(57)【要約】【課題】ゲスト化合物を含有し、これが関与する化学反応等によって各種の機能が付与され得る新規な高分子材料を提供すること。【解決手段】シンジオタクチックポリスチレン１０と、シンジオタクチックポリスチレン１０とともに共結晶を形成しているゲスト化合物２０と、を含有するシンジオタクチックポリスチレン共結晶材料１。ゲスト化合物２０が、ヘテロ原子を含む単環式芳香族有機化合物、ヘテロ原子を含む縮合二環式有機化合物、ヘテロ原子を含む橋かけ又はスピロ二環式有機化合物等から選ばれる。【選択図】図１
2016089063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンジオタクチックポリスチレンと、
前記シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物と、
を含有し、
前記ゲスト化合物が、
置換されていてもよい５員環又は置換されていてもよい６員環を有しており、前記５員環又は前記６員環が、ヘテロ原子を含む、及び／又は、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する置換基で置換されている、単環式芳香族有機化合物及びその重合体、
置換されていてもよい２個の６員環から構成される縮合環を有しており、前記縮合環が、ヘテロ原子を含む、及び／又は、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する置換基で置換されている、縮合二環式有機化合物及びその重合体、並びに、
４員環、５員環及び６員環から選ばれる置換されていてもよい２個の環から構成される橋かけ環又はスピロ環を有しており、前記橋かけ環又は前記スピロ環が、ヘテロ原子を含む、及び／又は、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する置換基で置換されている、橋かけ又はスピロ二環式有機化合物及びその重合体、
から選ばれる少なくとも１種の化合物を含む、
シンジオタクチックポリスチレン共結晶材料。
【請求項２】
シンジオタクチックポリスチレンと、
前記シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物と、
を含有し、
前記ゲスト化合物が、
金属原子と、
該金属原子に配位している配位子と、
を有する金属錯体を含む、
シンジオタクチックポリスチレン共結晶材料。
【請求項３】
シンジオタクチックポリスチレンと、前記シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物と、を含有するシンジオタクチックポリスチレン共結晶材料の成形体と、
前記成形体の表面上に、前記ゲスト化合物又はその前駆体が関与する銀鏡反応によって形成された銀膜と、
を備える、複合成形体。
【請求項４】
シンジオタクチックポリスチレンを溶融成形してその成形体を得る工程と、
前記成形体を、ゲスト化合物を含有する液体に接触させて、前記シンジオタクチックポリスチレンと前記シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成している前記ゲスト化合物とを含有するシンジオタクチックポリスチレン共結晶材料を形成させる工程と、
備え、
前記ゲスト化合物が、
置換されていてもよい５員環又は置換されていてもよい６員環を有しており、前記５員環又は前記６員環が、ヘテロ原子を含む、及び／又は、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する置換基で置換されている、単環式芳香族有機化合物、
置換されていてもよい２個の６員環から構成される縮合環を有しており、前記縮合環が、ヘテロ原子を含む、及び／又は、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する置換基で置換されている、縮合二環式有機化合物、並びに、
４員環、５員環及び６員環から選ばれる置換されていてもよい２個の環から構成される橋かけ環又はスピロ環を有しており、前記橋かけ環又は前記スピロ環が、ヘテロ原子を含む、及び／又は、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する置換基で置換されている、橋かけ又はスピロ二環式有機化合物、
から選ばれる少なくとも１種の化合物を含む、
シンジオタクチックポリスチレン共結晶材料の製造方法。
【請求項５】
シンジオタクチックポリスチレンの成形体を、ゲスト化合物を含有する液体に接触させて、前記シンジオタクチックポリスチレンと前記シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成している前記ゲスト化合物とを含有するシンジオタクチックポリスチレン共結晶材料を形成させる工程を備え、
前記ゲスト化合物が、
金属原子と、
該金属原子に配位している配位子と、
を有する金属錯体を含む、
シンジオタクチックポリスチレン共結晶材料の製造方法。
【請求項６】
シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物前駆体が関与する反応により、前記ゲスト化合物前駆体に由来する部分を有し前記シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物を生成させる工程を備える、
シンジオタクチックポリスチレン共結晶材料の製造方法。
【請求項７】
前記ゲスト化合物前駆体が関与する前記反応が、前記ゲスト化合物前駆体の重合体を前記ゲスト化合物として生成させる反応である、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
