DE1901872B2 - PROCESS FOR STABILIZING HIGH MOLECULAR PERFLUOROUS POLYMERS - Google Patents
PROCESS FOR STABILIZING HIGH MOLECULAR PERFLUOROUS POLYMERSInfo
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Description
JF, und C1FV JF, and C1F V
Die erfindungsgemäß stabilisierten Fluorkohlenstoff-Polymeren sind hochmolekulare Polymerisate, welche normalerweise fest sind und befähigt sind, zuThe fluorocarbon polymers stabilized according to the invention are high molecular weight polymers, which are usually firm and able to
sitzen, welcher sich in ^-Stellung zur Carboxyl-Endgruppe des Polymeren befindet und von dem es bekannt ist, daß er auf freie Radikale eine stabilisierende Wirksamkeit ausübt.sit, which is in ^ -position to the carboxyl end group of the polymer is located and is known to have a stabilizing effect on free radicals Effectiveness exercises.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Stabilisieren von hochmolekularen Perfluorpolymeren, die mit Ausnahme der Endgruppen nur Kohlenstoffatome in der Polymerenkette und gegebenenfallsThe invention relates to a method for stabilizing high molecular weight perfluoropolymers, which with the exception of the end groups only carbon atoms in the polymer chain and optionally
Weiterhin ist in der USA.-Patentschrift 3 242 218
die Decarboxylierung und Fluorierung von Fluorkohlenstoff- Polyätherpolymerisaten mit elementarem 15
Fluor beschrieben. Das Polyäther-Polymerisat besitzt
ein niedriges Molekulargewicht und wird nur in der
flüssigen Phase behandelt, d. h. entweder als Flüssigkeit oder in Lösung in einem inerten Lösungsmittel.
Ferner sind diese Polyäther-Polymerisate dadurch 20 Gegenständen, wie Folien, die zäh und flexibel sind,
gekennzeichnet, daß sie einen Äther-Sauerstoff be- verpreßt zu werden. Das Zahlenmittel-Molekulargewicht
der Fluorkohlenstoff-Polymerisate beträgt üblicherweise wenigstens 10 000 und ist im allgemeinen
größer als 25 000. Ferner besitzen die Fluor-25 kohlenstoff-Polymerisate ein Kohlenstoffatom in der
Hauptpolymerisatkette in /9-Stellung zur instabilen
Endgruppe. Im allgemeinen besteht die Hauptpolymerisatkette dieser Fluorkohlenstoff-Polymeren mit
Ausnahme der Endgruppen aus Kohlenstoffatomen.Furthermore, US Pat. No. 3,242,218
the decarboxylation and fluorination of fluorocarbon polyether polymers with elemental 15
Fluorine described. The polyether polymer has
has a low molecular weight and is only used in the
liquid phase treated, ie either as a liquid or in solution in an inert solvent.
Furthermore, these polyether polymers are objects, such as foils, which are tough and flexible, characterized in that they are pressed with an ether oxygen. The number average molecular weight of the fluorocarbon polymers is usually at least 10,000 and is generally greater than 25,000. The fluorocarbon polymers also have a carbon atom in the main polymer chain in the / 9-position to the unstable end group. In general, the main polymer chain of these fluorocarbon polymers, with the exception of the end groups, consists of carbon atoms.
Äthersauerstoffatome in Seitenketten enthalten, durch 30 Jegliche Substituenten an der Polymerisat-Hauptchemische Modifizierung der instabilen Endgruppen, kette einschließlich Seitenketten sind so geartet, daß bei dem man die Polymeren in fester Form in innige sie kernen Abbau der Polymerenkette beim erfin-Berührung mit Fluor-Radikalen bringt. dungsgemäßen Aussetzen gegen die Fluor-RadikaleEther oxygen atoms contained in side chains, through 30 Any substituents on the polymer main chemical modification of the unstable end groups, chain including side chains are of such a nature that in which the polymers are intimately contained in solid form, they break down the polymer chain when in contact with fluorine radicals. proper exposure to the fluorine radicals
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren reagieren verursachen. Diese Substituenten sind gegen Fluordie
Fluor-Radikale mit den instabilen Endgruppen 35 Radikale inert, so daß die Umsetzung mit den Fluorder
Polymerisat-Hauptkette, um sie in eine stabilere Radikalen im wesentlichen auf die Endgruppen beForm
umzuwandeln. Zu den instabilen Endgruppen, schränkt ist. Diesen Bedingungen entsprechen perweiche
erfindungsgemäß umgewandelt werden, ge- fluorierte Fluorkohlenstoff-Polymere. y
hören die Carboxy- und Vinyl-Endgruppen, wie sie Zu repräsentativen Perfluorkohlenstoff-Polymeren,Cause reacting in the method according to the invention. These substituents are inert to the fluorine radicals with the unstable end groups 35 radicals, so that the reaction with the fluorine polymer main chain to convert them into a more stable radicals essentially to the end groups. One of the unstable end groups is restricted. These conditions correspond to which fluorinated fluorocarbon polymers are converted according to the invention. y
hear the carboxy and vinyl end groups as they belong to representative perfluorocarbon polymers,
in der USA.-Patentschrift 3 085 083 beschrieben sind, 40 welche erfindungsgemäß stabilisiert werden, gehören und andere Endgruppen, welche zu einer stabileren die von Tetrafluoräthylen abgeleiteten Polymerenin U.S. Patent 3,085,083, 40 which are stabilized according to the invention belong and other end groups which make the tetrafluoroethylene derived polymers more stable
und die Copolymeren dieses Monomeren mit einem oder mehreren anderen copolymerisierbaren perfluorierten Monomeren. Üblicherweise wird das Hauptmonomere Tetrafluoräthylen sein und zum anderen perfluorierte Monomere, wie Hexafluorpropylen, Perfluoralkene mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen, Perfluor-(alkylvinyläther), wie Perfluor-(propyl- oder äthyl-vinyläther) und Perfluor-(2-methylen-and the copolymers of this monomer with one or more other copolymerizable perfluorinated ones Monomers. Usually the main monomer will be tetrafluoroethylene and for other perfluorinated monomers, such as hexafluoropropylene, perfluoroalkenes with 4 to 10 carbon atoms, Perfluoro (alkyl vinyl ether), such as perfluoro (propyl or ethyl vinyl ether) and perfluoro (2-methylene
kohlenstoffgruppen, insbesondere — CF3-Gruppen, 5° 4-methyl-l,3-dioxolan). Das Comonomere ist üblichersind,
weise zwischen 1 und 40 Gewichtsprozent, bezogen Die Verbesserung der Stabilität der Fluorkohlen- auf das Gewicht des Copolymeren, vorhanden. Im
stoff-Polymerisate nach der Behandlung mittels dieses Falle des Copolymeren mit Hexafluorpropylen sind
