DE10027745A1 - Production of fluorinated polymers in aqueous solution comprises complexing at least one polymerizable fluorinated olefinic monomer, an initiator and/or non-fluorinated comonomers in the presence of cyclodextrin. - Google Patents

Production of fluorinated polymers in aqueous solution comprises complexing at least one polymerizable fluorinated olefinic monomer, an initiator and/or non-fluorinated comonomers in the presence of cyclodextrin.

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DE10027745A1 DE2000127745 DE10027745A DE10027745A1 DE 10027745 A1 DE10027745 A1 DE 10027745A1 DE 2000127745 DE2000127745 DE 2000127745 DE 10027745 A DE10027745 A DE 10027745A DE 10027745 A1 DE10027745 A1 DE 10027745A1
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Abstract

A process for the production of fluorinated polymers in aqueous solution comprises complexing at least one polymerizable fluorinated olefinic monomer, an initiator and/or non-fluorinated comonomers in the presence of cyclodextrin. A process for the production of fluorinated polymers in aqueous solution comprises complexing at least one of the components (A)-(C) in the presence of cyclodextrin. (A) at least one polymerizable fluorinated monomer of formula (1)-(3); (B) an initiator; and (C) non-fluorinated comonomers. R<1> = H, F, 1-4C alkyl or trifluoromethyl; R<2> = H, F, 1-4C alkyl, COOM, SO3M or 1-4C fluorinated alkoxy; M = H or alkali metal; R<3> = H, F, Cl or 1-4C alkyl, trifluoromethyl or hydroxymethyl; R<4> = 1-4C alkyl or 2-18C monocarboxylic acid group; X1, X2 = F, Cl or H; X3 = F, Cl, H, CN, COOR<5>, CONR<6>R<7> or COR<8>; R<5> = H, 1-18C fluorinated alkyl, 1-18C alkyl optionally substituted by OH, OR<5> or NR<6>R<7>; R<6>, R<7> = H, 1-18C alkyl or together form a 5-12C cycloalkyl; R<8> = 1-18C alkyl, phenyl, fluorophenyl or 5-12C cycloalkyl, optionally at least partially fluorinated in the alkyl groups;

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von fluorierten Polymeren durch Polymerisation von olefinisch ungesättigten fluorierten Monomeren in Gegenwart von Cyclodextrinen in wässriger Lösung, insbesondere von Cyclodextrin- komplexierten olefinisch ungesättigten fluorierten Monomeren in wässriger Lösung ohne Zusatz von Emulgatoren bzw. "Surfactants".The invention relates to a process for the preparation of fluorinated polymers Polymerization of olefinically unsaturated fluorinated monomers in the presence of cyclodextrins in aqueous solution, in particular of cyclodextrin complexed olefinically unsaturated fluorinated monomers in aqueous solution without the addition of emulsifiers or "surfactants".

Die Verbindungsklasse fluorierter Polymere umfasst die durch Polymerisation von olefinisch ungesättigten fluorierten Monomeren herstellbaren Polymere, die bei der Homopolymerisation oder Copolymerisation von olefinisch ungesättigten fluorierten Monomeren mit gegebenenfalls anderen, nicht fluorierten Monomeren anfallen.The class of compounds of fluorinated polymers includes those by polymerization of Polymers that can be produced by olefinically unsaturated fluorinated monomers Homopolymerization or copolymerization of olefinically unsaturated fluorinated Monomers with possibly other, non-fluorinated monomers are obtained.

Anwendung finden die fluorierten Polymere bei Antihaftbeschichtungen, Textilien, Zement, Beton etc. und als Zusatz zu Silikonen, um die wasserabstoßende und ölab­ stoßende Wirkung zu erhöhen. Ebenso haften die fluorierten Polymere auf hydro­ phoben Oberflächen (z. B. auf Polytetrafluorethylen).The fluorinated polymers are used for non-stick coatings, textiles, Cement, concrete etc. and as an additive to silicones to make the water-repellent and oil-repellent increase impact. The fluorinated polymers also adhere to hydro phobic surfaces (e.g. on polytetrafluoroethylene).

Die technische Herstellung der fluorierten Polymere erfolgt üblicherweise durch radikalische Polymerisation in Masse, in einem organischen Lösungsmittel oder in Emulsion.The fluorinated polymers are usually produced industrially by radical polymerization in bulk, in an organic solvent or in Emulsion.

Aufgrund der Unlöslichkeit der monomeren Verbindungen in Wasser muss dem Verfahren ein Emulgator und/oder ein organischer Colöser zugesetzt werden. Die Polymerisation verläuft dabei unter den Bedingungen der Emulsionspolymerisation oder in organischen Lösungsmitteln bzw. Lösungsmittelgemischen in Gegenwart eines fluorierten "Surfactant".Due to the insolubility of the monomeric compounds in water, the Process an emulsifier and / or an organic cosolvent are added. The Polymerization takes place under the conditions of the emulsion polymerization or in organic solvents or solvent mixtures in the presence of a fluorinated "surfactant".

Ein weiterer Nachteil, der bei der Herstellung fluorierter Polymere besteht, ist das bedingt durch die Unlöslichkeit der olefinisch ungesättigten fluorierten Monomeren in Wasser, häufig auch bei Einsatz von wasserlöslichen Monomeren in Lösungs­ mittelgemischen gearbeitet werden muss, die überwiegend aus organischen und oft fluorierten Lösungsmitteln bestehen.Another disadvantage that exists in the manufacture of fluorinated polymers is that due to the insolubility of the olefinically unsaturated fluorinated monomers  in water, often when using water-soluble monomers in solution medium mixtures must be worked, mostly from organic and often fluorinated solvents exist.

Feste Monomere können meist überhaupt nicht in wässrigem Medium emulsions­ polymerisiert werden.Solid monomers usually cannot emulsions at all in aqueous medium be polymerized.

Die radikalische Polymerisation von Acrylaten, Methacrylaten und Vinylverbin­ dungen in wässrigen Lösungen in Gegenwart von Cyclodextrinen ist bekannt. In der DE-A 195 33 269 (Macromolecules 32 (1999) 5236-5239) wird die freie radikalische Polymerisation von mit Cyclodextrin komplexierten (Meth)acrylaten in wässriger Lösung untersucht. In den Dokumenten EP-A 0 896 027, EP-A 0 780 401, DE-A 195 48 038 sowie in der EP-A 0 853 092 werden die Emulsionspolymerisation bzw. Suspensionspolymerisation von Vinylverbindungen und/oder (Meth)acrylaten in wässriger Lösung in Gegenwart von Cyclodextrinen beschrieben.The radical polymerization of acrylates, methacrylates and vinyl compounds solutions in aqueous solutions in the presence of cyclodextrins is known. In the DE-A 195 33 269 (Macromolecules 32 (1999) 5236-5239) is the free radical Polymerization of (meth) acrylates complexed with cyclodextrin in aqueous Solution examined. In documents EP-A 0 896 027, EP-A 0 780 401, DE-A 195 48 038 and EP-A 0 853 092 describe emulsion polymerization or Suspension polymerization of vinyl compounds and / or (meth) acrylates in aqueous solution described in the presence of cyclodextrins.

