TWI708634B - 使用聚合物之透過膜及其積層體 - Google Patents

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TWI708634B
TWI708634B TW105135033A TW105135033A TWI708634B TW I708634 B TWI708634 B TW I708634B TW 105135033 A TW105135033 A TW 105135033A TW 105135033 A TW105135033 A TW 105135033A TW I708634 B TWI708634 B TW I708634B
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桑名康弘
延藤浩一
西山伊佐
松崎進
門本豊
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日商迪愛生股份有限公司
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Abstract

本發明所欲解決之課題在於提供一種氣體選擇性透過膜,其具有氣體透過性,具有可將目標氣體與其他氣體高度分開之氣體選擇性,且於所使用之溫度條件下不易受到影響,強度等操作性優異。於本發明中提供一種含有使用至少一種以上之聚合性化合物而於光學上以單軸以上進行分子排列之聚合物且具有氣體選擇性之透過膜,及將該透過膜積層於氣體透過性基材上而成之積層體。

Description

使用聚合物之透過膜及其積層體
本案發明係關於一種可使氫氣、氦氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮氣、氧氣、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、硫化氫等氣體選擇性地透過之透過膜及其積層體。
自先前起,於各種技術領域中,氣體之選擇透過性有重要之要求。例如有如下要求:儘可能以節能方式自火力發電廠或製鐵廠高爐等大規模之二氧化碳產生源選擇性地回收二氧化碳;或者亦自汽車或船舶等之內燃機系統所排出之二氧化碳產生源儘可能選擇性地回收二氧化碳。又,要求自天然氣、石腦油、液化天然氣、液化石油氣等源自石油化學工業之逸氣等供給氣體混合物,或藉由對來自污水處理設備之污泥、垃圾處理場之垃圾進行生物學處理而產生之生物沼氣中選擇性地回收氫氣或甲烷之類的能源。
並且,於一般工業用途或家庭用途中,用以提高車輛之燃燒效率之富氧膜、各種空調機器用之富氧膜、旨在提高空氣中之氧濃度而維持、促進健康之製品所使用之富氧膜、旨在實現抗氧化或抗腐蝕、防爆用途、提高食品鮮度之製品所使用之富氮膜等具有氣體選擇性之透過膜包括 所透過之各種氣體在內,用途非常廣泛多樣。
作為使氣體之混合物內某種特定之氣體選擇性地透過之方法,可列舉利用相變化之蒸餾法、使吸收劑吸收特性氣體之吸收法、利用於多孔質吸附劑上之吸附脫附之吸附法、利用由膜造成之氣體透過速度之差異之選擇透過膜法等,但使用由高分子材料構成之選擇透過膜之方法僅藉由使氣體混合物通過便可選擇性地吸收某種特定之氣體,因此就節能之觀點而言較為優異。又,由於高分子材料加工性非常良好,因此可加工為平面膜、中空纖維膜、積層膜等,於模組化時可實現小型化等,就省空間之觀點而言亦較為優異。
作為使用高分子材料之氣體選擇透過膜之基本要求性能,可列舉:(1)目標氣體與其他成分之氣體選擇性;(2)氣體透過性;(3)膜之強度、耐熱性、耐濕性、耐溶劑性等物理/化學特性,由於氣體選擇透過膜之氣體透過性係主要支配必要膜面積及膜模組、裝置之大小即生產成本(initial cost)之特性,因此藉由開發氣體透過性較高之材料及將氣體選擇性較高之膜進行薄膜化而實現可於工業上實用之性能。另一方面,膜之氣體選擇性本質上為膜材料固有之特性,且成為支配主要針對必需氣體之產率之特性,即支配運轉成本之特性。
自此種觀點出發,業界正進行使用各種高分子材料之開發(專利文獻1~4)。
然而,氣體選擇透過膜通常具有若提高氣體選擇性則透過性 會降低之取捨關係,從而成為問題。如此,氣體選擇性與透過性通常存在相反之關係,透過性優異之高分子材料其氣體選擇性差。因此,為了實現具有優異之氣體選擇性之透過膜,必須開發相反之兩特性之平衡性優異之膜材料,及具有可形成薄膜之優異之成膜特性之膜材料。並且,亦必須開發使用該等材料之最佳成膜方法。
針對上述課題,一直以多種手法研究含有非聚合性化合物之膜材料之開發(專利文獻5~10)。例如,使用於鹵化乙烯聚合物或聚芳烴等高分子材料中混合有非聚合性化合物之高分子膜來測定各種氣體之透過係數(專利文獻5、7)。又,使用混合有非聚合性化合物之高分子膜來測定氧氣與氮氣之透過係數。並且,亦存在使用將非聚合性化合物成膜於具有微細孔之高分子材料而成之積層膜來測定各種氣體之透過係數之例(專利文獻6、8)。然而,該等非聚合性化合物之緻密性隨溫度而大幅度地變化,高分子膜之狀態亦會隨之顯著地變化,而存在氣體透過性之溫度依存性大之問題。又,由於存在為了獲得想要的透過性而必需加熱或冷卻等之情形,因此就節能之觀點而言亦尚有課題。並且,於高溫下非聚合性化合物之性質會發生變化,因此亦有於高溫下難以保持恆定之膜狀態之課題。另一方面,利用使用非聚合性化合物作為用以形成無機多孔膜之孔形成材料之無機多孔膜來測定各種氣體之透過係數(專利文獻9)。然而,由於膜之煅燒過程中必需大量之熱或時間,因此就節能之觀點而言存在問題。又,由於膜不具有可撓性,因此尚有難以模組化之課題。
[專利文獻1]日本專利特開平6-269650號公報
[專利文獻2]日本專利特開2007-211208號公報
[專利文獻3]日本專利特開平10-156157號公報
[專利文獻4]日本專利特開2006-314944號公報
[專利文獻5]日本專利特開昭59-213407號公報
[專利文獻6]日本專利特開昭60-102901號公報
[專利文獻7]日本專利特開昭62-163710號公報
[專利文獻8]日本專利特開平02-175737號公報
[專利文獻9]日本專利特開2004-029719號公報
[專利文獻10]日本專利特開平8-073572號公報
通常,某種氣體分子通過有機膜之過程係一種於分子等級上發生之複雜現象,因此會根據有機膜所使用之分子之結構或膜整體之結構而大幅度地變化。尤其是氣體之選擇透過性係由氣體分子於有機膜表面之溶解與氣體分子向有機膜中之擴散之組合所決定,因此為了提高選擇透過性,重要的是有機膜所使用之化合物(包括低分子化合物、高分子化合物)之結構、上述化合物於有機膜內之分佈狀態及有機膜整體結構之控制。又,就實用方面而言,期待自低溫至高溫能夠以恆定之狀態保持有機膜,即期待氣體選擇性能或透過性能之溫度依存性小、透過膜之成膜容易。
因此,本發明所欲解決之課題在於提供一種氣體選擇性透過膜,其具有氣體透過性,具有可將目標氣體與其他成分高度分開之氣體選擇性,且於所使用之溫度條件下不易受到影響,強度等操作性優異。
本案發明人等為了解決上述課題,而對於高溫下能夠保持膜狀態、氣體選擇性能或透過性能之溫度依存性相對小、成膜性亦相對較容易之原材料進行銳意研究,結果著眼於一種分子能夠於保持一定之排列狀態之情況下進行聚合之聚合性化合物。然後發現,由於使用該聚合性化合物之組成物之成膜性容易,聚合而成之膜具有交聯結構,因此即便於高溫下亦可維持保持一定之排列狀態之膜狀態,從而完成本發明。
即,於本發明中,提供一種含有使用至少一種以上之聚合性化合物而於光學上以單軸以上進行分子排列之聚合物且具有氣體選擇性之透過膜,及將該透過膜積層於氣體透過性基材上而成之積層體。
本發明之透過膜之氣體選擇透過性優異,並且成膜容易,因此生產性優異。又,即便於高溫下亦可保持膜狀態。因此,可用於:火力發電廠或製鐵廠高爐等之二氧化碳回收;自由汽車或船舶等之內燃機系統排出之二氧化碳產生源之二氧化碳回收;自天然氣、石腦油、液化天然氣、液化石油氣等源自石油化學工業之逸氣等供給氣體混合物或由來自污水處理設備之污泥、垃圾處理場等產生之生物沼氣之氫氣或甲烷之類的能源回收;或者用以提高車輛之燃燒效率之富氧膜、各種空調機器用之富氧膜、旨在提高空氣中之氧濃度而維持、促進健康之製品所使用之富氧膜、旨在實現抗氧化或抗腐蝕、防爆用途、提高食品鮮度之製品所使用之富氮膜等。
圖1表示含有聚合物之透過膜,該聚合物係藉由所使用之聚合性化合物於相對於膜之面而沿水平方向以單軸排列之狀態下進行聚合而獲得。構成上述聚合物之棒狀分子之分子長軸相對於膜之面為水平方向。
圖2表示含有聚合物之透過膜,該聚合物係藉由所使用之聚合性化合物於相對於膜之面而沿垂直方向以單軸排列之狀態下進行聚合而獲得。構成上述聚合物之棒狀分子之分子長軸相對於膜之面為垂直方向。
圖3表示含有聚合物之透過膜,該聚合物係藉由所使用之聚合性化合物於僅相對於膜之一面(背面)而沿水平方向以單軸排列、變化為自膜之表面至膜之內部逐漸傾斜之排列狀態之狀態下進行聚合而獲得。構成上述聚合物之棒狀分子之分子長軸僅相對於膜之一面為水平方向。
圖4表示含有聚合物之透過膜,該聚合物係藉由所使用之聚合性化合物於相對於膜之面而沿水平方向排列、且沿膜之厚度方向具有一定之週期性之螺旋結構之排列狀態下進行聚合而獲得。構成上述聚合物之棒狀分子之分子長軸相對於膜之面為水平方向,且沿膜之厚度方向形成螺旋狀。
圖5表示含有聚合物之透過膜,該聚合物係藉由所使用之聚合性化合物於相對於膜之面而沿垂直方向具有一定之週期性並且具有長距離之秩序、且相對於膜之面而沿水平方向不具有秩序或具有短距離而非長距離之秩序之狀態下進行聚合而獲得。構成上述聚合物之棒狀分子之分子長軸相對於膜之面為水平方向。
圖6表示含有聚合物之透過膜,該聚合物係藉由所使用之聚合性化合物於相對於膜之面而沿水平方向具有一定之週期性並且具有長距離之秩序、且相對於膜之面而言垂直方向不具有秩序或具有短距離而非長距離之 秩序之狀態下進行聚合而獲得。構成上述聚合物之棒狀分子之分子長軸相對於膜之面為垂直方向。
(單軸以上之分子排列)
本發明之透過膜為具有氣體選擇性之透過膜,其含有使用至少一種以上之聚合性化合物而於光學上以單軸以上進行分子排列之聚合物。本發明之透過膜可藉由將包含含有至少1個以上之聚合性基及具有3個以上環結構之硬鏈段、以及視需要之軟鏈段之聚合性化合物的組成物進行成膜並聚合而獲得。
具體而言,所謂含有於光學上以單軸以上進行分子排列之聚合物之透過膜係藉由使上述聚合性化合物於圖1~6所示之狀態下進行聚合而形成聚合物之透過膜。
作為聚合物之分子排列狀態,例如可列舉下述分子排列狀態等:a)為僅具有構成上述聚合物之棒狀分子之分子長軸朝向同一方向之排列秩序的狀態,且與分子之重心相關之長距離秩序為與液體相同的狀態;b)具有上述聚合物之分子排列以同樣之週期扭轉而成之螺旋結構;c)構成上述聚合物之棒狀分子之分子長軸朝向同一方向,且以棒狀分子之分子長軸為單位而具有層結構,相當於單軸或偽雙軸之結晶狀態;d)構成上述聚合物之圓盤狀分子進行積層而形成柱狀組織;e)構成上述聚合物之圓盤狀分子進行積層所形成之柱狀組織與柱狀組織以一定之間隔排列;f)不存在構成上述聚合物之圓盤狀分子朝向同一方向以外之分子秩序。
於上述a)、上述b)之分子排列狀態之情形時,棒狀分子之長軸方向可相對於膜之面沿水平方向排列,亦可為傾斜角度連續變化之排列,或亦可為相對於膜之面沿垂直方向排列。又,於上述c)之分子排列狀態之情形時,棒狀分子之長軸方向可相對於膜之面沿水平方向排列,亦可相對於膜之面沿垂直方向排列,或亦可為具有一定之傾斜角度之排列。並且,形成層結構之棒狀分子彼此亦可以一定之間隔排列。於上述d)、上述e)之分子排列狀態之情形時,圓盤狀分子可相對於膜之面沿水平方向排列,亦可相對於膜之面沿垂直方向排列,或亦可為具有一定之傾斜角度之排列。於上述f)之分子排列狀態之情形時,圓盤狀分子可相對於膜之面沿水平方向排列,亦可相對於膜之面沿垂直方向排列,或亦可為傾斜角度連續變化之排列。
作為本發明之透過膜所表現出之分子排列狀態之一例,可列舉圖1~6所示之分子排列狀態。
本發明之透過膜所含有之聚合物之分子排列可考慮氣體分子於有機膜表面之溶解與氣體分子向有機膜中之擴散,根據所透過之氣體之種類而適當應用較佳之分子排列狀態。
為了可根據選擇性透過之氣體之種類而改變氣體於膜中之溶解與擴散,本發明之透過膜較佳主要適當改變所使用之具有至少1個以上之聚合性基、硬鏈段及視需要之軟鏈段之聚合性化合物,或應用使用適當以較佳之比率將該聚合性化合物及所使用之添加劑等加以混合而成之組成物之聚合物,或較佳為適當應用具有較佳之分子排列狀態之聚合物。
為了提高氣體選擇性,本發明之具有氣體選擇性之透過膜可 根據所透過之氣體之種類適當應用較佳之膜厚。具體而言,較佳為將透過膜之厚度設為0.005μm以上~50μm以下。於本發明之透過膜中,若使膜厚過薄,則於製造透過膜時變得容易產生微細之孔等,又,變得容易因用於該透過膜之強度強化等之基材表面上之微量凹凸或污物之影響導致膜之結構產生缺陷,因此,其結果有無法充分發揮本發明之透過膜所具有之氣體選擇性能之虞。因此,本發明之具有氣體選擇性之透過膜較佳設為0.01μm以上~45μm以下,更佳設為0.05~40μm,進而較佳設為0.1μm以上~30μm以下,尤佳設為0.2μm以上~10μm以下。
又,為了提高機械強度或模組化時之加工性,本發明之透過膜較佳為積層於基材上而成之積層體。所使用之基材較佳為氣體透過性與上述透過膜相同或高於上述透過膜者,且較佳為氣體選擇性低於上述透過膜者。又,關於上述透過膜與基材之界面,就密接性之觀點而言,可為以積層體之形式而各層可獨立識別,亦可為上述透過膜與基材之一部分具有相容性。再者,上述所謂相容性表示形成透過膜之聚合物與形成基材之材料於上述基材/透過膜界面混合。
本發明之透過膜只要對氫氣、氦氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮氣、氧氣、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、硫化氫、硫氧化物、氮氧化物等任一種以上具有氣體選擇性即可,較佳對氫氣、氦氣、甲烷、二氧化碳、氮氣、氧氣、乙烷、丙烷具有氣體選擇性,尤佳對氫氣、氦氣、甲烷、二氧化碳、氮氣、氧氣具有氣體選擇性。
本發明之透過膜可於上述透過膜或上述積層體之機械強度不發生極端變化之範圍適當應用。具體而言,較佳為-100℃至250℃,更佳 為-50℃至150℃,尤佳為-20℃至100℃。
(含有至少2個以上之聚合性基及具有3個以上環結構之硬鏈段之聚合性化合物)
(多官能性多環聚合性化合物)
本發明所使用之含有至少2個以上之聚合性基、具有3個以上環結構之硬鏈段及視需要之軟鏈段的化合物(於本發明中稱為多官能性多環聚合性化合物)於化合物中具有2個以上之聚合性官能基及3個以上之環結構彼此藉由連結基及/或單鍵鍵結之硬鏈段,該聚合性基與硬鏈段所含有之環結構直接鍵結,或聚合性基經由軟鏈段而與硬鏈段所含有之環結構鍵結。
具體而言,本發明所使用之上述多官能性多環聚合性化合物係以通式(1)表示。
Figure 105135033-A0202-12-0010-1
(式中,Sf1、Sf2分別獨立地表示軟鏈段,於存在多個Sf1及Sf2之情形時分別可相同亦可不同,P1、P2分別獨立地表示聚合性基,於存在多個P1及P2之情形時分別可相同亦可不同,HD表示具有3個以上環結構之硬鏈段,n1、n2分別獨立地表示0~3之整數,於0之情形時,上述HD具有末端基代替-Sf-P,表示n1+n2≧2)
作為上述P1、P2,可列舉自由基聚合性者、陽離子聚合性者。
P1、P2只要為藉由熱起始劑、光起始劑或者熱或活性能量線而進行聚合反應者,則可使用任意聚合性基,分別獨立較佳為選自下述式(P-1)~(P-20)中之聚合性基。
Figure 105135033-A0202-12-0011-2
(上述Me表示甲基,Et表示乙基)尤其是於作為聚合方法而進行紫外線聚合之情形時,較佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-3)、式(P-4)、式(P-5)、式(P-7)、式(P-11)、式(P-13)、式(P-15)或式(P-18),更佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-7)、式(P-11)或式(P-13),進而較佳為式(P-1)、式(P-2)或式(P-3),尤佳為式(P-1)或式(P-2)。
作為上述Sf1、Sf2,可列舉直鏈狀、支鏈狀者。
Sf1、Sf2較佳分別獨立地表示單鍵或碳原子數1~18之伸烷基(alkylene group)(鍵結於該伸烷基上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被鹵素原子、CN基、碳原子數1~8之烷基或具有聚合性官能基之碳原子數1~8之伸烷基取代,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可分別互相獨立地以氧原子互相不直接鍵結之形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-或-C≡C-取代)。
於n1及/或n2為0之情形時,HD具有末端基,作為該末端基,分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基(pentafluorosulfuranyl)、氰基、硝基、異氰基、硫代異氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子。
作為上述HD,可列舉棒狀、圓盤狀、彎曲狀者。
具體而言,HD只要如上文所述般3個以上之環結構彼此藉由連結基及/或單鍵鍵結即可。作為環結構,可列舉3員環至8員環、雜環、縮合環,鍵結於各環上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代基取代。
更具體而言,HD較佳為通式(1-a)所表示之硬鏈段。
[化3]-(A1-Z1)l-(A2-Z2)m-(A3-Z3)k-A4-Z4-A5- (1-a)
(式中,A1、A2、A3、A4及A5分別獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、1,4-環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二
Figure 105135033-A0202-12-0012-189
烷-2,5-二基、四氫噻喃-2,5-二基、1,4-雙環(2,2,2)伸辛基、十氫萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡
Figure 105135033-A0202-12-0012-190
-2,5-二基、噻吩-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氫菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氫菲-2,7-二基、1,4-伸萘基、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二硒吩-2,6-二基、[1]苯并噻吩并[3,2-b]噻吩-2,7-二基、[1]苯并硒吩并[3,2-b]硒吩-2,7-二 基或茀-2,7-二基,A1、A2、A3、A4及A5之鍵結於各環上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為取代基LHD,作為取代基LHD,表示F、Cl、CF3、OCF3、CN基、硝基、碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~8之烷氧基、烷醯基、烷醯氧基、胺甲醯基、胺磺醯基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數2~8之烯氧基、烯醯基、烯醯氧基或通式(1-c)所表示之基
Figure 105135033-A0202-12-0013-3
(式中,P3表示聚合性基,表示與上述P1、P2所定義者相同者,A6表示-O-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-或單鍵,Sf3表示與上述Sf1、Sf2所定義者相同者,q表示0或1,r表示0或1))。
A1、A2、A3、A4及A5較佳為分別獨立為選自鍵結於環上之1個或2個以上之氫原子可被取代為上述取代基LHD之1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、2,6-伸萘基中之基,更佳為分別獨立為選自1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、2,6-伸萘基中之基。
Z1、Z2、Z3及Z4分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-OCO-NH-、-NH-COO-、-NH-CO-NH-、-NH-O-、-O-NH-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、 -C≡C-或單鍵, l、m及k分別獨立地表示0~4之整數,表示1≦l+m+k≦8。
又,上述HD亦較佳為通式(1-b)所表示之硬鏈段。
Figure 105135033-A0202-12-0014-4
(式中,A11、A12分別獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、四氫萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,3-二
Figure 105135033-A0202-12-0014-191
烷-2,5-二基,該等基可未經取代或經1個以上之L1取代,於出現多個A11及/或A12之情形時,各自可相同亦可不同,Z11及Z12分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,於出現多個Z11及/或Z12之情形時,各自可相同亦可不同,M表示選自下述之式(M-1)至式(M-11)中之基,[化6]
Figure 105135033-A0202-12-0015-5
該等基可未經取代或經1個以上之L1取代,G表示下述之式(G-1)至式(G-6),
Figure 105135033-A0202-12-0015-6
(式中,R3表示氫原子或碳原子數1至20之烷基,該烷基可為直鏈狀,亦可為支鏈狀,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子,該烷基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被取代為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-,W81表示至少具有1個芳香族基之碳原子數5至30之基,該基可未經取代或經1個以上之L1取代,W82表示氫原子或碳原子數1至20之烷基,該烷基可為直鏈狀,亦可為支鏈狀,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子,該烷基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被取代為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、 -CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,或者W82可表示與W81同樣之含義,W81及W82可互相連結而形成同一環結構,或W82表示通式(1-c)所表示之基
Figure 105135033-A0202-12-0016-7
(式中,P3表示聚合性基,表示與上述P1、P2所定義者相同者,A6表示-O-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-或單鍵,Sf3表示與上述Sf1、Sf2所定義者相同者,q表示0或1,r表示0或1),W83及W84分別獨立地表示鹵素原子、氰基、羥基、硝基、羧基、胺甲醯氧基、胺基、胺磺醯基、至少具有1個芳香族基之碳原子數5至30之基、碳原子數1至20之烷基、碳原子數3至20之環烷基、碳原子數2至20之烯基、碳原子數3至20之環烯基、碳原子數1至20之烷氧基、碳原子數2至20之醯氧基或碳原子數2至20之烷基羰氧基,上述烷基、環烷基、烯基、環烯基、烷氧基、醯氧基、烷基羰氧基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代,其中於上述M選自式(M-1)~式(M-10)中之情形時,G選自式(G-1)~式(G-5),於M為式(M-11)之情形時,G表示式(G-6),L1表示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基、硝基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基、三甲基矽基、二甲基矽基、硫代異氰基或碳原子數1至20之烷基,該烷基可為直鏈狀,亦可為支鏈狀,任意氫原子可被取代為氟原子,該烷基中之1 個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被選自-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-中之基取代,於在化合物內存在多個L1之情形時,該等可相同亦可不同,j11表示1至5之整數,j12表示1~5之整數,j11+j12表示2至5之整數),R11及R31表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基、氰基、硝基、異氰基、硫代異氰基或碳原子數1至20之烷基,該烷基可為直鏈狀,亦可為支鏈狀,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子,該烷基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代,m11表示0~8之整數,m2~m7、n2~n7、l4~l6、k6分別獨立地表示0至5之整數)
