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特開2024-86421複合ポリマー材料及びその製造方法並びに光学材料
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024086421
(43)【公開日】2024-06-27
(54)【発明の名称】複合ポリマー材料及びその製造方法並びに光学材料
(51)【国際特許分類】
   C08L 83/04 20060101AFI20240620BHJP
   C08L 101/00 20060101ALI20240620BHJP
【FI】
C08L83/04
C08L101/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022201533
(22)【出願日】2022-12-16
(71)【出願人】
【識別番号】504176911
【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学
(71)【出願人】
【識別番号】000002060
【氏名又は名称】信越化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼島 義徳
(72)【発明者】
【氏名】朴 峻秀
(72)【発明者】
【氏名】以倉 崚平
(72)【発明者】
【氏名】中川 秀夫
(72)【発明者】
【氏名】五十嵐 実
(72)【発明者】
【氏名】加藤 野歩
(72)【発明者】
【氏名】亀井 正直
(72)【発明者】
【氏名】小倉 健太郎
【テーマコード(参考)】
4J002
【Fターム(参考)】
4J002AA00X
4J002BG03X
4J002CF00X
4J002CG00X
4J002CK02X
4J002CL00X
4J002CP03W
4J002GB00
4J002GH00
(57)【要約】
【課題】力学特性に優れる新規な複合ポリマー材料及びその製造方法並びに複合ポリマー材料を含む光学材料を提供する。
【解決手段】本発明の複合ポリマー材料は、ポリシロキサン骨格を主鎖として有するシリコーン系ポリマーSと、ポリシロキサン骨格以外の骨格を主鎖として有するポリマーPとが架橋されてなる架橋ポリマーを含み、前記シリコーン系ポリマーSと、前記ポリマーPとの間には、ホスト基及びゲスト基に基づくホスト-ゲスト相互作用が形成されており、前記ホスト基は、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体から1個の水素原子又は水酸基が除された1価の基である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリシロキサン骨格を主鎖として有するシリコーン系ポリマーSと、ポリシロキサン骨格以外の骨格を主鎖として有するポリマーPとが架橋されてなる架橋ポリマーを含み、
前記シリコーン系ポリマーSと、前記ポリマーPとの間には、ホスト基及びゲスト基に基づくホスト-ゲスト相互作用が形成されており、
前記ホスト基は、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体から1個の水素原子又は水酸基が除された1価の基である、複合ポリマー材料。
【請求項2】
前記ホスト-ゲスト相互作用は、シリコーン系ポリマーSの側鎖と前記ポリマーPの側鎖との間に形成されている、請求項1に記載の複合ポリマー材料。
【請求項3】
前記ホスト-ゲスト相互作用は、シリコーン系ポリマーSの側鎖と前記ポリマーPの末端との間に形成されている、請求項1に記載の複合ポリマー材料。
【請求項4】
前記ポリマーPは、ビニル系ポリマーである、請求項2に記載の複合ポリマー材料。
【請求項5】
前記ポリマーPは、重付加系ポリマー及び重縮合系ポリマーからなる群より選ばれる1種以上である、請求項3に記載の複合ポリマー材料。
【請求項6】
前記シリコーン系ポリマーSが少なくとも1個の前記ホスト基を有し、前記ポリマーPが少なくとも1個の前記ゲスト基を有する、請求項1に記載の複合ポリマー材料。
【請求項7】
前記シリコーン系ポリマーSと、前記ポリマーPとの間に水素結合が更に形成されている、請求項1に記載の複合ポリマー材料。
【請求項8】
請求項1~7のいずれか1項に記載の複合ポリマー材料を含有する、光学材料。
【請求項9】
請求項1~7のいずれか1項に記載の複合ポリマー材料の製造方法であって、
前記シリコーン系ポリマーSの存在下でポリマーPを合成することにより前記架橋ポリマーを形成させる工程を具備する、複合ポリマー材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複合ポリマー材料及びその製造方法並びに光学材料に関する。
【背景技術】
【0002】
シロキサン結合(Si-O結合)を主骨格に有するシリコーン系ポリマー(ポリシロキサン)は、有機高分子にはない特有の性質を有することが知られており、様々な分野で利用されている。シロキサン結合は、一般の有機高分子に存在する炭素-炭素あるいは炭素-酸素結合よりも強い結合力をもち、化学的に安定な性質を有することから、シロキサン結合を繰り返し有して形成されるポリシロキサンは、例えば、優れた耐熱性及び耐候性を備える。また、ポリシロキサンは、無機性のシロキサン結合が内側、有機性の側鎖置換基が外側に配置されたらせん構造を形成することができるので、柔軟かつ撥水性を有し、生体毒性も低い。従って、ポリシロキサンは、医用器具、ゴム、塗料、保護フィルム等の各種用途において、利用価値が高い材料である。
【0003】
近年では、ポリシロキサンをベースとするような材料に対して、さらに機能性を付与することが行われている。例えば、非特許文献1には、ポリシロキサン骨格中に水素結合可能な官能基を導入し、かかる官能基の水素結合を通じて自己修復性を発揮させる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】Adv.Mater.2018,30,1706846
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
最近ではポリシロキサンを様々な用途に適用すべく、更なる機能をポリシロキサンに付加させることが強く望まれている。特にポリシロキサンに代表されるシリコーン材料は、汎用樹脂とは異なる特性を示すので、種々の分野に応用されることが期待されている。従って、新規シリコーン材料を創生することが産業界からも強く求められており、例えば、シリコーン系ポリマーを含み、力学特性に優れた新規な複合ポリマー材料の利用価値は極めて高いといえる。
【0006】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、力学特性に優れる新規な複合ポリマー材料及びその製造方法並びに複合ポリマー材料を含む光学材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のポリシロキサン骨格を主鎖として有するシリコーン系ポリマーと、特定のポリシロキサン骨格以外の骨格を主鎖として有するポリマーPとの架橋ポリマーにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち、本発明は、例えば、以下の項に記載の主題を包含する。
項1
ポリシロキサン骨格を主鎖として有するシリコーン系ポリマーSと、ポリシロキサン骨格以外の骨格を主鎖として有するポリマーPとが架橋されてなる架橋ポリマーを含み、
前記シリコーン系ポリマーSと、前記ポリマーPとの間には、ホスト基及びゲスト基に基づくホスト-ゲスト相互作用が形成されており、
前記ホスト基は、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体から1個の水素原子又は水酸基が除された1価の基である、複合ポリマー材料。
項2
前記ホスト-ゲスト相互作用は、シリコーン系ポリマーSの側鎖と前記ポリマーPの側鎖との間に形成されている、項1に記載の複合ポリマー材料。
項3
前記ホスト-ゲスト相互作用は、シリコーン系ポリマーSの側鎖と前記ポリマーPの末端との間に形成されている、項1に記載の複合ポリマー材料。
項4
前記ポリマーPは、ビニル系ポリマーである、項2に記載の複合ポリマー材料。
項5
前記ポリマーPは、重付加系ポリマー及び重縮合系ポリマーからなる群より選ばれる1種以上である、項3に記載の複合ポリマー材料。
項6
前記シリコーン系ポリマーSが少なくとも1個の前記ホスト基を有し、前記ポリマーPが少なくとも1個の前記ゲスト基を有する、項1~5のいずれか1項に記載の複合ポリマー材料。
項7
前記シリコーン系ポリマーSと、前記ポリマーPとの間に水素結合が更に形成されている、項1~6のいずれか1項に記載の複合ポリマー材料。
項8
項1~7のいずれか1項に記載の複合ポリマー材料を含有する、光学材料。
項9
項1~7のいずれか1項に記載の複合ポリマー材料の製造方法であって、
前記シリコーン系ポリマーSの存在下でポリマーPを合成することにより前記架橋ポリマーを形成させる工程を具備する、複合ポリマー材料の製造方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明の複合ポリマー材料は、力学特性に優れるものである。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】シリコーン系ポリマーSの側鎖と前記ポリマーPの側鎖との間にホスト-ゲスト相互作用が形成されてなる架橋ポリマーの模式的図である。
図2】シリコーン系ポリマーSの側鎖と前記ポリマーPの両末端との間にホスト-ゲスト相互作用が形成されてなる架橋ポリマーを模式図である。
図3】実施例1-1で得たシリコーン系ポリマーShの反応スキーム及びシリコーン系ポリマーShとポリマーPgとの架橋ポリマーの反応スキームである。
図4】各実施例で得られた架橋ポリマーの引張試験の結果であって、(a)は応力-ひずみ曲線、(b)はヤング率とタフネスの相関を示すグラフである。
図5】各実施例で得られた架橋ポリマーの引張試験の結果であって、(a)は応力-ひずみ曲線、(b)はヤング率とタフネスの相関を示すグラフである。
図6】各実施例で得られた架橋ポリマーの自己修復性能の評価結果であって、(a)は、「24時間室温で静置」させた試験片の引張試験の応力-ひずみ曲線、(b)は、「12時間70℃で静置」させた試験片の引張試験の応力-ひずみ曲線、(c)は修復率(%)の結果である。
図7】各実施例で得られた架橋ポリマーの引張試験の結果であって、(a)は応力-ひずみ曲線、(b)はヤング率とタフネスの相関を示すグラフである。
図8】各実施例で得られた架橋ポリマーの自己修復性能の評価結果であって、(a)は、試験片の引張試験の応力-ひずみ曲線、(b)は、修復率(%)の結果である。
図9】各実施例で得られた架橋ポリマーの引張試験の結果であって、(a)は応力-ひずみ曲線、(b)はヤング率とタフネスの相関を示すグラフである。
図10】各実施例で得られた架橋ポリマーの自己修復性能の評価結果であって、(a)は、「24時間室温で静置」させた試験片の引張試験の応力-ひずみ曲線、(b)は、「12時間70℃で静置」させた試験片の引張試験の応力-ひずみ曲線、(c)は修復率(%)の結果である。
図11】実施例6-1で得た架橋ポリマーの反応スキームである。
図12】各実施例で得られた架橋ポリマーの引張試験の結果であって、(a)は応力-ひずみ曲線、(b)はヤング率とタフネスの相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書中において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。
【0012】
1.複合ポリマー材料
本発明の複合ポリマー材料は、ポリシロキサン骨格を主鎖として有するシリコーン系ポリマーSと、ポリシロキサン骨格以外の骨格を主鎖として有するポリマーPとが架橋されてなる架橋ポリマーを含み、前記シリコーン系ポリマーSと、前記ポリマーPとの間には、ホスト基及びゲスト基に基づくホスト-ゲスト相互作用が形成されている。前記ホスト基は、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体から1個の水素原子又は水酸基が除された1価の基である。
【0013】
ここで、「ホスト基及びゲスト基に基づくホスト-ゲスト相互作用」は、例えば、ホスト基及びゲスト基が包接錯体を形成していることを意味することができる。斯かる包接錯体は、1個のホスト基の環内に1個のゲスト基が包接されてなる錯体である。以下、ホスト基及びゲスト基について詳述する。
【0014】
ホスト基は、前述のように、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体から1個の水素原子又は水酸基が除された基である。ホスト基は、シクロデキストリン誘導体から1個の水素原子又は水酸基が除された基であることが好ましい。ホスト基は1価の基に限定されるものではなく、例えば、ホスト基は2価の基であってもよい。
【0015】
前記シクロデキストリン誘導体とは、例えば、シクロデキストリンが有する水酸基のうちの少なくとも1個の水酸基において、その水素原子が疎水基で置換された構造を有することが好ましい。つまり、シクロデキストリン誘導体とは、シクロデキストリン分子が疎水性を有する他の有機基で置換された構造を有する分子をいう。ただし、シクロデキストリン誘導体は、少なくとも一つの水素原子又は少なくとも一つの水酸基を有し、好ましくは少なくとも一つの水酸基を有する。
【0016】
前記疎水基は、炭化水素基、アシル基及び-CONHR(Rはメチル基又はエチル基)からなる群より選ばれる少なくとも1種の基で置換された構造を有することが好ましい。以下、本明細書において、前述の「炭化水素基、アシル基及び-CONHR(Rはメチル基又はエチル基)からなる群より選ばれる少なくとも1種の基」を便宜上、「炭化水素基等」と表記することがある。
【0017】
ここで、念のための注記に過ぎないが、本明細書でのシクロデキストリンなる表記は、α-シクロデキストリン、β-シクロデキストリン及びγ-シクロデキストリンからなる群より選ばれる少なくとも1種を意味する。従って、シクロデキストリン誘導体は、α-シクロデキストリン誘導体、β-シクロデキストリン誘導体及びγ-シクロデキストリン誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種である。
【0018】
ホスト基は、シクロデキストリン誘導体から1個の水素原子又は水酸基が除された1価以上の基であるが、シクロデキストリン誘導体において除される水素原子又は水酸基は、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体のどの部位であってもよい。
【0019】
ここで、シクロデキストリン1分子が有する水酸基の全個数をNとした場合、α-シクロデキストリンはN=18、β-シクロデキストリンはN=21、γ-シクロデキストリンはN=24である。
【0020】
仮に、ホスト基がシクロデキストリン誘導体から1個の「水酸基」が除された1価の基である場合は、シクロデキストリン誘導体は、シクロデキストリン1分子あたり最大N-1個の水酸基の水素原子が炭化水素基等で置換されて形成される。他方、ホスト基がシクロデキストリン誘導体から1個の「水素原子」が除された1価の基である場合は、シクロデキストリン誘導体は、シクロデキストリン1分子あたり最大N個の水酸基の水素原子が炭化水素基等で置換され得る。
【0021】
前記ホスト基は、シクロデキストリン1分子中に存在する全水酸基数のうちの70%以上の水酸基の水素原子が前記炭化水素基等で置換された構造を有することが好ましい。前記ホスト基は、シクロデキストリン1分子中に存在する全水酸基数のうちの80%以上の水酸基の水素原子が前記炭化水素基等で置換されていることがより好ましく、全水酸基数のうちの90%以上の水酸基の水素原子が前記炭化水素基等で置換されていることが特に好ましい。
