【実施例】
【0034】
次に実施例を挙げて、本発明を詳細に説明するが、本発明は何らこれら実施例に限定されるものではない。
【0035】
合成例1
2−ジエトキシホスフィニル−4,6−ジクロロ−s−トリアジン(DEPDT)の合成
攪拌子、温度計、側管付き滴下ロートを備えた三口フラスコ(500mL)にシアヌル酸クロリド(18.44g、0.10mol)およびジクロロメタン(140mL)を入れ、窒素雰囲気下で完全に溶解させた。ジクロロメタン(40mL)に溶解させた亜リン酸トリエチル(16.62g、0.10mol)を側管付き滴下ロート(200mL)に入れ、上記の三口フラスコへ反応温度−5〜0℃を保ちながら30分かけゆっくり滴下した。滴下終了後、その温度を保ちながら3時間攪拌しながら反応させた。
反応終了後、反応溶液を蒸留水で分液し、有機層をナスフラスコ(300mL)へ移した後、エバポレータで濃縮した。
濃縮した反応溶液をろ過し、ナスフラスコ(100mL)へ移し、減圧蒸留器具により、65℃/0.15Torrで、未反応のシアヌル酸クロリドを昇華させて取り除いた。
その後、新たな減圧蒸留器具を用いて、98℃/0.15Torrで減圧蒸留した。無色透明の液体として、DEPDT(10.01g、収率35.0%)を得た。
【0036】
1H-NMR [400 MHz, CDCl
3-d
1, TMS, ppm] :
δ=1.44 (t, 6H, CH
3), 4.40 (q, 4H, CH
2).
13C-NMR [101 MHz, CDCl
3-d
1, TMS, ppm] :
δ=16.4, 65.4, 172.4, 172.6, 174.0, 176.7.
FT-IR [KBr (cm
-1)] :
2980 (C-H), 1500 (C=N), 1250 (P=O), 1000 (O-CH
2), 840 (P-O).
元素分析
Calcd. for C
7H
10Cl
2N
3O
3P
Calcd. C:29.39, H:3.52, N:14.69(%)
Found. C:28.90, H:3.54, N:14.43(%)
【0037】
実施例1
リン含有重合体Poly(DEPDT−BisA)の合成
ナス型フラスコ(100mL)にビスフェノールA(0.285g、1.25mmol)およびNaOH溶液(1M、2.5mL)を順に加えて攪拌し、完全に溶解させた。次に、相間移動触媒として、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTMAB)(0.139g、0.38mmol、30mol%)を加えた。
スクリュー栓付きサンプル瓶に、合成例1で得た2−ジエトキシホスフィニル−4,6−ジクロロ−s−トリアジン(DEPDT)(0.358g、1.25mmol)を入れ、有機溶媒(2.0mL)を加えて溶解させた。この溶液を上記のナス形フラスコに素早く加え、そのサンプル瓶をさらに有機溶媒(0.5mL)で洗浄し、ナス形フラスコに加えた。ナス形フラスコに平栓をして、所定の温度で24時間激しく攪拌した。
ビーカー(500mL)に蒸留水(400mL)と酢酸(100mL)を入れ、重合溶液を投入してポリマーを析出させた。30分間攪拌した後、吸引濾過をし、シャーレに移して80℃で12時間減圧乾燥し、白色ポリマーを得た。
乾燥させたポリマーを少量のアセトンに溶解させ、この溶液をひだ折濾紙を通して、攪拌させながら蒸留水(400mL)中に滴下することにより再沈殿させた。得られたポリマーを吸引濾過してシャーレに移し80℃で12時間減圧乾燥し、Poly(DEPDT−BisA)〔R
1=R
2=Et、X=O〕を得た。
【0038】
1H-NMR [400 MHz, DMSO-d
6, ppm] :
δ=1.19 (t, 6H, CH
3), 1.63 (s, 6H, CH
3), 4.21 (m, 4H, CH
2), 7.10 (d, 4H, 芳香環), 7.28 (d, 4H, 芳香環).
13C-NMR [101 MHz, DMSO-d
6, ppm] :
δ=16.0, 30.5, 42.1, 64.1, 121.0, 127.7, 147.9, 149.2, 171.6, 171.8, 173.9, 176.5.
