JP2003523423A - ポリオルガノシルセスキオキサン及びその製造方法 - Google Patents
ポリオルガノシルセスキオキサン及びその製造方法Info
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Abstract
Description
にはトリオルガノシランを出発物質とするポリオルガノシルセスキオキサン及び
その製造方法に関する。
で研究されている。特に高分子新素材に関する研究は有機高分子の高機能化、例
えば耐熱性またはガラス遷移温度Tgの改善と共に有機及び無機物の混合構造を
有する複合体のような有機または無機ハイブリッドを形成する技術が最新技術と
して注目されている。
と無機高分子との熱安定性に優れた高耐熱性高分子であるポリオルガノシルセス
キオキサンを挙げられる。 ポリオルガノシルセスキオキサンはブラウンなどが発表した論文[J.Am.
Chem.Soc.,82,6194(1960)]で初めて合成された以降、
Owens IllinoisとGelestで“ガラス−レジン(GR−レジ
ン)”、“SST−レジン”という名称で商品化されたが、高分子構造制御及び
分子量調節が難しくて高分子量化の難点が常在し、いまだに産業用素材への応用
が実用化段階まで発展していない。
はしご型構造によるために、はしご型構造を形成しやすい新しい出発物質の開発
と共にその縮合方法に関する研究が各界で多様な方法で進まれてきた。 現在まで知られた代表的なポリオルガノシルセスキオキサンの製造方法は、ト
リクロロシランまたはトリアルコキシシランを加水分解して得られた前駆体加水
分解物(オリゴマー)をアルカリ/酸触媒下で脱水縮合させることによって低分
子量の高分子(Mnは約20,000ないし30,000、その分子量分布度(M
n/Mw)は約3ないし5)を容易に製造できる。
従来の方法について説明する。トリクロロシランを加水分解する時、加水分解と
同時に縮合反応が進まれて生成されたオリゴマー(Mnは1,000ないし2,0
00、PDIは2ないし5である)が単一構造のシラントリオルでなく、複雑で
多様な構造を有し、これを利用して高分子量化した場合、分子内にヒドロキシ基
が存在することによって招来されるオリゴマーの構造欠陥(inter−hyd
roxyl group)及び任意の自体構造のために3次元的な網目構造を容
易に形成できて次のような短所を有することが分かる。すなわち、1)生成され
る高分子の構造制御が不可能であり、2)生成高分子の分子量調節及び高分子量
の高分子を得ることが難しく、したがって、3)生成された高分子が高規則性を
失って溶媒に対する溶解性を低下させ、4)特に残留する低分子量成分によって
高分子の耐熱性、機械的特性に悪影響を及ぼす問題点などを有している。
する従来の方法も、前記トリクロロシランより加水分解反応速度制御などの取扱
が容易であるという長所を有するが、生成高分子構造内部にヒドロキシ基が存在
することによって招来されるオリゴマーの分子欠陥及びアルコキシ基の存在によ
って次のような短所を有することも各種研究を通じて明らかになった。
する触媒の選択及び選択された触媒の量、反応溶媒の選択、選択された反応溶媒
の精巧なpHの調節が必要であるが、その調節が容易でなく、3)3次元的な網
目構造を形成してマイクロゲルを形成するなど、高規則性シリコンはしご型高分
子の製造には適しない問題点がある。
いてそれに関する研究も持続的に行われたが、現在まで知られた多様な合成方法
、例えば、ゾルゲル法、開環重合法、平衡重合法などの合成方法及びこれらに関
する構造研究によれば、その縮合過程が非常に複雑で高分子の構造制御が十分に
行われず、現在販売されている製品、例えば、商品名ガラスレジン、別名T型レ
ジンも産業用新素材としての各種条件に符合できない問題点があって実用化する
には限界がある。
2ないし3程度の低誘電定数、熱分解開始温度が400℃以上の優秀な熱的安定
性、低吸湿性、低熱膨張係数、優秀な間隙充填能力及び良好な接着性などの特性
を有することが望ましい。 前述したいろいろな問題点を改善するために、本発明者は出発物質を多様な分
子量及び構造を有するオリゴマーではない高純度のオルガノシラントリオルを利
用して、従来の合成方法では構造制御が出来なかった高規則性/結晶性ポリフェ
ニルシルセスキオキサンを合成したことがある。
ンは相変らず要求されている。
度調節が容易であり、3)ポリマー両端にヒドロキシ基を均一に存在させ、4)
高分子の主鎖に高規則的にR−SiO3/2の導入が可能であり、5)高分子架橋