更具體而言,通式(1)所表示之多官能性多環聚合性化合物於HD為通式(1-a)所表示之硬鏈段之情形時,較佳為下述通式(1-a-1)~(1-a-7)所表示之化合物。
[化9]
Figure 105135033-A0202-12-0018-8
於上述通式(1-a-1)~(1-a-7)中,P11~P76表示聚合性基,較佳分別獨立地表示選自下述之式(P-1)至式(P-20)中之基,[化10]
Figure 105135033-A0202-12-0019-9
該等聚合性基中,就提高聚合性及保存穩定性之觀點而言,較佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-7)、式(P-12)或式(P-13),更佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-7)或式(P-12),進而較佳為式(P-1)或式(P-2)。
於通式(1-a-1)~(1-a-7)中,-(S11-X11)-~-(S76-X76)-分別獨立地表示軟鏈段或單鍵。
S11~S76分別獨立地表示間隔基或單鍵,於存在多個S11~S76之情形時,該等可相同亦可不同。又,作為間隔基,表示碳原子數1~18之伸烷基,鍵結於該伸烷基上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被鹵素原子、CN基、碳原子數1~8之烷基或具有聚合性官能基之碳原子數1~8之伸烷基取代,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可分別互相獨立地以氧原子互相不直接鍵結之形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CH(OH)-、-CH(COOH)-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代。該等間隔基中,就配向性之觀點而言,較佳為碳原子數2~8之直鏈伸烷基、經氟原子取代之碳數2~6之伸烷基、存在於伸烷基 中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可被-O-取代之碳原子數3~12之伸烷基。
於通式(1-a-1)~(1-a-7)中,X11~X76分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,於分別存在多個X11~X76之情形時,該等可相同亦可不同。又,就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,於存在多個之情形時,各自可相同亦可不同,較佳分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵,更佳分別獨立地表示-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵,於分別存在多個X11~X76之情形時,各自可相同亦可不同,尤佳分別獨立地表示-O-、-COO-、-OCO-或單鍵。
再者,於上述通式(1-a-1)~(1-a-7)中,各P-(S-X)-不含-O-O-鍵。
於通式(1-a-1)~(1-a-7)中,A11~A72及M11~M71分別獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、四氫萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,3-二
Figure 105135033-A0202-12-0020-193
烷-2,5-二 基,該等基可未經取代,或經1個以上之取代基取代,於出現多個A11~A72之情形時,各自可相同亦可不同。就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,A11~A72及M11~M71較佳分別獨立地表示未經取代或可經1個以上之取代基L1、L2取代之1,4-伸苯基、1,4-伸環己基或萘-2,6-二基,更佳分別獨立地表示選自下述之式(A-1)至式(A-16)中之基,
Figure 105135033-A0202-12-0021-10
進而較佳分別獨立地表示選自式(A-1)至式(A-13)中之基,尤佳分別獨立地表示選自式(A-1)至式(A-4)中之基。
於通式(1-a-1)~(1-a-7)中,Z11~Z72分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-OCO-NH-、-NH-COO-、-NH-CO-NH-、-NH-O-、-O-NH-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、 -CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,於出現多個Z11~Z72之情形時,各自可相同亦可不同。就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,Z11~Z72較佳分別獨立地表示單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,Z11~Z72更佳分別獨立地表示-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵,Z11~Z72進而較佳分別獨立地表示-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵,尤佳分別獨立地表示-COO-、-OCO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵。
於上述通式(1-a-2)中,末端基R21表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基、氰基、硝基、異氰基、硫代異氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子。就合成之容易性之觀點而言,R21較佳表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-取代之碳原子數1至12之直鏈或支鏈烷基, 更佳表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基或者碳原子數1至12之直鏈烷基或直鏈烷氧基,尤佳表示碳原子數1至12之直鏈烷基或直鏈烷氧基。
於上述通式(A-1)~(A-16)中,取代基L1及L2分別獨立地表示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基、硝基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基、三甲基矽基、二甲基矽基、硫代異氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子,或表示上述通式(1-c)所表示之基。就合成之容易性之觀點而言,取代基L1及L2較佳表示氟原子、氯原子、五氟硫烷基、硝基、甲基胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基或者任意氫原子可被取代為氟原子且1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被選自-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-中之基取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基或上述通式(1-c)所表示之基,更佳表示氟原子、氯原子或者任意氫原子可被取代為氟原子且1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被選自-O-、-COO-或-OCO-中之基取代之碳原子數1至12之直鏈狀或支鏈狀烷基,並且較佳表示氟原子、氯原子或任意氫原子可被取代為氟原子之碳原子數1至12之直鏈狀或支鏈狀烷基或烷氧基,尤佳表示氟原子、氯原子或碳原子數1至8之直鏈烷基或直鏈烷氧基。
於上述通式(1-a-1)~(1-a-7)中,n11~n76分別獨立地表 示0至6之整數,就化合物之特性、原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,較佳表示0至4之整數,更佳表示0至2之整數,並且較佳表示0或1。
於上述通式(1-a-1)~(1-a-7)中,j11、j12、j21、j22、j31、j32、j41、j42、j51、j52、j61、j62、j71、j72分別獨立地表示0至5之整數,j11+j12表示2至7之整數,j21+j22表示2至7之整數,j31+j32表示2至7之整數,j41+j42表示2至7之整數,j51+j52表示2至7之整數,j61+j62表示2至7之整數,j71+j72表示2至7之整數。就合成之容易性及保存穩定性之觀點而言,j11、j21、j22、j31、j32、j41、j42、j51、j52、j61、j62、j71、j72較佳分別獨立地表示1至4之整數,更佳表示1至3之整數,尤佳表示1或2。j11+j12、j21+j22、j31+j32、j41+j42、j51+j52、j61+j62、j71+j72分別較佳表示2至4之整數,尤佳表示2或3。
作為上述通式(1-a-1)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(1-a-1-1)至通式(1-a-1-25)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0024-11
Figure 105135033-A0202-12-0025-12
Figure 105135033-A0202-12-0025-13
[化15]
Figure 105135033-A0202-12-0026-14
Figure 105135033-A0202-12-0026-15
[化17]
Figure 105135033-A0202-12-0027-16
(式中,t及u分別獨立地表示1~18之整數,L3、L4、L5、L6、L7及L8分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、氰基、異氰基、羧基、胺甲醯基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、三甲基矽基、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基。於該等基為碳數1~6之烷基或碳數1~6之烷氧基之情形時,鍵結於該烷基或烷氧基上之氫原子可未經取代,或者可被取代為1個或2個以上之鹵素原子)該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(1-a-2)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之式(1-a-2-1)至式(1-a-2-11)所表示之化合物。
[化18]
Figure 105135033-A0202-12-0028-216
Figure 105135033-A0202-12-0028-217
該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(1-a-3)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(1-a-3-1)至通式(1-a-3-23)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0029-18
[化21]
Figure 105135033-A0202-12-0030-19
Figure 105135033-A0202-12-0030-21
Figure 105135033-A0202-12-0031-22
[化24]
Figure 105135033-A0202-12-0032-23
(式中,t、u及v分別獨立地表示1~18之整數。L3、L4、L5、L6、L7及L8分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、氰基、異氰基、羧基、胺甲醯基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、三甲基矽基、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基。於該等基為碳數1~6之烷基或碳數1~6之烷氧基之情形時,鍵結於該烷基或烷氧基上之氫原子可未經取代,或者可被1個或2個以上之鹵素原子取代)該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(1-a-4)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(1-a-4-1)至通式(1-a-4-20)所表示之化合物。
[化25]
Figure 105135033-A0202-12-0033-218
Figure 105135033-A0202-12-0033-219
[化27]
Figure 105135033-A0202-12-0034-25
Figure 105135033-A0202-12-0034-26
[化29]
Figure 105135033-A0202-12-0035-27
(式中,t分別獨立地表示1~18之整數,L3、L4、L5、L6、L7及L8分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、氰基、異氰基、羧基、胺甲醯基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、三甲基矽基、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基。於該等基為碳數1~6之烷基或碳數1~6之烷氧基之情形時,鍵結於該烷基或烷氧基上之氫原子可未經取代,或者可被1個或2個以上之鹵素原子取代)該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(1-a-5)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(1-a-5-1)至通式(1-a-5-18)所表示之化合物。
[化30]
Figure 105135033-A0202-12-0036-29
[化31]
Figure 105135033-A0202-12-0037-30
Figure 105135033-A0202-12-0037-31
[化33]
Figure 105135033-A0202-12-0038-32
(式中,t、u、v及w分別獨立地表示1~18之整數。L3、L4、L5、L6、L7及L8分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、氰基、異氰基、羧基、胺甲醯基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、三甲基矽基、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基。於該等基為碳數1~6之烷基或碳數1~6之烷氧基之情形時,鍵結於該烷基或烷氧基上之氫原子可未經取代,或者可被1個或2個以上之鹵素原子取代)該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(1-a-6)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(1-a-6-1)至通式(1-a-6-21)所表示之化合物。
[化34]
Figure 105135033-A0202-12-0039-33
[化35]
Figure 105135033-A0202-12-0040-34
[化36]
Figure 105135033-A0202-12-0041-36
Figure 105135033-A0202-12-0041-37
(式中,L3、L4、L5、L6、L7及L8分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、氰基、異氰基、羧基、胺甲醯基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、三甲基矽基、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基。於該等基為碳數1~6之烷基或碳數1~6之烷氧基之情形時,鍵結於該烷基或烷氧基上之氫原子可未經取代,或者可被1個或2個以上之鹵素原子取代)該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(1-a-7)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(1-a-7-1)至通式(1-a-7-18)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0042-38
[化39]
Figure 105135033-A0202-12-0043-41
Figure 105135033-A0202-12-0043-42
[化41]
Figure 105135033-A0202-12-0044-43
Figure 105135033-A0202-12-0044-44
(式中,t、u、v、w、x及y分別獨立地表示1~18之整數。L3及L4分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、氰基、異氰基、羧基、胺甲醯基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、三甲基矽基、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基。於該等基為碳數1~6之烷基或碳數1~6之烷氧基之情形時,鍵結於該烷基或烷氧基上之氫原子可未經取代,或者可被1個或2個以上之鹵素原子取代)該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
更具體而言,通式(1)所表示之多官能性多環聚合性化合物於HD為通式(1-b)所表示之硬鏈段之情形時,較佳為下述通式(1-b-1)~(1-b-5)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0045-45
於上述通式(1-b-1)~(1-b-5)中,P11~P76表示聚合性基, 較佳分別獨立地表示選自下述之式(P-1)至式(P-20)中之基,
Figure 105135033-A0202-12-0046-46
該等聚合性基中,就提高聚合性及保存穩定性之觀點而言,較佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-7)、式(P-12)或式(P-13),更佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-7)或式(P-12),並且較佳為式(P-1)或式(P-2)。
於上述通式(1-b-1)~(1-b-5)中,-(S11-X11)-~-(S62-X62)-分別獨立地表示軟鏈段或單鍵。
S11~S62分別獨立地表示間隔基或單鍵,於存在多個S11~S62之情形時,該等可相同亦可不同。又,作為間隔基,表示碳原子數1~18之伸烷基,鍵結於該伸烷基上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被鹵素原子、CN基、碳原子數1~8之烷基或具有聚合性官能基之碳原子數1~8之伸烷基取代,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可分別互相獨立地以氧原子互相不直接鍵結之形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CH(OH)-、-CH(COOH)-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、 -COS-或-C≡C-取代。該等間隔基中,就配向性之觀點而言,較佳為碳原子數2~8之直鏈伸烷基、經氟原子取代之碳數2~6之伸烷基、存在於伸烷基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可被-O-取代之碳原子數3~12之伸烷基。
於通式(1-b-1)~(1-b-5)中,X11~X62分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,於分別存在多個X11~X62之情形時,該等可相同亦可不同。又,就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,於存在多個之情形時,各自可相同亦可不同,較佳分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵,更佳分別獨立地表示-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵,於分別存在多個X11~X62之情形時,各自可相同亦可不同,尤佳分別獨立地表示-O-、-COO-、-OCO-或單鍵。
再者,於上述通式(1-b-1)~(1-b-5)中,各P-(S-X)-不含-O-O-鍵。
於通式(1-b-1)~(1-b-5)中,A11~A62分別獨立地表示1,4- 伸苯基、1,4-伸環己基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、四氫萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,3-二
Figure 105135033-A0202-12-0048-194
烷-2,5-二基,該等基可未經取代,或經1個以上之取代基取代,於出現多個A11~A62之情形時,各自可相同亦可不同。就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,A11~A62較佳分別獨立地表示未經取代或可經1個以上之取代基L1、L2取代之1,4-伸苯基、1,4-伸環己基或萘-2,6-二基,更佳分別獨立地表示選自下述之式(A-1)至式(A-16)中之基,
Figure 105135033-A0202-12-0048-47
進而較佳分別獨立地表示選自式(A-1)至式(A-13)中之基,尤佳分別獨立地表示選自式(A-1)至式(A-4)中之基。
