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JP2011178939A - Norbornene-based polymer molded product - Google Patents

Norbornene-based polymer molded product Download PDF

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JP2011178939A
JP2011178939A JP2010046089A JP2010046089A JP2011178939A JP 2011178939 A JP2011178939 A JP 2011178939A JP 2010046089 A JP2010046089 A JP 2010046089A JP 2010046089 A JP2010046089 A JP 2010046089A JP 2011178939 A JP2011178939 A JP 2011178939A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
norbornene
based polymer
reactive compound
polymer
polymer molded
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010046089A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Okuda
博文 奥田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Riko Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sumitomo Riko Co Ltd filed Critical Sumitomo Riko Co Ltd
Priority to JP2010046089A priority Critical patent/JP2011178939A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a norbornene-based polymer molded product having excellent kneading properties and moldability and the glass transition temperature controlled so as to exhibit shape memorizing properties at a desired temperature. <P>SOLUTION: The norbornene-based polymer molded product is produced by cross-linking a norbornene-based polymer composition containing a norbornene-based polymer, a plasticizer, and a reactive compound which contributes to a radical cross-linking reaction of the norbornene-based polymer, and is a liquid during kneading with the norbornene-based polymer in which at least one thereof is tri- or higher functional. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、形状記憶樹脂として知られるノルボルネン系ポリマーを架橋した、ノルボルネン系ポリマー成形体に関する。   The present invention relates to a norbornene polymer molded product obtained by crosslinking a norbornene polymer known as a shape memory resin.

ノルボルネン系ポリマーは、形状記憶樹脂として知られている。すなわち、ノルボルネン系ポリマーをガラス転移温度以上で変形させた後、ガラス転移温度以下に冷却すると、当該変形が固定される。また、再びガラス転移温度以上に加熱することにより、元の形状が復元される。しかし、ノルボルネン系ポリマーの分子量は極めて大きい。よって、ノルボルネン系ポリマー単体の場合には、ガラス転移温度以上でも流動性が悪く、成形方法が限定される。また、ノルボルネン系ポリマーの粉体を混練した場合、粒子同士が融着しにくいため、成形時に気泡の混入等の不具合が生じやすいという問題もある。   Norbornene-based polymers are known as shape memory resins. That is, when the norbornene-based polymer is deformed above the glass transition temperature and then cooled below the glass transition temperature, the deformation is fixed. Further, the original shape is restored by heating again to the glass transition temperature or higher. However, the molecular weight of the norbornene polymer is extremely large. Therefore, in the case of a norbornene-based polymer alone, the fluidity is poor even at the glass transition temperature or higher, and the molding method is limited. In addition, when a norbornene polymer powder is kneaded, the particles are difficult to fuse with each other.

一方、ノルボルネン系ポリマーは、多量のオイルを吸収する。このため、ノルボルネン系ポリマーにオイル成分を配合することにより、流動性や成形性を向上させることができる。例えば、特許文献1〜3には、種々の樹脂を配合して、流動性や成形性を向上させたノルボルネン系ポリマー組成物が開示されている。また、特許文献4には、ノルボルネンと、ノルボルネンと同程度のメタセシス重合性を有する有歪環状オレフィン基を二個有する環状オレフィン化合物と、をメタセシス重合触媒系の存在下で重合させた、架橋重合体成形物が開示されている。   On the other hand, norbornene-based polymers absorb a large amount of oil. For this reason, fluidity | liquidity and a moldability can be improved by mix | blending an oil component with a norbornene-type polymer. For example, Patent Documents 1 to 3 disclose norbornene-based polymer compositions in which various resins are blended to improve fluidity and moldability. Patent Document 4 discloses a cross-linked polymer obtained by polymerizing norbornene and a cyclic olefin compound having two strained cyclic olefin groups having metathesis polymerizability similar to norbornene in the presence of a metathesis polymerization catalyst system. A coalesced molding is disclosed.

特開平5−58026号公報JP-A-5-58026 特開昭63−54460号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-54460 特開平2−22354号公報JP-A-2-22354 特開平2−255830号公報JP-A-2-255830

ノルボルネン系ポリマーにオイル成分を配合すると、流動性や成形性は向上する。しかし、オイル成分を配合すると、ガラス転移温度が低下する。このため、実用的な温度範囲において、形状記憶性を利用することはできない。また、上記特許文献1〜3に記載されているように、他の樹脂を配合する場合には、ノルボルネン系ポリマーとの相溶性を考慮する必要がある。また、上記特許文献4に記載された架橋重合体成形物については、ノルボルネン系ポリマー単体と比較して、ガラス転移温度の上昇は認められるが、製造方法が煩雑である。   When an oil component is blended with a norbornene polymer, fluidity and moldability are improved. However, when an oil component is blended, the glass transition temperature is lowered. For this reason, shape memory property cannot be utilized in a practical temperature range. In addition, as described in Patent Documents 1 to 3, when other resins are blended, it is necessary to consider compatibility with the norbornene-based polymer. In addition, the crosslinked polymer molded product described in Patent Document 4 has an increased glass transition temperature as compared with a norbornene-based polymer alone, but the production method is complicated.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、混練性および成形性に優れ、所望の温度下で形状記憶性が発揮されるように、ガラス転移温度が制御されたノルボルネン系ポリマー成形体を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and is a norbornene-based polymer whose glass transition temperature is controlled so as to be excellent in kneadability and moldability and to exhibit shape memory at a desired temperature. It is an object to provide a molded body.