結合の構造、特に架橋結合の程度、架橋密度などを容易に調節でき、6)高分子
の構造を広げることによって化学反応を促進させるための化学改質化が容易にな
り、7)高分子骨格内に分散相の大きさをナノスケールまたは分子水準にして孔
隙が形成でき、8)高分子に高機能性及び多様な特性を付与できる新しい前駆体
の開発及び製造方法の開発により優秀な物性を有する新しい先端無機高分子を提
供することである。
及びその製造方法を提供することを本発明の目的とする。
オキサンは下記化学式1、2または3の化合物である。
化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の芳香族炭化水素基、炭
素原子数1ないし30の置換または非置換の脂環族炭化水素基、炭素原子数1な
いし30の置換または非置換のシリル基、炭素原子数1ないし30の置換または
非置換のアリル基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換のアシル基、ビ
ニル基、アミン基、アセテートまたはアルカリ金属を表し、nは2ないし300
,000の整数である。)
lは2の倍数である2ないし300,000の整数であり、m及びnは2ないし
300,000の整数である。)
シクロテトラオルガノシルセスキオキサンが望ましい。
化学式4のシクロテトラオルガノシルセスキオキサンの製造方法は下記反応式1
の通りである。 反応式1
して有機溶媒内で触媒と共に反応させ、本発明のポリオルガノシルセスキオキサ
ンを得るための前駆体として前記化学式4のシクロテトラオルガノシルセスキオ
キサンを得ることができる。前記反応により生成された生成物としては、前記化
学式4の化合物以外にも多様な構造を有する化合物を得られるが、これをHPL
C、再結晶法などの方法で分離、精製して高純度の化合物を得られる。
ないが、アセトン、トルエン、n−ヘキサン、THFまたはエーテルなどが望ま
しい。 前記反応に使われる触媒はNaOH、KOH、NaHCO3またはDCC(1
,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド)などが望ましい。
望ましい。 前記のように得られた化学式4のシクロテトラオルガノシルセスキオキサンを
使用して下記反応式2の反応を通じて目的化合物である下記化学式1、2または
3のポリオルガノシルセスキオキサンを得られる。 反応式2
チル、アセテート、ナトリウムまたはカリウムを表し、Xはハロゲンを表す。) 前記反応式2に表したように、前駆体として得られた化学式4の化合物である
シクロテトラオルガノシルセスキオキサンを通常の方法で有機溶媒内で重縮合さ
せることによって化学式1、2または3のポリオルガノシルセスキオキサンを得
られる。
限はないが、加熱、光照射、電子ビーム走査またはマイクロ波照射などの多様な
方法を利用でき、触媒を使用する場合にn値が大きい化合物を得られる。 前記反応式2に使われた化学式4の化合物は、有機溶媒100重量部に対して
5ないし300重量部、望ましくは10ないし100重量部を使用することが望
ましい。前記化学式4の化合物の使用量が5重量部未満であれば重縮合反応が遅
いか、あるいは十分に反応が進行されず、300重量部を超過すれば反応中にゲ
ル化が起きる可能性があって望ましくない。
るために使用する触媒には原則的に制限がないが、望ましくは水酸化ナトリウム
、水酸化カリウム、水酸化セシウムなどのアルカリ金属水酸化物、トリエチルア
ミン、ジエチレントリアミン、メタ−ブチルアミン、パラ−ジメチルアミンエタ
ノール、トリエタノールアミンなどのアミン類または4級アンモニウム塩類、フ
ッ素化物のうち少なくとも一つ以上の物質を使用することが望ましい。このよう
な縮合反応のための前記触媒は化学式4の化合物100重量部に対して0.00
1ないし5重量部、望ましくは0.001ないし1重量部の範囲で使用すること
が望ましい。
ベンジン、クロロベンゼン、キシレン、MIBK、DMF、NMP、1,4−ジ
オキサン、DMAc、アセトンまたはトルエンなどを使用することが望ましい。 前記反応式2の工程(A)、(B)または(C)で使われた重縮合反応の反応
温度は50ないし350℃であり、100ないし150℃で反応することが望ま
しく、この時に進行する反応時間は触媒を使用する場合には1ないし50時間の
範囲で調節すれば望ましく、触媒を使用しない場合には150ないし350℃の
範囲で1ないし200時間反応させることが望ましい。前記重縮合温度未満か、
