CN108137754B - 聚合物、树脂组合物、调光材料、光波导材料、无热光学元件、彩色显示元件和光学材料 - Google Patents

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Abstract

聚合物，其在分子中包括温度响应单元，其中聚合物具有0.01以上但0.2以下的折射率差(B‑A)，该折射率差(B‑A)是在温度范围为5℃以上但低于30℃的聚合物的最小折射率A和温度范围为30℃以上但低于50℃的聚合物的最大折射率B之间的差。

Description

聚合物、树脂组合物、调光材料、光波导材料、无热光学元件、 彩色显示元件和光学材料
技术领域
本发明涉及聚合物、树脂组合物、调光材料、光波导材料、无热光学元件、彩色显示元件(color display element)和光学材料。
背景技术
近些年来，响应于外部刺激的有机材料的开发已取得进展。存在已知的材料，其电阻值响应于温度变化而变化(例如，参见专利文件1)。随着导电颗粒分散于树脂中，这些材料借助于树脂响应于温度变化的体积变化而转变电阻。
也有已知的材料旨在应用于光学元件(例如，参见非专利文件1)。这些材料响应于阳光中包含的紫外线而改变分子结构，并且是非常有用的——因为该材料不需要电能。这些材料也可以通过紫外诱导的异构化反应改变分子折射率。这些材料的世界顶级折射率下降宽度为0.1。可以看出，已知的材料具有响应于外部刺激而改变例如折射率的功能(光转换功能)，并且这些材料的预期用途是光学材料和调光材料。
发明概述
技术问题
本发明的目标是提供在温度响应的光转换性方面优异的聚合物。
问题的解决方案
为了实现上述目标，本发明的聚合物在分子中包括温度响应单元，并且具有0.01以上但0.2以下的折射率差(B-A)，该折射率差(B-A)是温度范围为5℃以上但低于30℃的聚合物的最小折射率A和温度范围为30℃以上但低于50℃的聚合物的最大折射率B之间的差。
发明效果
本发明能够提供在温度响应的光转换性方面优异的聚合物。
附图简述
图1是示例根据本发明的聚合物实例的核磁共振谱的图解。
引用列表
专利文件
专利文件1：日本专利第5763355号
非专利文件
非专利文件1：H.KUDO,et.al.Macromolecules,42,1051(2009)
实施发明的方式
(聚合物)
将参考附图来描述根据本发明的聚合物。本发明不应该被解释为限制于以下描述的实施方式，但是改变诸如其它实施方式、添加、修饰和删减在本领域技术人员的构思范围内是可得的。任何方式将被包括在本发明的范围内，只要该方式具有本发明的作用和效果。具体将在下面进行描述。
本发明的聚合物在分子中具有温度响应单元，并且具有0.01以上但0.2以下的折射率差(B-A)，该折射率差(B-A)是温度范围为5℃以上但低于30℃的聚合物的最小折射率A和温度范围为30℃以上但低于50℃的聚合物的最大折射率B之间的差。
本发明的聚合物基于以下发现：在现存材料的情况下，就应用为光学材料如智能透镜和光波导以及调光材料的可能性而言，响应于户外温度的有机材料的开发已是一个严重的问题。
如何制得如上所述的具有光转换功能的这种材料以表现调光功能或光波导控制功能是通过降低材料密度来降低材料的折射率。已经知道许多这种有机材料。另一方面，尚未得知任何材料能够用于例如智能透镜——其度数响应于温度升高而增加，或滤色器——其过滤性能依照户外温度而增加。这是因为，如在用于信息和通信的光学有机材料最新技术(CMC Publishing Co.,Ltd.,ISBN code：978-4-88231-683-1)中描述的，普通有机材料经历普遍的、不可避免的现象——密度由于响应于温度升高所引起的分子运动的激活而降低。即，聚合物基于以下发现：尚未报道如上所述的这种材料，以及温度响应的光转换材料的应用范围已被限制。
[折射率差(B-A)]
在温度范围为5℃以上但低于30℃的聚合物的最小折射率A和温度范围为30℃以上但低于50℃的聚合物的最大折射率B之间的折射率差(B-A)是0.01以上但0.2以下，以及优选地0.02以上但0.2以下。当折射率差(B-A)为0.01以上时，具有特定波长的光的反射率能够提高。当折射率差(B-A)为0.2以下时，可见光的透过性能够提高。