(1)本発明のノルボルネン系ポリマー成形体は、ノルボルネン系ポリマーと、可塑剤と、該ノルボルネン系ポリマーのラジカル架橋反応に寄与し、該ノルボルネン系ポリマーとの混練時に液状であって、少なくとも一種が三官能以上である反応性化合物と、を含むノルボルネン系ポリマー組成物を、架橋させてなることを特徴とする。   (1) The norbornene-based polymer molded article of the present invention contributes to a radical crosslinking reaction of a norbornene-based polymer, a plasticizer, and the norbornene-based polymer, and is liquid when kneaded with the norbornene-based polymer, and at least one kind is A norbornene-based polymer composition containing a trifunctional or more reactive compound is crosslinked.

本発明におけるノルボルネン系ポリマー組成物には、可塑剤が配合されている。これにより、ノルボルネン系ポリマー組成物の流動性は向上し、混練性や成形性が向上する。また、本発明のノルボルネン系ポリマー成形体は、架橋されている。架橋により三次元網目構造が導入されることで、ガラス転移温度(以下「Tg」と称す)が上昇する。つまり、本発明のノルボルネン系ポリマー成形体によると、可塑剤の配合によるTgの低下を、架橋構造の導入により補っている。したがって、本発明のノルボルネン系ポリマー成形体は、混練性および成形性に優れると共に、所望のTgを有する。   The norbornene-based polymer composition in the present invention contains a plasticizer. Thereby, the fluidity | liquidity of a norbornene-type polymer composition improves, and a kneadability and a moldability improve. Further, the norbornene polymer molded body of the present invention is crosslinked. By introducing a three-dimensional network structure by crosslinking, the glass transition temperature (hereinafter referred to as “Tg”) increases. That is, according to the norbornene-based polymer molded article of the present invention, the decrease in Tg due to the blending of the plasticizer is compensated by the introduction of the crosslinked structure. Therefore, the norbornene-based polymer molded article of the present invention is excellent in kneadability and moldability and has a desired Tg.

本発明のノルボルネン系ポリマー成形体は、ノルボルネン系ポリマー組成物をラジカル架橋することにより製造される。ラジカル架橋反応には、当該ノルボルネン系ポリマーとの混練時に液状であって、少なくとも一種が三官能以上である反応性化合物を使用する。反応性化合物は、ノルボルネン系ポリマーとの混練時に液状である。このため、ノルボルネン系ポリマーとの混練時には、加工助剤としての役割を果たし、混練性、成形性を向上させる。使用する反応性化合物は、一種でも二種以上でもよい。このうち、少なくとも一種は、三官能以上である。これにより、三次元網目構造を効率よく導入することができ、少量でもTgを向上させることができる。   The norbornene polymer molded product of the present invention is produced by radical crosslinking of a norbornene polymer composition. In the radical crosslinking reaction, a reactive compound that is liquid at the time of kneading with the norbornene-based polymer and at least one of which is trifunctional or higher is used. The reactive compound is liquid when kneaded with the norbornene-based polymer. For this reason, at the time of kneading with a norbornene-based polymer, it plays a role as a processing aid and improves kneadability and moldability. The reactive compound used may be one kind or two or more kinds. Among these, at least one kind is trifunctional or more. Thereby, a three-dimensional network structure can be introduced efficiently and Tg can be improved even with a small amount.

例えば、反応性化合物を多量に配合して、架橋密度が高くなり過ぎると、ノルボルネン系ポリマー成形体の温度に対する硬さの変化、つまり、Tgを境にしたゴム弾性状態と固化状態との変化が、緩慢になる。こうなると、形状記憶性が発現しにくくなる。この点、本発明のノルボルネン系ポリマー成形体によると、反応性化合物を比較的少量配合するだけで、Tgを高くすることができる。したがって、形状記憶性の発現が損なわれにくい。   For example, when a large amount of a reactive compound is blended and the crosslinking density becomes too high, the change in hardness with respect to the temperature of the norbornene-based polymer molded product, that is, the change between the rubber elastic state and the solidified state with Tg as a boundary. Become sluggish. If it becomes like this, shape memory property will become difficult to express. In this respect, according to the norbornene-based polymer molded article of the present invention, Tg can be increased only by blending a relatively small amount of the reactive compound. Therefore, the expression of shape memory property is not easily impaired.

また、本発明におけるノルボルネン系ポリマー組成物は、混練性に優れる。このため、導電剤等の添加剤を配合することが可能となる。導電剤を配合すると、ノルボルネン系ポリマー成形体に導電性を付与することができる。これにより、例えばノルボルネン系ポリマー成形体に通電して、温度を変化させることにより、形状を変化させることも可能である。   In addition, the norbornene-based polymer composition in the present invention is excellent in kneadability. For this reason, it becomes possible to mix | blend additives, such as a electrically conductive agent. When a conductive agent is blended, conductivity can be imparted to the norbornene-based polymer molded body. Thereby, for example, it is possible to change the shape by energizing the norbornene polymer molded body and changing the temperature.