あるいは超過する場合には重縮合反応の効率が工業的な要求を満たせない問題点
がある。
相遷移操作法でも十分に高分子量のポリマーを得られる。 より具体的に前記反応式2の各重縮合工程を説明すれば次の通りでる。 前記反応式2の工程(A)は、化学式4の化合物を他の付加物なしに重縮合す
ることによって両端のヒドロキシ基を脱水重合して前記化学式1の化合物を得ら
れる。
物である(R2O)2Si(R3)2または化学式7の化合物であるX2Si(R3) 2 を反応させる段階であって、化学式4の化合物であるヒドロキシ基と化学式6
の化合物であるアルコキシ基または化学式7の化合物であるXが結合して前記化
学式2の化合物を得られる。特に反応物として化学式6の化合物を使用する場合
には重縮合触媒としてアルカリ金属水酸化物を使用することが望ましい。
物である(R2O)3SiR3または化学式9の化合物であるX3SiR3を反応さ
せる段階であって、化学式4の化合物であるヒドロキシ基と化学式8のアルコキ
シ基または化学式9のXが結合して前記化学式3の化合物を得られる。特に反応
物として化学式8の化合物を使用する場合には重縮合触媒としてアルカリ金属水
酸化物を使用することが望ましい。
オキサンは一般の有機溶媒に対して高い溶解性を有していてトルエン、キシレン
、ベンゼン、クロロベンゼンなどの芳香族炭化水素類、塩化メチレン、クロロエ
タンなどの炭化水素類、THF、1、4−ジオキサン、ジエチルエーテル、ジブ
チルエーテルなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルエーテ
ルケトンなどのケトン類、エステル類とジメチルホルムアミドなどの有機溶媒に
可溶である。
いし30の置換または非置換の脂肪族炭化水素基、炭素原子数1ないし30の置
換または非置換の芳香族炭化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置
換の脂環族炭化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換のシリル基
、炭素原子数1ないし30の置換または非置換のアリル基、炭素原子数1ないし
30の置換または非置換のアシル基、ビニル基、アミン基、アセテートまたはア
ルカリ金属を表し、望ましくは水素、メチル基、エチル基またはプロピル基など
の低級アルキル基、フェニル基、フェノール基、クロロフェニル基、ビニル基、
カルボキシル基、トリメチルシリル基、アセテート、ナトリウム、カリウムなど
を表し、より望ましくは水素、メチル基、フェニル基、ビニル基、トリメチルシ
リル基などを表す。
解のために添付図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明による実施例は
色々な他の形態に変形でき、本発明の範囲が下述する実施例に限定されると解釈
されてはならない。本発明の実施例は当業者に本発明をより完全に説明するため
に提供されるものである。
の製造(R1=フェニル)> 250mlの円形有底のフラスコに磁石撹はん装置を設けた後、乾燥された窒
素を通過させながら炎乾燥させた。図1の1H NMR分析結果を有するフェニル
シラントリオル(PST)25gと触媒の炭酸水素ナトリウム1.25gを80
mlのクロロホルムに溶解させた後、不溶物をろ過除去してろ過液を1/2に濃
縮させた。濃縮されたクロロホルム溶液を−10℃で3ケ月間再結晶させて無色
透明な針状結晶のシクロテトラフェニルシルセスキオキサン(収率:88%)を
得た。
。 1HNMR(500MHz/CDCl3):δ7.11〜7.8(m,Si−P
h),2.2〜2.8(s,Si−OH)ppm IR(KBr):3600〜3200(Si−OH),3080〜2940
(CH),1435(Si−Ph),1050(O−Si−Ph),1150(
O−Si),750,700(Ph)cm-1 29Si NMR(99.3MHz/CDCl3):δ−64.1ppm(Ph−
T2(OH)1) GPC(PSt):Mn=640,Mw/Mn=1.0 XRD:2θ=5.71,7.77(Si−O),19.52,18.12(S
i−Ph) <実施例2:シクロテトラフェニルシルセスキオキサンのシロキシルキャッピ
ング反応> 前記実施例1で得られたシクロテトラフェニルシルセスキオキサンの構造を確
認するための他の方法について記述する。
れた窒素ガスを通過させながら炎乾燥させた。次いで実施例1で得られたシクロ
テトラフェニルシルセスキオキサン0.33gを蒸留したシクロキセン10ml
に溶解させた後、触媒N(CH2CH3)30.17gを入れて室温で1時間撹はん
