JP7685404B2 - Alicyclic polycarbonate resin having excellent heat resistance, resin composition, and method for producing same - Google Patents
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Description
本発明は、耐熱性に優れる、脂環式ポリカーボネート樹脂に関する。 The present invention relates to an alicyclic polycarbonate resin with excellent heat resistance.
ポリカーボネート樹脂は耐熱性に優れるエンジニアリングプラスチックであり、その軽量化や低コスト化とともに、優れた耐熱性や光学特性を兼ね備えるものが要求されている。そのような要求を満たすことを目的として、芳香族骨格をベースとした特殊ポリカーボネート樹脂の開発が盛んに行われている。 Polycarbonate resin is an engineering plastic with excellent heat resistance, and there is a demand for it to have excellent heat resistance and optical properties as well as being lightweight and low cost. In order to meet such demands, there has been active development of special polycarbonate resins based on aromatic skeletons.
他方、芳香族ポリカーボネートに代わる樹脂として、脂肪族、特に脂環式構造を有するポリカーボネート樹脂の開発も行われている。脂環式ポリカーボネートは、ビスフェノールAなどの芳香環を有するポリカーボネート樹脂と比べて耐光性や光学特性に優れる傾向がある。例えば、特許文献1では透明性、耐熱性、色調に優れる多環脂環式ポリカーボネート樹脂が開示されている。また、石油原料のみならず、植物などのバイオマス由来の原料を用いたポリカーボネートの開発も行われている。例えば、特許文献2において、でんぷんから誘導可能なイソソルバイドを原料に用いたポリカーボネート樹脂が開示されている。 On the other hand, aliphatic, particularly polycarbonate resins having alicyclic structures, are being developed as alternatives to aromatic polycarbonates. Alicyclic polycarbonates tend to have better light resistance and optical properties than polycarbonate resins having aromatic rings such as bisphenol A. For example, Patent Document 1 discloses a polycyclic alicyclic polycarbonate resin that is excellent in transparency, heat resistance, and color tone. Polycarbonates using not only petroleum-derived raw materials but also raw materials derived from biomass such as plants are also being developed. For example, Patent Document 2 discloses a polycarbonate resin using isosorbide, which can be derived from starch, as a raw material.
このような脂環式ポリカーボネート樹脂のうち、シクロヘキサンカーボネート構造を有するポリ(シクロヘキセンカーボネート)は、ベンゼン環に対応する飽和の炭素六員環を有する最も単純なポリカーボネートである。ポリ(シクロヘキセンカーボネート)は、例えば特許文献3に示されているように、シクロヘキセンオキシドと二酸化炭素との反応によって合成できることが広く知られている。また、特許文献4及び非特許文献1に記載されているように、1,2-シクロヘキセンカーボネートの開環重合によりポリ(シクロヘキセンカーボネート)が得られることが知られている。 Among such alicyclic polycarbonate resins, poly(cyclohexene carbonate) having a cyclohexane carbonate structure is the simplest polycarbonate having a saturated six-membered carbon ring corresponding to a benzene ring. It is widely known that poly(cyclohexene carbonate) can be synthesized by the reaction of cyclohexene oxide with carbon dioxide, as shown in Patent Document 3, for example. It is also known that poly(cyclohexene carbonate) can be obtained by ring-opening polymerization of 1,2-cyclohexene carbonate, as described in Patent Document 4 and Non-Patent Document 1.
本発明者らが、上記文献に記載のものを始めとする従来のポリカーボネート樹脂を詳細に検討したところ、耐熱性が不十分であることがわかった。 The inventors of the present invention conducted a detailed study of conventional polycarbonate resins, including those described in the above literature, and found that they had insufficient heat resistance.
例えば、特許文献4及び非特許文献1に記載のように、主鎖に環状のシクロヘキサン構造を有するポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は脂肪族鎖状のポリカーボネートと比べて高いものの、ビスフェノールA構造を有する汎用の芳香族ポリカーボネート樹脂と比べて低く、高温環境下での形態安定性といった耐熱性の観点で課題が残されていた。 For example, as described in Patent Document 4 and Non-Patent Document 1, the glass transition temperature of a polycarbonate resin having a cyclic cyclohexane structure in the main chain is higher than that of an aliphatic chain polycarbonate, but is lower than that of a general-purpose aromatic polycarbonate resin having a bisphenol A structure, and there remain issues in terms of heat resistance, such as morphological stability in high-temperature environments.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、優れた耐熱性を有する脂環式ポリカーボネート樹脂を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide an alicyclic polycarbonate resin with excellent heat resistance.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を進めた結果、特定の環状構造を主鎖に有するポリカーボネート樹脂が優れた耐熱性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research into solving the above problems, the inventors discovered that polycarbonate resins having a specific cyclic structure in the main chain have excellent heat resistance, leading to the completion of the present invention.
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
[1]
下記式(1)で表される構造単位:
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、及びR12は、各々独立して、水素原子、水酸基、リン酸基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のアラルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、炭素数1~30のシリルアルコキシ基、炭素数1~11のエステル基、炭素数1~11のアシル基、又は、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基であるか、又は
R1~R12は、それらが結合している炭素元素と一緒に、環状構造を形成していてもよく、前記環状構造においてR1~R12はアルキレン基又はカーボネート基を介して互いに結合しており、
前記アルキレン基は、水酸基、リン酸基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~10のエステル基、又は、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基によって置換されていてもよく、
Xは非置換、一置換又は二置換のメチレン基であり、
nは0~2の整数である。)
を有する、ポリカーボネート樹脂。
[2]
R3、R4、R5、R8、R9、及びR10が、水素原子であり、nが、0又は1である、[1]に記載のポリカーボネート樹脂。
[3]
R1、R2、R3、R4、R5、R8、R9、R10、R11、及びR12が、水素原子であり、nが、0又は1である、[1]又は[2]に記載のポリカーボネート樹脂。
[4]
サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が、10,000以上500,000以下である、[1]~[3]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂。
[5]
示査走査熱量計により測定されるガラス転移温度(Tg)が、125℃以上200℃以下である、[1]~[4]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂。
[6]
[1]~[5]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂と、酸化防止剤と、を含有する、ポリカーボネート樹脂組成物。
[7]
[1]~[5]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂、又は[6]に記載のポリカーボネート樹脂組成物を含有する、光学部品。
[8]
[1]~[5]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂、又は[6]に記載のポリカーボネート樹脂組成物の、光学部品用材料としての使用。
[9]
[1]~[5]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法であって、下記式(2):
で表される環状カーボネートを、開環重合することにより、前記ポリカーボネート樹脂を得る重合工程を有する、製造方法。
[10]
[1]~[5]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂の製造方法であって、下記式(3):
で表されるエポキシドと、二酸化炭素とを反応させることにより、前記ポリカーボネート樹脂を得る重合工程を有する、製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1]
A structural unit represented by the following formula (1):
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, a phosphate group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a silyl group having 1 to 30 carbon atoms, a silylalkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an ester group having 1 to 11 carbon atoms, an acyl group having 1 to 11 carbon atoms, or an unsubstituted linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; or R 1 to R 12 may form a cyclic structure together with the carbon element to which they are bonded, and in the cyclic structure, R 1 to R 12 are bonded to each other via an alkylene group or a carbonate group;
the alkylene group may be substituted with a hydroxyl group, a phosphate group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an ester group having 1 to 10 carbon atoms, or an unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms;
X is an unsubstituted, mono- or di-substituted methylene group;
n is an integer from 0 to 2.
A polycarbonate resin having the formula:
[2]
[0023] The polycarbonate resin according to [1], in which R 3 , R 4 , R 5 , R 8 , R 9 and R 10 are hydrogen atoms, and n is 0 or 1.
[3]
The polycarbonate resin according to [1] or [2], in which R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , and R 12 are hydrogen atoms, and n is 0 or 1.
[4]
The polycarbonate resin according to any one of [1] to [3], having a polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of 10,000 or more and 500,000 or less, as measured by size exclusion chromatography (SEC).
[5]
The polycarbonate resin according to any one of [1] to [4], having a glass transition temperature (Tg) measured by a differential scanning calorimeter of 125° C. or higher and 200° C. or lower.
[6]
A polycarbonate resin composition comprising the polycarbonate resin according to any one of [1] to [5] and an antioxidant.
[7]
An optical part comprising the polycarbonate resin according to any one of [1] to [5] or the polycarbonate resin composition according to [6].
[8]
Use of the polycarbonate resin according to any one of [1] to [5] or the polycarbonate resin composition according to [6] as a material for optical parts.
[9]
A method for producing the polycarbonate resin according to any one of [1] to [5], comprising reacting a compound represented by the following formula (2):
The production method includes a polymerization step of ring-opening polymerizing a cyclic carbonate represented by the following formula (1):
[10]
A method for producing the polycarbonate resin according to any one of [1] to [5], comprising reacting a compound represented by the following formula (3):
and a polymerization step of reacting an epoxide represented by the following formula (I) with carbon dioxide to obtain the polycarbonate resin.
本発明によれば、優れた耐熱性を有する脂環式ポリカーボネート樹脂を提供することができる。 The present invention provides an alicyclic polycarbonate resin with excellent heat resistance.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」ともいう。)について詳細に説明する。なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 The following provides a detailed description of the embodiment of the present invention (hereinafter, also referred to as the "present embodiment"). Note that the present invention is not limited to the present embodiment, and can be modified in various ways within the scope of the gist of the present invention.
<ポリカーボネート樹脂>
本実施形態のポリカーボネート樹脂は、下記式(1)で表される構造単位を有する。
The polycarbonate resin of the present embodiment has a structural unit represented by the following formula (1).
式(1)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12(以下、「R1~R12」とも表記する。)は、各々独立して、水素原子、水酸基、リン酸基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のアラルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、炭素数1~30のシリルアルコキシ基、炭素数1~11のエステル基、炭素数1~11のアシル基、又は、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基であるか、又はR1~R12は、それらが結合している炭素元素と一緒に、環状構造を形成していてもよく、前記環状構造においてR1~R12はアルキレン基又はカーボネート基を介して互いに結合しており、前記アルキレン基は、水酸基、リン酸基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~10のエステル基、又は、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基によって置換されていてもよい。また、Xは非置換、一置換又は二置換のメチレン基であり、nは0~2の整数(好ましくは1又は2、より好ましくは1)である。なお、nが0である場合、式(1)における、R4が結合している炭素原子と、R9が結合している炭素原子とは、結合されていない。 In formula (1), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , and R 12 (hereinafter also referred to as "R 1 to R 12 ") are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, a phosphate group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a silyl group having 1 to 30 carbon atoms, a silylalkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an ester group having 1 to 11 carbon atoms, an acyl group having 1 to 11 carbon atoms, or an unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or R 1 to R 12 may form a cyclic structure together with the carbon element to which they are bonded, and in the cyclic structure, R 1 to R 12 are bonded to each other via an alkylene group or a carbonate group, and the alkylene group may be substituted with a hydroxyl group, a phosphate group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an ester group having 1 to 10 carbon atoms, or an unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. X is an unsubstituted, mono- or di-substituted methylene group, and n is an integer of 0 to 2 (preferably 1 or 2, more preferably 1). When n is 0, the carbon atom to which R 4 is bonded and the carbon atom to which R 9 is bonded in formula (1) are not bonded.
本発明の効果をより有効かつ確実に奏する観点から、式(1)中、R1~R12は、好ましくは、各々独立して、水素原子、水酸基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数
1~30のシリル基、炭素数1~11のエステル基、炭素数1~11のアシル基、及び、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基からなる群より選択される1種以上の置換基である。同様の観点から、式(1)中、R1~R12は、より好ましくは、各々独立して、水素原子、水酸基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、及び、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基からなる群より選択される1種以上の置換基である。同様の観点から、式(1)中、R1~R12は、更に好ましくは、各々独立して、水素原子、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、及び、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基からなる群より選択される1種以上の置換基である。
From the viewpoint of more effectively and reliably achieving the effects of the present invention, R 1 to R 12 in formula (1) are preferably each independently one or more substituents selected from the group consisting of a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a silyl group having 1 to 30 carbon atoms, an ester group having 1 to 11 carbon atoms, an acyl group having 1 to 11 carbon atoms, and an unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. From the same viewpoint, R 1 to R 12 in formula (1) are more preferably each independently one or more substituents selected from the group consisting of a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a silyl group having 1 to 30 carbon atoms, and an unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. From the same viewpoint, in formula (1), R 1 to R 12 are more preferably each independently one or more substituents selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a silyl group having 1 to 30 carbon atoms, and an unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
本実施形態において、式(1)中、R1~R12は、アルキレン基又はカーボネート基(-OC(=O)O-基)を介して互いに結合して環状構造を形成していてもよく、アルキレン基は、水酸基、リン酸基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよい。本発明の効果をより確実かつ有効に奏する観点から、R1~R12が、アルキレン基を介して互いに結合し、環状構造を形成している場合、アルキレン基の炭素数は、好ましくは1~20、より好ましくは1~15、更に好ましくは1~12である。更に、同様の観点から、上記アルキレン基の有する置換基は、好ましくは、水酸基、アルコキシ基、又はエステル基であり、より好ましくは、水酸基、又はアルコキシ基である。同様の観点から、R1~R12が環状構造を形成している場合、好ましくは、非置換のアルキレン基を介して環状構造を形成している。非置換のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、1,3-プロピレン基、1,4-ブチレン基、1,5-ペンチレン基、1,3-シクロペンチレン基、1,6-ヘキシレン基、1,3-シクロヘキシレン基、及び1,4-シクロヘキシレン基が挙げられる。 In this embodiment, in formula (1), R 1 to R 12 may be bonded to each other via an alkylene group or a carbonate group (-OC(=O)O- group) to form a cyclic structure, and the alkylene group may be substituted with a hydroxyl group, a phosphate group, an alkoxy group, or an ester group. From the viewpoint of more reliably and effectively achieving the effects of the present invention, when R 1 to R 12 are bonded to each other via an alkylene group to form a cyclic structure, the number of carbon atoms in the alkylene group is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 15, and even more preferably 1 to 12. Furthermore, from the same viewpoint, the substituent of the alkylene group is preferably a hydroxyl group, an alkoxy group, or an ester group, and more preferably a hydroxyl group or an alkoxy group. From the same viewpoint, when R 1 to R 12 form a cyclic structure, the cyclic structure is preferably formed via an unsubstituted alkylene group. Examples of unsubstituted alkylene groups include methylene, ethylene, 1,3-propylene, 1,4-butylene, 1,5-pentylene, 1,3-cyclopentylene, 1,6-hexylene, 1,3-cyclohexylene, and 1,4-cyclohexylene groups.