最小折射率A和最大折射率B可以使用例如阿贝(Abbe)折射计(设备名称：DR-M2/1550，可购自Atago Co.,Ltd.)以下述方式进行评价。
通过热熔融成型将获得的聚合物和获得的树脂组合物进行成型以生产宽度为10mm、厚度为2mm和长度为20mm的试验件。将试验件放置在阿贝折射计的棱镜上。可以使用作为中间液使用的单溴代萘测量折射率。
本发明的聚合物的分子结构的构成(configuration)中重要的是聚合物包括温度响应单元，其中分子结构和聚合物链结构中的任一个或两者依照温度而改变。由于温度响应单元，聚合物能够表现响应于温度而改变例如折射率的功能(光转换功能)。
温度响应单元的实例包括：通过热异构化而改变结构的单元，如偶氮苯和二芳基乙烯；氢键单元，如羟基基团、羰基键和酰胺键；和这些单元的任意组合。在这些温度响应单元中，氢键单元是优选的，因为氢键单元在光转换功能重复耐久性方面优异。含有酰胺键并且具有在40℃左右的温度下开始减小的氢键单元之间的氢键合强度的氢键单元是更优选的。
温度响应单元不被具体地限定并且可依据预期目的而适当地选择。温度响应单元可引入聚合物的直链，或可引入支链聚合物如星型聚合物或超支化聚合物的支链。存在一种倾向：支链聚合物具有更好的热响应性。这是因为支链聚合物相较于直链聚合物具有更低的玻璃化转变温度。
聚合物的玻璃化转变温度不被具体地限定，可依据预期目的而适当地选择，并且优选地低于80℃，更优选地40度以下，和特别优选地0℃以下，以便聚合物表现高速折射率响应性。当聚合物的玻璃化转变温度低于80℃时，聚合物具有高温度响应速度并且适于使用。聚合物的玻璃化转变温度优选地-50℃以上。当聚合物的玻璃化转变温度为-50℃以上时，聚合物可以具有提高的形状保持性。
优选本发明的聚合物的分子结构包括醚键如烷基醚结构和苯基醚结构。在醚键的情况下，分子间相互作用不仅在温度响应单元之间，还在温度响应单元和醚键之间起作用，导致改善的光转换功能的性能。在醚键之间，烷基醚结构是更优选的。这是因为烷基醚结构具有小的空间位阻并且可以与温度响应单元容易地相互作用，导致更高的光转换功能的表现。
如上所述，优选本发明的聚合物的氢键单元含有酰胺键，并且醚键为烷基醚结构。
聚合物的数均分子量(Mn)不被具体地限定，可依据预期目的而适当地选择，并且优选地从1,000至1,000,000。
聚合物的重均分子量(Mw)不被具体地限定，可依据预期目的而适当地选择，并且优选地从1,000至1,000,000。
聚合物的分子量分布(重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn))不被具体地限定，可依据预期目的而适当地选择，并且优选地从1.0至3.0。
可以通过例如凝胶渗透色谱(GPC)法以下述方式测量数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)和分子量分布(Mw/Mn)。
-仪器：HLC-8220(可购自Tosoh Corporation)
-柱：SHODEXASAHIPAK GF-510HQ+GF-310×2(可购自Showa Denko K.K.)、TSKG2000HXL和G4000HXL(可购自Tosoh Corporation)
-温度：40℃
-洗脱液：20mM溴化锂，和20mM含磷酸的二甲基甲酰胺溶液
-流速：0.5mL/分钟
-检测器：HLC-8200，其中内置RI-UV-8220
将浓度为0.5质量％的样品(1mL)设置在仪器中，并且在上述条件下测量聚合物的分子量分布。基于测量的分子量分布，使用基于单分散性聚苯乙烯标准样品生成的分子量校准曲线计算聚合物的数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)。分子量分布是将Mw除以Mn所获得的值。
聚合物的结构可以通过常用分析方法如核磁共振光谱(NMR)和IR进行分析。
对于核磁共振光谱(NMR)而言，聚合物的结构可以以下述方式进行鉴定。
-仪器：JOEL-ECS-400K(可购自JOEL Ltd.)