於上述通式(A-1)~(A-16)中,取代基L1及L2分別獨立地表示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基、硝基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基、三甲基矽基、二甲基矽基、硫代異氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2- 可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子,或表示上述通式(1-c)所表示之基。就合成之容易性之觀點而言,取代基L1及L2較佳表示氟原子、氯原子、五氟硫烷基、硝基、甲基胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基或者任意氫原子可被取代為氟原子且1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被選自-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-中之基取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基或上述通式(1-c)所表示之基,更佳表示氟原子、氯原子或者任意氫原子可被取代為氟原子且1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被選自-O-、-COO-或-OCO-中之基取代之碳原子數1至12之直鏈狀或支鏈狀烷基,並且較佳表示氟原子、氯原子或任意氫原子可被取代為氟原子之碳原子數1至12之直鏈狀或支鏈狀烷基或烷氧基,尤佳表示氟原子、氯原子或碳原子數1至8之直鏈烷基或直鏈烷氧基。
於上述通式(A-1)~(A-16)中,M11~M61分別獨立地表示下述式(1-b-MG)。
Figure 105135033-A0202-12-0049-48
於式(1-b-MG)中,Mb表示選自下述之式(M-1)至式(M-11)中之基,
Figure 105135033-A0202-12-0050-49
該等基可未經取代或經1個以上之Lb取代。就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,Mb較佳分別獨立地表示選自未經取代或者可經1個以上之Lb取代之式(M-1)或式(M-2)或者未經取代之式(M-3)至式(M-6)中之基,更佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之式(M-1)或式(M-2)中之基,尤佳表示選自未經取代之式(M-1)或式(M-2)中之基。
於式(1-b-MG)中,Gb表示選自式(G-1)至式(G-6)中之基。
Figure 105135033-A0202-12-0050-50
式(G-1)至式(G-6)中,R3表示氫原子或碳原子數1至20之烷基,該烷基可為直鏈狀,亦可為支鏈狀,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子,該烷基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代, 式(G-1)至式(G-6)中,W81表示至少具有1個芳香族基之碳原子數5至30之基,該基可未經取代,或可經1個以上之Lb取代,W82表示氫原子或碳原子數1至20之烷基,該烷基可為直鏈狀,亦可為支鏈狀,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子,該烷基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代,或W82表示通式(1-c)所表示之基,
Figure 105135033-A0202-12-0051-51
(式中,P3表示聚合性基,表示與上述P1、P2所定義者相同者,A6表示-O-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-或單鍵,Sf3表示與上述Sf1、Sf2所定義者相同者,q表示0或1,r表示0或1)。
式(G-1)至式(G-6)中,W81所含之芳香族基可為芳香族烴基或芳香族雜環基,亦可包含兩者。該等芳香族基可經由單鍵或連結基(-OCO-、-COO-、-CO-、-O-)鍵結,亦可形成縮合環。又,除了芳香族基以外,W81亦可含有芳香族基以外之非環式結構及/或環式結構。就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,W81所含之芳香族基較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-1)至式(W-19)
[化50]
Figure 105135033-A0202-12-0052-52
(式中,該等基可於任意位置具有鍵結鍵,亦可形成以單鍵將選自該等基中之2個以上之芳香族基連結而成之基,Q1表示-O-、-S-、-NR4-(式中,R4表示氫原子或碳原子數1至8之烷基)或-CO-。該等芳香族基中之-CH=可分別獨立地被取代為-N=,-CH2-可分別獨立地被取代為-O-、-S-、-NR4-(式中,R4表示氫原子或碳原子數1至8之烷基)或-CO-,但不含-O-O-鍵)中之基。作為式(W-1)所表示之基,較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-1-1)至式(W-1-8)
[化51]
Figure 105135033-A0202-12-0053-53
(式中,該等基可於任意位置具有鍵結鍵)中之基,作為式(W-7)所表示之基,較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-7-1)至式(W-7-7)
Figure 105135033-A0202-12-0053-54
(式中,該等基可於任意位置具有鍵結鍵)中之基,作為式(W-10)所表示之基,較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-10-1)至式(W-10-8)
Figure 105135033-A0202-12-0053-55
(式中,該等基可於任意位置具有鍵結鍵,R6表示氫原子或 碳原子數1至8之烷基)中之基,作為式(W-11)所表示之基,較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-11-1)至式(W-11-13)
Figure 105135033-A0202-12-0054-56
(式中,該等基可於任意位置具有鍵結鍵,R6表示氫原子或碳原子數1至8之烷基)中之基,作為式(W-12)所表示之基,較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-12-1)至式(W-12-19)
Figure 105135033-A0202-12-0054-57
(式中,該等基可於任意位置具有鍵結鍵,R6表示氫原子或碳原子數1至8之烷基,於存在多個R6之情形時,分別可相同,亦可不同)中之基,作為式(W-13)所表示之基,較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-13-1)至式(W-13-10)
Figure 105135033-A0202-12-0055-60
(式中,該等基可於任意位置具有鍵結鍵,R6表示氫原子或碳原子數1至8之烷基,於存在多個R6之情形時,分別可相同,亦可不同)中之基,作為式(W-14)所表示之基,較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-14-1)至式(W-14-4)
Figure 105135033-A0202-12-0055-59
(式中,該等基可於任意位置具有鍵結鍵,R6表示氫原子或碳原子數1至8之烷基)中之基,作為式(W-15)所表示之基,較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-15-1)至式(W-15-18)
[化58]
Figure 105135033-A0202-12-0056-61
(式中,該等基可於任意位置具有鍵結鍵,R6表示氫原子或碳原子數1至8之烷基)中之基,作為式(W-16)所表示之基,較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-16-1)至式(W-16-4)
Figure 105135033-A0202-12-0056-62
(式中,該等基可於任意位置具有鍵結鍵,R6表示氫原子或碳原子數1至8之烷基)中之基,作為式(W-17)所表示之基,較佳表示選自未經取代或可經1個以上之L1取代之下述之式(W-17-1)至式(W-17-6)
Figure 105135033-A0202-12-0056-63
(式中,該等基可於任意位置具有鍵結鍵,R6表示氫原子或碳原子數1至8之烷基)中之基,作為式(W-18)所表示之基,較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-18-1)至式(W-18-6)
Figure 105135033-A0202-12-0057-66
(式中,該等基可於任意位置具有鍵結鍵,R6表示氫原子或碳原子數1至8之烷基,於存在多個R6之情形時,分別可相同,亦可不同)中之基,作為式(W-19)所表示之基,較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-19-1)至式(W-19-9)
Figure 105135033-A0202-12-0057-65
(式中,該等基可於任意位置具有鍵結鍵,R6表示氫原子或碳原子數1至8之烷基,於存在多個R6之情形時,分別可相同,亦可不同)中之基。W81所含之芳香族基更佳表示選自未經取代或可經1個以上之L1取代之式(W-1-1)、式(W-7-1)、式(W-7-2)、式(W-7-7)、式(W-8)、式(W-10-6)、式(W-10-7)、式(W-10-8)、式(W-11-8)、式(W-11-9)、 式(W-11-10)、式(W-11-11)、式(W-11-12)或式(W-11-13)中之基,尤佳表示選自未經取代或可經1個以上之L1取代之式(W-1-1)、式(W-7-1)、式(W-7-2)、式(W-7-7)、式(W-10-6)、式(W-10-7)或式(W-10-8)中之基。並且,W81尤佳表示選自下述之式(W-a-1)至式(W-a-6)
Figure 105135033-A0202-12-0058-67
(式中,r表示0至5之整數,s表示0至4之整數,t表示0至3之整數)中之基。
W82表示氫原子或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子,或W82可表示與W81同樣之含義,W81及W82可一併形成環結構,或W82表示通式(1-c)所表示之基
Figure 105135033-A0202-12-0058-68
(式中,P3表示聚合性基,表示與上述P1、P2所定義者相同者,A6表示-O-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-或單鍵,Sf3表示與上述Sf1、Sf2所定義者相同者,q表示0或1,r表示0或1)。
就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,W82較佳表示氫原子或者任意氫原子可被取代為氟原子且1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,更佳表示氫原子或碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,尤佳表示氫原子或碳原子數1至12之直鏈狀烷基。又,於W82表示與W81同樣之含義之情形時,W82可與W81相同,亦可不同,較佳之基與關於W81之記載相同。又,於W81及W82一併形成環結構之情形時,-NW81W82所表示之環狀基較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-b-1)至式(W-b-42)
[化65]
Figure 105135033-A0202-12-0060-69
Figure 105135033-A0202-12-0060-70
(式中,R6表示氫原子或碳原子數1至8之烷基)中之基,就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,尤佳表示選自未經取代 或可經1個以上之Lb取代之式(W-b-20)、式(W-b-21)、式(W-b-22)、式(W-b-23)、式(W-b-24)、式(W-b-25)或式(W-b-33)中之基。
又,=CW81W82所表示之環狀基較佳表示選自未經取代或可經1個以上之Lb取代之下述之式(W-c-1)至式(W-c-81)
Figure 105135033-A0202-12-0061-71
[化68]
Figure 105135033-A0202-12-0062-72
[化69]
Figure 105135033-A0202-12-0063-73
(式中,R6表示氫原子或碳原子數1至8之烷基,於存在多個R6之情形時,分別可相同,亦可不同)中之基,就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,尤佳表示選自未經取代或可經1個以上之L取代之式(W-c-11)、式(W-c-12)、式(W-c-13)、式(W-c-14)、式(W-c-53)、式(W-c-54)、式(W-c-55)、式(W-c-56)、式(W-c-57)或式(W-c-78)中之基。
於W82表示下述之基
Figure 105135033-A0202-12-0063-74
(式中,P3表示聚合性基,表示與上述P1、P2所定義者相同 者,A6表示-O-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-或單鍵,Sf3表示與上述Sf1、Sf2所定義者相同者,q表示0或1,r表示0或1)
之情形時,較佳之P3與上述P1、P2所定義者相同,較佳之Sf3與上述Sf1、Sf2所定義者相同,較佳之A6為-O-或單鍵。
就波長分散特性、保存穩定性及合成之容易性之觀點而言,W81及W82所含之π電子之總數較佳為4至24。
W83、W84分別獨立地表示鹵素原子、氰基、羥基、硝基、羧基、胺甲醯氧基、胺基、胺磺醯基、至少具有1個芳香族基之碳原子數5至30之基、碳原子數1至20之烷基、碳原子數3至20之環烷基、碳原子數2至20之烯基、碳原子數3至20之環烯基、碳原子數1至20之烷氧基、碳原子數2至20之醯氧基或碳原子數2至20之烷基羰氧基,上述烷基、環烷基、烯基、環烯基、烷氧基、醯氧基、烷基羰氧基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代,W83更佳為選自氰基、硝基、羧基、1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之烷基、烯基、醯氧基、烷基羰氧基中之基,尤佳為選自氰基、羧基、1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-分別獨立地被-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之烷基、烯基、醯氧基、烷基羰氧基中之基,W84更佳為選自氰基、硝基、羧基、1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-分別獨立地被-O-、 -S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之烷基、烯基、醯氧基、烷基羰氧基中之基,尤佳為選自氰基、羧基、1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-分別獨立地被-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之烷基、烯基、醯氧基、烷基羰氧基中之基。
Lb表示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基、硝基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基、三甲基矽基、二甲基矽基、硫代異氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子。就合成之容易性之觀點而言,L1較佳表示氟原子、氯原子、五氟硫烷基、硝基、甲基胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基或者任意氫原子可被取代為氟原子且1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被選自-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-中之基取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,更佳表示氟原子、氯原子或者任意氫原子可被取代為氟原子且1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被選自-O-、-COO-或-OCO-中之基取代之碳原子數1至12之直鏈狀或支鏈狀烷基,並且較佳表示氟原子、氯原子或任意氫原子可被取代為氟原子之碳原子數1至12之直鏈狀或支鏈狀烷基或烷氧基,尤佳表示氟原子、氯原子或碳原子數1至8之直鏈烷基或直鏈烷氧基。
於通式(1-b-1)~(1-b-5)中,Z11~Z72分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-OCO-NH-、-NH-COO-、-NH-CO-NH-、-NH-O-、-O-NH-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,於出現多個Z11~Z72之情形時,各自可相同亦可不同。就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,Z11~Z72較佳分別獨立地表示單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,Z11~Z72更佳分別獨立地表示-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵,Z11~Z72進而較佳分別獨立地表示-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵,尤佳分別獨立地表示-COO-、-OCO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵。
於上述通式(1-b-2)中,末端基R21表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基、氰基、硝基、異氰基、硫代異氰 基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子。就合成之容易性之觀點而言,R21較佳表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-取代之碳原子數1至12之直鏈或支鏈烷基,更佳表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基或者碳原子數1至12之直鏈烷基或直鏈烷氧基,尤佳表示碳原子數1至12之直鏈烷基或直鏈烷氧基。
於上述通式(1-b-1)~(1-b-5)中,n11~n62分別獨立地表示0至6之整數,就化合物之特性、原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,較佳表示0至4之整數,更佳表示0至2之整數,並且較佳表示0或1。
於上述通式(1-b-1)~(1-b-5)中,j11、j12、j21、j22、j41、j42、j51、j52、j61、j62分別獨立地表示0至5之整數,j11+j12表示2至7之整數,j21+j22表示2至7之整數,j41+j42表示2至7之整數,j51+j52表示2至7之整數,j61+j62表示2至7之整數。就合成之容易性及保存穩定性之觀點而言,j11、j21、j22、j41、j42、j51、j52、j61、j62、j71、j72較佳分別獨立地表示1至4之整數,更佳表示1至3之整數,尤佳表示1或2。j11+j12、j21+j22、j41+j42、j51+j52、j61+j62分別較佳表示2至4之整數,尤佳表示2或3。
作為上述通式(1-b-1)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(1-b-1-1)至通式(1-b-1-61)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0068-75
[化72]
Figure 105135033-A0202-12-0069-76
[化73]
Figure 105135033-A0202-12-0070-77
[化74]
Figure 105135033-A0202-12-0071-78
[化75]
Figure 105135033-A0202-12-0072-80
[化76]
Figure 105135033-A0202-12-0073-81
[化77]
Figure 105135033-A0202-12-0074-82
[化78]
Figure 105135033-A0202-12-0075-83
[化79]
Figure 105135033-A0202-12-0076-84
[化80]
Figure 105135033-A0202-12-0077-85
Figure 105135033-A0202-12-0077-86
[化82]
Figure 105135033-A0202-12-0078-87
Figure 105135033-A0202-12-0078-88
[化84]
Figure 105135033-A0202-12-0079-90
Figure 105135033-A0202-12-0079-91
[化86]
Figure 105135033-A0202-12-0080-92
(式中,n表示1~10之整數)該等聚合性化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(1-b-2)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(1-b-2-1)至通式(1-b-2-17)所表示之化合物。
[化87]
Figure 105135033-A0202-12-0081-93
[化88]
Figure 105135033-A0202-12-0082-94
[化89]
Figure 105135033-A0202-12-0083-95
[化90]
Figure 105135033-A0202-12-0084-96
該等聚合性化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(1-b-3)所表示之化合物,具體而言,較佳 為下述之通式(1-b-3-1)至通式(1-b-3-29)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0085-97
[化92]
Figure 105135033-A0202-12-0086-98
[化93]
Figure 105135033-A0202-12-0087-99
[化94]
Figure 105135033-A0202-12-0088-100
[化95]
Figure 105135033-A0202-12-0089-101
[化96]
Figure 105135033-A0202-12-0090-102
Figure 105135033-A0202-12-0090-103
[化98]
Figure 105135033-A0202-12-0091-104
Figure 105135033-A0202-12-0091-105
(式中,n表示碳原子數1~10)該等液晶性化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(1-b-4)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(1-b-4-1)至通式(1-b-4-25)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0092-106
Figure 105135033-A0202-12-0093-108
Figure 105135033-A0202-12-0094-109
[化103]
Figure 105135033-A0202-12-0095-110
[化104]
Figure 105135033-A0202-12-0096-111
[化105]
Figure 105135033-A0202-12-0097-112
(式中,k、l、m及n分別獨立地表示碳原子數1~10)該等聚合性化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(1-b-5)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(1-b-5-1)至通式(1-b-5-26)所表示之化合物。