R1~R12が環状構造を形成する場合、R1~R12のうちの任意の2つが一緒になって環状構造を形成していていることが好ましい。 When R 1 to R 12 form a cyclic structure, it is preferable that any two of R 1 to R 12 are combined to form a cyclic structure.
本実施形態の上記式(1)におけるリン酸基は、非置換であってもよく、置換されていてもよい。すなわち、1置換のリン酸基であってもよく、2置換のリン酸基であってもよい。本発明の効果をより有効かつ確実に奏する観点から、リン酸基が置換されている場合、置換基は、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基であることが好ましい。同様の観点から、本実施形態におけるリン酸基は、非置換であることが好ましい。 The phosphate group in the above formula (1) of this embodiment may be unsubstituted or substituted. That is, it may be a monosubstituted phosphate group or a disubstituted phosphate group. From the viewpoint of more effectively and reliably achieving the effects of the present invention, when the phosphate group is substituted, it is preferable that the substituent is an unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. From the same viewpoint, it is preferable that the phosphate group in this embodiment is unsubstituted.
本実施形態の上記式(1)における炭素数6~20のアリール基としては、特に限定されないが、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、テトラメチルフェニル基、ペンタメチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ジイソプロピルフェニル基等の、無置換またはアルキル基を有するアリール基や、例えば、4-メトキシフェニル基、3,5-ジメトキシフェニル基等のアルコキシ基を有するアリール基や、例えば、ビフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基が挙げられる。 The aryl group having 6 to 20 carbon atoms in the above formula (1) of this embodiment is not particularly limited, but examples thereof include unsubstituted or alkyl-containing aryl groups such as phenyl, methylphenyl, dimethylphenyl, trimethylphenyl, tetramethylphenyl, pentamethylphenyl, ethylphenyl, propylphenyl, and diisopropylphenyl groups, aryl groups having alkoxy groups such as 4-methoxyphenyl and 3,5-dimethoxyphenyl groups, and biphenyl, naphthyl, and anthracenyl groups.
本実施形態の上記式(1)における炭素数6~20のアラルキル基としては、特に限定されないが、例えば、ベンジル基、4-メチルベンジル基、フェネチル基等の、無置換またはアルキル基を有するアラルキル基や、例えば、4-メトキシベンジル基、3,5-ジメトキシベンジル基などのアルコキシ基を有するアラルキル基や、例えば、ジフェニルメチル基、ナフチルメチル基、アントラセニルメチル基などが挙げられる。 The aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms in the above formula (1) of this embodiment is not particularly limited, but examples thereof include unsubstituted or alkyl group-containing aralkyl groups such as benzyl group, 4-methylbenzyl group, and phenethyl group, alkoxy group-containing aralkyl groups such as 4-methoxybenzyl group and 3,5-dimethoxybenzyl group, and diphenylmethyl group, naphthylmethyl group, and anthracenylmethyl group.
本実施形態の上記式(1)における炭素数1~10のアルコキシ基としては、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、2-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、ペンチルオキシ基、2-ペンチルオキシ基、3-ペンチルオキシ基、ネオペネンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2-ヘキシルオキシ基、3-ヘキシルオキシ基、2-メチルペンチルオキシ基、3-メチルペンチルオキシ基、4-メチルペンチルオキシ基、2-エチルブロキシ基、ヘプチルオキシ基、2-ヘプチルオキシ基、3-ヘプチルオキシ基、4-ヘプチルオキシ基、2-メチルヘキシルオキシ基、3-メチルヘキシルオキシ基、4-メチルヘキシルオキシ基、5-メチルヘキシルオキシ基、2-エチルペンチルオキシ基、3-エチルペンチルオキシ基、オクチルオキシ基、2-オクチルオキシ基、3-オクチルオキシ基、4-オクチルオキシ基、2-メチルヘプチルオキシ基、3-メチルヘプチルオキシ基、4-メチルヘプチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、3-エチルヘキシルオキシ基、ノナニルオキシ基、2-ノナニルオキシ基、3-ノナニルオキシ基、4-ノナニルオキシ基、5-ノナニルオキシ基、2-メチルオクチルオキシ基、3-メチルオクチルオキシ基、4-メチルオクチルオキシ基、5-メチルオクチルオキシ基、2-エチルヘプチルオキシ基、3-エチルヘプチルオキシ基、4-エチルヘプチルオキシ基、デシルオキシ基、2-デシルオキシ基、3-デシルオキシ基、4-デシルオキシ基、5-デシルオキシ基、2-メチルノナニルオキシ基、3-メチルノナニルオキシ基、4-メチルノナニルオキシ基、5-メチルノナニルオキシ基、6-メチルノナニルオキシ基、2-エチルオクチルオキシ基、3-エチルオクチルオキシ基、4-エチルオクチルオキシ基、及び5-エチルオクチルオキシ基が挙げられる。 In the above formula (1) of this embodiment, the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms is not particularly limited, but examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, a 2-butoxy group, a tert-butoxy group, a pentyloxy group, a 2-pentyloxy group, a 3-pentyloxy group, a neopentyloxy group, a hexyloxy group, a 2-hexyloxy group, a 3-hexyloxy group, a 2-methylpentyloxy group, a 3-methylpentyloxy group, and a 2-methylpentyloxy group. oxy group, 4-methylpentyloxy group, 2-ethylbrooxy group, heptyloxy group, 2-heptyloxy group, 3-heptyloxy group, 4-heptyloxy group, 2-methylhexyloxy group, 3-methylhexyloxy group, 4-methylhexyloxy group, 5-methylhexyloxy group, 2-ethylpentyloxy group, 3-ethylpentyloxy group, octyloxy group, 2-octyloxy group, 3-octyloxy group, 4-octyloxy group, 2-methyl ethylheptyloxy group, 3-methylheptyloxy group, 4-methylheptyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, 3-ethylhexyloxy group, nonanyloxy group, 2-nonanyloxy group, 3-nonanyloxy group, 4-nonanyloxy group, 5-nonanyloxy group, 2-methyloctyloxy group, 3-methyloctyloxy group, 4-methyloctyloxy group, 5-methyloctyloxy group, 2-ethylheptyloxy group, 3-ethylheptyloxy group oxy group, 4-ethylheptyloxy group, decyloxy group, 2-decyloxy group, 3-decyloxy group, 4-decyloxy group, 5-decyloxy group, 2-methylnonanyloxy group, 3-methylnonanyloxy group, 4-methylnonanyloxy group, 5-methylnonanyloxy group, 6-methylnonanyloxy group, 2-ethyloctyloxy group, 3-ethyloctyloxy group, 4-ethyloctyloxy group, and 5-ethyloctyloxy group.
本実施形態の上記式(1)における炭素数1~30のシリル基としては、特に限定されないが、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、シクロヘキシルジメチルシリル基、ビス(トリメチルシロキシ)メチルシリル基、トリフェニルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、ジ-tert-ブチルイソブチルシリル基、及びtert-ブチルジフェニルシリル基が挙げられる。 The silyl group having 1 to 30 carbon atoms in the above formula (1) of this embodiment is not particularly limited, but examples thereof include a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a triisopropylsilyl group, a cyclohexyldimethylsilyl group, a bis(trimethylsiloxy)methylsilyl group, a triphenylsilyl group, a tert-butyldimethylsilyl group, a di-tert-butylisobutylsilyl group, and a tert-butyldiphenylsilyl group.
本実施形態の上記式(1)における炭素数1~30のシリルアルコキシ基としては、特に限定されないが、例えば、トリメチルシリルメトキシ基、トリメチルシリルエトキシ基、トリメチルシリルフェノキシ基、トリメチルシリルベンジルオキシ基、トリエチルシリルメトキシ基、トリエチルシリルエトキシ基、トリエチルシリルフェノキシ基、トリエチルシリルベンジルオキシ基、トリイソプロピルシリルメトキシ基、トリイソプロピルシリルエトキシ基、トリイソプロピルシリルフェノキシ基、トリイソプロピルシリルベンジルオキシ基、トリフェニルシリルメトキシ基、トリフェニルシリルエトキシ基、トリフェニルシリルフェノキシ基、トリフェニルシリルベンジルオキシ基、tert-ブチルジメチルシリルメトキシ基、tert-ブチルジメチルシリルエトキシ基、tert-ブチルジメチルシリルフェノキシ基、tert-ブチルジメチルシリルベンジルオキシ基、ジ-tert-ブチルイソブチルシリルメトキシ基、ジ-tert-ブチルイソブチルシリルエトキシ基、ジ-tert-ブチルイソブチルシリルフェノキシ基、ジ-tert-ブチルイソブチルシリルベンジルオキシ基、tert-ブチルジフェニルシリルメトキシ基、tert-ブチルジフェニルシリルエトキシ基、tert-ブチルジフェニルシリルフェノキシ基、及びtert-ブチルジフェニルシリルベンジルオキシ基が挙げられる。 In the above formula (1) of this embodiment, the silylalkoxy group having 1 to 30 carbon atoms is not particularly limited, but examples thereof include a trimethylsilylmethoxy group, a trimethylsilylethoxy group, a trimethylsilylphenoxy group, a trimethylsilylbenzyloxy group, a triethylsilylmethoxy group, a triethylsilylethoxy group, a triethylsilylphenoxy group, a triethylsilylbenzyloxy group, a triisopropylsilylmethoxy group, a triisopropylsilylethoxy group, a triisopropylsilylphenoxy group, a triisopropylsilylbenzyloxy group, a triphenylsilylmethoxy group, a triphenylsilylethoxy group, a triphenylsilylphenoxy group, a triphenylsilyl These include a tert-butyldimethylsilyl methoxy group, a tert-butyldimethylsilyl ethoxy group, a tert-butyldimethylsilyl phenoxy group, a tert-butyldimethylsilyl benzyloxy group, a di-tert-butylisobutylsilyl methoxy group, a di-tert-butylisobutylsilyl ethoxy group, a di-tert-butylisobutylsilyl phenoxy group, a di-tert-butylisobutylsilyl benzyloxy group, a tert-butyldiphenylsilyl methoxy group, a tert-butyldiphenylsilyl ethoxy group, a tert-butyldiphenylsilyl phenoxy group, and a tert-butyldiphenylsilyl benzyloxy group.
本実施形態の上記式(1)における炭素数1~11のエステル基としては、特に限定されないが、例えば、メチルエステル基、エチルエステル基、プロピルエステル基、ブチルエステル基、ペンチルエステル基、シクロペンチルエステル基、ヘキシルエステル基、シクロヘキシルエステル基、ヘプチルエステル基、オクチルエステル基、ノナニルエステル基、デシルエステル基、フェニルエステル基、ベンジルエステル基、ビニルエステル基、及びアリルエステル基が挙げられる。 In the above formula (1) of this embodiment, the ester group having 1 to 11 carbon atoms is not particularly limited, but examples thereof include a methyl ester group, an ethyl ester group, a propyl ester group, a butyl ester group, a pentyl ester group, a cyclopentyl ester group, a hexyl ester group, a cyclohexyl ester group, a heptyl ester group, an octyl ester group, a nonanyl ester group, a decyl ester group, a phenyl ester group, a benzyl ester group, a vinyl ester group, and an allyl ester group.
本実施形態の上記式(1)における炭素数1~11のアシル基としては、特に限定されないが、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、及びベンゾイル基が挙げられる。 In the above formula (1) of this embodiment, the acyl group having 1 to 11 carbon atoms is not particularly limited, but examples thereof include a formyl group, an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a valeryl group, and a benzoyl group.
本実施形態の上記式(1)における非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、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、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、シクロペンチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、n-ヘプチル基、1-ノルボルニル基、2-ノルボルニル基、n-オクチル基、1-ビシクロ[2.2.2]オクチル基、2-ビシクロ[2.2.2]オクチル基、n-ノナニル基、n-デシル基、1-アダマンチル基、及び2-アダマンチル基が挙げられる。 In the above formula (1) of this embodiment, examples of the unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, a cyclopentyl group, an n-hexyl group, a cyclohexyl group, an n-heptyl group, a 1-norbornyl group, a 2-norbornyl group, an n-octyl group, a 1-bicyclo[2.2.2]octyl group, a 2-bicyclo[2.2.2]octyl group, an n-nonanyl group, an n-decyl group, a 1-adamantyl group, and a 2-adamantyl group.
本実施形態の上記式(1)においてXで表される非置換、一置換又は二置換のメチレン基としては、特に限定されないが、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基が挙げられる。 In the above formula (1) of this embodiment, the unsubstituted, mono-substituted or di-substituted methylene group represented by X is not particularly limited, but examples thereof include a methylene group, a methylmethylene group, and a dimethylmethylene group.
本実施形態のポリカーボネート樹脂は、上記の構成を備えることにより、高いガラス転移温度を示し、耐熱性に優れる。この要因は、下記のように考えられるが、要因はこれに限定されない。 The polycarbonate resin of this embodiment has the above-mentioned configuration, and therefore exhibits a high glass transition temperature and excellent heat resistance. This is thought to be due to the following factors, but is not limited to these.
ポリ(シクロヘキセンカーボネート)に代表される、従来の脂環式ポリカーボネート樹脂は、シクロアルカン骨格が適度に柔軟性を有していた。これに対し、本実施形態のポリカーボネート樹脂は、シクロアルカン骨格が縮環した構造を有するため、環骨格の柔軟性が低下し、より剛直となるため、優れた耐熱性が発現すると推察される。 Conventional alicyclic polycarbonate resins, such as poly(cyclohexene carbonate), have a cycloalkane skeleton with moderate flexibility. In contrast, the polycarbonate resin of the present embodiment has a structure in which the cycloalkane skeleton is condensed, and therefore the flexibility of the ring skeleton is reduced and it becomes more rigid, which is presumably why excellent heat resistance is exhibited.
