JP2005350604A - Ionic liquid type functional material composed of fluorine-containing polymer - Google Patents

Ionic liquid type functional material composed of fluorine-containing polymer Download PDF

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明天 高
Keiko Hirata
景子 平田
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01Physico-chemical properties
    • C10N2020/077Ionic Liquids

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a functional material that is composed of a fluorine-containing polymer having liquid properties/low viscosity combined with oxidation resistance/heat resistance and is useful as an ionic liquid. <P>SOLUTION: The ionic liquid type functional material comprises a fluorine-containing polymer represented by formula (M-1):-(M1)-(M2)-(A1)-(M-1) [structural unit M1 is a structural unit derived from a fluorine-containing ethylenic monomer which has a part -D- of a fluorine-containing ether structure in a side chain and contains neither a basic functional group nor the salt of the basic functional group; M2 is a structural unit derived from an ethylenic monomer having a part Ry containing a basic functional group in the side chain or a side chain terminal; Ry is a structural unit of a 2-30C monofunctional or bifunctional organic group containing at least one of a basic functional group Y<SP>1</SP>and/or a salt Y<SP>2</SP>of the basic functional group and an aromatic ring structure; structural unit A1 is a structural unit derived from a monomer copolymerizable with a monomer providing structural units M1 and M2] in the ratio of 1-99 mol% of structural unit M1, 1-99 mol% of a structural unit M2 and 0-98 mol% of a structural unit A1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、特定の含フッ素エーテル構造の部位を重合体側鎖に有する構造単位を含んでなり、さらに塩基性官能基を有する含フッ素重合体からなる機能性材料に関する。かかる材料は、イオン性液体、太陽電池電解質、潤滑剤、除酸剤、アクチュエータ材料などの機能性材料として有用である。   The present invention relates to a functional material comprising a fluorine-containing polymer comprising a structural unit having a specific fluorine-containing ether structure moiety in a polymer side chain and further having a basic functional group. Such materials are useful as functional materials such as ionic liquids, solar cell electrolytes, lubricants, deoxidizers, and actuator materials.

イオン性液体とは、室温から比較的高温(〜300℃)まで液体状態にある溶融塩である。その特徴は、
(i)一般に高い極性を示し、低分子の有機化合物や無機化合物に対し高い溶解力を示す。
(ii)蒸気圧が極めて低く、不揮発性であることから合成反応媒体として用いた場合、真空中で使用できたり、クリーンな反応環境を提供できる。
(iii)いくつかの有機溶媒や水と不溶性を示すことから、二層系の媒体中などでの反応環境を提供でき、反応原料と生成物の分離が容易になったり、界面反応による反応制御が可能となり、例えば合成反応の生成物の立体選択性を制御でき、種々の新規な有機合成反応をもたらしている。
An ionic liquid is a molten salt that is in a liquid state from room temperature to a relatively high temperature (˜300 ° C.). Its features are
(I) In general, it exhibits high polarity and exhibits high dissolving power for low molecular organic compounds and inorganic compounds.
(Ii) Since the vapor pressure is extremely low and non-volatile, when used as a synthesis reaction medium, it can be used in a vacuum or provide a clean reaction environment.
(Iii) Since it is insoluble in several organic solvents and water, it can provide a reaction environment in a two-layer medium, etc., and it is easy to separate reaction raw materials and products, and reaction control by interfacial reaction For example, the stereoselectivity of the product of the synthesis reaction can be controlled, resulting in various novel organic synthesis reactions.

従来よりイオン性液体として、種々のイミダゾリウム塩化合物が検討されており、例えば、これら粘性を低下させる目的で、N,N’−ジアルキルイミダゾリウム塩のアルキル部分に、アルコキシル基を導入したイオン性液体(特許文献1)が提案されており、それによって低粘性化が可能となり合成高分子、生体高分子および分子集合体などが可溶化できることを報告している。   Conventionally, various imidazolium salt compounds have been studied as ionic liquids. For example, for the purpose of reducing the viscosity, an ionicity in which an alkoxyl group is introduced into the alkyl portion of an N, N′-dialkylimidazolium salt. A liquid (Patent Document 1) has been proposed, and it has been reported that it is possible to lower the viscosity and solubilize synthetic polymers, biopolymers, molecular aggregates, and the like.

しかしながら、これらの検討(特許文献1)においても、まだ粘性の面で高く、アルコキシル基の導入によっても低下効果が不十分であること、またさらにはこれらイオン性液体自体、耐熱性や耐酸化性等の安定性や耐久性が不十分であるなどの問題があった。   However, even in these studies (Patent Document 1), the viscosity is still high and the reduction effect is insufficient even by introduction of an alkoxyl group. Furthermore, these ionic liquids themselves, heat resistance and oxidation resistance There are problems such as insufficient stability and durability.

また、一方、上記イオン性液体の用途において、溶媒(有機溶媒や水)との分離性の向上、熱的安定性の改善、パッケージやデバイスなどからの浸透や流出の防止、フイルム形状の作成などを狙いとしてイオン性液体の高分子化(イオン性液体型ポリマー)についても種々検討されている。   On the other hand, in applications of the above ionic liquids, improvement of separation from solvents (organic solvents and water), improvement of thermal stability, prevention of penetration and outflow from packages and devices, creation of film shapes, etc. Various studies have also been conducted on polymerizing ionic liquids (ionic liquid type polymers).

イオン性液体型ポリマーとしては、N−ビニル、N’−アルキルイミダゾリン塩やN−ビニルイミダゾリン塩を重合して得られるN−ビニルイミダゾリウム塩ポリマー(特許文献2、特許文献3)が開示されている。単量体であるN−ビニルイミダゾリウム塩類はイオン性液体しての形態を有しているが、重合して得られるイミダゾリウム構造を有するポリマーは固体であったり、ゴム状であっても液状性を示さなかったり、極端に高粘度であったりするため、上記イオン性液体としての用途、例えば反応媒体や抽出媒体として対象とする基質との親和性に乏しく、充分な溶解または抽出機能を果たせないものである。また、これらのイオン性液体型ポリマーは耐酸化性・耐熱性および耐薬品性において不十分なものである。   As an ionic liquid type polymer, N-vinyl imidazolium salt polymer obtained by polymerizing N-vinyl, N′-alkyl imidazoline salt or N-vinyl imidazoline salt (Patent Document 2, Patent Document 3) is disclosed. Yes. The monomer N-vinylimidazolium salt has a form of an ionic liquid, but the polymer having an imidazolium structure obtained by polymerization is solid or rubbery and liquid. Since it does not show the properties or has extremely high viscosity, it has a poor affinity with the substrate used as an ionic liquid, for example, a reaction medium or an extraction medium, and can perform a sufficient dissolution or extraction function. There is nothing. Moreover, these ionic liquid type polymers are insufficient in oxidation resistance, heat resistance and chemical resistance.

特開2002−3478号公報JP 2002-3478 A 特開平10−83821号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-83821 特開2000−11753号公報JP 2000-11754 A

本発明の目的は、上記の現状に鑑み、液状性・低粘性と耐酸化性・耐熱性を兼ね備えた含フッ素ポリマーからなり、イオン性液体として有用な機能性材料を提供することにある。   In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a functional material that is made of a fluorine-containing polymer having liquidity / low viscosity and oxidation resistance / heat resistance, and is useful as an ionic liquid.

具体的には、イオン性液体としての機能を発現する材料、例えば合成反応媒体、抽出媒体、除酸剤、太陽電池電解質、潤滑剤、アクチュエータ材料などとして有用な機能性材料を提供することにある。   Specifically, it is to provide a functional material useful as a material that exhibits a function as an ionic liquid, such as a synthesis reaction medium, an extraction medium, a deoxidizer, a solar cell electrolyte, a lubricant, and an actuator material. .

さらに本発明は、上記イオン性液体型機能性材料に利用可能な新規な含フッ素重合体を提供することにある。   Furthermore, this invention is providing the novel fluorine-containing polymer which can be utilized for the said ionic liquid type functional material.

本発明者らは、塩基性官能基を有する重合体について鋭意研究した結果、特定の含フッ素エーテル鎖を重合体の側鎖部分に有するエチレン性単量体と塩基性官能基を重合体の側鎖部分に有するエチレン性単量体からなる単量体混合物を重合してなる含フッ素共重合体が、良好な液状性または低粘性を示し、かつ耐酸化性および耐熱性において優れることを見出した。   As a result of intensive studies on polymers having basic functional groups, the present inventors have found that an ethylenic monomer having a specific fluorine-containing ether chain in the side chain portion of the polymer and a basic functional group on the side of the polymer. It has been found that a fluorine-containing copolymer obtained by polymerizing a monomer mixture composed of an ethylenic monomer in the chain portion exhibits good liquidity or low viscosity, and is excellent in oxidation resistance and heat resistance. .

またこれら重合体が、イオン性液体型の機能性材料、例えば、太陽電池電解質、アクチュエータ、潤滑剤、除酸剤などの高機能材料を構成する化合物として優れた性能を有することを見出し、本願を完成するに至った。   In addition, the inventors have found that these polymers have excellent performance as compounds constituting high-functional materials such as ionic liquid type functional materials such as solar cell electrolytes, actuators, lubricants, deoxidizers, etc. It came to be completed.

本発明は、式(M−1):
−(M1)−(M2)−(A1)− (M−1)
[式中、構造単位M1は、側鎖中に含フッ素エーテル構造の部位−D−を有し、塩基性官能基および該塩基性官能基の塩を含まない含フッ素エチレン性単量体由来の構造単位であって、含フッ素エーテル構造の部位Dが式(1):
The present invention relates to formula (M-1):
-(M1)-(M2)-(A1)-(M-1)
[Wherein, the structural unit M1 is derived from a fluorine-containing ethylenic monomer having a moiety -D- of a fluorine-containing ether structure in the side chain and not containing a basic functional group and a salt of the basic functional group. A structural unit, wherein the portion D of the fluorine-containing ether structure is represented by the formula (1):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、Rは水素原子の少なくとも1個がフッ素原子に置換されてなる炭素数1〜5の2価の含フッ素アルキレン基から選ばれる少なくとも1種;nは1〜20の整数)である構造単位、ただし、構造単位M1の側鎖中において−O−O−の単位を含まない;構造単位M2は、側鎖中または側鎖末端に塩基性官能基を含む部位Ryを有するエチレン性単量体由来の構造単位であって、Ryが塩基性官能基Y1および/または該塩基性官能基の塩Y2の少なくとも1つを有し、かつ芳香族環状構造を含む炭素数2〜30の1価または2価の有機基である構造単位;構造単位A1は構造単位M1およびM2を与えうる単量体と共重合可能な単量体由来の構造単位]であって構造単位M1を1〜99モル%、構造単位M2を1〜99モル%、構造単位A1を0〜98モル%含む含フッ素重合体からなるイオン性液体型機能性材料に関する。 (Wherein R is at least one selected from divalent fluorine-containing alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; n is an integer of 1 to 20). Structural unit, except that -O-O- unit is not included in the side chain of the structural unit M1; the structural unit M2 is an ethylenic unit having a site Ry containing a basic functional group in the side chain or at the end of the side chain. A structural unit derived from a mer, wherein Ry has at least one of a basic functional group Y 1 and / or a salt Y 2 of the basic functional group, and contains an aromatic cyclic structure. A structural unit derived from a monomer copolymerizable with a monomer capable of giving structural units M1 and M2], wherein the structural unit M1 is 1 -99 mol%, structural unit M2 is 1-99 mol%, structural unit The present invention relates to an ionic liquid type functional material comprising a fluorine-containing polymer containing 0 to 98 mol% of A1.

含フッ素エーテルの部位−D−における−O−R−が、−(OCFZ1CF2)−、−(OCF2CF2CF2)−、−(OCH2CF2CF2)−、−(OCFZ2)−、−(OCZ3 2)−、−(CFZ1CF2O)−、−(CF2CF2CF2O)−、−(CH2CF2CF2O)−、−(CFZ2O)−および−(CZ3 2O)−(式中、Z1、Z2は同じかまたは異なってもよいH、FまたはCF3;Z3はCF3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフルオロエーテル単位であることが好ましい。 In the fluorine-containing ether moiety -D-, -O-R- is-(OCFZ 1 CF 2 )-,-(OCF 2 CF 2 CF 2 )-,-(OCH 2 CF 2 CF 2 )-,-(OCFZ 2 )-,-(OCZ 3 2 )-,-(CFZ 1 CF 2 O)-,-(CF 2 CF 2 CF 2 O)-,-(CH 2 CF 2 CF 2 O)-,-(CFZ 2 O)-and-(CZ 3 2 O)-(wherein Z 1 and Z 2 may be the same or different, H, F or CF 3 ; Z 3 is CF 3 ). Preferred are species of fluoroether units.

構造単位M1が式(1−2):   The structural unit M1 is represented by the formula (1-2):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、X1、X2、X4およびX5は同じかまたは異なり、水素原子またはフッ素原子;X3は水素原子、フッ素原子、CH3およびCF3より選ばれる少なくとも1種;n1、n2は同じかまたは異なり、0または1;Rxは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20のエーテル結合を含んでいてもよい含フッ素アルキル基から選ばれる少なくとも1種であって、ただしRx中においてDは有さない;Dは前記式(1)と同じ)で示される構造単位であることが好ましい。 Wherein X 1 , X 2 , X 4 and X 5 are the same or different and are a hydrogen atom or a fluorine atom; X 3 is at least one selected from a hydrogen atom, a fluorine atom, CH 3 and CF 3 ; n1, n2 is the same or different and is 0 or 1; Rx is at least one selected from a hydrogen atom, a halogen atom, and a fluorine-containing alkyl group which may contain an ether bond having 1 to 20 carbon atoms, provided that in Rx And D is preferably a structural unit represented by the same formula (1).

前記Ryに有する塩基性官能基Y1または該塩基性官能基の塩Y2が、アミン類、イミン類、エナミン類、ケチミン類、アジン類およびそれらの塩から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 The basic functional group Y 1 in Ry or the salt Y 2 of the basic functional group is at least one selected from amines, imines, enamines, ketimines, azines and salts thereof. preferable.

本発明はまた、式(M−2):
−(M3)−(M4)−(A2)− (M−2)
[式中、構造単位M3は、式(3):
The present invention also provides a compound of formula (M-2):
-(M3)-(M4)-(A2)-(M-2)
[Wherein the structural unit M3 is represented by the formula (3):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

{式中、X11、X12、X14およびX15は同じかまたは異なり、水素原子またはフッ素原子;X13は水素原子、フッ素原子、CH3およびCF3より選ばれる少なくとも1種;n5、n6は同じかまたは異なり、0または1;D1は含フッ素エーテル構造の部位であって、式(3−1): {Wherein X 11 , X 12 , X 14 and X 15 are the same or different and are a hydrogen atom or a fluorine atom; X 13 is at least one selected from a hydrogen atom, a fluorine atom, CH 3 and CF 3 ; n5, n6 is the same or different and is 0 or 1; D 1 is a part of a fluorine-containing ether structure, and the formula (3-1):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、R1は水素原子の少なくとも1個がフッ素原子に置換されてなる炭素数1〜5の2価の含フッ素アルキレン基から選ばれる少なくとも1種;mは1〜20の整数)で表される基;Rx1は水素原子、ハロゲン原子、エーテル結合を有しても良い炭素数1〜20の含フッ素アルキル基から選ばれる少なくとも1種であって、ただしRx1中において前記D1は有さない}で表される構造単位。ただし、構造単位M1中および式(3−1)中において−O−O−の単位を含まない;構造単位M4は、式(4): (Wherein R 1 is at least one selected from divalent fluorine-containing alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; m is an integer of 1 to 20) Rx 1 is at least one selected from a hydrogen atom, a halogen atom, and a fluorine-containing alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have an ether bond, provided that in Rx 1 , the above D 1 Is a structural unit represented by However, the unit of —O—O— is not included in the structural unit M1 and the formula (3-1); the structural unit M4 is represented by the formula (4):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

{式中、X16、X17、X19およびX20は同じかまたは異なり、水素原子またはフッ素原子;X18は水素原子、フッ素原子、CH3およびCF3より選ばれる少なくとも1種;n7、n8は同じかまたは異なり、0または1;Ry1はアミン類Y3および/またはアミン類の塩Y4の少なくとも1つを有し、かつ芳香族環状構造を含む炭素数2〜30の1価の有機基}で表される構造単位;構造単位A2は構造単位M3およびM4を与えうる単量体と共重合可能な単量体由来の構造単位]であって構造単位M3を1〜99モル%、構造単位M4を1〜99モル%、構造単位A2を0〜98モル%含み、数平均分子量が500〜1000000である含フッ素重合体に関する。 {Wherein X 16 , X 17 , X 19 and X 20 are the same or different and are a hydrogen atom or a fluorine atom; X 18 is at least one selected from a hydrogen atom, a fluorine atom, CH 3 and CF 3 ; n7, n8 is the same or different and is 0 or 1; Ry 1 is a monovalent having 2 to 30 carbon atoms having at least one of amines Y 3 and / or salts Y 4 of amines and containing an aromatic ring structure A structural unit derived from a monomer copolymerizable with a monomer capable of giving structural units M3 and M4], wherein 1 to 99 mol of structural unit M3 %, The structural unit M4 is 1 to 99 mol%, the structural unit A2 is 0 to 98 mol%, and the number average molecular weight is 500 to 1,000,000.

