DE19537997A1 - Neue Vinylether-Verbindung, Verfahren zur Herstellung derselben sowie Copolymer, das diese Verbindung enthält - Google Patents
Neue Vinylether-Verbindung, Verfahren zur Herstellung derselben sowie Copolymer, das diese Verbindung enthältInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Vinylether-Verbindung,
ein Verfahren zur Herstellung derselben sowie ein
Copolymer, das diese Verbindung enthält, insbesondere
betrifft die Erfindung eine neue Vinylether-Verbindung als
wirksame Copolymer-Komponente für fluorhaltige Elastomere,
ein Verfahren zur Herstellung derselben sowie ein Copolymer,
das diese Verbindung enthält.
Fluorhaltige Elastomere sind derzeit nicht nur wegen ihrer
guten Hitzebeständigkeit, sondern auch wegen ihrer
Beständigkeit gegenüber Öl und Chemikalien sehr interessant,
und bifunktionelle Vinylether als Copolymer-Komponente für
diese fluorhaltigen Elastomeren werden nun stark beachtet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue
bifunktionelle Vinylether-Verbindung bereitzustellen, die
einen aromatischen Ring aufweist, welche als wirksame
Copolymer-Komponente für fluorhaltige Elastomere dient.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
Verfahren zur Herstellung dieser neuen Vinylether-Verbindung
anzugeben.
Noch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
fluorhaltiges Elastomer-Copolymer bereitzustellen, das diese
neue Vinylether-Verbindung als Vernetzungsstelle zur
Vulkanisation enthält.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vinylether-Verbindung
der folgenden allgemeinen Formel bereitgestellt:
X: Halogenatom
n: eine ganze Zahl von 1 bis 5.
n: eine ganze Zahl von 1 bis 5.
Die Vinylether-Verbindung kann durch eine Reihe der folgenden
Stufen hergestellt werden:
CF₂=CFO(CF₂)nCOOR → CF₂YCFYO(CF₂)nCOOR (1)
R: Niedrigalkylgruppe
Y: Chlor- oder Bromatom
n: eine ganze Zahl von 1 bis 5.
Y: Chlor- oder Bromatom
n: eine ganze Zahl von 1 bis 5.
Diese Additionsreaktion kann leicht durchgeführt werden,
indem man Chlorgas durch eine Niedrigalkylester-Verbindung
hindurchleitet oder Brom zur Niedrigalkylester-Verbindung
tropft, vorzugsweise unter UV-Bestrahlung. Der Rohmaterial-Niedrigalkylester
kann durch Veresterung von
CF₂=CFO(CF₂)nCOOH gemäß herkömmlichem Verfahren hergestellt
werden, wobei CF₂ = CFO(CF₂)nCOOH durch thermische Zersetzung
von FOCCF₂(CF₂)O(CF₂)nCOOR in Gegenwart eines
Alkalimetallcarbonats erhalten werden kann, wobei jene
Verbindung ein Produkt aus der Additionsreaktion von
FOC(CF₂)mCOOR, worin m n-1 ist, mit Hexafluorpropenoxid ist.
Das Ausgangsmaterial FOC(CF₂)mCOOR kann durch Reaktion von
FOC(CF₂)mCOF mit ROH erhalten werden.
CF₂YCFYO(CF₂)nCOOR → CF₂YCFYO(CF₂)nCOOH (2)
Diese Hydrolysereaktion kann durch Rühren von
CF₂YCFYO(CF₂)nCOOR mit Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder
dgl., welche in Methanol, Ethanol oder dgl. gelöst sind, um
die Verbindung als Natrium-, Kaliumcarboxylat-Salz oder dgl.
zu isolieren, und dann durch Neutralisieren des Salzes mit
Salz-, Schwefelsäure oder dgl. durchgeführt werden.
CF₂YCFYO(CF₂)nCOOH → CF₂YCFYO(CF₂)nCOCl (3)
Diese Säurechlorid-Bildungsreaktion kann gemäß herkömmlichem
Verfahren zur Überführung einer Carboxyl- in eine
Säurechloridgruppe, d. h. mit Thionylchlorid in Gegenwart
eines Pyridin-Katalysators, leicht durchgeführt werden.
X: Halogenatom
Diese Kondensationsreaktion kann mit Monofluorbenzol,
Monojodbenzol, Monobrombenzol oder Monochlorbenzol unter
Verwendung von Aluminiumchlorid oder dgl. als Katalysator
leicht durchgeführt werden.
Diese Reduktionsreaktion kann in einem Autoklav bei einer
Temperatur von ca. 100 bis ca. 200°C ca. 1 bis ca. 150 h lang
unter Verwendung von SF₄ als Reduziermittel durchgeführt
werden, wobei gewöhnlich eine kleine Menge Wasser oder
wasserfreier Flußsäure im Reaktionssystem als
Reaktionsbeschleuniger vorhanden ist.
Diese Dechlorierungs- oder Debromierungsreaktion zur Bildung
der Vinylether-Verbindung wird durchgeführt, indem man
Zinkpulver, ein Lösungsmittel wie Dimethylformamid,
Dimethylacetamid, Methanol, Ethanol oder dgl. und Jod als
Zinkaktivierungsmittel in ein Reaktionsgefäß gibt, das
Reaktionsgefäß auf eine Temperatur von ca. 20 bis ca. 150°C
erhitzt und dann in das Reaktionsgefäß eine Lösung tropft,
die die Ether-Verbindung darin gelöst enthält.