Verfahrens zeigt sich beim Vergleich des Verhaltens 5 bis 35% der Einheiten, welche von diesem Comonovon
behandelten und nicht behandelten Polymeri- 55 meren abgeleitet sind, bevorzugt,
säten bei geeigneten Praxis- oder Labortests, wie sie Weitere Perfluorkohlenstoff-Polymerisate, welche
anschließend detaillierter beschrieben werden, und erfindungsgemäß stabilisiert werden können, sind
Feststellung der Verbesserung, welche beim behan- die Fluorkohlenstoff-Polymeren, welche von der PoIydelten
Polymerisat erzielt wird. Diese gleiche Ver- merenkette abzweigende Gruppen besitzen. Diese
besserung stellt man bei Polymeren fest, welche 60 Verzweigungsgruppen können gegenüber Fluor-Radi-Molekulargewichte
besitzen, die zu hoch sind, um kalen reaktionsfähig oder nicht reaktionsfähig sein,
die chemischen Veränderungen der Endgruppen mit- Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die
tels Ultrarotanalyse sichtbar zu machen; da aber die Verzweigungsgruppen entweder ionische Gruppen,
Verbesserung auf diese Weise erzielt wird, kann man wie — SO3H oder Vorläufergruppen, welche zu
annehmen, daß die chemischen Veränderungen ein- 65 — SO3H umwandelbar sind. Es ist bevorzugt, wenn
getreten sind. auch nicht wesentlich, daß die verzweigten Vorläufer-Beim Eingehen auf die detaillierte Beschreibung der gruppen nicht reaktionsfähig sind. Die letztgenannten
erfindungsgemäßen Reaktionsteilnehmer kann die ionischen Gruppen ergeben vorzugsweise eine Ionen-carbon groups, in particular - CF 3 groups, 5 ° 4-methyl-1,3-dioxolane). The comonomer is usually present between 1 and 40 percent by weight based on the improvement in the stability of the fluorocarbons on the weight of the copolymer. In the substance polymers after treatment by means of this case of the copolymer with hexafluoropropylene, a comparison of the behavior shows that 5 to 35% of the units which are derived from this comono from treated and untreated polymers are preferred,
sowed in suitable practical or laboratory tests, such as those further perfluorocarbon polymers, which are subsequently described in more detail and which can be stabilized according to the invention, are the ascertainment of the improvement which is achieved in the treated fluorocarbon polymers which are achieved by the polydelt polymer. Have groups branching off this same merging chain. This improvement is found in polymers which have 60 branching groups compared to fluorine-radi molecular weights which are too high to be calcium reactive or non-reactive, the chemical changes of the end groups with close; but since the branching groups are either ionic groups, improvement is achieved in this way, one can like - SO 3 H or precursor groups, which to assume that the chemical changes can be converted into 65 - SO 3 H. It is preferred when stepped. Nor is it essential that the branched precursors are unreactive when going into the detailed description of the groups. The last-mentioned reactants according to the invention can give the ionic groups, preferably an ionic
gpp,gpp,
Form, z. B. — CF2H, umwandelbar sind. Diese Endgruppen sind im Ultrarotspektrum des Polymeren sichtbar, sofern das Molekulargewicht des Polymeren nicht zu hoch ist.Shape, e.g. B. - CF 2 H, are convertible. These end groups are visible in the ultrared spectrum of the polymer, provided that the molecular weight of the polymer is not too high.
Die Endgruppen, welche durch die erfindungsgemäße Umsetzung mit Fluor-Radikalen gebildet werden, sind nicht reaktionsfähige Endgruppen, von denen angenommen wird, daß sie gesättigte FluorThe end groups formed by the inventive reaction with fluorine radicals are unreactive end groups believed to be saturated fluorine
austauscherkapazität von wenigstens 0,3 Milliäquivalenten je Gramm des Polymerisats. Die bevorzugte ionische Gruppe ist — SO3H. Zu Beispielen von monomeren Einheiten in Ionenaustauscher-Membranen, welche von den sulfonylfluoridhaltigen Monomeren abgeleitet sind, gehörenexchange capacity of at least 0.3 milliequivalents per gram of the polymer. The preferred ionic group is - SO 3 H. Examples of monomeric units in ion exchange membranes derived from the sulfonyl fluoride-containing monomers include
IOIO
CF2
FC — SO3HCF 2
FC - SO 3 H
2020th
'CF2 'CF 2
FC — (OCF2CFY)nOCF2CR7 SO3HFC - (OCF 2 CFY) n OCF 2 CR 7 SO 3 H
wobei Y F oder CF3 ist, Rj Fluor oder Perfluoralkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet und η eine ganze Zahl von 1 bis inklusive 3 ist. Vorzugsweise besitzt das Copolymerisat 0,5 bis 50 Molprozent der Sulfonsäure enthaltenden Einheiten und ein Äquivalentgewicht (Durchschnittsgewicht der wiederkehrenden Einheit) von 260 bis 20 000, aber mehr bevorzugt von 800 bis 2000. Das bevorzugte Comonomere ist Tetrafluoräthylen. Wenn die Sulfonsäure direkt an der Polymerisathauptkette anhaftet, ist vorzugsweise eine dritte Monomereneinheit, ein Perfluor-(alkylvinyläther) im Polymerisat vorhanden.where Y is F or CF 3 , Rj is fluorine or perfluoroalkyl having 1 to 10 carbon atoms and η is an integer from 1 to 3, inclusive. Preferably the copolymer has from 0.5 to 50 mole percent of the sulfonic acid containing units and an equivalent weight (average weight of the repeating unit) from 260 to 20,000, but more preferably from 800 to 2000. The preferred comonomer is tetrafluoroethylene. If the sulfonic acid adheres directly to the main polymer chain, a third monomer unit, a perfluoro (alkyl vinyl ether), is preferably present in the polymer.
Wenn auch Ionenaustauschermembranen dieser speziellen Klasse von Perfiuorkohlenstoff-Polymeren eine hohe Stabilität gegen Temperaturen bis zu etwa 250° C sowie gegen saure Bedingungen bei diesen Temperaturen besitzen, wurde gefunden, daß nach lang dauernder Benutzung in der Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle im Wasserausfluß aus der Brennstoffzelle Fluorsauerstoff auftritt. Die Behandlung dieser Klasse von Perfluorkohlenstoff-Polymerisaten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verbessert auch die Stabilität der Polymerisate bei dieser Anwendung. Albeit ion exchange membranes of this special class of perfluorocarbon polymers a high stability against temperatures up to about 250 ° C as well as against acidic conditions at these Have temperatures, it has been found that after long-term use in the hydrogen-oxygen fuel cell Fluorine oxygen occurs in the water outflow from the fuel cell. The treatment this class of perfluorocarbon polymers improved by the process according to the invention also the stability of the polymers in this application.
