーアロイ:
基礎と応用”高分子学会編、P348、東京化学同人、
1981)。なお、重合性ビニルモノマー溶液中でのス
テレオコンプレックス形成現象を利用した積層安全ガラ
スは既に特許出願されている(特願昭45−8965
4)。
The above gelling temperature depends on the stereoregularity (tacticity) of Iso-PMMA and Syn-PMMA, the molecular weight, the solution concentration, the mixing ratio, the solvent species and the like. Is
The stereocomplex formed by o-PMMA and Syn-PMMA is also formed in an organic solvent other than DMF and a polymerizable monomer solution (for example, "polymer alloy:
Basics and Applications "Polymer Society, ed., P348, Tokyo Kagaku Dojin,
1981). A laminated safety glass utilizing a stereocomplex forming phenomenon in a polymerizable vinyl monomer solution has already been applied for a patent (Japanese Patent Application No. 45-8965).
4).

【0029】本発明に用いるIso−PMMAとSyn
−PMMAは、PMMAホモポリマーであってもよく、
また、少くとも両者のモノマー溶液の混合物がステレオ
コンプレックスを形成することが可能である限り、MM
A(メチルメタクリレート)と他のモノマーとの共重合
体であっても良い。
Iso-PMMA and Syn used in the present invention
The PMMA may be a PMMA homopolymer,
Also, as long as a mixture of at least both monomer solutions can form a stereocomplex, MM
It may be a copolymer of A (methyl methacrylate) and another monomer.

【0030】Iso−PMMAとSyn−PMMAの混
合比は、立体規則性、溶液濃度、分子量、モノマーの種
類などによって異なるが、通常1:20〜10:1程
度、好ましくは1:5〜1:1程度である。
The mixing ratio of Iso-PMMA and Syn-PMMA varies depending on stereoregularity, solution concentration, molecular weight, kind of monomer, etc., but is usually about 1:20 to 10: 1, preferably 1: 5 to 1: 1. It is about 1.

【0031】(重合性モノマー)本発明に用いられる重
合性モノマーとしては各種のビニル系モノマーが好まし
く用いられるが、ステレオコンプレックス形成能を有し
ていれば特に限定されない。
(Polymerizable Monomer) As the polymerizable monomer used in the present invention, various vinyl monomers are preferably used, but it is not particularly limited as long as it has a stereocomplex forming ability.

【0032】本発明に好ましく用いられる重合性モノマ
ーとしては、例えばアクリル酸のアルキルエステル、メ
タクリル酸のアルキルエステル、スチレン、アルキル置
換スチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、メタクリ
ロニトリル、N−ビニルピロリドン、ヒドロキシエチル
メタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート
等のビニルモノマーが挙げられるが、これらに限定され
るものではない。
The polymerizable monomer preferably used in the present invention is, for example, alkyl ester of acrylic acid, alkyl ester of methacrylic acid, styrene, alkyl-substituted styrene, vinyl acetate, acrylonitrile, methacrylonitrile, N-vinylpyrrolidone, hydroxyethyl. Examples thereof include vinyl monomers such as methacrylate and ethylene glycol dimethacrylate, but are not limited thereto.

【0033】(傾斜材料)以下に本発明の傾斜材料の作
製手順の好ましい一態様を説明する。上記した重合性モ
ノマー液に、ゲル化温度より高い温度で、Iso−PM
MAおよびSyn−PMMAをともに溶解させ、あるい
は各々のポリマーの溶液を混合して、ゲル化温度以下に
温度を下げることによって、ステレオコンプレックスを
形成させる。該ステレオコンプレックス形成時には、重
合開始剤を同時に添加することが好ましい。重合開始剤
の種類、濃度は、熱、光、放射線、電子線重合法などの
重合条件によって適宜決めることが可能である。
(Inclined Material) A preferred embodiment of the procedure for producing the inclined material of the present invention will be described below. Iso-PM was added to the above polymerizable monomer liquid at a temperature higher than the gelation temperature.
The stereocomplex is formed by dissolving both MA and Syn-PMMA together, or mixing the solutions of the respective polymers and lowering the temperature below the gelation temperature. At the time of forming the stereo complex, it is preferable to add a polymerization initiator at the same time. The type and concentration of the polymerization initiator can be appropriately determined depending on the polymerization conditions such as heat, light, radiation and electron beam polymerization.