[化106]
Figure 105135033-A0202-12-0098-113
[化107]
Figure 105135033-A0202-12-0099-114
[化108]
Figure 105135033-A0202-12-0100-115
[化109]
Figure 105135033-A0202-12-0101-116
[化110]
Figure 105135033-A0202-12-0102-117
[化111]
Figure 105135033-A0202-12-0103-118
Figure 105135033-A0202-12-0103-119
該等液晶性化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
於本發明之透過膜中使用至少一種以上之聚合性化合物,就耐久性之觀點而言,較佳為相對於製造透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之總量而含有10~100重量%之上述通式(1)所表示之多官能性多環聚合性化合物,並且較佳含有15~100重量%,尤佳含有20~100重量%。
尤其是於使用上述通式(1)所表示之多官能性多環聚合性化合物中具有上述通式(1-a)所表示之基作為HD基之化合物作為主成分之情形,即於使用上述通式(1-a-1)~(1-a-7)所表示之多官能性多環聚合性化合物作為主成分之情形時,較佳為相對於製造透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之總量而含有10~100重量%之上述通式(1-a-1)~(1-a-7)所表示之多官能性多環聚合性化合物,並且較佳含有15~100重量%,尤佳含有20~100重量%。
又,於使用上述通式(1)所表示之多官能性多環聚合性化合物中具有上述通式(1-b)所表示之基作為HD基之化合物作為主成分之情形,即於使用上述通式(1-b-1)~(1-b-5)所表示之多官能性多環聚合性化合物作為主成分之情形時,較佳為相對於製造透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之總量而含有30~90重量%之上述通式(1-b-1)~(1-b-5)所表示之多官能性多環聚合性化合物,並且較佳含有35~90重量%,尤佳含有40~90重量%。
於本發明之透過膜中,亦可使用上述以外之化合物。
本發明所使用之含有2個以上之聚合性基及具有2個環結構之硬鏈段及視需要之軟鏈段之化合物(稱為本發明之多官能性二環聚合性 化合物)於化合物中具有2個以上之聚合性官能基、互相之環彼此藉由連結基鍵結之硬鏈段,聚合性官能基直接與環鍵結,或環與軟鏈段鍵結,而聚合性官能基經由軟鏈段鍵結。
(多官能性二環聚合性化合物)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物可使用多官能性二環聚合性化合物作為聚合性化合物。具體而言,上述多官能性二環聚合性化合物以通式(2)表示。
Figure 105135033-A0202-12-0105-120
(式中,Sf21、Sf22分別獨立地表示軟鏈段,於存在多個Sf21及Sf22之情形時分別可相同亦可不同,P21、P22分別獨立地表示聚合性基,於存在多個P21及P22之情形時分別可相同亦可不同,HD2表示具有2個環結構之硬鏈段,n1、n2分別獨立地表示0~3之整數,於0之情形時具有末端基,其中表示n1+n2≧2)
作為上述P21、P22,可列舉自由基聚合性者、陽離子聚合性者。
P1、P2只要為藉由熱起始劑、光起始劑或者熱或活性能量線而進行聚合反應者,則可使用任意聚合性基,較佳為分別獨立為選自下述式(P-1)~(P-20)中之聚合性基。
[化114]
Figure 105135033-A0202-12-0106-121
(上述Me表示甲基,Et表示乙基)尤其是作為聚合方法而進行紫外線聚合之情形時,較佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-3)、式(P-4)、式(P-5)、式(P-7)、式(P-11)、式(P-13)、式(P-15)或式(P-18),更佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-7)、式(P-11)或式(P-13),並且較佳為式(P-1)、式(P-2)或式(P-3),尤佳為式(P-1)或式(P-2)。
作為上述Sf21、Sf22,可列舉直鏈狀、支鏈狀者。
Sf21、Sf22較佳分別獨立地表示單鍵或碳原子數1~18之伸烷基(鍵結於該伸烷基上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為鹵素原子、CN基、碳原子數1~8之烷基或具有聚合性官能基之碳原子數1~8之伸烷基,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可分別互相獨立地以氧原子互相不直接鍵結之形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-或-C≡C-取代)。
於n21及/或n22為0之情形時,HD2具有末端基,作為該 末端基,分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基、氰基、硝基、異氰基、硫代異氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子。
作為上述HD2,可列舉棒狀、圓盤狀、彎曲狀者。
具體而言,HD2只要如上文所述般2個環結構彼此藉由連結基及/或單鍵鍵結即可。作為環結構,可列舉3員環至8員環、雜環、縮合環,鍵結於各環上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為取代基。
更具體而言,HD2較佳為通式(2-a)所表示之硬鏈段。
[化115]-A21-Z21-A22- (2-a)
(式中,A21、A22分別獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、1,4-環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二
Figure 105135033-A0202-12-0107-195
烷-2,5-二基、四氫噻喃-2,5-二基、1,4-雙環(2,2,2)伸辛基、十氫萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡
Figure 105135033-A0202-12-0107-196
-2,5-二基、噻吩-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氫菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氫菲-2,7-二基、1,4-伸萘基、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二硒吩-2,6-二基、[1]苯并噻吩并[3,2-b]噻吩-2,7-二基、[1]苯并硒吩并[3,2-b]硒吩-2,7-二基或茀-2,7-二基,鍵結於A21及A22之各環上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為取代基LHD2,作為取代基LHD2,可列舉F、Cl、CF3、OCF3、CN基、 硝基、碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~8之烷氧基、烷醯基、烷醯氧基、胺甲醯基、胺磺醯基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數2~8之烯氧基、烯醯基、烯醯氧基或通式(2-b)所表示之基
Figure 105135033-A0202-12-0108-122
(式中,P3表示聚合性基,表示與上述P1、P2所定義者相同者,A6表示-O-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-或單鍵,Sf3表示與上述Sf1、Sf2所定義者相同者,q表示0或1,r表示0或1)。
Z21表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-OCO-NH-、-NH-COO-、-NH-CO-NH-、-NH-O-、-O-NH-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵)。
更具體而言,通式(2)所表示之多官能性二環聚合性化合物較佳為通式(2-1)~(2-7)所表示之化合物。
[化117]
Figure 105135033-A0202-12-0109-123
於上述通式(2-1)~(2-7)中,P211~P276表示聚合性基,較佳分別獨立地表示選自下述之式(P-1)至式(P-20)中之基,
[化118]
Figure 105135033-A0202-12-0110-124
該等聚合性基中,就提高聚合性及保存穩定性之觀點而言,較佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-7)、式(P-12)或式(P-13),更佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-7)、式(P-12),並且較佳為式(P-1)或式(P-2)。
於通式(2-1)~(2-8)中,-(S211-X211)-~-(S276-X276)-分別獨立地表示軟鏈段或單鍵。
S211~S276分別獨立地表示間隔基或單鍵,於存在多個S211~S276之情形時,該等可相同亦可不同。又,作為間隔基,表示碳原子數1~18之伸烷基,鍵結於該伸烷基上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被鹵素原子、CN基、碳原子數1~8之烷基或具有聚合性官能基之碳原子數1~8之伸烷基取代,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可分別互相獨立地以氧原子互相不直接鍵結之形式被取代為-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CH(OH)-、-CH(COOH)-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代。該等間隔基中,就配向性之觀點而言,較佳為碳原子數2~8之直鏈伸烷基、經氟原子取代之碳數2~6之伸烷基、存在於 伸烷基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可被-O-取代之碳原子數3~12之伸烷基。
於通式(2-1)~通式(2-7)中,X211~X276分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,於分別存在多個X211~X276之情形時,該等可相同亦可不同。又,就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,於存在多個之情形時,各自可相同亦可不同,較佳分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵,更佳分別獨立地表示-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵,於分別存在多個X211~X276之情形時,各自可相同亦可不同,尤佳分別獨立地表示-O-、-COO-、-OCO-或單鍵。
再者,於上述通式(2-1)~(2-7)中,各P-(S-X)-不含-O-O-鍵。
於通式(2-1)~通式(2-7)中,A211~A272分別獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、四氫萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,3-二
Figure 105135033-A0202-12-0111-197
烷-2,5-二基,該等 基可未經取代,或經1個以上之取代基取代,於出現多個A11~A72之情形時,各自可相同亦可不同。就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,A211~A272較佳分別獨立地表示未經取代或可經1個以上之取代基L1、L2取代之1,4-伸苯基、1,4-伸環己基或萘-2,6-二基,更佳分別獨立地表示選自下述之式(A-1)至式(A-16)中之基,
Figure 105135033-A0202-12-0112-125
進而較佳分別獨立地表示選自式(A-1)至式(A-13)中之基,尤佳分別獨立地表示選自式(A-1)至式(A-4)中之基。
於通式(2-1)~通式(2-7)中,Z211~Z271分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-OCO-NH-、-NH-COO-、-NH-CO-NH-、-NH-O-、-O-NH-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、 -CF=CF-、-C≡C-或單鍵。就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,Z211~Z271較佳分別獨立地表示單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,Z211~Z271更佳分別獨立地表示-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵,Z211~Z271進而較佳分別獨立地表示-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵,尤佳分別獨立地表示-CH2CH2-、-COO-、-OCO-或單鍵。
於上述通式(2-2)中,末端基R221表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基、氰基、硝基、異氰基、硫代異氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子。就化合物之特性及合成之容易性之觀點而言,R31較佳表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-取代之碳原子數1至12之直鏈或支鏈烷基,更佳表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基或者碳原子數1至12之直鏈烷基或直鏈烷氧基,尤佳表示碳原子數1至12之直鏈烷基或直 鏈烷氧基。
於上述通式(A-1)~(A-16)中,取代基L1、L2分別獨立地表示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基、硝基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基、三甲基矽基、二甲基矽基、硫代異氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子,或者表示上述通式(2-b)所表示之基。就化合物之特性、合成之容易性之觀點而言,L2較佳表示氟原子、氯原子、五氟硫烷基、硝基、甲基胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基或者任意氫原子可被取代為氟原子且1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被選自-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-中之基取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基所表示之基,更佳表示氟原子、氯原子或者任意氫原子可被取代為氟原子且1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被選自-O-、-COO-或-OCO-中之基取代之碳原子數1至12之直鏈狀或支鏈狀烷基,並且較佳表示氟原子、氯原子或任意氫原子可被取代為氟原子之碳原子數1至12之直鏈狀或支鏈狀烷基或烷氧基,尤佳表示氟原子、氯原子或碳原子數1至8之直鏈烷基或直鏈烷氧基。
於上述通式(2-1)~(2-7)中,n211~n276分別獨立地表示0至6之整數,就化合物之特性、原料之獲得容易性及合成之容易性之 觀點而言,較佳表示0至4之整數,更佳表示0至2之整數,並且較佳表示0或1。
作為上述通式(2-1)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(2-1-1)至通式(2-1-8)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0115-126
(式中,a及b分別獨立地表示1~18之整數。L11及L12分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、氰基、異氰基、羧基、胺甲醯基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、三甲基矽基、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基。於該等基為碳數1~6 之烷基或碳數1~6之烷氧基之情形時,鍵結於該烷基或烷氧基上之氫原子可未經取代,或者可被取代為1個或2個以上之鹵素原子)該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(2-2)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(2-2-1)至通式(2-2-6)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0116-127
該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(2-3)所表示之化合物,具體而言,較佳為 下述之通式(2-3-1)至通式(2-3-4)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0117-128
(式中,a、b及c分別獨立地表示1~18之整數。L11及L12分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、氰基、異氰基、羧基、胺甲醯基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、三甲基矽基、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基。於該等基為碳數1~6之烷基或碳數1~6之烷氧基之情形時,鍵結於該烷基或烷氧基上之氫原子可未經取代,或者可被1個或2個以上之鹵素原子取代)該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(2-4)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(2-4-1)至通式(2-4-4)所表示之化合物。
[化123]
Figure 105135033-A0202-12-0118-129
(式中,a分別獨立地表示1~18之整數。L11及L12分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、氰基、異氰基、羧基、胺甲醯基、胺基、經基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、三甲基矽基、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基。於該等基為碳數1~6之烷基或碳數1~6之烷氧基之情形時,鍵結於該烷基或烷氧基上之氫原子可未經取代,或者可被1個或2個以上之鹵素原子取代)該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(2-5)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(2-5-1)至通式(2-5-8)所表示之化合物。
[化124]
Figure 105135033-A0202-12-0119-220
Figure 105135033-A0202-12-0119-221
(式中,a、b、c及d分別獨立地表示1~18之整數。L11及 L12分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、氰基、異氰基、羧基、胺甲醯基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、三甲基矽基、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基。於該等基為碳數1~6之烷基或碳數1~6之烷氧基之情形時,鍵結於該烷基或烷氧基上之氫原子可未經取代,或者可被1個或2個以上之鹵素原子取代)該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(2-6)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(2-6-1)至通式(2-6-3)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0120-131
(式中,L11及L12分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、氰基、異氰基、羧基、胺甲醯基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、三甲基矽基、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基。於該等基為碳數1~6之烷基或碳數1~6之烷氧基之情形時,鍵結於該烷基或烷氧基上之氫原子可未經取代,或者可被1個或2個以上之 鹵素原子取代)該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
作為上述通式(2-7)所表示之化合物,具體而言,較佳為下述之通式(2-7-1)至通式(2-7-8)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0121-132
[化128]
Figure 105135033-A0202-12-0122-133
(式中,a、b、c、d、e及f分別獨立地表示1~18之整數)該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
(單官能性多環聚合性化合物)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物中,可使用含有1個聚合性基及具有2個以上環結構之硬鏈段及視需要之軟鏈段之化合物(稱為本發明之單官能性多環聚合性化合物)作為聚合性化合物。上述單官能性多環聚合性化合物於化合物中具有1個聚合性官能基、互相之環彼此藉由連結基鍵結之硬鏈段,聚合性官能基直接與環鍵結,或環與軟鏈段鍵結,而聚合性官能基經由軟鏈段鍵結。
作為本發明之單官能多環聚合性化合物,具體而言,以通式(3)表示。
[化129]P31-Sf31-HD3-Sf32 (3)
(式中,Sf31、Sf32分別獨立地表示軟鏈段,P31表示聚合性基,HD3表示具有2個以上環結構之硬鏈段)
作為上述P31,可列舉自由基聚合性者、陽離子聚合性者。
P31只要為藉由熱起始劑、光起始劑或者熱或活性能量線而進行聚合反應者,則可使用任意聚合性基,較佳為分別獨立選自下述式(P-1)~(P-20)中之聚合性基。
Figure 105135033-A0202-12-0123-134
(上述Me表示甲基,Et表示乙基)尤其是作為聚合方法而進行紫外線聚合之情形時,較佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-3)、式(P-4)、式(P-5)、式(P-7)、式(P-11)、式(P-13)、式(P-15)或式(P-18),更佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-7)、式(P-11)或式(P-13),並且較佳為式(P-1)、式(P-2)或式(P-3),尤佳為式(P-1)或式(P-2)。