させた。10mlのシクロキセン(CH3)3SiCl 0.13gを溶解させた後
、滴下じょうごを利用して徐々に滴下しながらシロキシキャッピング反応を進行
させた。反応終了すればトリメチル塩をろ過除去した後、シクロキセンを真空乾
燥させて白色の反応生成物を得た。
C6H5)、0.2(s,(CH3)3−Si)ppm (Ph/Me3 ratio;35.8/19.2≒5/9) 29Si NMR(99.3MHz/CDCl3):δ−37(s,Si−(C
H3)3)、−83(s,Ph−T3)ppm <実施例3:化学式1の化合物(ポリフェニルシルセスキオキサン)の製造(
R1=フェニル)> 50mlの円形有底のフラスコにDean Starkチューブを取り付けた
後、窒素雰囲気下で炎乾燥させた。実施例1で得たシクロテトラフェニルシルセ
スキオキサン5gと5.0mgの水酸化カリウムをフラスコに入れ、38mlの
トルエンを入れてシクロテトラフェニルシルセスキオキサンを溶解させた。次い
でトルエンのリフラックス温度で38時間反応させた。反応後、過量のメタノー
ルに滴下した後、30分間撹はんして生成された沈殿物をろ過した後、白色粉末
の反応生成物(収率:98%)を得た。
Ph)ppm IR(KBr):3080〜2940(CH),1435(Si−Ph),
1050(O−Si−Ph),1150(O−Si),750,700(Ph)
cm-1 29Si NMR(99.3MHz/CDCl3):δ−83.7ppm XRD:2θ=5.71,7.96(Si−O),24.87,22.69,1
9.52,18.12(Si−Ph) <実施例4:化学式4の化合物(シクロテトラ(トリメチルシリル)シルセス
キオキサン)の製造(R1=トリメチルシリル)> 出発物質として1,1,1−トリメチル−2,2,2−トリオルジシランをフ
ェニルシラントリオルの代わりに使用したことを除いては実施例1と同一に進め
た。
)、4.4(s,Si−OH)ppm 29Si NMR(99.3MHz/CDCl3):δ−32(s,Si−Me
)ppm GPC(PSt):Mn=490,Mw/Mn=1.01 <実施例5:化学式1の化合物(ポリ(トリメチルシリル)シルセスキオキサ
ン)の光反応製造(R1=トリメチルシリル) 実施例4で得られたシクロテトラ(トリメチルシリル)シルセスキオキサン5
gをシクロヘキサン20mlに溶かした後、激しく撹はんさせながら低温水銀灯
に3分間露出させた。反応後、過量のメタノールに滴下した後、30分間撹はん
して生成された沈殿物をろ過して白色粉末の反応生成物(収率:97%)を得た
。
このような結果を分析することによって、前記反応生成物として化学式1の化合
物のポリ(トリメチルシリル)シルセスキオキサン(R1=トリメチルシリル)
が得られたことが分かる。 1H NMR(500MHz/CDCl3):δ−0.1〜0.4(s,Si−
SiMe3) 29Si NMR(99.3MHz/CDCl3):δ−62.4〜−68.0(
m,Si−Me)ppm <実施例6:化学式1の化合物(ポリ(トリメチルシリル)シルセスキオキサ
ン)の重縮合製造(R1=トリメチルシリル)> 実施例3のシクロテトラフェニルシルセスキオキサンの代りに実施例4で得ら
れたシクロトリメチルシリルを使用したことを除いては実施例3のように重縮合
して白色粉末の反応生成物(収率:98%)を得た。
SiMe3)ppm <実施例7:化学式2の化合物の製造(R1=フェニル、R3=メチル) 4口の円形有底のフラスコ(1000ml)にリフラックスコンデンサー、2
0ml/300mlの滴下じょうごとDean Starkチューブを取り付け
た後、窒素雰囲気下で炎乾燥させた。実施例1で得たシクロテトラフェニルシル
セスキオキサン50gをフラスコに入れ、380mlのトルエンを入れて溶解さ
せた後、ジクロロジメチルシラン46gを滴下じょうごを通じて徐々に滴下しな
がら室温で反応させた。4時間反応後、反応装置を3℃に低めて反応溶液中に2
次蒸溜水250mlを滴下した後に1時間加水分解し、重合触媒であるKOH
5mgを入れた後、トルエンのリフラックス温度で38時間反応させた。反応後
、過量のメタノールに滴下し、30分間撹はんして生成された沈殿物をろ過して
白色粉末の反応生成物(収率:96%)を得た。
Me),−7.1〜7.86(s,Si−Ph)ppm 29Si NMR(99.3MHz/CDCl3):δ−54.8(Me−T2)
,−80.7(s,Ph−T3)ppm <実施例8:化学式3の化合物の製造(R1=フェニル、R3=メチル)> 4口の円形有底のフラスコ(1000ml)にリフラックスコンデンサー、2
