CZ43497A3 - Způsob přípravy peroxidových perfluoropolyoxyalkylenů - Google Patents

Způsob přípravy peroxidových perfluoropolyoxyalkylenů Download PDF

Info

Publication number
CZ43497A3
CZ43497A3 CZ97434A CZ43497A CZ43497A3 CZ 43497 A3 CZ43497 A3 CZ 43497A3 CZ 97434 A CZ97434 A CZ 97434A CZ 43497 A CZ43497 A CZ 43497A CZ 43497 A3 CZ43497 A3 CZ 43497A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
absence
tetrafluoroethylene
oxidation
radiation according
peroxide
Prior art date
Application number
CZ97434A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ293428B6 (cs
Inventor
Giuseppe Marchionni
Pier Antonio Guarda
Original Assignee
Ausimont S. P. A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ausimont S. P. A. filed Critical Ausimont S. P. A.
Publication of CZ43497A3 publication Critical patent/CZ43497A3/cs
Publication of CZ293428B6 publication Critical patent/CZ293428B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/04Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
    • C08G65/22Cyclic ethers having at least one atom other than carbon and hydrogen outside the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/002Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from unsaturated compounds
    • C08G65/005Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from unsaturated compounds containing halogens
    • C08G65/007Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from unsaturated compounds containing halogens containing fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/04Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
    • C08G65/22Cyclic ethers having at least one atom other than carbon and hydrogen outside the ring
    • C08G65/223Cyclic ethers having at least one atom other than carbon and hydrogen outside the ring containing halogens
    • C08G65/226Cyclic ethers having at least one atom other than carbon and hydrogen outside the ring containing halogens containing fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32Polymers modified by chemical after-treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
  • Hinges (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu přípravy peroxidových perfluoropolyoxyalkylenů, které se obvykle nazývají peroxidové perfluoropolyethery.
Ještě specifičtěji se vynález týká způsobu přípravy peroxidových perfluoropolyetherů, které jsou získány oxidací tetrafluoroethylěnu v přítomnosti solventů.
Dosavadní stav techniky
Peroxidové perfluoropolyethery jsou používány jako iniciátory radikálových polymerizací a jako konzervační prostředky polymerů. Lze je transformovat na inertní perfluoropolyethery, t.j. na látky, které jsou zbaveny peroxidových skupin a reaktivních terminálnich skupin, které jsou používány jako inertní kapaliny pro různé účely, například při testování v elektronice, pájení v plynné a tekuté fázi, ochraně stavebních materiálů, mazání, apod. Navíc funkční perfluoropolyethery, používané například jako intermediáty polymerů, lze získat z peroxidových perfluoropolyetherů známými technikami chemické redukce.
Podle stavu techniky jsou peroxidové perfluoropolyethery
působící jako
jednu nebo něk
halogen. Lze
obsahující až 3
0393705). Podle
zvýšením poměru
jsou vneseny,
hmotností. Bylo
připraveny reakcí perfluoroolefinů s kyslíkem za účinku ultrafialového záření, viz například USP 4 451 646, USP 5 354
922, USP 3 847 978 a USP 3 715 378.
Je rovněž známo, že lze provést reakci mezi tetrafluoroethylenem a kyslíkem, aniž by bylo použito ultrafialové záření, za předpokladu, že je přítomna látka Lymerizační iniciátor. Tato sloučenina má Lk F-X vazeb, kde X
Lze zmínit například fluor až 3 atomy uhlíku (viz patenty EP 0393700 a EP
Podle způsobu popsaného v těchto patentech, lze aoměru mezi množstvím monomeru a iniciátoru, které jny, získat produkty se vzrůstající molekulovou Bylo však konstatováno, že současně stoupá obsah peroxidického kyslíku nad přijatelný stupeň, který lze odhadnout v okolí hodnoty peroxidační schopnosti (PO) rovné přibližně 4, kdy téměř dosahuje nebezpečného bodu okolo 4,5 až 5. Hodnota peroxidační schopnosti PO je definována v gramech peroxidického kyslíku na 100 g produktu. Perfluoropolyetherové produkty mající průměrnou molekulovou hmotnost vyšší než 5000 a současně mající hodnotu PO nižší než je maximální přijatelný limit zmíněný výše, nelze připravit v nepřítomnosti ultrafialového záření.
Měli bychom si povšimnout toho, že problém kontroly molekulové hmotnosti a PO ve způsobech perfluoroolefinové fotooxidace neexistuje. Je skutečně známo, že ve způsobech, které používají ultrafialové záření, lze získat perfluoropolyethery jak s molekulovou hmotností tak i PO, které jsou kontrolovány na sobě nezávisle. Zejména lze získat nebo hypofluority peroxidové perfluoropolyethery, které mají dostatečně vysoké molekulově hmotnosti a kontrolované PO. Tyto polymery lze použít pro získání derivátu s dobrou schopností tvořit kovalentní vazby (f 1,7) a uvedené funkční deriváty lze získat chemickou redukcí. Tyto deriváty mají dostatečně vysokou molekulovou hmotnost, aby byly zajímavé pro průmysl.
Fotooxidační způsoby však mají určitou nevýhodu díky skutečnosti, že jejich produktivita je vázána na svítící schopnost zdroje světla. To předpokládá drahé zařízení.
Oxidativní způsob přípravy perfluoroolefinů v nepřítomnosti UV záření namísto toho umožňuje vysokou produktivitu a nízké náklady na zařízeni. Avšak, jak jsme již uvedli dříve, tento způsob nedovoluje současnou kontrolu PO a molekulové hmotnosti peroxidového perfluoropolyetheru, tedy charakteristických vlastností funkčních derivátů, které lze takto připravit.