以下、本発明のノルボルネン系ポリマー成形体の実施形態について説明する。なお、本発明のノルボルネン系ポリマー成形体は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。   Hereinafter, embodiments of the norbornene polymer molded body of the present invention will be described. The norbornene-based polymer molded article of the present invention is not limited to the following embodiments, and can be variously modified and improved by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. Can be implemented.

本発明のノルボルネン系ポリマー成形体は、ノルボルネン系ポリマーと、可塑剤と、反応性化合物と、を含むノルボルネン系ポリマー組成物を、架橋させてなる。ノルボルネン系ポリマーは、シクロペンタジエン類とエチレン、プロピレン、エチレン等とのディールス・アルダー反応により得られるノルボルネン類を、開環重合して得られる。代表的なノルボルネン系ポリマーとしては、ビシクロ(2,2,1)ヘプテン−2の開環重合体が挙げられる。   The norbornene polymer molded article of the present invention is obtained by crosslinking a norbornene polymer composition containing a norbornene polymer, a plasticizer, and a reactive compound. The norbornene-based polymer can be obtained by ring-opening polymerization of norbornene obtained by Diels-Alder reaction of cyclopentadiene with ethylene, propylene, ethylene or the like. A typical norbornene-based polymer includes a ring-opening polymer of bicyclo (2,2,1) heptene-2.

可塑剤としては、ゴム用に汎用されているものを使用すればよい。例えば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ジオクチルセバケート、ジオクチルアジペート、ポリプロピレンアジペート、トリクレジルホスフェート等のエステル系可塑剤、パラフィン系、ナフテン系、芳香族系のプロセスオイル、ステアリン酸、大豆油等の植物系油脂類が挙げられる。   What is necessary is just to use what is generally used for rubber | gum as a plasticizer. For example, ester plasticizers such as dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, dioctyl sebacate, dioctyl adipate, polypropylene adipate, tricresyl phosphate, paraffinic, naphthenic, aromatic process oil, stearin Examples include vegetable oils such as acid and soybean oil.

可塑剤の配合量は、混練性および成形性を考慮して決定すればよい。例えば、ノルボルネン系ポリマーの100質量部に対して、10質量部以上であることが望ましい。20質量部以上であるとより好適である。可塑剤の配合量が多いほど、混練性および成形性は向上するが、Tgは低下する。このため、後述する反応性化合物の配合量を、増加させる必要がある。反応性化合物の配合量が多くなり過ぎると、ノルボルネン系ポリマー成形体における、Tgを境にしたゴム弾性状態と固化状態との変化が、緩慢になる。その結果、形状記憶性が発現しにくくなる。したがって、所望の混練性および成形性が得られれば、可塑剤の配合量はできるだけ少ない方がよい。このような観点から、可塑剤の配合量は、ノルボルネン系ポリマーの100質量部に対して、40質量部以下であることが望ましい。30質量部以下であるとより好適である。   What is necessary is just to determine the compounding quantity of a plasticizer in consideration of kneadability and moldability. For example, 10 parts by mass or more is desirable with respect to 100 parts by mass of the norbornene-based polymer. It is more preferable that it is 20 parts by mass or more. As the amount of the plasticizer is increased, the kneadability and moldability are improved, but Tg is lowered. For this reason, it is necessary to increase the compounding quantity of the reactive compound mentioned later. When the compounding amount of the reactive compound is too large, the change between the rubber elastic state and the solidified state with Tg as a boundary in the norbornene-based polymer molded product becomes slow. As a result, it becomes difficult to express shape memory properties. Therefore, if the desired kneadability and moldability are obtained, the amount of plasticizer should be as small as possible. From such a viewpoint, the compounding amount of the plasticizer is desirably 40 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the norbornene-based polymer. It is more preferable that it is 30 parts by mass or less.

反応性化合物は、ノルボルネン系ポリマーのラジカル架橋反応に寄与するものであり、架橋剤、共架橋剤、架橋助剤、架橋促進剤として市販されている有機過酸化物、紫外線硬化型モノマー等が含まれる。反応性化合物は、ノルボルネン系ポリマーとの混練時に液状であることが必要である。ノルボルネン系ポリマーと反応性化合物との混練は、60〜80℃の温度下で行われることが多い。このため、反応性化合物としては、室温で液状のものや、融点が80℃以下のものを選択すればよい。また、反応性化合物としては、一種を単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。但し、そのうちの少なくとも一種は、三官能以上の化合物を使用する。   The reactive compound contributes to the radical crosslinking reaction of the norbornene-based polymer, and includes a crosslinking agent, a co-crosslinking agent, a crosslinking assistant, an organic peroxide marketed as a crosslinking accelerator, an ultraviolet curable monomer, and the like. It is. The reactive compound needs to be in a liquid state when kneaded with the norbornene-based polymer. The kneading of the norbornene polymer and the reactive compound is often performed at a temperature of 60 to 80 ° C. For this reason, as the reactive compound, a liquid compound at room temperature or a compound having a melting point of 80 ° C. or lower may be selected. Moreover, as a reactive compound, 1 type may be used independently and 2 or more types may be mixed and used. However, at least one of them uses a trifunctional or higher functional compound.