Die vorliegende Vinylether-Verbindung kann auch durch eine
Reihe der folgenden Stufen hergestellt werden:
CF₂=CFO(CF₂)nCOOR → CF₂=CFO(CF₂)nCOOH (1′)
Diese Hydrolysereaktion wird in derselben Weise wie in (2)
durchgeführt.
CF₂=CFO(CF₂)nCOOH → CF₂=CFO(CF₂)nCOCl (2′)
Diese Säurechlorid-Bildungsreaktion wird in derselben Weise
wie in (3) durchgeführt.
Diese Kondensationsreaktion wird in derselben Weise wie in
(4) durchgeführt.
Diese Reduktionsreaktion wird in derselben Weise wie in (5)
durchgeführt.
Die neuen Vinylether-Verbindungen, die durch diese Reihe der
vorgenannten Stufen erhältlich sind, werden zur Bildung von
fluorhaltigen Elastomer-Copolymeren durch Copolymerisation
mit Tetrafluorethylen und Perfluor(niedrigalkylvinylether)
oder Perfluor(niedrigalkoxyniedrigalkylvinylether) verwendet.
Im allgemeinen werden Perfluor(methylvinylether) als
Perfluor(niedrigalkylvinylether) und die folgenden Ether als
Perfluor(niedrigalkoxyniedrigalkylvinylether) verwendet:
CF₂=CFOCF₂CF(CF₃)OCnF2n+1 (n: 1-5)
CF₂=CFO(CF₂)₃OCnF2n+1 (n:1-5)
CF₂=CFOCF₂CF(CF₃)O(CF₂O)mCnF2n+1 (n:1-5; m:1-3)
CF₂=CFO(CF₂)₂OCnF2n+1 (n:1-5)
CF₂=CFO(CF₂)₃OCnF2n+1 (n:1-5)
CF₂=CFOCF₂CF(CF₃)O(CF₂O)mCnF2n+1 (n:1-5; m:1-3)
CF₂=CFO(CF₂)₂OCnF2n+1 (n:1-5)
worin die CnF2n+1-Gruppe vorzugsweise die CF₃-Gruppe ist.
Die Copolymerisationsreaktion kann mit ca. 30 bis ca. 70 Mol%
Tetrafluorethylen, ca. 65 bis ca. 25 Mol%
Perfluor(niedrigalkylvinylether) oder
Perfluor(niedrigalkoxyniedrigalkylvinylether) und mit ca. 0,1
bis ca. 5 Mol% der vorliegenden Vinylether-Verbindung, wobei
die Gesamtsumme 100 Mol% beträgt, gemäß jedem
Polymerisationsverfahren, wie einem Emulsions-, Suspensions-,
Lösungs-, Massepolymerisationsverfahren usw., durchgeführt
werden, wobei das Emulsionspolymerisationsverfahren aus
wirtschaftlicher Sicht bevorzugt ist.
Die Emulsionspolymerisationsreaktion kann gewöhnlich bei
einer Temperatur von ca. 40 bis ca. 85°C und einem Druck von
ca. 3 bis 8 MPa durchgeführt werden, wobei ein
wasserlösliches anorganisches Peroxid oder dessen Redox-System
als Katalysator und Ammoniumperfluoroctanoat oder dgl.
als oberflächenaktives Mittel verwendet werden. Mengen von
Fluorolefin, Olefin, Vinylverbindungen usw., die die
Copolymerisationsreaktion nicht inhibieren und die
Vulkanisationseigenschaften nicht beeinträchtigen, z. B. nicht
mehr als 20 Mol%, bezogen auf das Copolymer, können in das
Terpolymer copolymerisiert werden.
Die Vulkanisation des so erhaltenen fluorhaltigen Elastomer-Copolymer
wird in der folgenden Weise durchgeführt:
Eine Mischung aus 100 Gew.Teilen des so erhaltenen Terpolymer
und aus ca. 0,5 bis ca. 5, vorzugsweise ca. 1 bis ca. 2,
Gew.Teilen aliphatisches Diamin, wie Hexamethylendiamin,
Ethylendiamin usw., aromatische polyfunktionelle Verbindung
der folgenden allgemeinen Formeln (worin R CF₂, C(CF₂)₂, SO₂
oder dgl. bei allen Formeln ist):
worin einer der Reste X und Y eine Amino-Gruppe und der
andere eine Mercapto-Gruppe sind, ferner:
worin X und Y Hydroxyl- oder Aminogruppen sind, sowie:
oder eines Alkalimetallsalzes davon
wird bei einer Temperatur von ca. 160 bis ca. 250°C unter Druck vulkanisiert, worauf eine Ofenvulkanisation (Sekundärvulkanisation) erfolgt, wenn dies erforderlich ist. Zur Erhöhung der Vulkanisationsgeschwindigkeit ist es wirksam, einen Interphasenmigrationskatalysator wie ein quaternäres Ammoniumsalz, ein quaternäres Phosphoniumsalz, Polalkylenoxid, Dicyclohexyl-18-Crown usw. als Vulkanisationspromotor zu verwenden. Mit diesen Komponenten können Kohlenstoffruß als ein Füllstoff und ein zweiwertiges Metalloxid oder -hydroxid als Säurerezeptor usw. in der Vulkanisationsmischung enthalten sein, falls dies erforderlich sein sollte.