【0022】
前記ホスト基は、α-シクロデキストリン1分子中に存在する全水酸基のうちの13個以上の水酸基の水素原子が前記炭化水素基等で置換された構造を有することが好ましい。前記ホスト基は、α-シクロデキストリン1分子中に存在する全水酸基のうちの15個以上の水酸基の水素原子が前記炭化水素基等で置換されていることがより好ましく、全水酸基のうちの17個の水酸基の水素原子が前記炭化水素基等で置換されていることが特に好ましい。
【0023】
前記ホスト基は、β-シクロデキストリン1分子中に存在する全水酸基のうちの15個以上の水酸基の水素原子が前記炭化水素基等で置換された構造を有することが好ましい。前記ホスト基は、β-シクロデキストリン1分子中に存在する全水酸基のうちの17個以上の水酸基の水素原子が前記炭化水素基等で置換されていることがより好ましく、全水酸基のうちの19個以上の水酸基の水素原子が前記炭化水素基等で置換されていることが特に好ましい。
【0024】
前記ホスト基は、γ-シクロデキストリン1分子中に存在する全水酸基のうちの17個以上の水酸基の水素原子が前記炭化水素基等で置換された構造を有することが好ましい。前記ホスト基は、γ-シクロデキストリン1分子中に存在する全水酸基のうちの19個以上の水酸基の水素原子が前記炭化水素基等で置換されていることがより好ましく、全水酸基のうちの21個以上の水酸基の水素原子が前記炭化水素基等で置換されていることが特に好ましい。
【0025】
シクロデキストリン誘導体において、前記炭化水素基の種類は特に限定されない。前記炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基を挙げることができる。
【0026】
前記炭化水素基の炭素数の数は特に限定されず、例えば、炭化水素基の炭素数は1~4個であることが好ましい。
【0027】
炭素数が1~4個である炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、ブチル基を挙げることができる。炭化水素基がプロピル基及びブチル基である場合は、直鎖状及び分岐鎖状のいずれであってもよい。
【0028】
シクロデキストリン誘導体において、アシル基は、アセチル基、プロピオニル、ホルミル基等を例示することができる。ホスト-ゲスト相互作用を形成しやすく、又は、ホスト基環内を他の高分子鎖が貫通しやすいという点で、また、靭性及び強度に優れる靭性及び強度に優れる複合ポリマー材料を得やすいという点で、アシル基は、アセチル基であることが好ましい。
【0029】
シクロデキストリン誘導体において、-CONHR(Rはメチル基又はエチル基)は、メチルカルバメート基又はエチルカルバメート基である。ホスト-ゲスト相互作用を形成しやすく、又は、ホスト基環内を他の高分子鎖が貫通しやすいという点で、また、靭性及び強度に優れる靭性及び強度に優れる複合ポリマー材料を得やすいという点で、-CONHRは、エチルカルバメート基であることが好ましい。
【0030】
シクロデキストリン誘導体において、炭化水素基等は、炭素数1~4のアルキル基又はアシル基が好ましく、メチル基及びアシル基が好ましく、メチル基、アセチル基、プロピオニル基がさらに好ましく、メチル基及びアセチル基が特に好ましい。
【0031】
ゲスト基は、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体に包接可能である基を意味する。即ち、ゲスト基は、前記ホスト基と包接錯体を形成することができる基である限り、その種類は限定されない。ゲスト基は1価の基に限定されるものではなく、例えば、ゲスト基は2価の基であってもよい。
【0032】
ゲスト基としては、炭素数3~30の直鎖又は分岐状の炭化水素基、シクロアルキル基、ヘテロアリール基及び有機金属錯体等が挙げられ、これらは一以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、前述の置換基と同様であり、例えば、ハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素、臭素等)、水酸基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、保護されていてもよい水酸基等を挙げることができる。
【0033】
より具体的なゲスト基としては、炭素数4~18の鎖状又は環状のアルキル基、多環芳香族炭化水素に由来する基が挙げられる。炭素数4~18の鎖状のアルキル基は直鎖及び分岐のいずれでもよい。環状のアルキル基は、かご型の構造であってもよい。多環芳香族炭化水素としては、例えば、少なくとも2個以上の芳香族環で形成されるπ共役系化合物が挙げられ、具体的には、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ベンゾピレン、クリセン、ピレン、トリフェニレン等を挙げることができる。
【0034】
ゲスト基は、その他、例えば、アルコール誘導体;アリール化合物;カルボン酸誘導体;アミノ誘導体;環状アルキル基又はフェニル基を有するアゾベンゼン誘導体;桂皮酸誘導体;芳香族化合物及びそのアルコール誘導体;アミン誘導体;フェロセン誘導体;アゾベンゼン;ナフタレン誘導体;アントラセン誘導体;ピレン誘導体:ペリレン誘導体;フラーレン等の炭素原子で構成されるクラスター類;ダンシル化合物の群から選ばれる少なくとも1種が例示されるゲスト分子から一個の原子(例えば、水素原子)が除されて形成される1価の基を挙げることもできる。
【0035】
ゲスト基のさらなる具体例としては、t-ブチル基、n-オクチル基、n-ドデシル基、イソボルニル基、アダマンチル基、ピレン由来の基及びこれらに前記置換基が結合した基を挙げることができる。
【0036】
以下、シリコーン系ポリマーS及びポリマーPについて詳述する。
【0037】
(シリコーン系ポリマーS)
シリコーン系ポリマーSは、ポリシロキサン骨格を主鎖として有する高分子化合物である。シリコーン系ポリマーSは、分子中に前記ホスト基及び前記ゲスト基のいずれか一方を有することができ、好ましくは、いずれか一方のみを有することである。
【0038】
例えば、シリコーン系ポリマーSは、側鎖に少なくとも1個のホスト基を有することができ、あるいは、側鎖に少なくとも1個のゲスト基を有することができる。以下、前記ホスト基を有するシリコーン系ポリマーSを「シリコーン系ポリマーSh」と表記し、前記ゲスト基を有するシリコーン系ポリマーSを「シリコーン系ポリマーSg」と表記する。
【0039】
<シリコーン系ポリマーSh>
シリコーン系ポリマーShは、ポリシロキサン骨格を主鎖とし、前記ホスト基を少なくとも1個有する。シリコーン系ポリマーShにおいて、ホスト基は、例えば、ポリシロキサン骨格の側鎖に共有結合により結合し得る。シリコーン系ポリマーShは、その構造単位中に、ホスト基を有するシロキサン単位を含み得る。斯かるホスト基を有するシロキサン単位は、主鎖にシロキサン結合を有し、側鎖にホスト基が直接又は間接的に共有結合した構造を有する構造単位である。
【0040】
ホスト基を有するシロキサン単位は、シロキサン結合とホストと基を有する限り、その構造は特に限定されない。例えば、ホスト基を有するシロキサン単位として、下記一般式(1.1)で表される構造単位を挙げることができる。
【0041】
【化1】
【0042】
式(1.1)において、Rは前記ホスト基を示す。Rは水酸基、チオール基、1個以上の置換基を有していてもよいアルコキシ基、1個以上の置換基を有していてもよいチオアルコキシ基、1個以上の置換基を有していてもよいアルキル基、1個の置換基を有していてもよいアミノ基、1個の置換基を有していてもよいアミド基、アルデヒド基及びカルボキシル基からなる群より選択される1価の基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基を示す。Rは、置換基で置換されていてもよい炭素数1から10の直鎖又は分岐のアルキル基、もしくは置換基で置換されていてもよい炭素数6から20のアリール基を示し、Rはヘテロ原子が介在していてもよいアルキレン基を示す。
【0043】
あるいは、ホスト基を有するシロキサン単位は、下記一般式(1.2)で表される構造単位であってもよい。
【0044】
【化2】
【0045】
式(1.2)において、R、R、R及びRは前記式(1.1)におけるR、R、R及びRと同義である。
【0046】
式(1.1)及び式(1.2)において、Rは、炭素数が1から4のアルキル基であることが好ましく、炭素数が1又は2のアルキル基が特に好ましい。具体的にはアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基等が挙げられ、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基であることが好ましく、メチル基が特に好ましい。
【0047】
が置換基を有する場合、斯かる置換基としては、水酸基、アルコキシ基、エステル基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、カルボキシル基、アリール基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)等が挙げられる。
【0048】
式(1.1)及び式(1.2)において、R中の置換基は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、ニトロ基、スルホ基、カルボニル基、アリール基、シアノ基等を挙げることができる。
【0049】
式(1.1)及び式(1.2)において、Rが1個の置換基を有していてもよいアミノ基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基であれば、アミノ基の窒素原子がRと結合し得る。
【0050】
式(1.1)及び式(1.2)において、Rが1個の置換基を有していてもよいアミド基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基であれば、アミド基の炭素原子がRと結合し得る。
【0051】
式(1.1)及び式(1.2)において、Rがアルデヒド基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基であれば、アルデヒド基の炭素原子がRと結合し得る。
【0052】
式(1.1)及び式(1.2)において、Rがカルボキシル基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基である場合、カルボキシル基の炭素原子がRと結合し得る。
【0053】
式(1.1)及び式(1.2)において、Rはヘテロ原子が介在していてもよいアルキレン基である。アルキレン基の炭素数は特に限定されず、例えば、炭素数1~10とすることができる。Rにおいて、アルキレンの炭素数は1~8が好ましく、2~6がより好ましい。
【0054】
は、ヘテロ原子が介在したアルキレン基であってもよい。この場合、Rとしては、チオエーテル結合を有するアルキレン基が挙げられ、例えば、-(CHm1-S-(CHm2-結合が例示される。ここで、m1及びm2は同一又は異なって1~10の数であり、好ましくは1~8、より好ましくは1~5である。
【0055】
が、硫黄原子が介在したアルキレン基である場合、シリコーン系高分子化合物は、ポリシロキサン骨格内のSiと前記ホスト基との間にチオエーテル結合を有するものとなる。
【0056】
シリコーン系ポリマーShは、その構造単位中に、ホスト基を有するシロキサン単位以外に他のシロキサン単位を有することができる。他のシロキサン単位として、例えば、下記式(3.1)で表される構成単位を含有することができる。
【0057】
【化3】
【0058】
式(3.1)中、R及びRは同一又は異なって、水素、置換基で置換されていてもよい炭素数1から10の直鎖又は分岐のアルキル基、もしくは置換基で置換されていてもよい炭素数6から20のアリール基を示す。
【0059】
式(3.1)において、炭素数1から10の直鎖又は分岐のアルキル基は、炭素数が1から4が好ましく、1又は2が特に好ましい。具体的にはアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基等が挙げられる。
【0060】
式(3.1)において、炭素数1から10の直鎖又は分岐のアルキル基が置換基で置換されている場合、置換基の数は1又は2以上とすることができる。この場合の置換基としては、例えば、水酸基、アルコキシ基、エステル基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、カルボキシル基、アリール基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)等が挙げられる。
【0061】
式(3.1)において、炭素数6から20のアリール基は、例えば、フェニル基、ナフチル基、テトラヒドロナフチル基等が挙げられる。アリール基が置換基で置換されている場合、置換基の数は1又は2以上とすることができる。この場合の置換基としては、例えば、水酸基、アルコキシ基、エステル基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、カルボキシル基、アリール基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)等が挙げられる。
【0062】
式(3.1)において、R及びRは同一とすることができ、あるいは、異なっていてもよい。式(3.1)において、R及びRはいずれも、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基であることが好ましく、メチル基が特に好ましい。R及びRはいずれもメチル基である場合、ポリシロキサン骨格はポリジメチルシロキサンを含む。
【0063】
シリコーン系ポリマーShは、その構造単位中に、前記式(3.1)で表される構成単位と共に、あるいは、前記式(3.1)で表される構成単位に替えて、下記式(3.2)で表される構成単位を含有することができる。
【0064】
【化4】
【0065】
式(3.2)中、Rは水素、置換基で置換されていてもよい炭素数1から10の直鎖又は分岐のアルキル基、もしくは置換基で置換されていてもよい炭素数6から20のアリール基を示す。式(3.2)中、Rは、はヘテロ原子が介在していてもよいアルキレン基を示す。Aは水素、チオール基、水酸基又はアミノ基を示す。
【0066】
式(3.2)において、Rは、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基であることが好ましく、メチル基が特に好ましい。
【0067】
式(3.2)において、Rはヘテロ原子が介在していてもよいアルキレン基である。アルキレン基の炭素数は特に限定されず、例えば、炭素数1~10とすることができる。Rにおいて、アルキレンの炭素数は1~8が好ましく、2~6がより好ましい。
【0068】
は、ヘテロ原子が介在したアルキレン基であってもよい。この場合、Rとしては、チオエーテル結合を有するアルキレン基が挙げられ、例えば、-(CHm1-S-(CHm2-結合が例示される。ここで、m1及びm2は同一又は異なっては1~10の数であり、好ましくは1~8、より好ましくは1~5である。
【0069】
シリコーン系ポリマーShは、前記式(3.1)で表される構成単位と共に前記式(3.2)で表される構成単位を含む場合、複合ポリマー材料の力学特性、特にヤング率及びタフネスの双方が向上しやすく、さらには、透明性も向上しやすい。この場合において、式(3.2)で表される構成単位のRが、ヘテロ原子が介在したアルキレン基である場合、複合ポリマー材料はヤング率及びタフネスの双方がさらに向上し、透明性も特に向上しやすい。
【0070】