前記式(1)において、好ましくは、R3、R4、R5、R8、R9、及びR10が水素原子であり、かつ、nが0又は1であり、より好ましくは、R3、R4、R5、R8、R9、及びR10が水素原子であり、かつ、nが1である。 In the above formula (1), preferably, R3 , R4 , R5 , R8 , R9 , and R10 are hydrogen atoms and n is 0 or 1, and more preferably, R3 , R4 , R5 , R8 , R9 , and R10 are hydrogen atoms and n is 1.
前記式(1)において、好ましくは、R1、R2、R3、R4、R5、R8、R9、R10、R11、及びR12が水素原子であり、かつ、nが0又は1であり、より好ましくは、R1、R2、R3、R4、R5、R8、R9、R10、R11、及びR12が水素原子であり、かつ、nが1である。 In the above formula (1), preferably, R1 , R2 , R3 , R4 , R5 , R8 , R9 , R10 , R11 , and R12 are hydrogen atoms and n is 0 or 1, and more preferably, R1 , R2 , R3 , R4 , R5 , R8 , R9 , R10 , R11 , and R12 are hydrogen atoms and n is 1.
本実施形態のポリカーボネート樹脂は、式(1)で表される構造単位に加えて、他の構造単位を有してもよい。
他の構造単位としては、例えば、開環した環状カーボネート単位が挙げられる。より具体的には、他の構造単位としては、例えば下記式(X1)で表される構造単位が挙げられる。
Examples of the other structural units include ring-opened cyclic carbonate units. More specifically, examples of the other structural units include structural units represented by the following formula (X1).
式(X1)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8は、各々独立して、水素原子、水酸基、リン酸基、ビニル基、アリル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のアラルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、炭素数1~30のシリルアルコキシ基、炭素数1~11のエステル基、炭素数1~11のアシル基、又は、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基であるか、又はR1~R8は、それらが結合している炭素元素と一緒に、環状構造を形成していてもよく、前記環状構造においてR1~R8はアルキレン基又はカーボネート基を介して互いに結合している。式(X1)中における、リン酸基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のアラルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、炭素数1~30のシリルアルコキシ基、炭素数1~11のエステル基、炭素数1~11のアシル基、又は、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基の例示も式(1)中のものと同様である。 In formula (X1), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a phosphate group, a vinyl group, an allyl group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a silyl group having 1 to 30 carbon atoms, a silylalkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an ester group having 1 to 11 carbon atoms, an acyl group having 1 to 11 carbon atoms, or an unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or R 1 to R 8 may form a cyclic structure together with the carbon element to which they are bonded, and in the cyclic structure, R 1 to R 8 are bonded to each other via an alkylene group or a carbonate group. In formula (X1), examples of the phosphate group, the aryl group having 6 to 20 carbon atoms, the aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, the silyl group having 1 to 30 carbon atoms, the silylalkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, the ester group having 1 to 11 carbon atoms, the acyl group having 1 to 11 carbon atoms, and the unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms are the same as those in formula (1).
本発明の効果をより有効かつ確実に奏する観点から、式(X1)中、R1~R8は、好ましくは、各々独立して、水素原子、水酸基、ビニル基、アリル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、炭素数1~30のシリルアルコキシ基、炭素数1~11のエステル基、炭素数1~11のアシル基、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基からなる群より選択される1種以上の置換基、又はアルキレン基若しくはカーボネート基を介して互いに結合した環状構造である。同様の観点から、式(X1)中、R1~R8は、より好ましくは、各々独立して、水素原子、水酸基、ビニル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、炭素数1~30のシリルアルコキシ基からなる群より選択される1種以上の置換基、又はアルキレン基若しくはカーボネート基を介して互いに結合した環状構造である。同様の観点から、式(X1)中、R1~R8は、更に好ましくは、各々独立して、水素原子、水酸基、ビニル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリルアルコキシ基からなる群より選択される1種以上の置換基、又はカーボネート基を介して互いに結合した環状構造である。 From the viewpoint of more effectively and reliably achieving the effects of the present invention, in formula (X1), R 1 to R 8 are preferably each independently one or more substituents selected from the group consisting of a hydrogen atom, a hydroxyl group, a vinyl group, an allyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a silyl group having 1 to 30 carbon atoms, a silylalkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an ester group having 1 to 11 carbon atoms, an acyl group having 1 to 11 carbon atoms, and an unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a cyclic structure bonded to each other via an alkylene group or a carbonate group. From the same viewpoint, in formula (X1), R 1 to R 8 are more preferably each independently one or more substituents selected from the group consisting of a hydrogen atom, a hydroxyl group, a vinyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a silyl group having 1 to 30 carbon atoms, and a silylalkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, or a cyclic structure bonded to each other via an alkylene group or a carbonate group. From the same viewpoint, in formula (X1), R 1 to R 8 are more preferably each independently a cyclic structure bonded to each other via one or more substituents selected from the group consisting of a hydrogen atom, a hydroxyl group, a vinyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and a silylalkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, or a carbonate group.
本実施形態のポリカーボネート樹脂における式(1)で表される構造単位の割合は、特に限定されない。例えば、構造単位の割合の下限を10モル%、20モル%、30モル%、40モル%、50モル%、60モル%、70モル%、80モル%、又は90モル%としてもよい。例えば、構造単位の割合の上限を100モル%、90モル%、80モル%、70モル%、60モル%、50モル%、40モル%、30モル%、又は20モル%としてもよい。前記上限と下限とを任意に組み合わせて、様々な数値範囲とすることができる。 The proportion of the structural unit represented by formula (1) in the polycarbonate resin of this embodiment is not particularly limited. For example, the lower limit of the proportion of the structural unit may be 10 mol%, 20 mol%, 30 mol%, 40 mol%, 50 mol%, 60 mol%, 70 mol%, 80 mol%, or 90 mol%. For example, the upper limit of the proportion of the structural unit may be 100 mol%, 90 mol%, 80 mol%, 70 mol%, 60 mol%, 50 mol%, 40 mol%, 30 mol%, or 20 mol%. The upper and lower limits can be arbitrarily combined to obtain various numerical ranges.
本実施形態のポリカーボネート樹脂における式(X1)で表される構造単位の割合は、特に限定されない。例えば、構造単位の割合の下限を0モル%、10モル%、20モル%、30モル%、40モル%、50モル%、60モル%、70モル%、又は80モル%としてもよい。例えば、構造単位の割合の上限を90モル%、80モル%、70モル%、60モル%、50モル%、40モル%、30モル%、20モル%又は10モル%としてもよい。前記上限と下限とを任意に組み合わせて、様々な数値範囲とすることができる。 The proportion of the structural unit represented by formula (X1) in the polycarbonate resin of this embodiment is not particularly limited. For example, the lower limit of the proportion of the structural unit may be 0 mol%, 10 mol%, 20 mol%, 30 mol%, 40 mol%, 50 mol%, 60 mol%, 70 mol%, or 80 mol%. For example, the upper limit of the proportion of the structural unit may be 90 mol%, 80 mol%, 70 mol%, 60 mol%, 50 mol%, 40 mol%, 30 mol%, 20 mol%, or 10 mol%. The upper and lower limits can be arbitrarily combined to provide various numerical ranges.
(末端構造)
本実施形態のポリカーボネート樹脂は、下記式(1-1)において、R13及びR14で表される末端構造を有すると好ましい。
(Terminal structure)
The polycarbonate resin of the present embodiment preferably has the terminal structures represented by R 13 and R 14 in the following formula (1-1).
式(1-1)中、R13及びR14は、各々独立して、水素原子、水酸基、リン酸基、アミノ基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のアラルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、炭素数1~30のシリルアルコキシ基、炭素数1~11のエステル基、炭素数1~11のアシル基、又は、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基である。なお、式(1-1)中、R1~R12、X、及びnは、式(1)中のものと同様である。 In formula (1-1), R 13 and R 14 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, a phosphate group, an amino group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a silyl group having 1 to 30 carbon atoms, a silylalkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an ester group having 1 to 11 carbon atoms, an acyl group having 1 to 11 carbon atoms, or an unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. In formula (1-1), R 1 to R 12 , X, and n are the same as those in formula (1).
本実施形態のポリカーボネート樹脂は、上記式(1-1)において、R13とR14が互いに結合して環状構造を形成していてもよい。すなわち、R13及びR14で表される末端構造を有しなくてもよい。 In the polycarbonate resin of the present embodiment, R 13 and R 14 in the above formula (1-1) may be bonded to each other to form a cyclic structure, that is, the polycarbonate resin may not have the terminal structure represented by R 13 and R 14 .
本実施形態において、式(1-1)中の好ましいR1~R12は式(1)中のものと同様である。また、式(1-1)中における、リン酸基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のアラルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、炭素数1~30のシリルアルコキシ基、炭素数1~11のエステル基、炭素数1~11のアシル基、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基、及びXの例示も式(1)中のものと同様である。本発明の効果をより有効かつ確実に奏する観点から、式(1-1)中、R13及びR14は、好ましくは、各々独立して、水素原子、水酸基、アミノ基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のアラルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、炭素数1~30のシリルアルコキシ基、炭素数1~11のエステル基、炭素数1~11のアシル基、及び、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基からなる群より選択される1種以上の置換基である。同様の観点から、式(1-1)中、R13及びR14は、より好ましくは、各々独立して、水素原子、水酸基、アミノ基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のアラルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、炭素数1~30のシリルアルコキシ基、炭素数1~11のアシル基、及び、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基からなる群より選択される1種以上の置換基である。同様の観点から、式(1-1)中、R13及びR14は、更に好ましくは、各々独立して、水素原子、水酸基、アミノ基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のアラルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、炭素数1~30のシリルアルコキシ基、及び、非置換の直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基からなる群より選択される1種以上の置換基である。 In this embodiment, preferred R 1 to R 12 in formula (1-1) are the same as those in formula (1). In addition, examples of the phosphate group, the aryl group having 6 to 20 carbon atoms, the aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, the silyl group having 1 to 30 carbon atoms, the silylalkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, the ester group having 1 to 11 carbon atoms, the acyl group having 1 to 11 carbon atoms, the unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and X in formula (1-1) are also the same as those in formula (1). From the viewpoint of more effectively and reliably exerting the effects of the present invention, in formula (1-1), R 13 and R 14 are preferably each independently one or more substituents selected from the group consisting of a hydrogen atom, a hydroxyl group, an amino group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a silyl group having 1 to 30 carbon atoms, a silylalkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an ester group having 1 to 11 carbon atoms, an acyl group having 1 to 11 carbon atoms, and an unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. From the same viewpoint, in formula (1-1), R 13 and R 14 are more preferably each independently one or more substituents selected from the group consisting of a hydrogen atom, a hydroxyl group, an amino group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a silyl group having 1 to 30 carbon atoms, a silylalkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an acyl group having 1 to 11 carbon atoms, and an unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. From the same viewpoint, in formula (1-1), R 13 and R 14 are more preferably each independently one or more substituents selected from the group consisting of a hydrogen atom, a hydroxyl group, an amino group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a silyl group having 1 to 30 carbon atoms, a silylalkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, and an unsubstituted linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
本実施形態のポリカーボネート樹脂において、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、10,000以上500,000以下であることが好ましい。本実施形態のポリカーボネート樹脂は、Mwが上記の範囲内にあることで、成形が容易となる。また、そのようなポリカーボネート樹脂は、耐熱性に優れるものとなる。同様の観点から、Mwは、より好ましくは10,000以上450,000以下であり、更に好ましくは10,000以上400,0000以下である。また、Mwの上限は、300,000であってもよい。サイズ排除クロマトグラフィーによるポリカーボネート樹脂の重量平均分子量は、具体的には実施例に記載の方法によって測定することができる。 In the polycarbonate resin of this embodiment, the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by size exclusion chromatography (SEC) is preferably 10,000 or more and 500,000 or less. The polycarbonate resin of this embodiment is easy to mold when the Mw is within the above range. In addition, such a polycarbonate resin has excellent heat resistance. From the same viewpoint, Mw is more preferably 10,000 or more and 450,000 or less, and even more preferably 10,000 or more and 400,0000 or less. The upper limit of Mw may be 300,000. The weight average molecular weight of the polycarbonate resin measured by size exclusion chromatography can be specifically measured by the method described in the Examples.
本実施形態のポリカーボネート樹脂において、重量平均分子量(Mw)を上記の範囲内に制御するためには、重合性モノマーと重合開始剤の割合を適宜調整すればよく、また、後述する製造方法によってポリカーボネート樹脂を製造すればよい。重合性モノマーに対して添加する重合開始剤の量を特定の範囲内に制御することにより、良好な転化率で重合反応を進行し、かつ、Mwを大きくすることができる傾向にある。 In the polycarbonate resin of this embodiment, in order to control the weight average molecular weight (Mw) within the above range, the ratio of the polymerizable monomer and the polymerization initiator may be appropriately adjusted, and the polycarbonate resin may be produced by the production method described below. By controlling the amount of polymerization initiator added to the polymerizable monomer within a specific range, the polymerization reaction tends to proceed with a good conversion rate and the Mw tends to be large.
本実施形態のポリカーボネート樹脂において、示査走査熱量計(DSC)により測定されるガラス転移温度(Tg)は、125℃以上200℃以下であることが好ましい。Tgが125℃以上であると、比較的高温となるような使用環境下においても形態を一層維持できる傾向にあり、耐熱性に優れる。また、Tgが200℃以下であると、成形加工性に一層優れる傾向にある。同様の観点から、本実施形態のポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は、より好ましくは125℃以上195℃以下であり、更に好ましくは125℃以上190℃以下である。ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は、具体的には実施例に記載の方法によって測定することができる。 In the polycarbonate resin of this embodiment, the glass transition temperature (Tg) measured by a differential scanning calorimeter (DSC) is preferably 125°C or higher and 200°C or lower. If the Tg is 125°C or higher, the shape tends to be better maintained even in a relatively high temperature usage environment, and the heat resistance is excellent. Also, if the Tg is 200°C or lower, the moldability tends to be better. From the same viewpoint, the glass transition temperature of the polycarbonate resin of this embodiment is more preferably 125°C or higher and 195°C or lower, and even more preferably 125°C or higher and 190°C or lower. Specifically, the glass transition temperature of the polycarbonate resin can be measured by the method described in the examples.
