DE112018002879T5 - METHOD FOR FORMING A POLYMER BRUSH LAYER - Google Patents
METHOD FOR FORMING A POLYMER BRUSH LAYER Download PDFInfo
- Publication number
- DE112018002879T5 DE112018002879T5 DE112018002879.8T DE112018002879T DE112018002879T5 DE 112018002879 T5 DE112018002879 T5 DE 112018002879T5 DE 112018002879 T DE112018002879 T DE 112018002879T DE 112018002879 T5 DE112018002879 T5 DE 112018002879T5
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- polymer brush
- brush layer
- substrate
- monomer
- polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
- B05D1/12—Applying particulate materials
- B05D1/14—Flocking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/18—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
- B05D3/0254—After-treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
- B05D5/08—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2203/00—Other substrates
- B05D2203/30—Other inorganic substrates, e.g. ceramics, silicon
- B05D2203/35—Glass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2401/00—Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like
- B05D2401/10—Organic solvent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2518/00—Other type of polymers
- B05D2518/10—Silicon-containing polymers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Bilden einer Polymerbürstenschicht auf einer Oberfläche eines Substrats bereit, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bilden einer Schicht auf dem Substrat, wobei die Schicht aus einer Lösung oder Dispersion eines Monomers, das in einem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist, gebildet wird; und Polymerisieren des in der Lösung oder der Dispersion enthaltenen Monomers in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel, um eine Polymerbürstenschicht mit einer Dicke von 20 µm oder weniger auf mindestens einem Teil der Oberfläche des Substrats zu bilden.The present invention provides a method of forming a polymer brush layer on a surface of a substrate, the method comprising the steps of: forming a layer on the substrate, the layer comprising a solution or dispersion of a monomer mixed or dispersed in a non-volatile solvent is, is formed; and polymerizing the monomer contained in the solution or the dispersion in the non-volatile solvent to form a polymer brush layer having a thickness of 20 µm or less on at least a part of the surface of the substrate.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bildungsverfahren für eine Polymerbürstenschicht, mit dem eine Polymerbürstenschicht mit einem niedrigen dynamischen Reibungskoeffizienten erfolgreich gebildet werden kann.The present invention relates to a method of forming a polymer brush layer by which a polymer brush layer having a low dynamic friction coefficient can be successfully formed.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Es ist allgemein bekannt, dass Gleitflächen mit einer Polymerbürstenschicht einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisen. Zum Beispiel offenbart Patentdokument 1 eine Gleitstruktur, die einen Block mit einer Polymerbürstenbeschichtung auf einer DLC-Si-Beschichtung und einen Ring mit einer ähnlichen Polymerbürstenbeschichtung umfasst.It is well known that sliding surfaces with a polymer brush layer have a low coefficient of friction. For example, Patent Document 1 discloses a sliding structure that includes a block with a polymer brush coating on a DLC-Si coating and a ring with a similar polymer brush coating.
In Patentdokument 2 wird eine detaillierte Untersuchung eines Gleitmechanismus zwischen Polymerbürstenschichten unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops durchgeführt, und die darin offenbarte Technik ermöglicht ein Gleiten im Mikrometerbereich zwischen solchen Polymerbürstenschichten, das ein Rasterkraftmikroskop messen kann.In Patent Document 2, a detailed study of a sliding mechanism between polymer brush layers is performed using an atomic force microscope, and the technique disclosed therein enables micrometer sliding between such polymer brush layers that an atomic force microscope can measure.
VERWANDTE DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIKRELATED DOCUMENTS OF THE PRIOR ART
PATENTDOKUMENTPatent Document
-
Patentdokument 1:
Patent document 1:JP-A 2012-56165 JP-A 2012-56165 -
Patentdokument 2:
Patent document 2:JP-A 2006-316169 JP-A 2006-316169
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEMEPROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION
Leider sind die Techniken der Patentdokumente
Als Reaktion auf die oben genannten Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bildungsverfahren für eine Polymerbürstenschicht bereitzustellen, mit dem eine Polymerbürstenschicht mit einem niedrigen dynamischen Reibungskoeffizienten erfolgreich gebildet werden kann.In response to the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide a polymer brush layer forming method by which a polymer brush layer having a low dynamic friction coefficient can be successfully formed.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEMEMEANS TO SOLVE THE PROBLEMS
Als ein Ergebnis intensiver Studien, um die obige Aufgabe zu erreichen, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass eine Polymerbürstenschicht mit einem niedrigen dynamischen Reibungskoeffizienten erfolgreich gebildet werden kann, indem eine Lösung oder Dispersion eines Monomers, das in einem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist, verwendet wird, und das in der Lösung oder der Dispersion enthaltene Monomer in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel auf einem Substrat polymerisiert wird. Diese Feststellung hat zur Fertigstellung der vorliegenden Erfindung geführt.As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have found that a polymer brush layer having a low dynamic coefficient of friction can be successfully formed by a solution or dispersion of a monomer mixed or dispersed in a non-volatile solvent is used, and the monomer contained in the solution or the dispersion is polymerized in the non-volatile solvent on a substrate. This finding has led to the completion of the present invention.
Insbesondere stellt der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Bilden einer Polymerbürstenschicht auf einer Oberfläche eines Substrats bereit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Bilden einer Schicht auf dem Substrat, wobei die Schicht aus einer Lösung oder Dispersion eines Monomers, das in einem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist, gebildet wird;
- und Polymerisieren des in der Lösung oder der Dispersion enthaltenen Monomers in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel, um eine Polymerbürstenschicht mit einer Dicke von 20 µm oder weniger auf mindestens einem Teil der Oberfläche des Substrats zu bilden.
- Forming a layer on the substrate, the layer being formed from a solution or dispersion of a monomer mixed or dispersed in a non-volatile solvent;
- and polymerizing the monomer contained in the solution or the dispersion in the non-volatile solvent to form a polymer brush layer having a thickness of 20 µm or less on at least a part of the surface of the substrate.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Bilden einer Polymerbürstenschicht auf den Innenflächen von Poren eines kontinuierlichen porösen Körpers oder ein Verfahren zum Bilden einer Polymerbürstenschicht auf der Innenfläche eines röhrenförmigen Körpers bereit, wobei die Verfahren die folgenden Schritte umfassen:
- Ermöglichen, dass eine Lösung oder Dispersion eines Monomers, das in einem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist, in den kontinuierlichen porösen Körper oder den röhrenförmigen Körper eindringt; und
- Polymerisieren des Monomers, das in der Lösung oder Dispersion enthalten ist, in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel, um eine Polymerbürstenschicht auf mindestens einem Teil der Innenflächen der Poren des kontinuierlichen porösen Körpers zu bilden, oder um eine Polymerbürstenschicht auf mindestens einem Teil der Innenfläche des röhrenförmigen Körpers zu bilden.