シリコーン系ポリマーShが前記式(3.2)で表される構成単位を含む場合において、Aがチオール基である場合、シリコーン系ポリマーSh中の前記チオール基の一部または全部が炭化水素基で保護されていてもよい(すなわちチオール基の水素が他の基で置換されていてもよい)。この場合、複合ポリマー材料の力学特性がさらに向上する。炭化水素基としては、炭素数1~10のアルキル基、アルケニル基等を挙げることができ、好ましくは炭素数3~8のアルキル基である。
【0071】
シリコーン系ポリマーShの一態様としては、前記ホスト基を有するシロキサン単位と、前記他のシロキサン単位とを有する。この具体例として、前記式(1.1)で表される構造単位及び/又は前記式(1.2)で表される構造単位と、必要に応じて前記式(3.1)で表される構造単位及び前記式(3.2)で表される構造単位の一方又は両方を有するシリコーン系ポリマーShを挙げることができる。なお、シリコーン系ポリマーShは、ゲスト基を有さないポリマーであり、例えば、後記する式(2.1)で表される構造単位及び式(2.2)で表される構造単位(すなわち、後記するゲスト基を有するシロキサン単位)を有さない。
【0072】
シリコーン系ポリマーShの全構造単位中、前記ホスト基を有するシロキサン単位の含有割合は、例えば、0.1モル%以上、30モル%以下である。複合ポリマー材料の力学特性がより向上しやすいという点で、シリコーン系ポリマーShの全構造単位中、前記ホスト基を有するシロキサン単位の含有割合は、好ましくは0.2モル%以上、より好ましくは0.5モル%以上、さらに好ましくは0.8モル%以上、特に好ましくは1モル%以上である。また、複合ポリマー材料の力学特性がより向上しやすいという点で、シリコーン系ポリマーShの全構造単位中、前記ホスト基を有するシロキサン単位の含有割合は、好ましくは20モル%以下、より好ましくは15モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下、特に好ましくは5モル%以下である。
【0073】
なお、シリコーン系ポリマーSh中の前記ホスト基を有するシロキサン単位の含有割合は、シリコーン系ポリマーShの製造に使用したモノマー中の前記ホスト基を有するシロキサンモノマーの含有割合に一致するものと見なすことができる。
【0074】
シリコーン系ポリマーShの全構造単位中、前記他のシロキサン単位の含有割合は、例えば、70モル%以上、99.9モル%以下である。力学特性がより向上した複合ポリマー材料を形成しやすいという点で、シリコーン系ポリマーShの全構造単位中、前記他のシロキサン単位の含有割合は、好ましくは80モル%以上、より好ましくは85モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは95モル%以上である。また、力学特性がより向上した複合ポリマー材料を形成しやすいという点で、シリコーン系ポリマーShの全構造単位中、前記他のシロキサン単位の含有割合は、好ましくは99.8モル%以下、より好ましくは99.5モル%以下、さらに好ましくは99.2モル%以下、特に好ましくは99モル%以下である。
【0075】
シリコーン系ポリマーShが他のシロキサン単位として前記式(3.1)で表される構造単位を含む場合、その含有割合はシリコーン系ポリマーShの全構造単位中、好ましくは80モル%以上、より好ましくは85モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは95モル%以上である。また、シリコーン系ポリマーShが他のシロキサン単位として前記式(3.1)で表される構造単位を含む場合、その含有割合はシリコーン系ポリマーShの全構造単位中、好ましくは99.8モル%以下、より好ましくは99.5モル%以下、さらに好ましくは99.2モル%以下、特に好ましくは99モル%以下である。
【0076】
シリコーン系ポリマーShが他のシロキサン単位として前記式(3.2)で表される構造単位を含む場合、その含有割合はシリコーン系ポリマーShの全構造単位中、好ましくは0.2モル%以上、より好ましくは0.5モル%以上、さらに好ましくは0.8モル%以上、特に好ましくは1モル%以上である。また、シリコーン系ポリマーShが他のシロキサン単位として前記式(3.1)で表される構造単位を含む場合、その含有割合はシリコーン系ポリマーShの全構造単位中、好ましくは20モル%以下、より好ましくは15モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下、特に好ましくは5モル%以下である。
【0077】
シリコーン系ポリマーShが前記式(3.2)で表される構成単位を含む場合、力学特性(特に、ヤング率及びタフネスの双方)が向上し、さらには、透明性も向上しやすい。特に、式(3.2)で表される構成単位のRが、ヘテロ原子が介在したアルキレン基である場合、複合ポリマー材料は力学特性(特に、ヤング率及びタフネスの双方)がさらに向上し、透明性も特に向上しやすい。
【0078】
シリコーン系ポリマーShは、前記式(1.1)、式(1.2)、式(3.1)及び(3,2)で表される構成単位以外に構造単位(以下、構造単位Sと表記する)を有することができる。構造単位Sの含有割合は、シリコーン系高分子化合物(H)の全構造単位中、5モル%以下、好ましくは1モル%以下、より好ましくは、0.1モル%以下であり、0モル%であってもよい。
【0079】
<シリコーン系ポリマーSg>
シリコーン系ポリマーSgは、ポリシロキサン骨格を主鎖とし、少なくとも1個の前記ゲスト基を有する。シリコーン系ポリマーSgにおいて、ゲスト基は、例えば、ポリシロキサン骨格の側鎖に共有結合により結合し得る。シリコーン系ポリマーSgは、その構造単位中に、ゲスト基を有するシロキサン単位を含み得る。斯かるゲスト基を有するシロキサン単位は、主鎖にシロキサン結合を有し、側鎖にゲスト基が直接又は間接的に共有結合した構造を有する構造単位である。
【0080】
シリコーン系ポリマーSgは、前述のシリコーン系ポリマーShにおいて、ホスト基を有するシロキサン単位の代わりにゲスト基を有するシロキサン単位を有すること以外は、シリコーン系ポリマーShと同様の構成とすることができる。シリコーン系ポリマーSgの好ましい形態も、前述のシリコーン系ポリマーShにおいて、ホスト基を有するシロキサン単位の代わりにゲスト基を有するシロキサン単位を有すること以外は同様である。
【0081】
以下、ゲスト基を有するシロキサン単位について説明する。ゲスト基を有するシロキサン単位は、シロキサン結合とゲスト基とを有する限り、その構造は特に限定されない。例えば、ゲスト基を有するシロキサン単位として、下記一般式(2.1)で表される構造単位、下記一般式(2.2)で表される構造単位及び下記一般式(2.3)で表される構造単位が挙げられる。
【0082】
【化5】
【0083】
式(2.1)において、Rは前記ゲスト基を示す。R、R及びRはそれぞれ前記式(1.1)におけるR、R及びRと同義である。
【0084】
【化6】
【0085】
式(2.2)において、R、R、R及びRは前記式(2.1)におけるR、R、R及びRと同義である。
【0086】
【化7】
【0087】
式(2.3)において、R、及びRは前記式(2.1)におけるR及びRと同義である。
【0088】
式(2.1)、式(2.2)及び式(2.3)において、Rは、炭素数が1から4のアルキル基であることが好ましく、炭素数が1又は2のアルキル基が特に好ましい。具体的にはアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基等が挙げられ、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基であることが好ましく、メチル基が特に好ましい。
【0089】
が置換基を有する場合、斯かる置換基としては、水酸基、アルコキシ基、エステル基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、カルボキシ基、アリール基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)等が挙げられる。
【0090】
式(2.1)及び式(2.2)において、Rが1個の置換基を有していてもよいアミノ基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基であれば、アミノ基の窒素原子がRと結合し得る。
【0091】
式(2.1)及び式(2.2)において、Rが1個の置換基を有していてもよいアミド基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基であれば、アミド基の炭素原子がRと結合し得る。
【0092】
式(2.1)及び式(2.2)において、Rがアルデヒド基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基であれば、アルデヒド基の炭素原子がRと結合し得る。
【0093】
式(2.1)及び式(2.2)において、Rがカルボキシル基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基である場合、カルボキシル基の炭素原子がRと結合し得る。
【0094】
式(2.1)及び式(2.2)において、Rのアルキレンの炭素数は1~8が好ましく、2~6がより好ましい。Rは、ヘテロ原子が介在したアルキレン基であってもよい。この場合、Rとしては、チオエーテル結合を有するアルキレン基が挙げられ、例えば、-(CHm1-S-(CHm2-結合が例示される。ここで、m1及びm2は同一又は異なっては1~10の数であり、好ましくは1~8、より好ましくは1~5である。
【0095】
式(2.1)及び式(2.2)において、Rが、硫黄原子が介在したアルキレン基である場合、シリコーン系高分子化合物は、ポリシロキサン骨格内のSiと前記ホスト基との間にチオエーテル結合を有するものとなる。
【0096】
<シリコーン系ポリマーS>
上述のとおり、シリコーン系ポリマーSは、一態様においてシリコーン系ポリマーShであり、また、シリコーン系ポリマーSは、他の一態様において、シリコーン系ポリマーSgである。
【0097】
シリコーン系ポリマーSは、直鎖状であってもよいし、分岐状であってもよい。ポリマーPとの架橋ポリマーを形成しやすい点で、シリコーン系ポリマーSは、直鎖状であることが好ましい。
【0098】
シリコーン系ポリマーSは、ランダムポリマー、ブロックポリマー等のいずれの構造を有していてもよく、製造が容易である点で、ランダムポリマーであることが好ましい。
【0099】
シリコーン系ポリマーSの質量平均分子量も特に限定されず、1,000~1,000,000、好ましくは、5,000~800,000、より好ましくは、10,000~600,000である。ここでいう質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によって測定した任意の標準物質(ポリスチレン)換算した重量平均分子量のことである。
【0100】
(ポリマーP)
ポリマーPは、ポリシロキサン骨格以外の骨格を主鎖として有する高分子化合物である。ポリマーPは、分子中に前記ホスト基及び前記ゲスト基のいずれか一方を有することができ、好ましくは、いずれか一方のみを有することである。
【0101】
例えば、ポリマーPは、側鎖に少なくとも1個のホスト基を有することができ、あるいは、側鎖に少なくとも1個のゲスト基を有することができる。また、後記するように、ポリマーPは、片末端又は両末端にホスト基を有することができ、あるいは、片末端又は両末端に1個のゲスト基を有することができる。以下、前記ホスト基を有するポリマーPを「ポリマーPh」と表記し、前記ゲスト基を有するポリマーPを「ポリマーPg」と表記する。
【0102】
<ポリマーPg>
ポリマーPgは、ポリシロキサン骨格以外の骨格を主鎖として有し、かつ、ゲスト基を有する限り、その種類は特に限定されず、例えば、公知のゲスト基含有ポリマーをポリマーPgとして適用することができる。
【0103】
ポリマーPgは、例えば、ゲスト基を有するビニル系ポリマー、ゲスト基を有する重付加系ポリマー及びゲスト基を有する重縮合系ポリマーを挙げることができる。以下、それぞれのポリマーについて詳述する。
【0104】
≪ポリマーPg;ビニル系ポリマー≫
ポリマーPgがゲスト基を有するビニル系ポリマーである場合、ビニル系単量体のラジカル重合によって形成されるポリマーを挙げることができ、例えば、公知のゲスト基含有ビニルポリマーが挙げられる。ゲスト基含有ビニルポリマーにおいて、ゲスト基は、例えば、末端又は側鎖に共有結合により結合し得るものであり、好ましくは、ゲスト基は側鎖に共有結合により結合し得る。
【0105】
ゲスト基含有ビニルポリマーは、その構造単位中に、ゲスト基含有ビニルモノマー単位を有することができる。ゲスト基含有ビニルモノマー単位は、ゲスト基含有ビニルモノマーにより形成される構造単位である。ゲスト基含有ビニルモノマーは、前記ゲスト基を有するビニル化合物である限りは特に限定されず、例えば、公知のゲスト基含有ビニルモノマーを広く例示することができる。ゲスト基含有ビニルモノマーは、アクリロイル基(CH=CH(CO)-)、メタクリロイル基(CH=CCH(CO)-)、その他、スチリル基、ビニル基、アリル基等のいずれかを有する化合物である。
【0106】
ゲスト基含有ビニルモノマーの具体例としては、下記の一般式(g1)で表される化合物を挙げることができる。
【0107】
【化8】
【0108】
式(g1)中、Raは水素原子またはメチル基を示し、Rは前記ゲスト基を示し、Rは、ヒドロキシル基、チオール基、1個以上の置換基を有していてもよいアルコキシ基、1個以上の置換基を有していてもよいチオアルコキシ基、1個以上の置換基を有していてもよいアルキル基、1個の置換基を有していてもよいアミノ基、1個の置換基を有していてもよいアミド基、アルデヒド基及びカルボキシル基からなる群より選択される1価の基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基を表す。ここでいう置換基は、例えば、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、ハロゲン原子、カルボキシル基、カルボニル基、スルホニル基、スルホン基、シアノ基等を挙げることができる。
【0109】
式(g1)で表される化合物の中でも、(メタ)アクリル酸エステル又はその誘導体(すなわち、Rが-COO-)、(メタ)アクリルアミド又はその誘導体(すなわち、Rが-CONH-又は-CONR-であり、Rは前記置換基と同義である)であることが好ましい。この場合、重合反応が進みやすいので、ポリマーPgの製造が容易になる。
【0110】
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは「アクリル」または「メタクリル」を、「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート」または「メタクリレート」を、「(メタ)アリル」とは「アリル」または「メタリル」を意味する。
【0111】
式(g1)において、Rが1個の置換基を有していてもよいアミノ基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基であれば、アミノ基の窒素原子がC=C二重結合の炭素原子と結合し得る。Rが1個の置換基を有していてもよいアミド基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基であれば、アミド基の炭素原子がC=C二重結合の炭素原子と結合し得る。Rがアルデヒド基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基であれば、アルデヒド基の炭素原子がC=C二重結合の炭素原子と結合し得る。Rがカルボキシル基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基である場合、カルボキシル基の炭素原子がC=C二重結合の炭素原子と結合し得る。