本実施形態のポリカーボネート樹脂において、ガラス転移温度Tgを上記好ましい範囲内に制御するためには、式(1)中、R1~R12を適宜選択すればよく、また、環状カーボネートを後述する製造方法によって製造すればよい。 In order to control the glass transition temperature Tg of the polycarbonate resin of this embodiment within the above preferred range, R 1 to R 12 in formula (1) may be appropriately selected, and the cyclic carbonate may be produced by the production method described below.
本実施形態のポリカーボネート樹脂は、式(1)で表される構造単位を有するため低複屈折性を示す。
本実施形態のポリカーボネート樹脂において、光弾性係数の絶対値は、10×10-12Pa-1以下であることが好ましい。光弾性係数の絶対値が上記範囲内であることにより、ポリカーボネート樹脂にひずみを加えた際の位相差変化を抑えることができるため、ポリカーボネート樹脂は一層低い複屈折性を示す傾向にある。同様の観点から、本実施形態のポリカーボネート樹脂の光弾性係数の絶対値は、より好ましくは8×10-12Pa-1以下であり、更に好ましくは5×10-12Pa-1以下である。また、光弾性係数の絶対値の下限は特に限定されず、0Pa-1であってもよい。ポリカーボネート樹脂の光弾性係数は、具体的には実施例に記載の方法によって測定することができる。なお、本実施形態のポリカーボネート樹脂の光弾性係数を測定する際に用いる試験片は、150℃以上300℃以下でフィルム状に成形される。また、作製するフィルムの膜厚は、10μm以上1000μm以下であると好ましい。
The polycarbonate resin of the present embodiment has a structural unit represented by formula (1) and therefore exhibits low birefringence.
In the polycarbonate resin of this embodiment, the absolute value of the photoelastic coefficient is preferably 10×10 −12 Pa −1 or less. Since the absolute value of the photoelastic coefficient is within the above range, the phase difference change when strain is applied to the polycarbonate resin can be suppressed, so that the polycarbonate resin tends to exhibit even lower birefringence. From the same viewpoint, the absolute value of the photoelastic coefficient of the polycarbonate resin of this embodiment is more preferably 8×10 −12 Pa −1 or less, and even more preferably 5×10 −12 Pa −1 or less. In addition, the lower limit of the absolute value of the photoelastic coefficient is not particularly limited, and may be 0 Pa −1 . The photoelastic coefficient of the polycarbonate resin can be specifically measured by the method described in the Examples. The test piece used in measuring the photoelastic coefficient of the polycarbonate resin of this embodiment is molded into a film at 150° C. or more and 300° C. or less. In addition, the film thickness of the film to be prepared is preferably 10 μm or more and 1000 μm or less.
本実施形態のポリカーボネート樹脂において、光弾性係数の絶対値を上記好ましい範囲内に制御するためには、式(1)中、R1~R12を適宜選択すればよく、また、ポリカーボネート樹脂を後述する製造方法によって製造すればよい。特に、上記の好ましいR1~R12を選択すると、光弾性係数の絶対値が小さくなる傾向にある。 In the polycarbonate resin of this embodiment, in order to control the absolute value of the photoelastic coefficient within the above-mentioned preferred range, R 1 to R 12 in formula (1) may be appropriately selected, and the polycarbonate resin may be produced by the production method described below. In particular, when the above-mentioned preferred R 1 to R 12 are selected, the absolute value of the photoelastic coefficient tends to be small.
本実施形態のポリカーボネート樹脂において、100%一軸延伸フィルムの面内位相差の絶対値が、厚さ100μm換算で100nm以下であることが好ましい。上記面内位相差の絶対値が上記範囲内にあることにより、ポリマー鎖に含まれる分子の配向に起因するポリカーボネート樹脂の複屈折の発現を一層抑えることができる傾向にある。同様の観点から、本実施形態のポリカーボネート樹脂において、100%一軸延伸フィルムの面内位相差の絶対値は、より好ましくは厚さ100μm換算で80nm以下であり、更に好ましくは厚さ100μm換算で60nm以下である。また、その面内位相差の絶対値の下限は特に限定されず、厚さ100μm換算で0nmであってもよい。ポリカーボネート樹脂の上記面内位相差は、具体的には実施例に記載の方法によって測定することができる。なお、ポリカーボネート樹脂の100%一軸延伸フィルムとは、ポリカーボネート樹脂をキャスト法や真空熱プレス等の方法でフィルム状に成形した後、ガラス転移温度以上の温度条件下で、一軸方向に100%延伸したフィルムを意味する。なお、上記延伸前のフィルムは、150℃以上300℃以下で成形され、また、作製するフィルムの膜厚は、10μm以上1000μm以下であると好ましい。 In the polycarbonate resin of this embodiment, the absolute value of the in-plane retardation of the 100% uniaxially stretched film is preferably 100 nm or less in terms of a thickness of 100 μm. By having the absolute value of the in-plane retardation within the above range, there is a tendency that the manifestation of birefringence of the polycarbonate resin caused by the orientation of the molecules contained in the polymer chain can be further suppressed. From the same viewpoint, in the polycarbonate resin of this embodiment, the absolute value of the in-plane retardation of the 100% uniaxially stretched film is more preferably 80 nm or less in terms of a thickness of 100 μm, and even more preferably 60 nm or less in terms of a thickness of 100 μm. In addition, the lower limit of the absolute value of the in-plane retardation is not particularly limited, and may be 0 nm in terms of a thickness of 100 μm. Specifically, the in-plane retardation of the polycarbonate resin can be measured by the method described in the examples. A 100% uniaxially stretched film of polycarbonate resin refers to a film obtained by forming polycarbonate resin into a film shape using a method such as casting or vacuum hot pressing, and then stretching the polycarbonate resin 100% in a uniaxial direction under a temperature condition equal to or higher than the glass transition temperature. The film before stretching is formed at 150°C or higher and 300°C or lower, and the thickness of the film to be produced is preferably 10 μm or higher and 1000 μm or lower.
本実施形態のポリカーボネート樹脂において、上記面内位相差の絶対値を上記好ましい範囲内に制御するためには、式(1)中、R1~R12を適宜選択すればよく、また、ポリカーボネート樹脂を後述する製造方法によって製造すればよい。特に、上記の好ましいR1~R12を選択すると、面内位相差の絶対値が小さくなる傾向にある。 In the polycarbonate resin of this embodiment, in order to control the absolute value of the in-plane retardation within the above-mentioned preferred range, R 1 to R 12 in formula (1) may be appropriately selected, and the polycarbonate resin may be produced by the production method described below. In particular, when the above-mentioned preferred R 1 to R 12 are selected, the absolute value of the in-plane retardation tends to be small.
<ポリカーボネート樹脂組成物>
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は、上記のポリカーボネート樹脂と、酸化防止剤とを含有する。
<Polycarbonate resin composition>
The polycarbonate resin composition of the present embodiment contains the above-mentioned polycarbonate resin and an antioxidant.
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は、酸化防止剤を含有することにより、成形加工時の熱や剪断による劣化を一層防止することができるため、ポリカーボネート樹脂組成物の耐熱性を一層向上させることができる。また、本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は、酸化防止剤を含有することにより、使用時にポリカーボート樹脂が酸化されることを一層防止することができるため、ポリカーボネート樹脂組成物の耐光性を一層向上させることができる。 The polycarbonate resin composition of this embodiment contains an antioxidant, which can further prevent deterioration due to heat and shear during molding processing, and therefore the heat resistance of the polycarbonate resin composition can be further improved. In addition, the polycarbonate resin composition of this embodiment contains an antioxidant, which can further prevent the polycarbonate resin from being oxidized during use, and therefore the light resistance of the polycarbonate resin composition can be further improved.
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物における、酸化防止剤は特に限定されないが、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤が挙げられる。 The antioxidant in the polycarbonate resin composition of this embodiment is not particularly limited, but examples include hindered phenol-based antioxidants and phosphorus-based antioxidants.
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えば、イルガノックス1010(Irganox 1010:ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート])、イルガノックス1076(Irganox 1076:オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート)、イルガノックス1330(Irganox 1330:3,3’,3’’,5,5’,5’’-ヘキサ-t-ブチル-a,a’,a’’-(メシチレン-2,4,6-トリイル)トリ-p-クレゾール)、イルガノックス3114(Irganox3114:1,3,5-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン)、イルガノックス3125(Irganox 3125)、アデカスタブAO-60(ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート])、アデカスタブAO-80(3、9-ビス{2-[3-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルキシオキシ]-1,1-ジメチルエチル}-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン)、シアノックス1790(Cyanox 1790)、スミライザーGA-80(Sumilizer GA-80)、スミライザーGS(Sumilizer GS:アクリル酸2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ペンチルフェニル)エチル]-4,6-ジ-tert-ペンチルフェニル)、及び、スミライザーGM(Sumilizer GM:アクリル酸2-tert-ブチル-4-メチル-6-(2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-メチルベンジル)フェニル)が挙げられる。これらは一種類単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of hindered phenol-based antioxidants include, but are not limited to, Irganox 1010 (Irganox 1010: pentaerythritol tetrakis [3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]), Irganox 1076 (Irganox 1076: octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate), and Irganox 1330 (Irganox 1330: 3,3',3'',5,5',5''-hexa-t-butyl-a,a',a''-(mesitylene-2,4,6-triyl)tri-p-cresol), Irganox 3114 (Irganox 3114: 1,3,5-tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione), Irganox 3125 (Irganox 3125), Adekastab AO-60 (pentaerythritol tetrakis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]), Adekastab AO-80 (3,9-bis{2-[3-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]-1,1-dimethylethyl}-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecane), Cyanox 1790, Sumilizer GA-80, Sumilizer GS Examples of such acrylates include GS: 2-[1-(2-hydroxy-3,5-di-tert-pentylphenyl)ethyl]-4,6-di-tert-pentylphenyl acrylate, and Sumilizer GM (2-tert-butyl-4-methyl-6-(2-hydroxy-3-tert-butyl-5-methylbenzyl)phenyl acrylate). These may be used alone or in combination of two or more.
リン系酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えば、イルガフォス168(Irgafos168:トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト)、イルガフォス12(Irgafos12:トリス[2-[[2,4,8,10-テトラ-t-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン-6-イル]オキシ]エチル]アミン)、アデカスタブHP-10(ADKSTAB HP-10:2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)オクチルホスファイト)、アデカスタブPEP36(ADKSTAB PEP36:ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト)、アデカスタブPEP36A(ADKSTAB PEP36A:ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト)、スミライザーGP(SumilizerGP:(6-[3-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロポキシ]-2,4,8,10-テトラ-t-ブチルジベンズ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン)、及び、GSY P101(テトラキス(2,4-ジ-t-ブチル-5メチルフェニル)4,4’-ビフェニレンジホスホナイト)が挙げられる。これらは一種類単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 Phosphorus-based antioxidants are not particularly limited, but examples thereof include Irgafos 168 (Irgafos 168: tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite), Irgafos 12 (Irgafos 12: tris[2-[[2,4,8,10-tetra-t-butyldibenzo[d,f][1,3,2]dioxaphosphepin-6-yl]oxy]ethyl]amine), ADKSTAB HP-10 (ADKSTAB HP-10: 2,2'-methylenebis(4,6-di-tert-butylphenyl)octylphosphite), ADKSTAB PEP36 (ADKSTAB PEP36: bis(2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite), and ADKSTAB PEP36A (ADKSTAB PEP36A: bis(2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite), Sumilizer GP (6-[3-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propoxy]-2,4,8,10-tetra-t-butyldibenz[d,f][1,3,2]dioxaphosphepine), and GSY P101 (tetrakis(2,4-di-t-butyl-5-methylphenyl)4,4'-biphenylene diphosphonite). These may be used alone or in combination of two or more.
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物におけるポリカーボネート樹脂は、上記したポリカーボネート樹脂と同様であり、好ましい態様も同様である。 The polycarbonate resin in the polycarbonate resin composition of this embodiment is the same as the polycarbonate resin described above, and the preferred aspects are also the same.
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物におけるポリカーボネート樹脂の含有量は、本発明の効果をより有効かつ確実に奏する観点から、樹脂組成物全体に対して、好ましくは、50質量%以上100質量%以下であり、より好ましくは、60質量%以上100質量%未満であり、更に好ましくは、65質量%以上100質量%未満である。 From the viewpoint of more effectively and reliably achieving the effects of the present invention, the content of the polycarbonate resin in the polycarbonate resin composition of this embodiment is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 60% by mass or more and less than 100% by mass, and even more preferably 65% by mass or more and less than 100% by mass, based on the entire resin composition.
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物における酸化防止剤の含有量は、成形加工時の熱や剪断による劣化を一層防止する観点から、樹脂組成物全体に対して、好ましくは、0.001質量%以上1質量%以下であり、より好ましくは、0.003質量%以上1質量%以下であり、更に好ましくは、0.005質量%以上1質量%以下である。 From the viewpoint of further preventing deterioration due to heat and shear during molding, the content of the antioxidant in the polycarbonate resin composition of this embodiment is preferably 0.001% by mass or more and 1% by mass or less, more preferably 0.003% by mass or more and 1% by mass or less, and even more preferably 0.005% by mass or more and 1% by mass or less, based on the entire resin composition.
<光学部品>
本実施形態の光学部品は、上記のポリカーボネート樹脂又は上記のポリカーボネート樹脂組成物を含有する。
<Optical components>
The optical component of the present embodiment contains the above-mentioned polycarbonate resin or the above-mentioned polycarbonate resin composition.