wird bei einer Temperatur von ca. 160 bis ca. 250°C unter Druck vulkanisiert, worauf eine Ofenvulkanisation (Sekundärvulkanisation) erfolgt, wenn dies erforderlich ist. Zur Erhöhung der Vulkanisationsgeschwindigkeit ist es wirksam, einen Interphasenmigrationskatalysator wie ein quaternäres Ammoniumsalz, ein quaternäres Phosphoniumsalz, Polalkylenoxid, Dicyclohexyl-18-Crown usw. als Vulkanisationspromotor zu verwenden. Mit diesen Komponenten können Kohlenstoffruß als ein Füllstoff und ein zweiwertiges Metalloxid oder -hydroxid als Säurerezeptor usw. in der Vulkanisationsmischung enthalten sein, falls dies erforderlich sein sollte.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vinylether-Verbindung
der folgenden allgemeinen Formel bereitgestellt:
worin X ein Halogenatom und n eine ganze Zahl von 1 bis 5
sind. Diese neue Verbindung wirkt als eine Verbindung, die
Vernetzungsstellen zur Vulkanisation liefert, wenn die
Verbindung in fluorhaltige Elastomere copolymerisiert ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail unter Bezug auf
die Beispiele beschrieben.
(1) 360 g CF₂=CFO(CF₂)₃COOCH₃ wurden in ein 500 ml
Reaktionsgefäß gegeben, und es wurden 71 g Chlorgas unter
Bestrahlung mit einer UV-Lampe (PRK-2) 15 h lang
hindurchgeleitet. Nach dem Ende der Reaktion wurden 301,7 g
CF₂ClCFClO(CF₂)₃COOCH₃ als eine Fraktion mit einem Siedepunkt
von 75 bis 76°C/25 mmHg durch Destillation erhalten
(Ausbeute: 69%).
Massen-Spektrum: M/e 209 (CF₂ClCFClO)⊕; 151 (CF₂ClCFCl)⊕.
Massen-Spektrum: M/e 209 (CF₂ClCFClO)⊕; 151 (CF₂ClCFCl)⊕.
(2) 22 g (0,4 Mol) Kaliumhydroxid, gelöst in 60 ml Methanol,
wurden zu 66,9 g (0,18 Mol) CF₂ClCFClO(CF₂)₃COOCH₃ gegeben
und die Mischung bei Raumtemperatur 1 h lang gerührt und dann
Methanol unter vermindertem Druck abdestilliert. Es wurden 30
ml 50%ige Schwefelsäure dem Rückstand zugefügt, dann wurden
64,4 g CF₂ClCFClO(CF₂)₃COOH als eine Fraktion mit einem
Siedepunkt von 112°C/28 mmHg durch Destillation erhalten
(Ausbeute: 88%).
Massen-Spektrum:
M/e 195 (ClCF₂CFClO)⊕; 151 (ClCF₂CFCl)⊕; 150 (CF₂CF₂CF₂)⊕; 85 (CF₂Cl)⊕; 45 (COOH)⊕.
Massen-Spektrum:
M/e 195 (ClCF₂CFClO)⊕; 151 (ClCF₂CFCl)⊕; 150 (CF₂CF₂CF₂)⊕; 85 (CF₂Cl)⊕; 45 (COOH)⊕.
(3) 24,0 g (0,2 Mol) Thionylchlorid SOCl₂ und 1 ml Pyridin
wurden zu 46,0 g (0,12 Mol) CF₂ClCFClO(CF₂)₃COOH gegeben und
die Mischung 8 h lang am Rückfluß gehalten. Nach dem Ende der
Reaktion wurden 42,6 g CF₂ClCFClO(CF₂)₃COCl als eine Fraktion
mit einem Siedepunkt von 64 bis 65°C/32 mmHg durch
Destillation erhalten (Ausbeute: 88%).
(4) 66 g Aluminiumchlorid wurden zu einer gemischten Lösung
aus 160 g (0,42 Mol) CF₂ClCFClO(CF₂)₃COCl und 100 ml (1,07
Mol) Monofluorbenzol gegeben und die Mischung bei 35 bis 40°C
2 h lang gerührt. Dann wurden 300 g Eis zugefügt, um die
Reaktion zu unterbrechen. Die organische Schicht der
Reaktionsmischung wurde nacheinander mit 6N Salzsäure (200
ml), Wasser (500 ml) und mit einer gesättigten wäßrigen
Natriumchlorid-Lösung (200 ml) gewaschen, dann wurden 138 g
CF₂ClCFClO(CF₂)₃CO(p-C₆H₄)F als eine Fraktion mit einem
Siedepunkt von 92 bis 98°C/2 mmHg durch Destillation
erhalten (Ausbeute: 74,7%).