【0112】
ゲスト基含有ビニルモノマーのさらなる具体例としては、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸n-ドデシル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアダマンチル、1-(メタ)アクリルアミドアダマンタン、2-エチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、N-ドデシル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル酸t-ブチル、1-アクリルアミドアダマンタン、N-(1-アダマンチル)(メタ)アクリルアミド、N-ベンジル(メタ)アクリルアミド、N-1-ナフチルメチル(メタ)アクリルアミド、エトキシ化o-フェニルフェノールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、イソステアリルアクリレート、ノニルフェノールEO付加物アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ピレン部位を有する(メタ)アクリレート、ピレン部位を有する(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
【0113】
ゲスト基含有ビニルモノマーは、公知の方法で製造することができる。また、ゲスト基含有ビニルモノマーは、市販品を使用することもできる。
【0114】
ポリマーPgがゲスト基含有ビニルポリマーである場合、斯かるゲスト基含有ビニルポリマーは、ゲスト基含有ビニルモノマー単位以外に他のビニルモノマー単位を少なくとも1種有することができる。他の単量体単位を「第3の単量体単位」という。
【0115】
前記第3の単量体単位は、第3の単量体により形成される構造単位である。第3の単量体単位は、ゲスト基含有ビニルモノマーと共重合可能な重合性単量体を広く挙げることができる。
【0116】
第3の重合性単量体としては、公知である各種のビニル系重合性単量体を挙げることができる。第3の重合性単量体の具体例としては、下記一般式(a1)で表される化合物を挙げることができる。
【0117】
【化9】
【0118】
式(a1)中、Raは水素原子またはメチル基、Rはハロゲン原子、ヒドロキシル基、チオール基、1個の置換基を有していてもよいアミノ基又はその塩、1個の置換基を有していてもよいカルボキシル基又はその塩、1個以上の置換基を有していてもよいアミド基又はその塩、1個以上の置換基を有していてもよいフェニル基を示す。
【0119】
式(a1)中、Rが1個の置換基を有するカルボキシル基である場合、カルボキシル基の水素原子が炭素数1~20の炭化水素基、ヒドロキシアルキル基(例えば、ヒドロキシメチル基、1-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基)、メトキシポリエチレングリコール(エチレングリコールのユニット数は1~20、好ましくは1~10、特に好ましくは、2~5)、エトキシポリエチレングリコール(エチレングリコールのユニット数は1~20、好ましくは1~10、特に好ましくは、2~5)等で置換されたカルボキシル基(すなわち、エステル)が挙げられる。炭素数1~20の炭化水素基は、炭素数1~15であることが好ましく、1~10であることが好ましく、1~3であることが特に好ましい。炭化水素基は、直鎖及び分岐のいずれであってもよい。
【0120】
式(a1)中、Rが1個以上の置換基を有するアミド基、すなわち、第2級アミド又は第3級アミドである場合、第1級アミドの1個の水素原子又は2個の水素原子が互いに独立に炭素数1~20の炭化水素基又はヒドロキシアルキル基(例えば、ヒドロキシメチル基、1-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基)で置換されたアミド基が挙げられる。炭素数1~20の炭化水素基は、炭素数1~15であることが好ましく、2~10であることが好ましい。炭化水素基は、直鎖及び分岐のいずれであってもよい。
【0121】
式(a1)で表される化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸、アリルアミン、無水マレイン酸、スチレン等の他、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、2-メトキシ(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2-フェニルエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシ-ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ-トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ-ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリルエステル;(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド化合物を挙げることができる。これらは1種単独で使用でき、又は2種以上を併用できる。
【0122】
式(a1)で表される化合物として、特に好ましくは、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル及び(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
【0123】
ポリマーPgがゲスト基含有ビニルポリマーである場合、斯かるゲスト基含有ビニルポリマー中のゲスト基の含有割合は特に限定されない。例えば、ゲスト基含有ビニルポリマーの全構造単位中、ゲスト基含有ビニルモノマー単位の含有割合は、例えば、0.1モル%以上、30モル%以下である。複合ポリマー材料の力学特性がより向上しやすいという点で、ゲスト基含有ビニルポリマーの全構造単位中、ゲスト基含有ビニルモノマー単位の含有割合は、好ましくは0.2モル%以上、より好ましくは0.5モル%以上、さらに好ましくは0.8モル%以上、特に好ましくは1モル%以上である。また、複合ポリマー材料の力学特性がより向上しやすいという点で、ゲスト基含有ビニルポリマーの全構造単位中、ゲスト基含有ビニルモノマー単位の含有割合は、好ましくは20モル%以下、より好ましくは15モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下、特に好ましくは5モル%以下である。
【0124】
なお、ゲスト基含有ビニルポリマー中のゲスト基含有ビニルモノマー単位の含有割合は、ゲスト基含有ビニルポリマーの製造に使用したモノマー中の前記ゲスト基含有ビニルモノマーの含有割合に一致するものと見なすことができる。
【0125】
ゲスト基含有ビニルポリマーの製造方法は特に限定されず、例えば、公知のラジカル重合法によって、ゲスト基含有ビニルポリマーを製造することができる。
【0126】
≪ポリマーPg;重付加系ポリマー≫
ポリマーPgがゲスト基を有する重付加系ポリマーである場合、例えば、公知のゲスト基含有重付加系ポリマーを広く挙げることができ、具体的には、ウレタン結合を有するポリマー、すなわち、ポリウレタンを挙げることができる。
【0127】
ゲスト基含有重付加系ポリマーは、例えば、両末端にゲスト基を有する鎖状ポリマーであることが好ましい。この場合、ゲスト基含有重付加系ポリマーは、シリコーン系ポリマーSとのホスト-ゲスト相互作用を形成しやすいので、架橋ポリマーが安定に形成されやすい。
【0128】
斯かるゲスト基含有重付加系ポリマーとしては、例えば、両末端にゲスト基を有し、かつ、2個又は2個以上のイソシアネート基を有する化合物由来の単位と、2個又は2個以上の水酸基を有する化合物由来の単位とが結合してなる構成単位を有するポリマーを挙げることができる。
【0129】
2個のイソシアネート基を有する化合物としては、下記式(3)
O=C=N-R-N=C=O (3)
(式中、Rは、2価の有機基を示す)
で表される化合物を挙げることができる。
【0130】
式(3)において、R(2価の有機基)の具体例としては、(CH(nは1~20の整数)、メチルジフェニレン基、メチルジシクロヘキシレン基、3-メチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシレン基、ジメチルフェニレン基、トリレン基、フェニレン基、ベンジリデン基、シクロヘキシレン基、イソホロン基等を挙げることができる。2価の有機基が(CHである場合、nは2~10であることが好ましく、3~8であることがさらに好ましい。
【0131】
2個の水酸基を有する化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペチルグリコール、ジエチレングリコール、1,3-プロパンジオール(トリエチレングリコール、POD)、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエーテルグリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、水素添加ビスフェノールA、ジブロモビスフェノールA、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ジヒドロキシエチルテレフタレート、ハイドロキノンジヒドロキシエチルエーテル等を挙げることができる。ポリエーテルグリコールとしては、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTHF)等を挙げることができる。
【0132】
ゲスト基含有重付加系ポリマーの製造方法は特に限定されず、例えば、公知の重付加系ポリマーと同様の方法で製造することができる。例えば、ゲスト分子と、2個又は2個以上のイソシアネート基を有する化合物と、2個又は2個以上の水酸基を有する化合物とを含む原料の重付加反応により、ゲスト基含有重付加系ポリマーを製造することができる。重付加反応の条件も特に限定されず、公知の重付加反応と同様の条件を採用することができる。
【0133】
前記ゲスト分子としては、前記ゲスト基を有する限り、その種類は特に限定されず、例えば、1又は2個のアミノ基を有するゲスト分子、1又は2個の水酸基を有するゲスト分子、1又は2個のカルボキシ基を有するゲスト分子、1又は2個のエポキシ基を有するゲスト分子、1又は2個のイソシアネート基を有するゲスト分子、1又は2個のチオール基を有するゲスト分子、1又は2個のカルボン酸塩化物を有するゲスト分子を挙げることができる。
【0134】
1又は2個のアミノ基を有するゲスト分子としては、例えば、1-アダマンタンアミン、ベンジルアミン、tert-ブチルアミン、n-ブチルアミン、1-アミノピレン、アミノフェロセン、4-アミノアゾベンゼン、4-アミノスチルベン、シクロヘキシルアミン、ヘキシルアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、p-キシリレンジアミン、ジアミノフェロセン、4,4’-ジアミノアゾベンゼン、4,4’-ジアミノスチルベン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,6-ジアミノシクロヘキサン、α,ω-ジアミノポリエチレングリコール、α,ω-ジアミノポリプロピレングリコール、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-アミノフェニル)-1-フェニルエタン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ブタン、ビス(4-アミノフェニル)ジフェニルメタン、2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)プロパン、ビス(4-アミノフェニル)-2,2-ジクロロエチレン、1,1-ビス(4-アミノフェニル)エタン、2,2-ビス(4-アミノ-3-イソプロピルフェニル)プロパン、1,3-ビス(2-(4-アミノフェニル)-2-プロピル)ベンゼン、ビス(4-アミノフェニル)スルホン、1,4-ビス(2-(4-アミノフェニル)-2-プロピル)ベンゼン、1,1-ビス(4-アミノフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(4-アミノフェニル)シクロヘキサン等を挙げることができる。
【0135】
1又は2個の水酸基を有する化合物としては、例えば、1-ヒドロキシアダマンタン、ベンジルアルコール、tert-ブチルアルコール、n-ブチルアルコール、1-ヒドロキシピレン、1-ヒドロキシメチルフェロセン、4-ヒドロキシアゾベンゼン、4-ヒドロキシスチルベン、シクロヘキサノール、ヘキサノール、4,4’-ジヒドロキシジフェニルメタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4-ベンゼンジメタノール、1,1’-ジヒドロキシメチルフェロセン、4,4’-ジヒドロキシアゾベンゼン、4,4’-ジヒドロキシスチルベン、1,4-シクロヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2,2-ジクロロエチレン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-イソプロピルフェニル)プロパン、1,3-ビス(2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-プロピル)ベンゼン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、1,4-ビス(2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-プロピル)ベンゼン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビスフェノールA等を挙げることができる。
【0136】
1又は2個のカルボキシ基を有する化合物としては、例えば、1-カルボキシアダマンタン、安息香酸、ピバル酸、ブタン酸、1-カルボキシピレン、1-カルボキシフェロセン、4-カルボキシアゾベンゼン、4-カルボキシスチルベン、シクロヘキサン酸、ヘキサン酸、4,4’-ジカルボキシジフェニルメタン、1,4-ベンゼンジカルボン酸、1,4-フェニレン二酢酸、1,1’-ジカルボキシフェロセン、4,4’-ジカルボキシアゾベンゼン、4,4’-ジカルボキシスチルベン、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,6-ヘキサンジカルボン酸、α,ω-ジカルボキシポリエチレングリコール、α,ω-ジカルボキシポリプロピレングリコール、2,2-ビス(4-カルボキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-カルボキシフェニル)-1-フェニルエタン、2,2-ビス(4-カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-カルボキシフェニル)ブタン、ビス(4-カルボキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2-ビス(3-メチル-4-カルボキシフェニル)プロパン、ビス(4-カルボキシフェニル)-2,2-ジクロロエチレン、1,1-ビス(4-カルボキシフェニル)エタン、2,2-ビス(4-カルボキシ-3-イソプロピルフェニル)プロパン、1,3-ビス(2-(4-カルボキシフェニル)-2-プロピル)ベンゼン、ビス(4-カルボキシフェニル)スルホン、1,4-ビス(2-(4-カルボキシフェニル)-2-プロピル)ベンゼン、1,1-ビス(4-カルボキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(4-カルボキシフェニル)シクロヘキサン等を挙げることができる。