本実施形態の光学部品が含有する、上記のポリカーボネート樹脂又は上記のポリカーボネート樹脂組成物は、光弾性係数及び分子配向に伴う面内位相差が小さいため、本実施形態の光学部品は、応力複屈折と配向複屈折を発現しにくい。したがって、本実施形態の光学部品は、使用時の複屈折を抑えることができる傾向にある。更に、本実施形態の光学部品が含有する、上記のポリカーボネート樹脂又は上記のポリカーボネート樹脂組成物は、上述の通り、優れた耐熱性を有するため、本実施形態の光学部品は、経年劣化を生じにくく、従来の光学部品に比べて長期間使用することができる。 The polycarbonate resin or the polycarbonate resin composition contained in the optical component of this embodiment has a small photoelastic coefficient and an in-plane retardation due to molecular orientation, so the optical component of this embodiment is less likely to exhibit stress birefringence and orientation birefringence. Therefore, the optical component of this embodiment tends to be able to suppress birefringence during use. Furthermore, the polycarbonate resin or the polycarbonate resin composition contained in the optical component of this embodiment has excellent heat resistance as described above, so the optical component of this embodiment is less likely to deteriorate over time and can be used for a longer period of time than conventional optical components.
本実施形態における光学部品としては、特に限定されないが、例えば、カメラ、望遠鏡、顕微鏡、プロジェクター、及び車載用レンズ等の光学レンズ、並びに拡散板、導光板、偏光板、及び位相差フィルム等の光学フィルムが挙げられる。本実施形態の光学部品は、その用途に適した形状を有するよう、上記のポリカーボネート樹脂又は上記のポリカーボネート樹脂組成物に対して適宜成形等の加工を施すことで得られる。 The optical components in this embodiment are not particularly limited, but examples include optical lenses such as cameras, telescopes, microscopes, projectors, and vehicle-mounted lenses, as well as optical films such as diffusion plates, light guide plates, polarizing plates, and retardation films. The optical components in this embodiment are obtained by appropriately processing the above polycarbonate resin or the above polycarbonate resin composition, such as molding, so as to have a shape suitable for the application.
<ポリカーボネート樹脂の製造方法1>
本実施形態のポリカーボネート樹脂の製造方法は、下記式(2)で表される環状カーボネート(A1)を開環重合する工程を有する。
<Production method 1 of polycarbonate resin>
The method for producing a polycarbonate resin according to the present embodiment includes a step of ring-opening polymerizing a cyclic carbonate (A1) represented by the following formula (2).
式(2)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、X、nは、式(1)との関係において説明したとおりである。 In formula (2), R1 , R2 , R3 , R4 , R5 , R6 , R7 , R8 , R9 , R10 , R11 , R12 , X, and n are as explained in relation to formula (1).
本実施形態のポリカーボネート樹脂の製造方法において、開環重合に用いる環状カーボネート(A1)としては、1種類の環状カーボネートを単独で用いてもよいし、R1~R12が異なる任意の2種類以上の環状カーボネートを組み合わせて用いてもよい。 In the method for producing a polycarbonate resin of this embodiment, the cyclic carbonate (A1) used in the ring-opening polymerization may be one type of cyclic carbonate alone, or any two or more types of cyclic carbonates having different R 1 to R 12 may be used in combination.
本実施形態のポリカーボネート樹脂の製造方法において、環状カーボネート(A1)は、下記式(2-1)~(2―8)で表される環状カーボネート(B1)~(B8)を包含する。
式(2-1)~(2-8)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、X、nは、式(1)との関係において説明したとおりである。なお、*で示した不斉炭素周りの立体化学はRでもSでもよい。 In formulas (2-1) to (2-8), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , X, and n are as explained in relation to formula (1). The stereochemistry around the asymmetric carbon marked with * may be either R or S.
本発明の効果をより有効かつ確実に奏する観点から、開環重合に用いる環状カーボネート(A1)においては、カーボネート基が1,2-trans構造を形成している(B1)~(B2)及び(B5)~(B6)で表される環状カーボネートの割合を高めた方が好ましい。 From the viewpoint of more effectively and reliably achieving the effects of the present invention, it is preferable to increase the proportion of cyclic carbonates represented by (B1) to (B2) and (B5) to (B6) in which the carbonate groups form a 1,2-trans structure in the cyclic carbonate (A1) used in the ring-opening polymerization.
本実施形態のポリカーボネート樹脂の製造方法において、環状カーボネート(A1)に加えて、他の環状カーボネートを用いてもよい。
他の環状カーボネートの例として、例えば、式(X2)で表される環状カーボネート(A2)が挙げられる。
In the method for producing a polycarbonate resin of this embodiment, in addition to the cyclic carbonate (A1), other cyclic carbonates may be used.
An example of the other cyclic carbonate is a cyclic carbonate (A2) represented by the formula (X2).
式(X2)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8は、式(X1)との関係において説明したとおりである。本実施形態のポリカーボネート樹脂の製造方法において、開環重合に用いる環状カーボネート(A2)としては、1種類の環状カーボネートを単独で用いてもよいし、R1~R8が異なる任意の2種類以上の環状カーボネートを組み合わせて用いてもよい。 In formula (X2), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 are as explained in relation to formula (X1). In the method for producing a polycarbonate resin of this embodiment, as the cyclic carbonate (A2) used in the ring-opening polymerization, one type of cyclic carbonate may be used alone, or any two or more types of cyclic carbonates having different R 1 to R 8 may be used in combination.
(重合開始剤)
環状カーボネート(A1)、(A2)を開環重合するための重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、酸触媒、塩基触媒、及び酵素触媒が挙げられる。塩基触媒としては、特に限定されないが、例えば、アルキル金属、金属アルコキシド、金属アミド、金属有機酸塩、環状モノアミン及び環状ジアミン(特に、アミジン骨格を有する環状ジアミン化合物)のような環状アミン、グアニジン骨格を有するトリアミン化合物、並びに窒素原子を含有する複素環式化合物が挙げられる。アルキル金属としては、特に限定されないが、例えば、メチルリチウム、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム、及びフェニルリチウムのような有機リチウム、メチルマグネシウムハライド、エチルマグネシウムハライド、プロピルマグネシウムハライド、フェニルマグネシウムハライド、トリメチルアルミニウム、及びトリエチルアルミニウムが挙げられる。その中でも、好ましくはメチルリチウム、n-ブチルリチウム、又はsec-ブチルリチウムが用いられる。金属アルコキシド中の金属イオンとしては、特に限定されないが、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属イオンが挙げられ、好ましくはアルカリ金属である。アルコキシドイオンとしては、特に限定されないが、例えば、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、ブトキシド、フェノキシド、及びベンジルオキシドが挙げられる。なお、フェノキシド、ベンジルオキシドについては、芳香環上に置換基を有していてもよい。金属アミドとしては、特に限定されないが、例えば、リチウムアミド、ナトリウムアミド、カリウムアミド、リチウムビス(トリメチルシリル)アミド、ナトリウムビス(トリメチルシリル)アミド、及びカリウムビス(トリメチルシリル)アミドが挙げられる。金属有機酸塩中の有機酸イオンとしては、特に限定されないが、例えば、炭素数1~10のカルボン酸イオンが挙げられる。金属有機酸塩中の金属としては、特に限定されないが、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、及びスズが挙げられる。また、塩基触媒としては、特に限定されないが、例えば、有機塩基が挙げられる。有機塩基としては、特に限定されないが、例えば、1,4-ジアザビシクロ-[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン(DBN)、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(TBD)、ジフェニルグアニジン(DPG)、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)、イミダゾール、ピリミジン、プリン、及びホスファゼン塩基が挙げられる。本発明の効果をより有効かつ確実に奏する観点から、本実施形態の重合開始剤は、好ましくはアルキル金属、金属アルコキシド、又は金属アミドであり、より好ましくは金属アルコキシド、又は金属アミドである。
(Polymerization initiator)
The polymerization initiator for ring-opening polymerization of the cyclic carbonates (A1) and (A2) is not particularly limited, but examples thereof include acid catalysts, base catalysts, and enzyme catalysts. The base catalyst is not particularly limited, but examples thereof include alkyl metals, metal alkoxides, metal amides, metal organic acid salts, cyclic amines such as cyclic monoamines and cyclic diamines (particularly, cyclic diamine compounds having an amidine skeleton), triamine compounds having a guanidine skeleton, and heterocyclic compounds containing a nitrogen atom. The alkyl metal is not particularly limited, but examples thereof include organic lithium such as methyl lithium, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, tert-butyl lithium, and phenyl lithium, methyl magnesium halide, ethyl magnesium halide, propyl magnesium halide, phenyl magnesium halide, trimethyl aluminum, and triethyl aluminum. Among them, methyl lithium, n-butyl lithium, or sec-butyl lithium is preferably used. The metal ion in the metal alkoxide is not particularly limited, but examples thereof include alkali metals and alkaline earth metal ions, and preferably alkali metals. Examples of the alkoxide ion include, but are not limited to, methoxide, ethoxide, propoxide, butoxide, phenoxide, and benzyl oxide. Phenoxide and benzyl oxide may have a substituent on the aromatic ring. Examples of the metal amide include, but are not limited to, lithium amide, sodium amide, potassium amide, lithium bis(trimethylsilyl)amide, sodium bis(trimethylsilyl)amide, and potassium bis(trimethylsilyl)amide. Examples of the organic acid ion in the metal organic acid salt include, but are not limited to, a carboxylate ion having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the metal in the metal organic acid salt include, but are not limited to, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, and tin. Examples of the base catalyst include, but are not limited to, an organic base. The organic base is not particularly limited, but examples thereof include 1,4-diazabicyclo-[2.2.2]octane (DABCO), 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU), 1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene (DBN), 1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene (TBD), diphenylguanidine (DPG), N,N-dimethyl-4-aminopyridine (DMAP), imidazole, pyrimidine, purine, and phosphazene base. From the viewpoint of more effectively and reliably exerting the effects of the present invention, the polymerization initiator of the present embodiment is preferably an alkyl metal, a metal alkoxide, or a metal amide, and more preferably a metal alkoxide or a metal amide.
本実施形態のポリカーボネート樹脂の製造方法の重合工程における、重合開始剤の使用量は、ポリカーボネート樹脂の目標とする分子量に応じて適宜調整すればよい。ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量(Mw)を10,000以上500,000以下の範囲に制御する観点から、重合開始剤の使用量は、開環重合性モノマーである環状カーボネート(A1)に対する物質量換算で、好ましくは、0.0001mоl%以上4mоl%以下であり、より好ましくは、0.0001mоl%以上2mоl%以下であり、更に好ましくは、0.0001mоl%以上1mоl%以下である。また、上記の重合開始剤は一種類を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the polymerization step of the method for producing a polycarbonate resin according to the present embodiment, the amount of the polymerization initiator used may be adjusted appropriately according to the target molecular weight of the polycarbonate resin. From the viewpoint of controlling the weight average molecular weight (Mw) of the polycarbonate resin to a range of 10,000 to 500,000, the amount of the polymerization initiator used is preferably 0.0001 mol% to 4 mol%, more preferably 0.0001 mol% to 2 mol%, and even more preferably 0.0001 mol% to 1 mol% in terms of the amount of substance relative to the cyclic carbonate (A1) which is a ring-opening polymerizable monomer. In addition, the above polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more kinds.
(重合停止剤)
得られるポリカーボネート樹脂の平均分子量を制御する観点から、上記重合開始剤に加えて、重合停止剤を用いてもよい。重合停止剤としては、特に限定されないが、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、リン酸、メタリン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、クエン酸、アスコルビン酸、グルコン酸、シュウ酸、酒石酸、メルドラム酸、及び安息香酸のような無機酸及び有機酸が挙げられる。
(Polymerization terminator)
From the viewpoint of controlling the average molecular weight of the resulting polycarbonate resin, a polymerization terminator may be used in addition to the polymerization initiator. The polymerization terminator is not particularly limited, but examples thereof include inorganic acids and organic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, phosphoric acid, metaphosphoric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, lactic acid, citric acid, ascorbic acid, gluconic acid, oxalic acid, tartaric acid, Meldrum's acid, and benzoic acid.
(添加剤)
得られるポリマーの分子量を制御する観点、及び末端構造を制御することで種々の特性を発現させる観点から、上記重合開始剤に加えて、添加剤を用いてもよい。添加剤としては、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、ノナノール、デカノール、ドデカノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、5-ノルボルネン-2-メタノール、1-アダマンタノール、2-アダマンタノール、トリメチルシリルメタノール、フェノール、ベンジルアルコール、及びp-メチルベンジルアルコールのようなモノアルコール、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ヘキサンジオール、ノナンジオール、テトラメチレングリコール、及びポリエチレングリコールのようなジアルコール、グリセロール、ソルビトール、キシリトール、リビトール、エリスリトール、及びトリエタノールアミンのような多価アルコール、並びに、乳酸メチル、及び乳酸エチルが挙げられる。また、上記の添加剤は一種類を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
(Additives)
From the viewpoint of controlling the molecular weight of the resulting polymer and from the viewpoint of expressing various properties by controlling the terminal structure, additives may be used in addition to the above polymerization initiator. The additives are not particularly limited, but examples thereof include monoalcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, nonanol, decanol, dodecanol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, 5-norbornene-2-methanol, 1-adamantanol, 2-adamantanol, trimethylsilylmethanol, phenol, benzyl alcohol, and p-methylbenzyl alcohol, dialcohols such as ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, hexanediol, nonanediol, tetramethylene glycol, and polyethylene glycol, polyhydric alcohols such as glycerol, sorbitol, xylitol, ribitol, erythritol, and triethanolamine, and methyl lactate and ethyl lactate. The above additives may be used alone or in combination of two or more.
