JPS6363713A - 二次元高分子結晶の製造方法 - Google Patents

二次元高分子結晶の製造方法

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JPS6363713A
JPS6363713A JP20871586A JP20871586A JPS6363713A JP S6363713 A JPS6363713 A JP S6363713A JP 20871586 A JP20871586 A JP 20871586A JP 20871586 A JP20871586 A JP 20871586A JP S6363713 A JPS6363713 A JP S6363713A
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JP
Japan
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diacetylene
nylon salt
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subjecting
dimensional polymer
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Hiroo Matsuda
宏雄 松田
Hachiro Nakanishi
八郎 中西
Masao Kato
加藤 政雄
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。
〔従来の技術〕
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。
これまで、ポリオキシメチレンのホイスカー結晶やKe
vlar * Nomexなどの剛直高分子の繊維化配
向結晶では2強度数GPa  (ギガパスカル)〜十数
GPa、弾性率数+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2式 R−C=(ニー(:ミ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って
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600Paの弾性率も報告されている( Polym
er。
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2分子占有断面積が小さく多次元に共有
結合を持った単結晶であることが理論的に示されている
が1合成された例はない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
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−次元の鎖状高分
子であるため9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ってい
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関するほどもろい。
また、多次元に共有結合を有する高分子は2分子間架橋
などの方法によって合成されているが。
その高結晶化はまったく困難であり、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。
〔問題を解決する手段〕
本発明者らは、ジアセチレンナイロン塩化合物カ、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9本発明に
到達したものである。
すなわち9本発明は、一般式 %式% 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面相
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である。
[作  用〕 まず2本発明において最も重要な点は2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った網状
(3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2強度が二次元方向に大きい点である。
また2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。
次に2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。
本発明のジアセチレンナイロン塩化合物はいずれも文獄
末載の新規化合物であって。
一般式 で表わされるジアセチレンカルボン酸と。
一般式 %式% 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
9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媒を用いて、濃度1
mmol/J〜10mo 1 / l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、混合溶液を溶媒の沸点近くまで加熱する
か又は溶液を濃縮すると結晶が沈殿して得られる。沈毅
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重景%含有させた混合溶媒
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−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媒に分散
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
加熱することによって行なわれる。
また2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°Cから数十°C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
加熱することによって行なわれる。
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って、二次元高分
子結晶を得ることができる。
〔実 施 例〕
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例I CH3N+ CHzi NH3]ゝ 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)60ガンマ−線を5゜MRa
d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’C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1550 
crn−’から1630cm−’にシフトしてアミドI
吸収帯があられれ、ポリアミド鎖が形成された。
この試料は、走査型電顕観察1こよって、はじめのジア
セチレンナイロン塩と同じ形状、同じ大きさを保ってお
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 cH3N−cnz()ca−Nル]2・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°C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−線を100 
MPad照射することによって、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。
で表わされるジアセチレンナイロン塩ヲ、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°C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っ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っ
た。
実施例4 式 %式% で表わされるジアセチレンナイロン塩化合物を。
実施0.12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、赤かっ色の二次元高分子結晶が生成した。
〔効  果〕
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っ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)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中のR_1、R_2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 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中のR_1、R_2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。
JP20871586A 1986-09-04 1986-09-04 二次元高分子結晶の製造方法 Granted JPS6363713A (ja)

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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

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7750084B2 (en) 2001-08-27 2010-07-06 Japan Science And Technology Agency Photoresponsive polymer, built-up type diacetylene polymer, crystal of ammonium carboxylate, and method for manufacturing them

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7750084B2 (en) 2001-08-27 2010-07-06 Japan Science And Technology Agency Photoresponsive polymer, built-up type diacetylene polymer, crystal of ammonium carboxylate, and method for manufacturing them
US7981968B2 (en) 2001-08-27 2011-07-19 Japan Science And Technology Agency Photoresponsive polymer, built-up type diacetylene polymer, crystal of ammonium carboxylate, and method of manufacturing them

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