シンジオタクチックポリスチレンと、前記シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物と、を含有するシンジオタクチックポリスチレン共結晶材料の成形体の表面上に、前記ゲスト化合物が関与する銀鏡反応により銀膜を形成させる工程を備える、複合成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンジオタクチックポリスチレン共結晶材料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スチレンの立体規則的な重合により得られるシンジオタクチックポリスチレン（以下、「ＳＰＳ」ということがある。）は、高い結晶性を有するポリマーであり、ｔｒａｎｓ−ｚｉｇｚａｇ構造、及び２１−ｈｅｌｉｘ構造の２種の主鎖構造の形態をとることができる。ＳＰＳの結晶型として、α、β、γ、δ、εの５種が知られており、δ型及びε型の結晶では、ＳＰＳの主鎖が主に２１−ｈｅｌｉｘ構造を形成する。
【０００３】
特許文献１は、非晶形のＳＰＳを酢酸エチル等の共結晶剤で処理し、共結晶剤とＳＰＳとの共結晶形を得た後、共結晶剤を除去して無秩序ナノ多孔質結晶形のＳＰＳを得ることが開示されている。非特許文献１には、クロロホルムからベンゾニトリルへのゲスト交換により、ベンゾニトリルが取り込まれたＳＰＳフィルムを得たことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１４−５０４６５９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】小林秀夫他、日本レオロジー学会誌、Ｖｏｌ．４２、Ｎｏ．１、ｐｐ１９−２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主な目的は、ゲスト化合物を含有し、これが関与する化学反応等によって各種の機能が付与され得る新規な高分子材料を提供することにある。また、別の側面において、本発明の目的は、シンジオタクチックポリスチレン及びゲスト化合物を含有する共結晶材料の効率的な製造を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの側面において、本発明は、シンジオタクチックポリスチレンと、前記シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物と、を含有するシンジオタクチックポリスチレン共結晶材料に関する。
【０００８】
前記ゲスト化合物は、ヘテロ原子を有する単環式有機化合物及びその重合体、ヘテロ原子を有する縮合二環式有機化合物及びその重合体、並びに、ヘテロ原子を有する橋かけ又はスピロ二環式有機化合物及びその重合体から選ばれる少なくとも１種の化合物を含んでいてもよい。
【０００９】
前記単環式有機化合物、前記縮合二環式有機化合物、前記橋かけ又はスピロ二環式有機化合物及びこれらの重合体は、ヘテロ原子を有していることから、シンジオタクチックポリスチレンと共結晶を形成した状態で、金属錯体の生成等の反応に関与し得る。例えばこの反応によって、シンジオタクチックポリスチレン結晶材料に各種機能を付与することができる。
【００１０】
前記ゲスト化合物は、置換されていてもよい５員環又は置換されていてもよい６員環を有する単環式芳香族有機化合物又はその重合体を含んでいてもよい。前記５員環及び前記６員環は、ヘテロ原子を含んでいてもよいし、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する置換基で置換されていてもよい。
【００１１】
前記ゲスト化合物は、置換されていてもよい２個の６員環から構成される縮合環を有する縮合二環式有機化合物又はその重合体を含んでいてもよい。前記縮合環は、ヘテロ原子を含んでいてもよいし、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する置換基で置換されていてもよい。
【００１２】
前記ゲスト化合物は、４員環、５員環及び６員環から選ばれる置換されていてもよい２個の環から構成される橋かけ環又はスピロ環を有する橋かけ又はスピロ二環式有機化合物及びその重合体であってもよい。前記橋かけ環又は前記スピロ環が、ヘテロ原子を含む、及び／又は、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する置換基で置換されていてもよい。
【００１３】
前記単環式芳香族有機化合物、前記縮合二環式有機化合物、前記橋かけ又はスピロ二環式有機化合物及びこれらの重合体は、環の構成原子としてヘテロ原子を有する、及び／又は、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する置換基を有していることから、シンジオタクチックポリスチレンと共結晶を形成した状態で、金属錯体の生成、酸化還元反応、重合反応等の反応に関与し得る。例えばこの反応によって、シンジオタクチックポリスチレン結晶材料に各種機能を付与することができる。
【００１４】
前記ゲスト化合物は、金属原子と、該金属原子に配位している配位子と、を含む金属錯体を含んでいてもよい。該金属錯体は、各種の化学反応に関与し得る。また、該金属錯体が形成されることにより、高耐熱性等の特性が付与され得る。
【００１５】
別の側面において、本発明は、シンジオタクチックポリスチレンと、前記シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物と、を含有するシンジオタクチックポリスチレン共結晶材料の成形体と、前記成形体の表面上に、前記ゲスト化合物又はその前駆体が関与する銀鏡反応によって形成された銀膜と、を備える、複合成形体に関する。
【００１６】
更に別の側面において、本発明は、シンジオタクチックポリスチレンの成形体を、ゲスト化合物を含有する液体に接触させて、前記シンジオタクチックポリスチレンと前記シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成している前記ゲスト化合物とを含有するシンジオタクチックポリスチレン共結晶材料を形成させる工程を備える、シンジオタクチックポリスチレン共結晶材料の製造方法に関する。
【００１７】
本発明に係る製造方法は、シンジオタクチックポリスチレンを溶融成形してその成形体を得る工程を備えていてもよい。
【００１８】
本発明に係る製造方法は、シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物前駆体が関与する反応により、前記ゲスト化合物前駆体に由来する部分を有し前記シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物を生成させる工程を備えていてもよい。前記ゲスト化合物前駆体が関与する前記反応は、前記ゲスト化合物前駆体の重合体を前記ゲスト化合物として生成させる反応であってもよい。