0ml/300mlの滴下じょうごとDean Starkチューブを取り付け
た後、窒素雰囲気下で炎乾燥させた。実施例1で得たシクロテトラフェニルシル
セスキオキサン50gをフラスコに入れて380mlのトルエンを入れて溶解さ
せた後、トリクロロメチルシラン54gを滴下じょうごを通じて徐々に滴下しな
がら室温で反応させた。1時間反応後、反応装置を3℃に低めて反応溶液中に2
次蒸溜水250mlを滴下した後、1時間加水分解した後に重合触媒のKOH
5mgを入れ、トルエンのリフラックス温度で38時間反応させた。反応後、過
量のメタノールに滴下し、30分間撹はんして生成された沈殿物をろ過した後、
白色粉末の反応生成物(収率:98%)を得た。
試料として使用した。 GPC(PSt):Mn=42,000,Mw/Mn=1.37 1H NMR(500MHz/CDCl3):δ−0.8〜0.4(s,Si−
Me),−7.1〜7.86(s,Si−Ph)ppm IR(KBr):3080〜2940(CH),1600,1435,11
20(Si−Ph),1050,1150(O−Si),750,700(Ph
),1275,800(Si−Me)cm-1 29Si NMR(99.3MHz/CDCl3):δ−56(Me−T2),−
64.6(s,Me−T3),−80.7(s,Ph−T3)ppm <実施例9:化学式2の化合物の製造(R1=フェニル、R3=メチル)> 4口の円形有底のフラスコ(500ml)にリフラックスコンデンサー、10
0ml滴下じょうごとDean Starkチューブを取り付けた後、窒素雰囲
気下で炎乾燥させた。実施例1で得たシクロテトラフェニルシルセスキオキサン
50gをフラスコに入れ、380mlのトルエンを入れて溶解して反応触媒とし
てHCl 0.5mlを添加した後、ジメトキシジメチルシラン46gを滴下じょ
うごを通じて徐々に滴下しながら室温で38時間反応させた。反応後、反応溶液
をトルエンのリフラックス温度でさらに72時間反応させた。反応後、過量のメ
タノールに滴下し、30分間撹はんして生成された沈殿物をろ過して白色粉末の
反応生成物(収率:87%)を得た。
Me),−7.1〜7.8(s,Si−Ph)ppm 29Si NMR(99.3MHz/CDCl3):δ−54.0(Me−T2)
,−79.4(s,Ph−T3)ppm <実施例10:化学式3の化合物の製造(R1=フェニル、R3=メチル)> 4口の円形有底のフラスコ(500ml)にリフラックスコンデンサー、10
0ml滴下じょうごとDean Starkチューブを取り付けた後、窒素雰囲
気下で炎乾燥させた。実施例1で得たシクロテトラフェニルシルセスキオキサン
50gをフラスコに入れ、380mlのトルエンを入れて溶解して反応触媒とし
てHCl 0.75mlを添加した後、トリメトキシメチルシラン54gを滴下じ
ょうごを通じて徐々に滴下しながら室温で38時間反応させた。反応後、反応溶
液をトルエンのリフラックス温度でさらに72時間反応させた。反応後、過量の
メタノールに滴下し、30分間撹はんして生成された沈殿物をろ過して白色粉末
の反応生成物(収率:84%)を得た。
試料として使用した。 GPC(PSt):Mn=22,000,Mw/Mn=1.78 1H NMR(500MHz/CDCl3):δ−0.8〜0.4(s,Si−
Me),−7.1〜7.86(s,Si−Ph)ppm 29Si NMR(99.3MHz/CDCl3):δ−54(Me−T2),−
62.6(s,Me−T3),−79.7(s,Ph−T3)ppm 以上本発明の最適実施例が開示された。ここで特定の用語が使われたが、これ
は単に本発明を説明するための目的で使われたものであって、意味限定や特許請
求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。
を加水分解して得られるオリゴマーを加熱縮合させて得られるポリオルガノシル
セスキオキサンとは異なって、オルガノシラントリオルをまず反応させて前駆体
であるシクロテトラオルガノシルセスキオキサンを得た後、これを重縮合させて
ポリオルガノシルセスキオキサンを得るので、反復単位構造のシクロテトラオル
ガノシルセスキオキサンの構造的な特徴により高規則性はしご型高分子を合成で
きる。
はしご型構造を容易に形成させうるので高耐熱性を維持でき、高分子主鎖内にヒ
ドロキシ基の相互間構造または欠陥構造の存在比率を低められるために熱処理過
程が要らなく、多様な機能性測鎖(感光性基、脱アルキル反応性基など)の導入