在将聚合度设置为n的情况下，通过磁共振光谱法(1H-NMR)测量和计算每个部分中氢的个数。
<生产聚合物的方法>
接下来，将描述生产聚合物的方法。
生产聚合物的方法不被具体地限定，并且可依据所使用单体的结构而自由选择。
本实施方式的生产方法的实例包括使用由以下结构式(1)表示的化合物和由以下通式(2)表示的化合物生产聚合物的方法。
Figure GDA0001596127230000041
由结构式(1)表示的化合物可为N-异丙基丙烯酰胺。但是，在本实施方式中，化合物不限于N-异丙基丙烯酰胺。其它实例包括羟乙基丙烯酰胺。
Figure GDA0001596127230000042
在通式(2)中，n不被具体地限定并且可适当改变。
由通式(2)表示的化合物的实例包括苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯，其为n＝2的实例。
其它实例包括2-丙烯酰氧基乙基琥珀酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、乙二醇丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、羟丁基丙烯酸酯、羟乙基丙烯酸酯和羟丙基丙烯酸酯。这些化合物之一可单独使用或这些化合物中的两种或更多种可组合使用。
在由结构式(1)表示的化合物和由通式(2)表示的化合物中，N-异丙基丙烯酰胺、苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯、2-丙烯酰氧基乙基琥珀酸酯和甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯是优选的。
使用由结构式(1)表示的化合物和由通式(2)表示的化合物生产的聚合物的实例由以下通式(3)表示为聚合物A。
Figure GDA0001596127230000051
在通式(3)中，m和n不被具体地限定和可适当改变。
接下来，将要描述本实施方式的生产聚合物的方法的具体实例。本发明不限制于下述实例。
可商业购买的由结构式(1)表示的N-异丙基丙烯酰胺的产品(0.3mmol)用作氢键单元。可商业购买的由通式(2)(在通式(2)中，n＝2)表示的苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯的产品(0.3mmol)用作烷基醚结构。2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)(0.05mmol)用作自由基引发剂。N,N-二甲基甲酰胺(DMF)(从3mL至20mL)用作聚合溶剂。这些材料经受冷冻-抽真空-解冻脱气(freeze-pump-thaw degassing)，随后密封于管中，在60℃搅拌24小时，并经由自由基聚合方法生产，以获得反应液。在减压下浓缩获得的反应液，经氯仿(1.0mL)稀释，并滴加至***中，以沉积白色沉淀物。过滤沉积的沉淀物并在40℃下真空干燥24小时。以这种方式，可以获得本实施方式的聚合物A。
在本实施方式中获得的聚合物A的核磁共振谱在图1中进行示例。图1示例了25℃下的测量结果的实例。
通过改变N-异丙基丙烯酰胺和苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯之间的混合比例，可以任意控制将要获得的聚合物的组成。
归属于N-异丙基丙烯酰胺的结构单元和归属于苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯的结构单元之间的比例为优选地自6:4至3:7。当比例为自6:4至3:7时，可以获得更好性能的光转换功能。
(树脂组合物)
本发明的树脂组合物含有按质量计100ppm以上的量的本发明的聚合物，并且，如果需要，进一步含有其它组分。在按质量计100ppm以上的量的本发明的聚合物的情况下，具体地，可以提高拉伸强度、尺寸稳定性和光转换功能。树脂组合物可以适用于光学材料和调光材料。
构成树脂组合物的材料的实例包括本发明的聚合物和第三组分。
第三组分不被具体地限定并且可依据预期目的而适当地选择。第三组分可自由地选自例如碳酸酯树脂如聚碳酸酯和聚亚烃基碳酸酯、聚酯树脂如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯、已知的树脂如聚甘油硬脂酸酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈和聚苯乙烯、以及已知的无机材料如钠钙玻璃和石英玻璃——依据于所期望的强度和所期望的透明度。这些第三组分之一可单独使用，或这些第三组分的两种或更多种可组合使用。在这些第三组分中，聚甘油硬脂酸酯是优选的。根据需要，还可添加添加剂如抗氧化剂、热劣化防止剂、增塑剂、无机填料、无机颗粒、颜料和染料。