Bei einer ins einzelne gehenden Betrachtung der Verfahrensbedingungen kann das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden, indem man die Fluor-Radikale bildende Verbindung und das Fluorkohlenstoff-Polymere in innige Berührung miteinander bei der erhöhten Temperatur bringt, welche für die Bildung der Fluor-Radikale aus der Verbindung erforderlich ist.' Die Temperatur, bei der das Verfahren ausgeführt wird, hängt daher von der Temperatur ab, bei der diese Bildung für die spezielle verwendete Fluorierungsverbindung eintritt und von der Reaktionsgeschwindigkeit, welche knapp an der Zersetzung erwünscht ist. Im allgemeinen wird die Temperatur zwischen 20 und 300° C liegen.With a detailed consideration of the process conditions, the inventive Processes are carried out by adding the fluorine radical generating compound and the fluorocarbon polymer bring them into intimate contact with each other at the elevated temperature required for formation the fluorine radical from the compound is required. ' The temperature at which the procedure is carried out therefore depends on the temperature at which this formation is used for the particular Fluorination compound enters and of the reaction rate, which is close to the decomposition is desired. In general the temperature will be between 20 and 300 ° C.
Die erfindungsgemäß behandelten Fluorkohlenstoff-Polymerisate befinden sich während der Behandlung in festem (nicht geschmolzenem) Zustand. Der feste Zustand kann in zerkleinerter oder Vorpreßform oder in der gepreßten Form vorliegen; je dicker jedoch der Querschnitt ist, desto langer ist die erforderliche Zeit der Behandlung. Sauerstoff wird aus dem Reaktionssystem ausgeschlossen.The fluorocarbon polymers treated according to the invention are in a solid (not melted) state during treatment. Of the solid state can be in the crushed or pre-pressed form or in the pressed form; the thicker however, the cross section, the longer the required time of treatment. Oxygen is running out excluded from the reaction system.
Wenn die Fluor-Radikale erzeugende Verbindung gasförmig ist, z. B. F2 oder UF6, kann man die innige Berührung mit dem Fluorkohlenstoff-Polymeren durch Halten des Polymeren in einer Atmosphäre der Fluor-Radikale bildenden Verbindung während einer solchen Zeit erhalten, daß die Fluor-Radikale das feste Polymerisat durchdringen und die erwünschte Endgruppenumwandlung ergeben. Zur Verdünnung des F2 kann ein inertes Gas, z. B. N2, vorhanden sein.When the fluorine radical generating compound is gaseous, e.g. B. F 2 or UF 6 , the intimate contact with the fluorocarbon polymer can be obtained by holding the polymer in an atmosphere of the fluorine radical-forming compound for a time such that the fluorine radicals penetrate the solid polymer and the desired end group conversion result. To dilute the F 2 , an inert gas, e.g. B. N 2 , be present.
Im Falle daß Fluor-Radikale bildende Verbindungen bei den Reaktionsbedingungen im festen Zustand vorliegen, z. B. CoF3 und AgF2, erreicht man eine innige Berührung mit dem Fluorkohlenstoff-Polymeren durch Auflösen oder Dispergieren des Fluorierungsmittels in einer organischen Flüssigkeit, welche gegenüber Fluor-Radikalen inert ist und welche die Oberfläche des Polymeren benetzt und diese Flüssigkeit in Berührung mit dem Polymeren bringt. Im allgemeinen wird die inerte Flüssigkeit eine der wohlbekannten Perfluorkohlenstoff-Flüssigkeiten sein, z. B. von Hexafluorpropylen-epoxid abgeleitete öle, cyclisches Dimeres von Hexafluorpropylen und perfluoriertes Kerosin; die Auswahl der verwendeten Flüssigkeit wird von dem speziellen, zu behandelnden Polymerisat abhängen.In the event that compounds which form fluorine radicals are present in the solid state under the reaction conditions, e.g. B. CoF 3 and AgF 2 , an intimate contact with the fluorocarbon polymer is achieved by dissolving or dispersing the fluorinating agent in an organic liquid which is inert to fluorine radicals and which wets the surface of the polymer and this liquid in contact with the Polymer brings. In general, the inert liquid will be one of the well known perfluorocarbon liquids, e.g. B. from hexafluoropropylene epoxide derived oils, cyclic dimer of hexafluoropropylene and perfluorinated kerosene; the choice of liquid used will depend on the particular polymer being treated.
Die Fluorierung kann Chargen weise oder kontinuierlich ausgeführt werden. Beispielsweise kann das Perfluorkohlenstoff-Polymere in einer Richtung geführt werden und die in Berührung damit stehende Fluor-Radikale bildende Verbindung kann im Gegenstrom dazu fließen.The fluorination can be carried out batchwise or continuously. For example, this can Perfluorocarbon polymers are guided in one direction and are in contact with it Compound that forms fluorine radicals can flow in countercurrent.
Im Falle von Perfluorkohlenstoff-Polymerisaten, wie Polytetrafluoräthylen und Copolymeren von Tetrafluoräthylen mit Hexafluorpropylen, wird das Polymerisat im Vergleich zum nicht behandelten Polymeren weißer.In the case of perfluorocarbon polymers, such as polytetrafluoroethylene and copolymers of Tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene, the polymer is compared to the untreated Polymers whiter.
Im Falle von Perfluorkohlenstoff-Polymeren, welche anhängende ionische Gruppen haben, befinden sich, wenn diese aus einer Copolymerisation abgeleitet sind, die ionischen Gruppen üblicherweise in Form einer Vorläufergruppe, welche gegen die Fluorierung gemäß der Erfindung stabil ist. Wenn die anhängende ionische Gruppe eine Hydroxysäure ist, wird die Vorläufergruppe im allgemeinen die Formel — SO2M besitzen, worin M die Gruppe F, Amid' oder Gruppen der Formel — OMe bedeutet, worin: Me ein Alkalimetall oder quaternäres Ammonium! ist. Falls M die Gruppe F oder Amid ist, wird die! anhängende Gruppe zu — SO3H umgewandelt, in-' dem man zuerst mit einer starken Base, wie Natriumhydroxid, umsetzt, um das entsprechende Salz zu bilden und dann dieses Salz mit einer starken anorganischen Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, umsetzt, welche die Hydroxysäureform (— SO3H) ergibt, welche für das Ionenaustauscher-Polymere erwünscht ist. Wenn M die (oben definierte) Gruppe — OMe ist, wird die anhängende Gruppe zu —SO3H umgewandelt durch Umsetzung mit einer starken anorganischen Säure. Wenn sich die anhängenden Säuregruppen in der Säurefluoridform (—SO2F) befinden, ist das Fluorkohlenstoff-Polymere leicht aus der Schmelze verarbeitbar; die Hydroxysäureform ist jedoch nicht so einfach aus einer Schmelze zu verarbeiten. Aus diesem Grund ist es im allgemeinenIn the case of perfluorocarbon polymers having pendant ionic groups, when derived from copolymerization, the ionic groups are usually in the form of a precursor group which is stable to fluorination according to the invention. When the pendant ionic group is a hydroxy acid, the precursor group will generally have the formula - SO 2 M, where M is the group F, amide 'or groups of the formula - OMe, where: Me is an alkali metal or quaternary ammonium! is. If M is the group F or amide, the! pendant group is converted to - SO 3 H by first reacting with a strong base such as sodium hydroxide to form the corresponding salt and then reacting this salt with a strong inorganic acid such as hydrochloric acid, which has the hydroxy acid form ( - SO 3 H) results, which is desired for the ion exchange polymer. When M is the group - OMe (defined above), the pendant group is converted to --SO 3 H by reaction with a strong inorganic acid. When the pendant acid groups are in the acid fluoride (—SO 2 F) form, the fluorocarbon polymer is readily melt processible; however, the hydroxy acid form is not so easy to process from a melt. For this reason it is generally
wünschenswert, (erfindungsgemäß) Perfluorkohlenstoff-Polymere zu fluorieren, bei denen sich die anhängenden Gruppen in der Säurefluoridform (—SO2F) befinden, dann das erhaltene Polymere mit1 den fluorierten Endgruppen und den anhängenden — SO2F-Gruppen aus der Schmelze zur erwünschten Form zu verarbeiten und schließlich das letztere Produkt in die Hydroxysäureform (— SO3H) umzuwandeln.It is desirable to fluorinate perfluorocarbon polymers (according to the invention) in which the pendant groups are in the acid fluoride form (—SO 2 F), then the resulting polymer with 1 the fluorinated end groups and the pendant — SO 2 F groups from the melt to process the desired form and finally to convert the latter product into the hydroxy acid form (- SO 3 H).