(反応温度)
本実施形態のポリカーボネート樹脂の製造方法において、重合工程における反応温度は、本実施形態のポリカーボネート樹脂を製造することができる範囲内であれば特に限定されないが、好ましくは0℃以上150℃以下であり、より好ましくは0℃以上130℃以下であり、さらに好ましくは0℃以上120℃以下である。重合工程における反応温度が上記範囲内にあることで、得られるポリカーボネート樹脂の重量平均分子量を10,000以上500,000以下の範囲に制御することが一層容易になる。
(Reaction temperature)
In the method for producing a polycarbonate resin of this embodiment, the reaction temperature in the polymerization step is not particularly limited as long as it is within a range in which the polycarbonate resin of this embodiment can be produced, but is preferably from 0° C. to 150° C., more preferably from 0° C. to 130° C., and even more preferably from 0° C. to 120° C. If the reaction temperature in the polymerization step is within the above range, it becomes easier to control the weight average molecular weight of the obtained polycarbonate resin to a range of from 10,000 to 500,000.
(溶媒)
本実施形態のポリカーボネート樹脂の製造方法では、溶媒を用いてもよく、用いなくてもよい。溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジフェニルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、2-メチルテトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、及びプロピレングリコールノモノメチルエーテルアセテートのようなエーテル系溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、及びトリクロロエタンのようなハロゲン系溶媒、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、シクロヘキサン、及びメチルシクロヘキサンのような飽和炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン、及びクレゾールのような芳香族炭化水素系溶媒、並びに、アセトン、2-ブタノン、2-ペンタノン、3-ペンタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、及びメチルイソブチルケトンのようなケトン系溶媒が挙げられる。
(solvent)
In the method for producing a polycarbonate resin according to the present embodiment, a solvent may or may not be used. The solvent is not particularly limited, but examples thereof include ether-based solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, diphenyl ether, tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, cyclopentyl methyl ether, tert-butyl methyl ether, and propylene glycol monomethyl ether acetate, halogen-based solvents such as methylene chloride, chloroform, dichloromethane, dichloroethane, and trichloroethane, saturated hydrocarbon-based solvents such as hexane, heptane, octane, nonane, cyclohexane, and methylcyclohexane, aromatic hydrocarbon-based solvents such as toluene, xylene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, and cresol, and ketone-based solvents such as acetone, 2-butanone, 2-pentanone, 3-pentanone, cyclopentanone, cyclohexanone, and methyl isobutyl ketone.
<ポリカーボネート樹脂の製造方法2>
本実施形態のポリカーボネート樹脂は、下記式(3)で表されるエポキシド(C1)と二酸化炭素とを反応させることによっても製造することができる。
The polycarbonate resin of the present embodiment can also be produced by reacting an epoxide (C1) represented by the following formula (3) with carbon dioxide.
式(3)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、X、nは、式(1)との関係において説明したとおりである。 In formula (3), R1 , R2 , R3 , R4 , R5 , R6 , R7 , R8 , R9 , R10 , R11 , R12 , X, and n are as explained in relation to formula (1).
本実施形態のポリカーボネート樹脂の製造方法において、用いるエポキシド化合物(C1)としては、1種類のエポキシド化合物を単独で用いてもよいし、R1~R12が異なる任意の2種類以上のエポキシド化合物を組み合わせて用いてもよい。 In the method for producing a polycarbonate resin of this embodiment, the epoxide compound (C1) used may be one type of epoxide compound alone, or any two or more types of epoxide compounds having different R 1 to R 12 may be used in combination.
本実施形態のポリカーボネート樹脂の製造方法において、エポキシド(C1)に加えて、他のエポキシドを用いてもよい。他のエポキシドの例として、例えば、式(X3)で表されるエポキシド(C2)が挙げられる。 In the method for producing a polycarbonate resin according to the present embodiment, in addition to the epoxide (C1), other epoxides may be used. Examples of other epoxides include the epoxide (C2) represented by the formula (X3).
式(X3)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8は、式(X1)との関係において説明したとおりである。本実施形態のポリカーボネート樹脂の製造方法において、用いるエポキシド(C2)としては、1種類のエポキシドを単独で用いてもよいし、R1~R8が異なる任意の2種類以上のエポキシドを組み合わせて用いてもよい。 In formula (X3), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 are as explained in relation to formula (X1). In the method for producing a polycarbonate resin of this embodiment, the epoxide (C2) used may be one type of epoxide alone, or any two or more types of epoxides having different R 1 to R 8 may be used in combination.
本実施形態のポリカーボネート樹脂の製造方法において、エポキシド化合物(C1)は、下記式(3-1)~(3-4)で表されるエポキシド(D1)~(D4)を包含する。
式(3-1)~(3-4)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、X、nは、式(1)との関係において説明したとおりである。なお、*で示した不斉炭素周りの立体化学はRでもSでもよい。 In formulas (3-1) to (3-4), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , X, and n are as explained in relation to formula (1). The stereochemistry around the asymmetric carbon marked with * may be either R or S.
本発明を実施例及び比較例を用いて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例等により何ら限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples in any way.
本明細書において、ポリカーボネート樹脂の物性の測定は以下のように行った。 In this specification, the physical properties of polycarbonate resin were measured as follows.
(1H-NMR測定)
日本電子株式会社製NMR装置(製品名:ECZ400S)、及びTFHプローブを用いて、以下のようにNMR測定をすることで、ポリカーボネート樹脂の1H-NMRスペクトルを得た。なお、重溶媒の基準ピークは、クロロホルム-dを用いた場合は7.26ppmであるとし、積算回数は32回として測定を行った。
( 1H -NMR measurement)
The 1H -NMR spectrum of the polycarbonate resin was obtained by performing NMR measurement as follows using a JEOL NMR device (product name: ECZ400S) and a TFH probe. The reference peak of the deuterated solvent was set to 7.26 ppm when chloroform-d was used, and the measurement was performed with 32 integrations.
(分子量の測定)
ポリカーボネート樹脂0.02gに対して、テトラヒドロフランを2.0gの割合で加えた溶液を測定試料とし、高速GPC装置(東ソー株式会社製、製品名「HLC-8420GPC」)を用いて、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量を測定した。カラムとして、東ソー株式会社製のTSKガードカラムSuperH-H、TSKgel SuperHM-H、TSKgel SuperHM-H、TSKgel SuperH2000、及びTSKgel SuperH1000(いずれも東ソー株式会社製製品名)を直列に連結して用いた。カラム温度は40℃とし、テトラヒドロフランを移動相として、0.60mL/分の速度で分析した。検出器としては、RIディテクターを用いた。Polymer Standards Service製のポリスチレン標準試料(分子量:2520000、1240000、552000、277000、130000、66000、34800、19700、8680、3470、1306、370)を標準試料として、検量線を作成した。このようにして作成した検量線を基に、ポリカーボネート樹脂の数平均分子量及び重量平均分子量を求めた。
(Measurement of molecular weight)
A solution in which tetrahydrofuran was added at a ratio of 2.0 g to 0.02 g of polycarbonate resin was used as a measurement sample, and the weight average molecular weight of the polycarbonate resin was measured using a high-speed GPC device (manufactured by Tosoh Corporation, product name "HLC-8420GPC"). As the column, TSK guard columns SuperH-H, TSKgel SuperHM-H, TSKgel SuperHM-H, TSKgel SuperH2000, and TSKgel SuperH1000 (all product names manufactured by Tosoh Corporation) manufactured by Tosoh Corporation were connected in series and used. The column temperature was 40°C, and tetrahydrofuran was used as the mobile phase, and analysis was performed at a rate of 0.60 mL/min. An RI detector was used as the detector. A calibration curve was prepared using polystyrene standard samples (molecular weights: 2520000, 1240000, 552000, 277000, 130000, 66000, 34800, 19700, 8680, 3470, 1306, 370) manufactured by Polymer Standards Service as standard samples. Based on the calibration curve thus prepared, the number average molecular weight and weight average molecular weight of the polycarbonate resin were determined.
(ガラス転移温度の測定)
後述の実施例及び比較例にて得られたポリカーボネート樹脂約5mgを測定試料とし、パーキンエルマージャパン株式会社製の示差走査熱量測定装置(製品名「DSC8500」)を用い、窒素ガス流量20mL/分の条件下、ガラス転移温度の測定を行った。より詳細には、例えば、実施例1の試料については、40℃で3分間保持した後、20℃/分で40℃から210℃まで1次昇温し、試料を完全に融解させた。その後、50℃/分で210℃から40℃まで降温し、40℃で5分間保持した。続いて、10℃/分で40℃から200℃まで2次昇温する際に描かれるDSC曲線の階段状変化部分曲線と各接線の延長線から縦軸方向に等距離にある直線とのとの交点(中間点ガラス転移温度)をガラス転移温度(Tg)とした。その他の実施例及び比較例の試料についても、同様にしてガラス転移温度を測定した。ガラス転移温度が高ければ高いほど耐熱性に優れるといえる。
(Measurement of Glass Transition Temperature)
About 5 mg of the polycarbonate resin obtained in the examples and comparative examples described below was used as a measurement sample, and the glass transition temperature was measured using a differential scanning calorimeter (product name "DSC8500") manufactured by PerkinElmer Japan Co., Ltd. under the condition of a nitrogen gas flow rate of 20 mL/min. More specifically, for example, the sample of Example 1 was held at 40°C for 3 minutes, and then the sample was heated for the first time from 40°C to 210°C at 20°C/min to completely melt the sample. Then, the temperature was lowered from 210°C to 40°C at 50°C/min, and the sample was held at 40°C for 5 minutes. Next, the intersection (midpoint glass transition temperature) of the step-like change part curve of the DSC curve drawn during the second heating from 40°C to 200°C at 10°C/min and the straight line equidistant in the vertical axis direction from the extension line of each tangent was taken as the glass transition temperature (Tg). The glass transition temperatures of the samples of the other examples and comparative examples were also measured in the same manner. It can be said that the higher the glass transition temperature, the more excellent the heat resistance.
(未延伸試料及び延伸試料の作製)
まず、真空圧縮成形機を用いて、ポリカーボネート樹脂の未延伸試料を作製した。具体的には、下記のようにして作製した。ポリカーボネート樹脂を25~150μm厚のポリイミド製枠内に入れ、2枚のポリイミドフィルムと2枚のアルミ板及び2枚の鉄板で挟むことで、積層体を得た。このとき、積層体の積層順が、鉄板、アルミ板、ポリイミドフィルム、ポリイミド製枠、ポリイミドフィルム、アルミ板、鉄板のようになるように積層した。上記の積層体を真空圧縮成形機(神藤金属工業所製、SFV-30型)にセットし、表1に記載の所定の温度において、減圧下(10kPa)で10分間予熱した後、減圧条件を保持したまま、上記所定の温度において、プレス圧1~10MPaの条件で5分間圧縮した。減圧及びプレス圧を解除した後、上記圧縮した積層体を冷却用圧縮成形機(株式会社神藤金属工業所製、AYS-10型)に移して冷却固化させることにより、厚さ20~250μmのプレスフィルムを得た。得られたプレスフィルムを、23℃、湿度50%の恒温恒湿室内で24時間養生することにより、未延伸試料を得た。
(Preparation of Unstretched and Stretched Samples)
First, an unstretched sample of polycarbonate resin was prepared using a vacuum compression molding machine. Specifically, it was prepared as follows. A polycarbonate resin was placed in a polyimide frame having a thickness of 25 to 150 μm, and sandwiched between two polyimide films, two aluminum plates, and two iron plates to obtain a laminate. At this time, the laminate was laminated so that the laminate was stacked in the following order: iron plate, aluminum plate, polyimide film, polyimide frame, polyimide film, aluminum plate, iron plate. The above laminate was set in a vacuum compression molding machine (manufactured by Shinto Metal Industries, SFV-30 type) and preheated for 10 minutes at a predetermined temperature shown in Table 1 under reduced pressure (10 kPa), and then compressed for 5 minutes at the above-mentioned predetermined temperature under a press pressure of 1 to 10 MPa while maintaining the reduced pressure condition. After releasing the vacuum and the press pressure, the compressed laminate was transferred to a cooling compression molding machine (AYS-10 model, manufactured by Shinto Metal Industries Co., Ltd.) and cooled and solidified to obtain a pressed film having a thickness of 20 to 250 μm. The obtained pressed film was aged for 24 hours in a constant temperature and humidity room at 23° C. and a humidity of 50%, to obtain an unstretched sample.
次に、上記未延伸試料を幅20~30mm、長さ50mmに切り出し、引張試験冶具に設置した。恒温槽(製品名「TCR1W-200T」)を接続した島津製作所製の試験機(製品名「オートグラフAG-5kNXPlus」)に、上記引張試験冶具をセットし、下記の条件で一軸フリー延伸をした。延伸条件は、チャック間距離を30mm、延伸温度をTg+20℃、延伸速度を500mm/分、延伸倍率を100%とした。一軸フリー延伸後、直ちに試料を室温下に取り出して冷却した後、23℃、湿度50%の恒温恒湿室内にて24時間養生することにより、厚さ10~200μmの延伸フィルムを得た。上記手順により得られる延伸フィルムを数点作製した。その後、各フィルムの厚さを、シックネスゲージ(株式会社ミツトヨ製、「デジマチック シックネスゲージ」)を用いて測定した。 Next, the unstretched sample was cut to a width of 20-30 mm and a length of 50 mm, and placed in a tensile test fixture. The tensile test fixture was set in a Shimadzu Corporation test machine (product name: Autograph AG-5kNXPlus) connected to a thermostatic bath (product name: TCR1W-200T), and uniaxial free stretching was performed under the following conditions. The stretching conditions were chuck distance of 30 mm, stretching temperature of Tg+20°C, stretching speed of 500 mm/min, and stretch ratio of 100%. After uniaxial free stretching, the sample was immediately taken out to room temperature and cooled, and then aged for 24 hours in a thermostatic and humidity-controlled room at 23°C and 50% humidity to obtain a stretched film with a thickness of 10-200 μm. Several stretched films were produced using the above procedure. The thickness of each film was then measured using a thickness gauge ("Digimatic Thickness Gauge" manufactured by Mitutoyo Corporation).