(调光材料、光波导材料、无热光学元件、彩色显示元件和光学材料)
本发明的调光材料含有本发明的聚合物或本发明的树脂组合物，并且，根据需要，进一步含有其它组分。
本发明的光波导材料含有本发明的聚合物或本发明的树脂组合物，并且，根据需要，进一步含有其它组分。
本发明的无热光学元件含有本发明的聚合物或本发明的树脂组合物，并且，根据需要，进一步含有其它组分。
本发明的彩色显示元件含有本发明的聚合物或本发明的树脂组合物，并且，根据需要，进一步含有其它组分。
本发明的光学材料含有本发明的聚合物或本发明的树脂组合物，并且，根据需要，进一步含有其它组分。
本发明的聚合物和树脂组合物可以适用于调光材料、光波导材料、无热光学元件、彩色显示元件和用于例如智能透镜的光学材料。
调光材料不被具体地限定并且可依据预期目的而适当地选择。调光材料的实例包括用于控制光的透过性和反射率的材料，如防反射膜。本发明的聚合物和树脂组合物的折射率可以依照户外温度进行控制。因此，该聚合物和树脂组合物可以在不消耗电能的情况下实现调光。因此，该聚合物和树脂组合物可以适用于此目的。
光波导材料不被具体地限定并且可依据预期目的而适当地选择。光波导材料的实例包括无机光波导材料和有机光波导材料。本发明的聚合物和树脂组合物具有高透明度，并且该聚合物和树脂组合物的折射率可以用大约相当于室温范围的热能进行控制。因此，该聚合物和树脂组合物可以利用比以往更简单的机构实现光转换，并且因此可以适用于此目的。此外，该聚合物和树脂组合物可易溶于各种溶剂中。因此，该聚合物和树脂组合物具有宽范围的应用，如用作无机光波导材料上的涂层。
无热光学元件不被具体地限定并且可依据预期目的而适当地选择。无热光学元件的实例包括有机透镜。现有聚合物的折射率由于热能而下降。但是，当与本发明的聚合物和树脂组合物组合时，现有聚合物可以提供具有基本上非波动的折射率的透镜。因此，本发明的聚合物和树脂组合物可以适用于此目的。
彩色显示元件不被具体地限定并且可依据预期目的而适当地选择。彩色显示元件的实例包括通过将高折射率材料和低折射率材料组合而获得的滤色器。通过将本发明的聚合物和树脂组合物用于该材料中的一种，可以依照外部热能来控制待过滤的光的波长。该聚合物和树脂组合物与温度控制元件的组合使用可以在单一结构的情况下实现各种颜色表现。因此，该聚合物和树脂组合物可以适用于此目的。
用于例如智能透镜的光学材料不被具体地限定并且可依据预期目的而适当地选择。光学材料的实例包括用于例如照相机和机器人的透镜，以及光学二极管。本发明的聚合物可以成型成透镜形状。因此，可以生产焦距或度数可以依照外部热能自由控制的智能透镜。此外，在光学材料领域中，该聚合物具有极其宽范围的应用，因为该聚合物可以涂布在现有无机透镜上以向该透镜提供温度响应功能。
如上所述，本发明的聚合物和树脂组合物是新颖的材料，其折射率依照户外温度的升高而增加。在利用温度响应的光转换特性的情况下，该材料可以适用于此类应用，如调光材料、光波导材料、无热光学元件、彩色显示元件和光学材料。
实施例
以下将通过实施例的方式更具体地描述本发明。本发明不应被解释为限制于这些实施例。
(测量方法)
分析在实施例和比较实施例中获得的聚合物和树脂组合物的方法将如下所述详细地描述。
<数均分子量、重均分子量和分子量分布的计算>
通过凝胶渗透色谱(GPC)法以下述方式测量数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)和分子量分布(Mw/Mn)。
-仪器：HLC-8220(可购自Tosoh Corporation)
-柱：SHODEXASAHIPAK GF-510HQ+GF-310×2(可购自Showa Denko K.K.)、TSKG2000HXL和G4000HXL(可购自Tosoh Corporation)
-温度：40℃
-洗脱液：20mM溴化锂，和20mM含磷酸的二甲基甲酰胺溶液
-流速：0.5mL/分钟
-检测器：HLC-8200，其中内置RI-UV-8220
将浓度为0.5质量％的样品(1mL)设置在仪器中，和在上述条件下测量聚合物的分子量分布。基于测量的分子量分布，使用基于单分散性聚苯乙烯标准样品生成的分子量校准曲线计算聚合物的数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)。分子量分布是通过将Mw除以Mn所获得的值。
<核磁共振光谱>
通过核磁共振光谱以下述方式鉴定获得的聚合物。
-仪器：JOEL-ECS-400K(可购自JOEL Ltd.)