上述Sf31較佳表示單鍵或碳原子數1~18之伸烷基(鍵結於該伸烷基上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被鹵素原子、CN基、 碳原子數1~8之烷基或具有聚合性官能基之碳原子數1~8之伸烷基取代,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可分別互相獨立地以氧原子互相不直接鍵結之形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-或-C≡C-取代)。
Sf32表示氫原子、鹵素原子、氰基、硝基、異三聚氰酸基、硫代異三聚氰酸基、碳原子數1~18之烷基、烷氧基、烷醯基、烷醯氧基、胺甲醯基、胺磺醯基、碳原子數2~8之烯基、烯氧基、烯醯基、烯醯氧基,上述基可經1個以上之鹵素原子或CN取代,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可分別互相獨立地以氧原子互相不直接鍵結之形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代。
上述HD3只要如上文所述般2個以上之環結構彼此藉由連結基及/或單鍵鍵結即可。作為環結構,可列舉3員環至8員環、雜環、縮合環,鍵結於各環上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為取代基。
更具體而言,較佳為通式(3-a)所表示之硬鏈段。
[化131]-(A31-Z31)l3-(A32-Z32)m3-(A33-Z33)k3-A34-Z34-A35- (3-a)
(式中,A31、A32、A33、A34及A35分別獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、1,4-環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二
Figure 105135033-A0202-12-0124-198
烷-2,5-二基、四氫噻喃-2,5-二基、1,4-雙環(2,2,2)伸辛基、十氫萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、 嘧啶-2,5-二基、吡
Figure 105135033-A0202-12-0125-199
-2,5-二基、噻吩-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氫菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氫菲-2,7-二基、1,4-伸萘基、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二硒吩-2,6-二基、[1]苯并噻吩并[3,2-b]噻吩-2,7-二基、[1]苯并硒吩并[3,2-b]硒吩-2,7-二基或茀-2,7-二基,可作為取代基而具有1個以上之F、Cl、CF3、OCF3、CN基、硝基、碳原子數1~8之烷基、烷氧基、烷醯基、烷醯氧基、胺甲醯基、胺磺醯基、碳原子數2~8之烯基、烯氧基、烯醯基、烯醯氧基,Z0、Z1、Z2、Z3、Z4及Z5分別獨立地表示-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2CH2COO-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-、-CONH-、-NHCO-、碳數2~10之可具有鹵素原子之烷基或單鍵,鍵結於A31、A32、A33、A34及A35之各環上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代基LHD3取代,作為取代基LHD3,可列舉F、Cl、CF3、OCF3、CN基、硝基、碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~8之烷氧基、烷醯基、烷醯氧基、胺甲醯基、胺磺醯基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數2~8之烯氧基、烯醯基及烯醯氧基。
A31、A32、A33、A34及A35較佳為分別獨立為選自鍵結於環上之1個或2個以上之氫原子可被上述取代基LHD3取代之1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、2,6-伸萘基中之基,更佳為分別獨立為選自1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、2,6-伸萘基中之基。
Z31、Z32、Z33及Z34分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、 -NH-CO-、-OCO-NH-、-NH-COO-、-NH-CO-NH-、-NH-O-、-O-NH-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵。
l3、m3及k3分別獨立地表示0或1,且表示1≦l3+m3+k3≦8)。
更具體而言,通式(3)所表示之單官能性多環聚合性化合物較佳為通式(3-1)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0126-136
於上述通式(3-1)中,P311表示聚合性基,較佳表示選自下述之式(P-1)至式(P-20)中之基,
Figure 105135033-A0202-12-0126-137
該等聚合性基中,就提高聚合性及保存穩定性之觀點而言,較佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-7)、式(P-12)或式(P-13),更佳為式(P-1)、式(P-2)、式(P-7)、式(P-12),並且較佳為式(P-1)或式(P-2)。
於通式(3-1)中,-(S311-X311)-分別獨立地表示軟鏈段或單鍵。
於通式(3-1)中,S311表示間隔基或單鍵,於存在多個S311之情形時,該等可相同亦可不同。又,作為間隔基,表示碳原子數1~18之伸烷基,鍵結於該伸烷基上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為鹵素原子、CN基、碳原子數1~8之烷基或具有聚合性官能基之碳原子數1~8之伸烷基,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可分別互相獨立地以氧原子互相不直接鍵結之形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CH(OH)-、-CH(COOH)-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代。該等間隔基中,就配向性之觀點而言,較佳為碳原子數2~8之直鏈伸烷基、經氟原子取代之碳數2~6之伸烷基、存在於伸烷基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可被-O-取代之碳原子數3~12之伸烷基。
於通式(3-1)中,X311分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,於分別存在多個X311之情形時,該等可相同亦可不同。又,就原料 之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,於存在多個之情形時,各自可相同亦可不同,較佳分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵,更佳分別獨立地表示-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵,於分別存在多個X311之情形時,各自可相同亦可不同,尤佳分別獨立地表示-O-、-COO-、-OCO-或單鍵。
再者,於上述通式(3-1)中,P311-(S311-X311)-不含-O-O-鍵。
於通式(3-1)中,A311~A312及M311分別獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、四氫萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,3-二
Figure 105135033-A0202-12-0128-200
烷-2,5-二基,該等基可未經取代,或經1個以上之取代基取代,於出現多個A311及A312之情形時,各自可相同亦可不同。就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,A311及A312較佳分別獨立地表示未經取代或可經1個以上之取代基L1、L2取代之1,4-伸苯基、1,4-伸環己基或萘-2,6-二基,更佳分別獨立地表示選自下述之式(A-1)至式(A-16)中之基,[化134]
Figure 105135033-A0202-12-0129-138
進而較佳分別獨立地表示選自式(A-1)至式(A-13)中之基,尤佳分別獨立地表示選自式(A-1)至式(A-4)中之基。
於通式(3-1)中,Z311~Z312分別獨立地表示-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-OCO-NH-、-NH-COO-、-NH-CO-NH-、-NH-O-、-O-NH-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵。就原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,Z311~Z312較佳分別獨立地表示單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,Z311~Z312更佳分別獨立地表示-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-COO-、 -OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵,Z311~Z312並且較佳分別獨立地表示-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵,尤佳分別獨立地表示-CH2CH2-、-COO-、-OCO-或單鍵。
於通式(3-1)中,末端基R311表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基、氰基、硝基、異氰基、硫代異氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子。就化合物之特性及合成之容易性之觀點而言,R31較佳表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-取代之碳原子數1至12之直鏈或支鏈烷基,更佳表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基或者碳原子數1至12之直鏈烷基或直鏈烷氧基,尤佳表示碳原子數1至12之直鏈烷基或直鏈烷氧基。
於上述通式(A-1)~(A-16)中,取代基L1、L2分別獨立地表示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基、硝基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基、三甲基矽基、二甲基矽基、硫代異氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、 -OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子。就化合物之特性、合成之容易性之觀點而言,取代基L1及L2較佳為分別獨立為氟原子、氯原子、五氟硫烷基、硝基、甲基胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基或者任意氫原子可被取代為氟原子且1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被選自-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-中之基取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,更佳表示氟原子、氯原子或者任意氫原子可被取代為氟原子且1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被選自-O-、-COO-或-OCO-中之基取代之碳原子數1至12之直鏈狀或支鏈狀烷基,並且較佳表示氟原子、氯原子或任意氫原子可被取代為氟原子之碳原子數1至12之直鏈狀或支鏈狀烷基或烷氧基,尤佳表示氟原子、氯原子或碳原子數1至8之直鏈烷基或直鏈烷氧基。
於上述通式(3-1)中,n31分別獨立地表示0至6之整數,就化合物之特性、原料之獲得容易性及合成之容易性之觀點而言,較佳表示0至4之整數,更佳表示0至2之整數,並且較佳表示0或1。
於上述通式(3-1)中,j311、j312分別獨立地表示0至5之整數,j311+j312表示2至7之整數。就合成之容易性及保存穩定性之觀點而言,j311、j312較佳分別獨立地表示1至4之整數,更佳表示1至3之整數,尤佳表示1或2。j311+j312、分別較佳表示2至4之整數,尤佳表示2或3。
作為上述通式(3-1)所表示之化合物,具體而言,較佳為 下述之通式(3-1-1)至通式(3-1-44)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0132-139
[化136]
Figure 105135033-A0202-12-0133-140
[化137]
Figure 105135033-A0202-12-0134-141
[化138]
Figure 105135033-A0202-12-0135-142
[化139]
Figure 105135033-A0202-12-0136-143
[化140]
Figure 105135033-A0202-12-0137-144
(上述式中,h、i分別獨立地表示1~18之整數,L31、L32、L33及L34分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、硝基、氰基、異氰基、羧基、胺甲醯基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲胺基、三甲基矽基、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基。於該等基為碳數1~6之烷基或碳數1~6之烷氧基之情形時,鍵結於該烷基或烷氧基上之氫原子可未經取代,或者可被取代為1個或2個以上之鹵素原子)該等化合物可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
(聚合起始劑)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物中可視需要使用聚合起始劑。該聚合起始劑係用以使上述組成物聚合。作為藉由光照射進行聚合之情形時所使用之光聚合起始劑,並無特別限定,可以不阻礙含有上述多官能性多環聚合性化合物之組成物中之化 合物之分子排列之程度使用公知慣用者。
例如可列舉:1-羥基環己基苯基酮「IRGACURE 184」、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮「DAROCURE 1116」、2-甲基-1-[(甲硫基)苯基]-2-
Figure 105135033-A0202-12-0138-201
啉基丙烷-1「IRGACURE 907」、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮「IRGACURE 651」、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-
Figure 105135033-A0202-12-0138-202
啉基苯基)-丁酮「IRGACURE 369」、2-二甲胺基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-
Figure 105135033-A0202-12-0138-203
啉基-苯基)丁烷-1-酮「IRGACURE 379」、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-二苯基氧化膦「Lucirin TPO」、2,4,6-三甲基苯甲醯基-苯基-氧化膦「IRGACURE 819」、1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲醯基肟)],乙酮「IRGACURE OXE01」)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)「IRGACURE OXE02」(以上為BASF股份有限公司製造)、2,4-二乙基-9-氧硫
Figure 105135033-A0202-12-0138-204
(日本化藥公司製造之「KAYACURE DETX」)與對二甲胺基苯甲酸乙酯(日本化藥公司製造之「KAYACURE EPA」)之混合物、異丙基-9-氧硫
Figure 105135033-A0202-12-0138-205
(Ward Blenkinsop公司製造之「QUANTACURE-ITX」)與對二甲胺基苯甲酸乙酯之混合物、「ESACURE ONE」、「ESACURE KIP150」、「ESACURE KIP160」、「ESACURE 1001M」、「ESACURE A198」、「ESACURE KIP IT」、「ESACURE KTO46」、「ESACURE TZT」(Lamberti股份有限公司製造)、
LAMBSON公司之「SPEEDCURE BMS」、「SPEEDCURE PBZ」、「二苯甲酮」等。並且,作為光陽離子起始劑,可使用光酸產生劑。作為光酸產生劑,可列舉:重氮二碸系化合物、三苯基鋶系化合物、苯基碸系化合物、磺醯基吡啶系化合物、三
Figure 105135033-A0202-12-0138-206
系化合物及二苯基錪化合物等。
光聚合起始劑之含有率相對於製造含有上述多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量,較佳為0.1~10質量%,尤佳為1~6質量%。該等可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
又,作為熱聚合時所使用之熱聚合起始劑,可使用公知慣用者,例如可使用:甲基乙醯乙酸酯過氧化物、氫過氧化異丙苯、過氧化苯甲醯、過氧化二碳酸雙(4-三級丁基環己基)酯、過氧化苯甲酸第三丁酯、甲基乙基酮過氧化物、1,1-雙(第三己基過氧基)3,3,5-三甲基環己烷、對-五氫過氧化物、三級丁基氫過氧化物、過氧化二異丙苯、過氧化異丁基、過氧化二碳酸二(3-甲基-3-甲氧基丁基)酯、1,1-雙(三級丁基過氧基)環己烷等有機過氧化物;2,2'-偶氮二異丁腈、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)等偶氮腈化合物;2,2'-偶氮雙(2-甲基-N-苯基丙脒)二鹽酸鹽等偶氮脒化合物;2,2'-偶氮雙{2-甲基-N-[1,1-雙(羥基甲基)-2-羥基乙基]丙醯胺}等偶氮醯胺化合物;2,2'偶氮雙(2,4,4-三甲基戊烷)等烷基偶氮化合物等。熱聚合起始劑之含有率相對於製造含有上述多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量,較佳為0.1~10質量%,尤佳為1~6質量%。該等可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
(有機溶劑)
於構成本發明具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物中可視需要使用有機溶劑。作為所使用之有機溶劑,並無特別限定,較佳為上述多官能性多環聚合性化合物表現出良好之溶解性之有機溶劑,且較佳為可於100℃以下之溫度下乾燥去除之有機溶劑。作為此種溶劑,例 如可列舉:甲苯、二甲苯、異丙苯、均三甲苯等芳香族系烴;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸環己酯、乙酸3-丁氧基甲酯、乳酸乙酯等酯系溶劑;甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、環戊酮等酮系溶劑;四氫呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、苯甲醚等醚系溶劑;N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮等醯胺系溶劑;乙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚、丙二醇二乙酸酯、丙二醇單甲基丙基醚、二乙二醇單甲醚乙酸酯、γ-丁內酯及氯苯等。該等可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用,就溶液穩定性之方面而言,較佳為使用酮系溶劑、醚系溶劑、酯系溶劑及芳香族烴系溶劑中之任一種以上。
關於所使用之有機溶劑之比率,由於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之聚合性組成物通常可藉由塗佈進行,因此只要不顯著損及塗佈之狀態,則並無特別限制,較佳為製造含有上述多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之含有比率為0.1~99質量%,並且較佳為5~60質量%,尤佳為10~50質量%。
又,於將上述聚合性化合物溶解於有機溶劑中時,為了使其均勻溶解,較佳為進行加熱攪拌。加熱攪拌時之加熱溫度考慮所使用之聚合性化合物相對於有機溶劑之溶解性而適當調節即可,就生產性之方面而言,較佳為15℃~130℃,並且較佳為30℃~110℃,尤佳為50℃~100℃。
(添加劑)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物中,為了均勻塗佈,或根據各目的而使用通用之添加劑等。例如, 可以不顯著降低分子排列之程度添加聚合抑制劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、調平劑、配向控制劑、鏈轉移劑、紅外線吸收劑、觸變劑、防靜電劑、填料、掌性化合物(chiral compound)、單體、其他化合物、配向材料等添加劑。
(聚合抑制劑)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物可視需要含有聚合抑制劑。作為所使用之聚合抑制劑,並無特別限定,可使用公知慣例者。
例如可列舉:對甲氧基苯酚、甲酚、三級丁基鄰苯二酚、3,5-二三級丁基-4-羥基甲苯、2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-三級丁基苯酚)、2,2'-亞甲基雙(4-乙基-6-三級丁基苯酚)、4,4'-硫代雙(3-甲基-6-三級丁基苯酚)、4-甲氧基-1-萘酚、4,4'-二烷氧基-2,2'-聯-1-萘酚等酚系化合物;氫醌、甲基氫醌、三級丁基氫醌、對苯醌、甲基對苯醌、三級丁基對苯醌、2,5-二苯基苯醌、2-羥基-1,4-萘醌、蒽醌、聯苯醌等醌系化合物;對苯二胺、4-胺基二苯基胺、N,N'-二苯基-對苯二胺、N-異丙基-N'-苯基-對苯二胺、N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-對苯二胺、二苯基胺、4,4'-二異丙苯基-二苯基胺、4,4'-二辛基-二苯基胺等胺系化合物;啡噻
Figure 105135033-A0202-12-0141-207
、硫代二丙酸二硬脂酯等硫醚系化合物;N-亞硝基二苯基胺、N-亞硝基苯基萘基胺、對亞硝基苯酚、亞硝基苯、對亞硝基二苯基胺、α-亞硝基-β-萘酚等、N,N-二甲基對亞硝基苯胺、對亞硝基二苯基胺、對亞硝基二甲基胺、對亞硝基-N,N-二乙基胺、N-亞硝基乙醇胺、N-亞硝基二正丁基胺、N-亞硝基-N-正丁基-4-丁醇胺、N-亞硝基-二異丙醇胺、N-亞硝基-N-乙基-4-丁醇胺、5-亞硝基-8-羥基喹啉、N-亞硝基
Figure 105135033-A0202-12-0141-208