Die Dauer der Umsetzung wird von solchen Faktoren, wie den speziellen zur Umwandlung bestimmten Endgruppen und ihrem Umwandlungsgrad und von den speziellen Reaktionsbedingungen und dem angewandten Reaktionssystem abhängen. Im allgemeinen ist die Umwandlung quantitativ. Es kommen jedoch Anwendungsformen vor, bei denen der Grad an Stabilisierung, welcher durch quantitative Umwandlung erzielt wird, nicht erforderlich ist. Demnach kann das Verfahren zu einer Umwandlung von wenigstens 40% der instabilen Endgruppen zu stabilen Endgruppen geführt werden, jedoch vorzugsweise zu einer Umwandlung von wenigstens 75%. Im Falle, daß das Molekulargewicht des Perfluorkohlenstoff-Polymeren ein solches ist, daß die instabilen Endgruppen im Ultrarotspektrum einigermaßen sichtbar sind, kann man den Grad der Umwandlung durch Endgruppenzählung nach Standardmethoden der Ultrarotanalyse an (behandelten und nicht behandelten) Proben der Fluorkohlenstoff-Polymerisat-Teilchen bestimmen, welche während 5 Minuten bei einer Temperatur von 35O°C zu einer Folie von etwa 0,25 mm Dicke verpreßt sind, mit Ausnahme der anhängende ionische Gruppen besitzenden Fluorkohlenstoff-Polymerisate, bei denen eine Preßtemperatur von 240° C verwendet wird. Im Falle, daß das Molekulargewicht des Perfluorkohlenstoff-Polymeren so hoch ist, daß die Ultrarotanalyse nicht anwendbar ist, kann man das Maß der Umwandlung durch Vergleich der entwickelten Gasmenge aus behandelten und unbehandelten Proben bestimmen, indem man die Proben einer erhöhten Temperatur knapp an der Zersetzung unterwirft, bei der die Gasentwicklung aus der unbehandelten Probe am größten erscheint. Der in den nachfolgenden Beispielen genannte »Peroxid-Test« wird in folgender Weise ausgeführt: Eine Probe von 0,5 bis 1,5 g des zu prüfenden Perfluorkohlenstoff-Polymeren wird in einem Vakuumofen 1 Stunde bei 1000C getrocknet, gewogen und in ein Reagenzglas 25 χ 200 mm gebracht. Dem Reagenzglas fügt man 50 ml 30%iges H2O2 zu, welches aufgelöst 0,0025 g FeSO4 · 7H2O enthält. Während einer Zeitspanne von 1 Stunde wird das Reagenzglas auf 85° C aufgeheizt und 20 Stunden bei dieser Temperatur gehalten, worauf Abkühlen auf Raumtemperatur, Dekantieren des flüssigen Inhalts des Reagenzglases und Spülen des Inneren des Reagenzglases und des Polymerisatinhalts zweimal mit 20 ecm Anteilen destillierten Wassers erfolgt. Das Polymere wird aus dem Reagenzglas entfernt, zwischen Filtrierpapier getrocknet und unter denselben Bedingungen in der Hitze getrocknet, wie das Trocknen am Anfang der Untersuchung. Dann wird die getrocknete Probe gewogen, wobei der Gewichtsverlust ein Maß für die Endgruppen ist, welche durch die Umsetzung des Polymeren mit der Lösung von Peroxid/Eisen(II)-ion angegriffen worden sind. Dieses Verfahren kann wiederholt werden, woraus der durchschnittliche Gewichtsverlust pro Zyklus erhalten wird.The duration of the reaction will depend on such factors as the particular end groups being converted and their degree of conversion, and on the particular reaction conditions and reaction system employed. In general, the conversion is quantitative. However, there are application forms in which the degree of stabilization which is achieved by quantitative conversion is not required. Thus, the process can result in a conversion of at least 40% of the unstable end groups to stable end groups, but preferably a conversion of at least 75%. In the event that the molecular weight of the perfluorocarbon polymer is such that the unstable end groups are reasonably visible in the infrared spectrum, one can determine the degree of conversion by end group counting according to standard methods of ultrared analysis on (treated and untreated) samples of the fluorocarbon polymer particles determine which are pressed for 5 minutes at a temperature of 350 ° C. to form a film about 0.25 mm thick, with the exception of the fluorocarbon polymers having pendant ionic groups, in which a pressing temperature of 240 ° C. is used. In the event that the molecular weight of the perfluorocarbon polymer is so high that the ultra-red analysis cannot be used, the degree of conversion can be determined by comparing the amount of gas evolved from treated and untreated samples by keeping the samples at an elevated temperature close to decomposition subject, in which the gas evolution from the untreated sample appears to be greatest. The "peroxide test" mentioned in the following examples is carried out in the following way: A sample of 0.5 to 1.5 g of the perfluorocarbon polymer to be tested is dried in a vacuum oven at 100 ° C. for 1 hour, weighed and then placed in a Test tube 25 χ 200 mm brought. 50 ml of 30% H 2 O 2 , which in dissolved form contains 0.0025 g of FeSO 4 .7H 2 O, are added to the test tube. During a period of 1 hour, the test tube is heated to 85 ° C and kept at this temperature for 20 hours, after which it is cooled to room temperature, the liquid contents of the test tube are decanted and the inside of the test tube and the polymer contents are rinsed twice with 20 ecm portions of distilled water . The polymer is removed from the test tube, dried between filter paper and heat dried under the same conditions as the drying at the beginning of the test. The dried sample is then weighed, the weight loss being a measure of the end groups which have been attacked by the reaction of the polymer with the solution of peroxide / iron (II) ion. This procedure can be repeated to obtain the average weight loss per cycle.