Die Emulsionspolymerisation von fluorierten Monomeren mit mindestens einem nicht luorierten wasserlöslichen bzw. wasserunlöslichen Monomer in Gegenwart von Cyclodextrinen und einem "Surfactant" ist in der EP-A 0 890 592 offenbart. Leibler et al. (Science 285 (1999) 1246) beschreiben die Copolymerisation von Perfluoroctylacrylat mit einem Methacrylat in Butylacetat.The emulsion polymerization of fluorinated monomers with at least one non-fluorinated water-soluble or water-insoluble monomer in the presence of cyclodextrins and a "surfactant" is disclosed in EP-A 0 890 592. Leibler et al. (Science 285 (1999) 1246) describe the copolymerization of Perfluorooctyl acrylate with a methacrylate in butyl acetate.

Keine der genannten Veröffentlichungen berichtet jedoch über die Möglichkeit der emulgatorfreien bzw. "Surfactant"-freien Polymerisation und/oder Copolymerisation von olefinisch ungesättigten fluorierten Monomeren in Gegenwart von Cyclo­ dextrinen in wässriger Lösung.However, none of the publications mentioned reports on the possibility of emulsifier-free or "surfactant" -free polymerization and / or copolymerization of olefinically unsaturated fluorinated monomers in the presence of cyclo dextrins in aqueous solution.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, ein Verfahren zur emulgatorfreien bzw. "Surfactant"-freien Polymerisation in wässriger Lösung, ohne die geschilderten Nachteile, bereitzustellen. The object of the present invention was therefore to provide a method for emulsifier-free or "surfactant" -free polymerization in aqueous solution, without to provide the disadvantages described.  

Weiterhin sind technisch vorteilhafte Polymerisationsverfahren, die sich in Wasser durchführen lassen, aus Umweltschutzgründen und arbeitsplatzhygienischen Aspek­ ten sowie aus Gründen der Ressourcenschonung wünschenswert.Furthermore, there are technically advantageous polymerization processes that are in water to be carried out, for environmental protection reasons and workplace hygiene aspects ten and desirable for reasons of resource conservation.

Es wurde nun gefunden, dass durch Komplexierung der olefinisch ungesättigten fluorierten monomeren Verbindungen mit Cyclodextrinen (CD) und/oder Kom­ plexierung des Initiatorsystems und/oder Komplexierung der nichtfluorierten Co­ monomeren die obengenannten Nachteile bei der Polymerisation in Wasser vermieden werden können und Produkte mit verbesserter Qualität resultieren.It has now been found that by complexing the olefinically unsaturated fluorinated monomeric compounds with cyclodextrins (CD) and / or com plexing the initiator system and / or complexing the non-fluorinated Co monomeric the disadvantages mentioned above in the polymerization in water can be avoided and products with improved quality result.

Es ist somit möglich, durch das erfindungsgemäße Verfahren emulgatorfreie bzw. lösungsmittelfreie Polymere durch Polymerisation von fluorierten Monomeren in wässriger Lösung herzustellen. Wasserunlösliche Initiatoren und Initiatorsysteme können mit Cyclodextrinen in wasserlösliche Formen überführt werden.It is thus possible to use the method according to the invention to emulsifier-free or solvent free polymers by polymerizing fluorinated monomers in to produce aqueous solution. Water-insoluble initiators and initiator systems can be converted into water-soluble forms with cyclodextrins.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von fluorierten Polymeren in wässriger Lösung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Komponente ausgewählt aus
The invention thus relates to a process for the preparation of fluorinated polymers in aqueous solution, characterized in that at least one component is selected from

  • A) einem oder mehreren polymerisierbaren fluorierten Monomeren der Formeln (I), (II) und/oder (III),
    in welchen
    R1 Wasserstoff, Fluor, C1-C4-Alkyl oder Trifluormethyl,
    R2 Wasserstoff, Fluor oder (Fluor)alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in ortho-, meta- oder para-Stellung, COOM oder SO3M (M = H, Alkalimetall), oder (Fluor)alkoxy mit 1 bis 4 C-Atomen,
    R3 Wasserstoff, Fluor oder Chlor, C1-C4-Alkyl, Trifluormethyl, Hydroxymethyl,
    R4 C1-C4-Alkyl oder der Rest einer C2-C18-Monocarbonsäure bedeuten, und
    X1 Fluor, Chlor oder Wasserstoff,
    X2 Fluor, Chlor oder Wasserstoff,
    X3 Fluor, Chlor, Wasserstoff, CN-(Cyano), COOR5-(Ester), CONR6R7-(Amid) oder COR8-(Keto)-Gruppe darstellt, wobei
    R5 Wasserstoff, (Fluor)alkyl mit C1-C18-Alkyl, eine C1-C18-Alkyl- Gruppe, welche mit OH oder OR5 oder NR6R7 substituiert sein kann,
    R6 und R7 unabhängig Wasserstoff oder C1-C18-Alkyl oder gemeinsam C5- C12-Cycloalkyl, und
    R8 einen C1-C18-Alkyl, Phenyl, Fluorphenyl oder C5-C12-Cycloalkyl bedeuten,
    wobei Wasserstoff in den Alkylresten teilweise oder vollständig durch Fluor oder Chlor ersetzt ist,
    A) one or more polymerizable fluorinated monomers of the formulas (I), (II) and / or (III),
    in which
    R 1 is hydrogen, fluorine, C 1 -C 4 alkyl or trifluoromethyl,
    R 2 is hydrogen, fluorine or (fluoro) alkyl with 1 to 4 carbon atoms in the ortho, meta or para position, COOM or SO 3 M (M = H, alkali metal), or (fluoro) alkoxy with 1 to 4 C- Atoms,
    R 3 is hydrogen, fluorine or chlorine, C 1 -C 4 alkyl, trifluoromethyl, hydroxymethyl,
    R 4 is C 1 -C 4 alkyl or the residue of a C 2 -C 18 monocarboxylic acid, and
    X 1 fluorine, chlorine or hydrogen,
    X 2 fluorine, chlorine or hydrogen,
    X 3 represents fluorine, chlorine, hydrogen, CN- (cyano), COOR 5 - (ester), CONR 6 R 7 - (amide) or COR 8 - (keto) group, where
    R 5 is hydrogen, (fluoro) alkyl with C 1 -C 18 alkyl, a C 1 -C 18 alkyl group which can be substituted with OH or OR 5 or NR 6 R 7 ,
    R 6 and R 7 are independently hydrogen or C 1 -C 18 alkyl or together C 5 - C 12 cycloalkyl, and
    R 8 represents a C 1 -C 18 alkyl, phenyl, fluorophenyl or C 5 -C 12 cycloalkyl,
    where hydrogen in the alkyl radicals is partially or completely replaced by fluorine or chlorine,
  • B) Initiator undB) initiator and
  • C) nichtfluoriertem Comonomer oder Mischung von nichtfluoriertem Co­ monomerC) non-fluorinated comonomer or mixture of non-fluorinated Co monomeric

Cyclodextrin-komplexiert sind.Cyclodextrin are complexed.