反応性化合物として好適な、凝固点が−20℃以下(室温で液状)の有機過酸化物としては、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−アミルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、n−ブチル4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレレート、エチル3,3−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブチレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3等が挙げられる。また、室温では固体であるが、融点が80℃以下の有機過酸化物としては、1,3ジ(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン等が挙げられる。   Suitable organic peroxides having a freezing point of −20 ° C. or lower (liquid at room temperature) suitable as reactive compounds include t-amylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate. Ate, t-amyl peroxybenzoate, t-butyl peroxybenzoate, n-butyl 4,4-di (t-butylperoxy) valerate, ethyl 3,3-di (t-butylperoxy) butyrate, 2, Examples include 5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, di-t-butylperoxide, dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne-3, and the like. Examples of organic peroxides that are solid at room temperature but have a melting point of 80 ° C. or lower include 1,3 di (2-t-butylperoxyisopropyl) benzene.

また、反応性化合物として好適な、室温で液状の三官能化合物としては、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ε−カプロラクトン変性トリス−(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート、エトキシ付加グリセリントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールポリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリスアクリロイルオキシエチルホスフェート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。   Moreover, as a trifunctional compound suitable as a reactive compound and liquid at room temperature, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, ε-caprolactone modified tris- (2-acryloxyethyl) ) Isocyanurate, ethoxylated glyceryl triacrylate, pentaerythritol triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol polyacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, trisacryloyloxyethyl phosphate , Triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, etc.

反応性化合物の配合量は、可塑剤の配合量およびTgを考慮して決定すればよい。例えば、Tgを35℃以上にするためには、反応性化合物の配合量は、ノルボルネン系ポリマーの100質量部に対して、10質量部以上であることが望ましい。また、Tgを45℃以下にするためには、30質量部以下であることが望ましい。   What is necessary is just to determine the compounding quantity of a reactive compound in consideration of the compounding quantity and Tg of a plasticizer. For example, in order to set Tg to 35 ° C. or higher, the compounding amount of the reactive compound is desirably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the norbornene-based polymer. Moreover, in order to make Tg 45 degrees C or less, it is desirable that it is 30 mass parts or less.

本発明のノルボルネン系ポリマー成形体のTgは、反応性化合物の種類、配合量、架橋条件等を調整することにより、適宜設定することができる。したがって、用途に応じて、最適なTgを設定すればよい。例えば、Tgを室温よりやや高めの35℃以上45℃以下にすると、形状記憶性を発現させるために要するエネルギーが小さくて済むため、実用的である。なお、本明細書においては、動的粘弾性の測定で得られる、温度に対する損失弾性率E”の曲線に現れるピーク温度を、Tgとして採用する。   The Tg of the norbornene-based polymer molded product of the present invention can be appropriately set by adjusting the type of the reactive compound, the blending amount, the crosslinking conditions, and the like. Therefore, an optimal Tg may be set according to the application. For example, when Tg is set to 35 ° C. or higher and 45 ° C. or lower, which is slightly higher than room temperature, it is practical because less energy is required to develop shape memory properties. In the present specification, the peak temperature appearing in the curve of the loss elastic modulus E ″ with respect to the temperature obtained by measuring dynamic viscoelasticity is adopted as Tg.

上記可塑剤、反応性化合物の他、必要に応じて、ノルボルネン系ポリマー組成物に、老化防止剤、補強剤、着色剤等の添加剤を配合してもよい。なかでも、導電剤を配合すると、ノルボルネン系ポリマー成形体に導電性を付与することができる。これにより、例えばノルボルネン系ポリマー成形体に通電して、温度を変化させることにより、形状を変化させることができる。導電剤としては、例えば、炭素材料や金属等の、導電性を有する微粒子を使用すればよい。例えば、比較的安価で、導電パスの形成が容易であるという理由から、炭素材料を用いることが望ましい。炭素材料としては、粒子径が小さく凝集しやすいという理由から、例えば、ケッチェンブラック等の導電性に優れるカーボンブラックが好適である。   In addition to the plasticizer and the reactive compound, additives such as an antiaging agent, a reinforcing agent, and a coloring agent may be added to the norbornene-based polymer composition as necessary. In particular, when a conductive agent is blended, conductivity can be imparted to the norbornene-based polymer molded body. Thereby, for example, the shape can be changed by energizing the norbornene-based polymer molded body and changing the temperature. As the conductive agent, for example, conductive fine particles such as a carbon material or a metal may be used. For example, it is desirable to use a carbon material because it is relatively inexpensive and it is easy to form a conductive path. As the carbon material, for example, carbon black having excellent conductivity, such as ketjen black, is preferable because of its small particle size and easy aggregation.