Das Verfahren der Erfindung wird an den nachfolgenden Beispielen erläutert, bei denen Teile und Prozente, soweit nicht anders angegeben, auf das Gewicht bezogen sind.The process of the invention is illustrated by the following examples, in which parts and Unless otherwise stated, percentages are based on weight.
Beispiele 1 bis 11Examples 1 to 11
Bei diesen Beispielen ist das Fluorkohlenstoff-Polymere ein Copolymerisat von Tetrafluoräthylen mit dem MonomerenIn these examples the fluorocarbon polymer is a copolymer of tetrafluoroethylene with the monomer
FSO2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCf = CF2 FSO 2 CF 2 CF 2 OCF (CF 3 ) CF 2 OCf = CF 2
welches im wesentlichen gemäß dem Verfahren des Beispiels 8 der USA.-Patentschrift 3 282 875 mischpolymerisiert worden ist mit der Ausnahme, daß der Initiator Perfluorpropionylperoxid ist, die Polymerisationstemperatur 45° C beträgt und das Lösungsmittel l,l,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan ist. Es werden drei Produkte mit verschiedenem Molekulargewicht hergestellt. Das Polymere A hat einen Schmelzfluß von 342,5, das Polymere B hat einen Schmelzfluß von 146,4, und das Polymere C hat einen Schmelzfluß von 113,0. Der Schmelzfluß wird bestimmt in Gramm Ausfluß in 10 Minuten bei 2500C unter Verwendung eines 5000-g-Stempels (9,42 mm Durchmesser), welcher das Mischpolymere durch eine Austrittsöffnung mit 2,095 mm Durchmesser und 8,00 mm Länge drückt. Dieses Verfahren der Schmelzflußmessung wird in den übrigen nachstehenden Beispielen verwendet, wobei einzelne Änderungen, wie angegeben, vorgenommen werden.which has been copolymerized essentially according to the method of Example 8 of U.S. Patent 3,282,875 with the exception that the initiator is perfluoropropionyl peroxide, the polymerization temperature is 45 ° C and the solvent 1,2-trichloro-1,2 , 2-trifluoroethane is. Three products with different molecular weights are made. Polymer A has a melt flow of 342.5, Polymer B has a melt flow of 146.4, and Polymer C has a melt flow of 113.0. The melt flow is determined in grams of outflow in 10 minutes at 250 ° C. using a 5000 g punch (9.42 mm diameter) which presses the mixed polymer through an outlet opening 2.095 mm in diameter and 8.00 mm in length. This method of melt flow measurement is used in the remaining examples below, with individual changes being made as indicated.
Das Fluorierungsverfahren verläuft wie folgt: Pro-' ben der Polymeren A, B und C werden in mit Nickel ausgekleidete Schüttelrohre (Kapazität 320 ecm) gebracht, welche dann evakuiert und dreimal mit Stickstoff gespült, dann ein viertes Mal evakuiert und mit 0,35 atü Fluorgas aufgepreßt und unter autogenem Druck 2 Stunden erhitzt werden. Dann kühlt man die Rohre auf Raumtemperatur ab, und entlüftet das Fluorgas. Die Einzelheiten dieser Versuche und die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle I zusammengestellt. Bei den Beispielen 1 bis 5 und 9 bis 11 wurde das Polymere in Form von unregelmäßig geformten Granulaten mit etwa 0,4 bis 6,35 mm Durchmesser, bei den Beispielen 6 bis 8 in Form einer 0,127 mm dicken Folie verwendet.The fluorination process is as follows: Pro- ' ben the polymers A, B and C are placed in shaking tubes lined with nickel (capacity 320 ecm), which is then evacuated and purged three times with nitrogen, then evacuated a fourth time and with 0.35 atmospheres of fluorine gas are injected and heated under autogenous pressure for 2 hours. Then you cool Bring the tubes down to room temperature and vent the fluorine gas. The details of these experiments and the The results are compiled in Table I below. In Examples 1 to 5 and 9 to 11 the polymer was in the form of irregularly shaped granules with about 0.4 to 6.35 mm Diameter, used in Examples 6 to 8 in the form of a 0.127 mm thick film.
Die Ergebnisse der Fluorierungsbehandlung erkennt man durch Vergleich der Endgruppenzahl mittels Ultrarot-Spektralanalyse, welche an Proben der gleichen, nicht fluorierten Polymeren (Beispiele 1,6 und 9) festgestellt werden; mit der Endgruppenzahl der fluorierten Proben. In allen Fällen ist die Anzahl der instabilen Endgruppen kräftig herabgesetzt. Die Angabe »K. F.« in der Tabelle I bedeutet »keine festgestellt«. Die Grenzen der Feststellbarkeit bei der angewandten Ultrarotapparatur werden wie folgt angenommen: 5 Endgruppen Carboxylat-Monomer oder -Dimer und 10 Vinyl-Endgruppen (je 106 Kohlenstoffatome im Polymerisat). Die Verbesserung der Stabilität der fluorierten Polymeren erkennt man an der starken durchschnittlichen Verminderung des Gewichtsverlustes je Zyklus im Peroxid-Test im Vergleich zu den nicht fluorierten Kontrollen. Die Gewichtsverlust-Ergebnisse beruhen auf 3 bis 6 Zyklen je Beispiel.The results of the fluorination treatment can be seen by comparing the number of end groups by means of ultrared spectral analysis, which are determined on samples of the same, non-fluorinated polymers (Examples 1, 6 and 9); with the end group number of the fluorinated samples. In all cases the number of unstable end groups is greatly reduced. The indication "KF" in Table I means "none found". The limits of detectability with the ultrared apparatus used are assumed as follows: 5 end groups of carboxylate monomer or dimer and 10 vinyl end groups (each 10 6 carbon atoms in the polymer). The improvement in the stability of the fluorinated polymers can be seen from the strong average reduction in weight loss per cycle in the peroxide test compared to the non-fluorinated controls. Weight loss results are based on 3 to 6 cycles per example.
meresPoly
meres
SchüttelrohrsLoading of the
Shaking tube
gewichtequivalent to
weight
GewichtsverlustPeroxide test
Weight loss
spielat
game
K.F. bedeutet »keine feststellbar«.K.F. means »none detectable«.