(5) 136 g (0,308 Mol) CF₂ClCFClO(CF₂)₃CO(p-C₆H₄)F und 2 ml
Wasser wurden in einen 250 ml Autoklav gegossen, es wurde ein
Vakuum angelegt und dann 110 g SF₄ in den Autoklav gegossen.
Der Autoklav wurde bei 155 bis 160°C 30 h lang geschüttelt.
Dann wurde das Gas aus dem Autoklav gespült, und es wurde die
Reaktionsmischung mit einer wäßrigen
Natriumhydrogencarbonat-Lösung auf pH 7,0 neutralisiert. Dann
wurde die Reaktionsmischung mit Wasser gewaschen und über
CaCl₂ getrocknet, und es wurden 125 g CF₂ClCFClO(CF₂)₃CF₂(p-C₆H₄)F
als eine Fraktion mit einem Siedepunkt von 90°C/2 mmHg
durch Destillation erhalten (Ausbeute: 87,7%).
(6) 23 g (1,3 Mol) Zinkpulver, 100 ml wasserfreies
Dimethylformamid und 0,5 g Jod wurden in einen 300 ml
Vierhalskolben mit Rührer, Thermometer, Rückflußkühler und
Tropftrichter gegeben und der Kolben auf 110°C erhitzt. Dann
wurde eine Lösung, enthaltend 120 g (0,27 Mol)
CF₂ClCFClO(CF₂)₃CF₂(p-C₆H₄)F, gelöst in 30 ml
Dimethylformamid, innerhalb von 20 Minuten zugetropft. Nach
dem Zutropfen wurde 1 h lang weitergerührt. Die überstehende
Dimethylformamid-Schicht der Reaktionsmischung wurde durch
Abgießen gewonnen, dann wurden die Niederschläge ebenfalls
mit Dimethylformamid gewaschen. Die überstehende
Dimethylformamid-Lösung und die sich ergebende
Dimethylformamid-Waschlösung wurden vereinigt und die
vereinigte Lösung mit verdünnter Salzsäure und mit Wasser
nacheinander gewaschen und über CaCl₂ getrocknet. 78 g 4-(4′-Fluorphenyl)perfluor(butylvinylether)
CF₂ = CFO(CF₂)₃CF₂(p-C₆H₄)F
wurden als eine Fraktion mit einem Siedepunkt von 80 bis
82°C/32 mmHg durch Destillation erhalten (Ausbeute: 77%).
Reinheit: 98% (GLC. FS-1265, 3 m × 3 mm)
Reinheit: 98% (GLC. FS-1265, 3 m × 3 mm)
Elementaranalyse (C₁₂H₄F₁₂O):
gefunden: C 36,37%; H 1,02%;
berechnet: C 36,77%; H 1,80%.
gefunden: C 36,37%; H 1,02%;
berechnet: C 36,77%; H 1,80%.
Massen-Spektrum:
(1) 30,5 ppm
(2) 33,0 ppm
(3) 44,9 ppm
(4) 47,5 ppm
(5) 8,0 ppm
(6) 37,4 ppm
(7) 45,2 ppm
(8) 57,3 ppm
(2) 33,0 ppm
(3) 44,9 ppm
(4) 47,5 ppm
(5) 8,0 ppm
(6) 37,4 ppm
(7) 45,2 ppm
(8) 57,3 ppm
(1′) Eine wäßrige Lösung, enthaltend 40 g (0,1
Mol)Natriumhydroxid, gelöst in 160 ml Wasser, wurde zu 306 g
(0,1 Mol) Methylperfluor(4-vinyloxybutyrat) bei 0 bis 5°C
innerhalb von 5 h gegeben, und man ließ die Temperatur der
Mischung unter Rühren innerhalb von 1,5 h auf Raumtemperatur
ansteigen, dann ließ man die Mischung 12 h lang stehen. Durch
Abdestillieren von Wasser und Erhitzen des Rückstands zur
Trockene unter vermindertem Druck wurde Natriumperfluor(4-vinyloxybutyrat)
quantitativ erhalten. 100 g des
Natriumsalzes wurden in einer überschüssigen Menge
konzentrierter Schwefelsäure suspendiert und die Suspension
unter vermindertem Druck destilliert, wobei 91,5 g
Perfluor(4-vinyloxybuttersäure) als eine Fraktion mit einem
Siedepunkt von 80 bis 81,5°C/20 mmHg erhalten wurden
(Ausbeute: 93%)
(1) 41,5 ppm
(2) 49,2 ppm
(3) 8,8 ppm
(4) 39,3 ppm
(5) 46,8 ppm
(6) 54,7 ppm
(2) 49,2 ppm
(3) 8,8 ppm
(4) 39,3 ppm
(5) 46,8 ppm
(6) 54,7 ppm
(2′) Eine Mischung aus 23 g Perfluor(4-vinyloxybuttersäure),
einer überschüssigen Menge SOCl₂ und aus 0,5 ml Pyridin wurde
am Rückfluß gehalten, bis die Erzeugung von gasförmigem HCl
unterbrochen war, und in einer Destillationsvorrichtung mit
einer Vigreux-Kolonne destilliert, wobei 24 g Perfluor(4-vinyloxybuttersäurechlorid)
als eine Fraktion mit einem
Siedepunkt von 97,5 bis 100°C erhalten wurden (Ausbeute:
80%).