本発明のノルボルネン系ポリマー成形体は、例えば、次のように製造することができる。まず、ノルボルネン系ポリマー、可塑剤、および必要に応じて導電剤等の添加剤を、所定の温度に加熱しながら、ニーダー、バンバリー等の混練機で混練りする。次に、混練物の温度を所定の温度に下げてから、混練物に反応性化合物を添加する。そして、二本ロール等により混練りして、ノルボルネン系ポリマー組成物を調製する。この状態において、反応性化合物は液状である。その後、調製したノルボルネン系ポリマー組成物を、金型に充填して、所定の条件下でプレス成形することにより架橋する。なお、架橋方法は、反応性化合物の種類に応じて、適宜決定すればよい。   The norbornene-based polymer molded product of the present invention can be produced, for example, as follows. First, a norbornene-based polymer, a plasticizer, and, if necessary, additives such as a conductive agent are kneaded with a kneader such as a kneader or Banbury while heating to a predetermined temperature. Next, after reducing the temperature of the kneaded product to a predetermined temperature, the reactive compound is added to the kneaded product. And kneading | mixing with a two-roll etc. prepares a norbornene-type polymer composition. In this state, the reactive compound is liquid. Thereafter, the prepared norbornene-based polymer composition is filled in a mold and crosslinked by press molding under predetermined conditions. In addition, what is necessary is just to determine a crosslinking method suitably according to the kind of reactive compound.

次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。   Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

<ノルボルネン系ポリマー成形体の製造>
[実施例1〜3]
下記の表1に示す原料から、実施例1〜3のノルボルネン系ポリマー成形体を製造した。まず、ノルボルネン系ポリマー(アストロテック社製「ノーソレックスNS」)に、可塑剤のパラフィン系プロセスオイル(出光興産(株)製「ダイアナ(登録商標)プロセスオイルNM280」)を加えて、約160℃下、ニーダーにて混練りした。なお、実施例2、3については、さらに導電剤のケッチェンブラック(ケッチェンブラックインターナショナル(株)製「ケッチェンブラックEC300J」)をも加えて、混練りした。次に、混練物をニーダーから取り出して、混練物の温度を60〜70℃まで下げた後、三種の反応性化合物(A)〜(C)を加えて、二本ロールにて混練りした。得られたノルボルネン系ポリマー組成物を、金型に充填して、170℃下でプレス成形することにより架橋した。使用した反応性化合物(A)〜(C)は、以下の通りである。
反応性化合物(A):1,3ジ(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(日油(株)製「パーブチル(登録商標)P」)
反応性化合物(B):トリアリルイソシアヌレート(日本化成(株)製「TAIC(登録商標)」)
反応性化合物(C):トリメチロールプロパントリメタクリレート(精工化学(株)製「ハイクロスM」)
[比較例1]
上記実施例1〜3において使用したノルボルネン系ポリマーのみを、約160℃下、ニーダーにて混練りした後、金型に充填して、170℃下でプレス成形した。
<Manufacture of norbornene-based polymer moldings>
[Examples 1 to 3]
From the raw materials shown in Table 1 below, norbornene-based polymer molded bodies of Examples 1 to 3 were produced. First, a plasticizer paraffin-based process oil (“Diana (registered trademark) process oil NM280” manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) is added to a norbornene-based polymer (“NOSOLEX NS” manufactured by Astrotech Co., Ltd.), and about 160 ° C. Below, it knead | mixed with the kneader. In Examples 2 and 3, the conductive agent Ketjen Black (“Ketjen Black EC300J” manufactured by Ketjen Black International Co., Ltd.) was also added and kneaded. Next, the kneaded product was taken out from the kneader, and after the temperature of the kneaded product was lowered to 60 to 70 ° C., three kinds of reactive compounds (A) to (C) were added, and kneaded with two rolls. The obtained norbornene-based polymer composition was filled in a mold and cross-linked by press molding at 170 ° C. The reactive compounds (A) to (C) used are as follows.
Reactive compound (A): 1,3 di (2-t-butylperoxyisopropyl) benzene (“Perbutyl (registered trademark) P” manufactured by NOF Corporation)
Reactive compound (B): triallyl isocyanurate (“TAIC (registered trademark)” manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.)
Reactive compound (C): Trimethylolpropane trimethacrylate (“Hi-Cross M” manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.)
[Comparative Example 1]
Only the norbornene-based polymer used in Examples 1 to 3 above was kneaded with a kneader at about 160 ° C., then filled in a mold, and press-molded at 170 ° C.

[比較例2〜4]
反応性化合物を配合しない点以外は、上記実施例1と同様にして、ノルボルネン系ポリマー組成物を調製した。その後、調製したノルボルネン系ポリマー組成物を、金型に充填して、プレス成形した。この際、比較例2については成形温度を170℃とし、比較例3、4については成形温度を200℃にした。
[Comparative Examples 2 to 4]
A norbornene-based polymer composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that no reactive compound was added. Thereafter, the prepared norbornene-based polymer composition was filled in a mold and press-molded. At this time, the molding temperature was set to 170 ° C. for Comparative Example 2, and the molding temperature was set to 200 ° C. for Comparative Examples 3 and 4.