Z předchozí přihlášky evropského patentu podaného jménem předkladatele, který má číslo 94117844.4, je známo, že lze použít oxidační způsob v nepřítomnosti záření k získání peroxidových perfluoropolyetherů, které mají vysokou molekulovou hmotnost a současně kontrolované PO, tím, že reakci provádíme pod tlakem a při molárním poměru TFE ku chemickému iniciátoru (např. Fa) vyšším než 33. V praxi, jestliže se reakce provádí za tlaku a v nepřítomnosti UV záření, získáváme polymery, které mají nižší počet peroxidových jednotek, zatímco ostatní podmínky zůstávají shodné. Je tedy možné dále zvyšovat poměr mezi rychlostí toku olefinů a rychlostí toku iniciátoru, tak aby se zvýšil obsah peroxidových jednotek až na hodnotu, kterou lze získat při běžném atmosférickém tlaku v místnosti. Konečným výsledkem syntézy za vyššího tlaku je syntéza polymeru o vyšší molekulové hmotnosti, přičemž obsah peroxidových jednotek je shodný s počtem, který je získán při běžném atmosférickém tlaku v místnosti. Je proto možné při vyšším tlaku získat polymery s průměrnou molekulovou hmotností stále vyšší, přičemž PO zůstává stejné. Tato skutečnost je vysoce žádoucí z důvodů, které jsou popsány podrobně v přihlášce evropského patentu EP 94117844.4, který je zde citován. Jde tedy o to umět získat funkční deriváty (chemickou redukcí hrubého peroxidového produktu), které jsou funkčnější a přitom jejich molekulová hmotnost zůstává stejná. Předkladatel patentové přihlášky neočekávaně a překvapivě zjistil, že lze připravit peroxidové perfluoropolyethery s vyšší molekulovou hmotností, při zachování stejného PO tím, že používá stejnou teplotu a pracovní tlak uvedené v předchozí patentové přihlášce uvedené výše, avšak v přítomnosti specifické sloučeniny definované v této přihlášce. To navíc dovoluje získat produkty podobné těm, které jsou získávány při vyšších tlacích, již při nižším tlaku a při využití všech výhod zařízení a existujících zárukách bezpečnosti.
Podstata vynálezu
Předmětem tohoto vynálezu je způsob oxidace tetrafluoroethylénu při teplotách -100 až -40 ”C, výhodněji při -90 až -60 °C, prováděný v nepřítomnosti UV záření a v přítomnosti chemického iniciátoru obsahujícího alespoň jednu F-X vazbu, kde X je atom kyslíku nebo halogenu, při celkovém tlaku 0 až solventu obsahujícího % nebo v přítomnosti vazba F-X je F-0-.
barů (relativních), a v přítomnosti COF^ v množství vyšším než 8 molárních COF2 samotného. Jestliže X je kyslík,
Chemický iniciátor je popsán v patentových přihláškách EP
393700 a EP 393705, které jsou zde citovány.
Chemický iniciátor se výhodně zvolí ze skupiny tvořené fluorem a alkylickými hypofluority obsahujícími nejvýše 3 atomy uhlíku.
Podle způsobu tohoto -vynálezu proudí plynný kyslík, plynný chemický iniciátor a plynný tetrafluoroethylen do tekuté fáze zpočátku tvořené solventem. Někdy je takto vnášen do kapalné fáze i inertní plyn, který je výhodně smísen s chemickým iniciátorem nebo s kyslíkem. Jestliže je použit inertní plyn, je zvolen ze skupiny zahrnující dusík, argon, helium, CF^ a C2Fe. Zvláštní případ použití dusíku jako inertního plynu je dán použitím vzduchu namísto kyslíku.
Používané solventy jsou ty, které jsou běžně uváděny v tomto oboru pro oxidaci TFE při nízké teplotě, za předpokladu, že jsou kapalné v reakčních podmínkách podle tohoto vynálezu.
Solvent je s výhodou vybírán ze skupiny lineárních a cyklických fluorokarbonů, výhodně obsahujících vodík a/nebo chlor. Příklady vhodných solventů jsou: CFC13, CF2C12, CF^HCl, CF -CF H, CF -CFH , CF H-CF H, CHClF-CF , a/nebo CHF -CC1F výhodně ve směsi s CHF -CH F, CF CFHCF CF , CF CFHCFHCF CF . Azeotropní směsi nebo směsi jim blízké dvou a více zmíněných látek lze rovněž použít. Jiné použitelné solventy jsou perfluoropropan, perfluorocyklobutan, perfluorocyklohexan, chloropentafluroethan, 1,1,2-trichloro-l,2,2-trifluoroethan, a 1,2-dichlorotetrafluoroethan. Jako solventů lze rovněž použít perfluoroaminy, perfluoroethery a polyethery, výhodně obsahující vodík. Příklady tohoto typu jsou; CH3OCF2CFHCF3,
C F -O-CF H, CF H-O-CF H, C F -O-CF O-CF H, C F -O-CF H, C F -0-C F H, C F -0-C F H, C F OCH , C F OC Η , C F OCH , •715 2 4 ' 4 0 24 40 3 40 2 5 ' 3*7 3'
C F OC Η , C F OCH . C F OC Η , F(CF -CF -CX' O) CF CF H, kde
X'=F, H a n je celé číslo od O do 4 včetně mezí intervalu a T—0(C F O) (C F O) (CF O) -Τ’, kde pO, qO a ro jsou celá čísla od O do 3 včetně mezí číselného intervalu, a T a T* jsou navzájem stejná nebo odlišná a jsou vybírána ze skupiny obsahující CF3, C2Fs, OF^, CF^H, CF^CFH a CF^CF^H, přičemž perfluorooxyalkylenové jednotky jsou náhodně distribuovány v polymerním řetězci. Příklady známých solventů jsou uvedeny například V USP 3 715 378, USP 4 451 646 a USP 5 182 342. Jiné příklady solventů jsou uvedeny v WO 95/32174 a WO 95/32173, které jsou zde citovány. Výběr solventů ovlivní pracovní podmínky způsobu, ten však může být snadno vhodně modifikován odborníkem. Solventy, které nepůsobí jako agens přenosu řetězce, jsou výhodnější.