在将聚合度设置为n的情况下，通过磁共振光谱法(1H-NMR)测量和计算每个部分中的氢个数。
(实施例1)
将N-异丙基丙烯酰胺(产品编号：2210-25-5，可购自Tokyo Chemical IndustryCo.,Ltd.)(0.3mmol)、苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯(产品编号：56641-05-5，可购自Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.)(0.3mmol)、2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN，产品编号：78-67-1，可购自Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.)(0.05mmol)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF，可购自TokyoChemical Industry Co.,Ltd.)(3.0mL)添加于聚合管中，溶解，经受冷冻-抽真空-解冻脱气，并随后密封于管中。将聚合管加热至60℃，以使材料反应20小时。随后，将氯仿(1.0mL)添加至反应液用于稀释。将反应液滴加至***中，以沉积白色沉淀物。过滤所沉积的沉淀物并在40℃下真空干燥24小时，以生产本实施例的聚合物。
此外，将本实施例的聚合物添加至聚甘油硬脂酸酯(可购自Riken Vitamin Co.,Ltd.)以便聚合物的含量比将为按质量计50,000ppm。将所得物熔融和捏合，以生产本实施例的树脂组合物。
测量获得的聚合物的物理性质，并且在各个方面评价树脂组合物。聚合物的组成和测量结果在下面表1和表3中呈现。
通过磁共振光谱法分析获得的聚合物。获得结果，如图1中所示出的。如所示例的，确定每个部分的氢峰。
(实施例2)
以与实施例1中相同的方式生产本实施例的聚合物和树脂组合物，但与实施例1不同的是，使用由以下结构式(4)表示的2-丙烯酰氧基乙基琥珀酸酯(产品编号：50940-49-3，可购自Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)替代苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1相同的方面评价树脂组合物。聚合物的组成和测量结果在下面表1和表3中呈现。
Figure GDA0001596127230000081
(实施例3)
以与实施例1中相同的方式生产本实施例的聚合物和树脂组合物，但与实施例1不同的是，使用由以下结构式(5)表示的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(产品编号：32171-39-4，可购自Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)替代苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1相同的方面评价树脂组合物。聚合物的组成和测量结果在下面表1和表3中呈现。
Figure GDA0001596127230000091
(实施例4)
以与实施例1中相同的方式生产聚合物。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1中相同的方面评价聚合物。聚合物的组成和测量结果在下面表1和表3中呈现。
(实施例5)
以与实施例1中相同的方式生产本实施例的聚合物，但与实施例1不同的是，使用由以下结构式(6)表示的苯氧基乙基丙烯酸酯(产品编号：48145-04-6，可购自TokyoChemical Industry Co.,Ltd.)替代苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1中相同的方面评价聚合物。聚合物的组成和测量结果在下面表1和表3中呈现。
Figure GDA0001596127230000092
(实施例6)
以与实施例1中相同的方式生产本实施例的聚合物，但与实施例1不同的是，使用由以下结构式(7)表示的羟丁基丙烯酸酯(产品编号：2478-10-6，可购自Tokyo ChemicalIndustry Co.,Ltd.)替代苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1中相同的方面评价聚合物。聚合物的组成和测量结果在下面表1和表3中呈现。
Figure GDA0001596127230000093