Beispiele für polymerisierbare, einfach ungesättigte fluorierte Vinylverbindungen sind 2,3,4,5,6-Pentafluorstyrol, α-Trifluormethylvinylacetat, 1H,1H-Pentafluor­ propylacrylat, 1H,1H-Pentafluorpropylmethacrylat, 1H,1H,2H,2H-Tridecafluoroctyl­ methacrylat, Perfluoroctylacrylat, 1H,1H,2H,2H-Heptadecafluordecylmethacrylat, Chlortrifluorethylen, 1,1-Dichlor-2,2-difluorethylen, 1,2-Dichlor-1,2-difluorethylen, Fluortrichlorethylen, 2-Chlor-1,1-difluorethylen, 1,2-Dichlor-1-fluorethylen, 1,1- Difluorethylen, Trifluorethylen, Tetrafluorethylen, Vinylfluorid, Hexafluorpropen, 3- Fluorpropen, 1,1,3,3,3-Pentafluorpropen-1.Examples of polymerizable, monounsaturated fluorinated vinyl compounds are 2,3,4,5,6-pentafluorostyrene, α-trifluoromethyl vinyl acetate, 1H, 1H-pentafluoro propyl acrylate, 1H, 1H-pentafluoropropyl methacrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluorooctyl methacrylate, perfluorooctyl acrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl methacrylate, Chlorotrifluoroethylene, 1,1-dichloro-2,2-difluoroethylene, 1,2-dichloro-1,2-difluoroethylene, Fluorotrichlorethylene, 2-chloro-1,1-difluoroethylene, 1,2-dichloro-1-fluoroethylene, 1,1- Difluoroethylene, trifluoroethylene, tetrafluoroethylene, vinyl fluoride, hexafluoropropene, 3- Fluoropropene, 1,1,3,3,3-pentafluoropropene-1.

Bevorzugte fluorierte Monomere sind 1H,1H-Pentafluorpropylacrylat, 1H,1H- Pentafluorpropylmethacrylat, 1H,1H,2H,2H-Perfluoroctylmethacrylat, 1H,1H,2H,2H-Perfluordecylmethacrylat.Preferred fluorinated monomers are 1H, 1H-pentafluoropropyl acrylate, 1H, 1H- Pentafluoropropyl methacrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl methacrylate, 1H, 1H, 2H, 2H perfluorodecyl methacrylate.

Im erfindungsgemäßen Verfahren können mehrere Monomere copolymerisiert werden, wobei mindestens eines der Monomeren (mindestens 1 Gew.-% aller einge­ setzten Monomeren) aus der Gruppe der fluorierten Monomeren stammt, mindestens eines der Monomeren komplexiert vorliegt und die anderen Comonomeren je nach Verwendungszweck des Produktes Cyclodextrin-komplexiert oder unkomplexiert eingesetzt werden können.Several monomers can be copolymerized in the process according to the invention be, wherein at least one of the monomers (at least 1 wt .-% of all set monomers) from the group of fluorinated monomers, at least one of the monomers is complexed and the other comonomers depending on Intended use of the product Cyclodextrin-complexed or uncomplexed can be used.

Beispiele für F-freie Comonomere sind Vinyltoluol, α-Methylstyrol, Styrol, Acryl­ nitril, (Meth)acrylsäuremethylester und höhere (Meth)Acrylsäurealkylester mit 2 bis 18 C-Atomen im Alkylrest, Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)­ acrylat, Styrolsulfonsäure und ihr Natriumsalz, 4-Styrolcarbonsäure, Methacrylsäure, 2-(Dimethylamino)ethyl-methacrylat, 2-(Diethylamino)ethyl-methacrylat, Vinyl­ acetat, Vinylester der Versatic Säure, Vinylether, Butadien, Isopren, Chloropren, Vinylpyridin.Examples of F-free comonomers are vinyltoluene, α-methylstyrene, styrene, acrylic nitrile, (meth) acrylic acid methyl ester and higher (meth) acrylic acid alkyl ester with 2 to 18 carbon atoms in the alkyl radical, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, styrene sulfonic acid and its sodium salt, 4-styrene carboxylic acid, methacrylic acid,  2- (dimethylamino) ethyl methacrylate, 2- (diethylamino) ethyl methacrylate, vinyl acetate, vinyl ester of Versatic acid, vinyl ether, butadiene, isoprene, chloroprene, Vinyl pyridine.

Bevorzugte nicht fluorierte Monomere sind Styrol, Acrylnitril, Stearylmethacrylat, Stearylacrylat, Butadien, Isopren, Chloropren, Methacrylsäuremethylester, Hydroxy­ ethylmethacrylat, Natriumstyrolsulfonat, Vinylpyridin.Preferred non-fluorinated monomers are styrene, acrylonitrile, stearyl methacrylate, Stearyl acrylate, butadiene, isoprene, chloroprene, methyl methacrylate, hydroxy ethyl methacrylate, sodium styrene sulfonate, vinyl pyridine.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Cyclodextrin kom­ plexierten olefinisch ungesättigten fluorierten Monomeren für die Copolymerisation mit anderen wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Monomeren, die gegebenenfalls mit Cyclodextrinen komplexiert sein können.Another object of the invention is the use of cyclodextrin com plexed olefinically unsaturated fluorinated monomers for copolymerization with other water-soluble or water-insoluble monomers, which if necessary can be complexed with cyclodextrins.

Cyclodextrine sind Cycloamylosen mit 1,4-verknüpften Glucose-Einheiten, wie sie beim Abbau von Stärke durch Bacillus macerans oder Bacillus circulans unter Ein­ wirkung von Cyclodextringlycosyltransferase entstehen, z. B. Cyclohexa-, Cyclo­ hepta- oder Cyclooctaamylosen mit 6, 7 oder 8 cyclisch verknüpften Glucoseein­ heiten (α-, β-, γ-Cyclodextrin).Cyclodextrins are cycloamyloses with 1,4-linked glucose units as they are when starch is broken down by Bacillus macerans or Bacillus circulans under Ein Effect of cyclodextrin glycosyltransferase arise, for. B. Cyclohexa-, Cyclo hepta- or cyclooctaamyloses with 6, 7 or 8 cyclically linked glucose units (α-, β-, γ-cyclodextrin).

Methoden zur Herstellung von Cyclodextrinen sind bekannt und beispielsweise be­ schrieben in "Römpp's Lexikon Chemie", 10. Auflage, Stuttgart/New York 1997, S. 845 ff und Chemical Reviews 98 (1998), S. 1743 ff.Methods for producing cyclodextrins are known and, for example, be wrote in "Römpp's Lexikon Chemie", 10th edition, Stuttgart / New York 1997, Pp. 845 ff and Chemical Reviews 98 (1998), pp. 1743 ff.

Cyclodextrine, die für die Herstellung von Monomer/Cyclodextrin-Komplexen und/oder Komplexierung der Metall/Ligand-Katalysatoren und/oder Komplexierung der Initiatoren in Frage kommen sind z. B. substituierte oder unsubstituierte Cyclodextrine sowie deren Ester, Alkylether, Hydroxyalkylether, Alkoxycarbonyl­ alkylether und Carboxyalkylether oder deren Salze.Cyclodextrins used in the manufacture of monomer / cyclodextrin complexes and / or complexation of the metal / ligand catalysts and / or complexation the initiators come into question are e.g. B. substituted or unsubstituted Cyclodextrins and their esters, alkyl ethers, hydroxyalkyl ethers, alkoxycarbonyl alkyl ethers and carboxyalkyl ethers or their salts.

Geeignete Carbonsäurekomponenten für die Cyclodextrinester sind Aryl-, Aralkyl- und Alkylcarbonsäuren, bevorzugt sind Aralkyl- und Alkylcarbonsäuren, besonders bevorzugt Alkylcarbonsäuren. Geeignete Alkylcarbonsäuren sind solche mit 2 bis 30 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 24 C-Atomen, besonders bevorzugt mit 2 bis 18 C- Atomen.Suitable carboxylic acid components for the cyclodextrin esters are aryl, aralkyl and alkyl carboxylic acids, particularly preferred are aralkyl and alkyl carboxylic acids  preferably alkyl carboxylic acids. Suitable alkyl carboxylic acids are those with 2 to 30 Carbon atoms, preferably with 2 to 24 carbon atoms, particularly preferably with 2 to 18 carbon atoms Atoms.