[比較例5〜7]
反応性化合物に替えて、硫黄および加硫促進剤を配合して、ノルボルネン系ポリマー成形体を製造した。まず上記実施例と同じノルボルネン系ポリマーおよび可塑剤に、加硫促進剤(a)を加えて、約160℃下、ニーダーにて混練りした。次に、混練物をニーダーから取り出して、混練物の温度を60〜70℃まで下げた後、硫黄(鶴見化学工業(株)製)、および加硫促進剤(b)〜(d)を加えて、二本ロールにて混練りした。得られたノルボルネン系ポリマー組成物を、金型に充填して、170℃下でプレス成形することにより架橋した。使用した加硫促進剤(a)〜(d)は、以下の通りである。
加硫促進剤(a):酸化亜鉛2種(三井金属鉱業(株)製)
加硫促進剤(b):テトラエチルチウラムジスルフィド(大内新興化学工業(株)製「ノクセラー(登録商標)TET」
加硫促進剤(c):ジエチルジチオカルバミン酸テルル(川口化学工業(株)製「アクセル(登録商標)TL−PT」)
加硫促進剤(d):ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド(大内新興化学工業(株)製「ノクセラーDM」)
[比較例8]
ノルボルネン系ポリマーに替えて、液状ウレタンポリマー(ディアプレックス社製「ダイアリィMP5510」)を使用して、注型法により、ウレタンポリマー成形体を製造した。成形温度は、140℃とした。
[Comparative Examples 5 to 7]
Instead of the reactive compound, sulfur and a vulcanization accelerator were blended to produce a norbornene polymer molded body. First, the vulcanization accelerator (a) was added to the same norbornene polymer and plasticizer as in the above examples, and the mixture was kneaded at about 160 ° C. with a kneader. Next, after taking out the kneaded material from the kneader and lowering the temperature of the kneaded material to 60 to 70 ° C., sulfur (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.) and vulcanization accelerators (b) to (d) are added. And kneaded with two rolls. The obtained norbornene-based polymer composition was filled in a mold and cross-linked by press molding at 170 ° C. The used vulcanization accelerators (a) to (d) are as follows.
Vulcanization accelerator (a): 2 types of zinc oxide (Mitsui Metal Mining Co., Ltd.)
Vulcanization accelerator (b): Tetraethylthiuram disulfide ("Noxer (registered trademark) TET" manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
Vulcanization accelerator (c): Tellurium diethyldithiocarbamate (“Axel (registered trademark) TL-PT” manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.)
Vulcanization accelerator (d): di-2-benzothiazolyl disulfide (“Noxeller DM” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
[Comparative Example 8]
In place of the norbornene-based polymer, a urethane polymer molded body was produced by a casting method using a liquid urethane polymer ("Diary MP5510" manufactured by Diaplex). The molding temperature was 140 ° C.

表1に、使用した原料、その配合量、および成形方法を示す。また、後述する評価結果についてもまとめて示す。

Figure 2011178939
Table 1 shows the raw materials used, their blending amounts, and molding methods. Moreover, the evaluation result mentioned later is also shown collectively.
Figure 2011178939

<評価方法>
[混練性]
実施例1については、ノルボルネン系ポリマーと可塑剤とを混練した時、実施例2、3については、さらに導電剤を配合して混練した時における、混練性を評価した。また、比較例1については、ノルボルネン系ポリマーのみを混練した時、比較例2〜4については、ノルボルネン系ポリマーと可塑剤とを混練した時、比較例5〜7については、さらに加硫促進剤(a)の酸化亜鉛2種を配合して混練した時における、混練性を評価した。評価は、混練状態を目視で観察して行った。原料の分散状態が良く、混練物にまとまりがある状態を良好とし(表1中○印で示す)、原料の分散状態が悪く、混練物にまとまりがない状態を不良とした(表1中×印で示す)。
<Evaluation method>
[Kneadability]
For Example 1, the kneadability was evaluated when the norbornene polymer and the plasticizer were kneaded, and for Examples 2 and 3, the conductive agent was further blended and kneaded. For Comparative Example 1, only the norbornene polymer was kneaded. For Comparative Examples 2 to 4, when the norbornene polymer and the plasticizer were kneaded, for Comparative Examples 5 to 7, further vulcanization accelerators were used. The kneadability when the two types of zinc oxide (a) were blended and kneaded was evaluated. The evaluation was performed by visually observing the kneaded state. The dispersion state of the raw materials is good and the kneaded product is in a good state (indicated by a circle in Table 1), and the raw material dispersion state is poor and the kneaded material is not in a cohesive state (in Table 1 × Marked with a mark).