Man beschickt ein 320 ml fassendes Schüttelrohr aus rostfreiem Stahl mit 60 g des Polymeren A aus Beispiel 1 und 80 ml Perfluor-(2-butyl-tetrahydrofuran), welches darin dispergiert 30 g CoF3 enthält, erhitzt den Inhalt 3 Stunden bei 200° C und entfernt den Kobaltrückstand aus dem Polymeren durch Waschen mit 10%iger HCl in Äthanol. Das gewaschene Polymere hat ein Äquivalentgewicht von 1500. Die Endgruppenzahl für das Polymere vor der Fluorierung ist in Tabelle I (Beispiel 1) angegeben. Nach der Fluorierung gemäß dem vorliegenden Beispiel können im Ultrarotspektrum des Polymeren keine Endgruppen festgestellt werden.A 320 ml shaking tube made of stainless steel is charged with 60 g of polymer A from Example 1 and 80 ml of perfluoro (2-butyl-tetrahydrofuran), which contains 30 g of CoF 3 dispersed therein, and the contents are heated at 200 ° C. for 3 hours and removes the cobalt residue from the polymer by washing with 10% HCl in ethanol. The washed polymer has an equivalent weight of 1500. The end group number for the polymer prior to fluorination is given in Table I (Example 1). After the fluorination according to the present example, no end groups can be found in the ultra-red spectrum of the polymer.
Eine Folie des fluorierten Polymeren wird gepreßt und hydrolysiert, um die anhängenden — SO2F-Gruppen zu — SO3H-Gruppen umzuwandeln. Das Hydrolyseverfahren besteht darin, daß man die Folie 24 Stunden bei 80 ± 1O0C in eine 10%ige NaOH-Lösung taucht. Dann wird die Folie mit Wasser gespült und in drei aufeinanderfolgenden Lösungen von 10%iger H2SO4 bei Raumtemperatur gebadet (3 Stunden je Bad). Dann wird die Folie mit destilliertem Wasser gewaschen, bis der pH-Wert des Waschwassers nach 1 stündigem Stehen 4,5 überschreitet. A sheet of the fluorinated polymer is pressed and hydrolyzed to convert the pendant - SO 2 F groups to - SO 3 H groups. The hydrolysis process is that the film strength 24 hours at 80 ± 1O 0 C in a 10% NaOH solution appeared. The film is then rinsed with water and bathed in three successive solutions of 10% H 2 SO 4 at room temperature (3 hours per bath). The film is then washed with distilled water until the pH of the wash water exceeds 4.5 after standing for 1 hour.
Die Folie wird an der Luft getrocknet und dann dem Peroxid-Test (7 Zyklen) unterworfen. Der tatsächliche Gewichtsverlust je Zyklus beträgt 1 mg im Vergleich zu 17 mg je Zyklus für die nicht fluorierte Kontrollprobe.The film is air-dried and then subjected to the peroxide test (7 cycles). Of the actual weight loss per cycle is 1 mg compared to 17 mg per cycle for the non-fluorinated Control sample.
Beispiele 13 bisExamples 13 to
Es werden Proben von Tetrafluoräthylen/Hexafluorpropylen (etwa 16% Hexafluorpropylen) in Form eines feinen Pulvers in eine Reihe von Schüttelrohren eingefüllt, worauf abwechselndes dreimaliges Evakuieren und Spülen mit N2 folgt. Dann werden die Rohre nochmals evakuiert und mit Fluor auf 0,35 atü bei Raumtemperatur aufgedrückt, worauf das Anordnen der Rohre in einer Schütteleinrichtung, Schütteln und Erhitzen auf die erwünschte Reaktionstemperatur während einer Zeitspanne von etwa 1 Stunde folgt. "Einzelheiten über die Polymerisatbeschickung, Temperatur und Zeit der Fluorierung und die Ergebnisse sind in der Tabelle II angegeben.Samples of tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene (about 16% hexafluoropropylene) in the form of a fine powder are poured into a series of shaker tubes, followed by alternating evacuation and purging with N 2 three times. The tubes are then evacuated again and pressurized with fluorine to 0.35 atmospheres at room temperature, followed by placing the tubes in a shaker, shaking and heating to the desired reaction temperature over a period of about 1 hour. "Details of the polymer charge, temperature and time of fluorination and the results are given in Table II.
Die in Tabelle II angeführten Ergebnisse für die Umwandlung der Endgruppen werden durch Endgruppenzählung unter Verwendung des Ultrarotspektrums jeder der Polymerisatproben erhalten. Der Flüchtigkeitsindex ist ein Maß für die Gasentwicklung aus dem Polymeren bei einer gegebenen Temperatur, welches die Stabilität des Polymeren wiedergibt. Aus der Tabelle II ist zu erkennen, daß der Flüchtigkeitsindex am höchsten bei Beispiel 13 liegt, welches nicht fluoriert ist, ufid daß er mit zunehmender Endgruppen-Umwandlung gut fortschreitend abnimmt. Die Verbesserung der Farbe des Polymerisats folgt der gleichen Richtung, wobei das nicht fluorierte Polymere grauweiß ist und das Polymere mit 100% umgewandelten Endgruppen das weißeste ist. Auch die Verbesserung der Extrudierbarkeit folgt der gleichen Tendenz, wobei das nicht fluorierte Polymere als Schaum extrudiert (die Bläschen stammen von den instabilen Endgruppen) und mit zunehmender Umwandlung der Endgruppen sich die Menge an Bläschen vermindert.The end group conversion results reported in Table II are obtained by end group counting obtained using the infrared spectrum of each of the polymer samples. The volatility index is a measure of the gas evolution from the polymer at a given temperature, which is the stability of the polymer reproduces. From Table II it can be seen that the volatility index is highest in Example 13 which is not fluorinated is said to progress well with increasing end group conversion decreases. The improvement in the color of the polymer is in the same direction, but not fluorinated polymers is off-white and the polymer with 100% converted end groups is the whitest is. The improvement in extrudability also follows the same trend, with the non-fluorinated polymer extruded as foam (the bubbles originate from the unstable end groups) and as the conversion of the end groups increases, the amount of Blisters diminished.
109 515/380109 515/380
1010
beschickungPolymer
feed
DruckF 2 -
pressure
umwandlungEnd groups
conversion
indexVolatility
index
spielat
game
Man wiederholt das Beispiel 16 ausreichend oft, um etwa 600 g fluoriertes Polymerisat zu sammeln, welches durch einen 2,54-cm-Extruder extrudiert und zu Preßwürfeln zerschnitten wird, welche dann in drei Proben aufgeteilt werden. Die Schmelzviskositäts-Stabilität der extrudierten Würfel bleibt unverändert von der Anfangsbestimmung unmittelbar nach dem Extrudieren, nach 8 Tagen und nach 17 Tagen. Diese Gleichförmigkeit der Schmelzviskosität über eine Zeitspanne zeigt die Lagerbeständigkeit des mittels der Fluorierungsbehandlung erhaltenen Polymerisats. Example 16 is repeated enough times to collect about 600 g of fluorinated polymer which is extruded through a 2.54 cm extruder and cut into press cubes, which are then cut into three Samples are divided. The melt viscosity stability of the extruded cubes remains unchanged from the initial determination immediately after extrusion, after 8 days and after 17 days. These Melt viscosity uniformity over time indicates the shelf life of the agent the polymer obtained by the fluorination treatment.
Beispiele 19 bisExamples 19 to
, Bei diesem Versuch wird eine Reihe von festen Schichten von je 20 g des Copolymerisatpulvers der Beispiele 13 bis 18 hergestellt, jede auf die erwünschte Temperatur erhitzt durch Durchfließenlassen von N2 durch das Bett, worauf Mischungen von F2 und N2 durch das Bett fließen gelassen werden. Ferner wird jedes Bett mittels eines Heizmantels auf 240 bis 2500C erhitzt. Die Temperaturen des F2/N2-Gasgemisches, die Dauer des Versuchs und die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in der Tabelle III angegeben. Die prozentuelle Umwandlung der Endgruppen beträgt bei jedem dieser Versuche 100%. In this experiment a series of solid layers of 20 g each of the copolymer powder of Examples 13-18 are prepared, each heated to the desired temperature by flowing N 2 through the bed, whereupon mixtures of F 2 and N 2 flow through the bed be left. Further, each bed is heated by a mantle heater to 240 to 250 0 C. The temperatures of the F 2 / N 2 gas mixture, the duration of the test and the results of these tests are given in Table III. The percent conversion of the end groups in each of these runs is 100%.
Ein Copolymerisat aus Tetrafluoräthylen/Perfluor-(pf opylvinyläther)/Trifluorvinylsulfonylfluorid wird in folgender Weise hergestellt: Einem 250-ml-Kolben, welcher etwa 20 g MgO enthält, werden 163 g Trifluorvinylsulfonylfluorid und 24 g Perfluor-(propylvinyläther) zugeführt, und das erhaltene Gemisch wird unter Vakuum iri ein 300 ecm fassendes Polymerisationsgefäß mit dicken'Wänden destilliert, dem 1 ecm Perfluorpropionylperoxid in 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan (3 · 10~4 molar) zugefügt wird. Durch' Abkühlen des Inhalts und Evakuieren des Gefäßes wird die Luft entfernt, worauf Erwärmen des evakuierten Gefäßes auf Raumtemperatur folgt und anschließend geringe Mengen Tetrafluoräthylen zugefügt werden, während die Temperatur des Gefäßes auf 45° C erhöht wird. Man erhöht den Tetrafluoräthylendruck auf 2,8 atü und hält 5 Stunden bei diesem Druck, läßt dann den Druck auf 1,9 atü absinken, kühlt darauf das Gefäß auf —78° C ab und pumpt das nicht umgesetzte Tetrafluoräthylen ab. Das Gefäß wird auf Raumtemperatur erwärmt und der flüchtige Inhalt abdestilliert, wobei 179 g Rückstand verbleiben, welche mit etwa 200 ml 1,1,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan gewaschen, filtriert und während 2 Stunden bei 150° C unter Vakuum getrocknet werden, um 15,0 g Copolymeres zu erhalten, welches, wie man aus dem Ultrarotspektrum des Copolymeren sieht, Einheiten jedes der anwesenden Monomeren enthält. Das Copolymerisat hat 6,2% Trifluorvinylsulfonylfluorid, ein Äquivalentgewicht von etwa 1700 und 153 Endgruppen in Form von Carboxy-Dimeren und 475 Vinyl-Endgruppen je 106 C-Atome.A copolymer of tetrafluoroethylene / perfluoro (pf opylvinylether) / trifluorovinylsulfonyl fluoride is prepared in the following way: 163 g of trifluorovinylsulfonyl fluoride and 24 g of perfluoro (propyl vinyl ether) are added to a 250 ml flask containing about 20 g of MgO, and the resulting mixture is vacuum iri a 300 cc sive polymerization vessel with dicken'Wänden distilled, the ECM 1 perfluoropropionyl peroxide is added (molar 3 x 10 ~ 4) in 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane. The air is removed by cooling the contents and evacuating the vessel, followed by warming the evacuated vessel to room temperature and then adding small amounts of tetrafluoroethylene while the temperature of the vessel is increased to 45 ° C. The tetrafluoroethylene pressure is increased to 2.8 atmospheres and maintained at this pressure for 5 hours, the pressure is then allowed to drop to 1.9 atmospheres, the vessel is then cooled to -78 ° C. and the unreacted tetrafluoroethylene is pumped off. The vessel is warmed to room temperature and the volatile contents are distilled off, leaving 179 g of residue, which is washed with about 200 ml of 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane, filtered and heated at 150 ° C. for 2 hours Vacuum dried to obtain 15.0 g of the copolymer which, as seen from the ultra-red spectrum of the copolymer, contains units of each of the monomers present. The copolymer has 6.2% trifluorovinylsulfonyl fluoride, an equivalent weight of about 1700 and 153 end groups in the form of carboxy dimers and 475 vinyl end groups per 10 6 carbon atoms.
Das Copolymere wird gemäß dem Verfahren des Beispiels 3 fluoriert, mit der Ausnahme, daß die Polymerisatbeschickung 7,7 g an Stelle von 50 g beträgt. Nach der Eluorierung , erscheint das Äquivalent-The copolymer is fluorinated according to the procedure of Example 3, except that the polymer feed 7.7 g instead of 50 g. After the elution, the equivalent appears
gewicht unverändert, und es werden im Ultrarotspektrum des Copolymeren keine Endgruppen festgestellt. unchanged in weight, and no end groups are found in the ultra-red spectrum of the copolymer.
Man wandelt das Copolymerisat des Beispiels 9 zur Natriumcarboxylat-Sulfonylfluorid-Form um durch Erhitzen von 50 g davon zusammen mit 15 g NaOAc · H2O und 200 ml Eisessig auf Rückflußbedingungen in einem Kolben unter Rühren über Nacht. Das erhaltene Copolymerisat wird filtriert, mit etwa 500 ml destilliertem Wasser gewaschen, über Nacht und dann bei 125° C in einem Vakuumofen getrocknet. Das Copolymere hat ein Äquivalentgewicht von 1265 und 182 bzw. 131 Carboxyl-Endgruppen monomer bzw. dimer und 99 Vinyl-Endgruppen, alles je 106 C-Atome.The copolymer of Example 9 is converted to the sodium carboxylate-sulfonyl fluoride form by heating 50 g of it together with 15 g of NaOAc.H 2 O and 200 ml of glacial acetic acid to reflux conditions in a flask with stirring overnight. The copolymer obtained is filtered, washed with about 500 ml of distilled water, dried overnight and then at 125 ° C. in a vacuum oven. The copolymer has an equivalent weight of 1265 and 182 or 131 carboxyl end groups, monomeric or dimeric, and 99 vinyl end groups, all of which are 10 6 carbon atoms.
Dann wird das Copolymerisat gemäß dem Verfahren des Beispiels 3 fluoriert mit der Ausnahme, daß die Polymerisatbeschickung 25 g beträgt. Nach der Fluorierung werden im Ultrarotspektrum des Copolymerisats keine Endgruppen festgestellt.Then the copolymer is fluorinated according to the procedure of Example 3 with the exception that the polymer charge is 25 g. After fluorination, des Copolymer no end groups found.