- Allowing a solution or dispersion of a monomer mixed or dispersed in a non-volatile solvent to enter the continuous porous body or the tubular body; and
- Polymerizing the monomer contained in the solution or dispersion in the non-volatile solvent to form a polymer brush layer on at least a portion of the inner surfaces of the pores of the continuous porous body or a polymer brush layer on at least a portion of the inner surface of the tubular body form.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNGEFFECTS OF THE INVENTION
Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Bildungsverfahren für eine Polymerbürstenschicht bereitstellen, mit dem eine Polymerbürstenschicht mit einem niedrigen dynamischen Reibungskoeffizienten erfolgreich gebildet werden kann.The first aspect of the present invention can provide a polymer brush layer forming method by which a polymer brush layer having a low dynamic coefficient of friction can be successfully formed.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Polymerbürstenschicht mit einem niedrigen dynamischen Reibungskoeffizienten erfolgreich innerhalb eines kontinuierlichen porösen Körpers oder eines röhrenförmigen Körpers gebildet werden, und als ein Ergebnis kann der Innenseite des kontinuierlichen porösen Körpers oder der Innenseite des röhrenförmigen Körpers eine gewünschte Funktion verliehen werden.According to the second aspect of the present invention, a polymer brush layer having a low dynamic friction coefficient can be successfully formed inside a continuous porous body or a tubular body, and as a result, a desired function can be given to the inside of the continuous porous body or the inside of the tubular body ,
Figurenlistelist of figures
-
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Polymerbürstenschicht, die durch ein Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet wurde, veranschaulicht.1 12 is a schematic view illustrating a polymer brush layer formed by a method according to the first embodiment of the present invention. -
2 ist eine schematische Ansicht, die eine Polymerbürstenschicht, die durch ein Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet wurde, veranschaulicht.2 12 is a schematic view illustrating a polymer brush layer formed by a method according to the second embodiment of the present invention.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS
<Erste Ausführungsform><First embodiment>
Die folgende Beschreibung beschreibt die erste Ausführungsform mit Bezug auf diese Figuren.The following description describes the first embodiment with reference to these figures.
Das Substrat
Die Polymerbürstenschicht
Das Verfahren zum Bilden einer Polymerbürstenschicht gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Verfahren zum Bilden der Polymerbürstenschicht
- Bilden einer Schicht auf dem
Substrat 10 , wobei die Schicht aus einer Lösung oder Dispersion eines Monomers, das in einem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist, gebildet wird; und - Polymerisieren des in der Lösung oder der Dispersion enthaltenen Monomers in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel auf dem
Substrat 10 , um diePolymerbürstenschicht 20 mit einer Dicke von 20 um oder weniger auf mindestens einem Teil der Oberfläche desSubstrats 10 zu bilden.
- Form a layer on the
substrate 10 the layer being formed from a solution or dispersion of a monomer mixed or dispersed in a non-volatile solvent; and - Polymerizing the monomer contained in the solution or the dispersion in the non-volatile solvent on the
substrate 10 to thepolymer brush layer 20 with a thickness of 20 µm or less on at least a part of the surface of thesubstrate 10 to build.
In der ersten Ausführungsform wird, um die Polymerbürstenschicht
Gemäß der ersten Ausführungsform, da das Monomer in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel polymerisiert wird, kann die Dicke der resultierenden Polymerbürstenschicht
Wenn das Monomer in einem flüchtigen Lösungsmittel anstelle des nichtflüchtigen Lösungsmittels polymerisiert wird, wird eine Lösung hergestellt, indem das Monomer in dem flüchtigen Lösungsmittel gelöst wird, und eine große Menge der Lösung muss verwendet werden, damit die Polymerisationsreaktion fortgesetzt werden kann, während das Substrat
Im Gegensatz dazu kann das Bildungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform die oben genannten Probleme effektiv lösen, und ermöglicht daher die Bildung von Polymerpfropfketten mit einem hohen Molekulargewicht und einer engen Molekulargewichtsverteilung. Da die Polymerpfropfketten mit einem hohen Molekulargewicht und einer engen Molekulargewichtsverteilung gebildet werden können, weist die resultierende Polymerbürstenschicht
Im Hinblick auf eine weitere Reduzierung des dynamischen Reibungskoeffizienten während des Gleitens beträgt das zahlenmittlere Molekulargewicht (Mn) der Polymerpfropfketten, die die Polymerbürstenschicht
Das zahlenmittlere Molekulargewicht (Mn), das gewichtsmittlere Molekulargewicht (Mw) und die Molekulargewichtsverteilung (Mw/Mn) der Polymerpfropfketten, die die Polymerbürstenschicht
Die Flächenbelegung relativ zu der Fläche der Oberfläche des Substrats
Das Monomer zur Bildung der Polymerpfropfketten, die die Polymerbürstenschicht
[In der allgemeinen Formel (1) stellt m eine ganze Zahl von 1 bis 10 dar, stellt n eine ganze Zahl von 1 bis 5 dar, stellt R1 ein Wasserstoffatom oder eine C1 bis C3-Alkylgruppe dar und stellen R2, R3 und R4 eine C1 bis C5-Alkylgruppe dar. R2, R3 und R4 können ein oder mehrere Heteroatom(e), ausgewählt aus einem Sauerstoffatom, einem Schwefelatom und einem Fluoratom, enthalten, und zwei oder mehr von R2, R3 und R4 können unter Bildung einer Ringstruktur verknüpft sein. Y stellt ein einwertiges Anion dar.][In the general formula (1), m represents an integer from 1 to 10, n represents an integer from 1 to 5, R 1 represents a hydrogen atom or a C 1 to C 3 alkyl group, and R 2 represents R 3 and R 4 represent a C 1 to C 5 alkyl group. R 2 , R 3 and R 4 may contain one or more heteroatoms selected from an oxygen atom, a sulfur atom and a fluorine atom, and two or more of R 2 , R 3 and R 4 can be linked to form a ring structure. Y represents a monovalent anion.]
Das einwertige Anion Y in der allgemeinen Formel (1) ist nicht besonders beschränkt, und es kann jedes der folgenden Anionen verwendet werden: BF4 -, PF6 -, AsF6 -, SbF6 -, AlCl4 -, NbF6 -, HSO4 -, ClO4 -, CH3SO3 -, CF3SO3 -, CF3CO2 -, (CF3SO2)2N-, Cl-, Br-, I-und dergleichen. In Bezug auf den Dissoziationsgrad in einer flüssigen Substanz, der durch das Quellen des Pfropfpolymers mit der flüssigen Substanz verursacht wird, die Sicherheit, die Beweglichkeit und dergleichen sind BF4 -, PF6 -, (CF3SO2) 2N-, CF3SO3 - und CF3CO2 - besonders geeignet.The monovalent anion Y in the general formula (1) is not particularly limited, and any of the following anions can be used: BF 4 - , PF 6 - , AsF 6 - , SbF 6 - , AlCl 4 - , NbF 6 - , HSO 4 - , ClO 4 - , CH 3 SO 3 - , CF 3 SO 3 - , CF 3 CO 2 - , (CF 3 SO 2 ) 2 N - , Cl - , Br - , I - and the like. Regarding the degree of dissociation in a liquid substance caused by swelling of the graft polymer with the liquid substance, safety, mobility and the like are BF 4 - , PF 6 - , (CF 3 SO 2 ) 2 N - , CF 3 SO 3 - and CF 3 CO 2 - particularly suitable.
Unter den Verbindungen, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt sind, werden in Bezug auf eine größere Wirkung bei der Verringerung des Reibungskoeffizienten der Gleitfläche die Verbindungen, die durch die allgemeinen Formeln (2) bis (9) dargestellt sind, besonders geeignet verwendet. Jede dieser Verbindungen kann einzeln oder in Kombination verwendet werden.