【0137】
1又は2個のカルボン酸塩化物を有する化合物としては、例えば、1-アダマンタンカルボニルクロリド、テレフタロイルクロリド、トリメチルアセチルクロリド、ブチリルクロリド、1-ピレンカルボニルクロリド、1-フェロセンカルボニルクロリド、4-アゾベンゼンカルボニルクロリド、4-スチルベンカルボニルクロリド、シクロヘキサンカルボニルクロリド、ヘキシルクロリド、4,4’-ジフェニルメタンジカルボニルクロリド、1,4-ベンゼンジカルボンニルクロリド、1,4-フェニレンジカルボニルクロリド、1,1’-フェロセンジカルボニルクロリド、4,4’-アゾベンゼンジカルボニルクロリド、4,4’-スチルベンカルボニルクロリド、1,4-シクロヘキサンジカルボニルクロリド、1,6-ヘキサンジカルボニルクロリド、α,ω-ポリエチレングリコールジカルボニルクロリド、α,ω-ポリプロピレングリコールジカルボニルクロリド、2,2-ビス(4-フェニルカルボニルクロリド)プロパン、1,1-ビス(4-フェニルカルボニルクロリド)-1-フェニルエタン、2,2-ビス(4-フェニルカルボニルクロリド)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-フェニルカルボニルクロリド)ブタン、ビス(4-フェニルカルボニルクロリド)ジフェニルメタン、2,2-ビス(3-メチル-4-フェニルカルボニルクロリド)プロパン、ビス(4-フェニルカルボニルクロリド)-2、2-ジクロロエチレン、1,1-ビス(4-フェニルカルボニルクロリド)エタン、2,2-ビス(3-イソプロピルフェニル-4-カルボニルクロリド)プロパン、1,3-ビス(2-(4-フェニルカルボニルクロリド)-2-プロピル)ベンゼン、ビス(4-フェニルカルボニルクロリド)スルホン、1,4-ビス(2-(4-フェニルカルボニルクロリド)-2-プロピル)ベンゼン、1,1-ビス(4-フェニルカルボニルクロリド)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(4-フェニルカルボニルクロリド)シクロヘキサン等を挙げることができる。
【0138】
1又は2個のエポキシ基を有する化合物としては、例えば、アダマンタンオキシド、スチレンオキシド、1,2-エポキシブタン、1-エポキシピレン、エポキシフェロセン、4-エポキシアゾベンゼン、4-エポキシスチルベン、シクロヘキセンオキシド、1,2-エポキシヘキサン、2,2’-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)プロパン、p-ジグリシジルオキシベンゼン、ジグリシジルオキイシフェロセン、4,4’-ジグリシジルオキシアゾベンゼン、4,4’-ジグリシジルオキシフェロセン、1,4-ジグリシジルオキシシクロヘキサン、1,6-ジグリシジルオキシシクロヘキサン、α,ω-ジグリシジルオキシポリエチレングリコール、α,ω-ジグリシジルオキシポリプロピレングリコール、1,1-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)-1-フェニルエタン、2,2-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)ブタン、ビス(4-グリシジルオキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2-ビス(3-メチル-4-グリシジルオキシフェニル)プロパン、ビス(4-グリシジルオキシフェニル)-2,2-ジクロロエチレン、1,1-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)エタン、2,2-ビス(4-グリシジルオキシ-3-イソプロピルフェニル)プロパン、1,3-ビス(2-(4-グリシジルオキシフェニル)-2-プロピル)ベンゼン、ビス(4-グリシジルオキシフェニル)スルホン、1,4-ビス(2-(4-グリシジルオキシフェニル)-2-プロピル)ベンゼン、1,1-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)シクロヘキサン等を挙げることができる。
【0139】
1又は2個のイソシアネート基を有する化合物としては、例えば、1-アダマンタンイソシアネート、ベンジルイソシアネート、フェニルイソシアネート、tert-ブチルイソシアネート、ブチルイソシアネート、1-ピレンイソシアネート、フェロセンイソシアネート、アゾベンゼン-4-イソシアネート、スチルベン-4-イソシアネート、シクロヘキサンイソシアネート、ヘキサンイソシアネート、4,4’-ジイソシアネートフェニルメタン、p-ベンゼンジイソシアネート、フェロセン-1,1’-ジイソシアネート、アゾベンゼン-4,4’-ジイソシアネート、スチルベン-4,4’-ジイソシアネート、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、シクロヘキサン-1,6-ジイソシアネート、ポリエチレングリコールジイソシアネート、ポリプロピレングリコールジイソシアネート、2,2-ビス(4-フェニルイソシアネート)プロパン、1,1-ビス(4-フェニルイソシアネート)-1-フェニルエタン、2,2-ビス(4-フェニルイソシアネート)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-フェニルイソシアネート)ブタン、ビス(4-フェニルイソシアネート)ジフェニルメタン、2,2-ビス(3-メチル-4-フェニルイソシアネート)プロパン、ビス(4-フェニルイソシアネート)-2,2-ジクロロエチレン、1,1-ビス(4-フェニルイソシアネート)エタン、2,2-ビス(3-イソプロピル-4-フェニルイソシアネート)プロパン、1,3-ビス(2-(4-フェニルイソシアネート-)-2-プロピル)ベンゼン、ビス(4-フェニルイソシアネート-)スルホン、1,4-ビス(2-(4-フェニルイソシアネート-)-2-プロピル)ベンゼン、1,1-ビス(4-フェニルイソシアネート-)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(4-フェニルイソシアネート-)シクロヘキサン等を挙げることができる。
【0140】
1又は2個のチオール基を有する化合物としては、例えば、1-アダマンタンチオール、ベンジルチオール、tert-メルカプタン、ブタンチオール、1-チオールピレン、フェロセンチオール、4-チオアゾベンゼン、4-チオスチルベン、シクロヘキシルチオール、ヘキサンチオール、4,4’-ジチオフェニルメタン、p-ベンゼンジチオール、1,1’-ジチオフェロセン、4,4’-ジチオアゾベンゼン、4,4’-ジチオスチルベン、1,4-ジチオシクロヘキサン、1,6-ジチオシクロヘキサン、α,ω-ジチオポリエチレングリコール、α,ω-ジチオポリプロピレングリコール、1,1-ビス(4-チオフェニル)-1-フェニルエタン、2,2-ビス(4-チオフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-チオフェニル)ブタン、ビス(4-チオフェニル)ジフェニルメタン、2,2-ビス(3-メチル-4-チオフェニル)プロパン、ビス(4-チオフェニル)-2,2-ジクロロエチレン、1,1-ビス(4-チオフェニル)エタン、2,2-ビス(3-イソプロピル-4-チオフェニル)プロパン、1,3-ビス(2-(4-チオフェニル)-2-プロピル)ベンゼン、ビス(4-チオフェニル)スルホン、1,4-ビス(2-(4-チオフェニル)-2-プロピル)ベンゼン、1,1-ビス(4-チオフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(4-チオフェニル)シクロヘキサン等を挙げることができる。
【0141】
ゲスト分子は、1個又は2個のアミノ基を有する化合物、及び、1個又は2個の水酸基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、具体的には、1-ヒドロキシアダマンタン(アダマンタノール)、1-アダマンタンアミン、4,4’-ジヒドロキシジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、α,ω-ジアミノポリエチレングリコール及びα,ω-ジアミノポリプロピレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
【0142】
≪ポリマーPg;重縮合系ポリマー≫
ポリマーPgがゲスト基を有する重縮合系ポリマーある場合、例えば、公知のゲスト基含有重縮合系ポリマーを広く挙げることができ、具体的には、ゲスト基を有するポリアミド、ゲスト基を有するポリエステル、ゲスト基を有するポリカーボネート等を挙げることができる。
【0143】
<ポリマーPh>
ポリマーPhは、ポリシロキサン骨格以外の骨格を主鎖として有し、かつ、ホスト基を有する限り、その種類は特に限定されず、例えば、公知のホスト基含有ポリマーをポリマーPhとして適用することができる。
【0144】
ポリマーPhは、例えば、ホスト基を有するビニル系ポリマー、ホスト基を有する重付加系ポリマー及びホスト基を有する重縮合系ポリマーを挙げることができる。以下、それぞれのポリマーについて詳述する。
【0145】
≪ポリマーPh;ビニル系ポリマー≫
ポリマーPhがホスト基を有するビニル系ポリマーである場合、ビニル系単量体のラジカル重合によって形成されるポリマーを挙げることができ、例えば、公知のホスト基含有ビニルポリマーが挙げられる。ホスト基含有ビニルポリマーにおいて、ホスト基は、例えば、側鎖に共有結合により結合し得るものであり、好ましくは、ホスト基は側鎖に共有結合により結合し得る。
【0146】
ホスト基含有ビニルポリマーは、その構造単位中に、ホスト基含有ビニルモノマー単位を有することができる。ホスト基含有ビニルモノマー単位は、ホスト基含有ビニルモノマーにより形成される構造単位である。ホスト基含有ビニルモノマーは、前記ホスト基を有するビニル化合物である限りは特に限定されず、例えば、公知のホスト基含有ビニルモノマーを広く例示することができる。ホスト基含有ビニルモノマーは、アクリロイル基(CH=CH(CO)-)、メタクリロイル基(CH=CCH(CO)-)、その他、スチリル基、ビニル基、アリル基等のいずれかを有する化合物である。
【0147】
ホスト基含有ビニルモノマーの具体例としては、下記の一般式(h1)で表される化合物を挙げることができる。
【0148】
【化10】
【0149】
式(h1)中、Raは水素原子またはメチル基を表し、Rは前記ホスト基を表し、Rは前記式(g1)のRと同義である。
【0150】
あるいは、ホスト基含有ビニルモノマーは、下記の一般式(h2)で表される化合物を挙げることができる。
【0151】
【化11】
【0152】
式(h2)中、Ra、R及びRはそれぞれ式(h1)のRa、R及びRと同義である。
【0153】
さらには、ホスト基含有ビニルモノマーは、下記の一般式(h3)で表される化合物を挙げることができる。
【0154】
【化12】
【0155】
式(h3)中、Ra、R及びRはそれぞれ式(h1)のRa、R及びRと同義である。nは1~20、好ましくは1~10、より好ましくは1~5の整数である。Rbは、水素又は炭素数1~20のアルキル基(好ましくは炭素数1~10のアルキル基、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基)を示す。
【0156】
なお、式(h1)、(h2)及び(h3)で表されるホスト基含有ビニルモノマーにおけるホスト基Rは、シクロデキストリン又はその誘導体から1個の水酸基が除された1価の基である場合の例である。
【0157】
式(h1)~(h3)において、置換基は特に限定されず、例えば、置換基としては、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、ハロゲン原子、カルボキシル基、カルボニル基、スルホニル基、スルホン基、シアノ基等を挙げることができる。
【0158】
式(h1)~(h3)において、Rが1個の置換基を有していてもよいアミノ基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基であれば、アミノ基の窒素原子がC=C二重結合の炭素原子と結合し得る。式(h1)~(h3)において、Rが1個の置換基を有していてもよいアミド基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基であれば、アミド基の炭素原子がC=C二重結合の炭素原子と結合し得る。式(h1)~(h3)において、Rがアルデヒド基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基であれば、アルデヒド基の炭素原子がC=C二重結合の炭素原子と結合し得る。式(h1)~(h3)において、Rがカルボキシル基から1個の水素原子を除去することにより形成される2価の基である場合、カルボキシル基の炭素原子がC=C二重結合の炭素原子と結合し得る。
【0159】
式(h1)~(h3)で表される化合物は、例えば、(メタ)アクリル酸エステル誘導体(すなわち、Rが-COO-)、(メタ)アクリルアミド誘導体(すなわち、Rが-CONH-又は-CONR-であり、Rは前記置換基と同義である)であることが好ましい。前記-CONR-のRとしては、例えば、炭素数1~20のアルキル基が好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより好ましく、炭素数1~6のアルキル基が特に好ましい。
【0160】
ポリマーPhがホスト基含有ビニルポリマーである場合、斯かるホスト基含有ビニルポリマーは、ホスト基含有ビニルモノマー単位以外に他のビニルモノマー単位を有することができる。他の単量体単位としては、前記第3の単量体単位を挙げることができる。
【0161】
ポリマーPhがホスト基含有ビニルポリマーである場合、斯かるホスト基含有ビニルポリマー中のホスト基の含有割合は特に限定されない。例えば、ホスト基含有ビニルポリマーの全構造単位中、ホスト基含有ビニルモノマー単位の含有割合は、例えば、0.1モル%以上、30モル%以下である。複合ポリマー材料の力学特性がより向上しやすいという点で、ホスト基含有ビニルポリマーの全構造単位中、ホスト基含有ビニルモノマー単位の含有割合は、好ましくは0.2モル%以上、より好ましくは0.5モル%以上、さらに好ましくは0.8モル%以上、特に好ましくは1モル%以上である。また、複合ポリマー材料の力学特性がより向上しやすいという点で、ホスト基含有ビニルポリマーの全構造単位中、ホスト基含有ビニルモノマー単位の含有割合は、好ましくは20モル%以下、より好ましくは15モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下、特に好ましくは5モル%以下である。
【0162】
なお、ホスト基含有ビニルポリマー中のホスト基含有ビニルモノマー単位の含有割合は、ホスト基含有ビニルポリマーの製造に使用したモノマー中のホスト基含有ビニルモノマーの含有割合に一致するものと見なすことができる。
【0163】
ホスト基含有ビニルポリマーの製造方法は特に限定されず、例えば、公知のラジカル重合法によって、ホスト基含有ビニルポリマーを製造することができる。
【0164】
≪ポリマーPh;重付加系ポリマー≫
ポリマーPhがホスト基を有する重付加系ポリマーである場合、例えば、公知のホスト基含有重付加系ポリマーを広く挙げることができ、具体的には、ウレタン結合を有するポリマー、すなわちポリウレタンを挙げることができる。
【0165】
ホスト基含有重付加系ポリマーは、例えば、両末端にホスト基を有する鎖状ポリマーであることが好ましい。この場合、ホスト基含有重付加系ポリマーは、シリコーン系ポリマーSとのホスト-ゲスト相互作用を形成しやすいので、架橋ポリマーが安定に形成されやすい。