本発明によれば、耐酸化性やイオン安定性、耐熱性、潤滑性、水不溶性、低粘性などに優れ、潤滑剤、除酸剤、各種イオン性液体または固体材料、太陽電池の電解質、アクチュエータ材料として有用な機能性材料を提供できる。   According to the present invention, it is excellent in oxidation resistance, ionic stability, heat resistance, lubricity, water insolubility, low viscosity, etc., and is a lubricant, deoxidizer, various ionic liquids or solid materials, solar cell electrolyte, actuator A functional material useful as a material can be provided.

本発明のイオン性液体型機能性材料は式(M−1):
−(M1)−(M2)−(A1)− (M−1)
[式中、構造単位M1は、側鎖中に含フッ素エーテル構造の部位−D−を有し、塩基性官能基および該塩基性官能基の塩を含まない含フッ素エチレン性単量体由来の構造単位であって、含フッ素エーテル構造の部位Dが式(1):
The ionic liquid type functional material of the present invention has the formula (M-1):
-(M1)-(M2)-(A1)-(M-1)
[Wherein, the structural unit M1 is derived from a fluorine-containing ethylenic monomer having a moiety -D- of a fluorine-containing ether structure in the side chain and not containing a basic functional group and a salt of the basic functional group. A structural unit, wherein the portion D of the fluorine-containing ether structure is represented by the formula (1):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、Rは水素原子の少なくとも1個がフッ素原子に置換されてなる炭素数1〜5の2価の含フッ素アルキレン基から選ばれる少なくとも1種;nは1〜20の整数)である構造単位、ただし、構造単位M1の側鎖中において−O−O−の単位を含まない;構造単位M2は、側鎖中または側鎖末端に塩基性官能基を含む部位Ryを有するエチレン性単量体由来の構造単位であって、Ryが塩基性官能基および/または該塩基性官能基の塩の少なくとも1つを有し、かつ芳香族環状構造を含む炭素数2〜30の1価または2価の有機基である構造単位;構造単位A1は構造単位M1およびM2を与えうる単量体と共重合可能な単量体由来の構造単位]であって構造単位M1を1〜99モル%、構造単位M2を1〜99モル%、構造単位A1を0〜98モル%含む含フッ素重合体からなるものである。 (Wherein R is at least one selected from divalent fluorine-containing alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; n is an integer of 1 to 20). Structural unit, except that -O-O- unit is not included in the side chain of the structural unit M1; the structural unit M2 is an ethylenic unit having a site Ry containing a basic functional group in the side chain or at the end of the side chain. A structural unit derived from a monomer, wherein Ry has at least one of a basic functional group and / or a salt of the basic functional group, and contains an aromatic cyclic structure, A structural unit which is a divalent organic group; the structural unit A1 is a structural unit derived from a monomer copolymerizable with a monomer capable of providing the structural units M1 and M2, and the structural unit M1 is 1 to 99 mol%. 1 to 99 mol% of the structural unit M2 and the structural unit A1 It is made of fluorine-containing polymer containing 98 mol%.

式(M−1)の含フッ素重合体は、エチレン性単量体由来の構造単位M1およびM2を必須成分として有するエチレン性重合体である。一方の構造単位M1の側鎖構造に、フルオロエーテル単位−D−を有し、かつ、もう一方の構造単位M2の側鎖構造に塩基性官能基Y1および/または該塩基性官能基の塩Y2を有する芳香族環状構造の部位Ryを有することを特徴とする。 The fluorine-containing polymer of the formula (M-1) is an ethylenic polymer having structural units M1 and M2 derived from an ethylenic monomer as essential components. The side chain structure of one structural unit M1 has a fluoroether unit -D-, and the side chain structure of the other structural unit M2 has a basic functional group Y 1 and / or a salt of the basic functional group. characterized in that it has a site Ry aromatic ring structure having Y 2.

本発明者らは、塩基性官能基Y1またはその塩Y2(部位Ry)を有する重合体に、さらにフルオロエーテル構造を側鎖に有するエチレン性単量体由来の構造単位M1を導入することで、通常、固体化、または高粘度化してしまう高分子化合物においても、より効果的に液状化、または低粘度化させることを見いだした。 The inventors introduce a structural unit M1 derived from an ethylenic monomer having a fluoroether structure in the side chain into a polymer having a basic functional group Y 1 or a salt Y 2 thereof (site Ry). Thus, it has been found that even a polymer compound that is usually solidified or highly viscous can be liquefied or reduced in viscosity more effectively.

さらには、フルオロエーテル単位の導入は耐酸化性、耐熱性および耐薬品性においても、効果的に作用するものである。   Furthermore, the introduction of the fluoroether unit effectively acts also in oxidation resistance, heat resistance and chemical resistance.

したがって、これらイオン性液体型機能性材料に用いる含フッ素重合体の特徴は、構造単位M1の側鎖に、上記式(1)の−D−で示されるフルオロエーテルの単位を含むことであり、具体的には−(O−R)−の繰り返し単位nを1〜20個有することである。   Therefore, the feature of the fluoropolymer used for these ionic liquid type functional materials is that the side chain of the structural unit M1 contains a fluoroether unit represented by -D- in the above formula (1). Specifically, it has 1 to 20 repeating units n of-(O-R)-.

−R−は炭素数1〜5の2価の含フッ素アルキレン基であって、少なくとも1個のフッ素原子を有するものであり、それによって、従来のフッ素を含まないアルコキシル基を有するものやアルキレンエーテル単位を有するものに比べて、イオン性液体型ポリマーを目的とする重合体を液状化することができたり、粘性をさらに低粘度化することができる。   -R- is a C1-C5 divalent fluorine-containing alkylene group having at least one fluorine atom, thereby having a conventional fluorine-free alkoxyl group or alkylene ether Compared to those having units, the polymer intended for the ionic liquid type polymer can be liquefied, and the viscosity can be further reduced.

また、さらに含フッ素エーテルの単位−D−は耐熱性および耐酸化性を大幅に改善できる点でも好ましい。   Further, the fluorine-containing ether unit -D- is also preferable in that the heat resistance and oxidation resistance can be greatly improved.

含フッ素エーテル単位−D−は、そのR中のフッ素含有率が高いほど低粘性化、耐熱および耐酸化性に及ぼす効果が高く、含フッ素アルキレン基R中のフッ素含有率の好ましくは45〜76質量%、より好ましくは55〜76質量%、特に好ましくは65〜76質量%であり、最も好ましくはRがパーフルオロアルキレン基(76質量%)である。   The higher the fluorine content in R, the higher the fluorine-containing ether unit -D-, the higher the effects on viscosity reduction, heat resistance and oxidation resistance. The fluorine content in the fluorine-containing alkylene group R is preferably 45 to 76. % By mass, more preferably 55 to 76% by mass, particularly preferably 65 to 76% by mass, and most preferably R is a perfluoroalkylene group (76% by mass).

−D−中の−(O−R)−または−(R−O)−は、具体的には、−(OCF2CF2CF2)−、−(CF2CF2CF2O)−、−(OCFZ1CF2)−、−(OCF2CFZ1)−、−(OCFZ2)−、−(CFZ2O)−、−(OCH2CF2CF2)−、(OCF2CF2CH2)−、−(OCH2CH2CF2)−、−(OCF2CH2CH2)、−(OCF2CF2CF2CF2)−、−(CF2CF2CF2CF2O)−、−(OCFZ2CH2)−、−(CH2CFZ2O)−、−(OCH(CH3)CF2CF2)−、−(OCF2CF2CH(CH3))−、−(OCZ3 2)−および−(CZ3 2O)−(Z1、Z2は同じかまたは異なり、H、FまたはCF3、Z3はCF3)等が挙げられ、−D−はこれらの1種または2種以上の繰り返し単位であることが好ましい。 — (O—R) — or — (R—O) — in —D— is specifically, — (OCF 2 CF 2 CF 2 ) —, — (CF 2 CF 2 CF 2 O) —, -(OCFZ 1 CF 2 )-,-(OCF 2 CFZ 1 )-,-(OCFZ 2 )-,-(CFZ 2 O)-,-(OCH 2 CF 2 CF 2 )-, (OCF 2 CF 2 CH 2) -, - (OCH 2 CH 2 CF 2) -, - (OCF 2 CH 2 CH 2), - (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2) -, - (CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O) -, - (OCFZ 2 CH 2 ) -, - (CH 2 CFZ 2 O) -, - (OCH (CH 3) CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF 2 CH (CH 3)) -, - (OCZ 3 2 )-and-(CZ 3 2 O)-(Z 1 and Z 2 are the same or different, H, F or CF 3 , Z 3 is CF 3 ), etc. of Is preferably a species or two or more repeating units.

なかでも−D−は、−(OCFZ1CF2)−、−(OCF2CF2CF2)−、−(OCH2CF2CF2)−、−(OCFZ2)−、−(OCZ3 2)−、−(CFZ1CF2O)−、−(CF2CF2CF2O)−、−(CH2CF2CF2O)−、−(CFZ2O)−および−(CZ3 2O)−から選ばれる1種または2種以上の繰り返し単位であることが好ましく、特には−(OCFZ1CF2)−、−(OCF2CF2CF2)−、−(OCH2CF2CF2)−、−(CFZ1CF2O)−、−(CF2CF2CF2O)−および−(CH2CF2CF2O)−から選ばれる1種または2種以上の繰り返し単位、さらには−(OCFZ1CF2)−、−(OCF2CF2CF2)−、−(CFZ1CF2O)−および−(CF2CF2CF2O)−から選ばれる1種または2種以上の繰り返し単位であることが好ましい。 Among them, -D- is-(OCFZ 1 CF 2 )-,-(OCF 2 CF 2 CF 2 )-,-(OCH 2 CF 2 CF 2 )-,-(OCFZ 2 )-,-(OCZ 3 2 )-,-(CFZ 1 CF 2 O)-,-(CF 2 CF 2 CF 2 O)-,-(CH 2 CF 2 CF 2 O)-,-(CFZ 2 O)-and-(CZ 3 2 One or more repeating units selected from O)-are preferred, and in particular,-(OCFZ 1 CF 2 )-,-(OCF 2 CF 2 CF 2 )-, and-(OCH 2 CF 2 CF 2 )-,-(CFZ 1 CF 2 O)-,-(CF 2 CF 2 CF 2 O)-and-(CH 2 CF 2 CF 2 O)- Furthermore,-(OCFZ 1 CF 2 )-,-(OCF 2 CF 2 CF 2 )-,-(CFZ 1 CF 2 O)-and-(CF 2 It is preferably one or two or more repeating units selected from CF 2 CF 2 O) —.

ただし、上記の含フッ素エーテル単位−D−中および前記式(M−1)の含フッ素重合体の構造単位M1中において、−O−O−(具体的には、−R−O−O−R−、−O−O−R−および−R−O−O−など)の構造単位を含まないものとする。   However, in the fluorine-containing ether unit -D- and in the structural unit M1 of the fluorine-containing polymer of the formula (M-1), -O-O- (specifically, -R-O-O- R—, —O—O—R—, —R—O—O— and the like) are not included.

これら好ましい含フッ素エーテル、特にはパーフルオロエーテルは、イオン性液体型ポリマーを目的とする重合体をより効果的に液状化または低粘度化でき、さらにはより高耐熱および高耐酸化性のイオン性液体型機能性材料を与えることができる。   These preferred fluorine-containing ethers, especially perfluoroethers, can effectively liquefy or lower the viscosity of polymers intended for ionic liquid type polymers, and also have higher ionic properties with higher heat resistance and higher oxidation resistance. Liquid functional materials can be provided.

−D−における上記含フッ素エーテル単位の繰り返し数nは、目的、狙いおよび用途によって適宜選択され、1〜20の繰り返し数から選ばれる。   The number n of repeating fluorine-containing ether units in -D- is appropriately selected depending on the purpose, aim and application, and is selected from 1 to 20 repeating numbers.

n数は大きいほど低粘度化に効果的に作用するが、20を超えると後述する塩基性官能基を含む芳香族環状の部位Ryに基づく、塩基性、誘電率に対する効果を低下させるため好ましくない。   The larger the n number, the more effective it is to reduce the viscosity. However, if it exceeds 20, the effect on the basicity and dielectric constant based on the aromatic cyclic site Ry containing the basic functional group described later is lowered, which is not preferable. .

後述するイオン性液体、アクチュエータ、太陽電池電解質といった用途では、本化合物のRyに由来する塩基性、誘電率という効果が重要である。そうした場合には、含フッ素エーテル単位の繰り返し数nは、好ましくは1〜10、さらに好ましくは1〜5である。   In applications such as ionic liquids, actuators, and solar cell electrolytes described later, the effects of basicity and dielectric constant derived from Ry of this compound are important. In such a case, the repeating number n of the fluorine-containing ether unit is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5.

また、たとえば廃液中の酸を除去する除酸材としては、その水との分離容易性、再生容易性の点からアニオン型ポリマーが用いられる場合がある。しかし、除酸のプロセスが液・固反応となるため、必ずしも効率がよいとはいえない。含フッ素エーテルを含む本化合物はそれ自体が液状であるため、除酸のプロセスが液・液反応となり、効率が高い。ただ、含フッ素エーテル鎖が短い場合、本化合物が酸性水溶液中に溶解してしまうことがあり、分離が困難となることがあり、この観点からは、含フッ素エーテル鎖は長いほうが好ましい。   Further, for example, an anionic polymer may be used as a deoxidizing material for removing acid in the waste liquid from the viewpoint of ease of separation from water and ease of regeneration. However, since the deoxidation process is a liquid / solid reaction, it is not always efficient. Since this compound containing a fluorine-containing ether is itself liquid, the deoxidation process becomes a liquid / liquid reaction, and the efficiency is high. However, when the fluorine-containing ether chain is short, the present compound may be dissolved in an acidic aqueous solution and separation may be difficult. From this viewpoint, the longer fluorine-containing ether chain is preferable.

したがって、含フッ素エーテル単位自体の特徴を生かす用途である除酸剤、潤滑剤といった材料では含フッ素エーテル単位の繰り返し数nが大きいほうが好ましく、5〜20個、より好ましくは10〜20個である。   Therefore, it is preferable that the number n of repeating fluorine-containing ether units is larger in materials such as deoxidizers and lubricants, which are applications that make use of the characteristics of the fluorine-containing ether units themselves, and is preferably 5 to 20, more preferably 10 to 20 .

本発明の式(M−1)の重合体における構造単位M1の側鎖構造は、
−D−Rx (1−1)
(式中、Rxは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20のエーテル結合を含んでも良い含フッ素アルキル基から選ばれる少なくとも1種;Dは前記式(1)と同じ)で示される部位を側鎖末端に有するものが好ましい。
The side chain structure of the structural unit M1 in the polymer of the formula (M-1) of the present invention is
-D-Rx (1-1)
(Wherein Rx is at least one selected from a hydrogen atom, a halogen atom, and a fluorine-containing alkyl group that may contain an ether bond having 1 to 20 carbon atoms; D is the same as the above formula (1)). Having at the end of the side chain is preferred.

構造単位M1の側鎖末端へのRxの導入は、含フッ素重合体(M−1)に低粘性化、液状化を可能とする点で、また耐酸化性を付与できる点で好ましい。   Introduction of Rx to the side chain end of the structural unit M1 is preferable in that the fluoropolymer (M-1) can be reduced in viscosity and liquefied, and oxidation resistance can be imparted.