[In den allgemeinen Formeln (2) bis (9) sind m, R1, R2 und
Das nichtflüchtige Lösungsmittel kann jedes Lösungsmittel mit einem Dampfdruck bei 25°C von weniger als 10 Pa sein. Bevorzugt sind Lösungsmittel mit einem Dampfdruck bei 25°C von weniger als 1 Pa. Im Hinblick auf die ausgezeichnete Nichtflüchtigkeit und die hohe Fähigkeit, verschiedene Monomere zu lösen, ist eine ionische Flüssigkeit bevorzugt.The non-volatile solvent can be any solvent with a vapor pressure at 25 ° C of less than 10 Pa. Solvents with a vapor pressure at 25 ° C. of less than 1 Pa are preferred. An ionic liquid is preferred in view of the excellent non-volatility and high ability to dissolve various monomers.
In der ersten Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, dass das Monomer mit einer ionischen dissoziierbaren Gruppe als das Monomer zur Bildung der Polymerbürstenschicht
In der ersten Ausführungsform wird das Monomer zur Bildung der Polymerpfropfketten in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel polymerisiert, während das Monomer in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist. Das bei der Polymerisation verwendete nichtflüchtige Lösungsmittel wird vorzugsweise dagelassen, ohne entfernt zu werden. In diesem Fall werden in der schließlich erhaltenen Polymerbürstenschicht
So ist beispielsweise die ionische Flüssigkeit vorzugsweise eine ionische Flüssigkeit, die durch die nachstehende allgemeine Formel (10) dargestellt ist und einen Schmelzpunkt von 50°C oder weniger, vorzugsweise 25°C oder weniger, aufweist.
[In der allgemeinen Formel (10) stellen R3 bis R6, die gleich oder verschieden sein können, eine C1 bis Cs-Alkylgruppe oder eine Alkoxyalkylgruppe, die durch R'-O-(CH2)n- dargestellt ist (worin R' eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe darstellt und n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist) dar, und können zwei beliebige von R3, R9, R5 und R6 einen Ring bilden, vorausgesetzt, dass mindestens eines von R3 bis R6 die Alkoxyalkylgruppe ist. X ist ein Stickstoffatom oder ein Phosphoratom und Y ist ein einwertiges Anion.][In the general formula (10), R 3 to R 6 , which may be the same or different, represent a C 1 to Cs alkyl group or an alkoxyalkyl group represented by R'-O- (CH 2 ) n - (wherein R 'represents a methyl group or an ethyl group and n is an integer from 1 to 4), and any two of R 3 , R 9 , R 5 and R 6 may form a ring, provided that at least one of R 3 to R 6 is the alkoxyalkyl group. X is a nitrogen atom or a phosphorus atom and Y is a monovalent anion.]
Beispiele der C1- bis Cs-Alkylgruppe umfassen eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine 2-Propylgruppe, eine Butylgruppe, eine Pentylgruppe und dergleichen. Beispiele für die durch R'-O-(CH2)n- dargestellte Alkoxyalkylgruppe umfassen eine Methoxymethyl- oder Ethoxymethylgruppe, eine Methoxyethyl- oder Ethoxyethylgruppe, eine Methoxypropyl- oder Ethoxypropylgruppe, eine Methoxybutyl- oder Ethoxybutylgruppe und dergleichen.Examples of the C 1 to Cs alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a 2-propyl group, a butyl group, a pentyl group and the like. Examples of the alkoxyalkyl group represented by R'-O- (CH 2 ) n - include a methoxymethyl or ethoxymethyl group, a methoxyethyl or ethoxyethyl group, a methoxypropyl or ethoxypropyl group, a methoxybutyl or ethoxybutyl group and the like.
Beispiele für Verbindungen, in denen zwei von R3, R4, R5 und R6 einen Ring bilden, umfassen quaternäre Ammoniumsalze mit einem Aziridinring, einem Azetidinring, einem Pyrrolidinring, einem Piperidinring oder dergleichen (wobei X ein Stickstoffatom ist); und quaternäre Phosphoniumsalze mit einem Pentamethylenphosphin (Phosphorinan) oder dergleichen (wobei X ein Phosphoratom ist).Examples of compounds in which two of R 3 , R 4 , R 5 and R 6 form a ring include quaternary ammonium salts with an aziridine ring, an azetidine ring, a pyrrolidine ring, a piperidine ring or the like (where X is a nitrogen atom); and quaternary phosphonium salts with a pentamethylene phosphine (phosphorinane) or the like (where X is a phosphorus atom).
Besonders geeignet sind quaternäre Ammoniumsalze, die als mindestens einen Substituenten eine Methoxyethylgruppe aufweisen, wobei R' eine Methylgruppe ist und n 2 ist.Quaternary ammonium salts which have a methoxyethyl group as at least one substituent are particularly suitable, where R 'is a methyl group and n is 2.
Quaternäre Ammoniumsalze, die durch die allgemeine Formel (11) dargestellt sind und eine Methylgruppe, zwei Ethylgruppen und eine Alkoxyethylgruppe als Substituenten aufweisen, werden ebenfalls in geeigneter Weise verwendet.
[In der allgemeinen Formel (11) stellt R' eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe dar, ist X ein Stickstoffatom oder ein Phosphoratom und stellt Y ein einwertiges Anion dar. Me stellt eine Methylgruppe dar und Et stellt eine Ethylgruppe dar.][In the general formula (11), R 'represents a methyl group or an ethyl group, X is a nitrogen atom or a phosphorus atom, and Y represents a monovalent anion. Me represents a methyl group and Et represents an ethyl group.]
Das einwertige Anion Y in den allgemeinen Formeln (10) und (11) ist nicht besonders begrenzt, und jedes der folgenden Anionen kann verwendet werden: BF4 -, PF6 -, AsF6 -, SbF6 -, AlCl4 -, NbF6 -, HSO4 -, ClO4 -, CH3SO3 -, CF3SO3 -, CF3CO2 -, (CF3SO2)2N-, Cl-, Br-, I- und dergleichen. In Bezug auf den Dissoziationsgrad in einem nichtwässrigen organischen Lösungsmittel, die Sicherheit, die Beweglichkeit und dergleichen sind BF4 -, PF6 -, (CF3SO2)2N-, CF3SO3 - und CF3CO2 - besonders geeignet.The monovalent anion Y in general formulas (10) and (11) is not particularly limited, and any of the following anions can be used: BF 4 - , PF 6 - , AsF 6 - , SbF 6 - , AlCl 4 - , NbF 6 - , HSO 4 - , ClO 4 - , CH 3 SO 3 - , CF 3 SO 3 - , CF 3 CO 2 - , (CF 3 SO 2 ) 2 N - , Cl - , Br - , I - and the like. BF 4 - , PF 6 - , (CF 3 SO 2 ) 2 N - , CF 3 SO 3 - and CF 3 CO 2 - are particularly suitable with regard to the degree of dissociation in a non-aqueous organic solvent, the safety, mobility and the like ,
Spezifische Beispiele für quaternäre Ammoniumsalze und quaternäre Phosphoniumsalze, die vorzugsweise unter den quaternären Salzen, die durch die allgemeinen Formeln (10) und (11) dargestellt sind, verwendet werden, umfassen die unten dargestellten Verbindungen (
Andere ionische Flüssigkeiten als die durch die allgemeine Formel (10) dargestellten Verbindungen können verwendet werden. Beispiele für solche ionischen Flüssigkeiten umfassen ionische Flüssigkeiten, die ein Imidazoliumion, dass durch die allgemeine Formel (21) dargestellt ist, enthalten, ionische Flüssigkeiten, die andere aromatische Kationen, die durch die Formeln (22) bis (27) dargestellt sind, enthalten, und dergleichen. Beispiele für Gegenanionen für die ionischen Flüssigkeiten, die ein Imidazoliumion enthalten, und für die ionischen Flüssigkeiten, die andere aromatische Kationen enthalten, umfassen die gleichen einwertigen Anionen wie die der Verbindungen, die durch die allgemeinen Formeln (10) und (11) dargestellt sind.