【0034】一方、該ゲルの形状はシート状、フィルム
状、ファイバー状、ロッド状、粒子状など使用目的によ
って適宜決められる。例えばシート状あるいはフィルム
状に成型する場合は、ゲル化より高い温度で平面上に該
混合溶液を流した後、ゲル化温度以下に温度を下げるこ
とによって容易に成形が可能である。
On the other hand, the shape of the gel is appropriately determined according to the purpose of use, such as a sheet, a film, a fiber, a rod or a particle. For example, in the case of molding into a sheet or a film, the mixture can be easily molded by flowing the mixed solution on a flat surface at a temperature higher than gelation and then lowering the temperature below the gelling temperature.

【0035】またファイバー状あるいはロッド状に成型
する場合には、例えば適当な口金を用いて該溶液を押し
出し、ゲル化点以下に温度を下げることによって成型が
可能である。また粒子状に成型する場合には、上記混合
溶液をマイクロディスペンサー等を用いて、ゲル化点以
下の媒体中に滴下することによって成形が可能である。
しかしながら、本発明において、ゲルに形状を付与する
方法は上記の方法に限定されるものではない。
In the case of molding into a fiber or rod, the solution can be extruded by using a suitable die and the temperature can be lowered below the gel point to achieve molding. Further, in the case of molding into particles, it is possible to carry out molding by dropping the above mixed solution into a medium having a gel point or lower using a microdispenser or the like.
However, in the present invention, the method of imparting a shape to the gel is not limited to the above method.

【0036】(浸透成分)次に、本発明の材料の物性な
いし特性に傾斜性を付与するために、該ゲル中に浸透さ
せるべき浸透成分(第三成分ないし拡散成分)について
述べる。該浸透成分の種類、量はそれぞれ使用目的によ
って適宜、選択することが可能である。
(Permeation component) Next, the permeation component (third component or diffusion component) to be permeated into the gel in order to impart a gradient to the physical properties or characteristics of the material of the present invention will be described. The type and amount of the permeating component can be appropriately selected depending on the purpose of use.

【0037】上記浸透成分としては、ゲルマトリックス
を形成する重合性モノマーと混合可能なビニル系モノマ
ーを用いることが特に好ましい。また2種類以上のビニ
ル系モノマーの混合系、あるいはビニル系モノマーと該
ビニル系モノマーに溶解する物質との混合系を浸透成分
として使用することも可能である。
As the permeation component, it is particularly preferable to use a vinyl monomer which can be mixed with the polymerizable monomer forming the gel matrix. It is also possible to use a mixed system of two or more kinds of vinyl-based monomers or a mixed system of vinyl-based monomers and a substance soluble in the vinyl-based monomers as the permeation component.

【0038】該成分の選択基準としての物性、特性は特
に制限されないが、例えば、屈折率、光透過性、熱伝導
率、熱膨張率、比熱、耐熱性、柔軟性、親水性(含水
率)、比重、荷電、電気伝導率、誘電率、圧電性、焦電
性、染色性、色調、耐溶剤性などが挙げられる。これら
の物性ないし特性は、傾斜材料の使用目的によって決定
される。
The physical properties and characteristics as selection criteria of the component are not particularly limited, but for example, refractive index, light transmittance, thermal conductivity, thermal expansion coefficient, specific heat, heat resistance, flexibility, hydrophilicity (water content). , Specific gravity, charge, electric conductivity, dielectric constant, piezoelectricity, pyroelectricity, dyeability, color tone, solvent resistance and the like. These physical properties or characteristics are determined by the purpose of use of the graded material.

【0039】例えば、屈折率の傾斜材料としては、良好
な透明性および屈折率の差異が大きいことが要求され、
ステレオコンプレックスゲルを構成する重合性モノマー
としてメチルメタクリレート(MMA)、浸透成分とし
てスチレンモノマー、クロロスチレンモノマーなどが特
に好ましく用いられる。
For example, a material having a gradient refractive index is required to have good transparency and a large difference in refractive index.
Methyl methacrylate (MMA) is particularly preferably used as the polymerizable monomer constituting the stereo complex gel, and styrene monomer, chlorostyrene monomer and the like are particularly preferably used as the permeation component.