FT-IR [KBr (cm
-1)]:
3020 (芳香環C-H), 2980 (CH
2, CH
3), 1600 (C=C), 1500 (C=N), 1350 (C-O), 1250 (P=O), 1200 (O-C), 1000 (O-CH
2), 840 (P-O).
【0039】
表1に、有機溶媒を変化させた場合の結果を示す。また、表2に有機溶媒をクロロホルムに固定し、反応温度を変化させた場合の結果を示す。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】
試験例1
(1)リン含有重合体の溶解性
ポリマーの溶解性試験の結果を表3示した。得られたポリマーはDMAcやTHF、クロロホルムなど極性溶媒へ溶解したことから、高い溶解性を有していることがわかった。このリン含有ポリマーはTHFに溶解させ、キャスト法により容易にフィルムを作成することができた。
【0043】
【表3】
【0044】
(2)リン含有重合体の熱特性
高分子の熱特性は物理的耐熱性と化学的耐熱性に起因している。物理的耐熱性を示すガラス転移温度は、分子屈曲性や対称性が関係している。一方、化学的耐熱性を示す熱分解温度は骨格構造の結合解離エネルギーに関係している。そこで、ポリマーの熱的性質としてガラス転移温度および熱分解温度について評価した。
表4には、得られたリン含有重合体の熱特性を示した。ガラス転移温度は125℃、空気中での5%重量減少温度は261℃であった。これは、早い段階で、炭化形成が促進するようホスホン酸エステル基が脱離したことに起因すると考えられる。また、
図1には、TG曲線を示した。空気中での700℃における炭化収率はリンを全く含まないポリシアヌレートであるPoly(AnTD−BisA)では0%であるのに対し、Poly(DEPDT−BisA)は22%と高い値を示した。これは、リンがトリアジン骨格とビスフェノールAの炭化皮膜の形成を促進させたためであると考えられる。
【0045】
【表4】
【0046】
(3)リン含有重合体の光学特性
リン含有ポリマーの透明性評価は、紫外−可視領域(200〜800nm)におけるUV−Vis測定によって行った。真に実用を考えた場合、光学材料にとって、透明性は特に重要なものとなってくる。
表5に、リン含有重合体をTHFに溶解させてキャストし、作成したフィルムのUV−Visスペクトルの測定結果を示した。カットオフ波長は308nm、80%の時点で348nmとなることから、リン含有ポリマーはポリマーとしての透明性が十分であることが示された。
【0047】
【表5】
【0048】
実施例2
(1)ポリカーボネート/リン含有重合体ブレンドフィルムの作製
ポリカーボネート(PC)と本発明のリン含有重合体Poly(DEPDT−BisA)10wt%を塩化メチレンに溶解させ、キャストしフィルムを作成した。この時の膜厚は33μmとなった。
【0049】
【化5】
【0050】
(2)ポリカーボネート/リン含有重合体ブレンドフィルムの性質
(a)フィルムの熱特性
表6に、単体のPoly(DEPDT−BisA)と単体のPC、そしてPoly(DEPDT−BisA)/PCのブレンドフィルムの熱特性について示した。PC単体では、600℃ですでに炭化収率が0%に達しているが、Poly(DEPDT−BisA)/PCのブレンドフィルムにおいては、700℃において10%もの炭化収率の向上が見られた。これは、Poly(DEPDT−BisA)のホスホン酸エステル基が早い段階で炭化することで、BisAだけでなく、PCの炭化をも促進させたために、大幅な炭化収率が見られたと考えられる。また、Poly(DEPDT−BisA)/PCのブレンドフィルムのガラス転移温度が137℃の一点のみしか現れなかったことから、Poly(DEPDT−BisA)とPCの良好な相溶性が確認できた。
【0051】
【表6】
【0052】
(b)フィルムの光学特性
表7に、単体のPoly(DEPDT−BisA)と単体のPC、そしてPoly(DEPDT−BisA)/PCのブレンドフィルムのUV−Visスペクトルの測定結果を示した。単体PCと比べ、Poly(DEPDT−BisA)/PCのブレンドフィルムのカットオフ波長、80%透過率がほぼ変わらない値となり、Poly(DEPDT−BisA)/PCのブレンドフィルムは高い透明性を有していた。
【0053】
【表7】