[In der allgemeinen Formel (21) stellt R7 eine C1-C4-Alkylgruppe oder ein Wasserstoffatom dar, und ist vorzugsweise eine Methylgruppe mit einem Kohlenstoffatom. R8 stellt eine Alkylgruppe mit C10 oder weniger dar (die gegebenenfalls eine Etherbindung enthält) und ist beispielsweise vorzugsweise eine Ethylgruppe. R9, R10 und R11 stellen unabhängig voneinander eine C1-C20-Alkylgruppe dar, die gegebenenfalls ein Sauerstoffatom aufweist. R9, R10 und R11 können ein Wasserstoffatom sein.]
In der ersten Ausführungsform kann jedes Verfahren verwendet werden, um die Schicht der Lösung oder Dispersion des Monomers, das in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist, auf dem Substrat
Jedes Verfahren kann verwendet werden, um das in der Lösung oder der Dispersion enthaltene Monomer in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel auf dem Substrat
Das Verfahren der oberflächeninitiierten, lebenden Radikalpolymerisation ist eine Technik, bei der Polymerisationsinitiationsgruppen vor der Bildung der Schicht der Lösung oder Dispersion des Monomers, das in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist, in die Oberfläche des Substrats
Jedes Verfahren kann verwendet werden, um die Polymerisationsinitiationsgruppen vor der Polymerisation durch das Verfahren der oberflächeninitiierten, lebenden Radikalpolymerisation in die Oberfläche des Substrats
Der Polymerisationsinitiator ist nicht besonders beschränkt, aber ist vorzugsweise eine Verbindung mit einer Gruppe, die in der Lage ist, an das Substrat
Wenn die Polymerisation durch das Verfahren der oberflächeninitiierten, lebenden Radikalpolymerisation durchgeführt wird, wird der vorstehend beschriebene Polymerisationsinitiator verwendet und auf der Oberfläche
Die Dicke der in der ersten Ausführungsform gebildeten Polymerbürstenschicht
Die Lösung des Monomers, das in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist, für die Polymerisation kann andere Komponenten enthalten, die für die Polymerisationsreaktion erforderlich sind, wie beispielsweise eine beliebige Art an Radikalinitiator und dergleichen.The solution of the monomer mixed or dispersed in the non-volatile solvent for the polymerization may contain other components necessary for the polymerization reaction, such as any kind of radical initiator and the like.
Die durch das Bildungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform gebildete Polymerbürstenschicht
<Zweite Ausführungsform><Second embodiment>
Folgend wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.The second embodiment of the present invention will now be described.
Das erste Substrat
Die Polymerbürstenschicht
Das Bildungsverfahren für eine Polymerbürstenschicht gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein Verfahren zum Bilden der Polymerbürstenschicht
Insbesondere umfasst das Bildungsverfahren für eine Polymerbürstenschicht gemäß der zweiten Ausführungsform die folgenden Schritte:
- Ermöglichen, dass eine Lösung oder Dispersion eines Monomers, das in einem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist, in den engen Raum eindringt, der sich über einen Abstand d von 500 µm oder weniger zwischen dem ersten Substrat
10a unddem zweiten Substrat 10b erstreckt; und - Polymerisieren des Monomers, das in der eingedrungenen Lösung oder Dispersion enthalten ist, in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel, um die
Polymerbürstenschicht 20a auf mindestens einem Teil der Oberflächen des ersten Substrats10a und des zweiten Substrats10b , die den Raum definieren, zu bilden.
- Allow a solution or dispersion of a monomer mixed or dispersed in a non-volatile solvent to enter the narrow space that is a distance d of 500 µm or less between the
first substrate 10a and thesecond substrate 10b extends; and - Polymerizing the monomer contained in the penetrated solution or dispersion in the non-volatile solvent around the
polymer brush layer 20a on at least part of the surfaces of thefirst substrate 10a and thesecond substrate 10b that define the space to form.
Gemäß dem Bildungsverfahren für eine Polymerbürste gemäß der zweiten Ausführungsform kann die Polymerbürstenschicht
In der zweiten Ausführungsform wird, um die Polymerbürstenschicht
Insbesondere wird gemäß der zweiten Ausführungsform ermöglicht, dass die Lösung oder Dispersion des in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischten oder dispergierten Monomers in einen solchen engen Raum eindringt, und das Monomer wird in dem engen Raum polymerisiert. Als ein Vorteil des engen Reaktionsraums kann die Erzeugung von Konvektionsströmungen während der Polymerisationsreaktion stark unterdrückt werden, wodurch eine Zunahme der Breite der Verteilung der resultierenden Polymerbürstenlängen (eine Zunahme der Breite der Molekulargewichtsverteilung) wirksam verhindert wird. Als Ergebnis können die Polymerpfropfketten mit einem hohen Molekulargewicht und einer engen Molekulargewichtsverteilung gebildet werden. Da die Polymerpfropfketten mit einem hohen Molekulargewicht und einer engen Molekulargewichtsverteilung gebildet werden können, weist die resultierende Polymerbürstenschicht
Im Hinblick auf eine weitere Reduzierung des dynamischen Reibungskoeffizienten während des Gleitens beträgt das zahlenmittlere Molekulargewicht (Mn) der Polymerpfropfketten, die die Polymerbürstenschicht
In der zweiten Ausführungsform wird das Monomer zur Bildung der Polymerpfropfketten in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel in dem Raum zwischen dem ersten Substrat
Insbesondere wird gemäß der zweiten Ausführungsform, da das Monomer in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel polymerisiert wird, in dem Verfahren der Bildung der Polymerbürstenschicht
Gemäß der zweiten Ausführungsform ist es bei der Bildung der Polymerbürstenschicht
Im Gegensatz dazu kann die zweite Ausführungsform ein solches Problem effektiv lösen.In contrast, the second embodiment can effectively solve such a problem.
Das Monomer zur Bildung der Polymerpfropfketten, die die Polymerbürstenschicht
Das nichtflüchtige Lösungsmittel ist nicht besonders beschränkt, und es können dieselben Lösungsmittel wie diejenigen, die in der ersten Ausführungsform oben beschrieben sind, verwendet werden. In Bezug auf eine ausgezeichnete Nichtflüchtigkeit, eine hohe Fähigkeit, verschiedene Monomere zu lösen, und eine hohe Fähigkeit, in einen engen Raum einzudringen, sind ionische Flüssigkeiten bevorzugt. Es können dieselben ionischen Flüssigkeiten verwendet werden wie diejenigen, die oben in der ersten Ausführungsform beschrieben sind.The non-volatile solvent is not particularly limited, and the same solvents as those described in the first embodiment above can be used. Ionic liquids are preferred in terms of excellent non-volatility, high ability to dissolve various monomers, and high ability to enter a narrow space. The same ionic liquids as those described above in the first embodiment can be used.
Insbesondere ist es in der zweiten Ausführungsform besonders bevorzugt, dass das Monomer mit einer ionischen dissoziierbaren Gruppe als das Monomer zur Bildung der Polymerbürstenschicht
In der zweiten Ausführungsform kann jedes Verfahren verwendet werden, um zu ermöglichen, dass die Lösung oder Dispersion, in der das Monomer zur Bildung der Polymerpfropfketten, die die Polymerbürstenschicht
In der zweiten Ausführungsform kann das in der Lösung oder Dispersion enthaltene Monomer, das in einen solchen Raum eingedrungen ist, in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel durch ein beliebiges Verfahren polymerisiert werden. Beispiele hierfür umfassen das oben in der ersten Ausführungsform beschriebene Verfahren der oberflächeninitiierten lebenden Radikalpolymerisation und dergleichen.In the second embodiment, the monomer contained in the solution or dispersion which has entered such a space can be in the non-volatile solvent by any method be polymerized. Examples of this include the surface-initiated living radical polymerization method and the like described above in the first embodiment.
Insbesondere werden in der zweiten Ausführungsform Polymerisationsinitiationsgruppen vor dem Eindringen der Lösung oder Dispersion des Monomers, das in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist, in die Oberflächen des ersten Substrats
Jedes Verfahren kann verwendet werden, um die Polymerisationsinitiationsgruppen in die Oberfläche des ersten Substrats
Der Polymerisationsinitiator ist nicht besonders beschränkt, und es können beispielsweise die gleichen Polymerisationsinitiatoren wie diejenigen, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, verwendet werden.The polymerization initiator is not particularly limited, and for example, the same polymerization initiators as those described in the first embodiment can be used.
Wenn die Polymerisation mit dem Verfahren der oberflächeninitiierten lebenden Radikalpolymerisation durchgeführt wird, wird der vorstehend beschriebene Polymerisationsinitiator verwendet, um die Polymerisationsinitiationsgruppen in die Oberflächen des ersten Substrats
In der wie vorstehend beschrieben gebildeten Polymerbürstenschicht
Die Lösung des Monomers, das in dem bei der Polymerisation verwendeten nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist, kann andere für die Polymerisationsreaktion notwendige Komponenten enthalten, wie beispielsweise eine beliebige Art von Radikalinitiator und dergleichen.The solution of the monomer mixed or dispersed in the non-volatile solvent used in the polymerization may contain other components necessary for the polymerization reaction, such as any kind of radical initiator and the like.
Im Aspekt der zweiten Ausführungsform, die vorstehend als ein Beispiel beschrieben ist, werden mehrere Polymerpfropfketten auf jeder der Oberflächen des ersten Substrats
Die Polymerbürstenschicht, die gemäß dem Bildungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform gebildet ist, weist einen niedrigen dynamischen Reibungskoeffizienten auf und kann daher beispielsweise in geeigneter Weise als ein Gleitelement oder als eine Gleitstruktur, die als Gleitmechanismus wirkt, verwendet werden, indem das erste Substrat
<Andere Ausführungsformen> <Other Embodiments>
Obwohl in dem Aspekt der zweiten Ausführungsform, die vorstehend als Beispiel beschrieben ist, die Polymerbürstenschicht
In dem Aspekt der zweiten Ausführungsform, die vorstehend als Beispiel beschrieben ist, wird die Polymerbürstenschicht
Die vorliegende Erfindung kann auch ein Verfahren zum Bilden einer Polymerbürstenschicht auf den Innenflächen von Poren eines kontinuierlichen porösen Körpers bereitstellen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Ermöglichen, dass eine Lösung oder Dispersion eines Monomers, das in einem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist, in den kontinuierlichen porösen Körper eindringt; und
- Polymerisieren des Monomers, das in der Lösung oder der Dispersion enthalten ist, in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel, um eine Polymerbürstenschicht auf mindestens einem Teil der Innenflächen der Poren des kontinuierlichen porösen Körpers zu bilden.
- Allowing a solution or dispersion of a monomer mixed or dispersed in a non-volatile solvent to enter the continuous porous body; and
- Polymerizing the monomer contained in the solution or the dispersion in the non-volatile solvent to form a polymer brush layer on at least a part of the inner surfaces of the pores of the continuous porous body.
Der kontinuierliche poröse Körper ist nicht besonders beschränkt. Beispiele davon umfassen poröse Körper mit einem kontinuierlichen dreidimensionalen, netzartigen Gerüst und Hohlräumen oder, anders ausgedrückt, solche mit einer Monolith-Struktur und dergleichen. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann die Polymerbürstenschicht auf den Innenflächen der Poren eines solchen kontinuierlichen porösen Körpers gebildet werden, wodurch es möglich wird, die innere Porengröße der Poren des kontinuierlichen porösen Körpers einzustellen (die Porengröße kann durch Einstellen der Dicke der zu bildenden Polymerbürstenschicht eingestellt werden). Durch die Bildung der Polymerbürstenschicht auf den Innenflächen der Poren des kontinuierlichen porösen Körpers können den Innenflächen der Poren verschiedene Funktionen verliehen werden. Insbesondere kann durch das Einbringen einer funktionellen Gruppe, die einer gewünschten Funktion entspricht, in das Monomer zum Bilden der Polymerbürstenschicht die gewünschte Funktion den Innenflächen der Poren verliehen werden, wodurch es ermöglicht wird, dass der kontinuierliche poröse Körper für ein breites Anwendungsspektrum genutzt werden kann.The continuous porous body is not particularly limited. Examples thereof include porous bodies with a continuous three-dimensional, mesh-like framework and cavities or, in other words, those with a monolith structure and the like. According to the method of the present invention, the polymer brush layer can be formed on the inner surfaces of the pores of such a continuous porous body, thereby making it possible to adjust the inner pore size of the pores of the continuous porous body (the pore size can be adjusted by adjusting the thickness of the polymer brush layer to be formed become). By forming the polymer brush layer on the inner surfaces of the pores of the continuous porous body, various functions can be given to the inner surfaces of the pores. In particular, by introducing a functional group corresponding to a desired function into the monomer for forming the polymer brush layer, the desired function can be given to the inner surfaces of the pores, thereby enabling the continuous porous body to be used for a wide range of applications.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bilden einer Polymerbürstenschicht auf der Innenfläche eines röhrenförmigen Körpers bereitstellen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Ermöglichen, dass eine Lösung oder Dispersion eines Monomers, das in einem nichtflüchtigen Lösungsmittel gemischt oder dispergiert ist, in den röhrenförmigen Körper eindringt; und
- Polymerisieren des Monomers, das in der Lösung oder der Dispersion enthalten ist, in dem nichtflüchtigen Lösungsmittel, um eine Polymerbürstenschicht auf mindestens einem Teil der Innenfläche des röhrenförmigen Körpers zu bilden.
- Allowing a solution or dispersion of a monomer mixed or dispersed in a non-volatile solvent to enter the tubular body; and
- Polymerizing the monomer contained in the solution or dispersion in the non-volatile solvent to form a polymer brush layer on at least a portion of the inner surface of the tubular body.