Běžný atmosférický tlak v místnosti lze použít nebo lze postup provádět při takovém tlaku, který byl již zmíněn.
Chemický iniciátor, například fluor, je dodáván do tekuté fáze v množstvích v rozsahu 0,001 až 0,1 molů za hodinu na litr kapalné fáze.
Koncentrace TFE v kapalné fázi má obecně hodnotu 0,005 až 1 mol/1 roztoku, výhodněji 0,01 až 0,5 mol/1.
Způsob lze provést jak vsádkovým tak i výhodněji kontinuálním způsobem.
Dávkovači molární poměry TFE ku chemickému iniciátoru mají obecně hodnotu 10 až 200, výhodněji 40 až 120.
Důležitá složka podle tohoto vynálezu, kterou je COF^, je připravena známými metodami uvedenými v literatuře, viz například Journal American Chemical Society z 30. června 1969, str. 4432-4436, autoři M. Wechsberg a G.H. Čady.
Molární množství COF__, jestliže je přítomno ve směsi se solventem, je výhodně v rozmezí 15 až 60 %.
Způsobem podle tohoto vynálezu je získán peroxidový perfluoropolyether, který má nižší PO, než jestliže příprava probíhá za stejné teploty, za stejných rychlosti přítoku reaktantů (TFE a iniciátor) a stejných tlakových podmínek, ale v nepřítomnosti nebo v přítomnosti omezeného množství COFa v reakční fázi, mimo nižší mez uvedenou v tomto vynálezu. Je proto možné zvýšit poměr mezi dávkováním olefinů a iniciátoru, abychom získali polymer mající hodnotu PO shodnou s hodnotou získanou v solventu, který neobsahuje COF2 nebo který obsahuje molární množství COF2, které je nižší než jsou hodnoty podle tohoto vynálezu. Získaný polymer má proto vyšší molekulovou hmotnost a PO rovné hodnotě, kterou lze získat v solventu bez COF2, zatímco ostatní reakční podmínky jako je teplota, tlak, konfigurace reaktoru a jeho objem zůstávají stejné.
Předkladatel patentové přihlášky zjistil, že způsob získání COF^ spočívá v recyklování COF^, které se tvoří jako vedlejší produkt oxidační reakce, a lze získat až koncentrace uvedené výše. Jestliže se používá zařízení na kontinuální výrobu, získaný peroxidový polymer je extrahován a C0F2 se koncentruje v solventu až na požadovanou hodnotu.
Ve způsobech známých v oboru, jestliže se -výroba provádí kontinuálně, jsou solvent a nezreagované perfluoroolefiny recyklovány po separaci vedlejších produktů reakce.
Předkladatel patentové přihlášky neočekávaně zjistil, že jeden z reakčních produktů, COF^, lze použit podle tohoto vynálezu k získáni výsledků, které jsou dále popsány.
Připravené peroxidové polymery mají tento obecný vzorec: A-O(CF -CF -O) -(CF -O) -(O) -B kde koncové skupiny A a B jsou stejné nebo navzájem různé a zahrnují -CF__X a -CF2-CF X, kde X představuje radikálovou skupinu odvozenou od typu použitého iniciátoru; indexy p, q a r, které mohou být shodné nebo navzájem rozdílné, jsou celá čísla, součet p+q je celé číslo v intervalu 2 až 1000, výhodněji 10 až 500, hodnota poměru p/q je v rozmezí 0,1 až 40, výhodněji 0,2 až 20, poměr r/(p+q) má hodnotu 0,01 až 0,3 a výsledkem musí být peroxidový perfluoropolyether, který má hodnotu PO nižší než 5, výhodněji nižší než 4 a obecně v intervalu 1 až 3,5. Hodnota PO je vyjádřena v gramech aktivního kyslíku (16 atomových hmotnostních jednotek, amu) na 100 g polymeru.
Množství použitého kyslíku je dostatečně velké, aby došlo k saturaci roztoku. Obecně se používá nadbytku kyslíku vzhledem k TFE.
Peroxidové perfluoropolyethery lze poté transformovat na produkty bez peroxidového kyslíku pomocí termálního působení při teplotách mezi 100 a 250 °C nebo pomocí UV záření, v přítomnosti nebo nepřítomnosti solventu. Takto získané produkty jsou případně fluorovány a tak připraveny perfluoropolyethery obsahující perfluoroalkylové koncové skupiny.
Další možností je chemická redukce peroxidových surových produktů a následná transformace, která umožní získání funkčních produktů, viz například USP 3 715 378. Chemická redukce je například prováděna podle způsobů popsaných v patentech USP 4 451 646 a USP 3 847 978. Takto připravený derivát ve formě soli karboxylové kyseliny lze podrobit dekarboxylaci v přítomnosti látek dodávajících vodík, jako například jsou glykoly, voda, atd., a získat tak perfluoropolyethery mající obě terminální skupiny -OCF^H. Viz například evropskou patentovou přihlášku 95111906.4 podanou jménem předkladatele.