啉、N-亞硝 基-N-苯基羥基胺銨鹽、亞硝基苯、2,4,6-三三級丁基亞硝基苯、N-亞硝基-N-甲基對甲苯磺醯胺、N-亞硝基-N-乙基胺基甲酸酯、N-亞硝基-N-正丙基胺基甲酸酯、1-亞硝基-2-萘酚、2-亞硝基-1-萘酚、1-亞硝基-2-萘酚-3,6-磺酸鈉、2-亞硝基-1-萘酚-4-磺酸鈉、2-亞硝基-5-甲基胺基苯酚鹽酸鹽、2-亞硝基-5-甲基胺基苯酚鹽酸鹽等亞硝基系化合物。
聚合抑制劑之添加量相對於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之製造含有上述多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之總量,較佳為0.01~2.0質量%,更佳為0.05~1.0質量%。
(抗氧化劑)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物可視需要含有抗氧化劑等。作為此種化合物,可列舉氫醌衍生物、亞硝基胺系聚合抑制劑、受阻酚系抗氧化劑等,更具體而言,可列舉:三級丁基氫醌、和光純藥工業公司之「Q-1300」、「Q-1301」、新戊四醇四[3-(3,5-二三級丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]「IRGANOX1010」、硫代二伸乙基雙[3-(3,5-二三級丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]「IRGANOX1035」、3-(3,5-二三級丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯「IRGANOX1076」、「IRGANOX1135」、「IRGANOX1330」、4,6-雙(辛硫基甲基)-鄰甲酚「IRGANOX1520L」、「IRGANOX1726」、「IRGANOX245」、「IRGANOX259」、「IRGANOX3114」、「IRGANOX3790」、「IRGANOX5057」、「IRGANOX565」(以上為BASF股份有限公司製造)、艾迪科股份有限公司製造之ADEKASTAB AO-20、AO-30、AO-40、AO-50、AO-60、AO-80、住友化學股份有限公司之SUMILIZER BHT、 SUMILIZER BBM-S及SUMILIZER GA-80等。
抗氧化劑之添加量相對於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之製造含有上述多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之總量,較佳為0.01~2.0質量%,更佳為0.05~1.0質量%。
(紫外線吸收劑)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物可視需要含有紫外線吸收劑或光穩定劑。所使用之紫外線吸收劑或光穩定劑並無特別限定,較佳為提高光學異向體或光學膜等之耐光性者。
作為上述紫外線吸收劑,例如可列舉:2-(2-羥基-5-三級丁基苯基)-2H-苯并三唑「TINUVIN PS」、「TINUVIN 109」、「TINUVIN 213」、「TINUVIN 234」、「TINUVIN 326」、「TINUVIN 328」、「TINUVIN 329」、「TINUVIN 384-2」、「TINUVIN 571」、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-雙(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚「TINUVIN 900」、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯基乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚「TINUVIN 928」、「TINUVIN 1130」、「TINUVIN 400」、「TINUVIN 405」、2,4-雙[2-羥基-4-丁氧基苯基]-6-(2,4-二丁氧基苯基)-1,3,5-三
Figure 105135033-A0202-12-0143-215
「TINUVIN 460」、「TINUVIN 479」、「TINUVIN 5236」(以上為BASF股份有限公司製造)、「ADEKASTAB LA-32」、「ADEKASTAB LA-34」、「ADEKASTAB LA-36」、「ADEKASTAB LA-31」、「ADEKASTAB 1413」、「ADEKASTAB LA-51」(以上為艾迪科股份有限公司製造)等。
作為光穩定劑,例如可列舉:「TINUVIN 123」、「TINUVIN 144」、「TINUVIN 152」、「TINUVIN 292」、「TINUVIN 622」、「TINUVIN 770」、 「TINUVIN 765」、「TINUVIN 780」、「TINUVIN 905」、「TINUVIN 5100」、「TINUVIN 5050」、「TINUVIN 5060」、「TINUVIN 5151」、「CHIMASSORB 119FL」、「CHIMASSORB 944FL」、「CHIMASSORB 944LD」(以上為BASF股份有限公司製造)、「ADEKASTAB LA-52」、「ADEKASTAB LA-57」、「ADEKASTAB LA-62」、「ADEKASTAB LA-67」、「ADEKASTAB LA-63P」、「ADEKASTAB LA-68LD」、「ADEKASTAB LA-77」、「ADEKASTAB LA-82」、「ADEKASTAB LA-87」(以上為艾迪科股份有限公司製造)等。
紫外線吸收劑之添加量相對於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之製造含有上述多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之總量,較佳為0.01~2.0質量%,更佳為0.05~1.0質量%。
(調平劑)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物可視需要含有調平劑。所使用之調平劑並無特別限定,較佳為於形成透過膜之情形時用以減少膜厚不均者。
作為上述調平劑,可列舉:烷基羧酸鹽、烷基磷酸鹽、烷基磺酸鹽、氟烷基羧酸鹽、氟烷基磷酸鹽、氟烷基磺酸鹽、聚氧乙烯衍生物、氟烷基環氧乙烷衍生物、聚乙二醇衍生物、烷基銨鹽、氟烷基銨鹽類等。
具體而言,可列舉:「MEGAFACE F-251」、「MEGAFACE F-281」、「MEGAFACE F-430」、「MEGAFACE F-444」、「MEGAFACE F-472SF」、「MEGAFACE F-477」、「MEGAFACE F-510」、「MEGAFACE F-511」、「MEGAFACE F-553」、「MEGAFACE F-554」、「MEGAFACE F-555」、 「MEGAFACE F-556」、「MEGAFACE F-557」、「MEGAFACE F-558」、「MEGAFACE F-559」、「MEGAFACE F-561」、「MEGAFACE F-562」、「MEGAFACE F-563」、「MEGAFACE F-565」、「MEGAFACE F-567」、「MEGAFACE F-568」、「MEGAFACE F-569」、「MEGAFACE F-570」、「MEGAFACE F-571」、「MEGAFAC R-40」、「MEGAFAC R-41」、「MEGAFAC R-43」、「MEGAFAC R-94」、「MEGAFAC RS-72-K」、「MEGAFAC RS-75」、「MEGAFAC RS-76-E」、「MEGAFAC RS-76-NS」、「MEGAFAC RS-90」、「MEGAFAC EXP.TF-1367」、「MEGAFAC EXP.TF1437」、「MEGAFAC EXP.TF1537」、「MEGAFAC EXP.TF-2066」(以上為迪愛生股份有限公司製造)、「FTERGENT 100」、「FTERGENT 110」、「FTERGENT 150」、「FTERGENT 150CH」、「FTERGENT 300」、「FTERGENT 310」、「FTERGENT 320」、「FTERGENT 400SW」、「FTERGENT 251」、「FTERGENT 212M」、「FTERGENT 215M」、「FTERGENT 250」、「FTERGENT 222F」、「FTERGENT 212D」、「FTX-218」、「FTERGENT 209F」、「FTERGENT 245F」、「FTERGENT 208G」、「FTERGENT 240G」、「FTERGENT 212P」、「FTERGENT 220P」、「FTERGENT 228P」、「DFX-18」、「FTERGENT 601AD」、「FTERGENT 602A」、「FTERGENT 650A」、「FTERGENT 750FM」、「FTX-730FM」、「FTERGENT 730FL」、「FTERGENT 710FS」、「FTERGENT 710FM」、「FTERGENT 710FL」、「FTX-730LS」、「FTERGENT 730LM」、(以上為尼歐斯股份有限公司製造)、「BYK-300」、「BYK-302」、「BYK-306」、「BYK-307」、「BYK-310」、「BYK-315」、「BYK-320」、「BYK-322」、「BYK-323」、「BYK-325」、「BYK-330」、 「BYK-331」、「BYK-333」、「BYK-337」、「BYK-340」、「BYK-344」、「BYK-370」、「BYK-375」、「BYK-377」、「BYK-350」、「BYK-352」、「BYK-354」、「BYK-355」、「BYK-356」、「BYK-358N」、「BYK-361N」、「BYK-357」、「BYK-390」、「BYK-392」、「BYK-UV3500」、「BYK-UV3510」、「BYK-UV3570」、「BYK-Silclean3700」(以上為BYK股份有限公司製造)、「TEGO Rad2100」、「TEGO Rad2200N」、「TEGO Rad2250」、「TEGO Rad2300」、「TEGO Rad2500」、「TEGO Flow300」、「TEGO Flow370」、「TEGO Flow425」、「TEGO Flow ATF2」、「TEGO Flow ZFS460」、「TEGO Glide100」、「TEGO Glide130」、「TEGO Glide410」、「TEGO Glide415」、「TEGO Glide432」、「TEGO Glide440」、「TEGO Glide450」、「TEGO Glide482」、「TEGO Glide A115」、「TEGO Glide B1484」、「TEGO Glide ZG400」、「TEGO Twin4000」、「TEGO Twin4100」、「TEGO Twin4200」、「TEGO Wet240」、「TEGO Wet500」、「TEGO Wet510」、「TEGO Wet KL245」、(以上為Evonik Industries股份有限公司製造)、「FC-4430」、「FC-4432」(以上為3M Japan股份有限公司製造)、「UNIDYNE NS」(以上為Daikin工業股份有限公司製造)、「SURFLON S-241」、「SURFLON S-242」、「SURFLON S-243」、「SURFLON S-420」、「SURFLON S-611」、「SURFLON S-651」、「SURFLON S-386」(以上為AGC Seimi Chemical股份有限公司製造)、「DISPARLON OX-880EF」、「DISPARLON OX-883」、「DISPARLON OX-77EF」、「DISPARLON OX-710」、「DISPARLON 1922」、「DISPARLON 1927」、「DISPARLON 1958」、「DISPARLON P-410EF」、「DISPARLON P-420」、 「DISPARLON PD-7」、「DISPARLON 1970」、「DISPARLON 230」、「DISPARLON LF-1980」、「DISPARLON LF-1982」、「DISPARLON LF-1084」、「DISPARLON LF-1985」、「DISPARLON LHP-90」、「DISPARLON LHP-91」、「DISPARLON LHP-96」、「DISPARLON OX-715」、「DISPARLON 1930N」、「DISPARLON 1931」、「DISPARLON 1933」、「DISPARLON 1711EF」、「DISPARLON 1751N」、「DISPARLON 1761」、「DISPARLON LS-009」、「DISPARLON LS-001」、「DISPARLON LS-050」(以上為楠本化成股份有限公司製造)、「PF-151N」、「PF-636」、「PF-6320」、「PF-656」、「PF-6520」、「PF-652-NF」、「PF-3320」(以上為OMNOVA SOLUTIONS公司製造)、「POLYFLOW No.7」、「POLYFLOW No.50E」、「POLYFLOW No.50EHF」、「POLYFLOW No.54N」、「POLYFLOW No.75」、「POLYFLOW No.85」、「POLYFLOW No.90」、「POLYFLOW No.90D-50」、「POLYFLOW No.95」、「POLYFLOW No.99C」、「POLYFLOW KL-400K」、「POLYFLOW KL-400HF」、「POLYFLOW KL-401」、「POLYFLOW KL-402」、「POLYFLOW KL-403」、「POLYFLOW KL-100」、「POLYFLOW LE-604」、「POLYFLOW KL-700」、「FLOWLEN AC-300」、「FLOWLEN AC-303」、「FLOWLEN AC-326F」、「FLOWLEN AC-530」、「FLOWLEN AC-903」、「FLOWLEN AC-903HF」、「FLOWLEN AC-1160」、「FLOWLEN AC-2000」、「FLOWLEN AC-2300C」、「FLOWLEN AO-82」、「FLOWLEN AO-98」、「FLOWLEN AO-108」(以上為共榮社化學股份有限公司製造)、「L-7001」、「L-7002」、「8032ADDITIVE」、「57ADDTIVE」、「L-7064」、 「FZ-2110」、「FZ-2105」、「67ADDTIVE」、「8616ADDTIVE」(以上為Toray Dow Silicone股份有限公司製造)等例。
調平劑之添加量相對於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之製造含有上述多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之總量,較佳為0.01~2.0質量%,更佳為0.05~0.5質量%。
又,藉由使用上述調平劑,作為本發明之透過膜,亦存在可獲得如圖1、圖4或圖5所示之分子排列狀態之透過膜之情形。
(配向控制劑)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物為了控制上述聚合性化合物之分子排列狀態而可含有配向控制劑。作為所使用之配向控制劑,可列舉上述聚合性化合物相對於基材而於光學上以單軸以上且未達3軸之結晶進行分子排列者。如上文所述,亦存在藉由調平劑而誘發單軸以上之分子排列之情形,若為誘發各分子排列狀態者,則並無特別限定,可使用公知慣用者。
作為此種配向控制劑,例如於製成透過膜之情形時,可列舉具有誘發空氣界面中之上述聚合性化合物沿膜之水平方向排列之分子排列狀態之效果的具有下述通式(8)所表示之重複單位之重量平均分子量為100以上且1000000以下之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0148-145
(式中,R11、R12、R13及R14分別獨立地表示氫原子、鹵素原子或碳原子數1~20之烴基,該烴基中之氫原子可被1個以上之鹵素原子取代)
於製成透過膜之情形時,作為具有誘發空氣界面中之上述聚合性化合物沿膜之垂直方向排列之分子排列狀態之效果者,可列舉硝酸纖維素、乙酸纖維素、丙酸纖維素、丁酸纖維素等。
(鏈轉移劑)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物為了進一步提高所獲得之透過膜與基材之密接性而可含有鏈轉移劑。作為鏈轉移劑,可列舉:芳香族烴類、氯仿、四氯化碳、四溴化碳、溴三氯甲烷等鹵化烴類;辛基硫醇、正十六烷基硫醇、正十四烷基硫醇、正十二烷基硫醇、第三-十四烷基硫醇、第三-十二烷基硫醇等硫醇(mercaptan)化合物;己二硫醇、1,4-丁二醇雙(硫代丙酸酯)、1,4-丁二醇雙(硫代乙醇酸酯)、乙二醇雙(硫代乙醇酸酯)、乙二醇雙(硫代丙酸酯)、三羥甲基丙烷三(硫代乙醇酸酯)、三羥甲基丙烷三(硫代丙酸酯)、三羥甲基丙烷三(3-巰基丁酸酯)、新戊四醇四(硫代乙醇酸酯)、新戊四醇四(硫代丙酸酯)、三(巰基丙酸)三(2-羥基乙基)異氰脲酸酯、1,4-二甲硫基苯、2,4,6-三巰基對稱三
Figure 105135033-A0202-12-0149-210
、2-(N,N-二丁基胺基)-4,6-二巰基對稱三
Figure 105135033-A0202-12-0149-211
等硫醇(thiol)化合物;二硫化二甲基黃原酸酯、二硫化二乙基黃原酸酯、二硫化二異丙基黃原酸酯、二硫化四甲基秋蘭姆、二硫化四乙基秋蘭姆、二硫化四丁基秋蘭姆等硫醚化合物;N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙烯基苯胺、五苯基乙烷、α-甲基苯乙烯二聚物、丙烯醛、烯丙醇、異松油烯、α-萜品烯、γ-萜品烯、雙戊烯等, 更佳為2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、硫醇(thiol)化合物。
具體而言,較佳為下述通式(9-1)~通式(9-12)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0150-146
Figure 105135033-A0202-12-0150-147
式中,R95表示碳原子數2~18之烷基,該烷基可為直鏈,亦可為支鏈,該烷基中之1個以上之亞甲基可以氧原子及硫原子互相不直接鍵結之形式被氧原子、硫原子、-CO-、-OCO-、-COO-或-CH=CH-取代,R96表示碳原子數2~18之伸烷基,該伸烷基中之1個以上之亞甲基可以氧原子及硫原子互相不直接鍵結之形式被氧原子、硫原子、-CO-、-OCO-、-COO-或-CH=CH-取代。
鏈轉移劑較佳於將含有上述多官能性多環聚合性化合物之組成物混合於有機溶劑中並進行加熱攪拌而製備聚合性溶液之步驟中添加,但亦可於然後之將聚合起始劑混合於聚合性溶液中之步驟中添加,亦可於兩步驟中添加。
鏈轉移劑之添加量相對於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物所使用之製造含有上述多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之總量,較佳為0.5~10質量%,更佳為1.0~5.0質量%。
並且為了調整物性,亦可視需要添加不為聚合性之含有具有2個以上環結構之硬鏈段及視需要之軟鏈段之非聚合性化合物(關於硬鏈段及軟鏈段,表示與上述所定義者相同者)。具有1個以下之環結構及具有軟鏈段之聚合性化合物較佳為於將上述聚合性化合物混合於有機溶劑中並加熱攪拌而製備聚合性溶液之步驟中添加,不為聚合性之含有具有2個以上環結構之硬鏈段及視需要含有軟鏈段之化合物等亦可於然後之將聚合起始劑混合於聚合性溶液中之步驟中添加,亦可於兩步驟中添加。關於該等化合物之添加量,本發明之透過膜可使用之組成物所使用之含有上述具有至 少2個以上之聚合性基、具有3個以上環結構之硬鏈段及視需要之軟鏈段之化合物之組成物中之非聚合性化合物之添加量相對於製造含有多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之總量,較佳為20質量%以下,更佳為10質量%以下,並且較佳為5質量%以下。
(紅外線吸收劑)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物可視需要含有紅外線吸收劑。所使用之紅外線吸收劑並無特別限定,可於不打亂配向性之範圍內含有公知慣用者。
作為上述紅外線吸收劑,可列舉:花青化合物、酞菁化合物、萘醌化合物、二硫醇化合物、二亞銨化合物、偶氮化合物、鋁鹽等。
具體而言,可列舉:二亞銨鹽類型之「NIR-IM1」、鋁鹽類型之「NIR-AM1」(以上為Nagase chemteX股份有限公司製造)、「KARENZ IR-T」、「KARENZ IR-13F」(以上為昭和電工股份有限公司製造)、「YKR-2200」、「YKR-2100」(以上為山本化成股份有限公司製造)、「IRA908」、「IRA931」、「IRA955」、「IRA1034」(以上為INDECO股份有限公司)等。
(防靜電劑)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物可視需要含有防靜電劑。所使用之防靜電劑並無特別限定,可於不打亂配向性之範圍內含有公知慣用者。
作為此種防靜電劑,可列舉分子內至少具有一種以上之磺酸 鹽基或磷酸鹽基之高分子化合物、具有四級銨鹽之化合物、具有聚合性基之界面活性劑等。
其中,較佳為具有聚合性基之界面活性劑,例如,具有聚合性基之界面活性劑內,作為陰離子系者,可列舉:「ANTOX SAD」、「ANTOX MS-2N」(以上為日本乳化劑股份有限公司製造)、「AQUALON KH-05」、「AQUALON KH-10」、「AQUALON KH-0530」、「AQUALON KH-1025」(以上為第一工業製藥股份有限公司製造)、「ADEKA REASOAP SR-10N」、「ADEKA REASOAP SR-20N」(以上為艾迪科股份有限公司製造)、「LATEMUL PD-104」(花王股份有限公司製造)等烷基醚系;「LATEMUL S-120」、「LATEMUL S-120A」、「LATEMUL S-180P」、「LATEMUL S-180A」(以上為花王股份有限公司製造)、「ELEMINOL JS-2」(三洋化成股份有限公司製造)等磺基丁二酸酯系;「AQUALON H-2855A」、「AQUALON H-3855B」、「AQUALON H-3856」、「AQUALON HS-05」、「AQUALON HS-10」、「AQUALON HS-30」、「AQUALON HS-1025」、「AQUALON BC-05」、「AQUALON BC-10」、「AQUALON BC-1025」、「AQUALON BC-2020」(以上為第一工業製藥股份有限公司製造)、「ADEKA REASOAP SDX-222」、「ADEKA REASOAP SDX-232」、「ADEKA REASOAP SDX-259」、「ADEKA REASOAP SE-10N」、「ADEKA REASOAP SE-20N」(以上為艾迪科股份有限公司製造)等烷基苯基醚或烷基苯基酯系;「ANTOX MS-60」、「ANTOX MS-2N」(以上為日本乳化劑股份有限公司製造)、「ELEMINOL RS-30」(三洋化成股份有限公司製造)等(甲基)丙烯酸酯硫酸酯系;「H-3330P」(第一工業製藥股份有限公司製造)、「ADEKA REASOAP PP-70」(艾迪科股份有限公司製造)等磷酸酯系。
另一方面,具有聚合性基之界面活性劑內,作為非離子系者,例如可列舉:「ANTOX LMA-20」、「ANTOX LMA-27」、「ANTOX EMH-20」、「ANTOX LMH-20、「ANTOX SMH-20」(以上為日本乳化劑股份有限公司製造)、「ADEKA REASOAP ER-10」、「ADEKA REASOAP ER-20」、「ADEKA REASOAP ER-30」、(以上為艾迪科股份有限公司製造)、「LATEMUL PD-420」、「LATEMUL PD-430」、「LATEMUL PD-450」(以上為花王股份有限公司製造)等烷基醚系;「AQUALON RN-10」、「AQUALON RN-20」、「AQUALON RN-50」、「AQUALON RN-2025」(以上為第一工業製藥股份有限公司製造)、「ADEKA REASOAP NE-10」、「ADEKA REASOAP NE-30」、「ADEKA REASOAP NE-40」(以上為艾迪科股份有限公司製造)等烷基苯基醚系或烷基苯基酯系;「RMA-564」、「RMA-568」、「RMA-1114」(以上為日本乳化劑股份有限公司製造)等(甲基)丙烯酸酯硫酸酯系。