Rxが含フッ素アルキル基の場合は、好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは1〜5個であり、低粘性化、液状化および耐酸化性の面で好ましい。   When Rx is a fluorine-containing alkyl group, it preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and is preferable in terms of viscosity reduction, liquefaction and oxidation resistance.

またさらに、Rxはフッ素含有率が高いものが耐酸化性の点で好ましく、フッ素含有率で40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、特には、60質量%以上、最も好ましくはパーフルオロアルキル基である。   Further, Rx having a high fluorine content is preferable from the viewpoint of oxidation resistance, and the fluorine content is 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, particularly 60% by mass or more, and most preferably perfluoro. It is an alkyl group.

具体的には、   In particular,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

などが挙げられ、なかでも好ましくは、
H、F、C37−、CF3−、C25−、CF3CH2−、HCF2CF2CH2−、
CF3CF2CH2−、(CF32CH−、C37O−、CF3O−、C25O−、CF3CH2v−、HCF2CF2CH2O−、CF3CF2CH2O−、(CF32CHO−
などが挙げられる。
Among them, preferably,
H, F, C 3 F 7 -, CF 3 -, C 2 F 5 -, CF 3 CH 2 -, HCF 2 CF 2 CH 2 -,
CF 3 CF 2 CH 2 -, (CF 3) 2 CH-, C 3 F 7 O-, CF 3 O-, C 2 F 5 O-, CF 3 CH 2v -, HCF 2 CF 2 CH 2 O-, CF 3 CF 2 CH 2 O—, (CF 3 ) 2 CHO—
Etc.

構造単位M1は具体的には、式(1−2):   Specifically, the structural unit M1 is represented by the formula (1-2):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、X1、X2、X4およびX5は同じかまたは異なり、水素原子またはフッ素原子;X3は水素原子、フッ素原子、CH3、およびCF3より選ばれる少なくとも1種;n1、n2は同じかまたは異なり、0または1;D、Rxは前記式(1―1)と同じ)で示される構造単位であることが、液状化・低粘度化をより効果的に達成でき、さらに耐酸化性・耐熱性が優れる点で好ましい。 (Wherein X 1 , X 2 , X 4 and X 5 are the same or different and are a hydrogen atom or a fluorine atom; X 3 is at least one selected from a hydrogen atom, a fluorine atom, CH 3 and CF 3 ; n1 , N2 are the same or different, 0 or 1; D and Rx are structural units represented by the same formula (1-1)), liquefaction and low viscosity can be achieved more effectively, Furthermore, it is preferable in terms of excellent oxidation resistance and heat resistance.

具体的には、式(1−2)の構造単位M1は、   Specifically, the structural unit M1 in the formula (1-2) is

Figure 2005350604
Figure 2005350604

などが好ましく挙げられ、なかでも式(1−2)の構造単位は、式(1−3): Among them, the structural unit of the formula (1-2) is preferably the formula (1-3):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、X1、X2、X3、X4、X5、D、Rxおよびn1は前記式(1−2)と同じ)で示される構造単位であることが特に耐酸化性と耐熱性および耐薬品性において好ましい。 In particular, the oxidation resistance and heat resistance are structural units represented by the formula (X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , D, Rx and n1 are the same as those in the formula (1-2)). In terms of chemical properties and chemical resistance.

式(1−3)の構造単位は、より具合的には   The structural unit of formula (1-3) is more specifically

Figure 2005350604
Figure 2005350604

などが好ましく挙げられ、なかでも特に、 Are preferred, and in particular,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

の構造単位が耐酸化性、耐熱性および耐薬品性においてより好ましい。 These structural units are more preferred in terms of oxidation resistance, heat resistance and chemical resistance.

これら好ましい構造単位M1は、さらに詳しくは、   These preferred structural units M1 are more specifically,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、pは2〜15の整数) (Wherein p is an integer of 2 to 15)

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、qは2〜15の整数)
などが好ましく例示できる。
(Wherein q is an integer of 2 to 15)
Etc. can be preferably exemplified.

本発明のイオン性液体型機能性材料に用いる式(M−1)の含フッ素重合体において、もう一方の必須成分の構造単位M2は、側鎖中または側鎖末端に塩基性官能基を含む部位Ryを有するエチレン性単量体由来の構造単位であり、Ryは塩基性官能基Y1および/または該塩基性官能基の塩Y2の少なくとも1つを有し、かつ芳香族環状構造を含む炭素数2〜30の1価または2価の有機基である。 In the fluorine-containing polymer of the formula (M-1) used for the ionic liquid type functional material of the present invention, the other essential component structural unit M2 contains a basic functional group in the side chain or at the end of the side chain. A structural unit derived from an ethylenic monomer having a site Ry, wherein Ry has at least one of a basic functional group Y 1 and / or a salt Y 2 of the basic functional group, and has an aromatic cyclic structure It is a monovalent or divalent organic group having 2 to 30 carbon atoms.

Ry中の塩基性官能基Y1は、pKaが水より大きな値を示す官能基から選んでよいが、通常、pKaで20以上の官能基から選ばれる。好ましくはpKaで20以上、より好ましくはpKaで25以上、特に好ましくはpKaで28以上の官能基である。 The basic functional group Y 1 in Ry may be selected from functional groups having a pKa value larger than that of water, but is usually selected from 20 or more functional groups in pKa. The functional group is preferably 20 or more by pKa, more preferably 25 or more by pKa, and particularly preferably 28 or more by pKa.

塩基性度が低すぎると(pKaが低すぎる)、酸と反応させて塩の形態としたとき、イオン性液体としてのイオン性の機能が充分発揮できなくなり好ましくない。   If the basicity is too low (pKa is too low), when it is reacted with an acid to form a salt, the ionic function as an ionic liquid cannot be sufficiently exhibited, which is not preferable.

例えば、反応媒体として、またはその一部として用いた場合、目的の反応基質を溶解させることが困難となったり、目的の反応が起こらなかったり、目的の反応生成物の選択性が得られなかったりする。また、除酸剤として用いた場合、目的の酸をトラップできなかったり、酸を分離抽出できなかったりする。また、アクチュエータ用途に用いた場合、目的の運動性能が得られなかったりする。   For example, when used as a reaction medium or as a part thereof, it becomes difficult to dissolve the target reaction substrate, the target reaction does not occur, or the selectivity of the target reaction product cannot be obtained. To do. Moreover, when used as a deoxidizer, the target acid cannot be trapped or the acid cannot be separated and extracted. In addition, when used for actuator applications, the target motion performance may not be obtained.

具体的には、前記Ry中の塩基性官能基Y1は、リン酸アミド類、リン酸イミド類、アミン類、イミン類、エナミン類、ケチミン類、ヒドロキシルアミン類、アミジン類、アジン類、ヒドラジン類、オキシム類、アミンオキシド類から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、なかでもアミン類、イミン類、エナミン類、ケチミン類、アジン類から選ばれるものが好ましく、とくに好ましくは、アミン類である。 Specifically, the basic functional group Y 1 in Ry is phosphoric acid amides, phosphoric acid imides, amines, imines, enamines, ketimines, hydroxylamines, amidines, azines, hydrazine. At least one selected from the group consisting of amines, oximes, and amine oxides, among which amines, imines, enamines, ketimines, and azines are preferable, and amines are particularly preferable. is there.

アミン類が、後述する芳香族環状炭素原子に置換基として結合した場合、第一級アミノ基(−NH2)、第二級アミノ基(−NR1H)、第三級アミノ基(−NR23)のいずれのものでも利用できるが、通常、第二級アミノ基、第三級アミノ基の場合においても、炭素数の少ない炭化水素基(R1、R2、R3)を有する低級アミノ基であることが、耐酸化性の面で好ましい。例えば炭素数1〜10の炭化水素基、好ましくは例えば炭素数1〜5の炭化水素基、より好ましくはメチル基またはエチル基である。なかでも耐酸化性の面で最も好ましくは、第一級アミノ基(−NH2)である。 When an amine is bonded to an aromatic cyclic carbon atom described later as a substituent, a primary amino group (—NH 2 ), a secondary amino group (—NR 1 H), a tertiary amino group (—NR) 2 R 3 ) can be used, but usually a secondary amino group or a tertiary amino group has a hydrocarbon group having a small number of carbon atoms (R 1 , R 2 , R 3 ). A lower amino group is preferred in terms of oxidation resistance. For example, it is a C1-C10 hydrocarbon group, Preferably it is a C1-C5 hydrocarbon group, More preferably, it is a methyl group or an ethyl group. Among these, a primary amino group (—NH 2 ) is most preferable in terms of oxidation resistance.

アミノ基を形成する窒素原子が同時に芳香族環を構成している場合、通常、第二級または第三級アミノ基の形態を取りうる。これら環状アミノ基自体は耐酸化性により優れるものであるが、環状アミノ基の窒素原子にさらに1価の炭化水素基を結合させる場合は、前記同様、炭素数の少ない炭化水素基であることが好ましい。例えば炭素数1〜10の炭化水素基、好ましくは例えば炭素数1〜5の炭化水素基、より好ましくはメチル基またはエチル基である。なかでも耐酸化性の面で最も好ましくは、窒素原子に1価の炭化水素基が結合されていない環状アミノ基であることが好ましい。   When the nitrogen atoms forming the amino group simultaneously constitute an aromatic ring, it can usually take the form of a secondary or tertiary amino group. These cyclic amino groups themselves are excellent in oxidation resistance. However, when a monovalent hydrocarbon group is further bonded to the nitrogen atom of the cyclic amino group, it may be a hydrocarbon group having a small number of carbon atoms as described above. preferable. For example, it is a C1-C10 hydrocarbon group, Preferably it is a C1-C5 hydrocarbon group, More preferably, it is a methyl group or an ethyl group. Among these, a cyclic amino group in which a monovalent hydrocarbon group is not bonded to a nitrogen atom is most preferable in terms of oxidation resistance.

本発明のイオン性液体型機能性材料において、Ryに含まれる官能基が塩基性官能基の塩Y2であるか、塩基性官能基の塩Y2を含むことが好ましい。 In the ionic liquid-type functional material of the present invention, or functional groups contained in Ry is a salt Y 2 of the basic functional group, preferably contains a salt Y 2 of the basic functional groups.

塩基性官能基の塩Y2は、上記で記載した塩基性官能基Y1と陰イオン(アニオン種)との塩であれば、特に制限されず選択でき、芳香族化合物の種類、機能、目的、用途等によって適宜選択される。 The salt Y 2 of the basic functional group can be selected without particular limitation as long as it is a salt of the basic functional group Y 1 described above and an anion (anion species), and the type, function, and purpose of the aromatic compound It is appropriately selected depending on the use and the like.

またさらに、塩基性官能基の塩Y2は、前記塩基性官能基Y1を、4級カチオン化された塩であっても良く、例えばアミン類を4級化した第四級アンモニウムカチオンの塩類であっても良い。 Furthermore, the basic functional group salt Y 2 may be a salt obtained by quaternizing the basic functional group Y 1 , for example, a salt of a quaternary ammonium cation obtained by quaternizing an amine. It may be.

塩基性官能基の塩Y2中のアニオンとしては、例えばCl-、Br-、F-といったハロゲン原子由来のアニオン、HSO3 -、NO3 -、ClO4 -、PF6 -、BF4 -、SbF6 -といった無機酸由来のアニオン、CF3SO3 --N(SO2CF32-C(SO2CF32-OCOCF3といった有機酸由来のアニオンなどが利用できる。 Examples of the anion in the basic functional salt Y 2 include anions derived from halogen atoms such as Cl , Br and F , HSO 3 , NO 3 , ClO 4 , PF 6 , BF 4 , SbF 6 - such anions derived from inorganic acids, CF 3 SO 3 -, - N (SO 2 CF 3) 2, - C (SO 2 CF 3) 2, - such as an anion derived from organic acids such as OCOCF 3 is available.

なかでも、液状化が可能となりやすい点で、また低粘性化が可能となる点で、イオン性液体型機能性材料として好ましいアニオンとしては無機酸由来のアニオン、有機酸由来のアニオンの群より選ばれるものがあげられ、特に好ましくは無機酸由来のアニオンである。さらには、ルイス酸を形成できるアニオンであることが好ましく、例えば、PF6 -、BF4 -、SbF6 -などが好ましい。 Among them, the anion preferable as an ionic liquid type functional material is selected from the group consisting of an anion derived from an inorganic acid and an anion derived from an organic acid because it can easily be liquefied and can be reduced in viscosity. Particularly preferred is an anion derived from an inorganic acid. Furthermore, an anion capable of forming a Lewis acid is preferable, and for example, PF 6 , BF 4 , SbF 6 − and the like are preferable.

本発明のイオン性液体型機能性材料において、Ryは上記塩基性官能基Y1、塩基性官能基の塩Y2に加えて芳香族環状構造を有することを特徴とする。 In the ionic liquid type functional material of the present invention, Ry has an aromatic cyclic structure in addition to the basic functional group Y 1 and the salt Y 2 of the basic functional group.

芳香族環状構造の部位は、炭素原子のみで芳香族環構造を形成したもの、炭素原子と窒素原子、硫黄原子、リン原子などのヘテロ原子とから芳香族環構造を形成したものであっても良く、さらには単環構造、多環構造(縮合環)あっても良い。   The part of the aromatic ring structure may be an aromatic ring structure formed only from carbon atoms, or an aromatic ring structure formed from carbon atoms and hetero atoms such as nitrogen atoms, sulfur atoms, and phosphorus atoms. Further, it may be a monocyclic structure or a polycyclic structure (fused ring).

芳香族環状構造の部位の具体例としては、   As a specific example of the site of the aromatic cyclic structure,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

などが挙げられる。 Etc.

これら、芳香族環構造の存在は、本発明のイオン性液体型機能性材料に、耐酸化性の向上、誘電率の向上をもたらす点で好ましい。   The presence of these aromatic ring structures is preferable in that the ionic liquid type functional material of the present invention provides improved oxidation resistance and improved dielectric constant.

本発明のイオン性液体型機能性材料において、前述した含フッ素エーテル単位−D−を含む構造単位M1の存在は通常、誘電率の点では不利であったが、これら芳香族環状構造の導入により、誘電率を改善できる。   In the ionic liquid type functional material of the present invention, the presence of the structural unit M1 containing the fluorine-containing ether unit -D- described above is usually disadvantageous in terms of dielectric constant, but by introducing these aromatic cyclic structures. , Can improve the dielectric constant.

具体的には、誘電率の向上は、イオン性液体用途、太陽電池電解質用途において特に好ましい。   Specifically, the improvement in dielectric constant is particularly preferable for ionic liquid applications and solar cell electrolyte applications.

また芳香族環状構造の存在により、種々の無機化合物、炭化水素化合物、高分子化合物などに対して相互作用(親和性)が高く、吸着性を高くすることができる点で好ましい。   Further, the presence of the aromatic cyclic structure is preferable in that the interaction (affinity) is high with respect to various inorganic compounds, hydrocarbon compounds, polymer compounds, and the like, and the adsorptivity can be increased.

本発明のイオン性液体型機能性材料において、前述した含フッ素エーテル単位−D−を含む構造単位M1の存在は通常、吸着力の点では不利であったが、芳香族環状構造の導入により、様々な無機材料、有機材料に対する良好な吸着性を改善できる。この吸着力の改善により、基材との密着性が要求される潤滑剤用途などの機能性材料に好適な材料となりうる。   In the ionic liquid type functional material of the present invention, the presence of the structural unit M1 containing the fluorine-containing ether unit -D- described above is usually disadvantageous in terms of adsorption power, but by introducing an aromatic cyclic structure, Good adsorptivity to various inorganic and organic materials can be improved. This improvement in the adsorption force can be a material suitable for a functional material such as a lubricant that requires adhesion to a base material.

芳香族環構造への塩基性官能基Y1または塩基性官能基の塩Y2(今後、Y1、Y2を総じて官能基Yと示すこととする)の結合は、芳香族環構造に置換基として環外に結合したもの、官能基Y(塩の場合はカチオン部分)を形成するヘテロ原子が同時に芳香族環を構成したものであっても良い。 Bonding of basic functional group Y 1 or basic functional group salt Y 2 (hereinafter Y 1 and Y 2 will be collectively referred to as functional group Y) to the aromatic ring structure is replaced with the aromatic ring structure. A group bonded outside the ring as a group, or a hetero atom forming a functional group Y (cation moiety in the case of a salt) may simultaneously form an aromatic ring.