が可能であり、特に導入測鎖比率(例えば、フェニル基/メチル基の比率差)の
組成による高分子の物性変化及び新しい高分子の分子設計を可能にし、高分子末
端にシラノル末端基を一定に配列させることによって、有機または無機ハイブリ
ッド製造の有機高分子の導入量調節が可能で容易に有機または無機共重合体を製
造できる長所を有する。
ンは従来の方法で製造されたポリオルガノシルセスキオキサンに比べて主鎖内に
シロキサン結合(Si−O−Si)及び堅いはしご型構造(R−SiO3/2)を
97%以上含有(R−SiO3/2の数÷(ヒドロキシ基+シラノル末端基の数)
×100)した独特な分子構造をしているために、一般の有機溶媒に対する溶解
度が高くて、優秀な耐熱性(熱分解開始温度が500℃以上)、耐候性、低い表
面張力、光学的透明性、低い誘電定数(3.0以下)及び低い吸収率、優秀な間
隙充填能力を表す。また相異なる測鎖導入で金属、例えばアルミニウム、銅、チ
タン、ケイ素などの金属類及びガラスに対する接着性、電気絶縁性、配水性、耐
薬品性、透明性などの優秀な特性を有して広範囲な産業材料においてその特性を
生かした商業的応用が可能である。
樹脂とシラン化合物が広く利用されているが、一部ではガラスレジンが広く使わ
れている。素材としてはポリカルボネート、アクリル樹脂、ジエチルグリコール
ビスアルキルカルボネート(商品名“CR−39”)があり、プラスチック、サ
ングラス、保護めがね、計器板、自動車用ランプ、航空機の窓ガラス、防弾ガラ
スなどに使用できる。また、めがねレンズをガラスレジンで熱処理するための目
的としても使用できる。
耐熱性、低吸水性、SOG(spin−on glass)溶液の平坦化効果に
優れて電子関係用途に適している。例えば、薄膜の保護コーティング膜、LSI
多層配線の層間絶縁膜、低誘電率絶縁膜材料、多層絶縁膜、液晶表示絶縁膜に活
用できる汎用性物質である。
にコーティング膜成形の膜が必然的に厚くなってクラックが発生する問題点が指
摘されている。このようなクラック現象は、1)ヒドロキシ基とヒドロキシ基と
の間(inter−hydroxygroup)またはシラノル末端基(ter
minal−silanol group)を相互縮合しながら発生する収縮応
力と、2)硬化膜とアルミニウム配線、シリコンウェーハとの熱膨張係数の差に
よる熱応力の差により起因することと知られているが、本発明は高分子構造内の
ヒドロキシ基(inter−hydroxy)の存在率が低く、シラノル末端を
シリル化、2重結合導入、高分子物質、特にポリイミド、ポリアミド、PMMA
、ポリアクリルなどを導入することによって末端での反応を封鎖することによっ
て従来の問題点を解決できる長所を有する。
溶媒に溶解して容易に薄膜を形成し、熱硬化に高い硬度(4〜8H)を有し、透
明性に優れた薄膜が形成できるために、光機能性有機高分子と共に商用化させる
ことによって光繊維の長期信頼性を高めうる。また、抵抗体の表面にコーティン
グ層を形成する物質として利用できるために電気材料にも応用できる。
g)などのようなプラスチック成形時、金属離型剤として利用できる。またガラ
ス瓶の製造時に離型剤としても利用できる。さらに、本発明で提供するポリオル
ガノシルセスキオキサンをRTVと混合して宇宙往復船のタイル接着剤として利
用でき、光繊維の結束剤としても利用でき、宇宙往復船の外面コーティング及び
耐熱、耐腐食性のような特性を生かして耐熱塗料にも利用できる。
用範囲が拡張され続くはずなので、前述した用途に限定されず、その用途は無限
であるといえる。
Claims (19)
- 【請求項1】 下記化学式1の化合物。 【化1】 (式中、R1は水素、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の脂肪族炭
化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の芳香族炭化水素基、炭
素原子数1ないし30の置換または非置換の脂環族炭化水素基、炭素原子数1な
いし30の置換または非置換のシリル基、炭素原子数1ないし30の置換または
非置換のアリル基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換のアシル基、ビ
ニル基、アミン基、アセテートまたはアルカリ金属を表し、nは2ないし300
,000の整数である。) - 【請求項2】 R1が水素、メチル基、フェニル基、ビニル基またはトリメチルシリル基を表
し、nが1,000ないし100,000の整数であることを特徴とする請求項1
に記載の化学式1の化合物。 - 【請求項3】 下記化学式2の化合物。 【化2】 (式中、R1及びR3は各々独立的に水素、炭素原子数1ないし30の置換また
は非置換の脂肪族炭化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の芳
香族炭化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の脂環族炭化水素
基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換のシリル基、炭素原子数1ない
し30の置換または非置換のアリル基、炭素原子数1ないし30の置換または非
置換のアシル基、ビニル基、アミン基、アセテートまたはアルカリ金属を表し、
lは2の倍数である2ないし300,000の整数を表し、m及びnは2ないし
300,000の整数を表す。) - 【請求項4】 R1及びR3は各々独立的に水素、メチル基、フェニル基、ビニル基またはトリ
メチルシリル基を表し、lは2の倍数である1,000ないし100,000の整
数を表し、m及びnは1,000ないし100,000であることを特徴とする請
求項3に記載の化学式2の化合物。 - 【請求項5】 下記化学式3の化合物。 【化3】 (式中、R1及びR3は各々独立的に水素、炭素原子数1ないし30の置換また
は非置換の脂肪族炭化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の芳
香族炭化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の脂環族炭化水素
基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換のシリル基、炭素原子数1ない
し30の置換または非置換のアリル基、炭素原子数1ないし30の置換または非
置換のアシル基、ビニル基、アミン基、アセテートまたはアルカリ金属を表し、
lは2の倍数である2ないし300,000の整数を表し、m及びnは2ないし
300,000の整数を表す。) - 【請求項6】 R1及びR3は各々独立的に水素、メチル基、フェニル基、ビニル基またはトリ
メチルシリル基を表し、lは2の倍数である1,000ないし100,000の整
数を表し、m及びnは1,000ないし100,000であることを特徴とする請
求項5に記載の化学式3の化合物。 - 【請求項7】 下記化学式4の化合物。 【化4】 (式中、R1は水素、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の脂肪族炭
化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の芳香族炭化水素基、炭
素原子数1ないし30の置換または非置換の脂環族炭化水素基、炭素原子数1な
いし30の置換または非置換のシリル基、炭素原子数1ないし30の置換または
非置換のアリル基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換のアリル基、ビ
ニル基、アミン基、アセテートまたはアルカリ金属を表す。) - 【請求項8】 R1は水素、メチル基、フェニル基、ビニル基またはトリメチルシリル基を表
すことを特徴とする請求項7に記載の化学式4の化合物。 - 【請求項9】 下記化学式5の化合物を有機溶媒内で反応させて下記化学式4の化合物を得る
ことを特徴とする化学式4の化合物の製造方法。 【化5】 (式中、R1は水素、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の脂肪族炭
化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の芳香族炭化水素基、炭
素原子数1ないし30の置換または非置換の脂環族炭化水素基、炭素原子数1な
いし30の置換または非置換のシリル基、炭素原子数1ないし30の置換または
非置換のアリル基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換のアシル基、ビ
ニル基、アミン基、アセテートまたはアルカリ金属を表す。) - 【請求項10】 触媒を使用して反応させることを特徴とする請求項9に記載の製造方法。
- 【請求項11】 触媒がNaOH、KOH、NaHCO3またはDCCであることを特徴とする
請求項9に記載の製造方法。 - 【請求項12】 下記化学式4の化合物を有機溶媒内で重縮合反応させて下記化学式1の化合物