作為其他防靜電劑,例如可列舉:聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、丙氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、正丁氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、丙氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、正丁氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚四亞甲基二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚四亞甲基二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基四乙二醇(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基六乙二醇(甲基)丙烯酸酯等。
上述防靜電劑可僅使用一種,亦可組合兩種以上而使用。
上述防靜電劑之添加量相對於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之製造含有上述多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之總量,較佳為0.001~10重量%,更佳為0.01~5重量%。
(填料)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物為了控制氣體透過性,可視需要含有填料。所使用之填料並無特別限定,可於所獲得之透過膜之氣體選擇性不降低之範圍內含有公知慣用者。
作為上述填料,例如可列舉:氧化鋁、鈦白、氫氧化鋁、滑石、黏土、雲母、鈦酸鋇、氧化鋅、玻璃纖維等無機填充材料;銀粉、銅粉等金屬粉末或氮化鋁、氮化硼、氮化矽、氮化鎵、碳化矽、氧化鎂(magnesium oxide)、二氧化矽、晶質二氧化矽(silica)、熔融二氧化矽(silica)、石墨、包括碳奈米纖維之碳纖維等導熱性填料;銀奈米粒子等。
具體而言,作為氧化鋁,可列舉:DAM-70、DAM-45、DAM-07、DAM-05、DAW-45、DAW-05、DAW-03、ASFP-20(以上為電氣化學工業股份有限公司製造)、AL-43-KT、AL-47-H、AL-47-1、AL-160SG-3、AL-43-BE、AS-30、AS-40、AS-50、AS-400、CB-P02、CB-P05(以上為昭和電工股份有限公司製造)、A31、A31B、A32、A33F、A41A、A43A、MM-22、MM-26、MM-P、MM-23B、LS-110F、LS-130、LS-210、LS-242C、LS-250、AHP300(以上為日本輕金屬股份有限公司製造)、AA-03、AA-04、AA-05、 AA-07、AA-2、AA-5、AA-10、AA-18(以上為住友化學股份有限公司製造);作為鈦白,可列舉:G-1、G-10、F-2、F-4、F-6(以上為昭和電工股份有限公司製造)、TAF-520、TAF-500、TAF-1500、TM-1、TA-100C、TA-100CT(以上為Fuji Titanium工業股份有限公司製造)、MT-01、MT-10EX、MT-05、MT-100S、MT-100TV、MT-100Z、MT-150EX、MT-100AQ、MT-100WP、MT-100SA、MT-100HD、MT-300HD、MT-500SA、MT-600SA、MT-700HD(以上為Tayca股份有限公司製造)、TTO-51(A)、TTO-51(C)、TTO-55(A)、TTO-55(B)、TTO-55(C)、TTO-55(D)、TTO-S-1、TTO-S-2、TTO-S-3、TTO-S-4、MPT-136、TTO-V-3(以上為石原產業股份有限公司製造);作為氫氧化鋁,可列舉:B-309、B-309(以上為巴工業股份有限公司製造)、BA173、BA103、B703、B1403、BF013、BE033、BX103、BX043(以上為日本輕金屬股份有限公司);作為滑石,可列舉:NANO ACE D-1000、NANO ACE D-800、MICRO ACE SG-95、MICRO ACE P-8、MICRO ACE P-6(以上為Nippon Talc股份有限公司製造)、FH104、FH105、FL108、FG106、MG115、FH104S、ML112S(以上為Fuji Talc Industrial股份有限公司製造);作為雲母,可列舉:Y-1800、TM-10、A-11、SJ-005(以上為Yamaguchi Mica股份有限公司製造);作為鈦酸鋇,可列舉:BT-H9DX、HF-9、HF-37N、HF-90D、HF-120D、HT-F(以上為KCM股份有限公司製造)、BT-100、HPBT系列(以上為Fuji Titanium工業股份有限公司製造)、BT系列(堺化學工業股份有限公司製造)、PARUSERAMU BT(日本化學工業股份有限公司製造);作為氧化鋅,可列舉:FINEX-30、FINEX-30W-LP2、FINEX-50、FINEX-50S-LP2、XZ-100F(以上為堺化學工業股份有限公司製造)、FZO-50(石原產業股份有限公司製 造)、MZ-300、MZ-306X、MZY-505S、MZ-506X、MZ-510HPSX(以上為Tayca股份有限公司製造);作為玻璃纖維,可列舉:CS6SK-406、CS13C-897、CS3PC-455、CS3LCP-256(以上為日東紡織股份有限公司)、ECS03-615、ECS03-650、EFDE50-01、EFDE50-31(以上為Central Glass股份有限公司)、ACS6H-103、ACS6S-750(以上為日本電氣硝子股份有限公司製造);作為銀粉,可列舉:球狀銀粉AG3、AG4、片狀銀粉FA5、FA2(以上為DOWA Hightech股份有限公司製造)、SPQ03R、SPN05N、SPN08S、Q03R(以上為三井金屬礦業股份有限公司製造)、AY-6010、AY-6080(以上為田中貴金屬股份有限公司製造)、ASP-100(相田化學工業股份有限公司)、鍍Ag粉末AG/SP(Mitsubishi Materials Electronic Chemicals股份有限公司製造);作為銅粉,可列舉:MA-O015K、MA-O02K、MA-O025K(以上為三井金屬礦業股份有限公司製造)、電解銅粉#52-C、#6(以上為JX日礦日石金屬股份有限公司製造)、鍍10%Ag之Cu-HWQ(福田金屬箔粉工業股份有限公司製造)、銅粉Type-A、Type-B(以上為DOWA Electronics股份有限公司製造)、UCP-030(住友金屬礦山股份有限公司製造);作為氮化鋁,可列舉:H級、E級、H-T級(以上為Tokuyama股份有限公司製造)、TOYAL TecFiller TES-A05P、TOYAL TecFiller TFZ-A02P(以上為Toyo Aluminium股份有限公司製造)、ALN020BF、ALN050BF、ALN020AF、ALN050AF、ALN020SF(以上為巴工業股份有限公司製造)、FAN-f05、FAN-f30(以上為古河電子股份有限公司製造);作為氮化硼,可列舉:DENKA BORON NITRIDE SGP、DENKA BORON NITRIDE MGP、DENKA BORON NITRIDE GP、DENKA BORON NITRIDE HGP、DENKA BORON NITRIDE SP-2、DENKA BORON NITRIDE SGPS(以上為電氣化學工業股份有限公司製造)、UHP-S1、UHP-1K、UHP-2、UHP-EX(以上為昭和電工股份有限公司製造);作為氮化矽,可列舉:SN-9、SN-9S、SN-9FWS、SN-F1、SN-F2(以上為電氣化學工業股份有限公司製造)、CF0027、CF0093、CF0018、CF0033(以上為Nippon Frit股份有限公司製造);作為碳化矽,可列舉:GMF-H型、GMF-H2型、GMF-LC型(以上為Pacific Rundum股份有限公司)、HSC1200、HSC1000、HSCO59、HSCO59I、HSCO07(以上為巴工業股份有限公司製造);作為二氧化矽,可列舉:SYLYSIA(Fuji Silysia Chemical股份有限公司)、AEROSIL R972、AEROSIL R104、AEROSIL R202、AEROSIL 805、AEROSIL R812、AEROSIL R7200(以上為日本Aerosil股份有限公司製造)、REOLOSIL系列(Tokuyama股份有限公司製造);作為晶質二氧化矽(氧化矽),可列舉:CMC-12、VX-S、VX-SR(以上為龍森股份有限公司公司製造);作為熔融二氧化矽(氧化矽),可列舉:FB-3SDC、FB-3SDX、SFP-30M、SFP-20M、SFP-30MHE、SFP-130MC、UFP-30(以上為電氣化學工業股份有限公司製造)、EXELICA系列(Tokuyama股份有限公司製造);作為氧化鋁,可列舉:AEROXIDE Alu C、AEROXIDE Alu 65(以上為日本Aerosil股份有限公司製造);作為碳纖維或石墨,可列舉:Torayca磨碎纖維MLD-30、Torayca磨碎纖維MLD-300(以上為Toray股份有限公司製造)、CFMP-30X、CFMP-150X(以上為Nippon Polymer Sangyo股份有限公司製造)、XN-100、HC-600(以上為Nippon Graphite Fiber股份有限公司製造)、SWeNT SG65、SWeNT SGi、IsoNanoTubes-M、IsoNanoTubes-S、PureTubes、Pyrograf PR-25-XT-PS、PR-25XT-LHT(以上為Sigma-Aldrich股份有限公司製 造)等。
上述填料可僅使用一種,亦可組合兩種以上而使用。
上述填料之添加量相對於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之製造含有上述多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之總量,較佳為0.01~80重量%,更佳為0.1~50重量%。
(掌性化合物)
為了獲得螺旋狀之分子排列,於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物中亦可含有掌性化合物。上述掌性化合物本身可具有聚合性基,亦可不具有聚合性基。又,掌性化合物之螺旋方向可根據所獲得之透過膜之使用用途而適當選擇。
作為具有聚合性基之掌性化合物,並無特別限定,可使用公知慣用者,較佳為螺旋扭轉力(HTP)大之掌性化合物。又,聚合性基較佳為乙烯基、乙烯氧基、烯丙基、烯丙氧基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、環氧丙基、氧雜環丁基,尤佳為丙烯醯氧基、環氧丙基、氧雜環丁基。
掌性化合物之摻合量需根據化合物之螺旋誘發力進行適當調整,相對於構成發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之製造含有上述多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之聚合性化合物之合計含量之總量,較佳含有0.5~70質量%,更佳含有1~40質量%,尤佳含有2~25質量%。
作為掌性化合物之具體例,可列舉下述通式(10-1)~通式(10-4)所表示之化合物,但並不限定於下述之通式。
Figure 105135033-A0202-12-0160-148
上述通式(10-1)~通式(10-4)中,Sp5a、Sp5b分別獨立地表示碳原子數0~18之伸烷基,該伸烷基可被取代為1個以上之鹵素原子、CN基或具有聚合性官能基之碳原子數1~8之烷基,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可分別互相獨立地以氧原子互相不直接鍵結之形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代,上述通式(10-1)~通式(10-4)中,A1、A2、A3、A4、A5及A6分別獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、1,4-環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二
Figure 105135033-A0202-12-0160-212
烷-2,5-二基、四氫噻喃-2,5-二基、1,4-雙環(2,2,2)伸辛基、十氫萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡
Figure 105135033-A0202-12-0160-213
-2,5-二基、噻吩-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氫菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氫菲-2,7-二基、1,4-伸萘基、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二硒吩-2,6-二基、[1]苯并噻吩并[3,2-b]噻吩-2,7-二基、 [1]苯并硒吩并[3,2-b]硒吩-2,7-二基或茀-2,7-二基,n、l及k分別獨立地表示0或1,且0≦n+l+k≦3,
上述通式(10-1)~通式(10-4)中,m5表示0或1,上述通式(10-1)~通式(10-4)中,Z0、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5及Z6分別獨立地表示-COO-、-OCO-、-CH2 CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2CH2COO-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-、-CONH-、-NHCO-、碳數2~10之可具有鹵素原子之烷基或單鍵,上述通式(10-1)~通式(10-4)中,R5a及R5b表示氫原子、鹵素原子、氰基或碳原子數1~18之烷基,該烷基可被取代為1個以上之鹵素原子或CN,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可分別互相獨立地以氧原子互相不直接鍵結之形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代,或R5a及R5b表示通式(10-a)。
[化145]-p5a (10-a)
(式中,P5a表示聚合性官能基,Sp5a表示與Sp1相同之含義)
P5a表示選自下述之式(P-1)至式(P-20)所表示之聚合性基中之取代基。
[化146]
Figure 105135033-A0202-12-0162-149
作為上述掌性化合物之更具體之例,可列舉下述通式(10-5)~通式(10-38)所表示之化合物。
Figure 105135033-A0202-12-0162-150
[化148]
Figure 105135033-A0202-12-0163-151
Figure 105135033-A0202-12-0163-152
[化150]
Figure 105135033-A0202-12-0164-153
[化151]
Figure 105135033-A0202-12-0165-154
Figure 105135033-A0202-12-0165-155
Figure 105135033-A0202-12-0166-156
Figure 105135033-A0202-12-0166-157
上述通式(10-5)~通式(10-38)中,m、n分別獨立地表示1~10之整數,R表示氫原子、碳原子數1~10之烷基或氟原子,於存在多個R之情形時,分別可相同亦可不同。
作為不具有聚合性基之掌性化合物,具體而言,例如可列舉:具有膽固醇基作為掌性基之壬酸膽固醇、硬脂酸膽固醇;具有2-甲基丁基作為掌性基之BDH公司製造之「CB-15」、「C-15」、Merck公司製造之「S-1082」、Chisso公司製造之「CM-19」、「CM-20」、「CM」;具有1-甲基庚基作為掌性基之Merck公司製造之「S-811」、Chisso公司製造之「CM-21」、「CM-22」等。
於添加掌性化合物之情形時,根據本發明之透過膜之具體之用途而定,較佳為添加所得之透過膜之厚度(d)除以透過膜中之螺距(P)而得之值(d/P)成為0.1~100之範圍之量,並且較佳為成為0.1~20之範圍之量。
(單體)
於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物亦可添加具有1個以下之環結構及具有軟鏈段之聚合性化合物。作為此種化合物,只要為通常被識別為聚合性單體或聚合性低聚物者,則可無特別限制地使用。於添加之情形時,相對於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之製造含有上述多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之總量,較佳為15質量%以下,並且較佳為10質量%以下。
具體而言,可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯 酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸雙環戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異莰基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異莰基酯、(甲基)丙烯酸金剛烷基酯、(甲基)丙烯酸二甲基金剛烷基酯、(甲基)丙烯酸雙環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、2-苯氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸(2-甲基-2-乙基-1,3-二氧雜環戊烷-4-基)甲酯、(甲基)丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯、鄰苯基苯酚乙氧基(甲基)丙烯酸酯、二甲胺基(甲基)丙烯酸酯、二乙胺基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3,4,4,4-七氟丁酯、(甲基)丙烯酸2-(全氟丁基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(全氟己基)乙酯、(甲基)丙烯酸1H,1H,3H-四氟丙酯、(甲基)丙烯酸1H,1H,5H-八氟戊酯、(甲基)丙烯酸1H,1H,7H-十二氟庚酯、(甲基)丙烯酸1H-1-(三氟甲基)三氟乙酯、(甲基)丙烯酸1H,1H,3H-六氟丁酯、(甲基)丙烯酸1,2,2,2-四氟-1-(三氟甲基)乙酯、(甲基)丙烯酸1H,1H-十五氟辛酯、(甲基)丙烯酸1H,1H,2H,2H-十三氟辛酯、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基鄰苯二甲酸、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基六氫鄰苯二甲酸、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基磷酸、丙烯醯基
Figure 105135033-A0202-12-0168-214
啉、二甲基丙烯醯胺、二甲胺基丙基丙烯醯胺、異丙基丙烯醯胺、二乙基丙烯醯胺、羥基乙基丙烯醯胺、N-丙烯醯氧基乙基六氫鄰苯二甲醯亞胺等單(甲基)丙烯酸酯;1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、 二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、9,9-雙[4-(2-丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀、甘油二(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-羥基-3-丙烯醯氧基丙酯、1,6-己二醇二環氧丙基醚之丙烯酸加成物、1,4-丁二醇二環氧丙基醚之丙烯酸加成物等二丙烯酸酯;三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧化異三聚氰酸三丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、ε-己內酯改質異氰脲酸三-(2-丙烯醯氧基乙基)酯等三(甲基)丙烯酸酯;新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯等四(甲基)丙烯酸酯;二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、低聚物型之(甲基)丙烯酸酯、各種丙烯酸胺基甲酸酯、各種巨單體、乙二醇二環氧丙基醚、二乙二醇二環氧丙基醚、丙二醇二環氧丙基醚、新戊二醇二環氧丙基醚、1,6-己二醇二環氧丙基醚、甘油二環氧丙基醚、雙酚A二環氧丙基醚等環氧化合物;順丁烯二醯亞胺等。該等可單獨使用,亦可混合兩種以上而使用。
(配向材料)
為了使分子排列狀態良好,於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物可視需要含有配向材料。所使用之配向材料只要可溶於本發明之透過膜可使用之組成物所使用之可溶解上述多官能性多環聚合性化合物之溶劑,則公知慣用者即可,可以不因添加而使配向性顯著變差之範圍進行添加。具體而言,相對於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之製造含有上述多官能性多環聚合性化合物之透過膜時所製作之組成物中之化合物之合計含量之總量,較佳為0.05~30重量%,並且較佳為0.5~15重量%,尤佳為1~10重 量%。
具體而言,配向材料可列舉:聚醯亞胺、聚醯胺、BCB(苯并環丁烯聚合物)、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚芳酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚碸、環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂、香豆素化合物、查耳酮化合物、桂皮酸酯化合物、俘精酸酐化合物、蒽醌化合物、偶氮化合物、芳基乙烯化合物等進行光致異構化或光致二聚化之化合物,較佳為藉由紫外線照射、可見光照射進行配向之材料(光配向材料)。
作為光配向材料,例如可列舉:具有環狀環烷烴之聚醯亞胺、全芳香族聚芳酯、如日本專利特開5-232473號公報所示之聚乙烯桂皮酸酯、對甲氧基肉桂酸之聚乙烯酯、如日本專利特開平6-287453、日本專利特開平6-289374號公報所示之桂皮酸酯衍生物、如日本專利特開2002-265541號公報所示之順丁烯二醯亞胺衍生物等。具體而言,較佳為以下之通式(12-1)~通式(12-9)所表示之化合物。
[化155]
Figure 105135033-A0202-12-0171-158
[化156]
Figure 105135033-A0202-12-0172-159
上述通式(12-1)~通式(12-9)中,R5表示氫原子、鹵素原子、碳原子數1~3之烷基、烷氧基、硝基,R6表示氫原子、碳原子數1~10之烷基,該烷基可為直鏈狀,亦可為支鏈狀,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子,該烷基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-或-C≡C-取代,末端之CH3可被取代為CF3、CCl3、氰基、硝基、異氰基、硫代異氰基。n表示4~100000,m表示1~10之整數。
通式(12-1)~通式(12-9)中,R7表示選自由氫原子、鹵素原子、鹵化烷基、烯丙氧基、氰基、硝基、烷基、羥基烷基、烷氧基、羧基或其鹼金屬鹽、烷氧基羰基、鹵化甲氧基、羥基、磺醯氧基或其鹼金屬鹽、胺基、胺甲醯基、胺磺醯基或(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯氧基、(甲基)丙烯醯基胺基、乙烯基、乙烯氧基及順丁烯二醯亞胺基所組成之群中之聚合性官能基。