Es wird ein Copolymerisat von Tetrafluoräthylen/ Perfluor-(propylvinyläther) hergestellt, indem man einem Polymerisationsgefäß 4200 ml H2O, 6 g Ammoniumpersulfat, 15 g Ammoniumcarbonat, 220 g Paraffin und 10 g Ammoniumperfluoroctanat zuführt, das Gefäß dann mit Methan auf 1,76 atü aufdrückt, worauf ein Aufdrücken mit Tetrafluoräthylen bis zu 19,3 atü bei 7O0C während 92 Minuten folgt, das von einer Bewegung des Gefäßes mit 125 UpM begleitet ist. Das aus dem Polymerisationsgefäß gewonnene, gewaschene Copolymerisat enthält 1,7% Perfluor-(propylvinyläther) und besitzt eine Schmelzviskosität von 33,5 · 104 Poise bei 38O0C. Im Ultrarotspektrum des Copolymeren sind Amid-Endgruppen die einzigen feststellbaren Endgruppen, und es wird geschätzt, daß davon etwa 140 je 106 C-Atomen vorhanden sind.A copolymer of tetrafluoroethylene / perfluoro (propyl vinyl ether) is prepared by adding 4200 ml of H 2 O, 6 g of ammonium persulfate, 15 g of ammonium carbonate, 220 g of paraffin and 10 g of ammonium perfluorooctanate to a polymerization vessel, and then adding methane to the vessel to 1.76 atm imprints, followed by pressing with tetrafluoroethylene up to 19.3 atm follows at 7O 0 C for 92 minutes, which is accompanied by a movement of the vessel with 125 rpm. The recovered from the polymerization vessel, washed copolymer contains 1.7% perfluoro (propylvinyläther) and has a melt viscosity of 33.5 x 10 4 poise at 38O 0 C. In the infrared spectrum of the copolymer are amide end groups, the only detectable end groups, and it is estimated that about 140 of these are present for every 10 6 carbon atoms.
Wenn man dem Fluorierungsverfahren des Beispiels 3 mit der Ausnahme folgt, daß eine Beschikkung von 100 g, eine Temperatur von 25O0C und ein F2-Druck von 2,53 atü angewandt werden, werden nur 21 Endgruppen mittels Ultrarotanalyse festgestellt. If one follows the fluorination of Example 3 except that a Beschikkung of 100 g, a temperature of 25O 0 C and an F 2 pressure be applied atm of 2.53, 21 end groups are determined by means of Ultrarotanalyse.
B e i s ρ i e 1 29B e i s ρ i e 1 29
Ein handelsübliches, körniges Polytetrafluoräthylen-Polymerisat (durchschnittliche Teilchengröße 20 Mikron) wird in einem Schüttelrohr bei 25O0C während einer halben Stunde unter Verwendung einer Mischung von 8 Molprozerit F2 in N2 fluoriert. Das fluorierte Polymere wird bei 210,9 kg/cm2 Preßdruck zu einem Scheibchen verpreßt, bei 4200C 2 Stunden gesintert und mit einer Geschwindigkeit von l,07°C/Minute auf 270°C abgekühlt. Das innere spezifische Gewicht gemäß der Messung durch Ultrarötanalyse des Polymeren im Scheibchen beträgt 2,2258 g/cm3. Das innere spezifische Gewicht des Kontrollpolymerisats nach der identischen Behandlung mit Ausnahme der Fluorierung ist 2,2333. Das niedrigere spezifische Gewicht des fluorierten Polymeren, welches ein höheres Molekulargewicht anzeigt, weist auf dessen verbesserte Stabilität gegenüber dem Kontrollpolymerisat hin.A commercial granular polytetrafluoroethylene polymer (average particle size 20 microns) is fluorinated in a shaker tube at 25O 0 C for half an hour, using a mixture of 8 Molprozerit F 2 in N 2. The fluorinated polymer is pressed at 210.9 kg / cm 2 compression pressure to a slice, sintered for 2 hours at 420 0 C and cooled at a rate of l, 07 ° C / minute to 270 ° C. The internal specific gravity as measured by ultra-red analysis of the polymer in the disc is 2.2258 g / cm 3 . The internal specific gravity of the control polymer after the identical treatment with the exception of the fluorination is 2.2333. The lower specific gravity of the fluorinated polymer, which indicates a higher molecular weight, indicates its improved stability compared to the control polymer.
Man erhitzt je 1,46 g des körnigen, fluorierten Tetrafluoräthylen-Polymeren und dieselbe Menge des gleichen Polymeren jedoch nicht fluoriert (Kontrolle) während einer halben Stunde unter einem Vakuum von 10"5 mm Hg bei 4100C, um zu bestimmen, wieviel Gas sich entwickelt, was durch eine Erhöhung des Drucks des Systems angezeigt wird. Das Kontroll-Polymerisat gibt etwa die 2Y2-fache Menge an Gas gegenüber dem fluorierten Polymerisat ab und zeigt damit die größere Stabilität des fluorierten Polymerisats sowie eine Umwandlung von etwa 60% der instabilen Gruppen.The mixture is heated depending 1.46 g of the granular, fluorinated tetrafluoroethylene polymers and the same amount of the same polymer but not fluorinated (control) for half an hour under a vacuum of 10 "5 mm Hg at 410 0 C to determine how much gas The control polymer emits about 2Y 2 times the amount of gas compared to the fluorinated polymer and thus shows the greater stability of the fluorinated polymer and a conversion of about 60% of the unstable groups.
B e i s ρ i e 1 30B e i s ρ i e 1 30
Wenn man dem Verfahren des Beispiels 29 mit der Ausnahme folgt, daß kein Ammoniumpuffer verwendet wird, ergibt sich ein Copolymerisat von Tetrafluoräthylen/Perfluor-(propylvinyläther) mit einer Schmelzviskosität von 122 · 10 ^4 Poise bei 3600C, 2,2% vom Vinyl-Monomeren abgeleitete Einheiten und 117 Carboxyl-Endgruppen je 106 C-Atomen.If the procedure of Example 29 is followed with the exception that no ammonium buffer is used, a copolymer of tetrafluoroethylene / perfluoro (propyl vinyl ether) results with a melt viscosity of 122 · 10 ^ 4 poise at 360 0 C, 2.2% of Units derived from vinyl monomers and 117 carboxyl end groups per 10 6 carbon atoms.
Das Copolymerisat wird gemäß dem Verfahren des Beispiels 3 fluoriert mit der Ausnahme, daß die Polymerisatbeschickung 25 g beträgt. Das erhaltene Copolymerisat weist 13 Carboxyl-Endgruppen auf.The copolymer is fluorinated according to the procedure of Example 3 with the exception that the Polymer charge is 25 g. The copolymer obtained has 13 carboxyl end groups.
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Legal Events
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