Následující příklady jsou uvedeny pro přiblížení a neomezují žádným způsobem tento vynález.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Příklad IA (srovnávací)
Do reaktoru AISI o kapacitě 25 1, který je vybaven magnetickým míchadlem, trubicemi přívodu plynů a chlazen na -80 °C, vneseme 20 1 dichlorodifluoromethanu (R-12). Přítokem o rychlosti 400 Nl/hod dodáváme kyslík a reaktor je natlakován při použití kontrolního ventilu umístěného na výstup plynu z reaktoru na hodnotu 4,0 bary (absolutní). Pak jsou přidávány tetrafluoroethylen (TFE) přítokem 224 Nl/hod a fluor rychlostí
4,6 Nl/hod (molární poměr TPE/F =48,7), a za stálého míchání je reaktor udržován při teplotě -80 C a tlaku 4,0 bary (absolutní) po dobu celé zkoušky. Složení reakční směsi (kromě rozpuštěného polymeru) je ověřováno pomocí plynové chromatografie; procentuální zastoupení rozpuštěného polymeru je stanovováno gravimetricky ve vzorku odebrané směsi po destilaci solventu a vedlejších produktů. Analysa plynovou chromatografií pak umožní stanovit relativní procentuální obsah solventu (dichlorodifluoromethan), rozpuštěného kyslíku, vedlejších reakčních produktů (C2F6, COF2' C2F4°) a tetrafluoroethylenu. Koncentrace tetrafluoroethylénu je indexem reakční konverse.
Reakční čas v Příkladu 1A byl 3 hodiny.
Příklad 1B (srovnávací)
Po 3 hodinách reakce se spustí zařízení používané v Příkladu 1A v kontinuálním režimu: reakční směs je kontinuálně extrahována z reaktoru a převedena do odparky, kde jsou solvent i vedlejší produkty odpařeny a zbývá polymer, který je kontinuálně extrahován. Tímto způsobem lze udržovat koncentraci polymeru konstantní v průběhu celého testu na hodnotě přibližně 6 hmotnostních %. Solvent je odstraněn destilací vedlejších produktů a recyklován do reaktoru. Reakční čas v Příkladu 1B byl 2 hodiny.
Příklad ÍC (srovnávací)
Po uplynutí celkového reakčního času 5 hodin (vždy od začátku reakce, t.j. 3 hodiny + 2 hodiny) je COF^, oddělené od solventu místo toho co by bylo odstraněno jako vedlejší produkt, zkondensováno a přidáno k solventu a recyklováno v reaktoru. Od této chvíle solvent obsahuje COF__, které bylo vytvořeno a recyklováno v reaktoru.
Reakční čas v Příkladu ÍC byl 7 hodin.
Příklad ID (srovnávací)
Po uplynutí 12 pracovních hodin odebraný polymer vykázal obsah peroxidových jednotek (PO, vyjádřené v gramech aktivního kyslíku na 100 g polymeru) rovný hodnotě 3,2.
Reakční čas v příkladu ID byl 6 hodin.
Příklad IE (srovnávací)
Po uplynutí celkového času 18 pracovních hodin byla hodnota PO rovna 2,97 a X®F-NMR analysa ukázala průměrnou molekulovou hmotnost 6350 a poměr p/g=5,14 (molekulová hmotnost stanovená pomoci ^F-NMR analysy je číselně střední molekulová hmotnost).
Po uplynutí uvedeného času poskytla analysa plynovou chromatografií reakční směsi následující molární procentuální hodnoty: COF^ 7 %, Ca.Fe 0,3 . %, C^F/) 0,4 % a tetrafluoroethylen 0,4 %. Reakční čas v Příkladu IE byl 25 hodin.
Příklad IF
Po uplynutí celkového času 43 hodin byly molárni procentuální hodnoty následující: COFa=16 %, (C2F6=0,3 %,
C^F^O-0,5 %, TFE=0,13 %); odebraný polymer měl hodnotu
P0=l,51 a číselně střední molekulovou hmotnost 6150, poměr p/q byl rovný 2,07.
Reakčni čas v Příkladu IF byl 3 hodiny.
Přiklad IG
Po uplynuti 46 hodin již koncentrace TFE nebyla prokazatelná pomocí plynové chromatografie. Po 67 hodinách reakčni směs vykazovala obsah COF^-50 % (C2F^O=0,2 %, TFE=0
%) a odebraný polymer měl hodnotu P0=0,36, číselně střední molekulovou hmotnost 5600 a hodnotu p/q=0,09. Reakčni čas v Příkladu IG byl 26 hodin.
Příklad 1H
Po uplynutí 72 hodin byla rychlost přítoku fluoru snížena na hodnotu 3,55 Nl/hod, čímž se zvýšila hodnota poměru TFE/F^ na 63. V intervalu následujících pracovních hodin zůstal obsah COF2 v reakčni směsi prakticky konstantní (přibližně 55 molárníeh %). Krátce po změně průtokových rychlostí byla opět měřitelná hladina přítomného TFE (přibližně 0,3 molárníeh %). Polymer odebraný po celkové době 76 hodin měl hodnotu PO 1,44, číselně střední molekulovou hmotnost 7800 a hodnotu poměru p/q rovnou 1,45.
Příklad 2
Při použití zařízení podle Příkladu 1 je do reaktoru vneseno 20 1 dichlorodifluoromethanu při teplotě -80 °C. Podle stejného postupu použitého v Příkladu 1 je vnášen kyslík rychlostí 600 Nl/hod, tetrafluoroethylen (TFE) rychlostí 336
Nl/hod a fluor rychlostí 8,4 Nl/hod (molární poměr TFE/Fz=40), teplota a tlak jsou udržovány na hodnotách -80 °C a 4 bary (absolutní).