Elementaranalyse (C₆ClF₆O₂):
gefunden: C 23,23%; F 55,49%; Cl 11,30%;
berechnet: C 23,23%; F 55,62%; Cl 11,63%.
gefunden: C 23,23%; F 55,49%; Cl 11,30%;
berechnet: C 23,23%; F 55,62%; Cl 11,63%.
Infrarot-Absorptionsspektrum:
1840 cm-1 (C=O)
1840 cm-1 (C=C)
1840 cm-1 (C=O)
1840 cm-1 (C=C)
(1) 42,5 ppm
(2) 50,5 ppm
(3) 9,0 ppm
(4) 39,0 ppm
(5) 46,0 ppm (dd)
(6) 60,5 ppm (dd)
(2) 50,5 ppm
(3) 9,0 ppm
(4) 39,0 ppm
(5) 46,0 ppm (dd)
(6) 60,5 ppm (dd)
(3′) 34 g (0,11 Mol) Perfluor(4-vinyloxybuttersäurechlorid)
wurden langsam zu einer Suspension gegeben, die 15 g (0,12
Mol) AlCl₃ in 100 ml getrocknetem Chlorbenzol enthielt, und
die Mischung wurde bei 35 bis 42°C 8 h lang gerührt und dann
über Nacht stehengelassen. Dann wurde die Reaktionsmischung
durch verdünnte Salzsäure zersetzt, und es wurde die
organische Schicht gewonnen. Die wäßrige Schicht wurde mit
CCl₄ extrahiert. Die gewonnene organische Schicht und der
Extrakt wurden vereinigt, und die vereinigte Mischung mit
einer wäßrigen verdünnten NaHCO₃ -Lösung gewaschen, über
MgSO₄ getrocknet und destilliert, wobei 36,8 g Perfluor(3-vinyloxypropyl)-p-chlorphenylketon
als eine Fraktion mit einem
Siedepunkt von 115 bis 116°C/10 bis 11 mmHg erhalten wurden
(Ausbeute: 91%).
Elementaranalyse (Cl₂H₄ClF₉O₂):
gefunden: C 37,34%; H 1,06%; F 43,69%;
berechnet: C 37,30%; H 1,03%; F 44,30%.
gefunden: C 37,34%; H 1,06%; F 43,69%;
berechnet: C 37,30%; H 1,03%; F 44,30%.
Infrarot-Absorptionsspektrum:
1500 cm-1: (Aromatische C=C)
1600 cm-1 (Aromatische C=C)
1720 cm-1 (C=O)
1840 cm-1 (CF₂=CF)
1500 cm-1: (Aromatische C=C)
1600 cm-1 (Aromatische C=C)
1720 cm-1 (C=O)
1840 cm-1 (CF₂=CF)
(1) 36,2 ppm
(2) 47,8 ppm
(3) 7,8 ppm
(4) 38,0 ppm
(5) 45,5 ppm
(6) 58,8 ppm
(2) 47,8 ppm
(3) 7,8 ppm
(4) 38,0 ppm
(5) 45,5 ppm
(6) 58,8 ppm
(4′) Eine Mischung aus 20 g (0,05 Mol) Perfluor(3-vinyloxypropyl)-p-chlorphenylketon,
10 g (0,09 Mol) SF₄ und
aus 20 ml wasserfreier HF wurde in einem Autoklav aus
Edelstahl bei 120°C 15 h lang erhitzt, dann wurden die
flüchtigen Bestandteile über einem Wasserbad abdestilliert.
Der Rückstand wurde destilliert, wobei 17,5 g 4-(4′-Chlorphenyl)perfluor(butylvinylether)
als eine Fraktion mit
einem Siedepunkt von 86°C/8 mmHg erhalten wurden (Ausbeute:
85%).
Elementaranalyse: (Cl₂H₄ClF₁₁O):
gefunden: C 35,45%; H 1,06%; F 51,44;
berechnet: C 35,29%; H 0,98%; F 51,22%.
gefunden: C 35,45%; H 1,06%; F 51,44;
berechnet: C 35,29%; H 0,98%; F 51,22%.
Massenspektrum:
M/e 408 [M]⊕, 8; 311 [M-C₂F₃O]⊕, 100; 261 (C₉H₄F₈Cl)⊕, 17; 192 (C₈H₄F₃Cl)⊕, 53; 161 (C₇H₄F₂Cl)⊕, 55; 111 (C₈H₄Cl)⊕, 7; 69 (CF₃)⊕, 9.
Infrarot-Absorptionsspektrum:
1505 cm-1 (Aromatische C=C)
1612 cm-1 (Aromatische C=C)
1840 cm-1 (CF₂=CF)
M/e 408 [M]⊕, 8; 311 [M-C₂F₃O]⊕, 100; 261 (C₉H₄F₈Cl)⊕, 17; 192 (C₈H₄F₃Cl)⊕, 53; 161 (C₇H₄F₂Cl)⊕, 55; 111 (C₈H₄Cl)⊕, 7; 69 (CF₃)⊕, 9.