(实施例7)
以与实施例1中相同的方式生产本实施例的聚合物，但与实施例1不同的是，使用由以下结构式(8)表示的羟乙基丙烯酸酯(产品编号：818-61-1，可购自Tokyo ChemicalIndustry Co.,Ltd.)替代苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1中相同的方面评价聚合物。聚合物的组成和测量结果在下面表1和表3中呈现。
Figure GDA0001596127230000094
(实施例8)
以与实施例1中相同的方式生产本实施例的聚合物，但与实施例1不同的是，使用由以下结构式(9)表示的羟丙基丙烯酸酯(产品编号：999-61-1，可购自Sigma-AldrichCo.,LLC)替代苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1中相同的方面评价聚合物。聚合物的组成和测量结果在下面表1和表3中呈现。
Figure GDA0001596127230000101
(参考实施例9)
以与实施例1中相同的方式生产本实施例的聚合物，但与实施例1不同的是，未使用苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1中相同的方面评价聚合物。聚合物的组成和测量结果在下面表1和表3中呈现。
(实施例10)
以与参考实施例9中相同的方式生产本实施例的聚合物，但与参考实施例9不同的是，使用由以下结构式(10)表示的羟乙基丙烯酰胺(产品编号：7646-67-5，可购自TokyoChemical Industry Co.,Ltd.)替代N-异丙基丙烯酰胺。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1中相同的方面评价聚合物。聚合物的组成和测量结果在下面表1和表3中呈现。
Figure GDA0001596127230000102
(比较实施例1)
以与实施例1中相同的方式生产聚合物，但与实施例1不同的是，使用的N-异丙基丙烯酰胺的量从0.3mmol变为0.05mmol。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1中相同的方面评价聚合物。聚合物的组成和测量结果在以下表2和表3中呈现。
(比较实施例2)
以与实施例5中的相同方式生产聚合物，但与实施例5不同的是，使用的N-异丙基丙烯酰胺的量从0.3mmol变为0.05mmol。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1中相同的方面评价聚合物。聚合物的组成和测量结果在以下表2和表3中呈现。
(比较实施例3)
以与实施例6中的相同方式生产聚合物，但与实施例6不同的是，使用的N-异丙基丙烯酰胺的量从0.3mmol变为0.05mmol。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1中相同的方面评价聚合物。聚合物的组成和测量结果在以下表2和表3中呈现。
(比较实施例4)
以与实施例1中相同的方式生产聚合物，但与实施例1不同的是，使用的N-异丙基丙烯酰胺的量从0.3mmol变为0.05mmol，并且使用由以下结构式(11)表示的丙烯酸(产品编号：79-10-7，可购自Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.)(0.3mmol)替代苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1中相同的方面评价聚合物。聚合物的组成和测量结果在以下表2和表3中呈现。
Figure GDA0001596127230000111
(参考实施例1)
以与实施例1中相同的方式生产树脂组合物，但与实施例1不同的是，实施例1中获得的聚合物的含量比变为按质量计50ppm。测量获得的聚合物的物理性质，并且在与实施例1中相同的方面评价聚合物。聚合物的组成和测量结果在以下表2和表3中呈现。
表1
Figure GDA0001596127230000112
表2
Figure GDA0001596127230000121
表3
Figure GDA0001596127230000131
接下来，以下述方式评价实施例和比较实施例所获得的聚合物或树脂组合物的各种性质。结果呈现在下面表4中。
<折射率变化重复耐久性>
使用阿贝折射计以下述方式评价获得的聚合物和树脂组合物的折射率变化重复耐久性。
-设备：DR-M2/1550(可购自Atago Co.,Ltd.)