芳香族環構造に官能基Yが置換基として結合したものとしては、芳香族環状炭素に直接Y1またはY2が結合したものであっても良いし、または芳香族環状炭素と官能基Yが2価の有機基の結合手(スぺーサー)を介して結合していても良い。 The functional group Y bonded to the aromatic ring structure as a substituent may be one in which Y 1 or Y 2 is bonded directly to the aromatic cyclic carbon, or the aromatic cyclic carbon and the functional group Y are bonded to each other. You may couple | bond together through the joint (spacer) of a bivalent organic group.

結合手となる2価の有機機としては炭素数1〜10の2価の炭化水素基から選ばれることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜5の2価のアルキレン基、特にはメチレン基、エチレン基が好ましい。鎖長の長すぎる炭化水素基は耐酸化性を低下させるため好ましくない。   The divalent organic machine serving as a bond is preferably selected from a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a divalent alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, particularly a methylene group, An ethylene group is preferred. A hydrocarbon group having a too long chain length is not preferable because it reduces oxidation resistance.

炭素原子とヘテロ原子とから芳香族環構造を形成する場合、前記官能基Y(カチオン部分)を形成するヘテロ原子が同時に芳香族環を構成していても良い。   When forming an aromatic ring structure from a carbon atom and a hetero atom, the hetero atom which forms the said functional group Y (cation part) may comprise the aromatic ring simultaneously.

またさらに、官能基Yは、上記で示した様に、芳香族環構造に置換基として、または環構造内に1個以上存在するものであって、さらには2個以上存在していても良い。   Furthermore, as indicated above, the functional group Y is present as one or more substituents in the aromatic ring structure or in the ring structure, and may be present in two or more. .

具体的には、
(i)芳香族環状炭素原子に官能基Yが置換基として結合したもの
In particular,
(I) A functional group Y bonded as a substituent to an aromatic cyclic carbon atom

Figure 2005350604
Figure 2005350604

などが挙げられる。
(ii)官能基Y(塩Y2の場合はカチオン部分)を形成する原子が同時に芳香族環を構成したもの
具体的には、官能基Yがアミン類の場合を例示すると、
Etc.
(Ii) An atom in which the functional group Y (a cation moiety in the case of the salt Y 2 ) forms an aromatic ring at the same time. Specifically, when the functional group Y is an amine,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

などが挙げられる。
(iii)前記(ii)の芳香族環状炭素にさらに官能基Yが置換基として結合したもの
具体的には、
Etc.
(Iii) A functional group Y further bonded as a substituent to the aromatic cyclic carbon of (ii). Specifically,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

Figure 2005350604
Figure 2005350604

などが好ましく挙げられる。 Etc. are preferred.

これら、(i)〜(iii)の芳香族環状構造の部位のなかでも、官能基量(濃度)を向上でき、イオン性液体型機能性材料としての機能、反応媒体や抽出媒体としての溶質の溶解力や酸の捕集力、アクチュエータとしたときの運動性能を向上できる点で、前記(ii)の官能基Y(カチオン部分)を形成する原子が同時に芳香族環を構成したもの、前記(iii)のさらに官能基が置換したものが好ましい。   Among these sites of aromatic cyclic structures (i) to (iii), the functional group amount (concentration) can be improved, the function as an ionic liquid type functional material, and the solute as a reaction medium or extraction medium. The atom which forms the functional group Y (cation part) of the above (ii) simultaneously constitutes an aromatic ring in terms of improving the kinetic performance when it is used as a dissolving power, an acid collecting power and an actuator, What further substituted the functional group of iii) is preferable.

また、これら(ii)、(iii)の部位は耐酸化性の面でも好ましい。   Moreover, these (ii) and (iii) sites are also preferred from the standpoint of oxidation resistance.

さらに本発明の芳香族環状構造の部位Ryの環構造は、なかでも単環状の構造が好ましく、それによって、低粘性化、液状化が効果的に達成できる。   Furthermore, the ring structure of the site Ry of the aromatic ring structure of the present invention is preferably a monocyclic structure, whereby low viscosity and liquefaction can be effectively achieved.

含フッ素重合体(M−1)において、Ryは、主鎖部分に結合するか、または構造単位M2の側鎖におけるRy以外の部位−S−と結合するものである。   In the fluoropolymer (M-1), Ry is bonded to the main chain portion or bonded to a site -S- other than Ry in the side chain of the structural unit M2.

主鎖部分または側鎖部位−S−とRyとの結合は、前記(i)、(ii)または(iii)の例示などのRyが、主鎖部分や側鎖部位(−S−)に直接結合している場合、第二は、Ryと主鎖または−S−の間に結合手(スぺーサー)を有している場合であり、結合手を介してRyと主鎖または側鎖部位−S−を結合させる場合は、結合手(−A−)はRyに含むものとする(Ry中に結合手−A−を有する場合、Ryは−A−Ry”とする)。   The main chain moiety or side chain moiety -S- and Ry are bonded to each other by the fact that Ry as exemplified in the above (i), (ii) or (iii) is directly linked to the main chain moiety or side chain moiety (-S-). In the case of bonding, the second is a case where there is a bond (spacer) between Ry and the main chain or -S-, and Ry and the main chain or side chain site via the bond. When -S- is bonded, a bond (-A-) is included in Ry (when Ry has a bond -A-, Ry is -A-Ry ").

Ryと主鎖部分や側鎖部位(−S−)との直接結合は、耐熱性や耐酸化性の面で特に好ましい。   A direct bond between Ry and the main chain portion or side chain portion (-S-) is particularly preferable in terms of heat resistance and oxidation resistance.

結合手を介する場合、結合手(−A−)としては、共有結合で結合した2価の結合手であれば特に制限されないが、2価のヘテロ原子や2価の有機基から選ばれる。   In the case of using a bond, the bond (-A-) is not particularly limited as long as it is a divalent bond bonded by a covalent bond, and is selected from a divalent hetero atom and a divalent organic group.

なかでも、エーテル結合(−O−)、チオエーテル結合(−S−)、2価のアルキレン基、2価の含フッ素アルキレン基、エステル結合、スルホン酸エステル結合、リン酸エステル結合、酸アミド結合、アミジン結合などが、耐酸化性を低下させない点でより好ましい。   Among them, ether bonds (—O—), thioether bonds (—S—), divalent alkylene groups, divalent fluorine-containing alkylene groups, ester bonds, sulfonate ester bonds, phosphate ester bonds, acid amide bonds, An amidine bond or the like is more preferable in that it does not lower the oxidation resistance.

具体的には、
(a)結合手−A−が2価のアルキレン基、2価の含フッ素アルキレン基の場合
2価のアルキレン基は炭素数1〜10の2価のアルキレン基から選ばれることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜5の2価のアルキレン基、特にはメチレン基、エチレン基が好ましい。鎖長の長すぎる炭化水素基は耐酸化性を低下させるため好ましくない。
In particular,
(A) When the bond -A- is a divalent alkylene group or a divalent fluorine-containing alkylene group, the divalent alkylene group is preferably selected from a divalent alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably. Is preferably a divalent alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, particularly a methylene group or an ethylene group. A hydrocarbon group having a too long chain length is not preferable because it reduces oxidation resistance.

2価の含フッ素アルキレン基は上記のアルキレン基の水素原子の一部または全てが、フッ素原子に置換したものであり、耐酸化性の面でより多くフッ素原子に置換されたものが好ましく、特にはパーフルオロアルキレン基が好ましいものである。   The divalent fluorine-containing alkylene group is one in which part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned alkylene group are substituted with fluorine atoms, and those in which more fluorine atoms are substituted with respect to oxidation resistance are preferred. Is preferably a perfluoroalkylene group.

具体的には、   In particular,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、m1は0または1)
などが好ましく挙げられる。
(Where m1 is 0 or 1)
Etc. are preferred.

これらは、特に耐酸化性の面で好ましい。   These are particularly preferable in terms of oxidation resistance.

(b)結合手−A−がエーテル結合(−O−)、チオエーテル結合(−S−)の場合
具体的には、
−(S)m1−O−Ry”、−(S)m1−S−Ry”
(式中、m1は0または1)
などが挙げられる。
(B) When the bond -A- is an ether bond (-O-) or a thioether bond (-S-)
-(S) m1 -O-Ry ",-(S) m1 -S-Ry"
(Where m1 is 0 or 1)
Etc.

特にはエーテル結合が耐酸化性、耐熱性、耐薬品性の面で好ましい。   In particular, an ether bond is preferable in terms of oxidation resistance, heat resistance, and chemical resistance.

(c)結合手−A−がエステル結合、スルホン酸エステル結合、リン酸エステル結合の場合
具体的には、
(C) When the bond -A- is an ester bond, a sulfonate bond, or a phosphate bond, specifically,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、m1は0または1)
などが挙げられる。
(Where m1 is 0 or 1)
Etc.

(d)結合手−A−がアミド結合の場合
具体的には、
(D) When the bond -A- is an amide bond Specifically,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、R’は水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基;m1は0または1)
なかでも、R’は水素原子または炭素数1〜5のアルキル基であることが、耐酸化性、耐熱性を低下させない点で好ましい。特に好ましくは水素原子またはメチル基である。
(Wherein R ′ is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms; m1 is 0 or 1)
Especially, it is preferable that R 'is a hydrogen atom or a C1-C5 alkyl group at the point which does not reduce oxidation resistance and heat resistance. Particularly preferred is a hydrogen atom or a methyl group.

具体的には、   In particular,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、m1は0または1)
が挙げられる。
(Where m1 is 0 or 1)
Is mentioned.

これらは、耐酸化性、耐熱性が優れる点で好ましい。   These are preferable in terms of excellent oxidation resistance and heat resistance.

(e)結合手−A−がスルホンアミド結合、リン酸アミド結合の場合
具体的には、
(E) When the bond -A- is a sulfonamide bond or a phosphoric acid amide bond Specifically,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、R’は水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基;m1は0または1)などが好ましく挙げられる。 (Wherein, R ′ is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms; m1 is 0 or 1).

なかでも、R’は水素原子または炭素数1〜5のアルキル基であることが、耐酸化性、耐熱性を低下させない点で好ましい。特に好ましくは水素原子またはメチル基である。   Among these, R ′ is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms from the viewpoint of not reducing oxidation resistance and heat resistance. Particularly preferred is a hydrogen atom or a methyl group.

具体的には、   In particular,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、m1は0または1)
などが好ましく挙げられる。
(Where m1 is 0 or 1)
Etc. are preferred.

(f)結合手−A−がアミジン結合の場合
具体的には、
(F) When the bond -A- is an amidine bond Specifically,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、R’、R”は同じか異なり、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基;m1は0または1)などが好ましく挙げられる。 (Wherein, R ′ and R ″ are the same or different and are each a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms; m1 is 0 or 1).

なかでも、R’、R”は水素原子または炭素数1〜5のアルキル基であることが、耐酸化性、耐熱性を低下させない点で好ましい。特に好ましくは水素原子またはメチル基である。   Among these, R ′ and R ″ are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms from the viewpoint of not reducing the oxidation resistance and heat resistance. Particularly preferred is a hydrogen atom or a methyl group.

具体的には、   In particular,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、m1は0または1)
などが好ましく挙げられる。
(Where m1 is 0 or 1)
Etc. are preferred.

これら(a)〜(f)に例示の結合手のなかでも、2価のアルキレン基、2価の含フッ素アルキレン基、エーテル結合、アミド結合、アミジン結合が特に耐酸化性の面で好ましい。   Among the bonds exemplified in (a) to (f), a divalent alkylene group, a divalent fluorine-containing alkylene group, an ether bond, an amide bond, and an amidine bond are particularly preferable in terms of oxidation resistance.

構造単位M2は具体的には、式(2):   Specifically, the structural unit M2 is represented by the formula (2):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、X6、X7、X9およびX10は同じかまたは異なり、水素原子またはフッ素原子;X8は水素原子、フッ素原子、CH3およびCF3より選ばれる少なくとも1種;n3、n4は同じかまたは異なり、0または1;m1は0または1;Sは炭素数1〜20の2価の有機基;Ryは塩基性官能基Y1および/または該塩基性官能基の塩Y2の少なくとも1つを有し、かつ芳香族環状構造を含む炭素数2〜30の1価または2価の有機基)で示される構造単位であることが、イオン性液体型機能性材料の種々の機能を効果的に発現でき、さらに耐酸化性・耐熱性が優れる点で好ましい。 Wherein X 6 , X 7 , X 9 and X 10 are the same or different and are a hydrogen atom or a fluorine atom; X 8 is at least one selected from a hydrogen atom, a fluorine atom, CH 3 and CF 3 ; n3, n4 is the same or different and 0 or 1; m1 is 0 or 1; S is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms; Ry is a basic functional group Y 1 and / or a salt Y of the basic functional group A structural unit represented by a C2-C30 monovalent or divalent organic group having at least one of 2 and containing an aromatic cyclic structure). It is preferable in that the above functions can be effectively expressed and oxidation resistance and heat resistance are excellent.

具体的には、式(2)の構造単位M2は、   Specifically, the structural unit M2 of the formula (2) is

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、m1は0または1)
などが好ましく挙げられ、なかでも式(2)の構造単位は、式(2−1):
(Where m1 is 0 or 1)
Among them, the structural unit of the formula (2) is preferably the formula (2-1):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、X6、X7、X8、X9、X10、S、Ry、n3およびm1は前記式(2)と同じ)で示される構造単位であることが、特に耐酸化性と耐熱性および耐薬品性において好ましい。 (Wherein, X 6 , X 7 , X 8 , X 9 , X 10 , S, Ry, n3 and m1 are the same as those in the above formula (2)). Preferred in heat resistance and chemical resistance.

式(2−1)の構造単位は、より具合的には、   More specifically, the structural unit of the formula (2-1) is

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、m1は0または1)
などが好ましく挙げられ、なかでも特に、
(Where m1 is 0 or 1)
Are preferred, and in particular,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、m1は0または1)
の構造単位が耐酸化性、耐熱性および耐薬品性においてより好ましい。
(Where m1 is 0 or 1)
These structural units are more preferred in terms of oxidation resistance, heat resistance and chemical resistance.

上記式(2−1)に示した構造単位M2の側鎖構造において、Ryを除く主鎖部分との結合手−S−は、有していても、有さずに主鎖部分に直接結合していても良い。   In the side chain structure of the structural unit M2 shown in the above formula (2-1), the bond -S- with the main chain portion excluding Ry is directly bonded to the main chain portion without having it. You may do it.

−S−は炭素数1〜20の2価の有機基から適宜選択されるが、通常、耐酸化性と耐熱性を低下させないものから選ばれるのが好ましく、その点でも、炭素数1〜10の2価の炭化水素基、エーテル結合を含んでも良い炭素数1〜10の含フッ素アルキレン基から選ばれるものが好ましい。なかでも炭素数1〜10の2価の炭化水素基は、炭素数1〜5のアルキレン基、特に好ましくはメチレン基、エチレン基である。エーテル結合を含んでも良い炭素数1〜10の含フッ素アルキレン基は、前記フルオロエーテル単位−D−を含まないものが好ましく、なかでも好ましくは、炭素数1〜5の含フッ素アルキレン基、特には炭素数1〜5のパーフルオロアルキレン基から選ばれるものが好ましい。   -S- is appropriately selected from divalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms, but is usually preferably selected from those which do not decrease oxidation resistance and heat resistance. Of these, a divalent hydrocarbon group and a fluorine-containing alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an ether bond are preferred. Especially, a C1-C10 bivalent hydrocarbon group is a C1-C5 alkylene group, Most preferably, they are a methylene group and ethylene group. The C1-C10 fluorine-containing alkylene group that may contain an ether bond is preferably one that does not contain the fluoroether unit -D-, and particularly preferably a C1-C5 fluorine-containing alkylene group, particularly Those selected from perfluoroalkylene groups having 1 to 5 carbon atoms are preferred.

またさらには、側鎖部分−S−を含まない(m1=0)ものは、耐酸化性と耐熱性に優れる点で好ましいものである。   Furthermore, those not containing the side chain moiety -S- (m1 = 0) are preferred in that they are excellent in oxidation resistance and heat resistance.

これら好ましい構造単位M2は、さらに詳しくは、   These preferred structural units M2 are more specifically,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

Figure 2005350604
Figure 2005350604

などが好ましく挙げられる。 Etc. are preferred.

本発明の(M−1)の重合体は構造単位M1と構造単位M2をそれぞれ1モル%以上含有していればよく、共重合可能な単量体由来の構造単位A1を有する共重合体であっても構わない。   The polymer of (M-1) of this invention should just contain 1 mol% or more of structural unit M1 and structural unit M2, respectively, and is a copolymer which has structural unit A1 derived from a copolymerizable monomer. It does not matter.

また、構造単位A1を含まない、構造単位M1とM2の二元共重合体であっても構わない。   Moreover, you may be the binary copolymer of structural unit M1 and M2 which does not contain structural unit A1.

構造単位A1は構造単位M1を与えうる単量体とM2を与えうる単量体と共重合可能な単量体由来の構造単位であり、通常、含フッ素重合体が非晶性ポリマーとなるように選択される。   The structural unit A1 is a structural unit derived from a monomer that can be copolymerized with the monomer that can give the structural unit M1 and the monomer that can give M2, so that the fluorinated polymer is usually an amorphous polymer. Selected.

それによって、液状化、低粘度化が可能となる。   Thereby, liquefaction and low viscosity can be achieved.

また、構造単位A1は、構造単位M1由来の性能、例えば耐酸化性・耐熱性や液状性・低粘性を低下させないものが好ましい。   The structural unit A1 is preferably one that does not deteriorate the performance derived from the structural unit M1, such as oxidation resistance, heat resistance, liquidity, and low viscosity.

さらには、構造単位A1は、構造単位M2由来の性能、例えばイオン性液体としての機能や耐酸化性・耐熱性を低下させないものが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the structural unit A1 does not deteriorate the performance derived from the structural unit M2, such as the function as an ionic liquid, oxidation resistance, and heat resistance.

その点でも、構造単位A1は含フッ素エチレン性単量体由来の構造単位であることが好ましい。   In this respect, the structural unit A1 is preferably a structural unit derived from a fluorine-containing ethylenic monomer.

含フッ素エチレン性単量体由来の構造単位としては、炭素数2または3のエチレン性単量体であって、少なくとも1個のフッ素原子を有する含フッ素エチレン性単量体由来の構造単位A1−1から選ばれるものが好ましい
この構造単位A1−1は、耐酸化性、耐熱性を改善できる点で好ましい。
The structural unit derived from a fluorinated ethylenic monomer is an ethylenic monomer having 2 or 3 carbon atoms, and a structural unit derived from a fluorinated ethylenic monomer having at least one fluorine atom. Those selected from 1 are preferable. The structural unit A1-1 is preferable in that it can improve oxidation resistance and heat resistance.

具体的には、
CF2=CF2、CF2=CFCl、CH2=CF2、CFH=CH2、CFH=CF2、CF2=CFCF3、CH2=CFCF3、CH2=CHCF3
などが挙げられ、なかでも、共重合性、耐酸化性、耐熱性および耐薬品性を維持する効果が高い点で、テトラフルオロエチレン(CF2=CF2)、クロロトリフルオロエチレン(CF2=CFCl)が好ましい。
In particular,
CF 2 = CF 2, CF 2 = CFCl, CH 2 = CF 2, CFH = CH 2, CFH = CF 2, CF 2 = CFCF 3, CH 2 = CFCF 3, CH 2 = CHCF 3
Among them, tetrafluoroethylene (CF 2 = CF 2 ), chlorotrifluoroethylene (CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CF 2 = CFCl) is preferred.

式(M−1)の含フッ素重合体における各構造単位の存在比率は、構造単位M1、M2およびA1の構造、目的とする機能、用途に応じて適宜選択されるが、好ましくはM1+M2が30〜100モル%、A1が0〜70モル%であり、より好ましくはM1+M2が40〜100モル%、A1が0〜60モル%、特に好ましくはM1+M2が60〜100モル%、A1が0〜40モル%、さらに好ましくはM1+M2が70〜100モル%、A1が0〜30モル%である。   The abundance ratio of each structural unit in the fluorine-containing polymer of the formula (M-1) is appropriately selected according to the structure of the structural units M1, M2 and A1, the intended function, and the use, but preferably M1 + M2 is 30. ~ 100 mol%, A1 is 0 to 70 mol%, more preferably M1 + M2 is 40 to 100 mol%, A1 is 0 to 60 mol%, particularly preferably M1 + M2 is 60 to 100 mol%, and A1 is 0 to 40 mol%. More preferably, M1 + M2 is 70 to 100 mol%, and A1 is 0 to 30 mol%.

また、M1+M2=100モル%としたとき、M1/M2の存在比率は、構造単位M1、M2の構造、目的とする機能、用途に応じて1/99〜99/1モル比の範囲から適宜選択されるが、好ましくは2/98〜90/10モル比、より好ましくは5/95〜70/30モル比、とくに好ましくは10/90〜50/50モル比である。   Further, when M1 + M2 = 100 mol%, the abundance ratio of M1 / M2 is appropriately selected from the range of 1/99 to 99/1 mol ratio depending on the structure of the structural units M1 and M2, the intended function, and the use. However, the molar ratio is preferably 2/98 to 90/10, more preferably 5/95 to 70/30, and particularly preferably 10/90 to 50/50.

M1の存在比率が低すぎると、含フッ素重合体が液状化されにくいか、または粘性の高いものになりやすいため、好ましくない。   If the abundance ratio of M1 is too low, the fluoropolymer is not liable to be liquefied or tends to be highly viscous, which is not preferable.

また、M2の存在比率が低すぎると、イオン性液体としての目標機能が充分発揮できなくなり好ましくない。   On the other hand, if the M2 abundance ratio is too low, the target function as the ionic liquid cannot be sufficiently exhibited, which is not preferable.

例えば、反応媒体として、またはその一部として用いた場合、目的の反応基質を溶解させることが困難となったり、目的の反応が起こらなかったり、目的の反応生成物の選択性が得られなかったりする。また、除酸剤として用いた場合、目的の酸をトラップできなかったり、酸を分離抽出できなかったりする。また、アクチュエータ用途に用いた場合、目的の運動性能が得られなかったりする。   For example, when used as a reaction medium or as a part thereof, it becomes difficult to dissolve the target reaction substrate, the target reaction does not occur, or the selectivity of the target reaction product cannot be obtained. To do. Moreover, when used as a deoxidizer, the target acid cannot be trapped or the acid cannot be separated and extracted. In addition, when used for actuator applications, the target motion performance may not be obtained.

式(M−1)の含フッ素重合体の分子量は、数平均分子量で500〜1000000、好ましくは1000〜100000、より好ましくは1000〜50000であり、特には2000〜20000である。   The molecular weight of the fluorine-containing polymer of the formula (M-1) is 500 to 1,000,000, preferably 1000 to 100,000, more preferably 1000 to 50,000, particularly 2000 to 20000 in terms of number average molecular weight.

分子量が低すぎると、耐熱性が低下したり、機械的特性が低下する問題が生じることがある。また、分子量が高すぎると、高粘度化する可能性が生じるため好ましくない。   If the molecular weight is too low, there may be a problem that the heat resistance is lowered or the mechanical properties are lowered. Also, if the molecular weight is too high, there is a possibility of increasing the viscosity, which is not preferable.

本発明の前記式(M−1)の含フッ素重合体は、前述したように種々の特性および機能を有しており、単独で、または他の成分と混合してイオン性液体型機能性材料として使用できる。それらの使用形態は目的とする機能、用途に応じて適宜選定される。   The fluorine-containing polymer of the formula (M-1) of the present invention has various characteristics and functions as described above, and is an ionic liquid type functional material alone or mixed with other components. Can be used as Their usage is appropriately selected according to the intended function and application.

イオン性液体型機能性材料としては、たとえばイオン性液体、太陽電池の電解質、潤滑剤、除酸剤、アクチュエータ材料などが例示できる。   Examples of the ionic liquid type functional material include an ionic liquid, a solar cell electrolyte, a lubricant, a deoxidizer, and an actuator material.

配合可能な他の成分としては、目的とする機能性材料により適宜選定すればよいが、たとえば潤滑剤、アクチュエータ材料などとして使用する場合は、有機酸または無機酸を配合してもよいし、太陽電池の電解質の場合は有機溶媒、無機酸を配合してもよい。また、イオン性液体として使用する場合は、他のイオン性液体や有機溶媒などを配合してもよい。   Other components that can be blended may be appropriately selected depending on the intended functional material. For example, when used as a lubricant or actuator material, an organic acid or an inorganic acid may be blended. In the case of the battery electrolyte, an organic solvent or an inorganic acid may be blended. Moreover, when using as an ionic liquid, you may mix | blend another ionic liquid, an organic solvent, etc.

ここでいう有機酸および無機酸とは、H+を放出するブレンステッド型の酸とH+を放出しない酸であるルイス酸の双方を含んでいる。 The organic and inorganic acids as referred to herein, includes both the Lewis acid is an acid that does not release a Bronsted type of acid and H + that emits H +.

酸は任意のものであってもよいが、H+を放出するブレンステッド型の酸としては、テトラフルオロホウ酸、タングステン酸、クロム酸、ヘキサフルオロ燐酸、過塩素酸、ヘキサフルオロ砒素酸、硝酸、硫酸、燐酸、フッ酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、チオシアン酸などの無機酸;トリフルオロメタンスルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ヘプタフルオロプロピルスルホン酸、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、プロピオン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、n−ヘキサンスルホン酸、n−オクチルスルホン酸、セチルスルホン酸、p−クロロベンゼンスルホン酸、フェノールスルホン酸、4−ニトロトルエン−2−スルホン酸、2−スルホ安息香酸、ニトロベンゼンスルホン酸、スルホコハク酸、スルホセバシン酸などの有機酸などがあげられる。そのほか、アクリル酸、メタクリル酸、側鎖にカルボン酸を有するスチレン、側鎖にスルホン酸を有するスチレン、ナフィオン(デユポン社の商標)に代表される側鎖にスルホン酸を含有するパーフルオロスルホン酸系高分子、フレミオン(旭硝子(株)の商標)に代表される側鎖にカルボン酸を含有するパーフルオロカルボン酸系高分子、側鎖にリン酸を含有するパーフルオロリン酸系高分子、主鎖または側鎖にスルホニルイミドを含有するパーフルオロイミド系高分子といった固体高分子酸があげられる。 The acid may be any, but the Bronsted acid that releases H + includes tetrafluoroboric acid, tungstic acid, chromic acid, hexafluorophosphoric acid, perchloric acid, hexafluoroarsenic acid, nitric acid. Inorganic acids such as sulfuric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, thiocyanic acid; trifluoromethanesulfonic acid, pentafluoroethanesulfonic acid, heptafluoropropylsulfonic acid, bis (trifluoromethanesulfonyl) Imido acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, propionic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, n-hexanesulfonic acid, n-octylsulfonic acid, cetylsulfonic acid, p-chlorobenzenesulfonic acid, phenolsulfonic acid, 4-nitrotoluene- 2-sulfonic acid, 2-sulfobenzoic acid, nitrobenzene Sulfonic acid, sulfosuccinic acid, and organic acids such as Suruhosebashin acid, and the like. In addition, acrylic acid, methacrylic acid, styrene having carboxylic acid in the side chain, styrene having sulfonic acid in the side chain, perfluorosulfonic acid system containing sulfonic acid in the side chain represented by Nafion (trademark of Deyupon) Polymer, perfluorocarboxylic acid polymer containing carboxylic acid in the side chain represented by Flemion (trademark of Asahi Glass Co., Ltd.), perfluorophosphoric acid polymer containing phosphoric acid in the side chain, main chain Alternatively, a solid polymer acid such as a perfluoroimide polymer containing a sulfonylimide in the side chain can be used.

+を放出しない酸であるルイス酸としては、ホウ素、アルミニウム、シリカ、また、遷移金属、例えばモリブデン、タングステン、アンチモン、クロム、チタン、コバルト、鉄、マンガン、ニッケル、バナジウム、タンタル、オスミウム、銅、亜鉛などの酸化物や、当該金属のハロゲン化物(フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物)といった無機酸、m、またはp−ニトロトルエン、ニトロベンゼン、p−ニトロフルオロベンゼン、p−ニトロクロロベンゼン、2,4−ジニトロトルエン、2,4−ジニトロフルオロベンゼン、2,4,6−トリニトロトルエン、2,4,6−トリクロロベンゼンといった有機酸があげられる。 Lewis acids that do not release H + include boron, aluminum, silica, and transition metals such as molybdenum, tungsten, antimony, chromium, titanium, cobalt, iron, manganese, nickel, vanadium, tantalum, osmium, copper , Oxides such as zinc, inorganic acids such as halides (fluoride, chloride, bromide, iodide) of the metal, m, or p-nitrotoluene, nitrobenzene, p-nitrofluorobenzene, p-nitrochlorobenzene, 2 , 4-dinitrotoluene, 2,4-dinitrofluorobenzene, 2,4,6-trinitrotoluene, 2,4,6-trichlorobenzene, and other organic acids.

式(M−1)の含フッ素重合体は、上記の酸と混合させることにより粘性が下がり、粘性の低い塩の重合体として、太陽電池の電解質のほか、高分子イオン性液体として好適である。   The fluorine-containing polymer of the formula (M-1) decreases in viscosity when mixed with the above acid, and is suitable as a polymer of a low viscosity salt as a polymer ionic liquid in addition to an electrolyte of a solar cell. .

また、固体状の高分子量の有機酸または無機酸と本発明の式(M−1)の含フッ素重合体との組成物は、アクチュエータとして好適な材料となる。   Moreover, the composition of a solid high molecular weight organic acid or inorganic acid and the fluoropolymer of the formula (M-1) of the present invention is a material suitable as an actuator.

前記式(M−1)の含フッ素重合体と酸は任意の割合で混合させることができるが、含フッ素重合体中の塩基性官能基Y1(またはその塩Y2)の数(Nb1)/有機酸または無機酸中の酸基の数(Na1)が、0.01〜100であることが好ましく、さらには0.1〜10であることが好ましい。 The fluorine-containing polymer of the formula (M-1) and the acid can be mixed at an arbitrary ratio, but the number of basic functional groups Y 1 (or salts Y 2 thereof) in the fluorine-containing polymer (Nb1) / The number of acid groups (Na1) in the organic or inorganic acid is preferably 0.01 to 100, more preferably 0.1 to 10.

酸以外の配合可能な成分としては、たとえば有機溶媒、本発明の含フッ素重合体以外のイオン性液体などがあげられる。有機溶媒としては、極性の高い有機溶媒、例えば、アセトニトリル、ベンゾニトリルといったニトリル類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートといったカーボネート類;テトラヒドロフラン、トリグライム、テトラグライムといったエーテル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホアミドといったアミド類が望ましい。また、本発明の含フッ素重合体以外のイオン性液体としては、イミダゾール、ピリジンの誘導体のカチオンとCl-、Br-、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、CF3SO3 --N(SO2CF32-C(SO2CF32-OCOCF3のアニオンからなるイオン性液体があげられる。 Examples of components other than acids include organic solvents and ionic liquids other than the fluoropolymer of the present invention. Examples of organic solvents include highly polar organic solvents such as nitrites such as acetonitrile and benzonitrile; carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate; ethers such as tetrahydrofuran, triglyme and tetraglyme; dimethylformamide and dimethyl Amides such as acetamide and dimethylsulfamide are desirable. In addition, ionic liquids other than the fluoropolymer of the present invention include imidazole and pyridine derivative cations and Cl , Br , PF 6 , BF 4 , SbF 6 , CF 3 SO 3 , N (SO 2 CF 3) 2 , - C (SO 2 CF 3) 2, - ionic liquid comprising an anion of OCOCF 3 and the like.

つぎに本発明の機能性材料の具体的適用形態について、個別に説明するが、本発明の機能性材料は、かかる具体例に限定されるものではない。   Next, specific application forms of the functional material of the present invention will be described individually, but the functional material of the present invention is not limited to such specific examples.

重合体とした時の利点として、たとえば電気化学用電解質(たとえばLi二次電池用電解質、キャパシタ用電解質など)、反応溶媒、分離抽出溶媒などとして用いられるイオン性液体は、高分子量化により溶媒との分離性、熱的安定性、製膜容易性が得られるため重合体であることが好ましい。また、上記イオン性液体としての機能を用いて、気体分離膜や選択的透過膜といった機能性膜への展開が可能となるため、重合体の形態とすることが好ましい。また、太陽電池電解質では封止安定性、成形性がよくなるため、重合体であることが好ましい。   As an advantage of the polymer, for example, an ionic liquid used as an electrolyte for electrochemical use (for example, an electrolyte for a Li secondary battery, an electrolyte for a capacitor, etc.), a reaction solvent, a separation / extraction solvent, etc. It is preferable that the polymer be a polymer, because of its separability, thermal stability, and ease of film formation. In addition, since the function as the ionic liquid can be used to develop a functional membrane such as a gas separation membrane or a selective permeable membrane, it is preferable to use a polymer form. In addition, the solar cell electrolyte is preferably a polymer because sealing stability and moldability are improved.

なかでも本発明の含フッ素重合体は上記の点でも特に好ましいものである。   Among these, the fluorine-containing polymer of the present invention is particularly preferable in terms of the above points.

(イオン性液体型ポリマー)
現在、有機塩の中でも室温で液状の塩がイオン性液体として注目をあびている。これらの塩は、高極性で蒸気圧がないなど、塩の特徴を有する液体であるため、従来の有機溶媒の革新的な改革につながるとして、電気化学用電解質(たとえばLi二次電池用電解質、キャパシタ用電解質など)、反応溶媒、分離抽出溶媒など様々な分野でその応用が期待されている(イオン性液体、シーエムシー出版、2003)。
(Ionic liquid polymer)
Currently, organic salts that are liquid at room temperature are attracting attention as ionic liquids. Since these salts are liquids having salt characteristics such as high polarity and no vapor pressure, they are considered to lead to innovative reform of conventional organic solvents, such as electrochemical electrolytes (for example, electrolytes for Li secondary batteries, Applications are expected in various fields such as capacitor electrolytes, reaction solvents, and separation / extraction solvents (ionic liquid, CMC Publishing, 2003).

イオン性液体のカチオンはイミダゾールやピリジンをその基本骨格として様々な誘導体が検討されているが、それは、融点を効果的にさげられ、粘性を低下しうるカチオンの基本骨格がイミダゾール、ピリジンの誘導体に限られるからであり、選択できる種類に限りがある。   Various derivatives of ionic liquid cations have been studied with imidazole and pyridine as their basic skeleton, but the basic skeleton of cation that can effectively reduce the melting point and reduce viscosity is changed to derivatives of imidazole and pyridine. This is because it is limited, and the types that can be selected are limited.

本発明よれば、エチレン性重合体に含フッ素エーテルを有する構造単位を含有させることによって、その重合体のガラス転移点(または融点)をさげることができ、液状化可能となる。さらに粘性も低くすることができる。そしてこれらは、それ自体のガラス転移点(融点)の低さ、粘性の低さから、イオン性液体のカチオン材料として好適なものとなる。含フッ素エーテル鎖が長ければ融点の低下、粘性の低下がみられるが、誘電率も低くなり、イオン性液体部材として適さなくなる。従って、イオン性液体として使用する場合は、含フッ素エーテル単位は望ましくは1〜10個、さらに望ましくは1〜5個であることが望ましい。また、塩基性官能基を含有する本発明の重合体は、酸との混合によって液化しやすくなり、酸と本発明の重合体との組成物が容易にイオン性液体型ポリマーとなりうる。   According to the present invention, by including a structural unit having a fluorinated ether in an ethylenic polymer, the glass transition point (or melting point) of the polymer can be reduced, and liquefaction becomes possible. Furthermore, the viscosity can be lowered. These are suitable as cation materials for ionic liquids because of their low glass transition point (melting point) and low viscosity. If the fluorine-containing ether chain is long, the melting point and viscosity are lowered, but the dielectric constant is also lowered, making it unsuitable as an ionic liquid member. Therefore, when used as an ionic liquid, the number of fluorine-containing ether units is desirably 1 to 10, more desirably 1 to 5. In addition, the polymer of the present invention containing a basic functional group can be easily liquefied by mixing with an acid, and the composition of the acid and the polymer of the present invention can easily be an ionic liquid type polymer.

かかるイオン性液体型ポリマーは、上記電気化学用電解質、反応溶媒、分離抽出溶媒などとして有用である。   Such an ionic liquid type polymer is useful as the above-mentioned electrochemical electrolyte, reaction solvent, separation / extraction solvent, and the like.

(太陽電池の電解質)
前述したように、本発明の芳香族化合物の用途として、太陽電池電解質をあげることができる。色素増感太陽電池電解質は、現在はアセトニトリルを溶媒として用いている。しかし、アセトニトリルは(i)熱膨潤、収縮による封止性の劣化、(ii)電極に用いられるTiO2の直接励起による酸化、といった問題を抱えている。そのため、イオン性液体やゲル電解質などを用いた研究がなされているが(特開2000−58891号公報;色素増感太陽電池の最新技術、第28章(シーエムシー出版、2001年))、未だ十分な性能(伝導度、寿命など)はえられていない。
(Solar cell electrolyte)
As described above, the use of the aromatic compound of the present invention includes a solar cell electrolyte. The dye-sensitized solar cell electrolyte currently uses acetonitrile as a solvent. However, acetonitrile has problems such as (i) deterioration of sealing properties due to thermal swelling and shrinkage, and (ii) oxidation due to direct excitation of TiO 2 used for electrodes. For this reason, research using ionic liquids and gel electrolytes has been carried out (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-58891; latest technology of dye-sensitized solar cells, Chapter 28 (CMC Publishing, 2001)), but still Sufficient performance (conductivity, life, etc.) has not been obtained.

本発明の含フッ素重合体は、色素増感型太陽電池の電解質として用いることができる。色素増感型太陽電池の電解質は、I-/I3 -の塩を伝導させる必要があるが、本発明の含フッ素重合体の塩の対アニオンをI-とすることにより、本発明の材料は優れた電解質として機能する。 The fluorine-containing polymer of the present invention can be used as an electrolyte for a dye-sensitized solar cell. The electrolyte of the dye-sensitized solar cell needs to conduct a salt of I / I 3 , but the material of the present invention can be obtained by setting the counter anion of the salt of the fluoropolymer of the present invention to I −. Functions as an excellent electrolyte.

本発明の高分子化合物であることによる、揮発性が低いこと、熱膨潤と収縮の低減ができること、含フッ素エーテルを含有させることによる粘性の低下と耐酸化性の向上が可能であること、などの利点がある。   It is low in volatility due to the polymer compound of the present invention, can reduce thermal swelling and shrinkage, can reduce viscosity and improve oxidation resistance by containing fluorine-containing ether, etc. There are benefits.

またI-/I3 -の導電性をあげるためには塩濃度の向上が必要であるが、この点からは、構造単位M2における、塩基性官能基濃度のより高い芳香族環状構造由来の塩であることが好ましい。従って1つのRyに多官能の塩基性官能基を含むもの、具体的には前述した塩基性官能基を形成する原子が同時に芳香族環構造を構成したもの(前記(ii)、(iii)で示したRyの例示のもの)が芳香族環状構造としてより好ましい。 Further, in order to increase the conductivity of I / I 3 , it is necessary to improve the salt concentration. From this point, the salt derived from the aromatic cyclic structure having a higher basic functional group concentration in the structural unit M2 It is preferable that Accordingly, one Ry containing a polyfunctional basic functional group, specifically, the above-mentioned atoms forming the basic functional group simultaneously formed an aromatic ring structure (in the above (ii) and (iii) Examples of Ry shown) are more preferred as the aromatic cyclic structure.

(潤滑剤)
パーフルオロポリエーテルは潤滑剤として長らく使用されてきた。パーフルオロポリエーテルは基材との密着性がないため、密着性を高めるべく、水酸基、カルボン酸基といった官能基の導入、また、カルボン酸の塩として密着性を高めるという手法がとられている。例えば、磁気記録媒体として用いられる潤滑剤として、水酸基またはカルボキシル基を有するパーフルオロポリエーテルのエステル化合物を潤滑剤として利用するという報告(特開平5−194970号公報)、カルボン酸基を末端、または両端に有するパーフルオロポリエーテルのアミン塩化合物を潤滑剤として利用するという報告(特開平5−143975号公報、特開2001−216625号公報など)がなされている。しかし、パーフルオロポリエーテル末端のカルボン酸の酸性は通常の炭化水素系カルボン酸に比べて高く、そのため、エステルの場合は加水分解しやすく、長期の安定性に問題がある。また、パーフルオロポリエーテル末端のカルボン酸のアミン塩化合物を用いる場合でも、パーフルオロポリエーテル末端のカルボン酸の酸性が強いため遊離カルボン酸の影響により基材に影響がある。そのため、塩と共存して過剰の芳香族アミンを含有させねばならず、低分子である芳香族アミンの基盤からの滑落、蒸発により長期の安定性に問題がある。
(lubricant)
Perfluoropolyethers have long been used as lubricants. Since perfluoropolyether has no adhesion to the base material, in order to enhance the adhesion, a technique of introducing a functional group such as a hydroxyl group or a carboxylic acid group or increasing the adhesion as a salt of carboxylic acid has been taken. . For example, as a lubricant used as a magnetic recording medium, a report that a ester compound of a perfluoropolyether having a hydroxyl group or a carboxyl group is used as a lubricant (JP-A-5-194970), a carboxylic acid group is terminated, or There have been reports (such as JP-A-5-143975 and JP-A-2001-216625) that an amine salt compound of perfluoropolyether at both ends is used as a lubricant. However, the acidity of the carboxylic acid at the end of the perfluoropolyether is higher than that of a normal hydrocarbon carboxylic acid. Therefore, in the case of an ester, it is easily hydrolyzed, and there is a problem in long-term stability. Even when an amine salt compound of a carboxylic acid having a perfluoropolyether terminal is used, the base material is affected by the influence of a free carboxylic acid because the acidity of the carboxylic acid having a perfluoropolyether terminal is strong. For this reason, excess aromatic amine must be contained in the presence of salt, and there is a problem in long-term stability due to sliding off and evaporation of the low-molecular aromatic amine from the base.

本発明の含フッ素重合体を潤滑剤として用いる場合、該重合体自体は塩基性をもつために基材に悪影響を与えるため、潤滑剤として使用する場合は、酸との組成物でなければならない。しかし、本発明の含フッ素重合体中の含フッ素エーテル鎖は塩基性であるため、酸成分として基材に影響の少ない弱酸との組成物の形で潤滑剤成分として用いることができ、長期安定性が高い、さらには、芳香族環状構造を含むために基材との密着性が高い、といった効果がある。   When the fluorine-containing polymer of the present invention is used as a lubricant, the polymer itself has a basic property and thus adversely affects the base material. Therefore, when used as a lubricant, it must be a composition with an acid. . However, since the fluorinated ether chain in the fluorinated polymer of the present invention is basic, it can be used as a lubricant component in the form of a composition with a weak acid that does not affect the substrate as an acid component, and is stable for a long time. It has the effect that the adhesiveness with a base material is high since it has high property and also contains an aromatic cyclic structure.

(除酸剤)
環境問題が重要視される中、化学物質合成の際に発生する廃水、廃溶媒の処理が問題となっている。特に、廃水中に有機酸、リン酸、またオスミウム、スズの酸化物、ハロゲン化物といった環境影響の強い酸成分が含まれる場合、単に酸を中和だけでは処理したことにならず、そのもの自体の除去が必要となる。廃水中の酸を除去する除酸剤としては、その水との分離容易性、再生容易性の点からアニオン型ポリマーが用いられる場合がある。しかし、水との分離性が良好なアニオン型ポリマーは種類が少なく、また、耐酸化性が必ずしもよくないので再生利用回数が限られる。更には廃水からの除酸のプロセス、再生のための除酸のプロセスが液・固反応となるため、必ずしも効率がよいとはいえない。含フッ素エーテルを含む本発明の含フッ素重合体はそれ自体が液状化されているため、除酸のプロセスが液・液反応となり、効率が高い。
(Deoxidizer)
While environmental issues are regarded as important, the treatment of wastewater and waste solvents generated during chemical synthesis is becoming a problem. Especially when wastewater contains acid components with strong environmental impact such as organic acid, phosphoric acid, osmium, tin oxide, and halides, it cannot be treated simply by neutralizing the acid. Removal is required. An anionic polymer may be used as a deoxidizer for removing the acid in the wastewater from the viewpoint of ease of separation from water and ease of regeneration. However, there are few kinds of anionic polymers having good separation properties from water, and oxidation resistance is not always good, so the number of recycling is limited. Furthermore, since the process of deoxidation from wastewater and the process of deoxidation for regeneration are liquid / solid reactions, the efficiency is not necessarily high. Since the fluorinated polymer of the present invention containing a fluorinated ether is itself liquefied, the deoxidation process becomes a liquid / liquid reaction, and the efficiency is high.

また、本発明の含フッ素重合体は、揮発の心配がなく、再生使用も容易である。   In addition, the fluoropolymer of the present invention does not worry about volatilization and can be easily recycled.

(アクチュエータ)
アクチュエータは人工筋肉やマイクロロボットへの応用が期待されているが、熱、光、電気などの外部刺激により変形する材料である。アクチュエータの中でも、電気に応答して高分子電解質ゲルが膨潤・収縮する材料は、電気信号が比較的容易に制御できることから実用化への期待が高い(科学と工業、72(4),p162−p167(1998))。
(Actuator)
Actuators are expected to be applied to artificial muscles and microrobots, but are materials that deform by external stimuli such as heat, light, and electricity. Among actuators, a material that swells and contracts in response to electricity has a high expectation for practical use because an electric signal can be controlled relatively easily (Science and Industry, 72 (4), p162). p167 (1998)).

このようなアクチュエータは、電位に対して変位が大きい方が、小電位で所定の変形をなすことから好ましい。現在は、パーフルオロスルホン酸膜、パーフルオロカルボン酸膜といった固体高分子酸を水で膨潤させてアクチュエータ材料として用いているが、電位に対する変形を大きくするべく検討が行われている。   In such an actuator, it is preferable that the displacement is larger with respect to the potential because the actuator can be deformed at a small potential. Currently, solid polymer acids such as perfluorosulfonic acid membranes and perfluorocarboxylic acid membranes are swollen with water and used as actuator materials, but studies are being made to increase the deformation with respect to potential.

本発明においては、たとえば水で膨潤させたパーフルオロスルホン酸膜、パーフルオロカルボン酸膜といった固体高分子酸に、塩基性官能基を含有する本発明の含フッ素重合体を添加した場合は、添加しない場合に比べて、変形が大きくなるという効果がある。   In the present invention, for example, when the fluoropolymer of the present invention containing a basic functional group is added to a solid polymer acid such as a perfluorosulfonic acid film or a perfluorocarboxylic acid film swollen with water, There is an effect that the deformation becomes larger than in the case where it is not.

本発明の機能性材料は、上述のように液状で、または固体状で使用または混合することができるが、さらには固体膜としても成形することができる。   The functional material of the present invention can be used or mixed in the liquid state or in the solid state as described above, but can also be formed as a solid film.

固体膜への成形手法としては、たとえばキャスト、含浸、ヒートプレスなど、公知の任意の手法が用いられる。   As a method for forming the solid film, for example, any known method such as casting, impregnation, and heat press may be used.

固体膜を形成する場合、酸と含フッ素重合体との組み合わせは、
(i)固体の酸に液状の本発明の含フッ素重合体を含浸させる、
(ii)固体の本発明の含フッ素重合体を液体の酸に含浸させる、
(iii)固体の本発明の含フッ素重合体と固体の酸を複合させる、
(iv)本発明の含フッ素重合体と酸との組成物を他の固体膜に含浸させる
などの組み合わせがあげられる。
When forming a solid film, the combination of an acid and a fluoropolymer is
(i) impregnating a solid acid with the liquid fluoropolymer of the present invention,
(ii) impregnating the solid fluoropolymer of the present invention with a liquid acid,
(iii) combining the solid fluorine-containing polymer of the present invention with a solid acid,
(iv) A combination of impregnating the composition of the fluoropolymer of the present invention and an acid into another solid film is exemplified.

本発明の第二は新規な含フッ素重合体に関するものであり、つまり本発明の含フッ素重合体は、式(M−2):
−(M3)−(M4)−(A2)− (M−2)
[式中、構造単位M3は、式(3):
The second of the present invention relates to a novel fluoropolymer, that is, the fluoropolymer of the present invention has the formula (M-2):
-(M3)-(M4)-(A2)-(M-2)
[Wherein the structural unit M3 is represented by the formula (3):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

{式中、X11、X12、X14およびX15は同じかまたは異なり、水素原子またはフッ素原子;X13は水素原子、フッ素原子、CH3およびCF3より選ばれる少なくとも1種;n5、n6は同じかまたは異なり、0または1;D1は含フッ素エーテル構造の部位であって、式(3−1): {Wherein X 11 , X 12 , X 14 and X 15 are the same or different and are a hydrogen atom or a fluorine atom; X 13 is at least one selected from a hydrogen atom, a fluorine atom, CH 3 and CF 3 ; n5, n6 is the same or different and is 0 or 1; D 1 is a part of a fluorine-containing ether structure, and the formula (3-1):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、R1は水素原子の少なくとも1個がフッ素原子に置換されてなる炭素数1〜5の2価の含フッ素アルキレン基から選ばれる少なくとも1種;mは1〜20の整数)で表される基;Rx1は水素原子、ハロゲン原子、エーテル結合を有しても良い炭素数1〜20の含フッ素アルキル基から選ばれる少なくとも1種であって、ただしRx1中において前記D1は有さない}で表される構造単位。ただし、構造単位M1中および式(3−1)中において−O−O−の単位を含まない;構造単位M4は、式(4): (Wherein R 1 is at least one selected from divalent fluorine-containing alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; m is an integer of 1 to 20) Rx 1 is at least one selected from a hydrogen atom, a halogen atom, and a fluorine-containing alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have an ether bond, provided that in Rx 1 , the above D 1 Is a structural unit represented by However, the unit of —O—O— is not included in the structural unit M1 and the formula (3-1); the structural unit M4 is represented by the formula (4):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

{式中、X16、X17、X19およびX20は同じかまたは異なり、水素原子またはフッ素原子;X18は水素原子、フッ素原子、CH3およびCF3より選ばれる少なくとも1種;n7、n8は同じかまたは異なり、0または1;Ry1はアミン類Y3および/またはアミン類の塩Y4の少なくとも1つを有し、かつ芳香族環状構造を含む炭素数2〜30の1価の有機基}で表される構造単位;構造単位A2は構造単位M3およびM4を与えうる単量体と共重合可能な単量体由来の構造単位]であって構造単位M3を1〜99モル%、構造単位M4を1〜99モル%、構造単位A2を0〜98モル%含み、数平均分子量が500〜1000000である含フッ素重合体であり、特許、文献等未記載の新規な重合体である。 {Wherein X 16 , X 17 , X 19 and X 20 are the same or different and are a hydrogen atom or a fluorine atom; X 18 is at least one selected from a hydrogen atom, a fluorine atom, CH 3 and CF 3 ; n7, n8 is the same or different and is 0 or 1; Ry 1 is a monovalent having 2 to 30 carbon atoms having at least one of amines Y 3 and / or salts Y 4 of amines and containing an aromatic ring structure A structural unit derived from a monomer copolymerizable with a monomer capable of giving structural units M3 and M4], wherein 1 to 99 mol of structural unit M3 %, Structural unit M4 is 1 to 99 mol%, structural unit A2 is 0 to 98 mol%, and the number average molecular weight is 500 to 1,000,000. It is.

式(M−2)の含フッ素重合体における、構造単位M3はフルオロエーテル単位−D1−を側鎖に有することを特徴とし、それによって前述と同様、重合体を液状化・低粘度化させることが可能となり、さらに耐酸化性と耐熱性の優れたものとなる。 In the fluorine-containing polymer of the formula (M-2), the structural unit M3 is characterized by having a fluoroether unit -D 1 -in the side chain, thereby liquefying and reducing the viscosity of the polymer as described above. In addition, it has excellent oxidation resistance and heat resistance.

前記式(3)で表される構造単位M3において、フルオロエーテル単位−D1−は、前記式(3−1)で示す、フッ素原子を1つ以上有するフルオロエーテル単位またはそのフルオロエーテルの繰り返し単位である。 In the structural unit M3 represented by the formula (3), the fluoroether unit -D 1 -is a fluoroether unit having one or more fluorine atoms represented by the formula (3-1) or a repeating unit of the fluoroether. It is.

具体的に、−D1−は、前述のイオン性液体型機能性材料に用いる式(M−1)の含フッ素重合体における、フルオロエーテル単位−D−と同様なものが好ましく、具体例も前記−D−の好ましい具体例と同様のものが好ましく挙げられる。 Specifically, -D 1 -is preferably the same as the fluoroether unit -D- in the fluorine-containing polymer of the formula (M-1) used for the ionic liquid type functional material described above. The same as the preferred specific examples of -D- are preferred.

構造単位M3における、側鎖末端を構成するRx1は、水素原子、ハロゲン原子および前記−D1−の単位を含まない、炭素数1〜20のエーテル結合を含んでも良い含フッ素アルキル基から選ばれるものである。 Rx 1 constituting the side chain end in the structural unit M3 is selected from a fluorine-containing alkyl group that does not contain a hydrogen atom, a halogen atom, and the unit of -D 1- and may contain an ether bond having 1 to 20 carbon atoms. It is what

具体的に、Rx1は前述の式(M−1)の含フッ素重合体の構造単位M1の好ましいもので記載したRxと同様なものが好ましく利用でき、具体例も前記Rxの好ましい具体例と同様のものが好ましく挙げられ、それによって含フッ素重合体に優れた耐酸化性と耐熱性を付与できる。 Specifically, Rx 1 is preferably the same as Rx described in the preferred structural unit M1 of the fluoropolymer of formula (M-1) described above, and specific examples are also preferred specific examples of Rx. The same thing is mentioned preferably, whereby excellent oxidation resistance and heat resistance can be imparted to the fluoropolymer.

具体的には、式(3)で表される構造単位M3は、   Specifically, the structural unit M3 represented by the formula (3) is

Figure 2005350604
Figure 2005350604

などが好ましく挙げられ、なかでも、式(3−2): And the like. Among them, the formula (3-2):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、X11、X12、X13、X14、X15、D1、Rx1およびn5は前記式(3)と同じ)で示される構造単位であることが特に耐酸化性と耐熱性および耐薬品性において好ましい。 It is particularly preferred that the structural unit is a structural unit represented by the formula (wherein X 11 , X 12 , X 13 , X 14 , X 15 , D 1 , Rx 1 and n5 are the same as those in the formula (3)). In terms of chemical properties and chemical resistance.

式(3−2)の構造単位は、より具合的には、   More specifically, the structural unit of the formula (3-2) is

Figure 2005350604
Figure 2005350604

などが好ましく挙げられ、なかでも特に、 Are preferred, and in particular,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

の構造単位が、耐酸化性、耐熱性および耐薬品性においてより好ましい。 These structural units are more preferred in terms of oxidation resistance, heat resistance and chemical resistance.

これら好ましい構造単位M3は、さらに詳しくは、前記式(M−1)の構造単位M1の好ましい具体例と同様のものが、好ましく例示できる。   More specifically, these preferred structural units M3 are preferably the same as the preferred specific examples of the structural unit M1 of the formula (M-1).

式(M−2)の含フッ素重合体における、構造単位M4は、アミン類Y3および/またはアミン類の塩Y4から選ばれる官能基を有すること、さらに芳香族環状構造を有することを特徴とし、それによって、前述のイオン性液体型機能性材料の種々の機能を効果的に発現でき、さらに耐酸化性・耐熱性を付与できる点で好ましい。 The structural unit M4 in the fluorine-containing polymer of the formula (M-2) has a functional group selected from amines Y 3 and / or a salt Y 4 of amines, and further has an aromatic cyclic structure. Thus, various functions of the ionic liquid type functional material described above can be effectively expressed, and oxidation resistance and heat resistance can be imparted.

構造単位M4におけるRy1は、アミン類および/またはアミン類の塩の少なくとも1つを有し、かつ芳香族環状構造を含む炭素数2〜30の1価の有機基であり、具体的にRy1は、前記式(M−1)の含フッ素重合体における、構造単位M2中のRyにおいて、官能基Y1、Y2がアミン類Y3およびその塩Y4から選ばれるものであること、側鎖部分−S−を有さない(m1=0)こと以外は、前述の式(M−1)の含フッ素重合体におけるRyで例示したものが同様に好ましく例示できる。 Ry 1 in the structural unit M4 is a monovalent organic group having 2 to 30 carbon atoms having at least one of amines and / or salts of amines and containing an aromatic cyclic structure, and specifically Ry 1 is that in the Ry in the structural unit M2 in the fluorine-containing polymer of the formula (M-1), the functional groups Y 1 and Y 2 are selected from amines Y 3 and salts Y 4 thereof; What was illustrated by Ry in the fluoropolymer of the above-mentioned formula (M-1) except that it does not have a side chain portion -S- (m1 = 0) can be preferably exemplified.

具体的には、式(4)で表される構造単位M4は、   Specifically, the structural unit M4 represented by the formula (4) is

Figure 2005350604
Figure 2005350604

などが好ましく挙げられ、なかでも式(4)の構造単位M4は、式(4−1): Among them, the structural unit M4 of the formula (4) is preferably the formula (4-1):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

(式中、X16、X17、X18、X19、X20、Ry1およびn7は前記式(4)と同じ)で示される構造単位であることが特に耐酸化性と耐熱性および耐薬品性において好ましい。
式(4−1)の構造単位は、より具合的には、
In particular, the structural unit represented by the formula (X 16 , X 17 , X 18 , X 19 , X 20 , Ry 1 and n7 is the same as the above formula (4)) is particularly resistant to oxidation, heat and resistance. It is preferable in terms of chemical properties.
More specifically, the structural unit of the formula (4-1) is

Figure 2005350604
Figure 2005350604

などが好ましく挙げられ、なかでも特に、 Are preferred, and in particular,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

の構造単位が耐酸化性、耐熱性および耐薬品性においてより好ましい。 These structural units are more preferred in terms of oxidation resistance, heat resistance and chemical resistance.

これら好ましい構造単位M4は、さらに詳しくは、   These preferred structural units M4 are more specifically,

Figure 2005350604
Figure 2005350604

Figure 2005350604
Figure 2005350604

などが好ましく挙げられる。 Etc. are preferred.

本発明の(M−2)の含フッ素重合体は構造単位M3およびM4を、いずれも1モル%以上含有していればよく、共重合可能な単量体由来の構造単位A2を有する共重合体であっても構わない。   The fluorine-containing polymer of (M-2) of the present invention only needs to contain 1 mol% or more of structural units M3 and M4, and is a copolymer having a structural unit A2 derived from a copolymerizable monomer. They may be combined.

また、構造単位M3、M4の二元共重合体であっても構わない。   Further, it may be a binary copolymer of the structural units M3 and M4.

また、構造単位A2は、構造単位M3由来の性能、例えば耐酸化性・耐熱性や液状性・低粘性を低下させないものが好ましい。   The structural unit A2 is preferably one that does not lower the performance derived from the structural unit M3, such as oxidation resistance, heat resistance, liquidity, and low viscosity.

さらには、構造単位A2は、構造単位M4由来の性能、例えばイオン性液体としての機能や耐酸化性・耐熱性を低下させないものが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the structural unit A2 does not deteriorate the performance derived from the structural unit M4, for example, the function as an ionic liquid, oxidation resistance, and heat resistance.

その点でも、構造単位A2は含フッ素エチレン性単量体由来の構造単位であることが、好ましい。   Also in that respect, the structural unit A2 is preferably a structural unit derived from a fluorine-containing ethylenic monomer.

含フッ素エチレン性単量体由来の構造単位としては、炭素数2または3のエチレン性単量体であって、少なくとも1個のフッ素原子を有する含フッ素エチレン性単量体由来の構造単位A2−1から選ばれるものが好ましい
この構造単位A2−1は、耐酸化性、耐熱性を改善できる点で好ましい。
The structural unit derived from a fluorine-containing ethylenic monomer is a structural unit A2- derived from a fluorine-containing ethylenic monomer having 2 or 3 carbon atoms and having at least one fluorine atom. Those selected from 1 are preferable. The structural unit A2-1 is preferable in that it can improve oxidation resistance and heat resistance.

構造単位A2−1は具体的には、前述の式(M−1)の含フッ素重合体におけるA1の好ましいもの、構造単位A1−1と同様なものが、好ましく例示できる。   Specific examples of the structural unit A2-1 preferably include those preferred for A1 in the fluorine-containing polymer of the formula (M-1) and those similar to the structural unit A1-1.

式(M−2)の含フッ素重合体における各構造単位の存在比率は、構造単位M3、M4の構造、目的とする機能、用途に応じて適宜選択されるが、好ましくは構造単位M3+M4が30〜100モル%、構造単位A2が0〜70モル%であり、より好ましくは構造単位M3+M4が40〜100モル%、構造単位A2が0〜60モル%、特に好ましくは構造単位M3+M4が60〜100モル%、構造単位A2が0〜40モル%、さらに好ましくは構造単位M3+M4が70〜100モル%、構造単位A2が0〜30モル%である。   The abundance ratio of each structural unit in the fluorine-containing polymer of the formula (M-2) is appropriately selected according to the structure of the structural units M3 and M4, the intended function, and the use, but preferably the structural unit M3 + M4 is 30. To 100 mol%, the structural unit A2 is 0 to 70 mol%, more preferably the structural unit M3 + M4 is 40 to 100 mol%, the structural unit A2 is 0 to 60 mol%, and particularly preferably the structural unit M3 + M4 is 60 to 100 mol%. The structural unit A2 is 0 to 40 mol%, more preferably the structural unit M3 + M4 is 70 to 100 mol%, and the structural unit A2 is 0 to 30 mol%.

また、M3+M4=100モル%としたとき、M3/M4の存在比率は、構造単位M3、M4の構造、目的とする機能、用途に応じて1/99〜99/1モル比の範囲から適宜選択されるが、好ましくは2/98〜90/10モル比、より好ましくは5/95〜70/30モル比、とくに好ましくは10/90〜50/50モル比である。   Further, when M3 + M4 = 100 mol%, the abundance ratio of M3 / M4 is appropriately selected from the range of 1/99 to 99/1 molar ratio depending on the structure of the structural units M3 and M4, the intended function, and application. However, the molar ratio is preferably 2/98 to 90/10 molar ratio, more preferably 5/95 to 70/30 molar ratio, and particularly preferably 10/90 to 50/50 molar ratio.

M3の存在比率が低すぎると、含フッ素重合体が液状化されにくいか、または粘性の高いものになりやすいため、好ましくない。   If the abundance ratio of M3 is too low, the fluorinated polymer is not liable to be liquefied or tends to be highly viscous, which is not preferable.

また、M4の存在比率が低すぎると、イオン性液体としての目標機能が充分発揮できなくなり好ましくない。   On the other hand, if the ratio of M4 is too low, the target function as an ionic liquid cannot be sufficiently exerted, which is not preferable.

例えば、反応媒体として、またはその一部として用いた場合、目的の反応基質を溶解させることが困難となったり、目的の反応が起こらなかったり、目的の反応生成物の選択性が得られなかったりする。また、除酸剤として用いた場合、目的の酸をトラップできなかったり、酸を分離抽出できなかったりする。また、アクチュエータ用途に用いた場合、目的の運動性能が得られなかったりする。   For example, when used as a reaction medium or as a part thereof, it becomes difficult to dissolve the target reaction substrate, the target reaction does not occur, or the selectivity of the target reaction product cannot be obtained. To do. Moreover, when used as a deoxidizer, the target acid cannot be trapped or the acid cannot be separated and extracted. In addition, when used for actuator applications, the target motion performance may not be obtained.

式(M−2)の含フッ素重合体の分子量は、数平均分子量で500〜1000000、好ましくは1000〜100000、より好ましくは1000〜50000であり、特には2000〜20000である。   The molecular weight of the fluorine-containing polymer of the formula (M-2) is 500 to 1,000,000, preferably 1000 to 100,000, more preferably 1000 to 50,000, particularly 2000 to 20000 in terms of number average molecular weight.

分子量が低すぎると、耐熱性が低下したり、機械的特性が低下する問題が生じることがある。また、分子量が高すぎると、高粘度化する可能性が生じるため好ましくない。   If the molecular weight is too low, there may be a problem that the heat resistance is lowered or the mechanical properties are lowered. Also, if the molecular weight is too high, there is a possibility of increasing the viscosity, which is not preferable.

本発明の式(M−2)の重合体は、前述のイオン性液体型機能性材料として最も好ましいものであるが、それ以外に、エポキシ硬化剤、保水剤、表面保護剤などの用途にも、好ましく利用できるものである。   The polymer of the formula (M-2) of the present invention is most preferable as the above-mentioned ionic liquid type functional material, but besides that, it is also used for applications such as an epoxy curing agent, a water retention agent, and a surface protection agent. Can be preferably used.

つぎに本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。   Next, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to the examples.

実施例1(側鎖に含フッ素エーテル構造体を有するポリマーの合成)
撹拌装置を備えた100mlのガラス製ナス型フラスコに、側鎖に含フッ素エーテルを含有する下記の化合物(n=7):
Example 1 (Synthesis of a polymer having a fluorine-containing ether structure in the side chain)
In a 100 ml glass eggplant-shaped flask equipped with a stirrer, the following compound containing fluorine-containing ether in the side chain (n = 7):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

を9g、2−フルオロ−N−ピリミジン−2−イル‐アクリルアミド: 9 g, 2-fluoro-N-pyrimidin-2-yl-acrylamide:

Figure 2005350604
Figure 2005350604

を1.0g入れ、 1.0 g

Figure 2005350604
Figure 2005350604

の8.0重量%パーフルオロヘキサン溶液を8g、HCFC141bを20g入れ、充分に窒素置換を行ったのち、窒素気流下20℃で24時間撹拌を行った。得られた高粘度の液体をヘキサンに注ぎ、分離、真空乾燥させ、無色透明の重合体7.2gを得た。この重合体を19F−NMR、1H−NMR分析により分析したところ、側鎖末端が含フッ素ビニルエーテルであるユニット/側鎖末端がピリミジンであるユニットの割合は45/55(モル%比)であった。 After adding 8 g of the 8.0 wt% perfluorohexane solution and 20 g of HCFC141b and sufficiently purging with nitrogen, the mixture was stirred at 20 ° C. for 24 hours under a nitrogen stream. The obtained high-viscosity liquid was poured into hexane, separated and vacuum-dried to obtain 7.2 g of a colorless and transparent polymer. When this polymer was analyzed by 19 F-NMR and 1 H-NMR analysis, the ratio of units whose side chain ends were fluorine-containing vinyl ether / units whose side chain ends were pyrimidine was 45/55 (mole% ratio). there were.

19F−NMR(CD3COCD3):−84〜−91ppm(14.4F)、―128〜―134ppm(7.2F)、−164〜−173pm(1F)
1H−NMR(CD3COCD3):2.5〜3.3ppm(4H)、7.4〜8.7ppm(1.7H)、9.1ppm(0.6H)
19 F-NMR (CD 3 COCD 3 ): -84 to -91 ppm (14.4 F), -128 to -134 ppm (7.2 F), -164 to -173 pm (1 F)
1 H-NMR (CD 3 COCD 3 ): 2.5 to 3.3 ppm (4H), 7.4 to 8.7 ppm (1.7H), 9.1 ppm (0.6H)

合成例1(側鎖に含フッ素エーテル構造体を有するポリマーの合成)
撹拌装置を備えた100mlのガラス製ナス型フラスコに、側鎖に含フッ素エーテルを含有する下記の化合物(n=7):
Synthesis Example 1 (Synthesis of a polymer having a fluorine-containing ether structure in the side chain)
In a 100 ml glass eggplant-shaped flask equipped with a stirrer, the following compound containing fluorine-containing ether in the side chain (n = 7):

Figure 2005350604
Figure 2005350604

を9g、2−フルオロ−アクリロイルフルオリド:
CH2=CFCOF
を0.5g入れ、
9 g, 2-fluoro-acryloyl fluoride:
CH 2 = CFCOF
0.5g

Figure 2005350604
Figure 2005350604

の8.0重量%パーフルオロヘキサン溶液を8g、HCFC141bを20g入れ、充分に窒素置換を行ったのち、窒素気流下20℃で24時間撹拌を行った。得られた高粘度の液体をヘキサンに注ぎ、分離、真空乾燥させ、無色透明の重合体9.1gを得た。この重合体を19F−NMR、1H−NMR分析により分析したところ、側鎖末端が含フッ素ビニルエーテルであるユニット/側鎖末端が酸フルオライドであるユニットの割合は45/55(モル%)であった。 After adding 8 g of the 8.0 wt% perfluorohexane solution and 20 g of HCFC141b and sufficiently purging with nitrogen, the mixture was stirred at 20 ° C. for 24 hours under a nitrogen stream. The obtained high viscosity liquid was poured into hexane, separated and vacuum dried to obtain 9.1 g of a colorless and transparent polymer. When this polymer was analyzed by 19 F-NMR and 1 H-NMR analysis, the ratio of units whose side chain ends were fluorine-containing vinyl ether / units whose side chain ends were acid fluoride was 45/55 (mol%). there were.

実施例2
100mlの4つ口フラスコにDMF20ml、ピリミジン5gを入れ、氷浴につけて窒素雰囲気下で、合成例1で得られた重合体8gとTHF10mlとの混合溶液を滴下する。滴下後室温で4時間攪拌し、水で再沈を行った後、乾燥させ、白色粘性重合体を5.1g得た。この重合体を19F−NMR、1H−NMR分析により分析したところ、側鎖末端が含フッ素ビニルエーテルであるユニット/側鎖末端がピリミジンであるユニットの割合は45/55(モル%)であった。
Example 2
In a 100 ml four-necked flask, 20 ml of DMF and 5 g of pyrimidine are placed, put in an ice bath, and a mixed solution of 8 g of the polymer obtained in Synthesis Example 1 and 10 ml of THF is added dropwise under a nitrogen atmosphere. After dropping, the mixture was stirred at room temperature for 4 hours, reprecipitated with water, and then dried to obtain 5.1 g of a white viscous polymer. When this polymer was analyzed by 19 F-NMR and 1 H-NMR analyses, the ratio of units having a side chain terminal of fluorine-containing vinyl ether / side chain terminal of pyrimidine was 45/55 (mol%). It was.

19F−NMR(CD3COCD3):−84〜−91ppm(14.4F)、―128〜―134ppm(7.2F)、−164〜−173pm(1F)
1H−NMR(CD3COCD3):2.5〜3.3ppm(4H)、7.4〜8.7ppm(1.7H)、9.1ppm(0.6H)
19 F-NMR (CD 3 COCD 3 ): -84 to -91 ppm (14.4 F), -128 to -134 ppm (7.2 F), -164 to -173 pm (1 F)
1 H-NMR (CD 3 COCD 3 ): 2.5 to 3.3 ppm (4H), 7.4 to 8.7 ppm (1.7H), 9.1 ppm (0.6H)

Claims (7)

式(M−1):
−(M1)−(M2)−(A1)− (M−1)
[式中、構造単位M1は、側鎖中に含フッ素エーテル構造の部位−D−を有し、塩基性官能基Y1および該塩基性官能基の塩Y2を含まない含フッ素エチレン性単量体由来の構造単位であって、含フッ素エーテル構造の部位Dが式(1):
Figure 2005350604
(式中、Rは水素原子の少なくとも1個がフッ素原子に置換されてなる炭素数1〜5の2価の含フッ素アルキレン基から選ばれる少なくとも1種;nは1〜20の整数)である構造単位、ただし、構造単位M1の側鎖中において−O−O−の単位を含まない;構造単位M2は、側鎖中または側鎖末端に塩基性官能基を含む部位Ryを有するエチレン性単量体由来の構造単位であって、Ryが塩基性官能基Y1および/または該塩基性官能基の塩Y2の少なくとも1つを有し、かつ芳香族環状構造を含む炭素数2〜30の1価または2価の有機基である構造単位;構造単位A1は構造単位M1およびM2を与えうる単量体と共重合可能な単量体由来の構造単位]であって構造単位M1を1〜99モル%、構造単位M2を1〜99モル%、構造単位A1を0〜98モル%含む含フッ素重合体からなるイオン性液体型機能性材料。
Formula (M-1):
-(M1)-(M2)-(A1)-(M-1)
[In the formula, the structural unit M1 has a fluorine-containing ether-structure moiety -D- in the side chain, and does not contain the basic functional group Y 1 and the basic functional group salt Y 2. A structural unit derived from a monomer, wherein the portion D of the fluorine-containing ether structure is represented by the formula (1):
Figure 2005350604
(Wherein R is at least one selected from divalent fluorine-containing alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; n is an integer of 1 to 20). Structural unit, except that -O-O- unit is not included in the side chain of the structural unit M1; the structural unit M2 is an ethylenic unit having a site Ry containing a basic functional group in the side chain or at the end of the side chain. A structural unit derived from a mer, wherein Ry has at least one of a basic functional group Y 1 and / or a salt Y 2 of the basic functional group, and contains an aromatic cyclic structure. A structural unit derived from a monomer copolymerizable with a monomer capable of giving structural units M1 and M2], wherein the structural unit M1 is 1 -99 mol%, structural unit M2 is 1-99 mol%, structural unit An ionic liquid type functional material comprising a fluorine-containing polymer containing 0 to 98 mol% of A1.
前記式(1)において、−O−R−が、−(OCFZ1CF2)−、−(OCF2CF2CF2)−、−(OCH2CF2CF2)−、−(OCFZ2)−、−(OCZ3 2)−、−(CFZ1CF2O)−、−(CF2CF2CF2O)−、−(CH2CF2CF2O)−、−(CFZ2O)−および−(CZ3 2O)−(式中、Z1、Z2は同じかまたは異なってもよいH、FまたはCF3;Z3はCF3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフルオロエーテルの単位を有するものであり、ただし−D−中に−O−O−の構造を含まないことを特徴とする請求項1記載の含フッ素重合体からなるイオン性液体型機能性材料。 In the formula (1), —O—R— represents — (OCFZ 1 CF 2 ) —, — (OCF 2 CF 2 CF 2 ) —, — (OCH 2 CF 2 CF 2 ) —, — (OCFZ 2 ). -,-(OCZ 3 2 )-,-(CFZ 1 CF 2 O)-,-(CF 2 CF 2 CF 2 O)-,-(CH 2 CF 2 CF 2 O)-,-(CFZ 2 O) -And-(CZ 3 2 O)-(wherein Z 1 and Z 2 may be the same or different, H, F or CF 3 ; Z 3 is CF 3 ). The ionic liquid type functional material comprising a fluoropolymer according to claim 1, wherein the ionic liquid type functional material comprises a fluoroether unit, wherein -D- does not contain a structure of -O-O-. 前記式(M−1)において、含フッ素エーテル構造の部位を有する構造単位M1が、式(1−1):
−D−Rx (1−1)
(式中、Rxは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20のエーテル結合を含んでいてもよい含フッ素アルキル基から選ばれる少なくとも1種であって、ただしRx中において前記Dは有さない;Dは前記式(1)と同じ)で示される部位を側鎖末端に有するエチレン性単量体由来の構造単位である請求項1または2記載のイオン性液体型機能性材料。
In the formula (M-1), the structural unit M1 having a fluorine-containing ether structure moiety is represented by the formula (1-1):
-D-Rx (1-1)
(In the formula, Rx is at least one selected from a hydrogen atom, a halogen atom, and a fluorine-containing alkyl group that may contain an ether bond having 1 to 20 carbon atoms, provided that D does not exist in Rx. The ionic liquid type functional material according to claim 1 or 2, wherein D is a structural unit derived from an ethylenic monomer having a site represented by the formula (1) at the side chain end.
構造単位M1が式(1−2):
Figure 2005350604
(式中、X1、X2、X4およびX5は同じかまたは異なり、水素原子またはフッ素原子;X3は水素原子、フッ素原子、CH3およびCF3より選ばれる少なくとも1種;n1、n2は同じかまたは異なり、0または1;D、Rxは前記式(1―1)と同じ)で示される構造単位である請求項1〜3のいずれかに記載のイオン性液体型機能性材料。
The structural unit M1 is represented by the formula (1-2):
Figure 2005350604
Wherein X 1 , X 2 , X 4 and X 5 are the same or different and are a hydrogen atom or a fluorine atom; X 3 is at least one selected from a hydrogen atom, a fluorine atom, CH 3 and CF 3 ; n1, The ionic liquid type functional material according to any one of claims 1 to 3, wherein n2 is the same or different and is 0 or 1; and D and Rx are structural units represented by the same formula (1-1). .
構造単位M1が式(1−3):
Figure 2005350604
(式中、X1、X2、X3、X4、X5、D、Rxおよびn1は前記式(1−2)と同じ)で示される構造単位である請求項1〜3のいずれかに記載のイオン性液体型機能性材料。
The structural unit M1 is represented by the formula (1-3):
Figure 2005350604
The structural unit represented by the formula (wherein X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , D, Rx and n1 are the same as those in the formula (1-2)). The ionic liquid type functional material described in 1.
前記Ryが有する塩基性官能基または該塩基性官能基の塩が、アミン類、イミン類、エナミン類、ケチミン類、アジン類およびそれらの塩から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜5のいずれかに記載のイオン性液体型機能性材料。 The basic functional group or a salt of the basic functional group possessed by Ry is at least one selected from amines, imines, enamines, ketimines, azines and salts thereof. The ionic liquid type functional material according to any one of the above. 式(M−2):
−(M3)−(M4)−(A2)− (M−2)
[式中、構造単位M3は、式(3):
Figure 2005350604
{式中、X11、X12、X14およびX15は同じかまたは異なり、水素原子またはフッ素原子;X13は水素原子、フッ素原子、CH3およびCF3より選ばれる少なくとも1種;n5、n6は同じかまたは異なり、0または1;D1は含フッ素エーテル構造の部位であって、式(3−1):
Figure 2005350604
(式中、R1は水素原子の少なくとも1個がフッ素原子に置換されてなる炭素数1〜5の2価の含フッ素アルキレン基から選ばれる少なくとも1種;mは1〜20の整数)で表される基;Rx1は水素原子、ハロゲン原子、エーテル結合を有しても良い炭素数1〜20の含フッ素アルキル基から選ばれる少なくとも1種であって、ただしRx1中において前記D1は有さない}で表される構造単位。ただし、構造単位M1中および式(3−1)中において−O−O−の単位を含まない;構造単位M4は、式(4):
Figure 2005350604
{式中、X16、X17、X19およびX20は同じかまたは異なり、水素原子またはフッ素原子;X18は水素原子、フッ素原子、CH3およびCF3より選ばれる少なくとも1種;n7、n8は同じかまたは異なり、0または1;Ry1はアミン類Y3および/またはアミン類の塩Y4の少なくとも1つを有し、かつ芳香族環状構造を含む炭素数2〜30の1価の有機基}で表される構造単位;構造単位A2は構造単位M3およびM4を与えうる単量体と共重合可能な単量体由来の構造単位]であって構造単位M3を1〜99モル%、構造単位M4を1〜99モル%、構造単位A2を0〜98モル%含み、数平均分子量が500〜1000000である含フッ素重合体。
Formula (M-2):
-(M3)-(M4)-(A2)-(M-2)
[Wherein the structural unit M3 is represented by the formula (3):
Figure 2005350604
{Wherein X 11 , X 12 , X 14 and X 15 are the same or different and are a hydrogen atom or a fluorine atom; X 13 is at least one selected from a hydrogen atom, a fluorine atom, CH 3 and CF 3 ; n5, n6 is the same or different and is 0 or 1; D 1 is a part of a fluorine-containing ether structure, and the formula (3-1):
Figure 2005350604
(Wherein R 1 is at least one selected from divalent fluorine-containing alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; m is an integer of 1 to 20) Rx 1 is at least one selected from a hydrogen atom, a halogen atom, and a fluorine-containing alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have an ether bond, provided that in Rx 1 , the above D 1 Is a structural unit represented by However, the unit of —O—O— is not included in the structural unit M1 and the formula (3-1); the structural unit M4 is represented by the formula (4):
Figure 2005350604
{Wherein X 16 , X 17 , X 19 and X 20 are the same or different and are a hydrogen atom or a fluorine atom; X 18 is at least one selected from a hydrogen atom, a fluorine atom, CH 3 and CF 3 ; n7, n8 is the same or different and is 0 or 1; Ry 1 is a monovalent having 2 to 30 carbon atoms having at least one of amines Y 3 and / or salts Y 4 of amines and containing an aromatic ring structure A structural unit derived from a monomer copolymerizable with a monomer capable of giving structural units M3 and M4], wherein 1 to 99 mol of structural unit M3 %, 1 to 99 mol% of the structural unit M4, 0 to 98 mol% of the structural unit A2, and a number average molecular weight of 500 to 1,000,000.
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