【0166】
斯かるホスト基含有重付加系ポリマーとしては、例えば、両末端にホスト基を有し、かつ、2個のイソシアネート基を有する化合物由来の単位と、2個の水酸基を有する化合物由来の単位とが結合してなる構成単位を有するポリマーを挙げることができる。
【0167】
ホスト基含有重付加系ポリマーの製造方法は特に限定されず、例えば、公知の重付加系ポリマーと同様の方法で製造することができる。例えば、ホスト分子と、2個のイソシアネート基を有する化合物と、2個の水酸基を有する化合物とを含む原料の重付加反応により、ホスト基含有重付加系ポリマーを製造することができる。重付加反応の条件も特に限定されず、公知の重付加反応と同様の条件を採用することができる。2個のイソシアネート基を有する化合物と、2個の水酸基を有する化合物は、ゲスト基含有重付加系ポリマーの製造で使用するものと同じである。
【0168】
前記ホスト分子としては、前記ホスト基を有する限り、その種類は特に限定されず、例えば、1又は2個のアミノ基を有するホスト分子、1又は2個の水酸基を有するホスト分子、1又は2個のカルボキシ基を有するホスト分子、1又は2個のエポキシ基を有するホスト分子、1又は2個のイソシアネート基を有するホスト分子、1又は2個のチオール基を有するホスト分子、1又は2個のカルボン酸塩化物を有するホスト分子を挙げることができる。
【0169】
≪ポリマーPh;重縮合系ポリマー≫
ポリマーPhがゲスト基を有する重縮合系ポリマーある場合、例えば、公知のゲスト基含有重縮合系ポリマーを広く挙げることができ、具体的には、ホスト基を有するポリアミド、ホスト基を有するポリエステル、ホスト基を有するポリカーボネート等を挙げることができる。
【0170】
<ポリマーP>
上述のとおり、ポリマーPは、一態様においてシリコーン系ポリマーPhであり、また、ポリマーPは、他の一態様において、ポリマーPgである。シリコーン系ポリマーSがシリコーン系ポリマーShである場合、ポリマーPは、ポリマーPgであり、シリコーン系ポリマーSがシリコーン系ポリマーSgである場合、ポリマーPは、ポリマーPhである。
【0171】
ポリマーPは、直鎖状であってもよいし、分岐状であってもよく、シリコーン系ポリマーSとの架橋ポリマーを形成しやすい点で、ポリマーPは、直鎖状であることが好ましい。
【0172】
ポリマーPは、ランダムポリマー、ブロックポリマー等のいずれの構造を有していてもよく、製造が容易である点で、ランダムポリマーであることが好ましい。
【0173】
ポリマーPの質量平均分子量も特に限定されず、1,000~1,000,000、好ましくは、5,000~800,000、より好ましくは、10,000~600,000である。ここでいう質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によって測定した任意の標準物質(ポリスチレン)換算した重量平均分子量のことである。
【0174】
(複合ポリマー材料)
本発明の複合ポリマー材料は、シリコーン系ポリマーSと、ポリマーPとが架橋されてなる架橋ポリマーを含むものであって、当該架橋ポリマーにおいて、シリコーン系ポリマーSと、ポリマーPとの間には、ホスト基及びゲスト基に基づくホスト-ゲスト相互作用が形成されている。斯かるホスト-ゲスト相互作用は、前述のように、ホスト基及びゲスト基が包接錯体を形成することによって形成されるものであり、いわば、包接錯体を架橋点として、架橋ポリマーが形成され得る。
【0175】
本発明の複合ポリマー材料の一態様において、架橋ポリマー中のホスト-ゲスト相互作用は、シリコーン系ポリマーSの側鎖とポリマーPの側鎖との間に形成され得る。この態様では、例えば、シリコーン系ポリマーSをシリコーン系ポリマーShとし、ポリマーPをポリマーPg、とりわけ前記ゲスト基含有ビニルポリマーとすることができる。
【0176】
図1は、シリコーン系ポリマーSの側鎖と前記ポリマーPの側鎖との間にホスト-ゲスト相互作用が形成されてなる架橋ポリマーを模式的に示している。具体的には、シリコーン系ポリマーSh(図1中、Shと表記)と、ゲスト基含有ビニルポリマー(図1中、Pgと表記)とのホスト-ゲスト相互作用によって形成された架橋ポリマーX1(図1中、X1と表記)を模式的に示している。
【0177】
図1に示す架橋ポリマーX1では、シリコーン系ポリマーSh側鎖のホスト基Hに、ゲスト基含有ビニルポリマー(Pg)側鎖のゲスト基Gが包接されて包接錯体が形成されている。斯かる包接錯体が架橋点となって、架橋ポリマーX1が形成されている。
【0178】
シリコーン系ポリマーSの側鎖と前記ポリマーPの側鎖との間にホスト-ゲスト相互作用が形成されて架橋ポリマーが形成される場合、ポリマーPはビニル系ポリマーであることが好ましい。例えば、図1に示すように、シリコーン系ポリマーSがシリコーン系ポリマーSh、ポリマーPがゲスト基含有ビニルポリマー(Pg)である架橋ポリマーが挙げられる。
【0179】
本発明の複合ポリマー材料の他の一態様において、架橋ポリマー中のホスト-ゲスト相互作用は、シリコーン系ポリマーSの側鎖とポリマーPの末端との間に形成され得る。この態様では、例えば、シリコーン系ポリマーSをシリコーン系ポリマーShとし、ポリマーPをポリマーPg、とりわけ、ポリウレタン等の前記重付加系ポリマーとすることができる。
【0180】
図2は、シリコーン系ポリマーSの側鎖と前記ポリマーPの両末端との間にホスト-ゲスト相互作用が形成されてなる架橋ポリマーを模式的に示している。具体的には、シリコーン系ポリマーSh(図2中、Shと表記)と、重付加系ポリマー(図2中、Pg´と表記)とのホスト-ゲスト相互作用によって形成された架橋ポリマーX2(図2中、X2と表記)を模式的に示している。
【0181】
図2に示す架橋ポリマーX2では、シリコーン系ポリマーSh側鎖のホスト基Hに、重付加系ポリマー(Pg´)末端のゲスト基Gが包接されて包接錯体が形成されている。具体的には、重付加系ポリマー(Pg´)一端のゲスト基がシリコーン系ポリマーSh側鎖のホスト基Hに包接されて包接錯体が形成されており、他端のゲスト基が他のシリコーン系ポリマーSh側鎖のホスト基Hに包接されて包接錯体が形成されている。それぞれの包接錯体が架橋点となって、架橋ポリマーX2が形成される。
【0182】
シリコーン系ポリマーSの側鎖と前記ポリマーPの末端との間にホスト-ゲスト相互作用が形成されて架橋ポリマーが形成される場合、ポリマーPは重付加系ポリマー及び重縮合系ポリマーからなる群より選ばれる1種以上であることが好ましく、重付加系ポリマーであることがより好ましく、両末端にゲスト基を有するポリウレタンであることがさらに好ましい。
【0183】
本発明の複合ポリマー材料は、シリコーン系ポリマーSと、ポリマーPとが架橋されてなる架橋ポリマーのみからなるものであってもよいし、実質的に架橋ポリマーのみからなるものであってもよい。また、複合ポリマー材料は、本発明の効果が阻害されない限り、架橋ポリマー以外の他のポリマー成分を含むこともできる。他のポリマー成分としては、架橋に関与しなかったシリコーン系ポリマーS、ポリマーPを挙げることができ、その他、シリコーン系ポリマーS及びポリマーP以外のポリマーを挙げることができる。複合ポリマー材料は、ポリマー成分以外の各種添加剤を含むこともできる。
【0184】
本発明の複合ポリマー材料に含まれる架橋ポリマーにおいて、シリコーン系ポリマーSと、ポリマーPとの含有割合は特に限定されない。例えば、複合ポリマー材料の力学特性が向上しやすい点で、シリコーン系ポリマーS及びポリマーPの全質量に対するシリコーン系ポリマーSの含有割合は10~90質量%であることが好ましく、20~80質量%であることがより好ましく、40~60質量%であることがさらに好ましい。
【0185】
また、本発明の複合ポリマー材料に含まれる架橋ポリマーにおいて、ゲスト基の含有割合は、ホスト基を有するポリマーに対して、例えば、0.1モル%以上、30モル%以下とすることが好ましい。この場合、複合ポリマー材料の力学特性がより向上しやすく、また、後記する自己修復性も向上しやすい。ここでいうホスト基を有するポリマーとは、シリコーン系ポリマーSh又はポリマーPh等である。ゲスト基の含有割合は、ホスト基を有するポリマーに対して、好ましくは0.5モル%以上、より好ましくは1モル%以上、さらに好ましくは1.5モル%以上、特に好ましくは2モル%以上、最も好ましくは3モル%以上であり、また、好ましくは20モル%以下、より好ましくは15モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下、特に好ましくは5モル%以下である。とりわけ、ゲスト基の含有割合の下限に関しては、架橋ポリマーにおけるポリマーPgが重付加系ポリマーである場合、ゲスト基の含有割合は、ホスト基を有するポリマーに対して、好ましくは0.05モル%以上、より好ましくは0.1モル%以上、さらに好ましくは0.2モル%以上、特に好ましくは0.3モル%以上、最も好ましくは0.5モル%以上である。
【0186】
架橋ポリマーを形成するためのホスト基及びゲスト基の好ましい組み合わせとしては、ホスト基がα-シクロデキストリン誘導体由来である場合、ゲスト基はオクチル基及びドデシル基の群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、ホスト基がβ-シクロデキストリン誘導体由来である場合、ゲスト基はアダマンチル基及びイソボルニル基の群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、ホスト基がγ-シクロデキストリン誘導体由来である場合、ゲスト基はオクチル基、ドデシル基、シクロドデシル基及びアダマンチル基からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。
【0187】
架橋ポリマーに含まれるシリコーン系ポリマーSは1種又は2種以上とすることができ、また、架橋ポリマーに含まれるポリマーPは1種又は2種以上とすることができる。
【0188】
本発明の複合ポリマー材料においては、前記シリコーン系ポリマーSが少なくとも1個の前記ホスト基を有し、前記ポリマーPが少なくとも1個の前記ゲスト基を有することが好ましい。すなわち、架橋ポリマーは、シリコーン系ポリマーShとポリマーPgで形成されていることが好ましい。この場合、複合ポリマー材料は、力学特性が向上しやすく、また、フィルム等の成形体にした場合に透明性も高まりやすい。
【0189】
架橋ポリマーは、シリコーン系ポリマーShとポリマーPgで形成されている場合の具体的な形態としては、図1に示した架橋ポリマーX1、図2に示した架橋ポリマーX2を挙げることができる。
【0190】
シリコーン系ポリマーSと、ポリマーPとのホスト-ゲスト相互作用は可逆性を有するものである。従って、本発明の複合ポリマー材料は、自己修復性を有することもできる。例えば、フィルム状等に成型された複合ポリマー材料の成型品を切断した後、切断部分どうしを再接着することで成型品が自己修復し得る。切断によって解消されたホスト-ゲスト相互作用が、再度、その可逆性により、新たにホスト-ゲスト相互作用が生じ得る(すなわち、包接錯体を再形成し得る)からである。
【0191】
架橋ポリマーにおいて、シリコーン系ポリマーSと、ポリマーPとは、包接錯体に基づくホスト-ゲスト相互作用に加えて、さらに水素結合に基づく相互作用を有していることも好ましい。すなわち、前記シリコーン系ポリマーSと、前記ポリマーPとの間に水素結合が更に形成されていることが好ましい。この場合、本発明の複合ポリマー材料は、力学特性が特に向上しやすい。シリコーン系ポリマーS及びポリマーP中の両方に水素結合性の官能基が含まれる場合、シリコーン系ポリマーSと、ポリマーPとの間に水素結合に基づく相互作用が生じ得る。水素結合性の官能基は、例えば、水酸基、カルボキシ基、アミノ基等である。
【0192】
水素結合を有する架橋ポリマーの一態様として、前記式(3.2)で表される構成単位を含有するシリコーン系ポリマーSと、水素結合性の官能基を有するポリマーPとの組み合わせを挙げることができる。とりわけ、前記式(3.2)で表される構成単位を含有するシリコーン系ポリマーShと、水素結合性の官能基を有するポリマーPgとの組み合わせを挙げることができる。
【0193】
水素結合を有する架橋ポリマーを形成するためのシリコーン系ポリマーShは、前記式(3.2)で表される構成単位において、Aが水酸基であることが好ましい。また、水素結合を有する架橋ポリマーを形成するためのポリマーPgとしては、水素結合性の官能基を有する第3の単量体単位を含むことが好ましい。斯かる第3の単量体単位を形成するための第3の重合性単量体としては、水酸基含有(メタ)アクリルエステル、カルボキシル基含有(メタ)アクリルエステル、アミノ基含有(メタ)アクリルエステルを挙げることができ、中でも、水酸基含有(メタ)アクリルエステルが好ましい。水酸基含有(メタ)アクリルエステルとしては、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-メトキシ(メタ)アクリレート、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
【0194】
水素結合を有する架橋ポリマーを形成するためのポリマーPgは、ゲスト基含有ビニルモノマー単位と、水酸基含有(メタ)アクリルエステル単位と、(メタ)アクリル酸アルキル単位を有する共重合体であることが好ましい。(メタ)アクリル酸アルキル単位において、アルキル基の炭素数は好ましくは1~8、より好ましくは1~5、さらに好ましくは1~3、特に好ましくは1~2である。
【0195】
水素結合を有する架橋ポリマーを形成するためのポリマーPgにおいて、前記水酸基含有(メタ)アクリルエステルの含有割合は、ゲスト基含有ビニルモノマー単位を除くポリマーPg中の構造単位の全量に対し、好ましくは1~50質量%、より好ましくは5~40質量%、さらに好ましくは10~30質量%である。
【0196】
本発明の複合ポリマー材料の形状は特に限定されず、例えば、フィルム、シート、板、ブロック等の成形体であってもよいし、あるいは、粒子状、繊維状、顆粒状、ペレット状等であってもよく、さらには、溶液、ペースト、分散液等の液状であってもよい。
【0197】
複合ポリマー材料の成形体を製造する場合、その製造方法は特に限定されず、例えば、公知の成形方法を広く採用することができ、具体的には、キャスト法、プレス成形法、押出成形法、射出成形法等を挙げることができる。
【0198】
本発明の複合ポリマー材料は、力学特性にも優れるものであり、特にヤング率及びタフネスの一方又は双方が向上する。従って、本発明の複合ポリマー材料は、柔軟性を有しつつ、強靭な材料である。しかも、本発明の複合ポリマー材料は、高い透明性を有することもでき、また、前述のように優れた自己修復性も有する。
【0199】
従って、本発明の複合ポリマー材料は、各種用途に使用することが可能であり、中でも、透明性が高いことから光学材料としても好適に使用することができる。
【0200】
2.複合ポリマー材料の製造方法
本発明の複合ポリマーの製造方法は特に限定されない。例えば、シリコーン系ポリマーSの存在下でポリマーPを合成することにより架橋ポリマーを形成させる工程を具備することができる。斯かる工程を具備する製造方法により、本発明の複合ポリマーを製造することができる。斯かる工程を具備する製造方法では、ホスト-ゲスト相互作用が形成されやすく(すなわち、包接錯体が形成されやすく)、架橋ポリマーを効率よく合成し得る。
【0201】
具体的には、シリコーン系ポリマーShの存在下で、ポリマーPgを合成する工程を備える製造方法によって、本発明の複合ポリマーの製造することができる。
【0202】
(シリコーン系ポリマーShの製造方法)