Die Mono-, Di- oder Triether bzw. Mono-, Di- oder Triester oder Monoesterdiether werden in der Regel durch Veretherung von α-, β- und γ-Cyclodextrinen mit Alkylie­ rungsmitteln, wie beispielsweise Dimethylsulfat oder Alkylhalogeniden mit 1 bis 30 C-Atomen und/oder Veresterung mit z. B. Essigsäure, höheren Monocarbonsäuren (Fettsäuren) oder Bernsteinsäure erhalten.The mono-, di- or triether or mono-, di- or triester or monoester diether are generally by etherification of α-, β- and γ-cyclodextrins with alkylly agents such as dimethyl sulfate or alkyl halides with 1 to 30 C atoms and / or esterification with z. B. acetic acid, higher monocarboxylic acids (Fatty acids) or succinic acid.

Als Alkylkomponente für die Cyclodextrinalkylether, Hydroxyalkylether, Alkoxy­ carbonylalkylether und -carboxyalkylether kommen lineare oder verzweigte, gegebe­ nenfalls substituierte Alkylgruppen mit 1 bis 30 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 24 C- Atomen, besonders bevorzugt 1 bis 18 C-Atomen in Frage.As an alkyl component for the cyclodextrin alkyl ether, hydroxyalkyl ether, alkoxy carbonyl alkyl ethers and carboxyalkyl ethers come in linear or branched form optionally substituted alkyl groups with 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 24 carbon atoms Atoms, particularly preferably 1 to 18 carbon atoms in question.

Bevorzugte Cyclodextrine sind α-, β- und γ-Cyclodextrin, teilweise oder vollständig acetyliertes, methyliertes, hydroxyliertes und succinyliertes α-, β- und γ-Cyclo­ dextrin, sowie gemischt methylierte und acetylierte β-Cyclodextrine. Besonders bevorzugt sind β-Cyclodextrin, 2,6-Dimethyl-β-cyclodextrin und (2-Hydroxy)- propyl-β-cyclodextrin.Preferred cyclodextrins are α-, β- and γ-cyclodextrin, partially or completely acetylated, methylated, hydroxylated and succinylated α-, β- and γ-cyclo dextrin, as well as mixed methylated and acetylated β-cyclodextrins. Especially β-cyclodextrin, 2,6-dimethyl-β-cyclodextrin and (2-hydroxy) are preferred propyl-β-cyclodextrin.

Als Initiator geeignet sind sämtliche im Stand der Technik beschriebenen Radikal­ initiatoren, wie z. B. radikalische, bzw. radikalbildende Verbindungen oder Stoff­ gemische, wie Hydroperoxide, organische Peroxide oder anorganische Peroxide. Bevorzugt sind Ammonium-, Natrium- und Kaliumpersulfat, Kaliumperoxodisulfat, sowie Azoverbindungen wie 2,2'-Azobis(2-(2-imidazolin-2-yl)propan)dihydro­ chlorid, 2,2'-Azobis(2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)propionamid), Dimethyl-2,2'- azobis-isobutyrat, 4,4'-Azo-bis-4-cyan-pentansäure. Besonders bevorzugt sind Redox-Systeme wie Kaliumperoxodisulfat/Natriumhydrogensulfit oder Dibenzoyl­ peroxid/N,N-Dialkylanilin. All radicals described in the prior art are suitable as initiators initiators, such as B. radical or radical-forming compounds or substance mixtures, such as hydroperoxides, organic peroxides or inorganic peroxides. Ammonium, sodium and potassium persulfate, potassium peroxodisulfate, and azo compounds such as 2,2'-azobis (2- (2-imidazolin-2-yl) propane) dihydro chloride, 2,2'-azobis (2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide), dimethyl-2,2'- azobis isobutyrate, 4,4'-azo-bis-4-cyanopentanoic acid. Are particularly preferred Redox systems such as potassium peroxodisulfate / sodium bisulfite or dibenzoyl peroxide / N, N-dialkylaniline.  

Wasserunlösliche oder schwer wasserlösliche Radikalinitiatoren, wie beispielsweise Azo-bis(isobutyronitril) (AIBN), Tertiärbutylperbenzoat oder Dibenzoylperoxid können mit Cyclodextrinen in eine wasserlösliche Form überführt werden. Wasser­ unlösliche oder schwer wasserlösliche Initiatoren werden vorzugsweise in kom­ plexierter Form eingesetzt.Water-insoluble or poorly water-soluble radical initiators, such as Azobis (isobutyronitrile) (AIBN), tertiary butyl perbenzoate or dibenzoyl peroxide can be converted into a water-soluble form with cyclodextrins. Water Insoluble or sparingly water-soluble initiators are preferably used in com plexed form used.

Wasserlösliche Initiatoren sind beispielsweise 2,2'-Azobis(N,N'-di-methylen-iso­ butyramidin)dihydrochlorid oder 2,2'-Azobis(2-amidinpropan)-dihydrochlorid.Examples of water-soluble initiators are 2,2'-azobis (N, N'-di-methylene-iso butyramidine) dihydrochloride or 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride.

Die wässrige Phase der erfindungsgemäßen Verfahrens kann gegebenfalls geringe Anteile (0 bis 10%) an löslichen organischen Stoffen wie kurzkettige Alkohole, Aceton oder Harnstoff enthalten. Schließlich ist das erfindungsgemäße Verfahren auch geeignet zur Polymerisation in Gegenwart unlöslicher Bestandteile wie Pigmente, Füllstoffe oder Fasern (Glasfasern, C-Fasern).The aqueous phase of the process according to the invention may be minor Proportions (0 to 10%) of soluble organic substances such as short-chain alcohols, Contain acetone or urea. Finally, the method according to the invention also suitable for polymerization in the presence of insoluble components such as Pigments, fillers or fibers (glass fibers, C fibers).

In der wässrigen Phase können beliebige wasserlösliche Salze wie NaCl, Na2SO4, CaCl2, NaF, NaNO3 oder verschiedene Additive auf Basis von wasserlöslichen Polymeren, wie Cellulosederivate, wie beispielsweise Methylcellulose, Carboxy­ methylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyvinylamin oder Polyhydroxyethylmeth­ acrylat vorhanden sein.Any water-soluble salts such as NaCl, Na 2 SO 4 , CaCl 2 , NaF, NaNO 3 or various additives based on water-soluble polymers, such as cellulose derivatives such as methyl cellulose, carboxy methyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinylamine or polyhydroxyethyl methacrylate, can be present in the aqueous phase .

Das Monomer bzw. die Monomeren werden in einem equimolaren Verhältnis von Monomer/Cyclodextrin komplexiert.The monomer or monomers are in an equimolar ratio of Complexed monomer / cyclodextrin.

Die Copolymerisation des komplexierten Monomers mit einem oder mehreren komplexierten oder unkomplexierten Comonomeren kann in variablen molaren Ver­ hältnissen zwischen den verschiedenen Monomeren durchgeführt werden.The copolymerization of the complexed monomer with one or more Complexed or uncomplexed comonomers can be used in variable molar ver Ratios between the different monomers are carried out.

Die Reaktionsbedingungen der radikalischen Polymerisation sind allgemein bekannt (vgl. oben genannter Stand der Technik).The reaction conditions of radical polymerization are generally known (cf. prior art mentioned above).