[成形性]
製造したノルボルネン系ポリマー成形体、ウレタンポリマー成形体について、成形性を評価した。評価は、各成形体を目視で観察して行った。ボイドが無く、均一なシート状に成形されている場合を良好とし(表1中○印で示す)、ボイドが混入したり、シート状に成形できなかった場合を不良とした(表1中×印で示す)。
[Formability]
The moldability of the manufactured norbornene polymer molded body and urethane polymer molded body was evaluated. Evaluation was performed by visually observing each molded body. The case where there was no void and it was formed into a uniform sheet shape was good (indicated by a circle in Table 1), and the case where a void was mixed or could not be formed into a sheet shape was bad (in Table 1 x Marked with a mark).

[体積抵抗率]
製造したノルボルネン系ポリマー成形体、ウレタンポリマー成形体の体積抵抗率を、JIS K6271(2008)に準じて測定した。測定は、直流電圧100Vを印加して行った。
[Volume resistivity]
The volume resistivity of the manufactured norbornene-based polymer molded body and urethane polymer molded body was measured according to JIS K6271 (2008). The measurement was performed by applying a DC voltage of 100V.

[ガラス転移温度]
製造したノルボルネン系ポリマー成形体、ウレタンポリマー成形体のTgを、縦振動型動的粘弾性測定装置((株)ユービーエム製「Rheogel−E4000」)を用いて測定した。得られた損失弾性率E”の曲線に現れるピーク温度を、Tgとした。
[Glass-transition temperature]
Tg of the produced norbornene-based polymer molded body and urethane polymer molded body was measured using a longitudinal vibration type dynamic viscoelasticity measuring apparatus (“Rheogel-E4000” manufactured by UBM). The peak temperature appearing in the obtained loss elastic modulus E ″ curve was defined as Tg.

[形状制御性]
測定したTgの値に基づいて、各成形体における形状制御性を評価した。評価は、Tgが35℃以上45℃以下の場合を良好とし(表1中○印で示す)、それ以外の場合を不良とした(表1中×印で示す)。
[Shape controllability]
Based on the measured Tg value, the shape controllability of each molded body was evaluated. Evaluation was made good when Tg was 35 ° C. or higher and 45 ° C. or lower (indicated by a circle in Table 1), and otherwise poor (indicated by a cross in Table 1).

<評価結果>
表1に示すように、実施例1〜3については、混練性、成形性のいずれも良好であった。特に、実施例2、3については、導電剤も略均一に分散されていた。そして、実施例2、3の成形体については、体積抵抗率が小さくなった。これにより、実施例2、3の成形体は、導電性を有することが確認された。また、実施例1〜3の成形体のTgは、35℃以上45℃以下の範囲内であった。つまり、実施例1〜3の成形体については、形状制御性も良好であった。
<Evaluation results>
As shown in Table 1, in Examples 1 to 3, both the kneadability and the moldability were good. In particular, in Examples 2 and 3, the conductive agent was also dispersed substantially uniformly. And about the molded object of Example 2, 3, the volume resistivity became small. Thereby, it was confirmed that the molded object of Example 2, 3 has electroconductivity. Moreover, Tg of the molded bodies of Examples 1 to 3 was in the range of 35 ° C. or higher and 45 ° C. or lower. That is, the shape controllability was also good for the molded bodies of Examples 1 to 3.

一方、ノルボルネン系ポリマーのみを混練した比較例1については、ポリマー粒子が融着しにくく、まとまった混練物にはならなかった。したがって、シート状に成形することもできなかった。また、比較例2についても、混練性は改善されなかった。これは、可塑剤の配合量が少ないためと考えられる。可塑剤の配合量が増加された比較例3、4については、混練性、成形性は良好であった。しかし、可塑剤の配合量が増加されたため、Tgが急激に低下して、形状制御性は不良になった。   On the other hand, in Comparative Example 1 in which only the norbornene-based polymer was kneaded, the polymer particles were difficult to fuse and did not form a kneaded product. Therefore, it could not be formed into a sheet. Also, in Comparative Example 2, the kneadability was not improved. This is presumably because the amount of the plasticizer is small. About Comparative Examples 3 and 4 in which the blending amount of the plasticizer was increased, the kneadability and moldability were good. However, since the blending amount of the plasticizer was increased, Tg was rapidly decreased and the shape controllability became poor.

また、比較例5〜7については、混練性は良好であった。しかし、硫黄および加硫促進剤(a)〜(d)は、三官能以上の化合物ではない。よって、反応性化合物と比較して、架橋により、三次元網目構造を効率よく導入させることができない。このため、比較例5の成形体のTgは低くなった。また、硫黄および加硫促進剤(b)〜(d)は、混練時に液状ではない。したがって、Tgを上昇させるために、硫黄の配合量を増加すると、比較例6の成形体のように、成形性が低下した。さらに、成形性を改善するために、可塑剤の配合量を増加すると、比較例7の成形体のように、再びTgが低下した。このように、硫黄および加硫促進剤(a)〜(d)を配合した比較例5〜7の成形体については、成形性とTgとを両立させることはできなかった。   Moreover, about the comparative examples 5-7, the kneadability was favorable. However, sulfur and vulcanization accelerators (a) to (d) are not trifunctional or higher functional compounds. Therefore, compared with a reactive compound, a three-dimensional network structure cannot be efficiently introduced by crosslinking. For this reason, the Tg of the molded body of Comparative Example 5 was low. Moreover, sulfur and vulcanization accelerators (b) to (d) are not liquid during kneading. Therefore, when the compounding amount of sulfur was increased in order to increase Tg, the moldability decreased as in the molded body of Comparative Example 6. Furthermore, when the compounding amount of the plasticizer was increased in order to improve moldability, the Tg decreased again as in the molded body of Comparative Example 7. Thus, about the molded object of Comparative Examples 5-7 which mix | blended sulfur and the vulcanization accelerator (a)-(d), it was not able to make moldability and Tg compatible.