Po několika hodinách začíná extrakce toku reakční směsi, která je převedena do odparky, recyklací solventu a COF^ a extrakcí polymeru takovým způsobem, že koncentrace polymeru v reaktoru je udržována konstantní na hodnotě 7 hmotnostních %.
Za těchto podmínek nelze koncentraci tetrafluoroethylenu stanovit pomocí plynové chromatografie a COF2 se v čase hromadí.
Po 26 hodinách je koncentrace COF v reakční směsi 45 molárních %. V té chvíli je přítok jednotlivých reagujících látek nastaven na následující hodnoty: kyslík=400 Nl/hod, tetrafluoroethylen (TFE)=224 Nl/hod, fluor=3,4 Nl/hod (TFE/F2=66). Během následujících hodin je obsah COF^ udržován na konstantní hodnotě 47 molárních % pomocí recyklace v solventu pouze části C0F2, které bylo vytvořeno. Koncentrace tetrafluoroethylenu rychle dosahuje hodnoty 0,6 molárních % a zůstává konstantní po zbytek reakčního času.
Vzorek polymeru extrahovaného po celkové době 39 hodin reakce vykazoval hodnotu PO rovnou 3,68, číselně střední molekulovou hmotnost 8700 a poměr p/q=7,74.
Příklad 3
Při použití zařízení podle Příkladu 1 je do reaktoru vneseno 20 1 dichlorodifluoromethanu při teplotě -80 °C. Podle stejného postupu, který byl použit v Příkladu 1 je vnášen kyslík rychlosti 500 Nl/hod, tetrafluoroethylen rychlostí 336 Nl/hod a fluor rychlostí 8,4 Nl/hod (TFE/F2=40), teplota a tlak v reaktoru jsou udržovány na hodnotě -80 °C a 4 bary (absolutní).
Po několika hodinách začíná extrakce reakční směsi, která je převedena do odparky, recyklací solventu a COF^ a extrakcí polymeru tak, aby byla jeho koncentrace v reakční směsi udržována konstantní.
Za těchto podmínek reakce není koncentrace tetrafluoroethylenu v reakční směsi stanovitelná pomocí analysy plynovou chromatografií. Je získán polymer o velmi nízkém PO a vedlejší produkt COF^, který se vytváří, se v reakční směsi akumuluje se značnou rychlosti. Po 24 hodinách je koncentrace COF2 v reakční směsi rovna 44 molárním % Přítokové rychlosti jsou následující: kyslík 400 Nl/hod, tetrafluoroethylen 224 Nl/hod, fluor 3,3 Nl/hod (TFE/F2=68); teplota a tlak jsou udržovány na hodnotách uvedených výše.
Po krátké době lze TFE stanovit pomocí plynové chromatografie a během několika hodin jeho koncentrace dosahuje hodnoty 0,5 molárních %; tato koncentrace je udržována konstantní po následujících 45 hodin reakce. Během této doby koncentrace COFz v reakční směsi pomalu vzrůstá na konečnou hodnotu 60 molárních %.
Vytvořený polymer má hodnotu PO rovnou 3,77 a viskositu při 20 °C 830 cSt; 19F-NMR analysa ukázala poměr p/q=8,59 a hodnota číselně střední molekulové hmotnosti byla 9800.
Příklad 3A (srovnávací)
Při použití zařízení podle Příkladu 1 je do reaktoru vneseno 20 1 dichlorodifluoromethanu při teplotě -80 °C. Podle stejného postupu, který byl použit v Příkladu 1 je vnášen kyslík rychlostí 400 Nl/hod, tetrafluoroethylen rychlostí 224 Nl/hod a fluor rychlostí 4,6 Nl/hod, přičemž teplota a tlak jsou udržovány na hodnotách -80 °C a 4 bary (absolutní) po celou dobu testu, která byla 5 hodin 40 minut. Molární poměr TFE/Fa byl 48,7.
Na rozdíl od předchozích příkladů bylo zařízení obsluhováno ve vsádkovém režimu, tedy tok reakční směsi nebyl extrahován, a proto se polymer akumuloval v průběhu reakce.
Koncentrace olefinu se měnila od počáteční hodnoty 0,24 molárních % do konečné hodnoty 0,86 molárních % a koncentrace COF^ stabilně vzrůstala v čase až dosáhla konečné hodnoty 7,5 molárních %.
Polymer dosáhl konečné koncentrace v reaktoru 15 hmotnostních %. Tento polymer měl hodnotu PO rovnou 2,72, číselně střední molekulovou hmotnost 6150 a poměr p/g=3,41.
Průmyslová využitelnost
Peroxidové perfluoropolyethery jsou používány jako iniciátory radikálových polymerizaci a jako konzervační prostředky polymerů. Lze je transformovat na inertní perfluoropolyethery, t.j. na látky, které jsou zbaveny peroxidových skupin a reaktivních terminálních skupin, které jsou používány jako inertní kapaliny pro různé účely, například při testování v elektronice, pájení v plynné a tekuté fázi, ochraně stavebních materiálů, mazání, apod. Navíc funkční perfluoropolyethery, používané například jako intermediáty polymerů, lze získat z peroxidových perfluoropolyetherů známými technikami chemické redukce.