(面内位相差及び配向複屈折率の測定)
上記100%一軸延伸フィルムを用いて、以下のようにして面内位相差及び配向複屈折率を測定した。まず、各延伸フィルムについて、王子計測機器製位相差測定装置(製品名「KOBRA-WR」)を用いて、波長587nmにおける面内位相差の絶対値を測定した。その後、得られた面内位相差の絶対値及び各延伸フィルムの厚さを用いて、配向複屈折率を算出した。得られた配向複屈折率を用いて、厚さ100μm換算の面内位相差の絶対値を算出した。なお、配向複屈折率、面内位相差の絶対値、厚さ100μm換算の面内位相差の絶対値、及び延伸フィルムの厚さは、以下の式(A)、(B)及び(C)を満たす。
Δn=nx-ny (A)
Re=Δn×d (B)
Re100(nm)=Δn×1.0×105 (C)
(Δn:配向複屈折率、nx:伸張方向の屈折率、ny:試料面内で伸張方向と垂直な方向の屈折率、Re:面内位相差の絶対値、Re100:厚さ100μm換算の面内位相差の絶対値、d:延伸フィルムの厚さ)
(Measurement of in-plane retardation and orientation birefringence)
The 100% uniaxially stretched film was used to measure the in-plane retardation and orientation birefringence as follows. First, for each stretched film, the absolute value of the in-plane retardation at a wavelength of 587 nm was measured using a retardation measuring device manufactured by Oji Scientific Instruments (product name "KOBRA-WR"). Then, the orientation birefringence was calculated using the obtained absolute value of the in-plane retardation and the thickness of each stretched film. The absolute value of the in-plane retardation converted into a thickness of 100 μm was calculated using the obtained orientation birefringence. Note that the orientation birefringence, the absolute value of the in-plane retardation, the absolute value of the in-plane retardation converted into a thickness of 100 μm, and the thickness of the stretched film satisfy the following formulas (A), (B), and (C).
Δn=nx-ny (A)
Re = Δn × d (B)
Re 100 (nm) = Δn×1.0×10 5 (C)
(Δn: orientation birefringence, nx: refractive index in the stretching direction, ny: refractive index in the sample plane perpendicular to the stretching direction, Re: absolute value of in-plane retardation, Re 100 : absolute value of in-plane retardation converted to a thickness of 100 μm, d: thickness of the stretched film)
(光弾性係数の測定)
上記で得た未延伸試料を幅6mm、長さ50mmに切り出したものを試料として用いて、以下のようにして光弾性係数を測定した。なお、測定方法の詳細は、Polymer Engineering and Science 1999, 39,2349-2357を参照した。具体的には、以下のとおりである。上記の試料を、23℃、湿度50%の恒温恒湿室に設置したフィルム引張り装置(井元製作所製)に、チャック間が20mmになるように配置した。次いで、複屈折測定装置(大塚電子製、製品名「RETS-100」)の光経路が上記試料の中心部に位置するように、上記複屈折測定装置を配置した。チャック間を40mm、チャック移動速度を0.1mm/分として、伸張応力をかけながら、波長550nmで試験片の複屈折率を測定した。測定された複屈折率と伸張応力との関係から、最小二乗法を用いて、光弾性係数(Pa-1)を計算した。計算には、伸張応力σが2.5MPa≦σ≦10MPaであるデータを用いた。なお、複屈折率、伸張応力、及び光弾性係数は、以下の式(D)及び(E)を満たす。
Δn=nx-ny (D)
C=Δn/σ (E)
(Δn:複屈折率、nx:伸張方向の屈折率、ny:試料面内で伸張方向と垂直な方向の屈折率、C:光弾性係数、σ:伸張応力)
(Measurement of photoelastic coefficient)
The unstretched sample obtained above was cut into a width of 6 mm and a length of 50 mm, and the photoelastic coefficient was measured as follows. For details of the measurement method, refer to Polymer Engineering and Science 1999, 39, 2349-2357. Specifically, it is as follows. The above sample was placed in a film tensioning device (manufactured by Imoto Manufacturing Co., Ltd.) installed in a temperature and humidity constant room at 23°C and 50% humidity so that the chuck distance was 20 mm. Next, the birefringence measuring device (manufactured by Otsuka Electronics, product name "RETS-100") was placed so that the light path of the birefringence measuring device was located at the center of the above sample. The birefringence of the test piece was measured at a wavelength of 550 nm while applying a stretching stress with a chuck distance of 40 mm and a chuck movement speed of 0.1 mm/min. From the relationship between the measured birefringence and tensile stress, the photoelastic coefficient (Pa -1 ) was calculated using the least squares method. For the calculation, data in which the tensile stress σ was 2.5 MPa≦σ≦10 MPa was used. The birefringence, tensile stress, and photoelastic coefficient satisfy the following formulas (D) and (E).
Δn=nx-ny (D)
C = Δn / σ (E)
(Δn: birefringence, nx: refractive index in the stretching direction, ny: refractive index in the direction perpendicular to the stretching direction within the sample plane, C: photoelastic coefficient, σ: stretching stress)
(屈折率の測定)
上記で得た未延伸試料を用いて屈折率の測定をメトリコン社製プリズムカプラ(モデル2010)にて23℃の恒温恒湿環境において行った。屈折率を求める波長は以下の3波長(532.0nm、632.8nm、824.0nm)で行い、代表値として波長632.8nmにおける屈折率を表1に示す。
(Measurement of refractive index)
Using the unstretched sample obtained above, the refractive index was measured using a Metricon Prism Coupler (Model 2010) in a constant temperature and humidity environment of 23° C. The refractive index was measured at the following three wavelengths (532.0 nm, 632.8 nm, and 824.0 nm), and the refractive index at a wavelength of 632.8 nm is shown in Table 1 as a representative value.
[合成例1]
(4,5-エポキシ-トリシクロ[6.2.1.02.7]ウンデカン)
アルゴン気流下、2L四口フラスコに、トリシクロ[6.2.1.02.7]ウンデカ-4-エン(24.1g、162.4mmol)、炭酸水素ナトリウム(14.7g、175.4mmol)、クロロホルム(770mL)を加え、撹拌翼を用いて、メカニカルスターラーで撹拌した。反応溶液を氷浴に浸漬させて冷却した。m-クロロ過安息香酸(45.6g、185.2mmol)を3回に分けて添加した。添加終了後、氷水に浸漬させたまま、徐々に室温まで昇温した。19時間撹拌後、反応溶液を減圧濾過し、濾物をクロロホルム(500mL×3)でリンスした。ろ液を飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液(500mL)、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(500mL)、飽和食塩水(500mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥後の有機層をエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物をアミノシリカゲル318gを用いてカラムクロマトグラフィーを行い、無色透明液体(25.6g)の目的物を得た。
[Synthesis Example 1]
(4,5-epoxy-tricyclo[ 6.2.1.02.7 ]undecane)
Under an argon atmosphere, tricyclo[6.2.1.0 2.7 ]undec-4-ene (24.1 g, 162.4 mmol), sodium hydrogen carbonate (14.7 g, 175.4 mmol), and chloroform (770 mL) were added to a 2 L four-neck flask, and the mixture was stirred with a mechanical stirrer using a stirring blade. The reaction solution was cooled by immersing it in an ice bath. m-Chloroperbenzoic acid (45.6 g, 185.2 mmol) was added in three portions. After the addition was completed, the mixture was gradually warmed to room temperature while still immersed in ice water. After stirring for 19 hours, the reaction solution was filtered under reduced pressure, and the residue was rinsed with chloroform (500 mL x 3). The filtrate was washed with saturated aqueous sodium thiosulfate solution (500 mL), saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (500 mL), and saturated saline solution (500 mL), and dried over sodium sulfate. The dried organic layer was concentrated using an evaporator. The resulting concentrate was subjected to column chromatography using 318 g of aminosilica gel to obtain the target product as a colorless transparent liquid (25.6 g).
[合成例2]
(4,5-ジヒドロキシ-トリシクロ[6.2.1.02.7]ウンデカン)
500mL四口フラスコに、4,5-エポキシ-トリシクロ[6.2.1.02.7]ウンデカン(25.2g、6.09mmol)、イオン交換水(250mL)、撹拌子を入れ、マグネチックスターラーで撹拌した。反応溶液をオイルバスに浸漬させ、外温100℃まで加熱した。18時間撹拌後、反応溶液をエバポレーターを用いて減圧濃縮し、アセトニトリルで3回共沸することで、白色固体(25.0g)の目的物を得た。
[Synthesis Example 2]
(4,5-dihydroxy-tricyclo[ 6.2.1.02.7 ]undecane)
In a 500 mL four-neck flask, 4,5-epoxy-tricyclo[6.2.1.0 2.7 ]undecane (25.2 g, 6.09 mmol), ion-exchanged water (250 mL), and a stirrer were placed and stirred with a magnetic stirrer. The reaction solution was immersed in an oil bath and heated to an external temperature of 100°C. After stirring for 18 hours, the reaction solution was concentrated under reduced pressure using an evaporator and azeotroped three times with acetonitrile to obtain the target product as a white solid (25.0 g).
[合成例3]
(4,5-カルボナト-トリシクロ[6.2.1.02.7]ウンデカン(TCUC))
アルゴン気流下、500mL四口フラスコに4,5-ジヒドロキシ-トリシクロ[6.2.1.02.7]ウンデカン(20.0g、110.0mmol)、脱水テトラヒドロフラン(200mL)を加え、撹拌翼を用いてメカニカルスターラーで撹拌した。反応溶液を塩氷浴に浸漬させて冷却した。クロロギ酸エチル(23.8g、219.1mmol)をゆっくりと添加した。トリエチルアミン(29.9g、295.8mmol)を脱水トルエン(65mL)に希釈し、滴下漏斗でゆっくりと滴下した。室温で18時間撹拌後、桐山漏斗にシリカゲル40gを充填し、反応溶液をゆっくり注ぎ込んだ。通液後、濾物をテトラヒドロフラン/トルエン(2/1)(200mL×5)でリンスし、ろ液をエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物をクロロホルム(250mL)に溶解させ、イオン交換水(250mL)を加えて撹拌した後、有機層を回収した。回収した有機層をイオン交換水(250mL)で洗浄し、洗浄後の有機層を硫酸マグネシウムで乾燥、濾過した。ろ液をエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物を再度クロロホルム(46mL)に溶解させ、氷冷したヘプタン(460mL)中にゆっくりと滴下した。30分撹拌後、析出した固体を減圧濾過で回収後、40℃で48時間減圧乾燥し、白色固体(15.1g)の目的物を得た。
[Synthesis Example 3]
(4,5-carbonato-tricyclo[ 6.2.1.02.7 ]undecane (TCUC))
Under argon flow, 4,5-dihydroxy-tricyclo[6.2.1.0 2.7 ]undecane (20.0 g, 110.0 mmol) and dehydrated tetrahydrofuran (200 mL) were added to a 500 mL four-neck flask, and the mixture was stirred with a mechanical stirrer using a stirring blade. The reaction solution was cooled by immersing it in a salt ice bath. Ethyl chloroformate (23.8 g, 219.1 mmol) was slowly added. Triethylamine (29.9 g, 295.8 mmol) was diluted in dehydrated toluene (65 mL) and slowly dropped using a dropping funnel. After stirring at room temperature for 18 hours, 40 g of silica gel was filled into a Kiriyama funnel, and the reaction solution was slowly poured into it. After passing the liquid through the funnel, the filter cake was rinsed with tetrahydrofuran/toluene (2/1) (200 mL x 5), and the filtrate was concentrated using an evaporator. The obtained concentrate was dissolved in chloroform (250 mL), ion-exchanged water (250 mL) was added and stirred, and the organic layer was collected. The collected organic layer was washed with ion-exchanged water (250 mL), and the washed organic layer was dried with magnesium sulfate and filtered. The filtrate was concentrated with an evaporator. The obtained concentrate was dissolved again in chloroform (46 mL) and slowly dropped into ice-cooled heptane (460 mL). After stirring for 30 minutes, the precipitated solid was collected by vacuum filtration and dried under reduced pressure at 40° C. for 48 hours to obtain the target product as a white solid (15.1 g).
[実施例1]
50mL三口フラスコへ、4,5-カルボナト-トリシクロ[6.2.1.02.7]ウンデカン(以下、TCUCとも表記する。)(2.65g、12.8mmol)を量り取って、フラスコ内を窒素で置換した。フラスコ内へ脱水m-キシレン(11.2g)を添加した後、フラスコをオイルバスに浸して内温を60℃に加熱し、マグネチックスターラー用いて撹拌してモノマーを完全に溶解させた。別途、乾燥させた30mLシュレンク管へ、カリウムtert-ブトキシド溶液(1.0M、0.30mL、0.30mmol)を量り取り、脱水m-キシレン(2.70mL)で希釈して開始剤溶液を調製した。モノマー溶液を撹拌しながら、調製した開始剤溶液0.98mLを加え、60℃で3時間撹拌した。酢酸0.0213gを加えて反応を停止させた(重合液)。重合液を一部サンプリングしてクロロホルム-dで希釈したサンプルについて1H-NMRスペクトルを測定し、3.9~4.1ppmのモノマー由来のピークと4.5~5.1ppmのポリマー由来のピークの積分強度比から、モノマー転化率を95%と算出した。
[Example 1]
4,5-carbonato-tricyclo[6.2.1.0 2.7 ]undecane (hereinafter also referred to as TCUC) (2.65 g, 12.8 mmol) was weighed out into a 50 mL three-neck flask, and the flask was replaced with nitrogen. After adding dehydrated m-xylene (11.2 g) into the flask, the flask was immersed in an oil bath and heated to 60°C, and the monomer was completely dissolved by stirring using a magnetic stirrer. Separately, potassium tert-butoxide solution (1.0 M, 0.30 mL, 0.30 mmol) was weighed out into a dried 30 mL Schlenk flask and diluted with dehydrated m-xylene (2.70 mL) to prepare an initiator solution. While stirring the monomer solution, 0.98 mL of the prepared initiator solution was added, and the mixture was stirred at 60°C for 3 hours. 0.0213 g of acetic acid was added to stop the reaction (polymerization solution). A portion of the polymerization solution was sampled and diluted with chloroform-d to measure the 1 H-NMR spectrum. The monomer conversion was calculated to be 95% from the integrated intensity ratio of the peak derived from the monomer at 3.9 to 4.1 ppm and the peak derived from the polymer at 4.5 to 5.1 ppm.