Infrarot-Absorptionsspektrum:
1505 cm-1 (Aromatische C=C)
1612 cm-1 (Aromatische C=C)
1840 cm-1 (CF₂=CF)
(1) 33,0 ppm
(2) 45,0 ppm
(3) 47,5 ppm
(4) 8,0 ppm
(5) 37,5 ppm
(6) 45,3 ppm
(7) 57,5 ppm
(2) 45,0 ppm
(3) 47,5 ppm
(4) 8,0 ppm
(5) 37,5 ppm
(6) 45,3 ppm
(7) 57,5 ppm
1,8 l destilliertes Wasser, 23,7 g Ammoniumperfluoroctanoat,
14,3 g Na₂HPO₄ × 12 H₂O und 0,67 g NaH₂PO₄ × 2H₂O wurden in
einen 3 l Autoklav aus Edelstahl gegeben und dann das
Innengas des Autoklav durch Stickstoffgas ersetzt, worauf der
Druck im Autoklav erniedrigt wurde. Dann wurden 25 g
Tetrafluorethylen, 55 g Perfluor(methylvinylether) und 7,2 g
4-(4′-Fluorphenyl)perfluor(butylvinylether) nacheinander
zugegeben. Nach Erwärmen des Autoklav auf 50°C wurden 50 ml
einer wäßrigen Lösung, enthaltend 1,66 g Natriumsulfit, und
50 ml einer wäßrigen Lösung, enthaltend 9,08 g
Ammoniumpersulfat, zugefügt, um die Polymerisationsreaktion
zu initiieren.
Während der Polymerisationsreaktion wurden Tetrafluorethylen,
Perfluor(methylvinylether) und 4-(4′-Fluorphenyl)perfluor(butylvinylether)
mit
Fließgeschwindigkeiten von 12,8 g/h, 16,5 g/h bzw. 2,2 g/h
zur Ergänzung in den Autoklav gegeben, um den Innendruck des
Autoklav bei 9 kg/cm² (Ventil) zu halten.
19 h nach dem Beginn der Polymerisationsreaktion wurde die
Ergänzungszuführung unterbrochen, und es wurde der Autoklav
in diesem Zustand 1 h lang stehengelassen. Dann wurden der
Autoklav abgekühlt, und es wurde das verbleibende Gas
herausgespült. Ein wäßriger Latex mit einem Feststoffgehalt
von 20 Gew.% wurde aus dem Autoklav herausgenommen.
Der so erhaltene wäßrige Latex wurde zu 20 l einer
gesättigten Natriumchlorid-Lösung bei 70°C gegeben, um das
gebildete Polymer zu koagulieren. Die Koagulate wurden
abfiltriert, mit Wasser gewaschen und bei 70°C unter
vermindertem Druck 12 h lang und dann bei 120°C unter
vermindertem Druck 12 h lang getrocknet, wobei 560 g weißes
gummiartiges Terpolymer erhalten wurden. Das Infrarot-Absorptionsspektrum
ergab eine Absorption bei 1520 und 1615
cm-1, wodurch bestätigt wurde, daß Perfluor(4-(4′-fluorphenylbutylvinylether)
in das Terpolymer copolymerisiert
war.
Terpolymer-Zusammensetzung, bestimmt durch ¹⁹F-NMR | |
Tetrafluorethylen | |
63,2 Mol% | |
Perfluor(methylvinylether) | 35,3 Mol% |
4-(4′-Fluorphenyl)perfluor(butylvinylether) | 1,5 Mol% |
Reduzierte Viskosität ηsp/c (gemessen bei 35°C für eine
Lösung von 1 Gew.% in Perfluor(2-butyltetra-hydrofuran)): 1,86g ml/g
(a) 100 Gew.Teile des so erhaltenen Terpolymer wurden mit 20
Gew.Teilen MT-Kohlenstoffruß, 5 Gew.Teilen Bisphenol AF-Dikaliumsalz
und 4 Gew.Teilen Dicyclohexyl-18-Crown-6
vermischt und die Mischung mit einer Doppelwalzengummimühle
verknetet. Das Drehmoment des Knetprodukts wurde bei 180°C 30
Minuten lang mit einem Curastometer (Handelsmarke eines
Produkts von Orientex K.K., Japan) gemessen, und es wurde ein
Anstieg des Vulkanisations-Drehmoments beobachtet. Es wurde
bestätigt, daß die Vulkanisation ablief.
Das Kentprodukt mit der oben angegebenen Zusammensetzung
wurde bei 180°C 30 Minuten lang unter Druck
(Primärvulkanisation) und dann im Ofen
(Sekundärvulkanisation) in einer Stickstoffgasatmosphäre
unter den folgenden Bedingungen vulkanisiert:
bei 90°C 4 h lang,
Temperaturerhöhung von 90 auf 204°C in 6 h,
bei 204°C 18 h lang,
Temperaturerhöhung von 204 auf 288°C in 6 h und
bei 288°C 18 h lang.
Temperaturerhöhung von 90 auf 204°C in 6 h,
bei 204°C 18 h lang,
Temperaturerhöhung von 204 auf 288°C in 6 h und
bei 288°C 18 h lang.