Claims (14)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob oxidace tetrafluoroethylenu při teplotě v rozmezí -100 až -40 ”C v nepřítomnosti UV záření, vyznaču j í c í se t i m, že se přidá chemický iniciátor obsahující alespoň jednu vazbu F-X, kde X je atom kyslíku nebo halogenu, je použit tlak v rozmezí 0 až 15 barů (relativních) a reakce probíhá v přítomnosti solventu obsahujícího koncentraci COF^ vyšší než 8 molárních nebo v přítomnosti samotného COF^·
  2. 2. Způsob oxidace tetrafluoroethylenu v nepřítomnosti UV záření podle nároku 1,vyznaču jící se tím, že probíhá při teplotách mezi -90 až -60 °C.
  3. 3. Způsob oxidace tetrafluoroethylenu v nepřítomnosti UV záření podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že chemický iniciátor je vybrán ze skupiny látek zahrnující fluor a alkylické hypofluority obsahující maximálně 3 atomy uhlíku.
  4. 4. Způsob oxidace tetrafluoroethylenu v nepřítomnosti UV záření podle nároků 1 až 3,vyznačujíc! se t í m, že solvent je vybrán z následujících látek: lineární a cyklické fluorokarbony, výhodně obsahující vodík a/nebo chlor;perfluoropropan,perfluorocyklobutan,perfluorocyklohexan, chloropentafluoroethan, 1,1,2-trichloro-l,2,2-trifluoroethan,
    1,2-dichlorotetrafluoroethan; perfluoroaminy, perfluoroethery a polyethery výhodně obsahující vodík.
  5. 5. Způsob oxidace tetrafluoroethylenu v nepřítomnosti UV záření podle nároku 4,vyznačující se tím, že solvent je vybrán z následujících látek: CFC13, CF2C12, CF HCl, CF -CF H, CF -CFH , CF H-CF H, CHC1F-CF , a/nebo CHF -CC1F výhodně ve směsi s CHF -CH F, CF CFHCF CF ,
    2 2 22 3 2 3'
    CF CFHCFHCF CF , nebo azeotropní směsi nebo směsi jim blízké dvou a více zmíněných látek; CH OCF CFHCF , c F -O-C F H,
    -* 3 2 3 Q 3. V 2 4'
    CF H-O-CF H, C F -O-C F O-CF H, C F -O-CF H,
    2 2 ' 6 3.3 2 4 2 ' Θ IV 2
    C F -O-C F H, C F -O-C F H, C F OCH , C F OC H , C F OCH ,
    V 15 2 4 4 3 24' 43 3 4 3 2 5 ' 3 V 3'
    C F OC H , C F OCH , CF OC H , F(CF -CF -CX’ O) CF CF H,
    3 V 25' 25 3' 25 25* ' 2 2 2 ' Ώ 2 2 ' kde X’=F, H a n je celé číslo od O do 4 včetně mezí intervalu a T-O(C F O) (C F O) (CF O) -Τ’, kde pO, qO a rO jsou celá čísla od 0 do 3 včetně mezí číselného intervalu, a T a T’ jsou navzájem stejná nebo odlišná a jsou vybírána ze skupiny obsahující CF , C F , C F , CF H, CF CFH a CF CF H, přičemž
    -* 3 ' 2 5' 3 V ' 2 ' '3 2 2 * perfluorooxyalkylenové jednotky jsou náhodně distribuovány v polymerním řetězci.
  6. 6. Způsob oxidace tetrafluoroethylenu v nepřítomnosti UV záření podle nároků 1 až 5,vyznačující se t i m, že chemický iniciátor je dodáván do kapalné fáze v množství 0,001 až 0,1 molů za hodinu na litr kapalné fáze; koncentrace TFE v kapalné fázi je v rozmezí 0,005 až 1 mol/1 roztoku.
  7. 7. Způsob oxidace tetrafluoroethylenu v nepřítomnosti UV záření podle nároku 6,vyznačující se tím, že molární poměr koncentrací TFE a chemického iniciátoru, které jsou přidávány, je v rozmezí 10 až 200.
  8. 8. Způsob oxidace tetrafluoroethylénu v nepřítomnosti UV záření podle nároku 7,vyznačující se tím, že molárni poměr koncentrací TFE a chemického iniciátoru je 40 až
    120.
  9. 9. Způsob oxidace tetrafluoroethylénu v nepřítomnosti uv zářeni podle nároků 1 až 8, vyznačující se t í m, že množství C0F2 v solventu udané v molech je v rozmezí 15 až 60 %.
  10. 10. Způsob oxidace tetrafluoroethylenu v nepřítomnosti UV záření podle nároků laž 9,vyznačuj ící se tím, že je použit CGF2 pocházející z recyklace vedlejšího produktu COF2, který se vytváří v oxidační reakci až do okamžiku, kdy je dosaženo koncentrací uváděných v nároku 1.
  11. 11. Způsob oxidace tetrafluoroethylenu v nepřítomnosti UV záření podle nároků 1 až 10, v y z n a č u j í c í se tím, že získané peroxidové polymery mají následující obecný vzorec:
    A—O(CF -CF -O) -(CF —O—) -(O) -B .
    kde koncové skupiny A a B jsou stejné nebo navzájem různé a zahrnují -CF^X a -CF -CF X, kde X představuje radikálovou skupinu odvozenou od typu použitého indikátoru; indexy p, q a r, které mohou být shodné nebo navzájem rozdílné, jsou celá čísla, součet p+q je celé číslo v intervalu 2 až 1000, hodnota poměru p/q je v rozmezí 0,1 až 40 a poměr r/(p+q) má hodnotu 0,01 až 0,3.
    12. Způsob oxidace tetrafluoroethylenu v nepřítomnosti UV záření podle nároku 11, vyznačují c í se tím, že * peroxidový polymer p+q má hodnotu 10 až 500 a poměr p/q hodnotu 0,2 až 20. 13. Způsob oxidace tetra f luoroethy1enu v nepřítomnosti UV
    záření podle nároků 11 a 12,vyznačující se t í m, že peroxidové perfluoropolyethery jsou transformovány na produkty neobsahující peroxidový kyslík vlivem tepelného působení při teplotách 100 až 250 °C nebo působením UV záření v přítomnosti nebo nepřítomnosti solventu.
  12. 14. Způsob oxidace tetrafluoroethylenu v nepřítomnosti UV záření podle nároku 13,vyznačující se tím, že získaný polymer je podroben fluoraci za účelem získáni perfluoropolyetheru s perfluoroalkylovými koncovými skupinami.
  13. 15. Způsob oxidace tetrafluoroethylenu v nepřítomnosti UV záření podle nároku 13, vyznačující se tím, že získaný polymer je podroben chemické redukci a následným transformačním reakcím za účelem získání funkčních produktů.
  14. 16.Způsob oxidace tetrafluoroethylenu v nepřítomnosti UV záření podle nároku 15,vyznačující se tím, že funkční derivát je ve formě soli karboxylové kyseliny, která může být výhodně podrobena dekarboxylačním postupům v přítomnosti látek dodávajících vodík za účelem získání perfluoropolyetherů, které mají obě terminální skupiny -OCF^H.
CZ1997434A 1996-02-14 1997-02-12 Způsob přípravy peroxidových perfluorpolyoxyalkylenů CZ293428B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT96MI000279A IT1282627B1 (it) 1996-02-14 1996-02-14 Procedimento per la preparazione di perfluoropoliossialchileni perossidici

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ43497A3 true CZ43497A3 (cs) 1998-03-18
CZ293428B6 CZ293428B6 (cs) 2004-04-14

Family

ID=11373268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ1997434A CZ293428B6 (cs) 1996-02-14 1997-02-12 Způsob přípravy peroxidových perfluorpolyoxyalkylenů

Country Status (28)

Country Link
US (1) US5744651A (cs)
EP (1) EP0790269B1 (cs)
JP (1) JP3862339B2 (cs)
KR (1) KR100486125B1 (cs)
CN (1) CN1080276C (cs)
AR (1) AR005793A1 (cs)
AT (1) ATE194850T1 (cs)
AU (1) AU715369B2 (cs)
BG (1) BG62394B1 (cs)
BR (1) BR9700958A (cs)
CA (1) CA2197538C (cs)
CZ (1) CZ293428B6 (cs)
DE (1) DE69702550T2 (cs)
ES (1) ES2150155T3 (cs)
HR (1) HRP970079B1 (cs)
HU (1) HU220709B1 (cs)
IL (1) IL120220A (cs)
IN (1) IN190368B (cs)
IT (1) IT1282627B1 (cs)
NO (1) NO311693B1 (cs)
NZ (1) NZ314218A (cs)
PE (1) PE6598A1 (cs)
PL (1) PL318452A1 (cs)
RO (1) RO116894B1 (cs)
RU (1) RU2194725C2 (cs)
TW (1) TW442497B (cs)
UY (1) UY24459A1 (cs)
ZA (1) ZA971176B (cs)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20011340A1 (it) * 2001-06-26 2002-12-26 Ausimont Spa Pfpe aventi almeno un terminale alchiletereo e relativo processo dipreparazione
ITMI20030372A1 (it) 2003-03-03 2004-09-04 Solvay Solexis Spa Perfluoropolieteri lineari aventi migliorata stabilita' termoossidativa.
ITMI20031915A1 (it) * 2003-10-03 2005-04-04 Solvay Solexis Spa Processo per la preparazione di perfluoropolieteri.
ITMI20062306A1 (it) * 2006-11-30 2008-06-01 Solvay Solexis Spa Lubrificanti fluorurati
ITMI20062308A1 (it) * 2006-11-30 2008-06-01 Solvay Solexis Spa Additivi per alo-polimeri
WO2008065163A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Solvay Solexis S.P.A. Fluorinated lubricants
EP1980583A1 (en) * 2007-04-10 2008-10-15 Solvay Solexis S.p.A. A method for preparing carbonylic perfluoropolyethers
US8648217B2 (en) * 2007-08-07 2014-02-11 Solvay Solexis S.P.A. Modification of carbonaceous materials
EP2100909A1 (en) * 2008-03-14 2009-09-16 Solvay Solexis S.p.A. (Per)fluorinated addition products
PL2319879T3 (pl) * 2008-08-15 2016-04-29 Zhonghao Chenguang Res Inst Chemical Ind Nadtlenkowy fluoropolieter i jego zastosowanie w polimeryzacji emulsyjnej monomeru zawierającego fluor
JP5854840B2 (ja) 2008-12-05 2016-02-09 ソルヴェイ・スペシャルティ・ポリマーズ・イタリー・エッセ・ピ・ア 多官能性(パー)フルオロポリエーテル
JP6227550B2 (ja) * 2011-12-22 2017-11-08 ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ イタリー エス.ピー.エー. 芳香族末端基を有する(パー)フルオロポリエーテルの製造方法
CN103724559B (zh) * 2013-12-17 2016-08-17 中昊晨光化工研究院有限公司 一种由全氟聚醚过氧化物合成全氟聚醚的方法
JP2017105945A (ja) * 2015-12-10 2017-06-15 ダイキン工業株式会社 過酸化パーフルオロポリオキシアルキレン化合物の製造方法
CN108440748B (zh) * 2018-04-09 2020-06-16 浙江巨化技术中心有限公司 一种高分子量带有酰氟基团全氟聚醚过氧化物的合成方法
KR102240973B1 (ko) * 2019-06-13 2021-04-15 한국화학연구원 과산화 퍼플루오로폴리에테르의 과산화물 제거를 통한 퍼플루오로폴리에테르의 제조장치 및 제조방법
EP4149922A1 (en) * 2020-05-14 2023-03-22 3M Innovative Properties Company Compounds comprising perfluorinated group, photoinitiator group, and amide linking group
CN114276532B (zh) * 2021-12-29 2024-11-15 山东东岳高分子材料有限公司 一种过氧化全氟聚醚的制备方法及装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3715378A (en) * 1967-02-09 1973-02-06 Montedison Spa Fluorinated peroxy polyether copolymers and method for preparing them from tetrafluoroethylene
US4451646A (en) * 1967-02-09 1984-05-29 Montedison, S.P.A. High molecular weight polymeric perfluorinated copolyethers and process for their preparation from tetrafluoroethylene
US3847978A (en) * 1968-07-01 1974-11-12 Montedison Spa Perfluorinated linear polyethers having reactive terminal groups at both ends of the chain and process for the preparation thereof
IT1229845B (it) * 1989-04-20 1991-09-13 Ausimont Srl Procedimento per la preparazione di perfluoropolieteri perossidici.