【００１９】
更に別の側面において、本発明は、シンジオタクチックポリスチレンと、前記シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物と、を含有するシンジオタクチックポリスチレン共結晶材料の成形体の表面上に、前記ゲスト化合物が関与する銀鏡反応により銀膜を形成させる工程を備える、複合成形体の製造方法に関する。
【００２０】
これらの製造方法によれば、上述の各種シンジオタクチックポリスチレン共結晶材料又は複合成形体を効率的に製造することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ゲスト化合物を含有し、これが関与する化学反応等によって各種の機能が付与され得る新規な高分子材料が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】シンジオタクチックポリスチレン共結晶材料の一実施形態を示す模式図である。
【図２】ＳＰＳ及び各種ゲスト化合物を含む共結晶材料の広角Ｘ線散乱パターンである。
【図３】ＳＰＳ及びピリジン塩化銅錯体を含む共結晶材料の広角Ｘ線散乱パターンである。
【図４】ＳＰＳ及びピリジン塩化銅錯体を含む共結晶材料に関する熱重量分析の測定結果を示すグラフである。
【図５】ピリジンを含む共結晶材料、及びＳＰＳとピリジン塩化銅錯体とを含む共結晶材料の広角Ｘ線散乱パターンである。
【図６】未処理の非晶性ＳＰＳフィルム、及びＳＰＳとピリジン塩化銅錯体とを含む共結晶材料の紫外・可視分光スペクトルである。
【図７】ＳＰＳ及びピリジン塩化銅錯体を含む共結晶材料の広角Ｘ線散乱パターンである。
【図８】共結晶材料と銀膜とを有する複合成形体の写真である。
【図９】未処理の非晶性ＳＰＳフィルム、ＳＰＳ及びベンズアルデヒドを含む共結晶材料、並びに共結晶材料と銀膜とを有する複合成形体の広角Ｘ線散乱パターンである。
【図１０】銀鏡反応前後の共結晶材料又は複合成形体の赤外線吸収スペクトルである。
【図１１】未処理、ヨウ素ヨウ化カリウム水溶液への浸漬後、及び銀鏡反応後の共結晶材料又は複合成形体の広角Ｘ線散乱パターンである。
【図１２】共結晶材料と銀膜とを有する複合成形体の電子顕微鏡写真である。
【図１３】アニリンへの浸漬後、銀鏡反応前及び銀鏡反応後の共結晶材料又は複合成形体の広角Ｘ線散乱パターンである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２４】
シンジオタクチックポリスチレン共結晶材料
図１は、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）共結晶材料の一実施形態を示す模式図である。図１に示すＳＰＳ共結晶材料は、２１−ｈｅｌｉｘ構造を形成しているシンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）１０（図にはＳＰＳの２本の主鎖が示されている）と、ＳＰＳの主鎖間に形成された自由空間５内に包接されたゲスト化合物２０とを有する。言い換えると、ＳＰＳがδ型又はε型の結晶を形成している部分において、ゲスト化合物２０は、ＳＰＳとともに共結晶を形成している。ゲスト化合物２０がＳＰＳのδ結晶に包接されている共結晶を「δ包接結晶」ということがある。ＳＰＳの結晶層（２１−ｈｅｌｉｘ構造を形成している主鎖）の間に挿入された複数のゲスト化合物２０が層状に配列されていてもよく、この場合の共結晶を「δインターカレート結晶」ということがある。
【００２５】
ＳＰＳ共結晶材料は、その全体が共結晶から構成されていてもよいし、共結晶が形成されている部分の他に、例えば、ＳＰＳ単独の結晶部、及び／又は非晶部を含み得る。ＳＰＳ共結晶材料のうち、ＳＰＳとゲスト化合物とが共結晶を形成している部分の割合は、例えば５０質量％以上であってもよい。
【００２６】
ゲスト化合物２０の、フェドースの式により算出される溶解度パラメーター（ＳＰ値）は、８．３〜１２．７（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２であってもよい。この範囲のＳＰ値を有するゲスト化合物は、特に容易にＳＰＳとの共結晶を形成することができる。
【００２７】
ゲスト化合物２０の分子体積は、６５〜１６１Å３であってもよい。この範囲の分子体積を有するゲスト化合物は、特に容易にＳＰＳとの共結晶を形成することができる。分子体積は、ＭＯＰＡＣなどの分子モデリング法（計算プログラム：ＷＩＮＭＯＳＴＡＲ、又はhttp://www.chemicalize.org/）によって算出することができる。
【００２８】
ゲスト化合物２０は、例えば、ヘテロ原子を有する単環式有機化合物及びその重合体、ヘテロ原子を有する縮合二環式有機化合物及びその重合体、並びに、ヘテロ原子を有する橋かけ又はスピロ二環式有機化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物を含んでいてもよい。
【００２９】
ゲスト化合物としての単環式有機化合物は、金属との錯体形成等の反応性の観点から、単環式芳香族有機化合物であってもよい。単環式有機化合物は、置換されていてもよい５員環又は置換されていてもよい６員環を有していてもよい。５員環及び６員環は、ヘテロ原子を含んでいてもよいし、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する置換基で置換されていてもよい。
【００３０】
ゲスト化合物に含まれるヘテロ原子は、炭素原子及び水素原子以外の原子、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子及びセレン原子から選ばれる少なくとも１種の原子である。ヘテロ原子及び置換基の具体例は、後述の縮合環、橋かけ環及びスピロ環に関しても同様である。
【００３１】