【0040】また機械的柔軟性の傾斜材料を得る際に
は、ステレオコンプレックスゲルを構成する重合性モノ
マーと、浸透成分としてのモノマーからそれぞれ得られ
る重合体のガラス転移点が大きく異なっていることが好
ましい。
Further, when obtaining a material having a gradient in mechanical flexibility, the glass transition points of the polymer obtained from the polymerizable monomer constituting the stereo complex gel and the polymer obtained from the monomer as the permeation component are largely different from each other. preferable.

【0041】同様に親水性の傾斜材料を得る場合には、
親水性の異なるモノマーの組合せ、荷電の傾斜材料を得
る場合には、荷電の異なるモノマーの組合せ等を用いる
ことが好ましい。
Similarly, to obtain a hydrophilic gradient material,
When obtaining a combination of monomers having different hydrophilicities and a material having a gradient charge, it is preferable to use a combination of monomers having different charges.

【0042】(浸透成分の拡散)上記ステレオコンプレ
ックスゲル中への浸透成分の注入ないし拡散は、該ゲル
を、ゲル化点以下の温度で、上記浸透成分を含有する媒
体(例えば、該浸透成分そのもの、ないし浸透成分の溶
液)中に浸漬することによって好適に実施される。浸透
成分は拡散現象により、ゲル表面から内部に浸透し、該
ゲル内部に上記浸透成分の濃度勾配が形成される。ここ
で濃度勾配のコントロールは、ゲルマトリックスの重合
性モノマーと浸透成分の相容性、濃度などによっても異
なるものの、通常はゲルの上記浸透成分を含有する媒体
中への浸漬時間によってコントロールすることが可能で
ある。
(Diffusion of Permeation Component) The injection or diffusion of the permeation component into the above-mentioned stereocomplex gel is carried out by treating the gel with a medium containing the permeation component (for example, the permeation component itself) at a temperature below the gel point. , Or a solution of the permeation component). The permeation component permeates from the gel surface to the inside due to the diffusion phenomenon, and a concentration gradient of the permeation component is formed inside the gel. Here, the concentration gradient is controlled by the compatibility between the polymerizable monomer of the gel matrix and the permeation component, the concentration, etc., but usually it can be controlled by the immersion time of the gel in the medium containing the permeation component. It is possible.

【0043】上記ステレオコンプレックスゲル中への浸
透成分の注入ないし拡散の後、浸透成分が浸透したステ
レオコンプレックスゲルを上記浸透成分含有媒体から引
き上げ、ゲル化点以下の温度で、熱、光、放射線あるい
は電子線によって重合性モノマーを重合させることによ
って、所望の傾斜材料が容易に得られる。
After injecting or diffusing the permeation component into the stereo complex gel, the permeation component permeated stereo complex gel is pulled up from the permeation component-containing medium, and heat, light, radiation or A desired gradient material can be easily obtained by polymerizing the polymerizable monomer with an electron beam.

【0044】以下、実施例により、本発明を更に具体的
に説明する。実施例1 Iso−PMMA([η]=0.62、I=90%)1
部とSyn−PMMA([η]=0.51、S=49
%)2部および0.1%のアゾビスイソブチロニトリル
(AIBN)を、それぞれゲル化温度より高い温度でメ
チルメタクリレート(MMA)モノマーに溶解し、PM
MA濃度として20%の混合溶液を作製した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Example 1 Iso-PMMA ([η] = 0.62, I = 90%) 1
Part and Syn-PMMA ([η] = 0.51, S = 49
%) 2 parts and 0.1% of azobisisobutyronitrile (AIBN) were dissolved in the methyl methacrylate (MMA) monomer at a temperature higher than the gelation temperature, respectively, and PM
A mixed solution having a MA concentration of 20% was prepared.