IT1249319B (it) * 1991-04-26 1995-02-22 Ausimont Spa Perfluoropolieteri ad elevata viscosita' e basso contenuto di ossigeno perossidico, e procedimento per la loro preparazione
US5182342A (en) * 1992-02-28 1993-01-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Hydrofluorocarbon solvents for fluoromonomer polymerization
IT1264977B1 (it) * 1993-11-17 1996-10-17 Ausimont Spa Processo per preparare perfluoropolietri
US5658962A (en) * 1994-05-20 1997-08-19 Minnesota Mining And Manufacturing Company Omega-hydrofluoroalkyl ethers, precursor carboxylic acids and derivatives thereof, and their preparation and application
WO1995032173A1 (fr) * 1994-05-24 1995-11-30 Eisai Co., Ltd. Compose porteur de deux groupes 2,6-diiodophenol-4-yl et medicament de diagnostic de l'allergie a l'iode
IT1274591B (it) * 1994-08-05 1997-07-18 Ausimont Spa Processo per la preparazione di poliossiperfluoroalcani idrogeno terminati

Also Published As

Publication number Publication date
CZ293428B6 (cs) 2004-04-14
BG62394B1 (bg) 1999-10-29
HU220709B1 (hu) 2002-04-29
ES2150155T3 (es) 2000-11-16
HRP970079B1 (en) 2001-06-30
ITMI960279A0 (cs) 1996-02-14
JPH09227506A (ja) 1997-09-02
TW442497B (en) 2001-06-23
PE6598A1 (es) 1998-03-03
HUP9700438A3 (en) 1998-12-28
UY24459A1 (es) 1997-08-05
ITMI960279A1 (it) 1997-08-14
CN1167124A (zh) 1997-12-10
US5744651A (en) 1998-04-28
AU1268397A (en) 1997-08-21
HUP9700438A2 (hu) 1998-03-02
NZ314218A (en) 1998-08-26
PL318452A1 (en) 1997-08-18
RU2194725C2 (ru) 2002-12-20
AU715369B2 (en) 2000-02-03
CN1080276C (zh) 2002-03-06
EP0790269B1 (en) 2000-07-19
BG101229A (en) 1997-08-29
CA2197538A1 (en) 1997-08-15
DE69702550D1 (de) 2000-08-24
IT1282627B1 (it) 1998-03-31
HRP970079A2 (en) 1998-04-30
IL120220A0 (en) 1997-06-10
EP0790269A3 (en) 1998-10-07
AR005793A1 (es) 1999-07-14
EP0790269A2 (en) 1997-08-20
NO311693B1 (no) 2002-01-07
HU9700438D0 (en) 1997-04-28
DE69702550T2 (de) 2001-03-15
KR100486125B1 (ko) 2005-10-27
CA2197538C (en) 2005-06-21
IN190368B (cs) 2003-07-19
NO970668D0 (no) 1997-02-13
BR9700958A (pt) 1998-09-01
ZA971176B (en) 1997-08-25
ATE194850T1 (de) 2000-08-15
JP3862339B2 (ja) 2006-12-27
IL120220A (en) 2001-01-11
NO970668L (no) 1997-08-15
RO116894B1 (ro) 2001-07-30
KR970061935A (ko) 1997-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ43497A3 (cs) Způsob přípravy peroxidových perfluoropolyoxyalkylenů
EP0393700B1 (en) Process for the preparation of peroxidic perfluoropolyethers
JP3830175B2 (ja) ペルフルオロポリエーテル類の製造法
EP1074584B1 (en) Perfluoropolyether lubricants containing sulphonylfluoride groups
KR100458612B1 (ko) 과산화퍼플루오르폴리에테르들의제조방법
EP1524287B1 (en) Perfluoropolyethers
US7393961B2 (en) Polyhalogenated ethers
EP0790268A2 (en) Process for preparing peroxidic perfluoropolyethers
EP1440994B1 (en) Process for the preparation of (per)fluorinated mono-functional carbonyl compounds
US5233094A (en) Process for the preparation of perfluorinated ethers
MXPA97001157A (en) Procedure for preparing peroxidium perfluoropolioxyalylene
MXPA97001159A (en) Procedure for preparing peroxidi perfluoropolieteres

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20090212