通过热熔融成型将获得的聚合物和树脂组合物进行成型，以生产宽度为10mm、厚度为2mm和长度为20mm的试验件。将试验件放置在阿贝折射计的棱镜上。在将单溴代萘用作中间液的情况下，加热和冷却试验件，重复100次，以获得在温度范围为5℃以上但低于30℃的最小折射率A和温度范围为30℃以上但低于50℃的最大折射率B之间的折射率差(B-A)。计算折射率差(B-A)和重复测试前的折射率差(B-A)之间的比，以根据下述评价标准评价“折射率变化重复耐久性”。
例如，当重复测试前的折射率差(B-A)为0.03并且测试后的折射率差(B-A)为0.02时，根据(测试后B-A)/(测试前B-A)*100所获得的比＝0.02/0.03*100＝67％。
[评价标准]
以上定义的值为70％以上：10点
以上定义的值为低于70％：1点
注意，当5℃的折射率和40℃的折射率之间的变化宽度小于0.01时，判断不存在折射率变化。在此情况中，将要给的分数为0点。
<高速折射率响应性>
使用阿贝折射计以下述方式评价获得的聚合物和树脂组合物的高速折射率响应性。通过热熔融成型将试验件进行成型，以生产宽度为10mm、厚度为2mm和长度为20mm的试验件。将单溴代萘用作中间液。
-设备：DR-M2/1550(可购自Atago Co.,Ltd.)
从5℃以1℃/分钟的速率加热试验件，并且在阶段温度(stage temperature)到达40℃后立即获得试验件的折射率，为n0。在阶段温度保持在40℃的情况下，以10分钟间隔测量试验件的折射率，为n10、n20、n30、…、和n10x。当n10x/n10(x-1)*100≥95的关系建立时使用折射率n10x中的值x，根据下述评价标准评价“高速折射率响应性”。
[评价标准]
X为从1至3：10点
X为从4至5：9点
x为6：8点
x为7：7点
x为8：6点
x为9：5点
x为10以上：1点
注意，当5℃下的折射率和40℃下的折射率之间的变化宽度小于0.01时，判断不存在折射率变化。在此情况中，将要给的分数为0点。
<光转换功能>
使用分光光度计以下述方式评价获得的聚合物和树脂组合物的光转换功能。
-设备：1H3LNWWP(可购自Horiba，Ltd.)
将样品旋涂在石英玻璃上，以形成厚度为10微米的涂层膜。随后，将涂层膜设置在分光光度计中以便涂层膜相对于入射光呈45度角，以测量5℃下的400nm的透过性T5和40℃下的400nm的透过性T40。根据下述评价标准评价取决于线性光的温度的“光转换功能”。
[评价标准]
T40/T5为低于60％：20点
T40/T5为60％以上但低于70％：18点
T40/T5为70％以上但低于80％：16点
T40/T5为80％以上但低于90％：14点
T40/T5为90％以上：1点
<拉伸强度>
使用拉力测试仪以下述方式评价获得的聚合物和树脂组合物的拉伸强度。
-设备：AUTOGRAPH AGS J(可购自Shimadzu Corporation)
通过热熔融成型将样品成型成宽度为10mm、厚度为25微米和长度为150mm的带形，并测量带的拉伸强度，以根据下述评价标准评价“拉伸强度”。
[评价标准]
断裂强度为10N/cm以上：10点
断裂强度为2N/cm以上但低于10N/cm：7点
断裂强度为低于2N/cm：1点
<可见光透过性>
用分光光度计以下述方式评价获得的聚合物和树脂组合物的可见光透过性。
-设备：分光光度计V-660DS(可购自JASCO Corporation)
通过热熔融成型将样品成型成厚度为25微米和长度为150mm的带形。将带设置在分光光度计中，以测量40℃下的透过性。将400nm、500nm、600nm和700nm的透过性值进行平均，以根据下述评价标准评价“可见光透过性”。
[评价标准]
90％以上：5点
低于90％：0点
<总评价>
通过将上述评价中的分数加和(满分：60点)而获得总分数，以根据下述评价标准进行总评价。评价为G以上的产品具有实用水平。
[评价标准]
A：50点以上但60点以下
B：45点以上但低于50点
C：40点以上但低于45点
D：35点以上但低于40点
E：30点以上但低于35点
F：20点以上但低于30点
G：10点以上但低于20点
H：低于10点
表4
Figure GDA0001596127230000161
本发明的实施方式为，例如，如下所示：
<1>聚合物，其在分子中包括
温度响应单元，
其中聚合物具有0.01以上但0.2以下的折射率差(B-A)，该折射率差(B-A)是温度范围为5℃以上但低于30℃的聚合物的最小折射率A和温度范围为30℃以上但低于50℃的聚合物的最大折射率B之间的差。
<2>根据<1>所述的聚合物，
其中温度响应单元为氢键单元。
<3>根据<1>至<2>所述的聚合物，
其中聚合物具有-50℃以上但低于80℃的玻璃化转变温度。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的聚合物，其在分子中进一步包括醚键。
<5>根据<4>所述的聚合物，
其中氢键单元包括酰胺键，和