続いて、メタノール不溶分の評価のため、次のようにして再沈殿操作を行った。前記重合液を10.3gサンプリングし、クロロホルム41.0gを加えて希釈した。希釈液をメタノール516g中へ加えてポリマーを析出させた。析出させたポリマーを減圧濾過によって回収し、メタノール35.5gで洗浄した。得られたポリマーを40℃で6時間真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたホモポリマーのMwは20,000、ガラス転移温度は166℃であった。 Next, to evaluate the methanol insoluble matter, a reprecipitation operation was performed as follows. 10.3 g of the polymerization liquid was sampled and diluted with 41.0 g of chloroform. The diluted liquid was added to 516 g of methanol to precipitate the polymer. The precipitated polymer was collected by vacuum filtration and washed with 35.5 g of methanol. The obtained polymer was vacuum dried at 40°C for 6 hours to obtain a polymer. The Mw of the obtained homopolymer was 20,000 and the glass transition temperature was 166°C.
[実施例2]
重合開始剤の量を0.10mol%とした以外は実施例1と同様の方法で重合反応を行った。得られたホモポリマーのMwは136000、ガラス転移温度は166℃であった。
[Example 2]
Except for changing the amount of the polymerization initiator to 0.10 mol %, the polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The resulting homopolymer had an Mw of 136,000 and a glass transition temperature of 166° C.
[実施例3]
撹拌翼を取り付けた50mLセパラブルフラスコを窒素で置換した後、事前にモレキュラーシーブ4Aを用いて脱水処理したTCUCのm-キシレン溶液(49.8g;20wt%TCUC、47.7mmol)を量り取って添加し、フラスコを水浴に浸して内温を25℃とした。別途、乾燥させた30mLシュレンク管へ、カリウムtert-ブトキシド溶液(1.0M、0.49mL、0.49mmol)、ベンジルアルコール(0.11g、0.98mmol)を量り取り、脱水m-キシレン(4.30mL)で希釈して開始剤溶液を調製した。モノマー溶液を撹拌しながら、調製した開始剤溶液0.18mLを加え、25℃で5分間撹拌した。酢酸(0.0087g)を加えて反応を停止させた(重合液)。
[Example 3]
After replacing the atmosphere in a 50 mL separable flask equipped with a stirring blade with nitrogen, a m-xylene solution of TCUC (49.8 g; 20 wt% TCUC, 47.7 mmol) previously dehydrated using molecular sieves 4A was weighed and added, and the flask was immersed in a water bath to adjust the internal temperature to 25°C. Separately, a potassium tert-butoxide solution (1.0 M, 0.49 mL, 0.49 mmol) and benzyl alcohol (0.11 g, 0.98 mmol) were weighed into a dried 30 mL Schlenk flask, and the solution was diluted with dehydrated m-xylene (4.30 mL) to prepare an initiator solution. While stirring the monomer solution, 0.18 mL of the prepared initiator solution was added, and the mixture was stirred at 25°C for 5 minutes. Acetic acid (0.0087 g) was added to terminate the reaction (polymerization solution).
続いて、メタノール不溶分の評価のため、次のようにして再沈殿操作を行った。前記重合液を47.4gサンプリングし、アセトン185.4g中へ加えてポリマーを析出させた。デカンテーションによって上澄み液を200.4g除去した後、クロロホルム46.7gを加えて、析出したポリマーを再溶解させた。このポリマー溶液を、メタノール241.5g中へ加えてポリマーを再析出させた。デカンテーション、減圧濾過によってポリマーを回収し、メタノール35.5gで洗浄した。得られたポリマーを100℃で4時間真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたホモポリマーのMwは184,000、ガラス転移温度は168℃であった。 Next, to evaluate the methanol insoluble matter, a reprecipitation operation was performed as follows. 47.4 g of the polymerization liquid was sampled and added to 185.4 g of acetone to precipitate the polymer. After removing 200.4 g of the supernatant by decantation, 46.7 g of chloroform was added to redissolve the precipitated polymer. This polymer solution was added to 241.5 g of methanol to reprecipitate the polymer. The polymer was recovered by decantation and reduced pressure filtration, and washed with 35.5 g of methanol. The obtained polymer was vacuum dried at 100°C for 4 hours to obtain a polymer. The Mw of the obtained homopolymer was 184,000, and the glass transition temperature was 168°C.
[実施例4]
モノマーとしてTCUC9mol%、trans-シクロヘキセンカーボネート(以下、t-CHCとも表記する。)91mol%を用い、重合開始剤の量を0.20mol%とした以外は実施例1と同様の方法で重合反応を行った。得られたコポリマーのMwは51000、ガラス転移温度は128℃であった。
[Example 4]
A polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that 9 mol % of TCUC and 91 mol % of trans-cyclohexene carbonate (hereinafter also referred to as t-CHC) were used as monomers and the amount of the polymerization initiator was 0.20 mol %. The Mw of the obtained copolymer was 51,000 and the glass transition temperature was 128° C.
[実施例5]
モノマーとしてTCUC20mol%、t-CHC80mol%を用い、重合開始剤の量を0.10mol%とした以外は実施例4と同様の方法で重合反応を行った。得られたコポリマーのMwは73000、ガラス転移温度は138℃であった。
[Example 5]
A polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 4, except that 20 mol % of TCUC and 80 mol % of t-CHC were used as monomers and the amount of the polymerization initiator was 0.10 mol %. The Mw of the obtained copolymer was 73,000 and the glass transition temperature was 138° C.
[実施例6]
撹拌翼を取り付けた50mLセパラブルフラスコを窒素で置換した後、事前にモレキュラーシーブ4Aを用いて脱水処理したTCUCのm-キシレン溶液(28.3g;20wt%TCUC、27.1mmol)、t-CHC(3.89g、27.4mmol)、脱水m-キシレン(15.7g)を量り取って添加し、フラスコを水浴に浸して内温を25℃とした。別途、乾燥させた30mLシュレンク管へ、カリウムtert-ブトキシド溶液(1.0M、0.30mL、0.30mmol)を量り取り、脱水m-キシレン(2.70mL)で希釈して開始剤溶液を調製した。モノマー溶液を撹拌しながら、調製した開始剤溶液0.52mLを加え、25℃で40分間撹拌した。酢酸(0.00157g)を加えて反応を停止させた(重合液)。
[Example 6]
After replacing the atmosphere in a 50 mL separable flask equipped with a stirring blade with nitrogen, a m-xylene solution of TCUC (28.3 g; 20 wt% TCUC, 27.1 mmol), t-CHC (3.89 g, 27.4 mmol), and dehydrated m-xylene (15.7 g) that had been previously dehydrated using molecular sieves 4A were weighed and added, and the flask was immersed in a water bath to adjust the internal temperature to 25°C. Separately, a potassium tert-butoxide solution (1.0 M, 0.30 mL, 0.30 mmol) was weighed into a dried 30 mL Schlenk flask and diluted with dehydrated m-xylene (2.70 mL) to prepare an initiator solution. While stirring the monomer solution, 0.52 mL of the prepared initiator solution was added, and the mixture was stirred at 25°C for 40 minutes. Acetic acid (0.00157 g) was added to stop the reaction (polymerization solution).
続いて、メタノール不溶分の評価のため、次のようにして再沈殿操作を行った。前記重合液を40.7gサンプリングし、クロロホルム154.2gを加えて希釈した。希釈液をメタノール941g中へ加えてポリマーを析出させた。析出させたポリマーをデカンテーション、減圧濾過によって回収し、メタノール261.9gで3回に分けて洗浄した。得られたポリマーを100℃で5時間真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたコポリマーのMwは124,000、ガラス転移温度は150℃であった。 Next, to evaluate the methanol insoluble matter, a reprecipitation operation was performed as follows. 40.7 g of the polymerization liquid was sampled and diluted with 154.2 g of chloroform. The diluted liquid was added to 941 g of methanol to precipitate the polymer. The precipitated polymer was recovered by decantation and reduced pressure filtration, and washed three times with 261.9 g of methanol. The obtained polymer was vacuum dried at 100°C for 5 hours to obtain a polymer. The Mw of the obtained copolymer was 124,000, and the glass transition temperature was 150°C.
[実施例7]
脱水処理したTCUCのm-キシレン溶液(38.8g;20wt%TCUC、37.2mmol)、t-CHC(1.37g、9.64mmol)、脱水m-キシレン(5.18g)を用いた以外は実施例6と同様の方法で重合反応を行った。得られたコポリマーのMwは85000、ガラス転移温度は166℃であった。
[Example 7]
A polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 6, except that a dehydrated m-xylene solution of TCUC (38.8 g; 20 wt% TCUC, 37.2 mmol), t-CHC (1.37 g, 9.64 mmol), and dehydrated m-xylene (5.18 g) were used. The Mw of the obtained copolymer was 85,000, and the glass transition temperature was 166°C.
[比較例1]
50mLセパラブルフラスコへ、t-CHC(10.1g、70.8mmol)を加え、フラスコ内を窒素で置換した。フラスコ内へm-キシレン(40.1g)を加え、フラスコをオイルバスに浸し、内温が60℃となるように加熱しながら、メカニカルスターラーと撹拌翼とを用いて撹拌し、モノマーを完全に溶解させた。別途、乾燥させた30mLシュレンク管へ、カリウムtert-ブトキシド溶液(1.0M、0.37mL、0.37mmol)とベンジルアルコール(0.0796g、0.74mmol)を量り取り、m-キシレン3.3mLで希釈して開始剤溶液を調製した。モノマー溶液を撹拌しながら、調製した開始剤溶液0.26mLを一度に加え、60℃で3時間撹拌した。酢酸0.0072gを加えて反応を停止させた(重合液)。
続いて、メタノール不溶分の評価のため、次のようにして再沈殿操作を行った。前記重合液を0.59gサンプリングし、m-キシレン1.51gを加えて希釈した。希釈液をメタノール21.1g中へ加えてポリマーを析出させた。析出させたポリマーを減圧濾過によって回収し、得られたポリマーを130℃で2時間真空乾燥させ、ホモポリマーを得た。得られたポリマーのMwは68000、ガラス転移温度は120℃であった。
[Comparative Example 1]
t-CHC (10.1 g, 70.8 mmol) was added to a 50 mL separable flask, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen. m-Xylene (40.1 g) was added to the flask, and the flask was immersed in an oil bath and heated to an internal temperature of 60° C. while stirring with a mechanical stirrer and a stirring blade to completely dissolve the monomer. Separately, potassium tert-butoxide solution (1.0 M, 0.37 mL, 0.37 mmol) and benzyl alcohol (0.0796 g, 0.74 mmol) were weighed into a dried 30 mL Schlenk flask and diluted with 3.3 mL of m-xylene to prepare an initiator solution. While stirring the monomer solution, 0.26 mL of the prepared initiator solution was added at once, and the mixture was stirred at 60° C. for 3 hours. 0.0072 g of acetic acid was added to stop the reaction (polymerization solution).
Subsequently, in order to evaluate the methanol insoluble matter, a reprecipitation operation was carried out as follows. 0.59 g of the polymerization liquid was sampled and diluted by adding 1.51 g of m-xylene. The diluted liquid was added to 21.1 g of methanol to precipitate a polymer. The precipitated polymer was recovered by filtration under reduced pressure, and the obtained polymer was vacuum dried at 130° C. for 2 hours to obtain a homopolymer. The Mw of the obtained polymer was 68,000, and the glass transition temperature was 120° C.
実施例及び比較例で得られたポリカーボネート樹脂の物性を表1に示す。 The physical properties of the polycarbonate resins obtained in the examples and comparative examples are shown in Table 1.
表1から、実施例のポリカーボネート樹脂は、比較例のポリカーボネート樹脂と比べて、ガラス転移温度が高いために高温環境下での形態安定性が高く、耐熱性に優れることが示された。また、表1から、実施例のポリカーボネート樹脂は、光弾性係数が小さく低複屈折性であることがわかる。 Table 1 shows that the polycarbonate resin of the Example has a higher glass transition temperature than the polycarbonate resin of the Comparative Example, and therefore has high dimensional stability in a high-temperature environment and excellent heat resistance. Table 1 also shows that the polycarbonate resin of the Example has a small photoelastic coefficient and low birefringence.
本発明のポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート樹脂組成物、及びそれらを含む光学用成形体は、光学レンズ材料、光学デバイス、光学部品用材料、及びディスプレイ材料のような各種の光学用材料等の分野において産業上の利用可能性を有する。 The polycarbonate resin, polycarbonate resin composition, and optical molded articles containing them of the present invention have industrial applicability in the fields of various optical materials such as optical lens materials, optical devices, materials for optical components, and display materials.
Claims (9)
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、及びR12は、水素原子であり、
Xは非置換、一置換又は二置換のメチレン基であり、
nは0~2の整数である。)
を有する、ポリカーボネート樹脂。 A structural unit represented by the following formula (1):
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , and R 12 are hydrogen atoms;
X is an unsubstituted, mono- or di-substituted methylene group;
n is an integer from 0 to 2.
A polycarbonate resin having the formula:
で表される環状カーボネートを、開環重合することにより、前記ポリカーボネート樹脂を得る重合工程を有する、製造方法。 A method for producing the polycarbonate resin according to any one of claims 1 to 4 , comprising reacting a compound represented by the following formula (2):
The production method includes a polymerization step of ring-opening polymerizing a cyclic carbonate represented by the following formula (1):
で表されるエポキシドと、二酸化炭素とを反応させることにより、前記ポリカーボネート樹脂を得る重合工程を有する、製造方法。 A method for producing the polycarbonate resin according to any one of claims 1 to 4 , comprising reacting a compound represented by the following formula (3):
and a polymerization step of reacting an epoxide represented by the following formula (I) with carbon dioxide to obtain the polycarbonate resin.
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