シリコーン系ポリマーShの製造方法は特に限定されない。例えば、ポリシロキサンにホスト基含有化合物を反応させることで、ポリシロキサン骨格の側鎖にホスト基を導入することができ、シリコーン系ポリマーShを得ることができる。当該反応の種類は特に限定されず、例えば、付加反応を挙げることができる。
【0203】
シリコーン系ポリマーShは、例えば、下記の工程Aを備える製造方法により得ることができる。
工程A:ポリシロキサン化合物と、少なくとも1種のアルケニル基含有化合物とを反応する工程。
【0204】
工程Aでは、ポリシロキサン化合物として、側鎖に-SH基及び/又は-Si-H基を有するポリシロキサン化合物を使用することができる。当該ポリシロキサン化合物は前記アルケニル基含有化合物と付加反応することができる。これにより、例えば、アルケニル基含有化合物がホスト基を有する場合は、ポリシロキサン骨格の側鎖にホスト基が共有結合的に導入され得る。
【0205】
工程Aで使用するポリシロキサン化合物の種類は、-SH基及び/又は-Si-H基を有する限り特にその種類は制限されない。例えば、工程Aで使用するポリシロキサン化合物は、前記式(3.1)で表される構造単位及び前記式(3.2)で表される構造単位を有する化合物を挙げることができる。以下、前記式(3.1)で表される構造単位及び前記式(3.2)で表される構造単位を有するポリシロキサン化合物を「ポリシロキサン化合物a」と表記する。
【0206】
ポリシロキサン化合物aが-SH基を有さない場合、例えば、前記式(3.1)におけるR及びRの少なくとも一方は水素となる。前記式(3.1)におけるR及びRの両方が水素でない場合、R及びRは同一又は異なって、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基であることが好ましく、メチル基が特に好ましい。
【0207】
ポリシロキサン化合物aにおいて、前記式(3.2)中、Rは、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基であることが好ましく、メチル基が特に好ましい。また、Rが、ヘテロ原子が介在したアルキレン基である場合、Rとしては、アルキレン基、又は、チオエーテル結合を有するアルキレン基が挙げられ、例えば、-(CHm1-や-(CHm1-S-(CHm2-が例示される。これらにおいて、m1及びm2は1~10の数であり、好ましくは1~8、より好ましくは1~5である。m1及びm2は同一であっても異なっていてもよい。
【0208】
ポリシロキサン化合物aが-SH基を有さない場合、前記式(3.2)中、Aはチオール基以外の基であり、ポリシロキサン化合物aが-SH基を有するものであって、前記式(3.1)におけるR及びRの両方が水素でない場合、Aはチオール基である。
【0209】
ポリシロキサン化合物aの全構造単位中、前記式(3.1)で表される構造単位の含有割合は、例えば、70モル%以上とすることができ、好ましくは75モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは85モル%以上、特に好ましくは90モル%以上である。また、ポリシロキサン化合物aの全構造単位中、前記式(3.1)で表される構造単位の含有割合は、例えば、99.9モル%以下とすることができ、好ましくは99モル%以下、より好ましくは98モル%以下、さらに好ましくは96モル%以下、特に好ましくは95モル%以下である。
【0210】
ポリシロキサン化合物aの全構造単位中、前記式(3.2)で表される構造単位の含有割合は、例えば、0.1モル%以上とすることができ、好ましくは1モル%以上、より好ましくは2モル%以上、さらに好ましくは4モル%以上、特に好ましくは5モル%以上である。また、ポリシロキサン化合物aの全構造単位中、前記式(3.2)で表される構造単位の含有割合は、例えば、30モル%以下とすることができ、好ましくは25モル%以下、より好ましくは20モル%以下、さらに好ましくは15モル%以下、特に好ましくは10モル%以下である。
【0211】
工程Aで使用するアルケニル基含有化合物は、ホスト基を有するアルケニル基含有化合物を挙げることができるアルケニル基は、例えば、ビニル基、アリル基等を挙げることができる。ホスト基を有するアルケニル基含有化合物の種類は特に限定されず、例えば、公知の化合物を広く使用することができる。ホスト基を有するアルケニル基含有化合物の具体例としては、前記式(h1)で表される化合物、前記式(h2)で表される化合物を挙げることができる。ホスト基を有するアルケニル基含有化合物は、公知の方法で製造することができ、あるいは、市販品を使用することもできる。
【0212】
工程Aの反応では、ホスト基を有するアルケニル基含有化合物以外のアルケニル基含有化合物を併用することもできる。斯かるアルケニル基含有化合物を「アルケニル基含有化合物c」と表記する。
【0213】
アルケニル基含有化合物cとしては、置換基を有していてもよい炭素数2~10のアルケニル化合物を挙げることができる。置換基は、例えば、水酸基、アミノ基、カルボキシ基等を挙げることができる。アルケニル化合物において、炭素-炭素二重結合の位置は特に限定されず、例えば、アルケニル化合物の末端(例えば、1,2-アルケニル化合物)とすることができ、この場合、逆側の末端に前記置換基を有することができる。アルケニル基含有化合物cの具体例として、1-ペンテン、2-ペンテン、アリルアルコール等を挙げることができ、1-ペンテンの場合は複合ポリマー材料の力学特性が向上しやすい。
【0214】
工程Aの反応では、前記ポリシロキサン化合物と、少なくとも1種のアルケニル基含有化合物(ホスト基を有するアルケニル基含有化合物)とを反応する。この反応では必要に応じて、前記アルケニル基含有化合物cも使用する。この場合、得られる複合ポリマー材料は、優れた力学特性(特に優れたヤング率及びタフネス)を有しやすく、また、透明性も高くなりやすい。
【0215】
工程Aの反応では、アルケニル基含有化合物(アルケニル基含有化合物cは含まない)の使用量は特に限定されず、例えば、前記ポリシロキサン化合物に対し、0.1~30モル%とすることができる。また、工程Aの反応では、アルケニル基含有化合物cの使用量は、例えば、前記ポリシロキサン化合物に対し、50~150モル%とすることができる。
【0216】
工程Aの反応は、例えば、光重合開始剤の存在下で行うことができる。これにより、前記ポリシロキサン化合物と、アルケニル基含有化合物との反応が促進されやすくなる。具体的に、ポリシロキサン化合物における-SH基及び/又は-Si-H基と、アルケニル基含有化合物のアルケニル基との反応(付加反応)が起こりやすくなる。工程Aにおいて、前記ポリシロキサン化合物がSi-H基を有する場合は、触媒を用いたヒドロシリル化反応を用いることで、前記ポリシロキサン化合物と、アルケニル基含有化合物とを反応させることも可能である。
【0217】
工程Aの反応で光重合開始剤を使用する場合、その使用量は特に限定されず、例えば、前記ポリシロキサン化合物に対し、1~20モル%とすることができる。工程Aの反応は、各種溶媒中で行うことができる。溶媒の種類は特に限定されず、例えば、アルケニル化合物とシリル基との付加反応あるいは、アルケニル化合物とチオール基との付加反応で従来から使用されている溶媒を広く適用することができる。溶媒として、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、イソホロン等のケトン系溶媒;tert-ブチルアルコール、ベンジルアルコール、フェノキシエタノール、フェニルプロピレングリコール等のアルコール系溶媒;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶媒;1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、アニソール等のエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸プロピル、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のエステル系溶媒;N,N-ジメチルホルミアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒等が挙げられる。
【0218】
工程Aの反応は、例えば、ポリシロキサン化合物、アルケニル基含有化合物、アルケニル基含有化合物c、光重合開始剤及び溶媒を含む原料に活性エネルギー線を照射して反応を進行させる方法、前記原料を所定の温度に調節して反応を進行させる方法で行うことができる。中でも反応が進行しやすいという点で、活性エネルギー線を照射する方法を採用することが好ましい。活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、可視光線、X線、イオン線等が挙げられ、中でも、汎用性の点から紫外線または電子線が好ましく、紫外線が特に好ましい。
【0219】
工程Aの反応を行った後、さらに追加で出発原料(例えば、ポリシロキサン化合物、アルケニル基含有化合物、アルケニル基含有化合物c)等を加えることもできる。この場合、アルケニル基含有化合物cを追加することが好ましく、これにより、ポリシロキサン化合物中の未反応のSi-H基やSH基を消費させることが可能となる。
【0220】
工程Aの反応が終了した後は、適宜の精製手段で所望のシリコーン系ポリマーShを得ることができる。なお、シリコーン系ポリマーSgについては、工程Aにおいて、ホスト基を有するアルケニル基含有化合物に替えてゲスト基を有するアルケニル基含有化合物を使用することで、シリコーン系ポリマーSgを製造することができる。
【0221】
上記のように製造されるシリコーン系ポリマーShを用いて、架橋ポリマーを合成することができる。すなわち、前述のように、シリコーン系ポリマーShの存在下で、ポリマーPgを合成することで、架橋ポリマーを得ることができる。
【0222】
具体的には、シリコーン系ポリマーShの存在下、ポリマーPgを形成するための単量体原料の重合反応を行うことで、ポリマーPgを合成することができる。
【0223】
ポリマーPgを形成するための単量体原料として、ポリマーPgがゲスト基含有ビニルポリマーである場合は、前述の各種モノマー混合物(式(g1)で表される化合物及び式(a1)で表される化合物の混合物)が使用され得る。当該モノマー混合物を、シリコーン系ポリマーShの存在下でラジカル重合反応を行うことで、ゲスト基含有ビニルポリマーを合成することができる。斯かるラジカル重合反応は、例えば、公知のラジカル重合反応を広く使用することができる。
【0224】
また、ポリマーPgを形成するための単量体原料として、ポリマーPgがゲスト基含有重付加系ポリマーである場合は、前述のゲスト分子と、2個のイソシアネート基を有する化合物と、2個の水酸基を有する化合物とを含む原料混合物が使用され得る。当該原料混合物を、シリコーン系ポリマーShの存在下で重付加反応を行うことで、ゲスト基含有重付加系ポリマーを合成することができる。斯かる重付加反応は、例えば、公知の重付加反応を広く使用することができる。
【0225】
シリコーン系ポリマーShの存在下、ポリマーPgを合成することで、シリコーン系ポリマーSh側鎖のホスト基に、ゲスト基が包接されつつ、ポリマーPgの重合反応が進行し、シリコーン系ポリマーShとポリマーPgとの架橋ポリマーが形成される。
【0226】
シリコーン系ポリマーShの存在下でのポリマーPgの合成は、各種有機溶媒中で行うことができる。有機溶媒としては、溶媒として、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、イソホロン等のケトン系溶媒;tert-ブチルアルコール、ベンジルアルコール、フェノキシエタノール、フェニルプロピレングリコール等のアルコール系溶媒;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶媒;1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、アニソール等のエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸プロピル、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のエステル系溶媒;N,N-ジメチルホルミアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒等が挙げられる。
【0227】
以上のように、シリコーン系ポリマーShの存在下、ポリマーPgを合成することで、シリコーン系ポリマーShとポリマーPgとのホスト-ゲスト相互作用に基づく架橋ポリマーが形成される。当該架橋ポリマーを単離し、必要に応じて他の材料や添加剤を組み合わせることで本発明の複合ポリマー材料とすることができる。
【0228】
また、架橋ポリマーが溶液として得られた場合は、斯かる溶液を本発明の複合ポリマー材料とすることができ、必要に応じて、各種他の成分を加えることもできる。当該溶を用いることで、例えば、複合ポリマー材料のフィルム等を得ることもできる。
【0229】
本開示に包含される発明を特定するにあたり、本開示の各実施形態で説明した各構成(性質、構造、機能等)は、どのように組み合わせられてもよい。すなわち、本開示には、本明細書に記載される組み合わせ可能な各構成のあらゆる組み合わせからなる主題が全て包含される。
【実施例0230】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の態様に限定されるものではない。
【0231】
(製造例1)
200mLガラス製丸底フラスコにβ-シクロデキストリン5g(3.9mmol)、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド700mg(6.9mmol)及びp-トルエンスルホン酸一水和物95mg(0.6mmol)を秤量し、これらを25mLのN,N-ジメチルホルムアミドに加えて反応液を調製した。溶液をオイルバスで90℃に加熱し、1時間にわたって加熱撹拌することで反応液を得た。次いで、該反応液を放冷し、激しく撹拌しているアセトン45mLに注ぎこんだ。生じた沈殿をろ別した後、10mLのアセトンで三回洗浄し常温で1時間減圧乾燥することで反応物を得た。反応物を蒸留水100mLに溶解し、多孔質ポリスチレン樹脂(三菱化学ダイヤイオンHP-20)を充填したカラム(見かけ密度600g/L)に通じ、30分間吸着させた。その後、溶液成分を除去し、カラムに新たに10体積%メタノール(もしくはアセトニトリル)水溶液50mLを3回通じ、ポリスチレン樹脂を洗浄することで未反応β-シクロデキストリンを除去した。続いてカラムに25体積%メタノール水溶液500mLを二回通ずることで、目的物であるアクリルアミドメチルβ-シクロデキストリン(βCDAAmMeと表記)を溶出させた。溶媒を減圧除去することで、βCDAAmMeを白色粉末として得た。このβCDAAmMe20gをピリジン300mLに溶解し、無水酢酸170.133gを加え、55℃で12時間以上撹拌した。その後、メタノール50mLを加えクエンチし、内容量が200mLになるまでエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮液を、水2,000mLに滴下し、沈殿を回収した。沈殿をアセトン200mLに溶解し、水2,000mLに滴下し、生成した沈殿物を回収し、これを減圧乾燥することにより目的物であるホスト基含有ビニルモノマーを単離した。得られたホスト基含有ビニルモノマーは、下記の式(h1-2)で表される化合物であった(以下、「TAcβCDAAmMe」と表記する)。
【0232】
【化13】
【0233】
(実施例1-1)