Beispiel 1example 1 Herstellung eines 1H,1H-Pentafluorpropylmethacrylat/Cyclodextrin-Kom­ plexesPreparation of a 1H, 1H pentafluoropropyl methacrylate / cyclodextrin com plexes

1,0 g (4,58 mmol) 1H,1H-Pentafluorpropylmethacrylat wurden in 12,7 g einer wässrigen Lösung, bestehend aus 6,1 g (4,58 mmol) methyliertem β-Cyclodextrin (m-β-CD, Cavasol® W7 M, Wacker Chemie GmbH, München, Deutschland) und 6,6 g mit Stickstoff inertisiertem Wasser unter N2-Atmosphäre unter starkem Rühren oder Ultraschall bei Raumtemperatur innerhalb 15 min klar und homogen gelöst.1.0 g (4.58 mmol) of 1H, 1H-pentafluoropropyl methacrylate were dissolved in 12.7 g of an aqueous solution consisting of 6.1 g (4.58 mmol) of methylated β-cyclodextrin (m-β-CD, Cavasol® W7 M, Wacker Chemie GmbH, Munich, Germany) and 6.6 g of nitrogen-inert water in a N 2 atmosphere with vigorous stirring or ultrasound at room temperature within 15 minutes in a clear and homogeneous solution.

Beispiel 2Example 2 Herstellung eines 1H,1H,2H,2H-Perfluoroctylmethacrylat/Cyclodextrin-Kom­ plexesPreparation of a 1H, 1H, 2H, 2H perfluorooctyl methacrylate / cyclodextrin com plexes

1,0 g (2,3 mmol) 1H,1H,2H,2H-Perfluoroctylmethacrylat wurden in 6,4 g einer wässrigen Lösung, bestehend aus 3,08 g (2,3 mmol) methyliertem β-Cyclodextrin (m-β-CD, Cavasol® W7 M, Wacker Chemie GmbH) und 3,32 g mit Stickstoff inertisiertem Wasser unter N2-Atmosphäre unter starkem Rühren oder Ultraschall bei Raumtemperatur innerhalb 15 min und homogen gelöst.1.0 g (2.3 mmol) of 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl methacrylate were dissolved in 6.4 g of an aqueous solution consisting of 3.08 g (2.3 mmol) of methylated β-cyclodextrin (m-β- CD, Cavasol® W7 M, Wacker Chemie GmbH) and 3.32 g of water inertized with nitrogen under N 2 atmosphere with vigorous stirring or ultrasound at room temperature within 15 min and homogeneously dissolved.

Beispiel 3Example 3 Herstellung eines 1H,1H,2H,2H-Perfluordecylmethacrylat/Cyclodextrin-Kom­ plexesPreparation of a 1H, 1H, 2H, 2H perfluorodecyl methacrylate / cyclodextrin com plexes

2,0 g (3,76 mmol) 1H,1H,2H,2H-Perfluordecylmethacrylat wurden in 10,4 g einer wässrigen Lösung, bestehend aus 5.0 g (3.76 mmol) methyliertem β-Cyclodextrin (m-β-CD, Cavasol® W7 M, Wacker Chemie GmbH) und 5,4 g mit Stickstoff inertisiertem Wasser unter N2-Atmosphäre unter starkem Rühren oder Ultraschall bei Raumtemperatur innerhalb 15 min und homogen gelöst.2.0 g (3.76 mmol) of 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate were dissolved in 10.4 g of an aqueous solution consisting of 5.0 g (3.76 mmol) of methylated β-cyclodextrin (m-β-CD, Cavasol® W7 M, Wacker Chemie GmbH) and 5.4 g of water inertized with nitrogen under N 2 atmosphere with vigorous stirring or ultrasound at room temperature within 15 min and homogeneously dissolved.

Beispiel 4Example 4 Radikalische Homopolymerisation eines 1H,1H-Pentafluorpropylmethacrylat/­ Cyclodextrin-Komplexes mit einem wasserlöslichen RedoxinitiatorRadical homopolymerization of a 1H, 1H pentafluoropropyl methacrylate / Cyclodextrin complex with a water-soluble redox initiator

Zu der in Beispiel 1 hergestellten 1H,1H Pentafluorpropylmethacrylat/Cyclodextrin- Komplexlösung wurden unter N2-Atmosphäre 0.062 g (0.229 mmol) K2S2O8 und 0,024 g (0,229 mmol) NaHSO3 gegeben. Diese Lösung wurde unter Rühren bei einer Temperatur von 60°C für 95 min polymerisiert. Das ausgefallene Polymer wurde abfiltriert, mit Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 1 g (100% der Theorie)
Glasübergangstemperatur: Tg = 69,5°C.
0.062 g (0.229 mmol) of K 2 S 2 O 8 and 0.024 g (0.229 mmol) of NaHSO 3 were added to the 1H, 1H pentafluoropropyl methacrylate / cyclodextrin complex solution prepared in Example 1 under an N 2 atmosphere. This solution was polymerized with stirring at a temperature of 60 ° C for 95 min. The precipitated polymer was filtered off, washed with methanol and dried in vacuo.
Yield: 1 g (100% of theory)
Glass transition temperature: Tg = 69.5 ° C.

Beispiel 5Example 5 Radikalische Homopolymerisation eines 1H,1H-Pentafluorpropylmethacrylat/­ Cyclodextrin-Komplexes mit einem wasserlöslichen AzoinitiatorRadical homopolymerization of a 1H, 1H pentafluoropropyl methacrylate / Cyclodextrin complex with a water-soluble azo initiator

Zu der in Beispiel 1 hergestellten 1H,1H Pentafluorpropylmethacrylat/Cyclodextrin- Komplexlösung wurden unter N2-Atmosphäre 0,074 g (0,229 mmol) 2,2'-Azobis- (N,N'-di-methylen-isobutyramidin)dihydrochlorid gegeben. Diese Lösung wurde unter Rühren bei einer Temperatur von 60°C für 95 min polymerisiert. Das ausgefallene Polymer wurde abfiltriert, mit Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 0,944 g (94,4% der Theorie)
Glasübergangstemperatur: Tg = 69,5°C.
To the 1H, 1H pentafluoropropyl methacrylate / cyclodextrin complex solution prepared in Example 1 was added 0.074 g (0.229 mmol) of 2,2'-azobis (N, N'-di-methylene-isobutyramidine) dihydrochloride under an N 2 atmosphere. This solution was polymerized with stirring at a temperature of 60 ° C for 95 min. The precipitated polymer was filtered off, washed with methanol and dried in vacuo.
Yield: 0.944 g (94.4% of theory)
Glass transition temperature: Tg = 69.5 ° C.

Beispiel 6Example 6 Radikalische Homopolymerisation eines 1H,1H,2H,2H-Tridecafluoroctylmeth­ acrylat/Cyclodextrin-Komplexes mit einem wasserlöslichen RedoxinitiatorRadical homopolymerization of a 1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluorooctyl meth acrylate / cyclodextrin complex with a water-soluble redox initiator

Zu der in Beispiel 2 hergestellten 1H,1H,2H,2H-Tridecafluoroctylmethacrylat/­ Cyclodextrin-Komplexlösung wurden unter N2-Atmosphäre 0,031 g (0,115 mmol) K2S2O8 und 0,012 g (0,115 mmol) NaHSO3 gegeben. Diese Lösung wurde unter Rühren bei einer Temperatur von 60°C für 95 min polymerisiert. Das ausgefallene Polymer wurde abfiltriert, mit Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 0,966 g (96,6% der Theorie)
Glasübergangstemperatur: Tg = 35°C.
0.031 g (0.115 mmol) of K 2 S 2 O 8 and 0.012 g (0.115 mmol) of NaHSO 3 were added to the 1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluorooctyl methacrylate / cyclodextrin complex solution prepared in Example 2 under an N 2 atmosphere. This solution was polymerized with stirring at a temperature of 60 ° C for 95 min. The precipitated polymer was filtered off, washed with methanol and dried in vacuo.
Yield: 0.966 g (96.6% of theory)
Glass transition temperature: Tg = 35 ° C.