【0045】上記溶液のゲル化温度の測定は、該溶液を
ガラス製試験管中に入れ、充分低温でステレオコンプレ
ックスを作製した後、温度を徐々に上げつつ、該試験管
を上下に回転させ、ゲルが溶解し流動性を示した点を肉
眼で観察することによって行った。上記混合溶液のゲル
化温度は約62℃であった。
The gelation temperature of the above solution was measured by placing the solution in a glass test tube and preparing a stereo complex at a sufficiently low temperature, then gradually raising the temperature and rotating the test tube up and down. It was performed by visually observing the point at which the gel was dissolved and showed fluidity. The gelling temperature of the above mixed solution was about 62 ° C.

【0046】上記混合溶液を80℃で口径約1cmの薄
いポリプロピレンフィルム製のチューブ中に注入した
後、室温にまで温度を下げてステレオコンプレックスゲ
ルを該チューブ中に形成させた。ついで上記ポリプロピ
レンチューブをハサミで切りさき、中のゲルを取り出し
た。このゲルはロッド状の形状を保持し、室温で、充分
取り扱える程度の強度を示した。
The above mixed solution was poured into a thin polypropylene film tube having a diameter of about 1 cm at 80 ° C., and then the temperature was lowered to room temperature to form a stereo complex gel in the tube. Then, the polypropylene tube was cut with scissors, and the gel inside was taken out. This gel retained the rod-like shape and showed sufficient strength to be handled at room temperature.

【0047】次に上記ロッド状のゲルを、室温で、0.
1%のAIBNを溶解したスチレンモノマー中に浸漬し
た。浸漬時間を1分、10分、30分、1時間、および
3時間と変化させ、それぞれの浸漬時間の後に該ゲルを
スチレンモノマー中から引き上げ、アルゴン置換したパ
イレックスガラス製チューブ中に封入し密封した。次い
で、上記ゲルを、800Wの高圧水銀灯を用いて15℃
で3時間光重合反応させたところ、透明な重合物が得ら
れた。
Next, the rod-shaped gel was subjected to 0.
It was immersed in a styrene monomer in which 1% AIBN was dissolved. The immersion time was changed to 1 minute, 10 minutes, 30 minutes, 1 hour, and 3 hours, and after each immersion time, the gel was pulled out from the styrene monomer, sealed in a Pyrex glass tube in which argon was substituted, and sealed. .. Next, the gel is heated at 15 ° C. using an 800 W high pressure mercury lamp.
When a photopolymerization reaction was carried out for 3 hours, a transparent polymer was obtained.

【0048】該ロッド状の重合物を厚さ約3mmの円板
状に切断し、外周から中心に向かっての屈折率の変化を
測定した、この測定結果を図1に示す。図1からわかる
ように円板の中心から外周に向かうにしたがって屈折率
が増加する傾斜材料が得られた。
The rod-shaped polymer was cut into a disk having a thickness of about 3 mm, and the change in the refractive index from the outer circumference to the center was measured. The measurement results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 1, a gradient material having a refractive index increasing from the center of the disk toward the outer periphery was obtained.

【0049】実施例2 実施例1で作製したロッド状のステレオコンプレックス
ゲルを、室温で、0.1%AIBNを溶解したエチルア
クリレート(EA)モノマー中に30分間浸漬した後、
実施例1と同様の方法で光重合させたところ、ロッド状
の重合物が得られた。該重合物は完全に透明であった。
Example 2 The rod-shaped stereocomplex gel prepared in Example 1 was immersed in an ethyl acrylate (EA) monomer in which 0.1% AIBN was dissolved for 30 minutes at room temperature.
When photopolymerization was carried out in the same manner as in Example 1, a rod-shaped polymer was obtained. The polymer was completely transparent.

【0050】該ロッド状の重合物を厚さ約3mmの円板
状に切断して実施例1と同様に屈折率を測定したとこ
ろ、円板の中心から外周に向かうにつれて柔軟性が変化
する傾斜材料であることが判明した。
The rod-shaped polymer was cut into a disk having a thickness of about 3 mm, and the refractive index was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the inclination that the flexibility changes from the center of the disk toward the outer circumference is obtained. Turned out to be a material.

【0051】実施例3 実施例1で作製したロッド状のステレオコンプレックス
ゲルを、室温で、0.1%AIBNを溶解したヒドロキ
シエチルメタクリレートモノマー中に30分間浸漬した
後、実施例1と同様の方法で光重合させたところ、ロッ
ド状の重合物が得られた。該重合物は完全に透明であっ
た。
Example 3 The rod-shaped stereocomplex gel prepared in Example 1 was immersed in a hydroxyethyl methacrylate monomer in which 0.1% AIBN was dissolved for 30 minutes at room temperature, and then the same method as in Example 1 was performed. When photopolymerized in, a rod-shaped polymer was obtained. The polymer was completely transparent.

【0052】該ロッド状の重合物を厚さ約3mmの円板
状に切断し外周から中心に向かって各切片を作製し、各
切片の含水率を測定した。この測定結果を図2に示し
た。
The rod-shaped polymer was cut into a disk having a thickness of about 3 mm to prepare each section from the outer circumference toward the center, and the water content of each section was measured. The measurement result is shown in FIG.

【0053】含水率は以下のようにして求めた。 The water content was determined as follows.

【0054】図2からわかるように、本実施例において
は、外周から中心に向かって含水率が徐々に減少する傾
斜材料が得られた。
As can be seen from FIG. 2, in this example, a graded material in which the water content gradually decreased from the outer periphery to the center was obtained.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明においては、上述した従来法との
比較において、ゲルマトリックスの重合性モノマー種
と、浸透成分(例えば重合性モノマー)との種類の選択
の自由度が著しく大きく、非常に広範囲の物性、特性に
傾斜性を付与することが可能であること;ゲル中への浸
透成分の拡散が速く、且つ該浸透成分の濃度勾配の制御
が容易であり連続製造工程に適していること;Iso−
PMMAとSyn−PMMAとから成るステレオコンプ
レックスが分子のオーダーで網目構造を形成することが
可能であるため、浸透成分がゲル内で確実に固定される
のみならず、モノマーを重合して得られる重合体の相分
離が抑制され、分子のオーダーで均一に混合することが
可能であるという特徴がある。
According to the present invention, in comparison with the above-mentioned conventional method, the degree of freedom in selecting the type of the polymerizable monomer species of the gel matrix and the type of the penetrating component (for example, the polymerizable monomer) is remarkably large. Being able to impart a wide range of physical properties and gradients; rapid diffusion of permeation component into gel, easy control of concentration gradient of the permeation component, and suitable for continuous production process ; Iso-
Since the stereocomplex composed of PMMA and Syn-PMMA can form a network structure in the order of molecules, not only the permeation component is reliably fixed in the gel, but also the heavy polymer obtained by polymerizing the monomer is obtained. It is characterized in that the phase separation of the coalescence is suppressed and that the molecules can be mixed uniformly on the order of molecules.

【0056】一般的な重合法においては、異種ポリマー
の混合系は、相分離によって通常、白濁してしまうのに
対して、ステレオコンプレックスを基礎とした本発明に
おいては、上記傾斜材料は、分子レベルに近いレベルで
(ないしは分子状に)均一な組成物とすることが可能で
ある。このような特徴に基づき、本発明の傾斜材料は、
異種ポリマーの混合系であっても透明であるため、その
応用範囲ないし用途は非常に広い。
In a general polymerization method, a mixed system of different polymers usually becomes cloudy due to phase separation, whereas in the present invention based on a stereocomplex, the above-mentioned gradient material has a molecular level. It is possible to obtain a uniform composition at a level close to (or molecularly). Based on such characteristics, the graded material of the present invention is
Since it is transparent even in a mixed system of different kinds of polymers, its application range or application is very wide.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1で得られた傾斜材料の屈折率変化を示
すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing changes in the refractive index of a gradient material obtained in Example 1.

【図2】実施例3で得られた傾斜材料の含水率変化を示
すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing changes in water content of the graded material obtained in Example 3.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少くともアイソタクチックポリメチルメ
タクリレート(Iso−PMMA)とシンジオタクチッ
クポリメチルメタクリレート(Syn−PMMA)とを
含み、且つその内部に浸透成分の拡散に基づく物性の勾
配を有していることを特徴とする傾斜材料。
1. At least isotactic polymethylmethacrylate (Iso-PMMA) and syndiotactic polymethylmethacrylate (Syn-PMMA) are included, and a gradient of physical properties based on diffusion of permeation components is provided inside. The graded material is characterized in that
【請求項2】 重合性モノマーの存在下、アイソタクチ
ックポリメチルメタクリレート(Iso−PMMA)と
シンジオタクチックポリメチルメタクリレート(Syn
−PMMA)とからなるステレオコンプレックスゲル内
部に、浸透成分を拡散させる工程と、上記重合性モノマ
ーを重合させる工程とを有することを特徴とする傾斜材
料の製造方法。
2. Isotactic polymethyl methacrylate (Iso-PMMA) and syndiotactic polymethyl methacrylate (Syn) in the presence of a polymerizable monomer.
-PMMA), and a step of diffusing the permeation component inside the stereocomplex gel, and a step of polymerizing the above-mentioned polymerizable monomer.
JP10904392A 1992-04-03 1992-04-03 Graded material and method of manufacturing the same Expired - Fee Related JP3224268B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10904392A JP3224268B2 (en) 1992-04-03 1992-04-03 Graded material and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10904392A JP3224268B2 (en) 1992-04-03 1992-04-03 Graded material and method of manufacturing the same

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001136482A Division JP3390424B2 (en) 2001-05-07 2001-05-07 Manufacturing method of graded material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05287032A true JPH05287032A (en) 1993-11-02
JP3224268B2 JP3224268B2 (en) 2001-10-29

Family

ID=14500164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10904392A Expired - Fee Related JP3224268B2 (en) 1992-04-03 1992-04-03 Graded material and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3224268B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000008091A1 (en) * 1998-08-06 2000-02-17 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for producing crystalline methacrylic resin and process for producing foam
US6107402A (en) * 1997-11-17 2000-08-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical polymer composition
CN102424706A (en) * 2011-10-11 2012-04-25 武汉理工大学 Preparation method of polymethyl methacrylate (PMMA) cellular gradient material

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6107402A (en) * 1997-11-17 2000-08-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical polymer composition
WO2000008091A1 (en) * 1998-08-06 2000-02-17 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for producing crystalline methacrylic resin and process for producing foam
US6444719B1 (en) 1998-08-06 2002-09-03 Sumitomo Chemical Company, Limited Method for producing crystalline methacrylic resin and plastic foam
CN102424706A (en) * 2011-10-11 2012-04-25 武汉理工大学 Preparation method of polymethyl methacrylate (PMMA) cellular gradient material

Also Published As

Publication number Publication date
JP3224268B2 (en) 2001-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69828351T2 (en) Polymer molded article having a hydrophilic surface and process for its preparation
Domján et al. Structural studies of nanophase-separated poly (2-hydroxyethyl methacrylate)-l-polyisobutylene amphiphilic conetworks by solid-state NMR and small-angle X-ray scattering
US4985469A (en) Polymeric particles and their preparation
Tsuji et al. Temperature-sensitive hairy particles prepared by living radical graft polymerization
JPH08510486A (en) White and black electrophoretic particles and method for producing the same
Davis et al. Modified PHEMA hydrogels
JP2002539295A (en) Polymer compound
JP3390424B2 (en) Manufacturing method of graded material
JP3224268B2 (en) Graded material and method of manufacturing the same
US20170003281A1 (en) Responsive hydrogel for the detection of biomolecules
NL1002317C2 (en) A method of manufacturing optical rod-shaped polymeric moldings having a gradient for the refractive index, moldings obtained by this method and optical lens and optical fiber using them.
JP2000191818A (en) Preparation of porous particulate
TWI698453B (en) Anti-blue light material and preparation method thereof
JP3005808B2 (en) Manufacturing method of synthetic resin optical transmission body
JPH0311787B2 (en)
JPH10176021A (en) Hydrophilic resin and medical material
JP2890262B2 (en) Transparent mixed resin composition
JPH09230145A (en) Plastic optical fiber preform and its production
JP2651582B2 (en) Plastic optical transmission body and method of manufacturing the same
JP2005526278A (en) Manufacturing method of plastic optical fiber preform
JP3130169B2 (en) Transparent mixed resin composition
JPH0711605B2 (en) Optical fiber sheath material polymer
JP2651584B2 (en) Plastic optical transmission body and method of manufacturing the same
JP2011052055A (en) Prepolymer
CN1195235C (en) Method for preparing gradation type plastic optical fiber

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees