JPS6333486B2 - - Google Patents
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- JPS6333486B2 JPS6333486B2 JP20871586A JP20871586A JPS6333486B2 JP S6333486 B2 JPS6333486 B2 JP S6333486B2 JP 20871586 A JP20871586 A JP 20871586A JP 20871586 A JP20871586 A JP 20871586A JP S6333486 B2 JPS6333486 B2 JP S6333486B2
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Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
- Polyamides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、二次元高分子結晶の製造方法に関す
るものである。さらに詳しく言えば、ジアセチレ
ンナイロン塩化合物のジアセチレン部分の固相重
合とナイロン塩部分の固相重縮合をすることを特
徴とする二次元方向に共有結合鎖が配向結晶化し
た二次元高分子結晶の製造方法に関するものであ
る。
るものである。さらに詳しく言えば、ジアセチレ
ンナイロン塩化合物のジアセチレン部分の固相重
合とナイロン塩部分の固相重縮合をすることを特
徴とする二次元方向に共有結合鎖が配向結晶化し
た二次元高分子結晶の製造方法に関するものであ
る。
高強度・高弾性率を有する高性能高分子材料の
研究・開発が精力的に行なわれ，金属や無機材料
に代わる軽量かつ易加工性の強度材料として期待
されている。
研究・開発が精力的に行なわれ，金属や無機材料
に代わる軽量かつ易加工性の強度材料として期待
されている。
これまで，ポリオキシメチレンのホイスカー結
晶やKevlar，Nomexなどの剛直高分子の繊維化
配向結晶では，強度数GPa（ギガパスカル）〜十
数Gpa，弾性率数十GPa〜100GPa程度の材料が
得られている。これらの高分子材料を配向結晶化
する技術については様々な工夫検討がなされ，超
延伸法，液晶紡糸法，ゲル紡糸・ゲル熱延伸法，
炭素化法などがあるが，いずれの場合にも完全結
晶は得られない。
晶やKevlar，Nomexなどの剛直高分子の繊維化
配向結晶では，強度数GPa（ギガパスカル）〜十
数Gpa，弾性率数十GPa〜100GPa程度の材料が
得られている。これらの高分子材料を配向結晶化
する技術については様々な工夫検討がなされ，超
延伸法，液晶紡糸法，ゲル紡糸・ゲル熱延伸法，
炭素化法などがあるが，いずれの場合にも完全結
晶は得られない。
一方，式Ｒ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−Ｒで表わされる
ジアセチレン化合物は，置換基Ｒを選択すること
によつて結晶を熱や紫外線，γ線で励起すると主
鎖共役系を有する高分子になるという固相重合性
を示す。この方法で得られる高分子は、モノマー
の結晶配列をそのまま反映した完全単結晶である
ことが特徴であり、高分子鎖が配向した方向に
は，約60GPaの弾性率も報告されている
（Polymer，24巻，P.1023〜P.1030，1983年）。
ジアセチレン化合物は，置換基Ｒを選択すること
によつて結晶を熱や紫外線，γ線で励起すると主
鎖共役系を有する高分子になるという固相重合性
を示す。この方法で得られる高分子は、モノマー
の結晶配列をそのまま反映した完全単結晶である
ことが特徴であり、高分子鎖が配向した方向に
は，約60GPaの弾性率も報告されている
（Polymer，24巻，P.1023〜P.1030，1983年）。
自然界に存在する最も強い強度を有する材料は
ダイヤモンドであることから，高強度・高弾性率
を持つ高分子材料の分子設計は，分子占有断面積
が小さく多次元に共有結合を持つた単結晶である
ことが理論的に示されているが，合成された例は
ない。
ダイヤモンドであることから，高強度・高弾性率
を持つ高分子材料の分子設計は，分子占有断面積
が小さく多次元に共有結合を持つた単結晶である
ことが理論的に示されているが，合成された例は
ない。
これまでに高強度材料を目ざして合成，成形加
工された高配向・高結晶性高分子は，いずれも一
次元の鎖状高分子であるため，分子鎖方向にはか
なりの強度・弾性率を有するがそれと垂直方向に
は弱いという欠点を持つている。特に完全単結晶
として得られるポリジアチレンは，高分子鎖と垂
直方向に繊維状にへき開するほどもろい。
工された高配向・高結晶性高分子は，いずれも一
次元の鎖状高分子であるため，分子鎖方向にはか
なりの強度・弾性率を有するがそれと垂直方向に
は弱いという欠点を持つている。特に完全単結晶
として得られるポリジアチレンは，高分子鎖と垂
直方向に繊維状にへき開するほどもろい。
また、多次元に共有結合を有する高分子は，分
子間架橋などの方法によつて合成されているが，
その高結晶化はまつたく困難であり、無定形の網
状高分子が得られているにすぎない。
子間架橋などの方法によつて合成されているが，
その高結晶化はまつたく困難であり、無定形の網
状高分子が得られているにすぎない。
これらの問題点を解決して等方的に高強度の高
分子材料を開発するために，多次元に共有結合を
有する網状構造でかつ高結晶性の高分子が強く要
望されている。
分子材料を開発するために，多次元に共有結合を
有する網状構造でかつ高結晶性の高分子が強く要
望されている。
本発明者らは，ジアセチレンナイロン塩化合物
が，ジアセチレン部分の固相重合性とナイロン塩
部分の固相重縮合性という二つの異なる方向に進
行する固相重合性を有することを見い出し，鋭意
研究を重ねた結果，本発明に到達したものであ
る。
が，ジアセチレン部分の固相重合性とナイロン塩
部分の固相重縮合性という二つの異なる方向に進
行する固相重合性を有することを見い出し，鋭意
研究を重ねた結果，本発明に到達したものであ
る。
すなわち，本発明は，一般式
〔式中のR1，R2は，アルキレン基，アリーレ
ン基，又はそれらに１個または複数個のハロゲ
ン，シアノ，アルキル，アリール，ニトロ，エー
テル，エステル，アミド，ヒドロキシ，カルボニ
ル，スルホニル部分を含有する基である。〕 で表わされるジアセチレンナイロン塩化合物を，
まず，ジアセチレン部分を固相重合し、その後に
ナイロン塩部分を固相重縮合するか，または，ま
ずナイロン塩部分を固相重縮合し，その後にジア
セチレン部分を固相重合することと特徴とする，
二次元高分子結晶の製造方法である。
ン基，又はそれらに１個または複数個のハロゲ
ン，シアノ，アルキル，アリール，ニトロ，エー
テル，エステル，アミド，ヒドロキシ，カルボニ
ル，スルホニル部分を含有する基である。〕 で表わされるジアセチレンナイロン塩化合物を，
まず，ジアセチレン部分を固相重合し、その後に
ナイロン塩部分を固相重縮合するか，または，ま
ずナイロン塩部分を固相重縮合し，その後にジア
セチレン部分を固相重合することと特徴とする，
二次元高分子結晶の製造方法である。
まず、本発明において最も重要な点は、本発明
に係るジアセチレンナイロン塩化合物が二種類の
固相重合性を有することに起因して，二次元に共
有結合の広がつた網状構造でかつ高い結晶性を有
する高分子化合物を形成することができ，強度が
二次元方向に大きい点である。
に係るジアセチレンナイロン塩化合物が二種類の
固相重合性を有することに起因して，二次元に共
有結合の広がつた網状構造でかつ高い結晶性を有
する高分子化合物を形成することができ，強度が
二次元方向に大きい点である。
また，本発明に係るジアセチレンナイロン塩化
合物は，固相重合の結果，共役した剛直なポリジ
アセチレン鎖と水素結合を形成するアミド結合を
有するナイロン鎖がそれぞれの方向に完全配向し
かつ両者が共有結合した高結晶性二次元高分子で
あるため，その結果大きな強度が期待でき，高性
能高分子材料としての応用に極めて有利なもので
ある。
合物は，固相重合の結果，共役した剛直なポリジ
アセチレン鎖と水素結合を形成するアミド結合を
有するナイロン鎖がそれぞれの方向に完全配向し
かつ両者が共有結合した高結晶性二次元高分子で
あるため，その結果大きな強度が期待でき，高性
能高分子材料としての応用に極めて有利なもので
ある。
次に，本発明に係るジアセチレンナイロン塩化
合物の合成方法について述べる。
合物の合成方法について述べる。
本発明のジアセチレンナイロン塩化合物はいず
れも文献末載の新規化合物であつて， 一般式 〔式中のR1は，アルキレン基，アリーレン基，
又はそれらに１個または複数個のハロゲン，シア
ノ，アルキル，アリール，ニトロ，エーテル，エ
ステル，アミド，ヒドロキシ，カルボニル，スル
ホニル部分を含有する基である〕 で表わされるジアセチレンカルボン酸と，一般式 H2N−R2−NH2 〔式中のR2は，アルキレン基，アリーレン基，
又はそれらに１個または複数個のハロゲン，シア
ノ，アルキル，アリール，ニトロ，エーテル，エ
ステル，アミド，ヒドロキシ，カルボニル，スル
ホニル部分を含有する基である。〕 で表わされるジアミンを当モル量ずつ混合するこ
とにより，定量的に結晶として析出して得られ
る。ジアセチレンジカルボン酸とジアミンの混合
に際しては，両者とも液体の場合にはそのまま混
合してもよいし，固体あるいは液体の場合にも，
メタノール，エタノール，テトラハイドロフラ
ン，クロロホルム，酢酸エチル，ジメチルホルム
アミドなどの有機溶煤を用いて，濃度1mmol／
〜10mol／程度の溶液として混合する。混合
後，塩形成による発熱を伴ない，ただちにあるい
は数時間の後にジアセチレンナイロン塩が形成さ
れて結晶が沈殿する。混合するのみでは結晶が沈
殿しない場合には，混合溶液を溶煤の沸点近くま
で加熱するか又は溶液を膿縮すると結晶が沈殿し
て得られる。沈殿した結晶は，そのままろ別，乾
燥してもよいし，さらにエタノールに水を10〜30
重量％含有させた混合溶煤を用いて再結晶するこ
ともできる。
れも文献末載の新規化合物であつて， 一般式 〔式中のR1は，アルキレン基，アリーレン基，
又はそれらに１個または複数個のハロゲン，シア
ノ，アルキル，アリール，ニトロ，エーテル，エ
ステル，アミド，ヒドロキシ，カルボニル，スル
ホニル部分を含有する基である〕 で表わされるジアセチレンカルボン酸と，一般式 H2N−R2−NH2 〔式中のR2は，アルキレン基，アリーレン基，
又はそれらに１個または複数個のハロゲン，シア
ノ，アルキル，アリール，ニトロ，エーテル，エ
ステル，アミド，ヒドロキシ，カルボニル，スル
ホニル部分を含有する基である。〕 で表わされるジアミンを当モル量ずつ混合するこ
とにより，定量的に結晶として析出して得られ
る。ジアセチレンジカルボン酸とジアミンの混合
に際しては，両者とも液体の場合にはそのまま混
合してもよいし，固体あるいは液体の場合にも，
メタノール，エタノール，テトラハイドロフラ
ン，クロロホルム，酢酸エチル，ジメチルホルム
アミドなどの有機溶煤を用いて，濃度1mmol／
〜10mol／程度の溶液として混合する。混合
後，塩形成による発熱を伴ない，ただちにあるい
は数時間の後にジアセチレンナイロン塩が形成さ
れて結晶が沈殿する。混合するのみでは結晶が沈
殿しない場合には，混合溶液を溶煤の沸点近くま
で加熱するか又は溶液を膿縮すると結晶が沈殿し
て得られる。沈殿した結晶は，そのままろ別，乾
燥してもよいし，さらにエタノールに水を10〜30
重量％含有させた混合溶煤を用いて再結晶するこ
ともできる。
本発明の製造方法において用いられる，ジアセ
チレンナイロン塩化合物のジアセチレン部分の固
相重合は，真空封管してコバルト60ガンマー線を
数十MRad〜数百MRad照射するか，メタノー
ル，クロロホルムなどのジアセチレンナイロン塩
化合物が溶解しない溶煤に分散して紫外線を数時
間〜数百時間照射する，もしくは，ジアセチレン
ナイロン塩化合物の融点以下の温度で数日間加熱
することによつて行なわれる。
チレンナイロン塩化合物のジアセチレン部分の固
相重合は，真空封管してコバルト60ガンマー線を
数十MRad〜数百MRad照射するか，メタノー
ル，クロロホルムなどのジアセチレンナイロン塩
化合物が溶解しない溶煤に分散して紫外線を数時
間〜数百時間照射する，もしくは，ジアセチレン
ナイロン塩化合物の融点以下の温度で数日間加熱
することによつて行なわれる。
また，本発明の製造方法において用いられる，
ジアセチレンナイロン塩化合物のナイロン塩部分
の固相重縮合は，融点よりも数℃から数十℃低温
で，真空封管のもと，又は減圧脱気しながら，又
はオートクレーブなどの耐圧条件下で加圧しなが
ら数時間から数十時間加熱することによつて行な
われる。
ジアセチレンナイロン塩化合物のナイロン塩部分
の固相重縮合は，融点よりも数℃から数十℃低温
で，真空封管のもと，又は減圧脱気しながら，又
はオートクレーブなどの耐圧条件下で加圧しなが
ら数時間から数十時間加熱することによつて行な
われる。
本発明の製造方法においては，まずジアセチレ
ン部分の固相重合をした後，ナイロン塩部分の固
相重縮合をする、又は、ナイロン塩部分の固相重
縮合をした後、ジアセチレン部分の固相重合をす
ることによつて，二次元高分子結晶を得ることが
できる。
ン部分の固相重合をした後，ナイロン塩部分の固
相重縮合をする、又は、ナイロン塩部分の固相重
縮合をした後、ジアセチレン部分の固相重合をす
ることによつて，二次元高分子結晶を得ることが
できる。
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。
る。
実施例 １
式
で表わされるジアセチレンナイロン塩化合物を，
真空封管した後，コバルト60ガンマー線を
50MRad照射すると，ジアセチレン部分が固相重
合して，黒青色のポリジアセチレン結晶が生成し
た。これを，減圧脱気下のもと120℃で24時間加
熱すると赤色に変化し，赤外カルボニル吸収帯が
1550cm-1から1630cm-1にシフトしてアミドＩ吸収
帯があらわれ，ポリアミド鎖が形成された。この
試料は，走査型電顕観察によつて，はじめのジア
セチレンナイロン塩と同じ形状，同じ大きさを保
つており，粉末Ｘ線回折パターンから結晶性が高
いことも認められた二次元高分子結晶である。
真空封管した後，コバルト60ガンマー線を
50MRad照射すると，ジアセチレン部分が固相重
合して，黒青色のポリジアセチレン結晶が生成し
た。これを，減圧脱気下のもと120℃で24時間加
熱すると赤色に変化し，赤外カルボニル吸収帯が
1550cm-1から1630cm-1にシフトしてアミドＩ吸収
帯があらわれ，ポリアミド鎖が形成された。この
試料は，走査型電顕観察によつて，はじめのジア
セチレンナイロン塩と同じ形状，同じ大きさを保
つており，粉末Ｘ線回折パターンから結晶性が高
いことも認められた二次元高分子結晶である。
実施例 ２
式
で表わされるジアセチレンナイロン塩を，窒素雰
囲気２気圧の加圧下，150℃で10時間加熱するこ
とにより淡青色のポリアミド結晶が生成した。こ
れを真空封管してコバルト60ガンマー線を
100MPad照射することによつて，黒色に変化し
てポリジアセチレン共役鎖形成され，出発物質の
ジアセチレンナイロン塩化合物結晶と同形の二次
元高分子結晶が生成した。
囲気２気圧の加圧下，150℃で10時間加熱するこ
とにより淡青色のポリアミド結晶が生成した。こ
れを真空封管してコバルト60ガンマー線を
100MPad照射することによつて，黒色に変化し
てポリジアセチレン共役鎖形成され，出発物質の
ジアセチレンナイロン塩化合物結晶と同形の二次
元高分子結晶が生成した。
実施例 ３
式
で表わされるジアセチレンナイロン塩を，ベンゼ
ン中に分散，かくはんしながら高圧水銀ランプ
（100W）を10時間照射すると濃青色に変化し，ジ
アセチレン部分が固相重合してポリジアセチレン
結晶が生成した。これを耐圧真空封管して，180
℃で50時間加熱すると，固相重縮合してポリアミ
ドが形成され，ポリジアセチレンとポリアミド鎖
が共有結合でつながつた二次元高分子が生成し
た。この試料は，粉末Ｘ線回折パターンから高結
晶性であることが認められ，光学顕微鏡観察より
出発物質のジアセチレンナイロン塩化合物と同形
の二次元高分子結晶であつた。
ン中に分散，かくはんしながら高圧水銀ランプ
（100W）を10時間照射すると濃青色に変化し，ジ
アセチレン部分が固相重合してポリジアセチレン
結晶が生成した。これを耐圧真空封管して，180
℃で50時間加熱すると，固相重縮合してポリアミ
ドが形成され，ポリジアセチレンとポリアミド鎖
が共有結合でつながつた二次元高分子が生成し
た。この試料は，粉末Ｘ線回折パターンから高結
晶性であることが認められ，光学顕微鏡観察より
出発物質のジアセチレンナイロン塩化合物と同形
の二次元高分子結晶であつた。
実施例 ４
式
で表わされるジアセチレンナイロン塩化合物を，
実施例２と同様の操作で固相重縮合及び固相重合
させると，暗赤色の二次元高分子結晶が生成し
た。
実施例２と同様の操作で固相重縮合及び固相重合
させると，暗赤色の二次元高分子結晶が生成し
た。
実施例 ５
式
で表わされるジアセチレンナイロン塩化合物を，
実施例１と同様の操作で固相重合及び固相重縮合
させると，赤かつ色の二次元高分子結晶が生成し
た。
実施例１と同様の操作で固相重合及び固相重縮合
させると，赤かつ色の二次元高分子結晶が生成し
た。
本発明の二次元高分子結晶の製造方法によれ
ば，固相重合及び固相重縮合によつて剛直なポリ
ジアセチレン鎖と水素結合を形成するポリアミド
鎖がそれぞれ完全配向した架橋型の二次元高分子
結晶を生成するので，高強度高分子材料として好
適である。
ば，固相重合及び固相重縮合によつて剛直なポリ
ジアセチレン鎖と水素結合を形成するポリアミド
鎖がそれぞれ完全配向した架橋型の二次元高分子
結晶を生成するので，高強度高分子材料として好
適である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式 〔式中のR1、R2は、アルキレン基、アリーレ
ン基、又はそれらに１個または複数個のハロゲ
ン、シアノ、アルキル、アリール、ニトロ、エー
テル、エステル、アミド、ヒドロキシ、カルボニ
ル、スルホニル部分を有する基である。〕 で表わされるジアセチレンナイロン塩化合物を、
まず、ジアセチレン部分を固相重合し、その後に
ナイロン塩部分を固相重縮合することを特徴とす
る二次元高分子結晶の製造方法。 ２ 一般式 〔式中のR1、R2は、アルキレン基、アリーレ
ン基又はそれらに、１個または複数個のハロゲ
ン、シアノ、アルキル、アリール、ニトロ、エー
テル、エステル、アミド、ヒドロキシ、カルボニ
ル、スルホニル部分を含有する基である。〕 で表わされるジアセチレンナイロン塩化合物を、
まず、ナイロン塩部分を固相重縮合し、その後に
ジアセチレン部分を固相重合することを特徴とす
る二次元高分子結晶の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20871586A JPS6363713A (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 二次元高分子結晶の製造方法 |
| US07/090,099 US4814404A (en) | 1986-09-04 | 1987-08-27 | Diacetylene-nylon salt compound and method for production of two-dimensional macromolecular crystals and shaped articles using said compound |
| US07/296,616 US4904438A (en) | 1986-09-04 | 1989-01-10 | Diacetylene-nylon salt compound and method for production of two-dimensional macromolecular crystals and shaped articles using said compound |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20871586A JPS6363713A (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 二次元高分子結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6363713A JPS6363713A (ja) | 1988-03-22 |
| JPS6333486B2 true JPS6333486B2 (ja) | 1988-07-05 |
Family
ID=16560883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20871586A Granted JPS6363713A (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 二次元高分子結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6363713A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003018525A1 (fr) | 2001-08-27 | 2003-03-06 | Japan Science And Technology Agency | Polymere sensible a la lumiere, polymere de diacetylene de type compose, cristaux de carboxylates d'ammonium, et leurs procedes de production |
-
1986
- 1986-09-04 JP JP20871586A patent/JPS6363713A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6363713A (ja) | 1988-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |