CA2299621A1 - Hexafluoropropene-based fluoro-sulphonated elastomers with low tg, not containing either tetrafluoroethylene or a siloxane group - Google Patents

Hexafluoropropene-based fluoro-sulphonated elastomers with low tg, not containing either tetrafluoroethylene or a siloxane group Download PDF

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Mario Boucher
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F216/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical
    • C08F216/12Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical by an ether radical
    • C08F216/14Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F216/1466Monomers containing sulfur
    • C08F216/1475Monomers containing sulfur and oxygen

Abstract

La présente invention décrit la synthèse de nouveaux élastomères fluoré s présentant de très basses températures de transition vitreuse, une bonne résistance aux bases, au pétrole et aux carburants et de bonnes propriétés de mise en oeuvr e. Ces élastomères contiennent, à titre d'exemple, de 10 à 32 % d'hexafluoropropène (HFP), de 19 à 79 % de perfluoro(4-méthyl-3,6-dioxaoct-7-ène)fluorure de sulfonyle (PFSO2F) et de 0 à 71 % de fluorure de vinylidène (VDF). Dans ce cas précis, ils sont préparés par copolymérisation radicalaire de l'HFP et du PFSO2F ou par terpolymérisation radicalaire de l'HFP, du PFSO2F et du VDF en présence de différents amorceurs organiques comme par exemple des peroxydes, des peresters ou des diazoïques.The present invention describes the synthesis of new fluorinated elastomers having very low glass transition temperatures, good resistance to bases, to petroleum and to fuels and good processing properties. These elastomers contain, for example, from 10 to 32% of hexafluoropropene (HFP), from 19 to 79% of perfluoro (4-methyl-3,6-dioxaoct-7-ene) sulfonyl fluoride (PFSO2F) and from 0 to 71% vinylidene fluoride (VDF). In this specific case, they are prepared by radical copolymerization of HFP and PFSO2F or by radical terpolymerization of HFP, PFSO2F and VDF in the presence of different organic initiators such as, for example, peroxides, peresters or diazo.

Description

TITRE
Élastomères fluorosulfonés à faible Tg à base de fluorure d'hexafluoropropène et ne contenant ni chu tétrafluoroéthylène, ni de groupement siloxane DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention décrit la synthèse de nouveaux élastomères fluorés présentant de très basses températures de transition vitreuse, une bonne résistance aux bases, au pétrole et aux carburants et de bonnes propriétés de mise en oeuvre.
Ces élastomères contiennent, à titre d'exemple, de 10 à 32 % d'hexafluoropropène (HFP), de l0 19 à 79 % de perfluoro(4-méthyl-3,6-dioxaoct-7-ène)fluorure de sulfonyle (PFSOZF) et de 0 à 71 % de fluorure de vinylidène (VDF). Dans ce cas précis, ils sont préparés par copolymérisation radicalaire de l'HFP et du PFSOZF ou par terpolymérisation radicalaire de l'HFP, du PFSOZF et du VDF en présence de différents amorceurs organiques comme par exemple des peroxydes, des peresters ou des diazoïques.
ART ANTÉRIEUR
Les élastomères fluorés présentent une combinaison unique de propriétés (résistance thermique, à l'oxydation, aux UV, au vieillissement, aux agents chimiques corrosifs et aux carburants ; faibles tension de surface, constante diélectrique et absorption a o d'eau), ce qui leur ont permis de trouver des applications « high teck »
dans de nombreux domaines : joints d'étanchéité (espace, aéronautique), semi-conducteurs (micro-électronique), durites, tuyaux, corps de pompes et diaphragmes (industries chimiques, automobiles et pétrolières).
TITLE
Low Tg fluorosulfonated elastomers based on hexafluoropropene fluoride and containing neither tetrafluoroethylene chu nor siloxane group FIELD OF THE INVENTION
The present invention describes the synthesis of new fluorinated elastomers with very low glass transition temperatures, good resistance to bases, petroleum and fuels and good processing properties.
These elastomers contain, for example, from 10 to 32% of hexafluoropropene (HFP), from l0 19 to 79% perfluoro (4-methyl-3,6-dioxaoct-7-ene) sulfonyl fluoride (PFSOZF) and 0 to 71% vinylidene fluoride (VDF). In this case, they are prepared by radical copolymerization of HFP and PFSOZF or by terpolymerization radical HFP, PFSOZF and VDF in the presence of different organic initiators as for example peroxides, peresters or diazo.
PRIOR ART
Fluorinated elastomers have a unique combination of properties (thermal resistance, to oxidation, to UV, to aging, to agents chemical corrosive and to fuels; low surface tension, constant dielectric and absorption ao d'eau), which enabled them to find “high teak” applications in many fields: seals (space, aeronautics), semiconductors (micro-electronics), hoses, pipes, pump bodies and diaphragms (industries chemical, automobiles and oil).

-2-Cependant, les élastomères à base de VDF sont peu nombreux. Même si les Kel F~ (VDF / CTFE) et FLUOREL~, DAI-EL~, FKM~, TECHNOFLON~ ou VITON~ (A : VDF / HFP ; B : VDF / HFP / TFE) présentent de bonnes résistances chimiques et thermiques, leurs Tg ne sont pas assez basses. La plus faible valeur trouvée s dans la littérature est celle du VITON~ B, soit une Tg de -26 °C.
Cette dernière valeur est néanmoins étonnante puisque le fabricant annonce une Tg variant de -5 à -15 °C pour le VITONfl B. Aussi, pour concurrencer ces élastomères, Ausimont a proposé un copolymère VDF / HCF=CFCF3 (Technoflon~), résistant aux flammes et à
l'oxydation mais n'ayant pas de Tg inférieure à -26 °C et dont le comonomère est difficile d'accès.
io Si les copolymères de l'HFP avec le TFE sont des thermoplastiques, il est nécessaire d'introduire un autre monomère fluoré tel que, par exemple, des éthers trifluorovinyliques apportant le caractère élastomère. Ainsi, des copolymères à base de ces éthers fluorés mais ne contenant pas d'HFP ont été préparés par la Société
Du Pont i5 qui a suggéré une nouvelle génération d'élastomères à base de perfluoroalkyl vinyl éther (PAVE) résistants à basses températures. Par exemple, des copolymères tels que les TFE
/ perfluorométhyl vinyl éther (PMVE) (commercialisés sous le nom de Kalrez~
dont les T~ ne descendent pas en deçà de -15 °C) et les copolymères TFE / PAVE
(US 4,948,853) ont été produits, ainsi que des tetpolymères qui présentent des Tg encore plus basses a o TFE / éthylène / PMVE (Tg = -17 °C) ou TFE / VDF / PAVE (EP 0 131 308) et surtout TFE / VDF / PMVE (Viton GLT~ Tg = -33 °C). De plus, les élastomères à
base de TFE /
PAVE / VDF, utilisés comme joints toriques, présentent de très bonnes résistances aux solvants polaires (EP 0 618 241, Ausimont et brevet japonais -A-3066714 Chem.
Abstr., 115:73436z). La terpolymérisation du TFE avec le PMVE et le
-2-However, VDF-based elastomers are few. Even if the Kel F ~ (VDF / CTFE) and FLUOREL ~, DAI-EL ~, FKM ~, TECHNOFLON ~ or VITON ~ (A: VDF / HFP; B: VDF / HFP / TFE) have good resistance chemical and thermal, their Tg is not low enough. The weakest value found s in the literature is that of VITON ~ B, ie a Tg of -26 ° C.
This last value is nevertheless surprising since the manufacturer announces a Tg varying from -5 to -15 ° C for VITONfl B. Also, to compete with these elastomers, Ausimont proposed a copolymer VDF / HCF = CFCF3 (Technoflon ~), flame resistant and oxidation but having no Tg below -26 ° C and whose comonomer is difficult to access.
io If the copolymers of HFP with TFE are thermoplastics, it is necessary to introduce another fluorinated monomer such as, for example, ethers trifluorovinyls providing the elastomeric character. So, copolymers made of these fluorinated ethers but containing no HFP were prepared by the Company Du Pont i5 who suggested a new generation of elastomers based on perfluoroalkyl vinyl ether (PAVE) resistant to low temperatures. For example, copolymers such as the TFE
/ perfluoromethyl vinyl ether (PMVE) (marketed under the name of Kalrez ~
whose T ~ do not drop below -15 ° C) and the TFE / PAVE copolymers (US 4,948,853) have been produced, as well as tetpolymers that have even higher Tg's bass ao TFE / ethylene / PMVE (Tg = -17 ° C) or TFE / VDF / PAVE (EP 0 131 308) and above all TFE / VDF / PMVE (Viton GLT ~ Tg = -33 ° C). In addition, the elastomers to TFE base /
PAVE / VDF, used as O-rings, have very good resistance to polar solvents (EP 0 618 241, Ausimont and Japanese patent -A-3066714 Chem.
Abstr., 115: 73436z). Terpolymerization of TFE with PMVE and

-3-FzC=CF[OCFZCF(CF3)]nOC3F, (Uschold, Polym. J., 17 (1985) 253) a conduit à des élastomères dont les Tg (de -9 à -76 °C) dépendent de la valeur du nombre n de motifs oxyde d'HFP et du pourcentage des deux comonomères oxygénés.
s Enfin, la société DuPont produit des membranes Nafion~ par copolymérisation du TFE avec FZC=CFOCFZCF(CF3)OCZF4SOzF (PFSOzF).
Par ailleurs, la société Asahi Glass utilise ce même monomère sulfoné pour la fabrication de membrane Flemion~. D'autres monomères de même fonctionnalité
lo FZC=CFOCFZCF(CF3)OCjF6SO2F (Aciplex~, Asahi Chemical) ou CF,=CFOCzF4SOzF
ou de fonctionnalité carboxylate FZC=CFOCFZ[CF(CF3)O]XCZF~COZCH3 (x = 1 Nafion~ , Du Pont ou Aciplex~ et x = 0 Flemion~) sont aussi utilisées.
Cet état nous a donc incités à utiliser l'HFP (alcène moins cher et plus facile à
15 mettre en oeuvre que le TFE) en plus grande quantité et à envisager la copolymérisation originale de l'HFP avec des perfluoroalkyl vinyl éthers fonctionnels (PAVE) et/ou des perfluoroalkoxy alkyl vinyl éthers fonctionnels et particulièrement le PFSOZF.
En effet, ce monomère présente l'intérêt d'être fonctionnel et favorise des sites de réticulation, afin de préparer des élastomères originaux présentant une bonne résistance à basses z o températures et de bonnes propriétés de mise en oeuvre (« processability ou aid processing »). Par ailleurs, l'utilisation d'HFP confère aux polymères formés un caractère élastomère accru et améliore leur thermostabilité et leur résistance aux agents chimiques, au pétrole et à l'oxydation.
z s Travaux concurrents se rapprochant le plots de l'invention
-3-FzC = CF [OCFZCF (CF3)] nOC3F, (Uschold, Polym. J., 17 (1985) 253) led to elastomers whose Tg (from -9 to -76 ° C) depend on the value of number n of patterns HFP oxide and the percentage of the two oxygenated comonomers.
s Finally, the DuPont company produces Nafion membranes by copolymerization of TFE with FZC = CFOCFZCF (CF3) OCZF4SOzF (PFSOzF).
In addition, the company Asahi Glass uses this same sulfonated monomer for the Flemion membrane manufacturing ~. Other monomers with the same functionality lo FZC = CFOCFZCF (CF3) OCjF6SO2F (Aciplex ~, Asahi Chemical) or CF, = CFOCzF4SOzF
or of carboxylate functionality FZC = CFOCFZ [CF (CF3) O] XCZF ~ COZCH3 (x = 1 Nafion ~, Du Pont or Aciplex ~ and x = 0 Flemion ~) are also used.
This state therefore encouraged us to use HFP (cheaper and more alkene easy to 15 implement more of the TFE) and consider copolymerization original of HFP with functional perfluoroalkyl vinyl ethers (PAVE) and / or perfluoroalkoxy alkyl vinyl functional ethers and in particular PFSOZF.
Indeed, this monomer has the advantage of being functional and promotes sites of crosslinking, so to prepare original elastomers with good resistance to low zo temperatures and good processing properties ("processability or help processing ”). Furthermore, the use of HFP gives the polymers formed a character increased elastomer and improves their thermostability and resistance to chemical agents, to petroleum and oxidation.
zs Concurrent work approaching the studs of the invention

-4-Ä côté des brevets cités ci-dessus, faisant état de terpolymérisation ou de pentapolymérisation, deux publications et onze brevets décrivent la copolymérisation de l'HFP avec d'autres oléfines fluorées mais utilisent des PAVE (et principalement du perfluorométhyl vinyl éther ou du 2-bromoperfluoroéthyl perfluorovinyl éther) différents s du PFSOZF.
EP 0 525 685 décrit la synthèse de terpolymères HFP / PMVE / VDF (où le terme PMVE désigne le perfluorométhyl vinyl éther) conduisant à des élastomères de T~
égale à -27 °C (valeur la plus basse) contrairement à celle des copolymères VDF / HFP
l o (Tg - -23 °C). WO 9220743 décrit la synthèse de terpolymères VDF/I~P/FZC=CFO(CFz)nCF3 (où n = 0-5) obtenus en présence d'agent de transfert 1,4-düodoperfluorobutane puis sont réticulés avec des peroxydes. Ce sont surtout des tétrapolymères à base de TFE, de VDF, d'HFP et de PAVE qui ont été produits.
Par exemple, DE 2,457,102 décrit la préparation de tétrapolymères HFP / PMVE / TFE
/
i5 VDF par copolymérisation en émulsion. EP 0 525 687 relate la synthèse de polymères HFP/PAVE/VDF/TFE présentant une bonne résistance chimique et une facilité de mise en oeuvre (moulage). Des propriétés analogues ont été observées pour des tétrapolymères à base d'HFP/PAVE/VDF et d'oléfines présentant de 2 à 4 atomes de carbone mentionnés dans EP 0 570 762. De plus, CA 2,068,754 fait état de pentapolymères z o HFP/VDF/TFE/PMVE/éthylène dont les Tg varient de -9 à -18 °C et jusqu'à -28 °C
quand le monomère FzC=CFOCZF4Br participe aussi à cette hexapolymérisation. De même, des élastomères réticulables à base d'HFP, de VDF, de TFE et du monomère bromé précité, ont été décrits dans EP 0 410 351 et dans CA 2,182,328 ou dans les articles d'Apotheker et coll., Rubber Chem. Technology, 55 (1982) 1004 et d'Arcella et as coll., Kautsch. Gummi Kunstst., 44 (1991) 833.
-4-Beside the patents cited above, showing terpolymerization or pentapolymerization, two publications and eleven patents describe the copolymerization of HPF with other fluorinated olefins but use PAVEs (and mainly from perfluoromethyl vinyl ether or 2-bromoperfluoroethyl perfluorovinyl ether) different s from PFSOZF.
EP 0 525 685 describes the synthesis of HFP / PMVE / VDF terpolymers (where the term PMVE designates perfluoromethyl vinyl ether) leading to T ~ elastomers equal to -27 ° C (lowest value) unlike that of VDF / HFP copolymers lo (Tg - -23 ° C). WO 9220743 describes the synthesis of terpolymers VDF / I ~ P / FZC = CFO (CFz) nCF3 (where n = 0-5) obtained in the presence of transfer agent 1,4-düodoperfluorobutane then are crosslinked with peroxides. They are mainly of Tetrapolymers based on TFE, VDF, HFP and PAVE which have been produced.
Through example, DE 2,457,102 describes the preparation of HFP / PMVE / TFE tetrapolymers /
i5 VDF by emulsion copolymerization. EP 0 525 687 relates the synthesis of polymers HFP / PAVE / VDF / TFE with good chemical resistance and ease of stake in use (molding). Similar properties have been observed for tetrapolymers based on HFP / PAVE / VDF and olefins having from 2 to 4 carbon atoms mentioned in EP 0 570 762. In addition, CA 2,068,754 mentions pentapolymers zo HFP / VDF / TFE / PMVE / ethylene whose Tg range from -9 to -18 ° C and down to -28 ° C
when the monomer FzC = CFOCZF4Br also participates in this hexapolymerization. Of even crosslinkable elastomers based on HFP, VDF, TFE and the monomer brominated above, have been described in EP 0 410 351 and in CA 2,182,328 or in the articles by Apotheker et al., Rubber Chem. Technology, 55 (1982) 1004 and of Arcella and as coll., Kautsch. Gummi Kunstst., 44 (1991) 833.

-5-L'ajout du diène non conjugué HIC=CHC~F$CH=CHZ dans les polymérisations précédentes a permis de favoriser la réticulation de ces élastomères, comme indiqué dans DE 4,137,967 et EP 0 769 521.
Par ailleurs, EP 0 525 685 décrit la synthèse de terpolymères VDF/HF'P/PMVE
(où les termes HFP et PMVE désignent respectivement l'hexafluoropropène et le perfluorométhyl vinyl éther) conduisant à des élastomères de Tg égale à -27 °C (valeur la plus basse).
io Enfin, des polymérisations à base d'HFP, de PMVE et d'autres alcènes fluorés ont été réalisées en milieu COZ supercritique (US 5,674,957).
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
i s La présente invention décrit la synthèse de copolymères élastomères fluorés originaux, à base d'hexafluoropropène (HF'P) et contenant un perfluoroalicyl vinyl éther fonctionnel et/ou un perfluoroalkoxyalkyl vinyl éther fonctionnel et éventuellement d'autres alcènes fluorés. L'originalité de la présente invention réside sur les faits suivants:
z o 1 °) La synthèse d'élastomères fluorés à base de perfluoroalkyl vinyl éthers fonctionnels et/ou de perfluoroalkoxy vinyl éthers fonctionnels et éventuellement d'autres alcènes fluorés, est réalisée avec le HFP au lieu du tétrafluoroéthylène, ce dernier étant largement utilisé pour la fabrication d'élastomères fluorés;
-5-Addition of unconjugated diene HIC = CHC ~ F $ CH = CHZ in the polymerizations helped to crosslink these elastomers, as indicated in DE 4,137,967 and EP 0 769 521.
Furthermore, EP 0 525 685 describes the synthesis of VDF / HF'P / PMVE terpolymers (where the terms HFP and PMVE respectively denote hexafluoropropene and perfluoromethyl vinyl ether) leading to elastomers of Tg equal to -27 ° C (value la lower).
io Finally, polymerizations based on HFP, PMVE and other fluorinated alkenes were carried out in supercritical COZ medium (US 5,674,957).
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
is The present invention describes the synthesis of elastomeric copolymers fluorinated original, based on hexafluoropropene (HF'P) and containing a perfluoroalicyl vinyl ether functional and / or a functional perfluoroalkoxyalkyl vinyl ether and eventually other fluorinated alkenes. The originality of the present invention resides in facts following:
zo 1 °) The synthesis of fluorinated elastomers based on perfluoroalkyl functional vinyl ethers and / or perfluoroalkoxy vinyl functional ethers and possibly others alkenes fluorinated, is carried out with HFP instead of tetrafluoroethylene, the latter being widely used for the manufacture of fluorinated elastomers;

-6-2°) La synthèse des élastomères fluorés dont il est question dans la présente invention ne nécessite pas l'utilisation de monomères porteurs de groupements siloxanes, ces derniers contribuant généralement à une diminution de la T~ ;
3°) Les élastomères fluorés obtenus par la présente invention sont de composition s minoritaire en HFP et majoritaire en perfluoroalkyl vinyl éther (PAVE) fonctionnel ou perfluoroalkoxyalkyl vinyl éther (PAAVE) fonctionnel pour les copolymères et de composition minoritaire en HFP et majoritaire en VDF ou en perfluoroalkyl vinyl éther fonctionnel ou perfluoroalkoxyalkyl vinyl éther fonctionnel selon les rapports molaires initiaux de ces deux monomères fluorés.
l0 4°) Les élastomères fluorés synthétisés pas ladite invention présentent de très faibles Tg, ces élastomères pouvant ainsi trouver des applications dans le domaine de la plasturgie (« aid processing » ou agents de mise en oeuvre), ou d'autres industries de pointe (aérospatiale, électronique ou industries automobiles, pétrolière, de transport de fluides très froids tels que l'azote, l'oxygène et l'hydrogène liquides). De plus, des joints de 15 haute résistance thermique peuvent être préparés à partir de ces élastomères.
La présente invention concerne la synthèse d'élastomères fluorés à base d'HFP, ainsi que leur domaine d'applications.
a o Le champ de la présente invention s'étend à tous les types de procédés généralement utilisés : la polymérisation en émulsion, en masse, en suspension et en solution. Toutes peuvent être employées. La polymérisation en solution a cependant été
utilisée de manière préférentielle.

- '7 _ Les divers alcènes fluorés employés présentent au plus quatre atomes de carbone et ont la structure R,RzC=CR3R4 où les substituants R,~ sont tels qu'au moins un d'entre eux est fluoré ou perfluoré. Ceci englobe donc: le fluorure de vinyle (VF), le fluorure de vinylidène (VDF), le trifluoroéthylène, le chlorotrifluoroéthylène (CTFE), le bromotrifluoroéthylène, le 1-hydropentafluoropropylène, l'hexafluoroisobutylène, le 3,3,3-trifluoropropène et de façon générale tous les composés vinyliques fluorés ou perfluorés. Par ailleurs, des éthers perfluorovinyliques jouent aussi le rôle de comonomères. Parmi eux, on peut citer les perfluoroalkyl vinyl éthers (PAVE) dont le groupement alkyle possède de un à trois atomes de carbone: par exemple, le 1 o perfluorométhyl vinyl éther (PMVE), le perfluoroéthyl vinyl éther (PEVE) et le perfluoropropyl vinyl éther (PPVE). Ces monomères peuvent aussi être des perfluoroalkoxy alkyl vinyl éthers (PAAVE), décrits dans US 3,291,843 et dans les revues Prog. Polym. Sci., M. Yamabe et colt. vol. 12 (1986) 229 et A.L.
Logothetis, vol.
14 (1989) 251, tels que le perfluoro(2-n-propoxy)-propylvinyl éther, le perfluoro-(2-i 5 méthoxy)-propyl-vinyl éther; le perfluoro(3-méthoxy) propyl vinyléther, le perfluoro-(2-méthoxy)-éthylvinyl éther ; le perfluoro-(3,6,9-trioxa-5,8-diméthyl) dodeca-1-ène, le perfluoro-(5-méthyl-3,6-dioxo)-1-nonène. De plus, des monomères perfluoroalkoxyalkyl vinyl éthers à extrémités carboxyliques ou à extrémité fluorure de sulfonyle (tel que le perfluoro(4-méthyl-3,6-dioxaoct-7-ène) fluorure de sulfonyle) peuvent aussi être utilisés a o pour la synthèse d'élastomères fluorés décrite dans la présente invention.
Des mélanges de PAVE et PAAVE peuvent être présents dans les copolymères.
Plus particulièrement, le perfluoro(4-méthyl-3,6-dioxaoct-7-ène) fluorure de sulfonyle a été utilisé comme comonomère.

_g_ Les solvants employés pour effectuer la polymérisation en solution sont les suivants - Les esters de formule R-COO-R' où R et R' sont des substituants hydrogènes ou alkyles pouvant contenir de 1 à S atomes de carbone, mais également des groupements hydroxy s OH ou des groupements esters OR" où R" est un alkyle contenant de 1 à 5 atomes de carbone. Plus particulièrement, R = H ou CH3 et R' = CH3, CZH;, iC3H,, t-C4H9.
- Les solvants fluorés du type : CICFzCFCI2, C6F", n-C4F,o, perfluoro-2-butyltetrahydrofurane (FC 75).
- L'acétone, le 1,2-dichloroéthane, l'isopropanol, le tertiobutanol, l'acétonitrile ou le i o butyronitrile.
Les solvants préférentiellement employés sont l'acétate de méthyle et l'acétonitrile en quantités variables.
La gamme de température de réaction peut être déterminée par la température 15 de décomposition de l'amorceur et varie de 20 à 200°C. Les températures préférentiellement employées se situent entre 55 et 80 °C.
Dans le procédé selon l'invention, on peut amorcer la polymérisation à
l'intervention des amorceurs usuels de la polymérisation radicalaire. Des exemples z o représentatifs de tels amorceurs sont les azoïques (tels que l'AIBI~, les peroxydicarbonates de dialkyle, le peroxyde d'acétylcyclohexanesulfonyle, le peroxyde de dibenzoyle, le peroxyde de dicumyle, les perbenzoates de t-alkyle et les peroxypivalates de t-alkyle. On donne néanmoins la préférence aux peroxydicarbonates de dialkyle, tels que les peroxydicarbonates de diéthyle et de di-isopropyle et aux peroxypivalates de t-alkyle tels que les peroxypivalates de t-butyle et de t-amyle et, plus particulièrement encore, aux peroxypivalates de t-alkyle.
Pour le procédé de polymérisation en émulsion, nous avons employé une large gamme de cosolvants, employés en diverses proportions dans le mélange avec l'eau. De même, divers tensioactifs ont été utilisés.
Un des procédés de polymérisation utilisé peut être aussi par microémulsion comme décrit dans EP 0 250 767 ou par dispersion, comme indiqué dans US
4,789,717;
i o EP 0 196 904; EP 0 280 312 et EP 0 360 292.
Les pressions de réaction varient entre 2 et 120 bars selon les conditions expérimentales.
i5 Des agents de transfert de chaîne peuvent être généralement utilisés pour réguler et principalement diminuer les masses molaires des copolymères. Parmi ceux-là, on peut citer des télogènes contenant de 1 à 10 atomes de carbone et possédant des atomes de brome ou d'iode terminaux tels que, par exemple, les composés de type RFX
(où RF est un groupement perfluoré RF = C"FZn+,, n = 1-10, X désignant un atome de z o brome ou d'iode) ou des alcools, des éthers, des esters. Une liste des divers agents de transfert utilisés en télomérisation de monomères fluorés est indiquée dans la revue « Telomerization reactions of Fluoroalkanes », B. Améduri et B. Boutevin dans l'ouvrage « Topics in Current Chemistry » (Ed. R.D. Chambers), vol. 192 (1997) p. 165, Springer Verlag 1997.

Les élastomères de la présente invention peuvent être réticulés en utilisant des systèmes à base de péroxydes et de triallyl(iso)cyanurate quand de tels copolymères contiennent des atomes d'iode etlou de brome en position terminale de la macromolécule.
Des systèmes peroxydiques sont bien connus, tels que ceux décrits dans EP 0 136 596.
s La vulcanisation de ces élastomères peut être aussi réalisée par des méthodes ioniques telles que celles décrites dans US 3,876,654, US 4,259,463, EP 0 335 705 ou dans la revue Prog. Polym. Sci., 14 (1989) 251.
Toute la gamme de pourcentages relatifs des divers copolymères synthétisables 1 o à partir des monomères fluorés employés, conduisant à la formation des homopolymères, des copolymères et des terpolymères fluorés a été étudiée.
Les produits ont été analysés en RMN du 'H et du '9F. Cette méthode d'analyse a permis de connaître sans ambiguïté les pourcentages des comonomères i5 introduits dans les produits. Par exemple, nous avons parfaitement établi à
partir des microstuctures caractérisées dans la littérature (Polymer 28(1987)224 et J.
Fluorine Chem., 78(1996)145) les relations entre les signaux caractéristiques des copolymères HFP / PFSOZF (voir Tableau 1) et des terpolymères HFP / PFSOZF / VDF (Tableau 2) en RMN du'9F et la structure des produits.
zo Les copolymères de telles compositions peuvent trouver des applications dans la préparation de joints toriques, de corps de pompe, de diaphragmes possédant une très bonne résistance aux carburants, essence, t-butyl méthyl éther, aux alcools et huile de moteur, combinées à de bonnes propriétés élastomères, en particulier une très bonne résistance aux basses températures. Ces copolymères présentent aussi l'avantage d'être réticulables en présence d'agents conventionnellement utilisés.
Ces élastomères fluorés ont été caractérisés en spectroscopie RMN du '9F
s (acétone ou DMF deutériés) et les déplacements chimiques des différents groupements fluorés ont été mentionnés dans les Tableaux 1 et 2. Cette analyse met en évidence des diades HFP/PFSOZF, VDF/PFSOZF et HFP/VDF ainsi que les enchaînements tête-queue et tête-tête des blocs d'unités VDF (respectivement à -91 et -113, -116 ppm).
i o Les exemples suivants sont donnés afin d'illustrer des mises en oeuvre préférentielles de l'invention, et ne doivent en aucun cas être considérés comme limitant la portée de ladite invention.
Exemple 1 - Réactions en tubes scellés : Copolymérisation HFP / PFSOzF (% mol 15 initiaux 80 / 20) Un tube de Carius en borosilicate et de forte épaisseur (longueur, 150 mm ;
diamètre intérieur, 16 mm ; épaisseur, 2.0 mm ; pour un volume total de 14 cm3) contenant 0,1158 g (0,50 mmol) de peroxypivalate de t-butyle à 75 %, 2,21 g (4,96 mmol) de perfluoro(4-méthyl-3,6-dioaoct-7-ène) fluorure de sulfonyle (PFSOzF) et 2,25 g ao (0,030 mmol) d'acétate de méthyle est connecté à un système de rampe à vide et purgé
trois fois à l'hélium par des cycles vide primaire (100 mm Hg) / Hélium. Puis, après cinq cycles au moins de congélation / décongélation pour éliminer l'oxygène dissous dans cette solution, 3,0 g (0,020 mol) d'hexafluoropropène (HFP) sont piégés dans le tube gelé
dans un bain d'azote liquide et d'acétone et la masse introduite est déterminée par double pesée. Le tube encore immergé dans le bain froid est scellé puis placé dans la cavité d'un four agité à 75 °C pendant 6 heures.
Après copolymérisation, le tube est gelé dans l'azote liquide puis ouvert.
1,80 g de gaz n'ayant pas réagi ont été piégés. Ceci permet de détruire le taux de conversion massique de l'HFP selon l'expression (m~P - 1,80) / m~ = 40%
où mL~P représente la masse d'HFP initialement introduite.
lo Puis, le liquide jaunâtre obtenu est additionné goutte à goutte dans 35 mL
de pentane froid fortement agité. Après avoir été laissé 1 heure à 0-5 °C, le mélange est versé dans une ampoule à décanter. Le surnageant limpide incolore est éliminé
tandis que la phase lourde jaune est séchée à 70 °C sous 1 mm de Hg pendant 2 heures. 1,67 g d'un liquide très visqueux, limpide a été obtenu.
La composition du copolymère (c'est-à-dire les pourcentages molaires des deux ou des trois comonomères dans le copolymère) a été déterminée par RMN du '9F
(200 ou 250 MHz) à température ambiante, l'acétone ou le DMF deutériés étant les solvants de référence.
Ä titre d'exemple, les différents signaux du spectre RMN du '9F et leurs attributions sont indiqués dans le Tableau 1. On peut s'assurer de la totale réactivité du monomère sulfoné par l'absence du signal caractéristique centré à -137,5 ppm attribué à
l'un de ses atomes de fluor éthyléniques. D'après les intégrations des signaux a5 correspondant à chaque comonomère, les pourcentages molaires respectifs HFP
/ PFSOzF

dans le copolymère sont 32 / 68. Le copolymère à l'aspect d'une résine incolore. T~ _ -48 °C (Tableau 3).
Tableau 1 : Caractérisation RMN du'9F des copolymères HFP / PFSOzF.
STRUCTURE DEPLACEMENT CHIMIQUE (ppm) -S02F +45 -PFSOzF-CFzCF(CF,)-PFSOzF- -71 -75 -OCFZCF(CF3)OCFZCFzSO2F -77 -80 -OCFzCF(CF3)OCFzCF2SOzF -112 -CFzCF(CF,)-CFzCF(O-RF-SOZF)- -113 -CFZCF(ORFSO2F)-CFZCF(ORFSOzF)- -117 -PFSOZF -CFzCF(CF3)-PFSOzF- -118 -CFZCF(CF3)-CF,CF(ORFSOzF)- -122 -CF(CF3)CFz CFZCF(ORFSOzF)- -125 -OCFzCF(CF,)OCZF,SOzF -144 -PFSOzF-CFzCF(CF3)-PFSOZF- -175 -185 s Exemple 2 : Réaction en autoclave : terpolymérisation HFP / VDF / PFSOZF (23 18) Dans un réacteur de 300 mL en Hastelloy (HC 276), équipé d'une vanne d'introduction de gaz, d'une vanne de relargage, d'un manomètre, d'un disque de rupture en HC 276 et d'une agitation magnétique à 700 tours/min., sont introduits 48,5 g (0,11 io mol) de PFSOZF ; 1,10 g (4,7 mmol) de peroxypivalate de t-butyle à 75 % et 148,3 g d'acétate de méthyle. Le réacteur est fermé et son étanchéité est vérifiée. Le cycle suivant est effectué 3 fois : le réacteur est mis sous vide, puis on introduit de l'azote à 10-15 bars. Ces cycles permettent le dégazage de la solution. On effectue alors un vide de 20 mm de Hg dans le réacteur. Le réacteur est alors placé dans un bain acétone-azote is liquide afin d'obtenir une température intérieure du réacteur proche de -80 °C. On introduit alors successivement 21,0 g d'HFP (0,14 mol) puis 23,0 g de fluorure de vinylidène (VDF) (0,36 mol) par double pesée du réacteur. Puis ce réacteur est placé
dans un bain d'huile progressivement chauffé jusqu'à une température de 77 °C qui est maintenue durant 3 heures. La pression de réaction maximale atteinte est de 13 bars. La chute de pression observée à la température de réaction après 6 heures est de
-6-2 °) The synthesis of fluorinated elastomers which is discussed in the present invention does does not require the use of monomers carrying siloxane groups, these latter generally contributing to a decrease in T ~;
3) The fluorinated elastomers obtained by the present invention are of composition s minority in HFP and majority in perfluoroalkyl vinyl ether (PAVE) functional or perfluoroalkoxyalkyl vinyl ether (PAAVE) functional for copolymers and of minority composition in HFP and majority in VDF or perfluoroalkyl vinyl ether functional or perfluoroalkoxyalkyl vinyl ether functional according to reports molars initials of these two fluorinated monomers.
l0 4 °) The fluorinated elastomers synthesized by said invention have very low Tg, these elastomers can thus find applications in the field of plastics ("Aid processing" or implementing agents), or other industries of point (aerospace, electronics or automotive, petroleum, transport of fluids very cold such as liquid nitrogen, oxygen and hydrogen). In addition, seals 15 high thermal resistance can be prepared from these elastomers.
The present invention relates to the synthesis of fluorinated elastomers based on of HFP, as well as their field of applications.
ao The field of the present invention extends to all types of processes generally used: emulsion, bulk, suspension polymerization and in solution. All can be used. Solution polymerization has however been preferentially used.

- '7 _ The various fluorinated alkenes used have at most four atoms of carbon and have the structure R, RzC = CR3R4 where the substituents R, ~ are such that at least one of them is fluorinated or perfluorinated. This therefore includes: vinyl fluoride (VF), the vinylidene fluoride (VDF), trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene (CTFE), the bromotrifluoroethylene, 1-hydropentafluoropropylene, hexafluoroisobutylene, 3,3,3-trifluoropropene and generally all vinyl compounds fluorinated or perfluorinated. In addition, perfluorovinyl ethers also play the role of comonomers. Among them, mention may be made of perfluoroalkyl vinyl ethers (PAVE) whose alkyl group has from one to three carbon atoms: for example, the 1 o perfluoromethyl vinyl ether (PMVE), perfluoroethyl vinyl ether (PEVE) and the perfluoropropyl vinyl ether (PPVE). These monomers can also be perfluoroalkoxy alkyl vinyl ethers (PAAVE), described in US 3,291,843 and in the Prog. Polym. Sci., M. Yamabe et al. flight. 12 (1986) 229 and AL
Logothetis, vol.
14 (1989) 251, such as perfluoro (2-n-propoxy) -propylvinyl ether, perfluoro- (2-methoxy) -propyl-vinyl ether; perfluoro (3-methoxy) propyl vinyl ether, perfluoro- (2-methoxy) -ethylvinyl ether; perfluoro- (3,6,9-trioxa-5,8-dimethyl) dodeca-1-ene, the perfluoro- (5-methyl-3,6-dioxo) -1-nonene. In addition, monomers perfluoroalkoxyalkyl vinyl ethers with carboxylic ends or sulfonyl fluoride ends (such as perfluoro (4-methyl-3,6-dioxaoct-7-en) sulfonyl fluoride) may also to be used ao for the synthesis of fluorinated elastomers described in the present invention.
Mixtures PAVE and PAAVE may be present in the copolymers.
More particularly, perfluoro (4-methyl-3,6-dioxaoct-7-ene) fluoride sulfonyl was used as a comonomer.

_g_ The solvents used to carry out the solution polymerization are the following - The esters of formula R-COO-R 'where R and R' are hydrogen substituents or alkyls can contain from 1 to S carbon atoms, but also groups hydroxy s OH or ester groups OR "where R" is an alkyl containing from 1 to 5 atoms of carbon. More particularly, R = H or CH3 and R '= CH3, CZH ;, iC3H ,, t-C4H9.
- Fluorinated solvents of the type: CICFzCFCI2, C6F ", n-C4F, o, perfluoro-2-butyltetrahydrofuran (FC 75).
- acetone, 1,2-dichloroethane, isopropanol, tert-butanol, acetonitrile or io butyronitrile.
The solvents preferably used are methyl acetate and acetonitrile in variable quantities.
The reaction temperature range can be determined by the temperature 15 decomposition of the initiator and varies from 20 to 200 ° C. The temperatures preferably used are between 55 and 80 ° C.
In the process according to the invention, the polymerization can be initiated at the intervention of the usual initiators of radical polymerization. Of examples zo representative of such initiators are the azo (such as AIBI ~, dialkyl peroxydicarbonates, acetylcyclohexanesulfonyl peroxide, peroxide dibenzoyl, dicumyl peroxide, t-alkyl perbenzoates and t-alkyl peroxypivalates. However, preference is given to peroxydicarbonates dialkyl, such as diethyl and di-isopropyl peroxydicarbonates and to t-alkyl peroxypivalates such as t-butyl and t- peroxypivalates amyle and more particularly still, to t-alkyl peroxypivalates.
For the emulsion polymerization process, we used a large range of co-solvents, used in various proportions in the mixture with the water. Of even, various surfactants have been used.
One of the polymerization processes used can also be by microemulsion as described in EP 0 250 767 or by dispersion, as indicated in US
4,789,717;
EP 0 196 904; EP 0 280 312 and EP 0 360 292.
The reaction pressures vary between 2 and 120 bars depending on the conditions experimental.
i5 Chain transfer agents can generally be used to regulate and mainly decrease the molecular weights of the copolymers. Among those, mention may be made of telogens containing from 1 to 10 carbon atoms and having of bromine or terminal iodine atoms such as, for example, compounds of RFX type (where RF is a perfluorinated group RF = C "FZn + ,, n = 1-10, X denoting a atom of zo bromine or iodine) or alcohols, ethers, esters. A list of various agents of transfer used in the telomerization of fluorinated monomers is indicated in the review "Telomerization reactions of Fluoroalkanes", B. Améduri and B. Boutevin in the book "Topics in Current Chemistry" (Ed. RD Chambers), vol. 192 (1997) p. 165, Springer Verlag 1997.

The elastomers of the present invention can be crosslinked using of systems based on peroxides and triallyl (iso) cyanurate when such copolymers contain iodine and / or bromine atoms in the terminal position of the macromolecule.
Peroxide systems are well known, such as those described in EP 0 136 596.
s The vulcanization of these elastomers can also be carried out by ionic methods such as those described in US 3,876,654, US 4,259,463, EP 0 335 705 or in the Prog. Polym. Sci., 14 (1989) 251.
The whole range of relative percentages of the various synthesizable copolymers 1 o from the fluorinated monomers used, leading to the formation of homopolymers, fluorinated copolymers and terpolymers has been studied.
The products were analyzed by NMR of 'H and' 9F. This method analysis made it possible to know unambiguously the percentages of comonomers i5 introduced into products. For example, we have perfectly established from microstuctures characterized in the literature (Polymer 28 (1987) 224 and J.
Fluorite Chem., 78 (1996) 145) the relationships between the characteristic signals of copolymers HFP / PFSOZF (see Table 1) and HFP / PFSOZF / VDF terpolymers (Table 2) in 9N NMR and product structure.
zo The copolymers of such compositions can find applications in preparation of O-rings, pump casings, diaphragms having a very good resistance to fuels, petrol, t-butyl methyl ether, alcohols and oil motor, combined with good elastomeric properties, in particular a very good resistance to low temperatures. These copolymers also have the advantage of being crosslinkable in the presence of conventionally used agents.
These fluorinated elastomers were characterized by NMR spectroscopy of '9F
s (acetone or deuterated DMF) and the chemical shifts of the different groupings fluorides were mentioned in Tables 1 and 2. This analysis highlights evidence of HFP / PFSOZF, VDF / PFSOZF and HFP / VDF diades as well as head sequences tail and head-head of the VDF unit blocks (at -91 and -113, -116 ppm respectively).
io The following examples are given in order to illustrate implementations preferential of the invention, and must in no case be considered as limiting the scope of said invention.
Example 1 - Reactions in sealed tubes: HFP / PFSOzF copolymerization (% mol 15 initials 80/20) A very thick, borosilicate Carius tube (length, 150 mm;
inner diameter, 16 mm; thickness, 2.0 mm; for a total volume of 14 cm3) containing 0.1158 g (0.50 mmol) 75% t-butyl peroxypivalate, 2.21 g (4.96 mmol) of perfluoro (4-methyl-3,6-dioaoct-7-ene) sulfonyl fluoride (PFSOzF) and 2.25 g ao (0.030 mmol) of methyl acetate is connected to a vacuum ramp system and purged three times with helium by primary vacuum cycles (100 mm Hg) / Helium. Then, after five at least freeze / thaw cycles to remove dissolved oxygen in this solution, 3.0 g (0.020 mol) of hexafluoropropene (HFP) are trapped in the frozen tube in a bath of liquid nitrogen and acetone and the mass introduced is determined by double weighing. The tube still immersed in the cold bath is sealed and then placed in the cavity of a oven stirred at 75 ° C for 6 hours.
After copolymerization, the tube is frozen in liquid nitrogen and then opened.
1.80 g of unreacted gas was trapped. This destroys the rate of conversion mass of HPF according to the expression (m ~ P - 1.80) / m ~ = 40%
where mL ~ P represents the mass of HFP initially introduced.
lo Then, the yellowish liquid obtained is added dropwise to 35 mL
of strongly agitated cold pentane. After being left for 1 hour at 0-5 ° C, the mixture is poured into a separatory funnel. Clear, colorless supernatant is removed while the yellow heavy phase is dried at 70 ° C under 1 mm of Hg for 2 hours. 1.67 g of very viscous, clear liquid was obtained.
The composition of the copolymer (i.e. the molar percentages of the two or three comonomers in the copolymer) was determined by NMR of the '9F
(200 or 250 MHz) at room temperature, the deuterated acetone or DMF being the reference solvents.
For example, the different signals from the NMR spectrum of '9F and their attributions are indicated in Table 1. We can be sure of the total reactivity of sulfonated monomer by the absence of the characteristic signal centered at -137.5 ppm assigned to one of its ethylenic fluorine atoms. Based on signal integrations a5 corresponding to each comonomer, the respective HFP molar percentages / PFSOzF

in the copolymer are 32 / 68. The resin-like copolymer colorless. T ~ _ -48 ° C (Table 3).
Table 1: 9F NMR characterization of HFP / PFSOzF copolymers.
CHEMICAL MOVEMENT STRUCTURE (ppm) -S02F +45 -PFSOzF-CFzCF (CF,) - PFSOzF- -71 -75 -OCFZCF (CF3) OCFZCFzSO2F -77 -80 -OCFzCF (CF3) OCFzCF2SOzF -112 -CFzCF (CF,) - CFzCF (O-RF-SOZF) - -113 -CFZCF (ORFSO2F) -CFZCF (ORFSOzF) - -117 -PFSOZF -CFzCF (CF3) -PFSOzF- -118 -CFZCF (CF3) -CF, CF (ORFSOzF) - -122 -CF (CF3) CFz CFZCF (ORFSOzF) - -125 -OCFzCF (CF,) OCZF, SOzF -144 -PFSOzF-CFzCF (CF3) -PFSOZF- -175 -185 s Example 2: Autoclave reaction: HFP / VDF / PFSOZF terpolymerization (23 18) In a 300 mL Hastelloy reactor (HC 276), equipped with a valve gas introduction, release valve, pressure gauge, disc a break in HC 276 and with magnetic stirring at 700 revolutions / min., 48.5 are introduced g (0.11 io mol) of PFSOZF; 1.10 g (4.7 mmol) of 75% t-butyl peroxypivalate and 148.3 g methyl acetate. The reactor is closed and its tightness is checked. The cycle next is carried out 3 times: the reactor is placed under vacuum, then introduced nitrogen at 10-15 bars. These cycles allow degassing of the solution. We then perform a vacuum of 20 mm Hg in the reactor. The reactor is then placed in an acetone bath.
nitrogen is liquid in order to obtain an interior temperature of the reactor close to -80 ° C. We then successively introduces 21.0 g of HFP (0.14 mol) then 23.0 g of fluoride of vinylidene (VDF) (0.36 mol) by double weighing the reactor. Then this reactor is square in an oil bath gradually heated to a temperature of 77 ° C which is maintained for 3 hours. The maximum reaction pressure reached is 13 bars. The pressure drop observed at reaction temperature after 6 hours is

7 bars.
Après réaction, le réacteur est placé dans un bain de glace pendant 30 minutes, puis le dégazage montre une perte de 2,3 g de gaz n'ayant pas réagi, ce qui correspond à un taux s de conversion des monomères gazeux d'environ 95 %. Le brut réactionnel est alors traité
comme précédemment en précipitant dans le pentane froid, puis séché. La masse de copolymère récupérée est de 68,2 g. Le terpolymère obtenu est un liquide orangé
visqueux (rendement massique = 74 %). La caractérisation par RMN du fluor (Tableau 2) montre l'absence de trace du monomère sulfoné et a permis de connaître les io pourcentages des trois comonomères dans le teipolymère égaux à 10 % d'HFP, 71 % de VDF et 19 % de monomère sulfoné (Tableau 4).

Tableau 2 : Caractérisation RMN du'9F des terpolymères VDF / HFP / PFSOZF.
STRUCTURE DEPLACEMENT CHIMIQUE (ppm) -SO~F +45 -CHzCF2-CFZCF(CF )-CFZCHz- -71 -CHzCF2-CFzCF(CF3)-CHZCFz- -75 -OCFzCF(CF,)OCF~CFZSOzF -77 -80 tBuO-CF~CH~- -83 -CHZCFz CHzCF2-CHZCFz -91 -CFzCF(RF)-CHZCF,-CH2CF2- -92 -CFzCF(RF)-CH~CFz CH,CFZ-CF2CF(RF)- -93 -CHZCF,-CHzCF2-CFzCHz- -95 -CFZCF(ORFSO2F)-CHzCF,-CFzCF(ORFSOZF)- -108 -CHzCFz-CH2CF2-CFZCF(RF)- -110 -OCFZCF(CF3)OCF,CFzSO2F -112 -CHZCFz CHzCF2-CFzCH2- -113 -CHzCF2-CFzCHz-CH2CF2- -116 -CHZCFZ-CFzCF(CF3)-CHzCFz -118 -CHZCFz CF,CF(ORFSOzF)-CHzCF,- -122 -CH2CFz CFZCF(ORFSO_F)-CHzCF2- -125 -CHzCF2-CFzCF(ORFSO~F)-CFzCHZ -127 -OCF~CF(CF3)OC~F,SO2F -144 -CHZCFz-CFZCF(CF,)-CFzCH2- -183 -CH2CFz-CFzCF(CF,)-CHzCF2- -184 Les autres copolymérisations HFP / PFSOZF et terpolymérisations HFP/VDF/PFSOZF (détails expérimentaux et résultats) sont résumées dans les Tableaux 3 s et 4.
Les avantages reliés à la présente invention sont principalement les suivants 1 °) Le procédé de synthèse est réalisé en mode de fonctionnement en cuvée (« batch ») ;
2°) Le procédé dont il est question dans la présente invention s'effectue en solution et i o utilise des solvants organiques classiques, facilement disponibles dans le commerce ;

3°) Le procédé de ladite invention consiste en une polymérisation radicalaire en présence d'amorceurs classiques, facilement disponibles commercialement ;
4°) Le tétrafluoroéthylène (TFE) n'est pas utilisé dans la présente invention ;
5°) L'oléfine perfluorée qui entre dans la composition des élastomères fluorés préparés s par ladite invention est l'hexafluoropropène ; celle-ci est nettement moins coûteuse et beaucoup moins dangereuse que le TFE et confere aux élastomères obtenus une meilleure thermostabilité et une bonne résistance à l'oxydation, aux agents chimiques, aux solvants polaires et au pétrole ;
6°) Les élastomères fluorés dont il est question dans ladite invention peuvent être préparés io à partir du monomère PFSOzF dont la copolymérisation avec l'HFP et la terpolymérisation avec l'HFP et le VDF n'ont jamais fait l'objet de travaux décrits dans la littérature. De plus, ce monomère sulfoné par le biais de sa fonction fluorure de sulfonyle, permet de créer des sites de réticulation dans ces élastomères ;
7°) Les élastomères fluorés synthétisés par la dite invention contiennent aussi du fluorure 1 s de vinylidène, nettement meilleur marché et moins dangereux que le TFE ;
ce monomère permet de faire chuter la température de transition vitreuse (T J ;
7 bars.
After reaction, the reactor is placed in an ice bath for 30 minutes and then the degassing shows a loss of 2.3 g of unreacted gas, which corresponds at a rate s conversion of the gaseous monomers by approximately 95%. The reaction crude is then treated as before, precipitating in cold pentane, then dried. The mass of copolymer recovered is 68.2 g. The terpolymer obtained is a liquid orange viscous (mass yield = 74%). Fluorine NMR characterization (Board 2) shows the absence of trace of the sulfonated monomer and made it possible to know the io percentages of the three comonomers in the teipolymer equal to 10% of HFP, 71% of VDF and 19% of sulfonated monomer (Table 4).

Table 2: 9F NMR characterization of the VDF / HFP / PFSOZF terpolymers.
CHEMICAL MOVEMENT STRUCTURE (ppm) -SO ~ F +45 -CHzCF2-CFZCF (CF) -CFZCHz- -71 -CHzCF2-CFzCF (CF3) -CHZCFz- -75 -OCFzCF (CF,) OCF ~ CFZSOzF -77 -80 tBuO-CF ~ CH ~ - -83 -CHZCFz CHzCF2-CHZCFz -91 - CHZCF, -CH2CF2- -92 -CFzCF (RF) -CH ~ CFz CH, CFZ-CF2CF (RF) - -93 -CHZCF, -CHzCF2-CFzCHz- -95 -CFZCF (ORFSO2F) -CHzCF, -CFzCF (ORFSOZF) - -108 - CHzCFz-CH2CF2-CFZCF (RF) - -110 -OCFZCF (CF3) OCF, CFzSO2F -112 -CHZCFz CHzCF2-CFzCH2- -113 -CHzCF2-CFzCHz-CH2CF2- -116 -CHZCFZ-CFzCF (CF3) -CHzCFz -118 -CHZCFz CF, CF (ORFSOzF) -CHzCF, - -122 -CH2CFz CFZCF (ORFSO_F) -CHzCF2- -125 -CHzCF2-CFzCF (ORFSO ~ F) -CFzCHZ -127 -OCF ~ CF (CF3) OC ~ F, SO2F -144 -CHZCFz-CFZCF (CF,) - CFzCH2- -183 -CH2CFz-CFzCF (CF,) - CHzCF2- -184 Other HFP / PFSOZF copolymerizations and terpolymerizations HFP / VDF / PFSOZF (experimental details and results) are summarized in the Tables 3 s and 4.
The advantages related to the present invention are mainly the following:
1 °) The synthesis process is carried out in operating mode in cuvée (“batch”);
2) The process in question in the present invention takes place in solution and io uses conventional organic solvents, readily available in the trade ;

3 °) The method of said invention consists of a polymerization radical in the presence conventional initiators, readily available commercially;
4 °) Tetrafluoroethylene (TFE) is not used in the present invention;
5 °) The perfluorinated olefin which enters into the composition of the elastomers fluorinated preparations s by said invention is hexafluoropropene; this is significantly less expensive and much less dangerous than TFE and gives the elastomers obtained a better thermostability and good resistance to oxidation, to chemical agents, with solvents polar and petroleum;
6 °) The fluorinated elastomers in question in said invention can be prepared io from the monomer PFSOzF, the copolymerization of which with HFP and the terpolymerization with HFP and VDF has never been the subject of work described in the literature. In addition, this sulfonated monomer through its fluoride function of sulfonyl, makes it possible to create crosslinking sites in these elastomers;
7 °) The fluorinated elastomers synthesized by the said invention also contain fluoride 1 s of vinylidene, significantly cheaper and less dangerous than TFE;
this monomer allows the glass transition temperature (TJ;

8°) Les élastomères fluorés obtenus par ce procédé présentent de très faibles températures de transition vitreuse, variant de -36 à -48 °C.
z o Bien que la présente invention ait été décrite à l'aide de mises en oeuvre spécifiques, il est entendu que plusieurs variations et modifications peuvent se greffer aux dites mises en oeuvre, et la présente demande vise à couvrir de telles modifications, usages ou adaptations de la présente invention suivant, en général, les principes de l'invention et incluant toute variation de la présente description qui deviendra connue ou 2 s conventionnelle dans le champ d'activité dans lequel se retrouve la présente invention, et qui peut s'appliquer aux éléments essentiels mentionnés ci-haut, en accord avec la portée des revendications suivantes.
8 °) The fluorinated elastomers obtained by this process have very low temperatures glass transition, varying from -36 to -48 ° C.
zo Although the present invention has been described using implementations specific, it is understood that several variations and modifications may piggyback on said implementations, and the present application aims to cover such modifications, uses or adaptations of the present invention according, in general, to principles of the invention and including any variation of this description which will become known or 2 s conventional in the field of activity in which the present invention, and which can be applied to the essential elements mentioned above, in agreement with the scope of the following claims.

Claims (15)

1. Élastomères fluorés sulfonés à base d'héxafluoropropène, ne comprenant ni de tétrafluoroéthylène, ni de groupement siloxane, mais à base de présentant de très basses températures de transition vitreuse (p. ex. Tg = -36 à -50 °C). 1. Sulfonated fluorinated elastomers based on hexafluoropropene, not comprising or of tetrafluoroethylene, nor of siloxane group, but based on having very low glass transition temperatures (eg Tg = -36 to -50 ° C). 2. Élastomères fluorés sulfonés selon la revendication 1 composés d'hexafluoropropène (HFP), de fluorure de vinylidène (VDF) et de fluorure de perfluorosulfonyle éthoxy propyl vinyl éther (PSEPVE) ou de perfluoro(4-méthyl-2. Sulfonated fluorinated elastomers according to claim 1 compounds hexafluoropropene (HFP), vinylidene fluoride (VDF) and fluoride perfluorosulfonyl ethoxy propyl vinyl ether (PSEPVE) or perfluoro (4-methyl- 3,6-dioxaoct-7-ène)fluorure de sulfonyle (PFSO2F).

3. Élastomères fluorés sulfonés selon la revendication 1 ou 2 contenant de 20 à 32 % d'HFP et de 80 à 68 % de PSEPVE ou de PFSO2F.
3.6-dioxaoct-7-ene) sulfonyl fluoride (PFSO2F).

3. Sulfonated fluorinated elastomers according to claim 1 or 2 containing 20 to 32 % of HFP and 80 to 68% of PSEPVE or PFSO2F.
4. Élastomères fluorés sulfonés selon la revendication 1 ou 3 pouvant aussi contenir du VDF. 4. Sulfonated fluorinated elastomers according to claim 1 or 3 can also contain VDF. 5. Élastomères fluorés sulfonés selon la revendication 1, 3 ou 4 contenant de 10 à
32 % d'HFP, de 19 à 79 % de PSEPVE ou de PFSO2F et de 0 à 71 % de VDF.
5. Sulfonated fluorinated elastomers according to claim 1, 3 or 4 containing 10 to 32% of HFP, from 19 to 79% of PSEPVE or PFSO2F and from 0 to 71% of VDF.
6. Élastomères fluorés sulfonés selon la revendication 1, 3 ou 5 préparés en cuvée (« batch »). 6. Sulfonated fluorinated elastomers according to claim 1, 3 or 5 prepared in vintage ("Batch"). 7. Élastomères fluorés sulfonés selon la revendication 1, 3, 5 ou 6 synthétisés par copolymérisation radicalaire en présence d'amorceurs organiques commerciaux. 7. Sulfonated fluorinated elastomers according to claim 1, 3, 5 or 6 synthesized by radical copolymerization in the presence of commercial organic initiators. 8. Élastomères fluorés sulfonés selon la revendication 1, 3, 5, 6 ou 7 préparés en présence de peroxydes. 8. Sulfonated fluorinated elastomers according to claim 1, 3, 5, 6 or 7 prepared in presence of peroxides. 9. Élastomères fluorés sulfonés selon la revendication 1, 3, 5, 6 ou 8 obtenus principalement à partir de peroxypivalate de t-butyle. 9. sulfonated fluorinated elastomers according to claim 1, 3, 5, 6 or 8 obtained mainly from t-butyl peroxypivalate. 10. Élastomères fluorés sulfonés selon 1 revendication 1, 3, 5, 6 ou 9 dont la copolymérisation est réalisée soit en émulsion, soit en émulsion, en suspension, en microsuspension ou en solution. 10. Sulfonated fluorinated elastomers according to 1 claim 1, 3, 5, 6 or 9, the copolymerization is carried out either in emulsion, or in emulsion, in suspension, in microsuspension or in solution. 11. Élastomères fluorés sulfonés selon la revendication 1, 3, 5, 6, 9 ou 10 dont la copolymérisation est particulièrement effectuée en solution, en présence de solvants organiques classiques et commerciaux. 11. Sulfonated fluorinated elastomers according to claim 1, 3, 5, 6, 9 or 10 whose copolymerization is particularly carried out in solution, in the presence of solvents classic and commercial organic. 12. Élastomères fluorés sulfonés selon la revendication 1, 3, 5, 6 ou 10 nécessitant le perfluoro-n-hexane, l'acétate de méthyle ou l'acétonitrile comme solvants. 12. Sulfonated fluorinated elastomers according to claim 1, 3, 5, 6 or 10 requiring perfluoro-n-hexane, methyl acetate or acetonitrile as solvents. 13. Élastomères fluorés sulfonés selon la revendication 1, 3, 5, 6, 10 ou 12 synthétisés en particulier avec l'acétonitrile et le perfluoro-n-hexane. 13. Sulfonated fluorinated elastomers according to claim 1, 3, 5, 6, 10 or 12 synthesized in particular with acetonitrile and perfluoro-n-hexane. 14. Élastomères fluorés sulfonés selon la revendication 1, 3, 5, 6, 10 ou 13 préparés à partir de rapports molaires initiaux C0=[amorceur]0 / ([HFP]0 +
[VDF]0 +
[PSEPVE]0) ou C0=[amorceur]0/([HFP]0 + [VDF]0 + [PFSO2F]0) se situant entre 0,4 et 2 %.
14. Sulfonated fluorinated elastomers according to claim 1, 3, 5, 6, 10 or 13 prepared from initial molar ratios C0 = [initiator] 0 / ([HFP] 0 +
[VDF] 0 +
[PSEPVE] 0) or C0 = [initiator] 0 / ([HFP] 0 + [VDF] 0 + [PFSO2F] 0) lying between 0.4 and 2%.
15. Élastomères fluorés sulfonés selon la revendication 1, 3, 5, 6, 10, 13 ou appropriés pour la fabrication d'électrolytes polymères, d'ionomères, de piles à
combustibles ; pour l'obtention de joints, durites, tuyaux, joints toriques, corps de pompe, diaphragmes, têtes de piston (trouvant des applications dans les industries aéronotique, pétrolière, automobile, minière, nucléaire) et pour la plasturgie (produits d'aide à la mise en ~uvre, « aid-processing »).
15. Sulfonated fluorinated elastomers according to claim 1, 3, 5, 6, 10, 13 or suitable for the production of polymer electrolytes, ionomers, batteries at fuels; for obtaining seals, hoses, pipes, O-rings, pump body, diaphragms, piston heads (finding applications in industries aeronotic, petroleum, automotive, mining, nuclear) and for the plastics industry (products help setting in ~ uvre, "aid-processing").
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