(透過膜、積層體之製造方法)
(透過膜、積層體)
本發明之具有氣體選擇性之透過膜表示含有上述多官能性多環聚合性化合物之組成物之聚合物或由上述聚合物構成之層部分。
本發明之積層體表示:視需要使用配向膜,並且將含有上述多官能性多環聚合性化合物之組成物之聚合物依序積層於具有氣體透過性之基材上而成者;或者將含有上述多官能性多環聚合性化合物之組成物之聚合物積層於基材上,藉由黏著劑、黏著帶或接著劑將具有氣體透過性之基材貼合於該聚合物上後,將形成上述聚合物時所使用之基材自上述聚合物剝離而得者。再者,作為形成含有上述多官能性多環聚合性化合物之組成物之聚合物時所使用之基材,可具有氣體透過性,亦可不具有氣體透過性,並無特別限制,就上述聚合物之剝離性之觀點而言,較佳為玻璃、金屬膜、實施過規則之凹凸加工之丙烯酸酯交聯體、環烯烴聚合物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等。
(具有氣體透過性之基材)
本發明之透過膜或積層體所使用之具有氣體透過性之基材只要為具有氣體透過性之無機膜、有機膜,則可使用公知慣用者,並無特別限制。作為此種基材,可列舉:由塑膠等有機材料構成之膜、片材、中空纖維膜及多孔膜、由陶瓷基材等無機材料構成之多孔膜等。
具體而言,於基材為有機材料之情形時,可列舉:二乙醯纖維素、三乙醯纖維素、乙酸纖維素、硝基纖維素等纖維素衍生物;低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯(TPX)、丁基橡膠等聚烯烴、環烯烴聚合物、聚碳酸酯、PMMA、聚丙烯腈等聚丙烯酸酯、聚乙酸酯;芳香族聚醯亞胺、脂肪族聚醯亞胺等聚醯亞胺、聚醯胺、聚碸、聚醚碸、聚苯硫醚、聚苯醚、聚芳酯、尼龍、聚苯乙烯或聚矽氧橡膠等。
於基材為無機材料之情形時,可列舉:沸石、二氧化矽系陶瓷、二氧化矽系玻璃、氧化鋁系陶瓷、不鏽鋼多孔體、鈦多孔體、銀多孔體等。
其中,較佳為聚烯烴、聚甲基戊烯(TPX)、纖維素衍生物、聚醯亞胺、聚丙烯酸酯等塑膠基材。
作為具有氣體透過性之基材之形狀,除了平板狀以外,亦可為圓筒狀、具有曲面者。於為如膜、片材之平板狀之基材之情形時,可為基材之一面為緻密層、另一面為多孔質層之非對稱型,可為基材之兩面為緻密層之對稱型,亦可為基材之兩面為多孔質層之對稱型。於為如中空纖維膜之圓筒狀之基材之情形時,可為外側由緻密層構成、內側由多孔質層構成之非對稱型,可為外側、內側均為緻密層之對稱型,亦可為外側、內側均為多孔質層之對稱型。又,基材可為於光學上透明,亦可為不透明,可為藉由熔融法所形成者,亦可為藉由溶液澆鑄法所形成者,可為未經延伸者,亦可為經單軸延伸者,亦可為經雙軸延伸者。
於將本發明之具有氣體選擇性之透過膜用作積層體之情形時,就氣體透過性、生產性、加工為模組之加工性之觀點而言,具有氣體透過性之基材之膜厚較佳為1~100μm,更佳為4~80μm,尤佳為10~50μm。
為了提高於構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物於具有氣體透過性之基材上之塗佈性或接著性,亦可對該等具有氣體透過性之基材進行表面處理。作為表面處理,可列舉臭氧處理、電漿處理、電暈處理、矽烷偶合處理等。
(配向處理)
又,通常會對上述具有氣體透過性之基材實施配向處理,或亦可設置配向膜,以使於將構成本發明之具有氣體選擇性之透過膜中所含有之聚合物時所使用之組成物之溶液塗佈並加以乾燥時聚合性組成物進行配向。作為配向處理,可列舉延伸處理、摩擦處理、偏光紫外可見光照射處理、離子束處理、對基材之SiO2斜向蒸鍍處理等。於使用配向膜之情形時,配向膜可使用公知慣用者。作為此種配向膜,可列舉:聚醯亞胺、聚矽氧烷、聚醯胺、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚芳酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚碸、環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂、偶氮化合物、香豆素化合物、查耳酮化合物、桂皮酸酯化合物、俘精酸酐(fulgide)化合物、蒽醌化合物、偶氮化合物、芳基乙烯化合物等化合物或者上述化合物之聚合物或共聚物。藉由摩擦進行配向處理之化合物較佳為藉由配向處理或於配向處理後施加加熱步驟而促進材料之結晶化者。進行摩擦以外之配向處理之化合物中,較佳為使用光配向材料。
(塗佈)
作為用以獲得本發明之具有氣體選擇性之透過膜之塗佈法,可進行敷料器塗佈法、棒塗法、旋轉塗佈法、輥塗法、直接凹版塗佈法、反向凹版塗佈法、柔性塗佈法、噴墨法、模嘴塗佈法、覆塗法、浸塗法、狹縫式塗佈法等公知慣用之方法。
製作本發明之具有氣體選擇性之透過膜時所使用之聚合性組成物中之聚合性化合物之分子於塗佈後較佳為保持單軸以上之分子排列。具體而言,若進行如促進分子排列之熱處理,則可進一步促進單軸以 上之分子排列狀態,故而較佳。作為熱處理法,例如將製作本發明之具有氣體選擇性之透過膜時所使用之聚合性組成物塗佈於基材上後,使上述組成物成為液體狀態,然後,視需要進行緩冷而形成單軸以上之分子排列狀態。此時,較佳為將溫度保持為恆定,而形成同樣之分子排列狀態。或亦可於將製作本發明之具有氣體選擇性之透過膜時所使用之聚合性組成物塗佈於基材上後,實施如於組成物中之各分子形成單軸以上之分子排列狀態之溫度範圍內將溫度保持一定時間般之加熱處理。若加熱溫度過高,則有上述組成物發生欠佳之聚合反應而劣化之虞。又,若過度冷卻,則存在上述組成物中之各分子發生相分離,或結晶析出,導致分子排列狀態混亂之情況。
藉由如此進行熱處理,與僅進行塗佈之塗佈方法相比,可獲得於同樣之分子排列狀態下缺陷較少之均質之具有氣體選擇性之透過膜。
(聚合步驟)
作為使製作本發明之具有氣體選擇性之透過膜時所使用之聚合性組成物進行聚合之方法,可列舉照射活性能量線之方法或熱聚合法等,就無需加熱而於室溫下進行反應之方面而言,較佳為照射活性能量線之方法,其中,就操作簡便之方面而言,較佳為照射紫外線等光之方法。
具體而言,較佳為照射390nm以下之紫外光,最佳為照射250~370nm之波長之光。其中,於因390nm以下之紫外光引起聚合性組成物分解等之情形時,亦存在較佳為藉由390nm以上之紫外光進行聚合處理之情形。該光較佳為擴散光且不偏振之光。紫外線照射強度較佳為0.05kW/m2~10kW/m2之範圍。尤佳為0.2kW/m2~2kW/m2之範圍。於紫外線 強度未達0.05kW/m2之情形時,結束聚合需耗費大量時間。另一方面,若為超過2kW/m2之強度,則有上述聚合性組成物中之分子發生光分解之傾向,或存在產生較多聚合熱而使聚合過程中之溫度上升,分子之有序參數發生變化,導致聚合後之具有氣體選擇性之透過膜之氣體透過性或氣體選擇性失常之可能性。
又,於使用遮罩而僅使特定部分藉由紫外線照射進行聚合後,若對該未聚合部分之分子排列狀態施加電場、磁場或溫度等而使其變化,然後使該未聚合部分進行聚合,則亦可獲得包含具有不同之分子排列方向之多個區域之具有氣體選擇性之透過膜。
紫外光照射時之溫度係設為製作本發明之具有氣體選擇性之透過膜時所使用之聚合性組成物能夠保持單軸以上之分子排列狀態之溫度,為了避免誘發上述聚合性組成物之熱聚合,較佳為儘可能設為60℃以下。
本發明之具有氣體選擇性之透過膜可自具有氣體透過性之基材剝離而單獨用作具有氣體選擇性之透過膜,亦可不自具有氣體透過性之基材剝離而直接用作具有氣體透過性、氣體選擇性之積層體。又,於藉由黏著劑、黏著帶或接著劑將本發明之具有氣體選擇性之透過膜貼合於具有氣體透過性之基材之情形時,可將本發明之具有氣體選擇性之透過膜自製作該透過膜時所使用之基材剝離後進行貼合,亦可將本發明之具有氣體選擇性之透過膜貼合於具有氣體透過性之基材後將透過膜自製作該透過膜時所使用之基材剝離。於使用黏著劑、黏著帶或接著劑之情形時,可使用公知慣用之黏著劑、黏著帶或接著劑。於使用黏著帶之情形時,為了保持氣體透過性,較佳為PET或纖維素等基材未進入黏著帶之中心部之無基材 之黏著帶。於使用接著劑之情形時,只要不損及本發明之透過膜之氣體透過性或氣體選擇性,則可使用藉由熱進行接著之接著劑或藉由光進行接著之接著劑中任一種。
(氣體選擇性模組)
本發明之透過膜或積層體可進行模組化而較佳地使用。又,使用本發明之透過膜、積層體或氣體選擇性模組,可製成具有氣體之分離回收或分離精製功能之氣體分離裝置。作為具有氣體選擇性之模組,只要為具有氣體或液體之分離功能者,則並無限定,例如可列舉螺旋型、中空纖維型、摺疊型、管狀型(tube型)等。於本發明中,就加工性、生產性之觀點而言,較佳為螺旋型或中空纖維型。
[實施例]
以下,列舉實施例對本發明之最佳形態之一部分進行詳細說明,但本發明並不限定於該等實施例。再者,只要無特別說明,則「份」及「%」為質量基準。
(本發明之透過膜所使用之溶液(1)之製備)
將式(A-1)所表示之化合物25份、式(A-2)所表示之化合物25份、式(A-3)所表示之化合物10份、式(A-4)所表示之化合物40份、式(D-1)所表示之化合物3.0份、式(E-1)所表示之化合物0.1份及作為界面活性劑之MEGAFACE F-554(迪愛生股份有限公司製造)0.2份添加至丙二醇單甲醚乙酸酯300份中,使用具有攪拌翼之攪拌裝置,於攪拌速度為500rpm、溶液溫度為70℃之條件下攪拌1小時後,藉由0.2μm之膜濾器進行過濾而獲得溶液(1)。
(本發明之透過膜所使用之溶液(2)~(13)之製備)
與本發明之透過膜所使用之溶液(1)之製備同樣地,將表1所示之式(A-1)~式(A-7)、式(B-1)~式(B-7)、式(C-1)~式(C-2)所表示之化合物、式(D-1)、式(E-1)所表示之化合物及作為界面活性劑之式(F-1)~(F-2)所表示之化合物添加至式(H-1)~式(H-2)所示之有機溶劑中,使用具有攪拌翼之攪拌裝置,於攪拌速度為500rpm、溶液溫度為70℃之條件下攪拌1小時後,藉由0.2μm之膜濾器進行過濾,而獲得本發明之透過膜所使用之溶液(2)~(13)。
將本發明之溶液(1)~(13)之具體之組成示於表1。
Figure 105135033-A0202-12-0179-160
(比較用溶液(14)之製備)
使用具有攪拌翼之攪拌裝置,於攪拌速度為100rpm、溶液溫度為100℃之條件下將表2所示之化合物攪拌1小時後,藉由1μm之膜濾器進行過濾,而獲得比較用溶液(14)。
Figure 105135033-A0202-12-0180-161
Figure 105135033-A0202-12-0180-162
[化158]
Figure 105135033-A0202-12-0181-163
Figure 105135033-A0202-12-0181-164
Figure 105135033-A0202-12-0181-165
[化161]
Figure 105135033-A0202-12-0182-166
IRGACURE 907(D-1)
對甲氧基苯酚(E-1)
MEGAFACE F-554(F-1)
MEGAFACE F-556(F-2)
丙二醇單醚乙酸酯(簡稱:PGMEA)(H-1)
環戊酮(簡稱:CPN)(H-2)
Figure 105135033-A0202-12-0182-167
Figure 105135033-A0202-12-0182-168
Figure 105135033-A0202-12-0183-169
(積層體1之製作)
藉由模嘴塗佈機將用於製作本發明之透過膜之溶液(1)塗佈於沿相對於膜之MD方向為45°之角度進行摩擦之厚度80μm之作為基材之三乙醯纖維素(TAC)膜上後,於80℃乾燥2分鐘。然後,於室溫下放置2分鐘後,使用超高壓水銀燈於氮氣環境下以累計光量成為500mJ/cm2之方式照射UV光,而獲得含有於相對於膜之面沿水平方向進行單軸排列之狀態下進行聚合之聚合物之積層體1(圖1)。積層體1之透過膜之厚度係使用DEKTAK XT(Bruker Corporation製造)進行測定,結果為1.1μm。
(積層體2之製作)
藉由模嘴塗佈機將用於製作本發明之透過膜之溶液(2)塗佈於厚度80μm之作為基材之TAC膜上後,於80℃乾燥2分鐘。然後,於室溫下放置2分鐘後,使用超高壓水銀燈於氮氣環境下以累計光量成為500mJ/cm2之方式照射UV光,而獲得含有於相對於膜之面沿水平方向具有一定之週期性且具有長距離之秩序、並且相對於膜之面沿垂直方向不具有秩序或具有短距離而非長距離之秩序之狀態下進行聚合之聚合物之積層體2(圖6)。
(積層體3之製作)
將用以製作本發明之透過膜之溶液變更為溶液(3),除此以外,於與積層體1之製作方法相同之條件下,獲得含有於相對於膜之面沿水平方向 排列、且沿膜之厚度方向具有一定之週期性之螺旋結構之排列狀態下進行聚合之聚合物之積層體3(圖4)。
(積層體4之製作)
將用以製作本發明之透過膜之溶液變更為溶液(4),除此以外,於與積層體1之製作方法相同之條件下,獲得含有於僅相對於膜之一面(背面)沿水平方向進行單軸排列、且排列自膜之表面至膜之內部逐漸傾斜變化之狀態下進行聚合之聚合物之積層體4(圖3)。
(積層體5~積層體7之製作)
使用沿相對於膜之MD方向為45°之角度進行摩擦之厚度50μm之聚4-甲基-戊烯-1(TPX)膜作為基材,將用以製作本發明之透過膜之溶液分別變更為溶液(1)、溶液(5)~溶液(6),除此以外,於與積層體1之製作方法相同之條件下,分別獲得呈與積層體1同樣之排列狀態之積層體5~積層體7(圖1)。
(積層體8及積層體10之製作)
使用厚度50μm之聚4-甲基-戊烯-1(TPX)膜作為基材,將用以製作本發明之透過膜之溶液分別變更為溶液(2)、溶液(8),除此以外,於與積層體2之製作方法相同之條件下,分別獲得呈與積層體2同樣之排列狀態之積層體8及積層體10(圖6)。
(積層體9之製作)
使用厚度50μm之聚4-甲基-戊烯-1(TPX)膜作為基材,將用以製作本發明之透過膜之溶液變更為溶液(7),除此以外,於與積層體2之製作方法相同之條件下,獲得含有於相對於膜之面沿垂直方向進行單軸排列之 狀態下進行聚合之聚合物之積層體9(圖2)。
(積層體11、積層體12之製作)
使用沿相對於膜之MD方向為45°之角度進行摩擦之厚度50μm之聚4-甲基-戊烯-1(TPX)膜作為基材,將用以製作本發明之透過膜之溶液分別變更為溶液(3)、溶液(9),除此以外,於與積層體3之製作方法相同之條件下,分別獲得呈與積層體3同樣之排列狀態之積層體11、積層體12(圖4)。
(積層體13、積層體14之製作)
使用沿相對於膜之MD方向為45°之角度進行摩擦之厚度50μm之聚4-甲基-戊烯-1(TPX)膜作為基材,將用以製作本發明之透過膜之溶液分別變更為溶液(4)、溶液(10),除此以外,於與積層體4之製作方法相同之條件下,分別獲得呈與積層體4同樣之排列狀態之積層體13、積層體14(圖3)。
(積層體15之製作)
作為基材,變更為厚度30μm之聚丙烯(PP)膜,除此以外,於與積層體2之製作方法相同之條件下,獲得呈與積層體2同樣之排列狀態之積層體15(圖6)。
(積層體16之製作)
作為基材,變更為厚度40μm之聚乙烯(PE)膜,除此以外,於與積層體2之製作方法相同之條件下,獲得呈與積層體2同樣之排列狀態之積層體16(圖6)。
(積層體17~積層體19之製作)
使用厚度50μm之聚4-甲基-戊烯-1(TPX)膜作為基材,將用以製作本發明之透過膜之溶液分別變更為溶液(11)~溶液(13),除此以外,於與積層體2之製作方法相同之條件下,分別獲得呈與積層體2同樣之排列狀態之積層體17~積層體19(圖6)。
(積層體20之製作)
藉由敷料器將比較用溶液(14)塗佈於沿相對於膜之MD方向為45°之角度進行摩擦之厚度80μm之作為基材之TAC膜上,於室溫下放置5分鐘進行配向而製作積層體20。然而,透過膜層未固定於基材層上,無法獲得可測定之積層體。
<評價>
(氣體透過性之測定及分離性能之評價)
使用藉由上述方法所獲得之積層體,並且使用氣體透過率測定裝置(GTR-31A,GTR TEC公司製造),於壓力150kPa、溫度40℃之條件下測定各氣體之氣體透過性,而獲得各氣體之透過係數。
各氣體之透過通量可藉由所獲得之透過係數除以膜厚而獲得。繼而使用式(1),獲得實施例之透過膜之透過通量。又,透過膜之氣體分離性能可藉由求出各氣體之透過通量之比而獲得。
Q(透過膜)={Q(積層體)×Q(基材)}/{Q(基材)-Q(積層體)} 式(1)
(式中,Q表示各層之氣體透過通量)
按照各氣體將所獲得之透過膜之透過通量Q(透過膜)(單位:GPU)示於下述表3,將各氣體之分離性能示於下述表4~表6。
Figure 105135033-A0202-12-0187-170
Figure 105135033-A0202-12-0188-171
Figure 105135033-A0202-12-0189-172
Figure 105135033-A0202-12-0190-173
(本發明之透過膜所使用之溶液(20)~(24)之製備)
與本發明之透過膜所使用之溶液(1)之製備同樣地,將表7所示之式(A-2)、式(A-7)、式(B-1)、式(B-8)、式(B-9)、式(D-1)、式(E-1)所表示之化合物及作為界面活性劑之式(F-1)~(F-2)所表示之化合物、式(I-1)~式(I-3)所表示之化合物添加至式(H-2)所表示之有機溶劑中,使用具有攪拌翼之攪拌裝置,於攪拌速度為500rpm、溶液溫度為70℃之條件下攪拌1小時後,藉由0.2μm之膜濾器進行過濾,而獲得本發明之透過膜所使用之溶液(20)~(24)。
將本發明之溶液(20)~(24)之具體之組成示於表7。
Figure 105135033-A0202-12-0191-174
Figure 105135033-A0202-12-0191-175
Figure 105135033-A0202-12-0191-176
Figure 105135033-A0202-12-0192-177
(積層體21之製作)
使用於厚度50μm之聚4-甲基-戊烯-1(TPX)膜上積層矽烷偶合系垂直配向膜而成之膜作為基材,將用以製作本發明之透過膜之溶液分別變更為溶液(20)~(23),除此以外,於與積層體18之製作方法相同之條件下,獲得含有於相對於膜之面沿垂直方向進行單軸排列之狀態下進行聚合之聚合物之積層體21~24。
(積層體25之製作)
使用沿相對於膜之MD方向為45°之角度進行摩擦之厚度50μm之聚4-甲基-戊烯-1(TPX)膜作為基材,將用以製作本發明之透過膜之溶液變更為溶液(24),除此以外,於與積層體1之製作方法相同之條件下,分別獲得呈與積層體1同樣之排列狀態之積層體25。
<評價>
(氣體透過性之測定及分離性能之評價)
按照各氣體將所獲得之透過膜之透過通量Q(透過膜)(單位:GPU)示於下述表8,將各氣體之分離性能示於下述表8~表11。
Figure 105135033-A0202-12-0193-178
Figure 105135033-A0202-12-0193-179
Figure 105135033-A0202-12-0193-180
Figure 105135033-A0202-12-0193-181
根據上述表3~6及表8~11可知,本發明之氣體選擇透過膜具有較高之透過性,並且具有較高之氣體選擇性能。另一方面,比較例1所示之積層體20由於使用非聚合性化合物而非聚合性化合物,因此難以於膜狀態下保持,而無法獲得具有想要的性能之氣體選擇透過膜。
又,本發明之氣體選擇透過膜由於具有較高之氣體選擇性能,因此可與具有較高之氣體透過性能之基材積層而製成積層體,或可製成對所使用之基材賦予較高之氣體選擇性能之積層體,可用於各種氣體選擇用途或用作氣體選擇透過膜模組。

Claims (9)

  1. 一種透過膜,其含有使用至少2種以上之聚合性化合物而於光學上以單軸以上進行分子排列之聚合物且具有氣體選擇性,作為該聚合性化合物,使用1種以上之具有至少2個以上之聚合性基及3個以上環結構之硬鏈段,且以通式(1)表示之聚合性化合物,
    Figure 105135033-A0305-02-0197-1
    (式中,Sf1、Sf2分別獨立地表示單鍵或碳原子數1~18之伸烷基(鍵結於該伸烷基上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被鹵素原子、CN基、碳原子數1~8之烷基或具有聚合性官能基之碳原子數1~8之伸烷基取代,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可分別互相獨立地以氧原子互相不直接鍵結之形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、或-CH=CH-取代),於存在多個Sf1及Sf2之情形時分別可相同亦可不同,P1、P2分別獨立地表示選自下述式(P-1)~(P-16)、(P-18)~(P-20)中之聚合性基,
    Figure 105135033-A0305-02-0198-2
    (式中,Me表示甲基,Et表示乙基),於存在多個P1及P2之情形時分別可相同亦可不同,HD表示具有3個以上環結構之硬鏈段,n1、n2分別獨立地表示0~3之整數,n1+n2≧2,於n1或n2為0之情形時,HD具有末端基,末端基分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟硫烷基(pentafluorosulfuranyl)、氰基、硝基、異氰基、硫代異氰基或者1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、或-NH-CO-取代之碳原子數1至20之直鏈狀或支鏈狀烷基,該烷基中之任意氫原子可被取代為氟原子),且 除上述聚合性化合物以外,進而使用1種以上之具有1個聚合性基、2個以上環結構之硬鏈段的以下述通式(3)表示之化合物,P 31 -Sf 31 -HD 3 -Sf 32 (3)(式中,P31表示選自下述式(P-1)~(P-16)、(P-18)~(P-20)中之聚合性基,
    Figure 105135033-A0305-02-0199-3
    (式中,Me表示甲基,Et表示乙基),Sf31表示單鍵或碳原子數1~18之伸烷基(鍵結於該伸烷基上之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被鹵素原子、CN基、碳原子數1~8之烷基或具有聚合性官能基之碳原子數1~8之伸烷基取代,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可分別互相獨立地以 氧原子互相不直接鍵結之形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、或-CH=CH-取代),HD3表示具有2個以上環結構之硬鏈段,Sf32表示氫原子、鹵素原子、氰基、硝基、異三聚氰酸基、硫代異三聚氰酸基、碳原子數1~18之烷基、烷氧基、烷醯基、烷醯氧基、胺甲醯基、胺磺醯基、碳原子數2~8之烯基、烯氧基、烯醯基、烯醯氧基,上述基可經1個以上之鹵素原子或CN取代,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上之CH2基可分別互相獨立地以氧原子互相不直接鍵結之形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、或-COS-取代)。
  2. 如申請專利範圍第1項之透過膜,其中該聚合物之分子排列之長軸方向相對於膜之面為水平方向,或相對於膜之面為垂直方向。
  3. 如申請專利範圍第1項之透過膜,其中該聚合物之分子排列之長軸方向相對於膜之面為水平方向,且於膜之厚度方向上為螺旋狀。
  4. 如申請專利範圍第1項之透過膜,其中該聚合物之分子排列之長軸方向僅相對於膜之一面為水平方向。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之透過膜,其中該膜之膜厚為0.005μm以上~50μm以下。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之透過膜,其對氫氣、氦氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮氣、氧氣、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、硫化氫之任一種以上具有氣體選擇性。
  7. 一種積層體,係申請專利範圍第1至6項中任一項之透過膜積層於氣體透過性基材上而成。
  8. 如申請專利範圍第7項之積層體,其中該氣體透過性基材為選自聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙酸乙烯酯、聚二甲基矽氧烷、聚醯亞胺、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯中之平面膜、多孔膜、中空纖維膜之任一種。
  9. 一種氣體選擇性模組,使用有申請專利範圍第1至6項中任一項之透過膜或申請專利範圍第7或8項之積層體。
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