アミノ基を有する置換基としては、例えば、１級アミノ基（−ＮＨ２）、アルキルアミノ基（−ＮＨＲ１、−Ｎ（Ｒ１）Ｒ２（Ｒ１、Ｒ２はアルキル基を示す。））が挙げられる。アルデヒド基を有する基としては、例えば、−Ｒ３ＣＨＯ（Ｒ３は直接結合、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を示す。）で表される基が挙げられる。カルボン酸基（−ＣＯＯＨ）を有する置換基としては、例えば、−Ｒ４ＣＯＯＨ（Ｒ４は直接結合、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を示す。）で表される基が挙げられる。ケトン基を有する置換としては、例えば−Ｒ５ＣＯＲ６（Ｒ５は直接結合、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を示し、Ｒ６はアルキル基、アルケニル基又はアリール基を示す。）で表される基が挙げられる。アミド基を有する置換基としては、例えば１級アミド基（−ＣＯＮＨ２）、−Ｒ７ＣＯＮ（Ｒ８）Ｒ９又は−Ｒ１０Ｎ（Ｒ１１）ＣＯＲ１２（Ｒ７、Ｒ１０は直接結合、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を示し、Ｒ８、Ｒ１１は水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアリール基を示し、Ｒ９、Ｒ１２はアルキル基、アルケニル基又はアリール基を示す。）で表される基が挙げられる。イミド基を有する基としては、例えば−Ｒ１３ＣＯＮＲ１４ＣＯＲ１５（Ｒ１３は直接結合、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を示し、Ｒ１４、Ｒ１５は水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアリール基を示す。）で表される基が挙げられる。ハロゲン化アシル基を有する置換基としては、例えば−Ｒ１６ＣＯＸ（Ｒ１６は直接結合、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を示し、Ｘはハロゲン原子を示す。））で表される基が挙げられる。−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基としては、例えば−Ｒ１７ＯＲ１８（Ｒ１７は直接結合、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を示し、Ｒ１８はアルキル基、アルケニル基又はアリール基を示す。）で表される基が挙げられる。ヒドロキシ基を有する置換基としては、例えば、ヒドロキシ基（−ＯＨ）、−Ｒ１９（ＯＨ）Ｒ２０（Ｒ１９はアルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を示し、Ｒ２０は水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアリール基を示す。）で表される基が挙げられる。置換基の具体例は、後述の縮合環、橋かけ環及びスピロ環に関しても同様である。
【００３２】
ヘテロ原子を含む５員環としては、例えば、ピロール、１，２，４−トリアゾール、１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、イミダゾール、ピラゾール、ピロリジン、チアゾール、チオフェン、セレノフェン、イソキサゾール、テトラフドロフランが挙げられる。ヘテロ原子を含む６員環としては、例えば、ピリジン、ピラジン、ピペリジン、トリアジンが挙げられる。
【００３３】
ヘテロ原子を含む５員環又は６員環を有する単環式有機化合物の具体例としては、１−メチルイミダゾール、ピロリジン、ピラゾール、チオフェン、セレノフェン、ピリジン、チアゾールが挙げられる。
【００３４】
アミノ基を含む置換基で置換された５員環又は６員環を有する単環式有機化合物の具体例としては、アニリン、シクロへキシルアミンが挙げられる。アルデヒド基を含む置換基で置換された５員環又は６員環を有する単環式有機化合物の具体例としては、ベンズアルデヒドが挙げられる。ヒドロキシ基を含む置換基で置換された５員環又は６員環を有する単環式有機化合物の具体例としては、フェノール、ベンジルアルコール、フェネチルアルコールが挙げられる。−ＯＲで表される基を含む置換基で置換された５員環又は６員環を有する単環式有機化合物の具体例としては、４−メチルアニソールが挙げられる。アニリン又はチオフェンの重合により形成されるポリアニリン又はポリチオフェンも、分子の全体又は一部が、ＳＰＳとの共結晶を構成し得る。
【００３５】
ゲスト化合物２０は、置換されていてもよい２個の６員環から構成される縮合環を有する縮合二環式有機化合物又はその重合体であってもよい。縮合環は、ヘテロ原子を含んでいてもよいし、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する置換基で置換されていてもよい。
【００３６】
ヘテロ原子を含み２個の６員環から構成される縮合環としては、キノキサリン、キノリン、イソキノリンが挙げられる。
【００３７】
アミノ基を含む置換基で置換された縮合環を有する縮合二環式有機化合物の具体例としては、７−キノリンアミンが挙げられる。アルデヒド基を含む置換基で置換された縮合環を有する縮合二環式有機化合物の具体例としては、２−ナフトアルデヒドが挙げられる。ヒドロキシ基を含む置換基で置換された縮合環を有する縮合二環式有機化合物の具体例としては、８−ヒドロキシキノリンが挙げられる。
【００３８】
ゲスト化合物２０は、４員環、５員環及び６員環から選ばれる置換されていてもよい２個の環から構成される橋かけ環又はスピロ環を有する橋かけ又はスピロ二環式有機化合物及びその重合体であってもよい。
【００３９】
ヘテロ原子を含む橋かけ環としては、例えば、キヌクリジンが挙げられる。ヘテロ原子を含むスピロ環としては、例えば、１個の炭素原子がヘテロ原子に置き換わっているスピロペンタンが挙げられる。
【００４０】
アミノ基を含む置換基で置換された橋かけ環又はスピロ環を有する二環式有機化合物の具体例としては、アミノノルボルナジエン、ルミノールが挙げられる。アルデヒド基を含む置換基で置換された橋かけ環又はスピロ環を有する二環式有機化合物の具体例としては、ホルミルスピロペンタン、ホルミルスピロデカンが挙げられる。ヒドロキシ基を含む置換基で置換された橋かけ環又はスピロ環を有する二環式有機化合物の具体例としては、キヌクリジン−３−オール、インダノールが挙げられる。
【００４１】
以上例示したなかでも、ゲスト化合物２０は、ヘテロ原子を含み置換されていてもよい５員環又は置換されていてもよい６員環を有する単環式芳香族有機化合物（単環式複素芳香族化合物）、並びに、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する置換基で置換された単環式又は縮合二環式芳香族炭化水素化合物から選択される少なくとも１種の化合物又はその重合体であってもよい。より具体的には、ゲスト化合物は、アニリン、ベンズアルデヒド、ピリジン、ピロリジン、チアゾール、チオフェン、セレノフェン、１−メチルイミダゾール、ピペリジンから選ばれる少なくとも１種の化合物又はその重合体であってもよい。
【００４２】
ゲスト化合物２０は、金属原子と、金属原子に配位している配位子とから構成される金属錯体を含んでいてもよい。
【００４３】
上記金属原子は、錯体の中心金属として機能し得るものであればよく、中性であってもイオンであってもよい。金属原子は、例えば、銅、水銀、銀、パラジウム、ルテニウム、カドミウムから選ばれる。
【００４４】
金属錯体を構成する配位子は、上述の単環式有機化合物（特に、単環式芳香族有機化合物）、縮合二環式有機化合物、又は橋かけ若しくはスピロ二環式化合物であってもよい。ただし、縮合二環式有機化合物は、上述の２個の６員環から構成される縮合環に代えて、６員環と５員環とから構成される縮合環も有し得る。ヘテロ原子を含み６員環と５員環とから構成される縮合環としては、例えば、インドール、イソインドール、プリン、ベンゾイミダゾールが挙げられる。
【００４５】
金属錯体を構成する配位子に関して、５員環等に結合する置換基は、アミノ基、アルデヒド基、カルボン酸基、ケトン基、アミド基、イミド基、ハロゲン化アシル基、−ＯＲ（Ｒは置換されていてもよい炭化水素基を示す。）で表される基及びヒドロキシ基から選ばれる官能基を含んでいてもよいし、これら以外の官能基、例えば、ニトリル基を含んでいてもよい。
【００４６】
金属錯体は、これら化合物の重合体（例えば、ポリアニリン）と金属原子とから構成されていてもよい。
【００４７】
金属錯体を構成する配位子は、ヘテロ原子を含む５員環又は６員環を有する単環式芳香族有機化合物（単環式複素芳香族化合物）、及び、ヘテロ原子を含む縮合芳香族環を有する縮合二環式芳香族有機化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物又はその重合体であってもよい。より具体的には、配位子は、ピリジン、イミダゾール誘導体、フェナントロリン、フェノール、アデニンから選ばれる少なくとも１種の化合物であってもよい。これらの化合物を配位子とする金属錯体は、ＳＰＳとの共結晶を特に容易に形成することができる。
【００４８】
本実施形態に係るＳＰＳ共結晶材料は、ゲスト化合物の機能を利用した各種用途への応用が想定される。ＳＰＳ共結晶材料は、成形性に優れ、任意の形状を有する成型体を容易に形成できる、通常の生活温度領域で複雑な形状を高い剛性を維持しながら保持できる、といった点でも優れている。また、複雑な形状を有する成型体を溶液に浸漬するだけで、ＳＰＳ共結晶材料を容易に作製することができる点でも、優れている。
【００４９】
ＳＰＳ共結晶材料は、例えば、吸着材又は捕捉材として用いられ得る。金属錯体をゲスト化合物として含むＳＰＳ共結晶材料は、金属錯体の吸着能を有することから、一酸化炭素等の吸着材として利用することが考えられる。ピリジン、１−メチルイミダゾール等の複素芳香族環式化合物をゲスト化合物として含むＳＰＳ共結晶材料は、複素芳香族環式化合物が水銀、カドミウム等の金属と錯体を形成することから、有機金属化合物等に含まれる金属を汚染水から取り除くフィルター等の捕捉材として利用することが考えられる。アニリンのようなアミノ基を有する化合物をゲスト化合物として含むＳＰＳ共結晶材料は、アニリンがホルムアルデヒドの捕捉剤として機能することから、気体からホルムアルデヒドを取り除くフィルター等として利用することが考えられる。アミノ基を有する化合物をゲスト化合物として含むＳＰＳ共結晶材料は、二酸化炭素を吸着する吸着材としても応用され得る。
【００５０】
あるいは、ＳＰＳ共結晶材料の表層にあるゲスト化合物によって、内層部分とは異なる機能を材料に付与することも想定される。ＳＰＳ自体は疎水性、絶縁性の素材であるが、吸質性、電気伝導性を有するゲスト化合物を成形体の表層に導入することにより、成形体にＳＰＳ自体とは異なる表面特性が付与され得る。例えば、ＳＰＳの成形体の表層にポリチオフェン、ポリアニリンを生成させることで、成形体の帯電を防止することが考えらえる。
【００５１】
ＳＰＳ共結晶材料は、例えば、以下に例示される方法により製造することができる。
方法１：
シンジオタクチックポリスチレンの成形体を得る工程と、
シンジオタクチックポリスチレンの成形体を、ゲスト化合物を含有する液体に接触させて、シンジオタクチックポリスチレンと、シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物とを含有するシンジオタクチックポリスチレン共結晶材料を形成させる工程と、を備える方法。
方法２：
シンジオタクチックポリスチレンと、シンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物前駆体とを含有する前駆体材料を得る工程と、
共結晶を形成しているゲスト化合物前駆体が関与する反応により、ゲスト化合物前駆体に由来する部分を有しシンジオタクチックポリスチレンとともに共結晶を形成しているゲスト化合物を生成させる工程と、
を備える方法。
【００５２】
方法１に関して、ＳＰＳの成形方法は、特に制限されない。ＳＰＳの成形体は、例えば、ＳＰＳ及び溶剤を含有するＳＰＳ溶液の膜から溶剤を除去して得られるＳＰＳフィルムであってもよい。あるいは、ＳＰＳの成形体は、ＳＰＳを溶融成形して得られる成形体であってもよい。
【００５３】