Der Druckverformungsrest des so erhaltenen
Vulkanisationsprodukts wurde gemessen, und es wurde
festgestellt, daß er 43% bei 200°C und 47% bei 250°C betrug.
(b) 100 Gew.Teile des Terpolymers wurden mit 20 Gew.Teilen
MT-Kohlenstoffruß, 3 Gew.Teilen Bisphenol AF-Dikaliumsalz, 1
Gew.Teil Benzyltriphenylphosphoniumchlorid und 4 Gew.Teilen
Magnesiumoxid vermischt und dann die Mischung mit einer
Doppelwalzengummimühle verknetet. Das so erhaltene
Knetprodukt wurde in derselben Weise wie in (a) vulkanisiert,
und es wurde der Druckverformungsrest des vulkanisierten
Produkts gemessen und festgestellt, daß er 59% bei 200°C und
61% bei 250°C betrug.
(c) 100 Gew.Teile des Terpolymers wurden mit 20 Gew.Teilen
MT-Kohlenstoffruß, 3 Gew.Teilen Bisphenol AF-Dikaliumsalz, 1
Gew.Teil Benzyltriphenylphosphoniumchlorid und 4 Gew.Teilen
Magnesiumoxid vermischt und die Mischung mit einer
Doppelwalzengummimühle verknetet. Das so erhaltene
Knetprodukt wurde in derselben Weise wie in (a) vulkanisiert,
und es wurde der Druckverformungsrest des vulkanisierten
Produkts gemessen und festgestellt, daß er 66% bei 200°C und
68% bei 250°C betrug.
1,7 l destilliertes Wasser, 54,6 g Ammoniumperfluoroctanoat
und 23,7 g KH₂PO₄ × 2 H₂O wurden in einen 3 l Autoklav aus
Edelstahl gegeben und dann das Innengas des Autoklav durch
Stickstoffgas ersetzt, worauf der Druck des Autoklav
erniedrigt wurde. Dann wurden nacheinander 31 g
Tetrafluorethylen, 45 g Perfluor(methylvinylether) und 5,6 g
4-(4′-Chlorphenyl)perfluor(butylvinylether) eingebracht. Nach
Erwärmen des Autoklav auf 60°C wurden 50 ml einer wäßrigen
Lösung, enthaltend 0,18 g Natriumsulfit, und 50 ml einer
wäßrigen Lösung, enthaltend 1,0 g Ammoniumpersulfat,
zugegeben, um die Polymerisationsreaktion zu initiieren.
Während der Polymerisationsreaktion wurden Tetrafluorethylen,
Perfluor(methylvinylether) und 4-(4′-Chlorphenyl)perfluor(butylvinylether)
mit
Fließgeschwindigkeiten von 9,6 g/h, 9,6 g/h bzw. 0,94 g/h zur
Ergänzung in den Autoklav eingeleitet, um den Innendruck des
Autoklav bei 9 kg/cm² (Ventil) zu halten.
5 Stunden und 6 Minuten nach dem Polymerisationsbeginn wurde
die ergänzende Zuführung unterbrochen, und es wurde der
Autoklav in diesem Zustand 1 h lang stehengelassen. Dann
wurden der Autoklav abgekühlt und das verbleibende Gas
herausgespült. Ein wäßriger Latex mit einem Feststoffgehalt
von 10,6 Gew.% wurde aus dem Autoklav herausgenommen.
Der so erhaltene wäßrige Latex wurde zu 20 l einer
gesättigten wäßrigen Natriumchlorid-Lösung bei 70°C gegeben,
um das gebildete Polymer zu koagulieren. Die Koagulate wurden
abfiltriert, mit Wasser gewaschen und bei 70°C unter
Atmosphärendruck 12 h lang und dann bei 120°C unter
vermindertem Druck 12 h lang getrocknet, wobei 125 g weißes
gummiartiges Terpolymer erhalten wurden. Das Infrarot-Absorptionsspektrum
ergab eine Absorption bei 1490 und 1600
cm-1, was bestätigte, daß 4-(4′-Chlorphenyl)perfluor(butylvinylether)
in das Terpolymer
copolymerisiert war.
Terpolymer-Zusammensetzung, bestimmt durch ¹⁹F-NMR | |
Tetrafluorethylen | |
72,8 Mol% | |
Perfluor(methylvinylether) | 25, 7 Mol% |
4-(4′-Chlorphenyl)perfluor(butylvinylether) | 1,5 Mol% |
(a) 100 Gew.Teile des Terpolymer wurden mit 20 Gew.Teilen MT-Kohlenstoffruß,
5 Gew.Teilen Bisphenol AF-Dikaliumsalz und 4
Gew.Teilen Dicyclohexyl-18-Crown-6 vermischt und die Mischung
mit einer Doppelwalzengummimühle verknetet. Das Drehmoment
des Knetprodukts wurde bei 180°C 30 Minuten lang mit einem
Curastometer (Handelsmarke eines von Orientex K.K., Japan,
hergestellten Produkts) gemessen, und es wurde ein Anstieg
beim Vulkanisations-Drehmoment beobachtet. Es wurde
bestätigt, daß die Vulkanisation ablief.