其中醚键为烷基醚结构。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的聚合物，
其中聚合物具有1,000至1,000,000的数均分子量。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的聚合物，
其中聚合物具有1,000至1,000,000的重均分子量。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的聚合物，
其中聚合物的分子量分布(重均分子量/数均分子量)为1.0至3.0。
<9>根据<1>至<8>中任一项所述的聚合物，进一步包括：
归属于N-异丙基丙烯酰胺的结构单元；和
归属于苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯的结构单元。
<10>根据<9>所述的聚合物，
其中归属于N-异丙基丙烯酰胺的结构单元和归属于苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯的结构单元之间的比(归属于N-异丙基丙烯酰胺的结构单元:归属于苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯的结构单元)为6:4至3:7。
<11>树脂组合物，其包括
按质量计100ppm以上的量的根据<1>至<10>中任一项所述的聚合物。
<12>根据<11>所述的树脂组合物，其进一步包括
聚甘油硬脂酸酯。
<13>调光材料，其包括
根据<1>至<10>中任一项所述的聚合物或根据<11>或<12>所述的树脂组合物。
<14>光波导材料，其包括
根据<1>至<10>中任一项所述的聚合物或根据<11>或<12>所述的树脂组合物。
<15>无热光学元件，其包括
根据<1>至<10>中任一项所述的聚合物或根据<11>或<12>所述的树脂组合物。
<16>彩色显示元件，其包括
根据<1>至<10>中任一项所述的聚合物或根据<11>或<12>所述的树脂组合物。
<17>根据<16>所述的彩色显示元件，
其中彩色显示元件为滤色器。
<18>光学材料，其包括
根据<1>至<10>中任一项所述的聚合物或根据<11>或<12>所述的树脂组合物。
<19>根据<18>所述的光学材料，
其中光学材料为透镜。
<20>根据<18>所述的光学材料，
其中光学材料为光学二极管。
根据<1>至<10>中任一项所述的聚合物、根据<11>或<12>所述的树脂组合物、根据<13>所述的调光材料、根据<14>所述的光波导材料、根据<15>所述的无热光学元件、根据<16>或<17>所述的彩色显示元件和根据<18>至<20>中任一项所述的光学材料能够解决相关领域中的各种问题并且能够实现本发明的目标。

Claims (9)

1.聚合物，其在分子中包括
温度响应单元，其中所述温度响应单元包括氢键单元，其中所述氢键单元是N-异丙基丙烯酰胺；和
苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯，
其中归属于N-异丙基丙烯酰胺的结构单元和归属于苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯的结构单元之间的比例为6:4至3:7，
其中所述聚合物具有0.01以上但0.2以下的折射率差(B-A)，所述折射率差(B-A)是温度范围为30℃以上但低于50℃的聚合物的最大折射率B和温度范围为5℃以上但低于30℃的聚合物的最小折射率A之间的差，和
其中所述聚合物具有-50℃以上但低于80℃的玻璃化转变温度。
2.根据权利要求1所述的聚合物，其在所述分子中进一步包括醚键。
3.根据权利要求2所述的聚合物，
其中所述醚键包括烷基醚键。
4.树脂组合物，其包括
按质量计100ppm以上的量的根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物。
5.调光材料，其包括
根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物或根据权利要求4所述的树脂组合物。
6.光波导材料，其包括
根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物或根据权利要求4所述的树脂组合物。
7.无热光学元件，其包括
根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物或根据权利要求4所述的树脂组合物。
8.彩色显示元件，其包括
根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物或根据权利要求4所述的树脂组合物。
9.光学材料，其包括
根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物或根据权利要求4所述的树脂组合物。
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