ＳＰＳ溶液の膜から得られるＳＰＳフィルムは、溶剤分子とＳＰＳとで形成された共結晶を含む、δ結晶性フィルムであり得る。共結晶を形成し得る溶剤としては、例えば、クロロホルム等の塩素化炭化水素、メチルアセテート、エチルアセテート、ｎ−プロピルアセテート、イソプロピルアセテート、ブチルアセテート及びメチルベンゾエート等のエステル系溶剤、メチルエチルケトン、２−ペンタノン及び３−ペンタノン等のケトン系溶剤、並びにＮ−メチルピロリドンが挙げられる。溶剤分子とＳＰＳとで共結晶が形成される場合、溶剤分子をゲスト化合物に交換するゲスト交換により、フィルム状のＳＰＳ共結晶材料を得ることができる。
【００５４】
一方、ＳＰＳを溶融成形して得られ、延伸等の処理が施される前の成形体は、微小な結晶化部分を含み得るものの、一般に、全体としては非晶質であるとみなされる。溶融成形により得られるＳＰＳの成形体は、ＳＰＳとゲスト化合物との共結晶の形成にともなって、結晶化すると考えられる。溶融成形後の成形体を延伸して、ゲスト化合物の導入の前にＳＰＳの結晶化を進行させてもよい。
【００５５】
溶融成形後の成形体は、ＳＰＳを主成分として含む。ＳＰＳの成形体におけるＳＰＳの割合は、成形体の全体質量を基準として、例えば５０質量％以上、６０質量％以上、７０質量％以上、８０質量％以上、又は９０質量％以上であってもよい。
【００５６】
溶融成形により得られる成形体は、フィルムに限られず、任意の形状を有し得る。溶融成形の方法は、ホットプレス等の通常の方法から選択できる。溶融成形のための加熱温度は、ＳＰＳの融点（２７０℃）以上、例えば３００℃程度であってもよい。
【００５７】
溶剤分子を含む成形体、又は溶融成形により得られる（溶剤分子を含まない）成形体を、ゲスト化合物を含有する液体に接触させることで、ＳＰＳとゲスト化合物とで共結晶（δ包接結晶又はδインターカレート結晶）が形成される。具体的には、成形体を、液状のゲスト化合物、又はゲスト化合物を含む溶液に浸漬することで、共結晶の形成を進行させることができる。浸漬の際の温度は、特に制限されないが、例えば室温（２５℃程度）〜６０℃であってもよい。浸漬時間は、特に制限されないが、１０分〜２週間であってもよい。
【００５８】
ＳＰＳとゲスト化合物との共結晶が形成されたことは、例えばＸ線散乱パターンの変化から確認することができる。
【００５９】
方法２に関して、ゲスト化合物前駆体は、ＳＰＳと共結晶を形成する化合物であって、ゲスト化合物を生成する反応に関与し得る化合物であればよい。ゲスト化合物として既に例示された化合物は、ゲスト化合物前駆体としても用いられ得る。
【００６０】
ゲスト化合物前駆体が関与する反応は、ゲスト化合物前駆体の重合体をゲスト化合物として生成させる反応であってもよい。例えば、ゲスト化合物前駆体としてアニリンを含む前駆体材料をヨウ素ヨウ化カリウム水溶液、又は過硫酸アンモニウム等の酸化剤やラジカル発生剤で処理することで、アニリンの重合体をゲスト化合物として生成させることができる。
【００６１】
ゲスト化合物前駆体が関与する反応は、ゲスト化合物前駆体が酸化又は還元される反応であってもよい。例えば、ゲスト化合物前駆体としてのベンズアルデヒドの酸化反応により、ゲスト化合物としての安息香酸又はその塩を生成させることができる。
【００６２】
ゲスト化合物前駆体が関与してゲスト化合物を生成する反応としては、上記の他に、チオフェンの重合反応によるチオフェンの重合体をゲスト分子として生成する反応、ゲスト分子前駆体としてのピリジンなどが金属塩溶液と反応してゲスト分子としての有機金属錯体を生成する反応などが挙げられる。
【００６３】
複合成形体
本実施形態に係る複合成形体は、ＳＰＳ及びゲスト化合物を含有するＳＰＳ共結晶材料の成形体と、成形体の表面上に、ゲスト化合物又はその前駆体が関与する銀鏡反応によって形成された銀膜と、を備える。ＳＰＳ共結晶材料は、上述の実施形態と同様に、ＳＰＳとゲスト化合物とで構成される共結晶を含む。
【００６４】
ゲスト化合物は、ヘテロ原子を有する単環式有機化合物及びその重合体、ヘテロ原子を有する縮合二環式有機化合物及びその重合体、並びに、ヘテロ原子を有する橋かけ又はスピロ二環式有機化合物及びその重合体、から選ばれる少なくとも１種の化合物を含んでいてもよい。これら化合物の具体例は、ＳＰＳ共結晶材料に関して上述したとおりである。
【００６５】
ゲスト化合物又はその前駆体は、還元反応によって銀鏡反応に関与する還元剤であってもよいし、銀の前駆体であるヨウ化銀（ＡｇＩ）を成形体の表層に定着させる化合物であってもよい。
【００６６】
銀鏡反応に関与する還元剤としてのゲスト化合物前駆体としては、例えば、ベンズアルデヒド等の、アルデヒド基を有する化合物を用いることができる。この場合、例えば、ＳＰＳとアルデヒドを有する化合物との共結晶を含むＳＰＳ共結晶材料を、アルカリ条件でトレンス試薬（アンモニア性硝酸銀水溶液）に浸漬することにより、銀鏡反応が進行し、生成した銀膜が成形体の表面上に形成される。
【００６７】
ヨウ化銀（ＡｇＩ）を成形体の表層に定着させる化合物（ゲスト化合物又はその前駆体）としては、例えば、アミノ基を有する化合物（アニリン及びその重合体等）、及び／又は、ヨウ素（Ｉ２）を用いることができる。例えばアニリンを用いる場合、ＳＰＳとアニリンとの共結晶を含むＳＰＳ共結晶材料を、ヨウ素ヨウ化カリウム水溶液、硝酸銀水溶液の順に浸漬すると、成形体の表層に定着したヨウ化銀が生成する。これは、アニリンのようなアミノ基を有する化合物とヨウ素との相互作用によりヨウ素が成形体の表層に定着されるためであると考えられる。なお、ＳＰＳ共結晶材料を、ヨウ素ヨウ化カリウム水溶液に浸漬することにより、アニリンの一部が重合して、ポリアニリンが生成する。ヨウ素（Ｉ２）を用いる場合、ＳＰＳの成形体をヨウ素ヨウ化カリウム水溶液に接触（浸漬）させて、ヨウ素（Ｉ２）がゲスト分子として取り込まれた共結晶材料を作製する。ＳＰＳとヨウ素との共結晶を含む共結晶材料を硝酸銀水溶液に浸漬することで、成形体の表層に定着したヨウ化銀が生成する。ヨウ化銀を生成させた後、成形体をグルコース水溶液に浸漬し、さらに、アルカリ条件下でトレンス試薬で処理することにより、銀鏡反応が進行して、成形体の表面上に銀膜が形成される。
【００６８】
銀鏡反応にゲスト化合物又はその前駆体が関与することにより、成形体の表面にある程度強く固定された銀膜を形成することができる。
【実施例】
【００６９】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００７０】
１．ＳＰＳ／各種低分子化合物
（１）非晶性シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）フィルム
シンジオタクチックポリスチレン（出光興産株式会社製、融点：２７０℃、Ｍｗ：１．９４×１０５、Ｍｗ／Ｍｎ＝３．３７（Ｍｗ：重量平均分子量、Ｍｎ：数平均分子量）のペレット約０．８ｇを、枠状の金型（約７ｃｍ×７ｃｍ、厚さ０．２５ｍｍ）の開口内に置かれた２枚のアルミホイルの間に配置し、金型及びアルミホイルを下部の銅板と上部の鉄板ではさんだ。この状態で、金型及びアルミホイルを、対向するホットプレートを有するホットプレス装置にセットした。ホットプレートの温度を３００℃に設定し、上部の鉄板が上部のホットプレートに接するように調節し、無加圧で４分間の加熱によりシンジオタクチックポリスチレンを溶融させた。次いで、徐々に１５ＭＰａまで圧力をかけてから、４分間保持した。その後圧力を解放し、フィルムを氷水中で急冷してから、形成されたＳＰＳフィルムをアルミホイルから丁寧に剥がした。その後、フィルムを４０℃で２４時間、真空乾燥により乾燥させた。得られたフィルムの厚さは約３００μｍであった。得られたフィルムの広角Ｘ線散乱測定を行ったところ、非晶散乱しか観測されなかった。
【００７１】
（２）共結晶フィルム
得られたフィルム（非晶性ＳＰＳフィルム）を表１に示す各種ゲスト化合物の液体に浸漬させた。浸漬の温度は６０℃又は室温、時間は１０分〜２週間とした。浸漬後の各フィルムに関して、広角Ｘ線散乱測定を行った。図２は、各フィルムの広角Ｘ線散乱パターンである。２θが８°付近、１０°付近の２つの散乱ピークは、シンジオタクチックポリスチレン／ゲスト化合物分子のδ包接結晶（共結晶）が形成されたことを示す。
【００７２】
【表１】
2016089063.tif 000003
【００７３】
２．ＳＰＳ／有機金属錯体の共結晶材料
−検討１：非晶性ＳＰＳフィルムへのゲスト化合物導入−
「１．ＳＰＳ／各種低分子化合物」の場合と同様にして非晶性ＳＰＳフィルムを作製し、以下の方法１又は方法２により、ピリジンピリジン塩化銅塩化銅錯体を含む共結晶フィルムを作製した。
【００７４】
（方法１）
三角フラスコ中に塩化銅（Ｉ）を１ｇ計り取り、アセトリトリル４０ｇを加え、窒素雰囲気下で３０分以上撹拌して、塩化銅（Ｉ）をアセトニトリルに溶解させた。これにピリジン（Ｐｙ）１９ｇを加え、溶液を１時間以上撹拌した。その後、溶液を濾過して、ピリジン塩化銅（Ｉ）溶液を得た。
【００７５】
このピリジン塩化銅（Ｉ）溶液をスクリュー管に入れ、幅１．０ｃｍ×長さ２．０ｃｍの非晶性ＳＰＳフィルムの全体を、ピリジン塩化銅（Ｉ）溶液に浸漬した。浸漬中の溶液をオイルバスで６０℃に加温した。浸漬は、１時間行った。浸漬後、フィルム表面を蒸留水ですすいで、表面に付着した溶媒を洗い流した。
【００７６】
図３は、浸漬後のフィルム（Ｐｙ・ＣｕＣｌ／ＣＨ３ＣＮ）の広角Ｘ線散乱パターンを示す。図３には、非晶性ＳＰＳフィルムのピリジンへの浸漬により得られたＳＰＳ／ピリジン（Ｐｙ）の共結晶フィルムの散乱パターンもあわせて示す。ピリジン塩化銅（Ｉ）溶液への浸漬後のフィルムでは、５°付近に新たなピークが観測されており、これは、ＳＰＳと塩化銅（Ｉ）ピリジン錯体とがδインターカレート型（δｉ型）の共結晶を形成したことを示唆する。また、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）により、フィルム表面に銅が存在していることも確認された。
【００７７】
図４は、ピリジン塩化銅（Ｉ）溶液又はピリジンへの浸漬後のフィルムの熱重量分析の結果を示すグラフである。ＳＰＳ／ピリジン塩化銅（Ｉ）錯体のフィルム（Ｐｙ・ＣｕＣｌ／ＣＨ３ＣＮへの浸漬によって作製したフィルム）は、３５０℃付近まで熱重量の変化が小さく、非常に高い耐熱性を有していることが確認された。
【００７８】
（方法２）
塩化銅（Ｉ）１ｇを、ピリジン９．９ｇに完全に溶解させて、塩化銅（Ｉ）溶液を得た。この溶液に、室温で３０分、又は６０℃で１時間、非晶性ＳＰＳフィルムを浸漬させた。また、塩化銅（ＩＩ）１ｇをピリジン９．９ｇに溶解させて得た塩化銅（ＩＩ）溶液に、６０℃で１時間、非晶性ＳＰＳフィルムを浸漬させた。
【００７９】
図５に、浸漬後のフィルム（ＳＰＳ／Ｐｙ・ＣｕＣｌ、ＳＰＳ／Ｐｙ・ＣｕＣｌ２）広角Ｘ線散乱パターンを、ピリジン浸漬後のフィルム（ＳＰＳ／Ｐｙ）のパターンとあわせて示す。ＳＰＳ／ピリジンのフィルムと比較して、各ピークが、角度（２θ）が減少する方向にシフトしており、これは、ピリジンよりも大きな分子サイズのピリジン塩化銅錯体がゲスト分子として包接されたことを示唆する。
【００８０】
図６は、浸漬後のフィルムの赤外線吸収スペクトルである。浸漬後のフィルム（ＳＰＳ／Ｐｙ・ＣｕＣｌ、ＳＰＳ／Ｐｙ・ＣｕＣｌ２）に関して、３５０ｎｍ又は３８０ｎｍ付近に、未処理（浸漬前）のＳＰＳフィルムでは見られなかったゲスト分子（ピリジン塩化銅錯体）に由来する吸収ピークが現れた。
【００８１】
−検討２：ゲスト交換法−
（１）δ結晶性シンジオタクチックポリスチレンフィルム（ＳＰＳ／クロロホルム共結晶フィルム）
シンジオタクチックポリスチレン（出光興産株式会社製、融点：２７０℃、Ｍｗ：１．９４×１０５、Ｍｗ／Ｍｎ＝３．３７（Ｍｗ：重量平均分子量、Ｍｎ：数平均分子量）の粉末約０．６ｇをクロロホルムに加え、約８５℃に加熱して、ＳＰＳをクロロホルムに溶解させた。このとき、ＳＰＳの濃度は３質量％とした。ＳＰＳが完全に溶解したことを目視で確認後、溶液をボルテックスで攪拌した。攪拌後の溶液を、再度１分間加熱してから、５０℃付近まで放冷した。次いで、泡が立たないようにしながら溶液をシャーレの中心へ移し、シャーレ上の溶液を自然乾燥させて、フィルムを形成させた。形成したフィルムを、２４時間以上、真空乾燥した。以上の操作により、ＳＰＳとクロロホルムとで共結晶が形成されているδ結晶性ＳＰＳフィルムを得た。以下、このフィルムを「ＳＰＳキャストフィルム」ということがある。
【００８２】
（２）ＳＰＳ／金属錯体共結晶フィルム
三角フラスコ中に塩化銅（Ｉ）又は塩化銅（ＩＩ）を１ｇ計り取り、アセトリトリル４０ｇを加え、窒素雰囲気下で３０分以上撹拌して、塩化銅（Ｉ）溶液及び塩化銅（ＩＩ）溶液を得た。これらにピリジン１９ｇを加え、溶液を１時間以上撹拌した。その後、溶液を濾過して、ピリジン塩化銅（Ｉ）溶液及びピリジン塩化銅（ＩＩ）溶液を得た。これら溶液のそれぞれに上記ＳＰＳキャストフィルムを浸漬させた。浸漬の際の溶液温度は室温〜６０℃、浸漬時間は３０分〜２週間とした。浸漬後、フィルム表面を蒸留水ですすいで、表面に付着した溶媒を洗い流した。
【００８３】
図７は、浸漬後のフィルム（ＳＰＳ／Ｐｙ・ＣｕＣｌおよびＳＰＳ／Ｐｙ・ＣｕＣｌ2）の広角Ｘ線散乱パターンを示す。２θが８°付近、１０°付近の２つの散乱ピークが観測されており、クロロホルムをピリジン塩化銅錯体に交換するゲスト交換法によっても、ピリジン塩化銅錯体が包接されたδ包接型共結晶が形成されることが確認された。
【００８４】
３．ゲスト化合物による化学反応
（１）ＳＰＳ／ベンズアルデヒド／銀鏡反応
「１．ＳＰＳ／各種低分子化合物」の場合と同様にして非晶性ＳＰＳフィルムを準備した。非晶性ＳＰＳフィルムをベンズアルデヒドに浸漬させて、ベンズアルデヒドがＳＰＳδ結晶に包接されているＳＰＳ／ベンズアルデヒド共結晶フィルムを得た。浸漬温度は室温又は６０℃とし、浸漬時間は１０分〜１時間とした。
【００８５】
次いで、ＳＰＳ／ベンズアルデヒド共結晶フィルムを、トレンス試薬（５質量％硝酸銀水溶液：５質量％アンモニア水溶液）に浸漬し、そこに０．２ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を反応が開始するまで十分に加え、１５分以上、銀鏡反応を進行させた。トレンス試薬は、５質量％硝酸銀水溶液に、５質量％アンモニア水溶液を、溶液が無色透明になるまで滴下して、調製した。以下の実験でも同様である。
【００８６】
図８は、銀鏡反応後のフィルム表面の光学写真であり、フィルム表面は析出した銀による金属色を呈していた。図９は、未処理（浸漬前）の非晶性ＳＰＳフィルム、ＳＰＳ／ベンズアルデヒド共結晶フィルム及び銀鏡反応後のフィルムの広角Ｘ線散乱パターンである。散乱パターンの変化から、ベンズアルデヒドが包接され、さらに銀が導入・定着されたことがわかる。図１０は、銀鏡反応前後のフィルムの赤外吸収スペクトルである。反応前にあったアルデヒド基に由来する吸収ピークが、反応後に減少していることが確認された。
【００８７】
（２）ＳＰＳ／ＫＩ−Ｉ２／銀鏡反応
上記「検討２：ゲスト交換法」と同様にして、ＳＰＳキャストフィルムを作製した。このＳＰＳキャストフィルムを３０質量％ヨウ素ヨウ化カリウム（ＫＩ−Ｉ２）水溶液へ浸漬させた。浸漬後、フィルムは、クロロホルムとの交換によって包接されたＩ２に由来する均一な赤色を呈した。
【００８８】
続いて、フィルムを硝酸銀５質量％水溶液に浸漬させ、フィルム表面にヨウ化銀を析出させた。その後、フィルムを取り出し、５質量％グルコース水溶液に室温で１５分程度フィルムを浸漬させた。そこにトレンス試薬を加え、さらに０．２ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を反応が開始するまで十分に加え、１５分以上、銀鏡反応を進行させた。反応後、取り出したフィルムをアセトニトリルに浸漬させて、未反応物を洗い流した。
【００８９】
図１１は、ＳＰＳキャストフィルム、ＫＩ−Ｉ２水溶液浸漬後のフィルム、及び銀鏡反応後のフィルムの広角Ｘ線散乱パターンである。散乱パターンの変化から、Ｉ２がゲスト分子としてフィルム内に包接された後、これが銀鏡反応に関与して、銀が形成されたことが確認された。
【００９０】
（３）ＳＰＳ／アニリン／ＫＩ−Ｉ２／銀鏡反応
「１．ＳＰＳ／各種低分子化合物」と同様の方法で、ＳＰＳ／アニリン共結晶フィルムを作製した。このＳＰＳ／アニリン共結晶フィルムを、３０質量％ヨウ素ヨウ化カリウム水溶液へ浸漬させた。さらに、硝酸銀５質量％水溶液を加え、フィルム表面にヨウ化銀を析出させた。その後、フィルムを取り出し、５質量％グルコース水溶液に室温で１５分程度フィルムを浸漬させた。そこにトレンス試薬を加え、さらに０．２ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を反応が開始するまで十分に加え、１５分以上、銀鏡反応を進行させた。この操作を合計５回繰り返し、最終的にフィルムをアセトニトリルに浸漬させて、未反応物を洗い流した。
【００９１】
図１２は、銀鏡反応後のフィルム表面の光学写真である。銀鏡反応により、フィルム表面にある程度強固に固定された銀が生成した。図１３は、アニリン浸漬後のフィルム（ＳＰＳ／アニリン共結晶フィルム）、銀鏡反応前（ＫＩ−Ｉ２水溶液浸漬後）のフィルム及び銀鏡反応後のフィルムの広角Ｘ線散乱パターンである。散乱パターンの変化から、ヨウ化銀（ＡｇＩ）が生成した後、銀鏡反応によって銀が形成されたことが確認された。
【００９２】
この方法では、ＳＰＳ／アニリン共結晶フィルムのヨウ素ヨウ化カリウム水溶液への浸漬により、アニリンのうち少なくとも一部が重合して、オリゴアニリン及び／又はポリアニリンが生成していると考えられる。これにより、フィルム表面にヨウ素が効率的に定着したと考えられる。
【００９３】
（４）ＳＰＳ／ポリアニリン
「１．ＳＰＳ／各種低分子化合物」と同様の方法で、ＳＰＳ／アニリン共結晶フィルムを作製した。このＳＰＳ／アニリン共結晶フィルムを、０．１ｍｏｌ／Ｌ塩酸へ浸漬させた。次いで、氷冷しながら、０．０１ｇの過硫酸アンモニウムを加えた。その後、フィルム内のアニリンの酸化重合が進行してポリアニリンが生成したのにともなって、フィルムは黒色を呈した。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明に係るシンジオタクチックポリスチレン共結晶材料は、例えば、一酸化炭素吸着材、有機金属捕捉材、有機物捕捉材、二酸化炭素吸着材、帯電防止プラスチックとしての利用が期待される。
【符号の説明】
【００９５】
１…シンジオタクチックポリスチレン共結晶材料、５…自由空間、１０…シンジオタクチックポリスチレン、２０…ゲスト化合物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図８】
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【図１２】
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