Das Knetprodukt mit der oben angegebenen Zusammensetzung
wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 3 (a)
vulkanisiert, und es wurde der Druckverformungsrest des so
erhaltenen Vulkanisationsprodukts gemessen und festgestellt,
daß er 38% bei 200°C und 41% bei 250°C betrug.
(b) Das Terpolymer wurde zu einem Knetprodukt verarbeitet
und in derselben Weise wie in Beispiel 3 (b) vulkanisiert,
und es wurde der Druckverformungsrest des so erhaltenen
vulkanisierten Produkts gemessen und festgestellt, daß er 42%
bei 200°C und 45% bei 250°C betrug.
(c) Das Terpolymer wurde zu einem Knetprodukt verarbeitet
und in derselben Weise wie in Beispiel 3 (c) vulkanisiert,
und es wurde der Druckverformungsrest des so erhaltenen
vulkanisierten Produkts gemessen und festgestellt, daß er 48%
bei 200°C und 57% bei 250°C betrug.
Claims (16)
1. Vinylether-Verbindung der folgenden allgemeinen Formel:
worin X ein Halogenatom und n eine ganze Zahl von 1 bis 5
sind.
2. Verfahren zur Herstellung einer Vinylether-Verbindung
der folgenden allgemeinen Formel:
worin X ein Halogenatom und n eine ganze Zahl von 1 bis 5
sind, wobei man eine Ether-Verbindung der folgenden
allgemeinen Formel:
worin X und n dieselben Bedeutungen wie oben haben und Y ein
Chlor- oder Bromatom ist, entchloriert oder entbromiert.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, worin die Entchlorierungs- oder
die Entbromierungsreaktion in der Gegenwart von
Zinkpulver und Jod als Zinkaktivierungsmittel durchgeführt
werden.
4. Ether-Verbindung der folgenden allgemeinen Formel:
worin X ein Halogenatom, Y ein Chlor- oder Bromatom und n
eine ganze Zahl von 1 bis 5 sind.
5. Verfahren zur Herstellung einer Ether-Verbindung der
folgenden allgemeinen Formel:
worin X ein Halogenatom, Y ein Chlor- oder Bromatom und n
eine ganze Zahl von 1 bis 5 sind, wobei man eine
Carbonylether-Verbindung der folgenden allgemeinen Formel:
worin X, Y und n dieselben Bedeutungen wie oben haben, einer
Reduktionsreaktion mit SF₄ unterzieht.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, worin die Reduktionsreaktion
mit SF₄ in der Gegenwart von Wasser oder wasserfreier
Fluorwasserstoffsäure durchgeführt wird.
7. Carbonylether-Verbindung der folgenden allgemeinen
Formel:
worin X ein Halogenatom, Y ein Chlor- oder Bromatom und n
eine ganze Zahl von 1 bis 5 sind.
8. Verfahren zur Herstellung einer Carbonylether-Verbindung
der folgenden allgemeinen Formel:
worin X ein Halogenatom, Y ein Chlor- oder Bromatom und n
eine ganze Zahl von 1 bis 5 sind, wobei man eine
Säurehalogenidverbindung der folgenden allgemeinen Formel:CF₂YCFYO(CF₂)nCOX′worin X′ ein Halogenatom ist und Y und n dieselben
Bedeutungen wie oben haben, und Halogenbenzol einer
Kondensationsreaktion unterzieht.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die
Kondensationsreaktion in der Gegenwart eines
Aluminiumchlorid-Katalysators durchgeführt wird.
10. Verfahren zur Herstellung einer Vinylether-Verbindung
der folgenden allgemeinen Formel:
worin X ein Halogenatom und n eine ganze Zahl von 1 bis 5
sind, wobei man eine Carbonylether-Verbindung der folgenden
allgemeinen Formel:
worin X und n dieselben Bedeutungen wie oben haben, einer
Reduktionsreaktion mit SF₄ unterzieht.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die
Reduktionsreaktion mit SF₄ in der Gegenwart von Wasser oder
wasserfreier Fluorwasserstoffsäure durchgeführt wird.
12. Carbonylether-Verbindung der folgenden allgemeinen
Formel:
worin X ein Halogenatom und n eine ganze Zahl von 1 bis 5
sind.
13. Verfahren zur Herstellung einer Carbonylether-Verbindung
der folgenden allgemeinen Formel:
worin X ein Halogenatom und n eine ganze Zahl von 1 bis 5
sind, wobei man eine Säurechlorid-Verbindung der folgenden
allgemeinen Formel:CF₂=CFO(CF₂)nCOClworin n wie oben definiert ist, einer Kondensationsreaktion
mit Halogenbenzol unterzieht.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die
Kondensationsreaktion in der Gegenwart eines
Aluminiumchlorid-Katalysators durchgeführt wird.
15. Säurechlorid-Verbindung der folgenden allgemeinen
Formel:
CF₂=CFO(CF₂)nCOClworin n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist.
16. Fluorhaltiges Elastomer-Copolymer, umfassend
Tetrafluorethylen, Perfluor(niedrigalkylvinylether) oder
Perfluor(niedrigalkoxyniedrigalkylvinylether) sowie einen
Vinylether der folgenden allgemeinen Formel:
worin X ein Halogenatom und n eine ganze Zahl von 1 bis 5
sind.
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