を製造することを特徴とする化学式1の化合物の製造方法。 【化6】 (式中、R1は水素、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の脂肪族炭
化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の芳香族炭化水素基、炭
素原子数1ないし30の置換または非置換の脂環族炭化水素基、炭素原子数1な
いし30の置換または非置換のシリル基、炭素原子数1ないし30の置換または
非置換のアリル基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換のアシル基、ビ
ニル基、アミン基、アセテートまたはアルカリ金属を表し、nは2ないし300
,000の整数である。) - 【請求項13】 下記化学式4の化合物と下記化学式6の化合物または化学式7の化合物を有機
溶媒内で重縮合反応させて下記化学式2の化合物を製造することを特徴とする化
学式2の化合物の製造方法。 【化7】 (式中、R1及びR3は各々独立的に水素、炭素原子数1ないし30の置換また
は非置換の脂肪族炭化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の芳
香族炭化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の脂環族炭化水素
基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換のシリル基、炭素原子数1ない
し30の置換または非置換のアリル基、炭素原子数1ないし30の置換または非
置換のアシル基、ビニル基、アミン基、アセテートまたはアルカリ金属を表し、
R2は水素、メチル、アセテート、ナトリウムまたはカリウムを表し、m及びn
は2ないし300,000の整数を表す。) - 【請求項14】 下記化学式4の化合物と下記化学式8の化合物または化学式9の化合物を有機
溶媒内で重縮合反応させて下記化学式3の化合物を製造することを特徴とする化
学式3の化合物の製造方法。 【化8】 (式中、R1及びR3は各々独立的に水素、炭素原子数1ないし30の置換また
は非置換の脂肪族炭化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の芳
香族炭化水素基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換の脂環族炭化水素
基、炭素原子数1ないし30の置換または非置換のシリル基、炭素原子数1ない
し30の置換または非置換のアリル基、炭素原子数1ないし30の置換または非
置換のアシル基、ビニル基、アミン基、アセテートまたはアルカリ金属を表し、
R2は水素、メチル、アセテート、ナトリウムまたはカリウムを表し、Xはハロ
ゲンを表し、lは2の倍数である2ないし300,000の整数を表し、m及び
nは2ないし300,000の整数を表す。) - 【請求項15】 重縮合反応が加熱反応、光照射反応、マイクロ波照射反応または電子ビーム照
射反応のうち選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項12ないし
請求項14のうちいずれか一項に記載の製造方法。 - 【請求項16】 化学式4の化合物の使用量は有機溶媒100重量部に対して5ないし300重
量部であることを特徴とする請求項12ないし請求項14のうちいずれか一項に
記載の製造方法。 - 【請求項17】 追加で重縮合触媒の存在下で行われることを特徴とする請求項12ないし請求
項14のうちいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項18】 重縮合反応触媒が水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、トリ
エチルアミン、ジエチレントリアミン、メタ−ブチルアミン、パラ−ジメチルア
ミンエタノール、トリエタノールアミン、4級アンモニウム塩類、またはフッ化
物よりなる群から選択された一つ以上の物質であることを特徴とする請求項17
に記載の製造方法。 - 【請求項19】 重縮合反応触媒の使用量が化学式4の化合物100重量部に対して0.001
ないし5重量部であることを特徴とする請求項18に記載の製造方法。
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