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高分子多孔質材料及びその製造方法 NEW 新技術説明会

国内特許コード P190015999
整理番号 (16-14)
掲載日 2019年5月8日
出願番号 特願2018-089905
公開番号 特開2019-044147
出願日 平成30年5月8日(2018.5.8)
公開日 平成31年3月22日(2019.3.22)
優先権データ
  • 特願2017-169751 (2017.9.4) JP
発明者
  • 永 直文
  • 中野 環
出願人
  • 学校法人 芝浦工業大学
発明の名称 高分子多孔質材料及びその製造方法 NEW 新技術説明会
発明の概要 【課題】添加剤を用いることなく製造でき力学的性能に優れる高分子多孔質材料及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】1分子内に3個以上の官能基を有するジョイント分子(A)成分(セグメント)と、前記ジョイント分子(A)成分と付加反応により結合した1分子内に2個以上の官能基を有するリンカー分子(B)成分(セグメント)と、を含む高分子網目構造を有す高分子多孔質材料。好ましくは、ジョイント分子(A)及びリンカー分子(B)がそれぞれ独立して有する官能基が、アミノ基、イミノ基、アクリレート基、メタクリレート基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、チオール基、ビニル基、エチニル基、アジド基、シロール基、アルデヒド基、ケトン基、アセチルアセトン基、アクリルアミド基、イソシアネート基、ハロゲン化アリール基及びハロゲン化アルケニル基のうちの少なくとも1種である。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


高分子多孔質材料は、例えば断熱材、梱包材及び緩衝材等に幅広く用いられており、そのほとんどが樹脂中に気体を分散させて得られる発泡プラスチックである。主な発泡プラスチックとしては、例えば発泡ポリウレタン、発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレン及び発泡ポリプロピレン等が挙げられる。



このような高分子多孔質材料としては、近年、構造部位と空間部位がそれぞれ連続した構造を有する高分子モノリスが開発されている。この高分子モノリスは、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の分離媒体や触媒担体に有用であることが期待されており、実用化も検討されている。



この高分子モノリスの製造方法としては、例えば特許文献1(特開2011-46856号公報)に開示されているように、あらかじめ合成した高分子鎖を架橋しながら製造する方法や、例えば特許文献2(特開2010-111791号公報)に開示されているように、多官能モノマーを重合しながら製造する方法がある。



これらの製造方法においては、高分子網目構造が形成される過程で、相分離構造が形成され、高分子鎖の架橋又は多官能モノマーの重合により、この相分離構造が固定化されて多孔質体が形成される。そして、相分離構造の形成には、界面活性剤、ポロゲン(pore generator)又は相分離剤等の添加剤が用いられる。



なお、上記のポロゲンや相分離剤としては、反応に関与しない有機溶剤と高分子の混合系が用いられ、また、主な高分子としてはポリエチレンオキシド、ポリジメチルシロキサン及びポリスチレン等が挙げられる。



しかしながら、高分子モノリスの製造過程においては、最終的に上記の添加剤を除去する必要がある。なぜなら、不純物の除去が不十分で最終生成物である高分子モノリスに不純物として残存すると、例えば力学特性、分離特性、多孔質性等の高分子モノリス由来の性能の低下を招くおそれがあるためである。特に、高分子系の添加剤の場合、乾燥では除去が困難であり、十分な除去には入念な洗浄が必要となり、工程が煩雑となる。



なお、例えば特許文献3(特開2011-516862号公報)において、高分子量体のポロゲンを用いない高分子モノリスの製造も検討されているが、特殊な化学構造のモノマーの使用や、極低温などの限定された条件下で反応を行う必要があり、広範に適用される製造方法ではない。

産業上の利用分野


本発明は、簡略なプロセスで製造可能で、力学特性に優れる高分子多孔質材料及びその製造方法に関する。より詳細には、溶媒中で多官能ジョイント分子と多官能リンカー分子との付加反応により得られる高分子網目構造を有する高分子多孔質材料及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
1分子内に3個以上の官能基を有するジョイント分子(A)成分と、
前記ジョイント分子(A)成分と付加反応により結合した、1分子内に2個以上の官能基を有するリンカー分子(B)成分と、
を含む高分子網目構造を有すること、
を特徴とする高分子多孔質材料。

【請求項2】
前記ジョイント分子(A)が有する官能基が、アミノ基、イミノ基、アクリレート基、メタクリレート基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、チオール基、ビニル基、エチニル基、アジド基、シロール基、アルデヒド基、ケトン基、アセチルアセトン基、アクリルアミド基、イソシアネート基、ハロゲン化アリール基及びハロゲン化アルケニル基のうちの少なくとも1種であり、
前記リンカー分子(B)が有する官能基が、アミノ基、イミノ基、アクリレート基、メタクリレート基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、チオール基、ビニル基、エチニル基、アジド基、シロール基、アルデヒド基、ケトン基、アセチルアセトン基、アクリルアミド基、イソシアネート基、ハロゲン化アリール基及びハロゲン化アルケニル基のうちの少なくとも1種であること、
を特徴とする請求項1に記載の高分子多孔質材料。

【請求項3】
溶媒内において、1分子内に3個以上の官能基を有するジョイント分子(A)と、前記ジョイント分子(A)と付加反応可能であり、かつ、1分子内に2個以上の官能基を有するリンカー分子(B)と、を、付加反応させることにより、
付加反応により結合した前記ジョイント分子(A)成分と前記リンカー分子(B)成分とを含む高分子網目構造を有する高分子多孔質材料を得ること、
を特徴とする高分子多孔質材料の製造方法。

【請求項4】
前記ジョイント分子(A)が有する官能基が、アミノ基、イミノ基、アクリレート基、メタクリレート基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、チオール基、ビニル基、エチニル基、アジド基、シロール基、アルデヒド基、ケトン基、アセチルアセトン基、アクリルアミド基、イソシアネート基、ハロゲン化アリール基及びハロゲン化アルケニル基のうちの少なくとも1種であり、
前記リンカー分子(B)が有する官能基が、アミノ基、イミノ基、アクリレート基、メタクリレート基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、チオール基、ビニル基、エチニル基、アジド基、シロール基、アルデヒド基、ケトン基、アセチルアセトン基、アクリルアミド基、イソシアネート基、ハロゲン化アリール基及びハロゲン化アルケニル基のうちの少なくとも1種であること、
を特徴とする請求項3に記載の高分子多孔質材料の製造方法。








国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開


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