また、比較例8のウレタンポリマー成形体については、Tgが高く、形状制御性は不良であった。   Moreover, about the urethane polymer molded object of the comparative example 8, Tg was high and shape controllability was unsatisfactory.

以上より、本発明のノルボルネン系ポリマー成形体は、混練性および成形性に優れ、実用的な温度で形状記憶性が発揮できるTgを有することが確認された。   From the above, it was confirmed that the norbornene-based polymer molded product of the present invention has a Tg that is excellent in kneadability and moldability and that can exhibit shape memory at a practical temperature.

本発明のノルボルネン系ポリマー成形体によると、Tgより高い温度で変形させた後、Tg以下の温度に冷却することにより、その変形を固定することができる。そして、再びTgより高い温度に加熱すれば、変形前の形状に回復させることができる。例えば、本発明のノルボルネン系ポリマー成形体のTgを、35℃以上45℃以下の範囲に設定すれば、室温よりやや高めの温度領域で形状を制御することができるため、実用性が高い。本発明のノルボルネン系ポリマー成形体は、例えば、介護アシストデバイス、玩具、人形、造花、感熱センサ、各種型取り材等に好適である。   According to the norbornene-based polymer molded article of the present invention, the deformation can be fixed by being deformed at a temperature higher than Tg and then cooled to a temperature equal to or lower than Tg. And if it heats to temperature higher than Tg again, it can be made to recover to the shape before a deformation | transformation. For example, if the Tg of the norbornene-based polymer molded body of the present invention is set in the range of 35 ° C. or higher and 45 ° C. or lower, the shape can be controlled in a temperature range slightly higher than room temperature, and thus the practicality is high. The norbornene-based polymer molded product of the present invention is suitable for, for example, a care assist device, a toy, a doll, artificial flowers, a thermal sensor, and various molding materials.

Claims (7)

ノルボルネン系ポリマーと、可塑剤と、該ノルボルネン系ポリマーのラジカル架橋反応に寄与し、該ノルボルネン系ポリマーとの混練時に液状であって、少なくとも一種が三官能以上である反応性化合物と、を含むノルボルネン系ポリマー組成物を、架橋させてなることを特徴とするノルボルネン系ポリマー成形体。   Norbornene comprising a norbornene-based polymer, a plasticizer, and a reactive compound that contributes to radical crosslinking reaction of the norbornene-based polymer and is liquid when kneaded with the norbornene-based polymer and at least one of which is trifunctional or higher A norbornene-based polymer molded article obtained by crosslinking a polymer-based polymer composition. 前記反応性化合物は、室温で液状の三官能化合物を含む請求項1に記載のノルボルネン系ポリマー成形体。   The norbornene-based polymer molded article according to claim 1, wherein the reactive compound includes a trifunctional compound that is liquid at room temperature. 前記反応性化合物は、融点が80℃以下の有機過酸化物を含む請求項1または請求項2に記載のノルボルネン系ポリマー成形体。   The norbornene-based polymer molded article according to claim 1 or 2, wherein the reactive compound contains an organic peroxide having a melting point of 80 ° C or lower. 前記ノルボルネン系ポリマー組成物における前記反応性化合物の配合量は、前記ノルボルネン系ポリマーの100質量部に対して、10質量部以上30質量部以下である請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のノルボルネン系ポリマー成形体。   The compounding quantity of the said reactive compound in the said norbornene-type polymer composition is 10 to 30 mass parts with respect to 100 mass parts of the said norbornene-type polymer. Norbornene polymer molded product. 前記ノルボルネン系ポリマー組成物における前記可塑剤の配合量は、前記ノルボルネン系ポリマーの100質量部に対して、20質量部以上30質量部以下である請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のノルボルネン系ポリマー成形体。   The blending amount of the plasticizer in the norbornene-based polymer composition is 20 parts by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the norbornene-based polymer. Norbornene polymer molding. 前記ノルボルネン系ポリマー組成物は、さらに、導電剤を含む請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のノルボルネン系ポリマー成形体。   The norbornene-based polymer molded article according to any one of claims 1 to 5, wherein the norbornene-based polymer composition further contains a conductive agent. ガラス転移温度は、35℃以上45℃以下である請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のノルボルネン系ポリマー成形体。   The norbornene-based polymer molded article according to any one of claims 1 to 6, wherein the glass transition temperature is 35 ° C or higher and 45 ° C or lower.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110016196A (en) * 2019-04-02 2019-07-16 青岛科技大学 A kind of shape memory material and preparation method thereof

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