図3(a)に示す反応スキームに従い、シリコーン系ポリマーSh(PDMS-TAcβCD-AAl(x))を製造した。まず、チオール基を側鎖に有するポリジメチルシロキサン(PDMS-SH)を4,500mg(5.6mmol、チオール基等量10eq.であり、数平均分子量は~1,000)と、製造例1で得られたTAcβCDAAmMeを1,200mg(0.58mmol、1eq.)と、アリルアルコール(AAl)を290mg(5.0mmol、9eq.)と、紫外光重合開始剤としてIrgacure1173を92mg(0.56mmol、1eq.)とを、酢酸エチル(20mL)に溶かして20質量%の溶液を調製した。この溶液に、窒素バブリングを5分間行った後、波長365nmの水銀ランプで1時間紫外光照射してPDMS-TAcβCD-AAl(x)を生成させ、これをシリコーン系ポリマーSh溶液として得た。ここでxは、シリコーン系ポリマーSh中におけるホスト基を有するシロキサン単位の割合(モル%)を示し、x=1であった。
【0234】
次いで、図3(b)に示す反応スキームに従い、シリコーン系ポリマーShの存在下でポリマーPgを合成することで、シリコーン系ポリマーShとポリマーPgとの架橋ポリマーを合成した。具体的には、後掲の表1に示す配合量で、シリコーン系ポリマーSh(PDMS-TAcβCD-AAl(x))の溶液に、エチルアクリレート(EA)、N-(1-アダマンチル)アクリルアミド(AdAAm)及び可視光重合開始剤としてフェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド(BAPO)を加えて原料を調製した。当該原料に、波長420nmの可視光LEDを1時間可視光照射することで重合反応を行い、次いで、室温のドラフト内で一晩風乾し、80℃のバキュームオーブンで一晩真空乾燥することで、PDMS-TAcβCD-AAl/PEA-Ad(x,y;wPEA)を得た(ただし、図3(b)ではPEAをPRと表記している(R=EA)。従って、図中のC=C-RはEAを表す)。これをシリコーン系ポリマーShとポリマーPgとの架橋ポリマー(図1の架橋ポリマーX1の構造を有する)とした。ここで、x及びyはそれぞれシリコーン系ポリマーShに対するホスト基を有するシロキサン単位の割合(モル%)及びゲスト基含有ビニルモノマー単位の含有割合(モル%)であり、wPEAはシリコーン系ポリマーSh及びEAの全量に対するEAの含有割合(質量%)であり、仕込み量からx=1、y=2、wPEA=50と計算された。
【0235】
(実施例1-2)
表1に示す配合量に変更して原料を調製したこと以外は実施例1-1と同様の方法で、PDMS-TAcβCD-AAl/PEA-Ad(x,y;wPEA)を得た。これをシリコーン系ポリマーShとポリマーPgとの架橋ポリマーとし、x=1、y=5、wPEA=50と計算された。
【0236】
(比較例1-1)
表1に示す配合量に変更して原料を調製したこと以外は実施例1-1と同様の方法で、PDMS-TAcβCD-AAl/PEA(x,y;wPEA)を得た。これをシリコーン系ポリマーShとゲスト基を有さないポリマーとの混合物とし、x=1、y=0、wPEA=50と計算された。
【0237】
【表1】
【0238】
(比較例1-2)
TAcβCDAAmMeを使用せずに、また、アリルアルコールの使用量を290mgに変更したこと以外は実施例1-1と同様の方法で重合反応を行った。これにより、ホスト基を有さないポリシロキサンと、ゲスト基含有ビニルポリマーとの混合物を得た。
【0239】
(比較例1-3)
AdAAmを使用しなかったこと以外は比較例1-2と同様の方法で重合反応を行った。これにより、ホスト基を有さないポリシロキサンと、ゲスト基非含有ビニルポリマーとの混合物を得た。
【0240】
(評価結果1)
各実施例で得られた架橋ポリマーを複合ポリマー材料として、評価を行った。
【0241】
比較例1-3で得られた混合物は白濁しており、比較例1-2で得られた混合物は無色透明であったが、0.1mmオーダーの油滴物が見られた。比較例1-1及び実施例1-1~実施例1-2で得られた複合ポリマー材料は無色透明であった。比較例1-1では可動性架橋形成により、実施例1-1~実施例1-2は可逆性架橋形成により、2種のポリマーの相溶性が向上したと考えられる。
【0242】
図4(a)、(b)には、実施例1-2で得られた架橋ポリマーの引張試験の結果を示している。比較として、比較例1-1、比較例1-2及び比較例1-3の同試験の結果を図4に示している。なお、図4(a)は応力-ひずみ曲線、(b)はヤング率とタフネスの相関を示している。図4から、実施例1-2で得られた架橋ポリマーが最も高い破断応力、破断ひずみ、タフネスを示したことがわかった。
【0243】
図5(a)、(b)には、実施例1-2で得られた架橋ポリマーの引張試験の結果を示している。なお、図5(a)は応力-ひずみ曲線、(b)はヤング率とタフネスの相関を示している。この結果から、実施例1-2で得られた架橋ポリマーは破断応力およびヤング率が高く、また、ゲスト基の含有割合が増加すると破断ひずみ及びタフネスが増加することがわかった。ゲスト基の増加により、延伸時における可逆性架橋の組み換えが起こりやすくなったために、効率的に応力分散し、延伸性及びタフネスが向上したといえる。
【0244】
図6は、引張試験で使用したサンプルと同様のサンプルの中央をカッターで両断させた後に再接触させ、「24時間室温で静置」もしくは「12時間70℃で静置」させた試験片の引張試験を行い、下記式(10)
修復率(%)=[修復後の試験片のタフネス]
÷[初期(切断前)の試験片のタフネス]×100% (10)
により修復率(Healing efficiency)を算出した結果である。
【0245】
具体的に図6(a)は、上記「24時間室温で静置」させた試験片の引張試験の応力-ひずみ曲線、図6(b)は、上記「12時間70℃で静置」させた試験片の引張試験の応力-ひずみ曲線、図6(c)は修復率(%)の結果であって各実施例における左側の棒グラフが「24時間室温で静置」させた試験片、右側の棒グラフが「12時間70℃で静置」させた試験片の修復率である。室温は25℃とした。
【0246】
図6の結果から、24時間室温での修復した試験片において、ゲスト基の含有割合が増加するにつれて破断ひずみが向上した。また、ゲスト基の含有割合の増加につれて修復率も向上した。12時間70℃で修復した場合においても、ゲスト基の含有割合の増加に伴って破断応力、破断ひずみ、修復率が向上した。とりわけ、実施例1-2の修復後の試験片においては、ひずみ1,000%以上伸びる高延伸性を示した。ゲスト基量が増えると、材料切断により解離したホスト-ゲスト錯体の再形成が効率的に行われるので、自己修復性が向上したと考えられる。
【0247】
(実施例2-1)
EAの代わりにn-ブチルアクリレート(BA)900mg(7.0mmol)に変更し、BAPOの使用量を15mg(0.035mmol)に変更したこと以外は、実施例1-2と同様の方法でPDMS-TAcβCD-AAl/PBA-Ad(x,y;wPBA)を得た。これをシリコーン系ポリマーShとポリマーPgとの架橋ポリマーとしx=1、y=5、wPBA=50と計算された。
【0248】
(実施例3-1)
EAの代わりに2-エチルヘキシルアクリレート(EHA)900mg(4.9mmol)に変更し、BAPOの使用量を10mg(0.024mmol)に変更したこと以外は、実施例1-2と同様の方法でPDMS-TAcβCD-AAl/PEHA-Ad(x,y;wPEHA)を得た。これをシリコーン系ポリマーShとポリマーPgとの架橋ポリマーとしx=1、y=5、wPEHA=50と計算された。
【0249】
(評価結果2)
各実施例で得られた架橋ポリマーを複合ポリマー材料として、評価を行った。
【0250】
実施例2-1及び実施例3-1で得られた複合ポリマー材料は、無色透明であった。
【0251】
図7(a)、(b)には、各実施例で得られた架橋ポリマーの引張試験の結果を示している。なお、図7(a)は応力-ひずみ曲線、(b)はヤング率とタフネスの相関を示している。実施例2-1及び実施例3-1の架橋ポリマーも破断応力およびヤング率が高いことがわかり、力学特性に優れる複合ポリマー材料であることがわかった。
【0252】
図8は、引張試験で使用したサンプルと同様のサンプルの中央をカッターで両断させた後に再接触させ、「12時間70℃で静置」させた試験片の引張試験を行い、前記式(10)により修復率(Healing efficiency)を算出した結果である。図8から、実施例1-2、実施例2-1、実施例3-1の順に破断応力が向上することがわかり、また、修復率は実施例2-1が57%を示して最大であった。
【0253】
(実施例4-1)
EAの代わりに2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)900mg(7.8mmol)に変更し、BAPOの使用量を16mg(0.039mmol)に変更したこと以外は、実施例1-2と同様の方法でPDMS-TAcβCD-AAl/PHEA-Ad(x,y;wPHEA)を得た。これをシリコーン系ポリマーShとポリマーPgとの架橋ポリマーとしx=1、y=5、wPHEA=50と計算された。
【0254】
(実施例5-1)
表2に示す配合量に変更して原料を調製したこと以外は実施例1-1と同様の方法で、PDMS-TAcβCD-AAl/P(EA-HEA)-Ad(x,y;wPEA;wPHEA)を得た。ここで、x及びyはそれぞれシリコーン系ポリマーShに対するホスト基を有するシロキサン単位の割合(モル%)及びゲスト基含有ビニルモノマー単位の含有割合(モル%)であり、wPEAはシリコーン系ポリマーSh及びEAの全量に対するEAの含有割合(質量%)であり、wPHEAはシリコーン系ポリマーSh及びHEAの全量に対するHEAの含有割合(質量%)仕込み量からx=1、y=1、wPEA=37.5、wPHEA=12.5と計算された。
【0255】
(実施例5-2)
表2に示す配合量に変更して原料を調製したこと以外は実施例1-2と同様の方法で、PDMS-TAcβCD-AAl/P(EA-HEA)-Ad(x,y;wPEA;wPHEA)を得た。これをシリコーン系ポリマーShとポリマーPgとの架橋ポリマーとし、x=1、y=2、wPEA=25、wPHEA=25と計算された。
【0256】
(実施例5-3)
表2に示す配合量に変更して原料を調製したこと以外は実施例1-2と同様の方法で、PDMS-TAcβCD-AAl/P(EA-HEA)-Ad(x,y;wPEA;wPHEA)を得た。これをシリコーン系ポリマーShとポリマーPgとの架橋ポリマーとし、x=1、y=5、wPEA=12.5、wPHEA=37.5と計算された。
【0257】
【表2】
【0258】
(評価結果3)
各実施例で得られた架橋ポリマーを複合ポリマー材料として、評価を行った。
【0259】
実施例5-1、実施例5-3で得られた複合ポリマー材料は無色透明、実施例4-1、実施例5-2は少し白濁したものの高い透明性を有しており、油滴物は見られなかった。
【0260】
図9(a)、(b)には、各実施例で得られた架橋ポリマーの引張試験の結果を示している。なお、図9(a)は応力-ひずみ曲線、(b)はヤング率とタフネスの相関を示している。図9から、実施例5-3で得られた架橋ポリマーが最も高い破断応力、破断ひずみ、タフネスを示したことがわかった。特に、実施例1-2に比べると、他の実施例はすべて力学特性が向上しており、このことから水素結合による相互作用が力学特性を向上させているものと推察される。
【0261】
図10は、引張試験で使用したサンプルと同様のサンプルの中央をカッターで両断させた後に再接触させ、「24時間室温で静置」もしくは「12時間70℃で静置」させた試験片の引張試験を行い、前記式(10)により修復率(Healing efficiency)を算出した結果である。
【0262】
具体的に図10(a)は、上記「24時間室温で静置」させた試験片の引張試験の応力-ひずみ曲線、図10(b)は、上記「12時間70℃で静置」させた試験片の引張試験の応力-ひずみ曲線、図10(c)は修復率(%)の結果であって各実施例における左側の棒グラフが「24時間室温で静置」させた試験片、右側の棒グラフが「12時間70℃で静置」させた試験片の修復率である。室温は25℃とした。図10の結果から、いずれも自己修復性を有していることがわかった。
【0263】
(実施例6-1)
図11に示す反応スキームに従い、シリコーン系ポリマーShとポリマーPgとの架橋ポリマーを合成した。まず、後掲の表3に示す配合表に従い、チオール基を側鎖に有するポリジメチルシロキサン(PDMS-SH)と、製造例1で得られたTAcβCDAAmMeと、1-アダマンタンアミン(AdAm)と、1-ペンテン(Pen)と、紫外光重合開始剤としてIrgacure1173(1173)と、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTHF)、1,3-プロパンジオール(PDO)を、ジクロロメタン(DCM)(10mL)に溶かして溶液を調製した。この溶液に、窒素バブリングを5分間行った後、波長365nmの水銀ランプで1時間紫外光照射してPDMS-TAcβCD-AAl(x)を生成させ、これをシリコーン系ポリマーSh溶液として得た。ここでxは、シリコーン系ポリマーSh中におけるホスト基を有するシロキサン単位の割合(モル%)を示し、x=1であった。シリコーン系ポリマーSh(PDMS-TAcβCD-AAl(x))の溶液に、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)と重縮合触媒ジブチルすずジアセテート(DBTDA)を表3に示す配合量で加え、25℃で24時間攪拌することで重付加反応を行い、ポリウレタン(PU)を生成させた。次いで、室温のドラフト内で一晩風乾し、40℃のバキュームオーブンで一晩真空乾燥することで、PDMS-βCD/PU-Ad(x,y;wPU)を得た。これをシリコーン系ポリマーShとポリマーPgとの架橋ポリマー(図2の架橋ポリマーX2の構造を有する)とした。ここで、x及びyはそれぞれシリコーン系ポリマーShに対するホスト基を有するシロキサン単位の割合(モル%)及びゲスト基の含有割合(モル%)であり、wPUはシリコーン系ポリマーSh及びPU(PTHF、PDO、HDIの全量)に対するPUの含有割合(質量%)であり、仕込み量からx=1、y=0.5、wPU=20と計算された。
【0264】
(比較例6-1)
表3に示す配合表に従い、ホスト基を有さないポリシロキサンと、ゲスト基を有さないポリマーとの混合物を得た。
【0265】
【表3】
【0266】
(評価結果4)
各実施例で得られた架橋ポリマーを複合ポリマー材料として、評価を行った。
【0267】
実施例6-1で得られた複合ポリマー材料は少し白濁したものの高い透明性を有しており、油滴物は見られなかった。他方、比較例6-1は白濁し、乾燥過程で激しくひび割れていた。
【0268】
図12(a)、(b)には、実施例6-1で得られた架橋ポリマーの引張試験の結果を示している。なお、図12(a)は応力-ひずみ曲線、(b)はヤング率とタフネスの相関を示している。図12から、実施例6-1で得られた架橋ポリマーは、優れた破断応力、破断ひずみ、タフネスを示したことがわかった。PDMS主鎖とPU主鎖間の可逆的なホスト-ゲスト相互作用により力学物性が向上したと考えられる。
【0269】
また、図示は省略しているが、実施例6-1で得られた複合ポリマー材料は自己修復性を有していることも確認された。
【0270】
(力学特性の評価方法)
複合ポリマー材料の力学特性は、引張試験(ストローク-試験力曲線)(島津製作所社製「AUTOGRAPH」(型番:AGX-plus)により、複合ポリマー材料(架橋ポリマー)の破断点を観測することで評価した。この破断点を終点として、終点までの最大応力を高分子材料の破断応力とした。この引張り試験は、厚さ200~400μmに成形したフィルム状の複合ポリマー材料の下端を固定し、上端を引張り速度1mm/秒で稼動させるアップ方式で実施した。この測定から、複合ポリマー材料のヤング率及びタフネスを算出した。フィルム状の複合ポリマー材料は、各実施例で得られた溶液をキャストすることで作製した。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12