Beispiel 7Example 7 Radikalische Homopolymerisation eines 1H,1H,2H,2H-Tridecafluoroctylmeth­ acrylat/Cyclodextrin-Komplexes mit einem wasserlöslichen AzoinitiatorRadical homopolymerization of a 1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluorooctyl meth acrylate / cyclodextrin complex with a water-soluble azo initiator

Zu der in Beispiel 2 hergestellten 1H,1H,2H,2H-Tridecafluoroctylmethacrylat/Cyclo­ dextrin-Komplexlösung wurden unter N2-Atmosphäre 0,037 g (0,115 mmol) 2,2'- Azobis(N,N'-di-methylen-isobutyramidin)dihydrochlorid gegeben. Diese Lösung wurde unter Rühren bei T = 60°C für 95 min polymerisiert. Das ausgefallene Polymer wurde abfiltriert, mit Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 0,783 g (78,3% der Theorie)
Glasübergangstemperatur: Tg = 35°C.
0.037 g (0.115 mmol) of 2,2'-azobis (N, N'-di-methylene-isobutyramidine) was added to the 1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluorooctyl methacrylate / cyclodextrin complex solution prepared in Example 2 under an N 2 atmosphere. given dihydrochloride. This solution was polymerized with stirring at T = 60 ° C for 95 min. The precipitated polymer was filtered off, washed with methanol and dried in vacuo.
Yield: 0.783 g (78.3% of theory)
Glass transition temperature: Tg = 35 ° C.

Beispiel 8Example 8 Radikalische Homopolymerisation eines 1H,1H,2H,2H-Heptadecafluordecyl­ methacrylat/Cyclodextrin-Komplexes mit einem wasserlöslichen RedoxinitiatorRadical homopolymerization of a 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl methacrylate / cyclodextrin complex with a water-soluble redox initiator

Zu der in Beispiel 3 hergestellten 1H,1H,2H,2H-Perfluordecylmethacrylat/Cyclo­ dextrin-Komplexlösung wurden unter N2-Atmosphäre 0,051 g (0,188 mmol) K2S2O8 und 0,020 g (0,188 mmol) NaHSO3 gegeben. Diese Lösung wurde unter Rühren bei T = 60°C für 95 min polymerisiert. Das ausgefallene Polymer wurde abfiltriert, mit Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 1,96 g (98% der Theorie)
0.051 g (0.188 mmol) of K 2 S 2 O 8 and 0.020 g (0.188 mmol) of NaHSO 3 were added to the 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate / cyclodextrin complex solution prepared in Example 3 under an N 2 atmosphere. This solution was polymerized with stirring at T = 60 ° C for 95 min. The precipitated polymer was filtered off, washed with methanol and dried in vacuo.
Yield: 1.96 g (98% of theory)

Beispiel 9Example 9 Radikalische Homopolymerisation eines 1H,1H,2H,2H-Heptadecafluordecyl­ methacrylat/Cyclodextrin-Komplexes mit einem wasserlöslichen AzoinitiatorRadical homopolymerization of a 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl methacrylate / cyclodextrin complex with a water-soluble azo initiator

Zu der in Beispiel 3 hergestellten 1H,1H,2H,2H- Perfluordecylmethacrylat/Cyclo­ dextrin-Komplexlösung wurden unter N2-Atmosphäre 0,061 g (0,188 mmol) 2,2'- Azobis(N,N'-di-methylen-isobutyramidin)dihydrochlorid gegeben. Diese Lösung wurde unter Rühren bei T = 60°C für 95 min polymerisiert. Das ausgefallene Polymer wurde abfiltriert, mit Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 1,5 g (75% der Theorie)
0.061 g (0.188 mmol) of 2,2'-azobis (N, N'-di-methylene-isobutyramidine) was added to the 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate / cyclodextrin complex solution prepared in Example 3 under an N 2 atmosphere. given dihydrochloride. This solution was polymerized with stirring at T = 60 ° C for 95 min. The precipitated polymer was filtered off, washed with methanol and dried in vacuo.
Yield: 1.5 g (75% of theory)

Beispiel 10 (Vergleich)Example 10 (comparison) Radikalische Homopolymerisation von nicht-komplexiertem 1H,1H,2H,2H- Heptadecafluordecylmethacrylat in Wasser mit einem wasserlöslichen RedoxinitiatorRadical homopolymerization of non-complexed 1H, 1H, 2H, 2H- Heptadecafluorodecyl methacrylate in water with a water soluble Redox initiator

2 g (3,76 mmol) 1H,1H,2H,2H-Heptadecafluordecylmethacrylat wurden in 12 ml entgastes Wasser gegeben und unter N2-Atmosphäre mit 0,051 g (0,188 mmol) K2S2O8 und 0,020 g (0,188 mmol) NaHSO3 versetzt. Diese Mischung wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 9 (gleiche Rührgeschwindigkeit, T = 50°C, t = 95 min) polymerisiert. Das in geringen Mengen entstandene Polymer wurde abfiltriert, mit Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 0,018 g (0,9% der Theorie)
2 g (3.76 mmol) of 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl methacrylate were added to 12 ml of degassed water and 0.02 g (0.188 mmol) of K 2 S 2 O 8 and 0.020 g (0.188 mmol) under an N 2 atmosphere. NaHSO 3 added. This mixture was polymerized under the same conditions as in Example 9 (same stirring speed, T = 50 ° C., t = 95 min). The polymer formed in small amounts was filtered off, washed with methanol and dried in vacuo.
Yield: 0.018 g (0.9% of theory)

Beispiel 11Example 11 Radikalische Copolymerisation eines 1H,1H-Pentafluorpropylmethacrylat/­ Cyclodextrin-Komplexes mit einem Styrol/Cyclodextrin-Komplex mit Hilfe eines wasserlöslichen RedoxinitiatorsRadical copolymerization of a 1H, 1H-pentafluoropropyl methacrylate / Cyclodextrin complex with a styrene / cyclodextrin complex using a water-soluble redox initiator

0,5 g (2,3 mmol) 1H,1H-Pentafluorpropylmethacrylat und 0,562 g (5,4 mmol) Styrol wurden in 21,4 g einer wässrigen Lösung, bestehend aus 10,25 g (7,7 mmol) methyliertem β-Cyclodextrin (m-β-CD, Cavasol® W7 M, Wacker Chemie GmbH) und 11,15 g mit Stickstoff inertisiertem Wasser unter N2-Atmosphäre unter starkem Rühren oder Ultraschall bei Raumtemperatur innerhalb 15 min klar und homogen gelöst. Dann wurden unter N2-Atmosphäre 0,104 g (0,385 mmol) K2S2O8 und 0,04 g (0,385 mmol) NaHSO3 zugegeben und unter Rühren 95 min bei T = 50°C polymeri­ siert. Das ausgefallene Copolymer wurde abfiltriert, mit Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 1,06 g (100% der Theorie)
Glasübergangstemperatur: Tg = 80°C.
0.5 g (2.3 mmol) of 1H, 1H-pentafluoropropyl methacrylate and 0.562 g (5.4 mmol) of styrene were dissolved in 21.4 g of an aqueous solution consisting of 10.25 g (7.7 mmol) of methylated β- Cyclodextrin (m-β-CD, Cavasol® W7 M, Wacker Chemie GmbH) and 11.15 g of nitrogen-inert water in a N 2 atmosphere with vigorous stirring or ultrasound at room temperature within 15 min in a clear and homogeneous solution. Then 0.104 g (0.385 mmol) of K 2 S 2 O 8 and 0.04 g (0.385 mmol) of NaHSO 3 were added under an N 2 atmosphere and the mixture was polymerized at T = 50 ° C. for 95 minutes with stirring. The precipitated copolymer was filtered off, washed with methanol and dried in vacuo.
Yield: 1.06 g (100% of theory)
Glass transition temperature: Tg = 80 ° C.

Beispiel 12Example 12 Radikalische Copolymerisation eines 1H,1H,2H,2H-Tridecafluoroctylmeth­ acrylat/Cyclodextrin-Komplexes mit einem Styrol/Cyclodextrin-Komplex mit Hilfe eines wasserlöslichen RedoxinitiatorsRadical copolymerization of a 1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluorooctyl meth acrylate / cyclodextrin complex with a styrene / cyclodextrin complex With the help of a water-soluble redox initiator

1 g (2,3 mmol) 1H,1H,2H,2H-Perfluordecylmethacrylat und 0,562 g (5,4 mmol) Styrol wurden in 21,4 g einer wässrigen Lösung, bestehend aus 10,25 g (7,7 mmol) methyliertem β-Cyclodextrin (m-β-CD, Cavasol® W7 M, Wacker Chemie GmbH) und 11,15 g mit Stickstoff inertisiertem Wasser unter N2-Atmosphäre unter starkem Rühren oder Ultraschall bei Raumtemperatur innerhalb 15 min homogen gelöst. Dann wurden unter N2-Atmosphäre 0,0845 g (0,313 mmol) K2S2O8 und 0,033 g (0,313 mmol) NaHSO3 zugegeben und unter Rühren 95 min bei T = 50°C polymeri­ siert. Das ausgefallene Copolymer wurde abfiltriert, mit Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 1,55 g (99,2% der Theorie)
Glasübergangstemperaturen: Tg1 = 55°C und Tg2 = 80°C.
1 g (2.3 mmol) of 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate and 0.562 g (5.4 mmol) of styrene were methylated in 21.4 g of an aqueous solution consisting of 10.25 g (7.7 mmol) β-Cyclodextrin (m-β-CD, Cavasol® W7 M, Wacker Chemie GmbH) and 11.15 g of water inert with nitrogen under a N 2 atmosphere with vigorous stirring or ultrasound at room temperature within 15 min. Then 0.0845 g (0.313 mmol) of K 2 S 2 O 8 and 0.033 g (0.313 mmol) of NaHSO 3 were added under an N 2 atmosphere and the mixture was polymerized at T = 50 ° C. for 95 minutes with stirring. The precipitated copolymer was filtered off, washed with methanol and dried in vacuo.
Yield: 1.55 g (99.2% of theory)
Glass transition temperatures: Tg1 = 55 ° C and Tg2 = 80 ° C.

Beispiel 13Example 13 Radikalische Copolymerisation eines 1H,1H,2H,2H-Heptadecafluordecylmeth­ acrylat/Cyclodextrin-Komplexes mit einem Styrol/Cyclodextrin-Komplex mit Hilfe eines wasserlöslichen RedoxinitiatorsRadical copolymerization of a 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecylmeth acrylate / cyclodextrin complex with a styrene / cyclodextrin complex With the help of a water-soluble redox initiator

1 g (1,88 mmol) 1H,1H,2H,2H-Perfluordecylmethacrylat und 0,456 g (4,38 mmol) Styrol wurden in 17,4 g einer wässrigen Lösung, bestehend aus 8,33 g (6,26 mmol) methyliertem β-Cyclodextrin (m-β-CD, Cavasol® W7 M, Wacker Chemie GmbH) und 9,07 g mit Stickstoff inertisiertem Wasser unter N2-Atmosphäre unter starkem Rühren oder Ultraschall bei Raumtemperatur innerhalb 15 min homogen gelöst. Dann wurden unter N2-Atmosphäre 0,0845 g (0,313 mmol) K2S2O8 und 0,033 g (0,313 mmol) NaHSO3 zugegeben und unter Rühren 95 min bei T = 50°C polymeri­ siert. Das ausgefallene Copolymer wurde abfiltriert, mit Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 1,39 g (95,5% der Theorie)
Glasübergangstemperaturen: Tg1 = 65°C und Tg2 = 91°C.
1 g (1.88 mmol) of 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate and 0.456 g (4.38 mmol) of styrene were methylated in 17.4 g of an aqueous solution consisting of 8.33 g (6.26 mmol) β-cyclodextrin (m-β-CD, Cavasol® W7 M, Wacker Chemie GmbH) and 9.07 g of water inert with nitrogen under an N 2 atmosphere with vigorous stirring or ultrasound at room temperature within 15 min. Then 0.0845 g (0.313 mmol) of K 2 S 2 O 8 and 0.033 g (0.313 mmol) of NaHSO 3 were added under an N 2 atmosphere and the mixture was polymerized at T = 50 ° C. for 95 minutes with stirring. The precipitated copolymer was filtered off, washed with methanol and dried in vacuo.
Yield: 1.39 g (95.5% of theory)
Glass transition temperatures: Tg1 = 65 ° C and Tg2 = 91 ° C.

Die Glasübergangstemperatur wurde bestimmt mittels DSC (Differential Scanning Colorimetry) bei einer Heizrate von 20°C/min unter Stickstoff.The glass transition temperature was determined by means of DSC (differential scanning Colorimetry) at a heating rate of 20 ° C / min under nitrogen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von fluorierten Polymeren in wässriger Lösung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Komponente ausgewählt aus
  • A) einem oder mehreren polymerisierbaren fluorierten Monomeren der Formeln (I), (II) und/oder (III),
    in welchen
    R1 Wasserstoff, Fluor, C1-C4-Alkyl oder Trifluormethyl,
    R2 Wasserstoff, Fluor oder (Fluor)alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in ortho-, meta- oder para-Stellung, COOM oder SO3M (M = H, Alkalimetall), oder (Fluor)alkoxy mit 1 bis 4 C-Atomen,
    R3 Wasserstoff, Fluor oder Chlor, C1-C4-Alkyl, Trifluormethyl, Hydroxy­ methyl,
    R4 C1-C4-Alkyl oder der Rest einer C2-C18-Monocarbonsäure bedeuten, und
    X1 Fluor, Chlor oder Wasserstoff,
    X2 Fluor, Chlor oder Wasserstoff,
    X3 Fluor, Chlor, Wasserstoff, CN-(Cyano), COOR5-(Ester), CONR6R7- (Amid) oder COR8-(Keto)-Gruppe darstellt, wobei
    R5 Wasserstoff, (Fluor)alkyl mit C1-C18-Alkyl, eine C1-C18-Alkyl- Gruppe, welche mit OH oder OR5 oder NR6R7 substituiert sein kann,
    R6/R7 unabhängig Wasserstoff oder C1-C18-Alkyl oder gemeinsam C5-C12-Cycloalkyl, und
    R8 einen C1-C18-Alkyl, Phenyl, Fluorphenyl oder C5-C12-Cyclo­ alkyl bedeuten,
    wobei Wasserstoff in den Alkylresten teilweise oder vollständig durch Fluor oder Chlor ersetzt ist,
  • B) Initiator und
  • C) nichtfluoriertem Comonomer oder Mischungen nichtfluorierten Co­ monomeren,
Cyclodextrin-komplexiert sind.
1. A process for the preparation of fluorinated polymers in aqueous solution, characterized in that at least one component is selected from
  • A) one or more polymerizable fluorinated monomers of the formulas (I), (II) and / or (III),
    in which
    R 1 is hydrogen, fluorine, C 1 -C 4 alkyl or trifluoromethyl,
    R 2 is hydrogen, fluorine or (fluoro) alkyl with 1 to 4 carbon atoms in the ortho, meta or para position, COOM or SO 3 M (M = H, alkali metal), or (fluoro) alkoxy with 1 to 4 C- Atoms,
    R 3 is hydrogen, fluorine or chlorine, C 1 -C 4 alkyl, trifluoromethyl, hydroxy methyl,
    R 4 is C 1 -C 4 alkyl or the residue of a C 2 -C 18 monocarboxylic acid, and
    X 1 fluorine, chlorine or hydrogen,
    X 2 fluorine, chlorine or hydrogen,
    X 3 represents fluorine, chlorine, hydrogen, CN- (cyano), COOR 5 - (ester), CONR 6 R 7 - (amide) or COR 8 - (keto) group, where
    R 5 is hydrogen, (fluoro) alkyl with C 1 -C 18 alkyl, a C 1 -C 18 alkyl group which can be substituted with OH or OR 5 or NR 6 R 7 ,
    R 6 / R 7 are independently hydrogen or C 1 -C 18 alkyl or together C 5 -C 12 cycloalkyl, and
    R 8 is a C 1 -C 18 alkyl, phenyl, fluorophenyl or C 5 -C 12 cyclo alkyl,
    where hydrogen in the alkyl radicals is partially or completely replaced by fluorine or chlorine,
  • B) initiator and
  • C) non-fluorinated comonomer or mixtures of non-fluorinated co-monomers,
Cyclodextrin are complexed.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein fluoriertes Monomer ausgewählt aus der Gruppe 1H,1H-Pentafluorpropyl­ acrylat, 1H,1H-Pentafluorpropylmethacrylat, 1H,1H,2H,2H-Perfluoroctyl­ methacrylat, 1H,1H,2H,2H-Perfluordecylmethacrylat polymerisiert wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that at least one fluorinated monomer selected from the group 1H, 1H-pentafluoropropyl acrylate, 1H, 1H-pentafluoropropyl methacrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl methacrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl methacrylate is polymerized.   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Cyclodextrin-kom­ plexierte olefinisch ungesättigte fluorierte Monomere sowie Cyclodextrin- komplexierte fluorfreie Monomere verwendet werden.3. The method according to claim 1, characterized in that cyclodextrin-kom plexed olefinically unsaturated fluorinated monomers and cyclodextrin complexed fluorine-free monomers can be used. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein nichtfluoriertes Comonomer ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen Vinyltoluol, α- Methylstyrol, Styrol, Acrylnitril, (Meth)acrylsäuremethylester und (Meth)- Acrylsäurealkylester mit 2 bis 18 C-Atomen im Alkylrest, Hydroxy­ ethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)-acrylat, Styrolsulfonsäure und ihr Natriumsalz, 4-Styrolcarbonsäure, Stearylmethacrylat, Stearylacrylat, Meth­ acrylsäure, 2-(Dimethylamino)ethyl-methacrylat, 2-(Diethylamino)ethyl­ methacrylat, Vinylacetat, Vinylester der Versatic Säure, Vinylether, Butadien, Isopren, Chloropren oder Vinylpyridin polymerisiert wird.4. The method according to claim 1, characterized in that a non-fluorinated Comonomer selected from the group of compounds vinyltoluene, α- Methylstyrene, styrene, acrylonitrile, (meth) acrylic acid methyl ester and (meth) - Acrylic acid alkyl esters with 2 to 18 carbon atoms in the alkyl radical, hydroxy ethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, styrene sulfonic acid and her Sodium salt, 4-styrene carboxylic acid, stearyl methacrylate, stearyl acrylate, meth acrylic acid, 2- (dimethylamino) ethyl methacrylate, 2- (diethylamino) ethyl methacrylate, vinyl acetate, vinyl ester of Versatic acid, vinyl ether, butadiene, Isoprene, chloroprene or vinyl pyridine is polymerized. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Cyclodextrine ausgewählt werden aus mindestens einem aus der Gruppe der substituierten oder unsubstituierten Cyclodextrine sowie deren Ester, Alkylether, Hydroxy­ alkylether, Alkoxycarbonylalkylether und Carboxyalkylether oder deren Salze.5. The method according to claim 1, characterized in that the cyclodextrins be selected from at least one from the group of substituted or unsubstituted cyclodextrins and their esters, alkyl ethers, hydroxy alkyl ethers, alkoxycarbonylalkyl ethers and carboxyalkyl ethers or their Salts. 6. Verfahren nach Anspruch 5,. dadurch gekennzeichnet, dass die Cyclodextrine ausgewählt werden aus mindestens einem aus der Gruppe der α-, β- und γ- Cyclodextrine, teilweise oder vollständig acetylierten, methylierten, hydroxy­ lierten und succinylierten α-, β- und γ-Cyclodextrine, sowie gemischt methy­ lierten und acetylierten β-Cyclodextrine.6. The method according to claim 5. characterized in that the cyclodextrins be selected from at least one from the group of α-, β- and γ- Cyclodextrins, partially or fully acetylated, methylated, hydroxy lated and succinylated α-, β- and γ-cyclodextrins, and mixed methy lated and acetylated β-cyclodextrins. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Cyclodextrine ausgewählt werden aus mindestens einem aus der Gruppe der β-Cyclo­ dextrine wie 2,6-Dimethyl-β-cyclodextrin oder (2-Hydroxy)propyl-β-cyclo­ dextrin. 7. The method according to claim 6, characterized in that the cyclodextrins are selected from at least one from the group of β-cyclo dextrins such as 2,6-dimethyl-β-cyclodextrin or (2-hydroxy) propyl-β-cyclo dextrin.   8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Initiatoren ausgewählt werden aus mindestens einem aus der Gruppe der radikalischen oder radikalbildenden Verbindungen oder Stoffgemische.8. The method according to claim 1, characterized in that the initiators be selected from at least one from the group of radicals or radical-forming compounds or mixtures of substances. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Initiatoren ausgewählt werden aus mindestens einem aus der Gruppe der Verbindungen wie Ammonium-, Natrium- und Kaliumpersulfat, Kaliumperoxodisulfat, sowie Azoverbindungen wie 2,2'-Azobis(2-(2-imidazolin-2-yl)propan)di­ hydro-chlorid, 2,2'-Azobis(2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)propionamid), Di­ methyl-2,2'-azobis-isobutyrat, 4,4'-Azo-bis-4-cyan-pentansäure.9. The method according to claim 8, characterized in that the initiators be selected from at least one from the group of compounds such as ammonium, sodium and potassium persulfate, potassium peroxodisulfate, as well as azo compounds such as 2,2'-azobis (2- (2-imidazolin-2-yl) propane) di hydrochloride, 2,2'-azobis (2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide), Di methyl 2,2'-azobis isobutyrate, 4,4'-azo-bis-4-cyanopentanoic acid. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Initiatoren ausgewählt werden aus mindestens einem aus der Gruppe der Redox-Systeme wie Kaliumperoxodisulfat/Natriumhydrogensulfit oder Dibenzoylperoxid/­ N,N-Dialkylanilin.10. The method according to claim 9, characterized in that the initiators selected from at least one from the group of redox systems such as potassium peroxodisulfate / sodium bisulfite or dibenzoyl peroxide / N, N-dialkylaniline.
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