Der röhrenförmige Körper ist nicht besonders beschränkt. Beispiele dafür umfassen Kapillarröhren, Mikroströmungskanäle und dergleichen. Gemäß dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Polymerbürstenschicht auf der Innenfläche eines solchen röhrenförmigen Körpers gebildet werden, um der Innenfläche des röhrenförmigen Körpers verschiedene Funktionen zu verleihen. Insbesondere kann durch das Einbringen einer funktionellen Gruppe, die einer gewünschten Funktion entspricht, in das Monomer zum Bilden der Polymerbürstenschicht die gewünschte Funktion der Innenfläche des röhrenförmigen Körpers verliehen werden, wodurch es ermöglicht wird, dass der röhrenförmige Körper für ein breites Anwendungsspektrum genutzt werden kann.The tubular body is not particularly limited. Examples include capillary tubes, microflow channels, and the like. According to the method according to the present invention, the polymer brush layer can be formed on the inner surface of such a tubular body to give various functions to the inner surface of the tubular body. In particular, by introducing a functional group corresponding to a desired function into the monomer for forming the polymer brush layer, the desired function of the inner surface of the tubular body can be imparted, thereby enabling the tubular body to be used for a wide range of applications.
Sowohl beim Verfahren zum Bilden einer Polymerbürstenschicht auf den Innenflächen von Poren eines kontinuierlichen porösen Körpers als auch beim Verfahren zum Bilden einer Polymerbürstenschicht auf der Innenfläche eines röhrenförmigen Körpers können dieselben Materialien und Faktoren wie diejenigen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform uneingeschränkt verwendet werden (zum Beispiel können dasselbe Monomer und nichtflüchtige Lösungsmittel wie die vorstehend beschriebenen verwendet werden, und das Polymerisationsverfahren und die Polymerisationsbedingung können die gleichen wie diejenigen in diesen Ausführungsformen sein).Both the method of forming a polymer brush layer on the inner surfaces of pores of a continuous porous body and the method of forming a polymer brush layer on the inner surface of a tubular body can use the same materials and factors as those of the first Embodiment and the second embodiment can be used without restriction (for example, the same monomer and non-volatile solvent as those described above can be used, and the polymerization method and the polymerization condition can be the same as those in these embodiments).
BEISPIELEEXAMPLES
Die folgende Beschreibung veranschaulicht die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen genauer. Diese Beispiele sollten nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden.The following description illustrates the present invention in more detail by way of examples. These examples should not be construed as limiting the present invention.
<Beispiel 1><Example 1>
Eine Menge von 0,4 g 3-((3-(Triethoxysilyl)propyl)thio)propyl-2-brom-2-methylpropanoat (BPTPE) als Polymerisationsinitiator und 20 ml Ethanol wurden gemischt, und 20 ml Ethanol, das 1,8 g Ammoniumhydroxid enthielt, wurden zu der resultierenden Lösung gegeben, um eine Lösung, die Immobilisierungsinitiator enthält, herzustellen. Ein Siliciumsubstrat wurde 18 Stunden lang in die vorbereitete Lösung, die Immobilisierungsinitiator enthält, eingetaucht, um das Siliciumsubstrat, das in die Oberfläche eingebrachte Polymerisationsinitiationsgruppen aufweist, herzustellen.An amount of 0.4 g of 3 - ((3- (triethoxysilyl) propyl) thio) propyl-2-bromo-2-methylpropanoate (BPTPE) as the polymerization initiator and 20 ml of ethanol were mixed, and 20 ml of ethanol containing 1.8 g containing ammonium hydroxide was added to the resulting solution to prepare a solution containing immobilization initiator. A silicon substrate was immersed in the prepared solution containing immobilization initiator for 18 hours to prepare the silicon substrate having surface-mounted polymerization initiation groups.
Getrennt von dem obigen wurden 16 g N,N-Diethyl-N-(2-methacryloylethyl)-N-methylammonium-bis(trifluormethylsulfonyl)imid (DEMM-TFSI) als ein Monomer mit einer ionischen dissoziierbaren Gruppe (Monomer aus ionischer Flüssigkeit), 0,013 g Ethyl-2-brom-2-methylpropionat (
Die resultierende Monomerlösung wurde auf die Oberfläche des vorstehend hergestellten Siliciumsubstrats, das die darin eingeführten Polymerisationsinitiationsgruppen aufweist, aufgebracht, und dann wurde das Substrat
Das zahlenmittlere Molekulargewicht (Mn) und die Molekulargewichtsverteilung (Mw/Mn) der freien Polymere wurden durch Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt. In der Messung wurde „Shodex GPC-101“ (erhältlich bei SHOWA DENKO K.K.) (mit zwei Säulen („Shodex OHpak SB-806M HQ“ erhältlich bei SHOWA DENKO K.K.) in Reihe geschaltet) als Messgerät verwendet, und eine 1:1 (Volumenverhältnis) Mischung aus 0,2 M Natriumnitrat in Wasser und 0,5 M Essigsäure in Acetonitril wurde als Elutionsmittel verwendet. Die Messung wurde bei 40°C durchgeführt und die Durchflussrate wurde auf 1,0 ml/min geregelt. Basierend auf den Messergebnissen wurden das zahlenmittlere Molekulargewicht (Mn) und die Molekulargewichtsverteilung (Mw/Mn) der freien Polymere unter Verwendung einer Polyethylenoxid-Kalibrierkurve, die unter Verwendung von Shodex 480II erhalten wurde, bestimmt.The number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the free polymers were determined by gel permeation chromatography (GPC). In the measurement, "Shodex GPC-101" (available from SHOWA DENKO KK) (with two columns ("Shodex OHpak SB-806M HQ" available from SHOWA DENKO KK) connected in series) was used as the measuring device, and a 1: 1 ( Volume ratio) Mixture of 0.2 M sodium nitrate in water and 0.5 M acetic acid in acetonitrile was used as the eluent. The measurement was carried out at 40 ° C and the flow rate was controlled at 1.0 ml / min. Based on the measurement results, the number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the free polymers were determined using a polyethylene oxide calibration curve obtained using Shodex 480II.
Das oben hergestellte Siliciumsubstrat mit der darauf gebildeten Polymerbürstenschicht wurde gleiten gelassen, während eine Silicakugel mit einem dünnen Silicafilm (eine Silicakugel, die durch Verbinden eines 3 µm dicken Silicadünnfilms mit einer unbehandelten Oberfläche der Silicakugel mit einem Klebstoff hergestellt wurde) mit einer unten gezeigten Belastung gegen die Oberfläche mit der darauf gebildeten Polymerbürstenschicht gedrückt wurde. Der dynamische Reibungskoeffizient wurde aus der von einer Kraftmesszelle erfassten Reibungskraft bestimmt. Die Messbedingungen waren wie im Folgenden dargestellt. Aus den Ergebnissen wurde festgestellt, dass der dynamische Reibungskoeffizient des vorliegenden Beispiels so reduziert wie 0,004 ist.
- - Messgerät: Oberflächeneigenschaftsmessgerät „TRIBOGEAR, TYP 38“ (erhältlich bei Shinto Scientific Co., Ltd.)
- - Belastung: 500 g (Oberflächendruck: 301 MPa)
- - Bewegungsgeschwindigkeit: 600 mm/min (10 mm/sec)
- - Testtemperatur: 24,0°C
- - Testfeuchtigkeit: 25%.
- - Measuring device: surface property measuring device "TRIBOGEAR, TYPE 38" (available from Shinto Scientific Co., Ltd.)
- - load: 500 g (surface pressure: 301 MPa)
- - Movement speed: 600 mm / min (10 mm / sec)
- - Test temperature: 24.0 ° C
- - Test moisture: 25%.
<Beispiel 2><Example 2>
Zwei Gleitgläser wurden vorbereitet, und ein 0,1 mm dicker Silikonkautschuk-Abstandhalter wurde zwischen die beiden Gleitgläser eingesetzt, um einen engen Raum zu bilden. Anschließend wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 eine Lösung, die einen Immobilisationsinitiator enthält, hergestellt, und die beiden Gleitgläser mit dem dazwischen beibehaltenen engen Raum wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 18 Stunden lang in die hergestellte Lösung, die einen Immobilisationsinitiator enthält, eingetaucht, um Polymerisationsinitiationsgruppen in die Oberflächen der beiden Gleitgläser einzuführen.Two sliding glasses were prepared and a 0.1 mm thick silicone rubber spacer was inserted between the two sliding glasses to form a narrow space. Then, a solution containing an immobilization initiator was prepared in the same manner as in Example 1, and the two sliding glasses with the narrow space maintained therebetween were immersed in the prepared solution containing an immobilization initiator for 18 hours in the same manner as in Example 1 contains, immersed to introduce polymerization initiation groups into the surfaces of the two sliding glasses.
Eine Monomerlösung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die hergestellte Monomerlösung wurde in der Nähe einer Öffnung des Raumes zwischen den beiden Gleitgläsern mit den darin eingeführten Polymerisationsinitiationsgruppen tropfen gelassen, wodurch das Eindringen der Monomerlösung in den Raum durch Kapillarwirkung bewirkt wurde. Anschließend wurden die beiden Gleitgläser
Das zahlenmittlere Molekulargewicht (Mn), das gewichtsmittlere Molekulargewicht (Mw) und die Molekulargewichtsverteilung (Mw/Mn) der oben erhaltenen Polymerbürstenschicht (Poly(DEMM-TFSI)) wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen und es wurde herausgefunden, dass sie im Wesentlichen gleich sind wie die von Beispiel 1. Der dynamische Reibungskoeffizient der oben erhaltenen Polymerbürstenschicht wurde gemessen und es wurde herausgefunden, dass er auf ein ähnliches Niveau wie das von Beispiel 1 reduziert war.The number average molecular weight (Mn), the weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymer brush layer (Poly (DEMM-TFSI)) obtained above were measured in the same manner as in Example 1 and were found to be are substantially the same as that of Example 1. The dynamic coefficient of friction of the polymer brush layer obtained above was measured and found to be reduced to a similar level to that of Example 1.
<Beispiel 3><Example 3>
Eine Lösung, die einen Immobilisationsinitiator enthält, wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, und ein Silica-Monolith (Größe der feinen Poren: etwa 2 µm) als ein poröses Substrat wurde in die hergestellte Lösung, die einen Immobilisationsinitiator enthält, eingetaucht, um Polymerisationsinitiationsgruppen in die Innenflächen der Poren des Silica-Monolithen einzubringen.A solution containing an immobilization initiator was prepared in the same manner as in Example 1, and a silica monolith (fine pore size: about 2 µm) as a porous substrate was immersed in the prepared solution containing an immobilization initiator to introduce polymerization initiation groups into the inner surfaces of the pores of the silica monolith.
Anschließend wurde eine Monomerlösung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Der vorstehend hergestellte Silica-Monolith mit den darin eingebrachten Polymerinitiationsgruppen wurde in die Monomerlösung eingetaucht und aus der Monomerlösung herausgezogen. Somit wurde ermöglicht, dass die Monomerlösung in die feinen Poren des Monolithen eindringen konnte. Der Monolith wurde dann 32 Stunden lang in einer Argonatmosphäre in einem Inkubator auf 70°C erwärmt, um zu ermöglichen, dass die Atomtransferradikalpolymerisation (ATRP) fortgesetzt wird, wodurch Polymerpfropfketten an den Innenflächen der feinen Poren im Silica-Monolithen gebildet wurden. So wurde eine Polymerbürstenschicht (eine Polymerbürstenschicht aus Poly(DEMM-TFSI), die mit DEME-TFSI gequollen ist) innerhalb der feinen Poren in dem Monolithen gebildet.Then a monomer solution was prepared in the same manner as in Example 1. The silica monolith prepared above with the polymer initiation groups incorporated therein was immersed in the monomer solution and pulled out of the monomer solution. This allowed the monomer solution to penetrate into the fine pores of the monolith. The monolith was then heated to 70 ° C in an argon atmosphere in an incubator for 32 hours to allow atom transfer radical polymerization (ATRP) to continue, thereby forming polymer graft chains on the inner surfaces of the fine pores in the silica monolith. Thus, a polymer brush layer (a polymer brush layer made of poly (DEMM-TFSI) swollen with DEME-TFSI) was formed within the fine pores in the monolith.
Das zahlenmittlere Molekulargewicht (Mn), das gewichtsmittlere Molekulargewicht (Mw) und die Molekulargewichtsverteilung (Mw/Mn) der oben erhaltenen Polymerbürstenschicht (Poly(DEMM-TFSI)) wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen und es wurde herausgefunden, dass sie im Wesentlichen gleich sind wie die von Beispiel 1. Der dynamische Reibungskoeffizient der oben erhaltenen Polymerbürstenschicht wurde gemessen und es wurde herausgefunden, dass er auf ein ähnliches Niveau wie das von Beispiel 1 reduziert war.The number average molecular weight (Mn), the weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymer brush layer (Poly (DEMM-TFSI)) obtained above were measured in the same manner as in Example 1 and were found to be are substantially the same as that of Example 1. The dynamic coefficient of friction of the polymer brush layer obtained above was measured and found to be reduced to a similar level to that of Example 1.
<Beispiel 4> <Example 4>
Eine Monomerlösung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die hergestellte Monomerlösung wurde auf die Oberfläche eines Siliciumsubstrats aufgetragen, das darin eingeführte Polymerisationsinitiationsgruppen aufwies und das auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt worden war, und das Substrat wurde innerhalb eines Teflonbehälters (eingetragene Marke) in einer Argonatmosphäre versiegelt. Der Behälter wurde in einem Polymerisationsbehälter mit mittlerem Druck bei 100 MPa 5 Stunden lang bei 70°C erwärmt (Polymerisationsbedingung bei mittlerem Druck), um zu ermöglichen, dass die Atomtransferradikalpolymerisation (ATRP) fortgesetzt wird, wodurch Polymerpfropfketten auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats gebildet wurden. Somit wurde eine 0,2 µm dicke Polymerbürstenschicht (eine Polymerbürstenschicht aus Poly(DEMM-TFSI), die mit DEME-TFSI gequollen ist) (die Dicke wurde basierend auf dem Molekulargewicht abgeschätzt) auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats gebildet. Das zahlenmittlere Molekulargewicht (Mn), das gewichtsmittlere Molekulargewicht (Mw) und die Molekulargewichtsverteilung (Mw/Mn) von freien Polymeren, die in diesem Verfahren gleichzeitig in dem Synthesesystem erzeugt wurden, wurden gemessen. Für die Polymerisationsbedingung bei mittlerem Druck wurden folgende Ergebnisse erzielt: Polymerisationsgrad = 2215, Mn = 3,01 × 105, Mw = 3,88 × 105 und Mw/Mn = 1,29. Bei Verwendung eines Inkubators bei Umgebungsdruck unter den gleichen Bedingungen wurden folgende Ergebnisse erzielt: Polymerisationsgrad = 805, Mn = 9, 65 × 105, Mw = 1,12 × 105 und Mw/Mn = 1,16. Im Vergleich zu der Bedingung bei Umgebungsdruck wurde durch den Einsatz der Polymerisation bei mittlerem Druck ein etwa 2,8-fach höherer Polymerisationsgrad erreicht.A monomer solution was prepared in the same manner as in Example 1. The monomer solution prepared was applied to the surface of a silicon substrate having polymerization initiation groups introduced therein and prepared in the same manner as in Example 1, and the substrate was sealed inside a Teflon container (registered trademark) in an argon atmosphere. The container was heated in a medium pressure polymerization tank at 100 MPa for 5 hours at 70 ° C (polymerization condition at medium pressure) to allow atom transfer radical polymerization (ATRP) to continue, thereby forming polymer graft chains on the surface of the silicon substrate. Thus, a 0.2 µm thick polymer brush layer (a polymer brush layer made of poly (DEMM-TFSI) swollen with DEME-TFSI) (the thickness was estimated based on the molecular weight) was formed on the surface of the silicon substrate. The number average molecular weight (Mn), the weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) of free polymers produced simultaneously in the synthesis system in this process were measured. The following results were obtained for the polymerization condition at medium pressure: degree of polymerization = 2215, Mn = 3.01 × 10 5 , Mw = 3.88 × 10 5 and Mw / Mn = 1.29. When using an ambient pressure incubator under the same conditions, the following results were obtained: degree of polymerization = 805, Mn = 9, 65 × 10 5 , Mw = 1.12 × 10 5 and Mw / Mn = 1.16. In comparison to the condition at ambient pressure, the use of polymerization at medium pressure achieved a degree of polymerization which was about 2.8 times higher.
Der dynamische Reibungskoeffizient der oben erhaltenen Polymerbürstenschicht (Poly(DEMM-TFSI)) wurde gemessen und es wurde herausgefunden, dass er auf ein ähnliches Niveau wie das von Beispiel 1 reduziert war.The dynamic coefficient of friction of the polymer brush layer (Poly (DEMM-TFSI)) obtained above was measured and found to be reduced to a level similar to that of Example 1.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- JP 2012056165 A [0003]JP 2012056165 A [0003]
- JP 2006316169 A [0003]JP 2006316169 A [0003]
- JP 2009059659 A [0044]JP 2009059659 A [0044]
- JP 2010 A [0044]JP 2010 A [0044]
- JP 218984 [0044]JP 218984 [0044]
- JP 2010218984 A [0046]JP 2010218984 A [0046]
Claims (9)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017111986 | 2017-06-06 | ||
| JP2017-111986 | 2017-06-06 | ||
| PCT/JP2018/021399 WO2018225693A1 (en) | 2017-06-06 | 2018-06-04 | Method for forming polymer brush layer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE112018002879T5 true DE112018002879T5 (en) | 2020-02-27 |
Family
ID=64565971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE112018002879.8T Pending DE112018002879T5 (en) | 2017-06-06 | 2018-06-04 | METHOD FOR FORMING A POLYMER BRUSH LAYER |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7223375B2 (en) |
| DE (1) | DE112018002879T5 (en) |
| WO (1) | WO2018225693A1 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7527006B2 (en) * | 2019-01-25 | 2024-08-02 | 国立大学法人京都大学 | SLIDING MEMBER, MANUFACTURING METHOD OF SLIDING MEMBER, AND SLIDING SYSTEM |
| JP7333239B2 (en) | 2019-09-30 | 2023-08-24 | 日清紡ホールディングス株式会社 | Composite material |
| US11912952B2 (en) | 2019-12-09 | 2024-02-27 | Kyoto University | Material and sliding system |
| US20230133542A1 (en) * | 2020-03-27 | 2023-05-04 | Nitto Denko Corporation | Method for producing porous base material having pore with surface modified and porous base material having pore with surface modified |
| JP7500046B2 (en) * | 2020-04-03 | 2024-06-17 | 国立大学法人京都大学 | Sealing device |
| WO2024214601A1 (en) * | 2023-04-12 | 2024-10-17 | 東京エレクトロン株式会社 | Film deposition method |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5436988B2 (en) * | 2009-09-07 | 2014-03-05 | 国立大学法人九州大学 | Sliding member |
| JP6369826B2 (en) * | 2013-02-07 | 2018-08-08 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | Sliding mechanism and sliding member |
| JP6598256B2 (en) * | 2014-05-08 | 2019-10-30 | 国立研究開発法人科学技術振興機構 | Polymer brush |
| JP2015213871A (en) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | 旭化成株式会社 | Permeation membrane, method for producing permeation membrane, and method for separating salt |
| US20190119596A1 (en) * | 2016-03-31 | 2019-04-25 | Kyoto University | Lubricant and srt material |
-
2018
- 2018-06-04 DE DE112018002879.8T patent/DE112018002879T5/en active Pending
- 2018-06-04 WO PCT/JP2018/021399 patent/WO2018225693A1/en not_active Ceased
- 2018-06-04 JP JP2019523529A patent/JP7223375B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018225693A1 (en) | 2018-12-13 |
| JP7223375B2 (en) | 2023-02-16 |
| JPWO2018225693A1 (en) | 2020-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE112018002879T5 (en) | METHOD FOR FORMING A POLYMER BRUSH LAYER | |
| EP3729067B1 (en) | Reference electrode for potentiometric measurement of ion concentrations | |
| DE68918856T2 (en) | ELECTROCHROME ARRANGEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION. | |
| DE69019202T2 (en) | Process for the production of a highly oriented ultra-long conjugated polymer. | |
| DE3621474C1 (en) | Process for forming a film structure of a fluorinated, aliphatic compound on a solid support surface | |
| EP2943269A1 (en) | Method for producing a plastic article with a hydrophobic graft coating and plastic article | |
| DE2158546B2 (en) | Process for the production of electrically conductive copolymers | |
| EP1294785A1 (en) | Block copolymers for optical data storage | |
| DE112018000044B4 (en) | light transmission control film | |
| EP2191309A1 (en) | Photonic crystals consisting of polymer particles with interparticulate interaction | |
| DE3882881T2 (en) | Process for producing a polyacetylene or polydiacetylene film. | |
| DE102019102653B4 (en) | Proton-conductive membrane and fuel cell | |
| DE69104519T2 (en) | Composition of a UV-curable antifog agent and method of making an antifog film. | |
| DE69613414T2 (en) | Conductive polymer composition and process for making the same | |
| DE69221236T2 (en) | Highly transparent composite material and process for its production | |
| DE69425104T2 (en) | Polymerizable macromolecular compound with an electrolytic polymerizable group | |
| EP0761701B1 (en) | Cured aqueous soluble polymer dispersions | |
| EP3523364A1 (en) | Highly fluorinated nanostructured polymer foams for producing super-repellent surfaces | |
| DE3918016A1 (en) | (METH) ARCRYLATE COPOLYMERISATE AND ITS USE IN NON-LINEAR OPTICS AND FOR THE PRODUCTION OF LANGMUIR BLODGETT LAYERS | |
| DE68909840T2 (en) | Selective permeable film and process for its manufacture. | |
| DE102011102438B4 (en) | Polymeric solid electrolyte, process for its preparation and use of a solid polymer electrolyte in an electrical component | |
| DE102004004262B3 (en) | Method for producing microtubes from polymer materials | |
| EP1956369B1 (en) | Nano hybrid gels as polymer electrolytes based on transesterified organosiloxanes | |
| DE102009029488A1 (en) | Arylazide polymerization initiator and surface modification process of a cyclic olefin copolymer using the same | |
| DE112004000611T5 (en) | Polyaniline-containing composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication |















