JP2013545877A - マイクロエマルジョン及びマイクロエマルジョンを用いて作製されたフルオロポリマー - Google Patents
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Abstract
Description
−XXXYYY−並びに−XYXYXY−又は−YXXYXY−のブロックコポリマー及びランダムコポリマーの配置を含む。
(a)高度にフッ素化されたハロゲン化ビニルスルホニルを提供する工程と、
(b)反応開始剤を用いて高度にフッ素化されたハロゲン化ビニルスルホニルをオリゴマー化して、式(I)による高度にフッ素化されたオリゴマーのハロゲン化スルホニルを提供する工程と、
CF2=CF−O−CF2CF2−SO2F
CF2=CF−O−CF2CF2−SO2Cl
CF2=CF−O−CF2CF2CF2−SO2F
CF2=CF−O−CF2CF2CF2−SO2Cl
CF2=CF−O−CF2CF2CF2CF2−SO2Cl
CF2=CF−O−CF2CF2CF2CF2CF2−SO2F
CF2=CF−O−CF2CF2CF2CF2CF2−SO2Cl
CF2=CF−O−CF2CF2CF2CF2CF2CF2−SO2F
CF2=CF−O−CF2CF2CF2CF2CF2CF2−SO2Cl
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]−CF2CF2−SO2Cl
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]2−CF2CF2−SO2Cl
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]3−CF2CF2−SO2F
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]3−CF2CF2−SO2Cl
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]4−CF2CF2−SO2F
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]4−CF2CF2−SO2Cl
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]−CF2CF2CF2−SO2F
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]−CF2CF2CF2−SO2Cl
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]2−CF2CF2CF2−SO2F
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]2−CF2CF2CF2−SO2Cl
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]−CF2CF2CF2CF2−SO2F
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]−CF2CF2CF2CF2−SO2Cl
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]2−CF2CF2CF2CF2−SO2F
CF2=CF−O−[CF2CF(CF3)−O]2−CF2CF2CF2CF2−SO2Cl
が挙げられるが、これらに限定されない。
CX2=CX(Z)
の1つ以上の化合物に由来する。いくつかの実施形態では、それぞれのXは独立して、水素又はフッ素から選択される。いくつかの実施形態では、Zは、ヨウ素、臭素又はRf−Uから選択され、式中、Uは、ヨウ素又は臭素から選択され、Rfは、所望により、酸素原子を含有する完全フッ素化又は部分的に完全フッ素化されたアルキレン基である。いくつかの実施形態では、非フッ素化ブロモ−又はヨードオレフィン、例えば、ヨウ化ビニル及びヨウ化アリルを使用することができる。官能基を含有する例示のエチレン性不飽和のモノマーとしては、
CH2=CHI
CF2=CHI
CF2=CFI
CH2=CHCH2I
CF2=CFCF2I
CH2=CHCF2CF2I
CH2=CHCF2CF2CH2CH2I
CH2=CH(CF2)4I
CH2=CH(CF2)4CH2CH2I
CH2=CH(CF2)6I
CH2=CH(CF2)6CH2CH2I
CF2=CFCH2CH2I
CF2=CFCF2CF2I
CF2=CFOCF2CF2I
CF2=CFOCF2CF2CH2CH2I
CF2=CFOCF2CF2CF2 CF2I
CF2=CFOCF2CF2CF2I
CF2=CFOCF2CF2CF2CH2CH2I
CF2=CFOCF2CF2CH2I
CF2=CFOCF2CF2CF2CH2I
CF2=CFCF2OCH2CH2I
CF2=CFO(CF2)3−OCF2CF2I
CH2=CHBr
CF2=CHBr
CF2=CFBr
CH2=CHCH2Br
CF2=CFCF2Br
CH2=CHCF2CF2Br
CF2=CFOCF2CF2Br
CF2=CFCl
CF2=CFCF2Cl
並びにこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
CX1X3=CX2−O−R−CFX−SO2M
による高度にフッ素化されたビニルエーテルスルフィン酸塩から選択され、式中、X1、X2、及びX3は独立して、F、Cl、及びCF3から選択され、XはFであるか、直鎖又は分枝鎖の完全フッ素化アルキル基であり、Rは、飽和又は不飽和、置換又は非置換であってよく、所望によりカテナリーヘテロ原子を含む、直鎖又は分枝鎖の完全フッ素化連結基であり、Mはカチオンである。
CF2=CF−O−C4F8−SO2F
CF2=CF−O−C3F6−O−CF3
CF2=CF−O−CF2CF(CF3)−OC2F4−SO2Fを含む。
CX1X3=CX2−(R1)p−CZ1 Z2−SO2M(VIII)
に示されるものも含み、式中、X1、X2、及びX3は独立して、H、F、Cl、Br、I、CF3、及びCH3から選択され、X1、X2、又はX3のうちの少なくとも1つはHであり、R1は連結基であり、Z1及びZ2は独立して、F、Cl、I、Br、CF3、及びペルフルオロアルキル基から選択され、pは0又は1であり、Mはカチオンである。
CH2=CH−(CF2)n−SO2M (VIIIa)が含まれ、
式中、Mはカチオンであり、nは少なくとも1、2、4、6、10、20等である。別の実施形態では、式(VIII)によるモノマーには、
CH2=CH−−(CF2)2O(CF2)2−SO2M(VIIIb)(式中、Mは上記に定義される)が含まれる。
CX4X1X3−CX5X2−(R1)p−CZ1Z2−SO2M (IX)
に示され、式中、X1、X2、及びX3は独立して、H、F、Cl、Br、I、CF3又はCH3から選択され、X1、X2、又はX3のうちの少なくとも1つは、Hであり、X4及びX5は独立して、H、F、Cl、Br及びIから選択され、R1は連結基であり、Z1及びZ2は独立して、F、Cl、I、Br、CF3、及びペルフルオロアルキル基から選択され、pは0又は1であり、Mは、F及びカチオンから選択される。
XCH2CH2−(CF2)n−SO2M (VIIIc)
が含まれ、式中、Mは上記のように定義され、Xは、H、F、Cl、Br、I、CF3又はCH3から選択され、nは、少なくとも1、2、4、6、10、20等である。いくつかの実施形態では、式VIIIによるモノマーには、
XCH2−CH2−−(CF2)2O(CF2)2−SO2M (VIIId)
が含まれ、式中、MはF又はカチオンであり、XはF、Cl、Br、及びIから選択される。
CF2=CF−O−Rf
式中、Rfは、1つ以上の酸素原子を含有してもよい完全フッ素化脂肪族基を表す。好ましくはペルフルオロビニルエーテルは、次の一般式に対応し、
CF2=CFO(RfO)n(R’fO)mR”f
式中、Rf及びR’fは、2〜6個の炭素原子の異なる直鎖又は分枝鎖ペルフルオロアルキレン基であり、m及びnは独立して、0〜10であり、R”fは、1〜6個の炭素原子のペルフルオロアルキル基である。上記の式によるペルフルオロビニルエーテルの例としては、ペルフルオロ−2−プロポキシプロピルビニルエーテル(PPVE−2)、ペルフルオロ−3−メトキシ−n−プロピルビニルエーテル、ペルフルオロ−2−メトキシ−エチルビニルエーテル、ペルフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)、ペルフルオロ−n−プロピルビニルエーテル(PPVE−1)及びCF3−(CF2)2−O−CF(CF3)−CF2−O−CF(CF3)−CF2−O−CF=CF2が挙げられる。
CF2=CF−CF2−O−Rf
式中、Rfは、1つ以上の酸素原子を含有してもよい完全フッ素化脂肪族基を表す。
Z−Rf−O−CX=CX2
式中、それぞれのXは、同一又は異なるものであってよく、H又はFを示し、Zは、Br又はIであり、Rfは、(ペル)フルオロアルキレンC1〜C12であり、所望により、塩素及び/又はエーテル酸素原子を含有し、例えば、BrCF2−O−CF=CF2、BrCF2CF2−O−CF=CF2、BrCF2CF2CF2−O−CF=CF2、CF3CFBrCF2−O−CF=CF2等である、
(b)次式を有するもののようなブロモ−又はヨード−を含有するフルオロオレフィン:
Z’−(Rf’)r−CX=CX2
それぞれのXは独立して、H又はFを表し、Z’は、Br又はIであり、Rf’は、ペルフルオロアルキレンC1〜C12であり、所望により、塩素原子を含有し、rは、0又は1であり、例えば、ブロモトリフルオロエチレン、4−ブロモ−ペルフルオロブテン−1等であるか、又は1−ブロモ−2,2−ジフルオロエチレン及び4−ブロモ−3,3,4,4−テトラフルオロブテン−1等のブロモフルオロオレフィンである。
CF2=CF−CF2−O−Rf−CN
CF2=CFO(CF2)LCN
CF2=CFO[CF2CF(CF3)O]g(CF2)vOCF(CF3)CN
CF2=CF[OCF2CF(CF3)]kO(CF2)uCNのうちの1つに対応するものを含み、
式中、Lは、2〜12の整数を表し、gは、0〜4の整数を表し、kは、1又は2を表し、vは、0〜6の整数を表し、uは、1〜6の整数を表し、Rfは、ペルフルオロアルキレン又は二価ペルフルオロエーテル基である。ニトリル含有フッ素化モノマーの具体的な例としては、ペルフルオロ(8−シアノ−5−メチル−3,6−ジオキサ−1−オクテン)、CF2=CFO(CF2)5CN、及びCF2=CFO(CF2)3OCF(CF3)CNが挙げられる。
R1−O−[CH2CH2O]n−[R2O]m−R3 (X)
を含み、式中、R1は、少なくとも8個の炭素原子を有する芳香族又は脂肪族、直鎖状又は分枝状炭化水素基を表し、R2は、3個の炭素原子を有するアルキレンを表し、R3は、ハロゲン又はC1〜C3アルキル基を表し、nは、0〜40の値を有し、mは、0〜40の値を有し、及びn+mの合計は、少なくとも2である。上記の式(X)において、n及びmにより示される単位は、ブロックとして現れてもよく、それらが交互の構成若しくはランダムな構成で存在してもよいということが理解されるであろう。上記式(X)による非イオン性界面活性剤の例としては、例えば、エトキシ単位の数が約10である商標名「トリトンX 100」又はエトキシ単位の数が約7〜8である商標名「トリトンX 114」として入手可能なものである、商標名「トリトン」として市販されているエトキシ化p−イソオクチルフェノールのような、アルキルフェノールオキシエチレートが挙げられる。更なる例としては、上記式(X)のR1は4〜20個の炭素原子のアルキル基を表し、mは0であり、R3は水素であるものが挙げられる。それらの例としては、約8個のエトキシ基でエトキシ化されたイソトリデカノールが挙げられ、これは「GENAPOL X080」の商標名にてClariant GmbHから市販されている。親水性部分がエトキシ基及びプロポキシ基のブロックコポリマーを含む、式(X)による非イオン性界面活性剤も同様に使用してよい。かかる非イオン性界面活性剤は、「GENAPOL PF 40」、及び「GENAPOL PF 80」の商標名で、Clariant GmbHから市販されている。
R(OCH2CH2)nOH
のアルコールエトキシレートの混合物を含み、式中、Rは、分枝鎖アルキル、分枝鎖アルケニル、シクロアルキル、又は8〜18個の炭素原子を有するシクロアルケニル炭化水素基であり、nは、5〜18の平均値である。例えば、本発明のエトキシレートは、(1)分枝鎖アルキル、分枝鎖アルケニル、シクロアルキル、若しくはシクロアルケニルから選択される炭化水素基からなる第一級アルコール、又は(2)第二級又は第三級アルコールから調製されることが考慮され得る。いずれにしても、本発明のエトキシレートは、芳香族基を含有しない。分子の親水性部分のエチレンオキシド単位の数は、典型的に供給されるような広い若しくは狭い単峰性分布か、又はブレンドにより得られ得る広い若しくは二峰性分布のいずれかを含み得る。そのような非イオン性界面活性剤は、Dow Chemical Corporationから「TERGITOL TMN−6」及び「TERGITOL TMN−10」として市販されている。
マイクロエマルジョンであって、
(a)水と、
(b)少なくとも1つのエチレン性不飽和のフルオロモノマーと、
(c)少なくとも1つのオリゴマーのフルオロスルフィン酸化合物と、を含む、マイクロエマルジョン。
オリゴマーのフルオロスルホン酸化合物が、高度にフッ素化されたスルフィン酸塩オリゴマーである、実施形態1に記載のマイクロエマルジョン。
高度にフッ素化されたスルフィン酸塩オリゴマーが、式(IV):
式(IV)による高度にフッ素化されたスルフィン酸塩オリゴマーに由来する塩を更に含む、実施形態3に記載のマイクロエマルジョン。
少なくとも1つのオリゴマーのフルオロスルホン酸化合物が、式(II):
官能基が、カルボン酸及びその誘導体、ニトリル、ハロゲン化スルホニル、スルホン酸塩、イミダート、アミジン、アルコール、メルカプタン、及びこれらの組み合わせから選択される、実施形態5に記載のマイクロエマルジョン。
式(II)による官能化されたペルフルオロビニルエーテルは、官能基がカルボン酸誘導体であるとき、官能基が還元されて、アルコール誘導体を提供する、実施形態5又は6に記載のマイクロエマルジョン。
オリゴマーのフルオロスルホン酸化合物が、部分的にフッ素化されている、実施形態1に記載のマイクロエマルジョン。
部分的にフッ素化されたスルフィン酸塩オリゴマーが、式(VI):
部分的にフッ素化されたスルフィン酸塩オリゴマーが、
少なくとも1つのオリゴマーのフルオロスルホン酸化合物が、式(III):
R1及びR2は独立して、−(CF2)a−、−(CF2)a−O−(CF2)b−、−(CF2)a−[O−(CF2)b]c−、−(CF2)a−[O−(CF(CF3)CF2)b]c−、及び−[(CF2)a−O−]b−[(CF2)c−O−]d−、並びにこれらの組み合わせから選択され、式中、a、b、c、及びdは独立して、少なくとも1である、実施形態1〜11のいずれかに記載のマイクロエマルジョン。
R1及びR2は独立して、−CF2CF2−、−CF2CF2CF2CF2−、−CF2CF2OCF2CF2−、−CF2CF(CF3)−O−CF2CF2−から選択される、実施形態1〜12のいずれかに記載のマイクロエマルジョン。
少なくとも1つのオリゴマーのフルオロスルホン酸化合物が、20,000グラム/モルを超えない多くの平均分子量を有する、実施形態1〜13のいずれかに記載のマイクロエマルジョン。
Mは、H+、NH4 +、PH4 +、H3O+、Na+、Li+、Cs+、Ca+2、K+、Mg+2、Zn+2、及びCu+2、並びに/又はN(CH3)4 +、NH2(CH3)2 +、N(CH2CH3)4 +、NH(CH2CH3)3 +、NH(CH3)3 +、((CH3CH2CH2CH2)4)P+が挙げられるが、これらに限定されない有機カチオン、並びにこれらの組み合わせから選択される、実施形態1〜14のいずれかに記載のマイクロエマルジョン。
少なくとも1つのオリゴマーのフルオロスルホン酸化合物が水溶性である、実施形態1〜15のいずれかに記載のマイクロエマルジョン。
マイクロエマルジョンであって、
(a)水と、
(b)少なくとも1つのエチレン性不飽和のフルオロモノマーと、
(c)少なくとも1つのエチレン性不飽和で重合性モノマーのフルオロスルフィン酸化合物と、を含む、マイクロエマルジョン。
少なくとも1つのエチレン性不飽和で重合モノマーのフルオロスルホン酸化合物が、式VII:
CX1X3=CX2−O−R−CFX−SO2M
による高度にフッ素化されたビニルエーテルスルフィン酸塩から選択され、式中、X1、X2、及びX3は独立して、F、Cl、及びCF3から選択され、XはFであるか、直鎖又は分枝鎖の完全フッ素化アルキル基であり、Rは、飽和又は不飽和、置換又は非置換であってよく、所望によりカテナリーヘテロ原子を含む、直鎖又は分枝鎖の完全フッ素化連結基であり、Mはカチオンである、実施形態17に記載のマイクロエマルジョン。
R−CFX基が、−CF2CF2−、−CF2CF2CF2CF2−、−CF2CF2OCF2CF2−、−CF2CF(CF3)−O−CF2CF2−から選択され、X1、X2、及びX3が、フッ素である、実施形態18に記載のマイクロエマルジョン。
少なくとも1つのエチレン性不飽和で重合モノマーのフルオロスルホン酸化合物が、式VIII:
CX1X=CX2−(R1)p−CZ1 Z2−SO2M (VIII)
による少なくとも1つのエチレン性不飽和で重合モノマーのフルオロスルホン酸化合物から選択され、式中、X1、X2、及びX3が独立して、H、F、Cl、Br、I、CF3及びCH3から選択され、X1、X2、又はX3のうちの少なくとも1つはHであり、R1は連結基であり、Z1及びZ2は独立して、F、Cl、Br、I、CF3、及びペルフルオロアルキル基から選択され、pは0又は1であり、Mはカチオンである、実施形態17に記載のマイクロエマルジョン。
X1、X2、及びX3がすべてHであり、R1が完全フッ素化基である、実施形態20に記載のマイクロエマルジョン。
組成物が、式VIIIa又はVIIIb:
CH2=CH−(CF)4−SO2M(VIIIa)及び
CH2=CH−(CF2)2O(CF2)2−SO2M (VIIIb)
を含み、式中、Mはカチオンである、実施形態20又は21に記載のマイクロエマルジョン。
酸化剤を更に含む、実施形態1〜22のいずれかに記載のマイクロエマルジョン。
酸化剤が、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過リン酸塩、過ホウ酸塩、過炭酸塩、塩素酸イオン、臭素酸イオン、及び次亜塩素酸塩イオンのうちの少なくとも1つから選択される、実施形態23に記載のマイクロエマルジョン。
オリゴマーのフルオロスルホン酸化合物又はエチレン性不飽和で重合モノマーのフルオロスルホン酸化合物の量が、マイクロエマルジョンの水相中の水の量に基づいて、0.001〜5重量%である、実施形態1〜24のいずれかに記載のマイクロエマルジョン。
1つ以上のフッ素化界面活性剤を更に含む、実施形態1〜25のいずれかに記載のマイクロエマルジョン。
フッ素化界面活性剤が、完全フッ素化ポリエーテル界面活性剤を含む、実施形態26に記載のマイクロエマルジョン。
フルオロポリマー粒子を更に含む、実施形態1〜27のいずれかに記載のマイクロエマルジョン。
実施形態1〜28のいずれかに記載のマイクロエマルジョンの水性乳化重合を含むフルオロポリマーを作製するための方法。
実施形態1〜29のいずれかに記載のマイクロエマルジョンに由来する、フルオロポリマー。
CF2=CF−O−C4F8−SO2F(MV4S)のオリゴマー化は、200gのMV4S及び20gのLUPEROX 575を充填し、65℃で20時間反応させることにより600mLのPARR反応器内で行われた。真空蒸留により低沸点留分を除去し、ポット内に残留する生成物は5mmの真空で220℃よりも高い沸点を有した。100gのテトラヒドロフラン(THF)中の6gのNaBH4を用いた25gのオリゴマーのMV4S(o−MV4S)の還元を、65℃で1時間行った。混合物を冷却し、200gの水中の14gの濃硫酸を添加した。上相の生成物を真空脱気し、溶媒を除去し、生成物を50gのメタノール中に溶解し、濾過し、真空脱気して、50%の水溶液中に作製された25gのオリゴマーのマルチスルフィン酸(o−MV4SO2H)を得た。5gの試料を27%の水酸化アンモニウムで中和し、固体になるまで真空乾燥させた。表面張力測定をフルオロオリゴマーのマルチスルフィン酸アンモニウム塩(o−MV4SO2NH4)に対して以下のように行う。
50gのMV3b2S、7gのLUPEROX 575及び196gのテトラクロロヘキサフルオロブタン溶媒を充填し、65℃で20時間反応させることにより、CF2=CF−O−CF2CF(CF3)−O−CF2CF2−SO2F(MV3b2S)のオリゴマー化を600mLのPARR反応器内で行った。真空蒸留により低沸点留分を除去し、ポット内に残留する生成物は15mmの真空で225℃よりも高い沸点を有した。20gのTHF中の1.5gのNaBH4を用いた6gのオリゴマーのMV3b2S(o−MV3b2S)の還元を、65℃で1時間行った。混合物を冷却し、50gの水中の10gの濃硫酸を添加した。上相の生成物を真空脱気し、溶媒を除去し、生成物を50gのメチル−t−ブチルエーテル(MTBE)中に溶解し、濾過し、真空脱気して、5gのオリゴマーのマルチスルフィン酸(o−MV3b2SO2H)を得た。5gの試料を27%の水酸化アンモニウムで中和し、固体になるまで真空乾燥させた。表面張力測定は、フルオロオリゴマーのマルチスルフィン酸アンモニウム塩(o−MV3b2SO2NH4)に対して以下のように行う。
ポリスルフィン酸塩は、4−ブロモテトラフルオロブテン(CH2=CHCF2CF2Br)とNa2S2O4との反応により調製した。138gの脱イオン水、123gのアセトニトリル(CH3CN)、及び25.6gのNaHCO3(0.305モル)を、600mLのPARR反応器内に充填した。溶液を2分間窒素ガスで発泡させて、酸素を除去した。次いで、以下の物質を窒素雰囲気下で順に添加した:50gのBrCF2CF2CH=CH2(0.24モル)、続いて、添加中、発生ガスの徐放のために4回に分けて、53.2gのNa2S2O4(0.26モル)を添加した。添加後、反応器を密閉し、溶液を60℃まで加熱し、60℃(内部温度)で15時間反応させた。20℃まで冷却した後、圧力を放出し、反応混合物は、いくつかの固体を含む2つの分離した相を得た。濾過後、294.8gの液体を回収し、固体を除去した。上記の濾過した溶液の19F NMR(核磁気共鳴分光法)分析により、非常に複雑な信号が、113〜134ppm(化学シフト)で観察されるが、これは−CF2SO2Na基(通常、約−130ppm)の存在を示した。また、小さな信号は、−CF2Br及び−CF2Hにおいても見られた。上記の濾過した溶液を、1N HCl溶液で酸性化し、溶媒を取り除いた。得られた固体をジエチルエーテル(100gの分量で5回)で抽出した。合わせたエーテル抽出溶液を水(50gの分量で2回)で洗浄した。溶媒を取り除き、室温で一晩、完全真空下で乾燥させた後、30.32gの赤い半固体を単離した。FT−IR(フーリエ変換赤外)分析により、二重結合信号のCH2=CH−は観察されず、これは、二重結合のオリゴマー化を示した。次いで、この固体を水中に分散した。未反応のCH2=CH−は、1H NMR分析より、観察されなかった。GPC(ゲル透過クロマトグラフィー、テトラヒドロフラン中のポリスチレン標準と比較してダルトンで表される)は、Mn(平均モル質量)=1400ダルトン、Mw(重量平均モル質量)=1600ダルトン、及び多分散性(PD)=1.2を示した。
138gの脱イオン水、100gのCH3CN及び25gのNaHCO3を、600mLのPARR反応器内に充填した。溶液を2分間窒素ガスで発泡させて、酸素を取り除いた。次いで、50gのBrCF2CF2CH=CH2及び10gのC4F9CH=CH2を、窒素雰囲気下で添加し、続いて、58gのNa2S2O4を添加した。反応器を密閉し、60℃(内部温度)で24時間反応させた。20℃まで冷却した後、残りの圧力を放出し、いくらかの固体を含む353gの液体(2相)を得た。溶液を濾過して、固体を除去し、115gの上部の透明溶液を単離した。19F NMRによりフッ素化された生成物が上相に見られたが、下相には見られなかった。回転蒸発により上相の溶媒を除去して、33gの半固体を得た。この半固体を、pH約1になるまで2N H2SO4で酸性化し、次いで、200mLのt−BuOCH3で2回抽出した。溶媒を回転蒸発により抽出物から除去し、次いで、残りの液体を完全真空下で一晩乾燥させて、31.26gの透明な液体を得た。19F NMR分析により、実施例1と同様に、純粋なBrCF2CF2CH=CH2からの反応生成物と比較して、CF3CF2CF2CF2CH=CH2からの透明なCF3−信号が観察されたが、これは、CF3CF2CF2CF2CH=CH2及びBrCF2CF2CH=CH2の共重合を示した(いかなる非重合のCF3CF2CF2CF2CH=CH2も、58℃のその低沸点により、完全真空脱気後、最終生成物に残留すべきではない)。実施例1の19F NMR分析の場合、非常に複雑な信号が、−113〜−134ppmで観察された。また、−CF2SO2H及び−CF2Brの信号も、19F NMR分析により、単離された生成物から特定された。CH2=CH−信号が、FT−IR及び1H−NMR分析により単離された生成物から観察された。単離された生成物は、BrCF2CF2CH=CH2のホモオリゴマー化からのものと比較して、水中の溶解度が低いことを示すが、これは、CF3CF2CF2CF2CH=CH2との共オリゴマー化であることの更なる証拠であった。GPC分析は、Mn=810ダルトン、Mw=990ダルトン、及びPD=1.2を示した。
BrCF2CF2CH=CH2及びCF3OCF2CF2CF2OCF=CF2(MV−31)は、Na2S2O4と反応した。
50gのMV4Sを、Arkema Inc.(Philadelphia,Pennsylvania)から商標名「LUPEROX TAEC」で市販されている、6.21gのtert−アミル−2−エチルヘキシルモノペルオキシ炭酸塩と、窒素下で、120℃で24時間オリゴマー化した。低沸点画分を、真空下で、120℃で取り出し、62%の単離された収率を有する31gの強粘液体を得た。FTIRは、2968cm−1で、炭化水素の反応開始剤からのCHに対する信号を示し、1463、1349、1212、1148及び1072cm−1で、C−F及び−SO2F基に対する強い信号を示した。19F NMRは、CF=CFO−基に対する信号はなく、−81及び−87ppmで、−CF2O−に対する2つの信号、+43ppmでSO2Fの信号、−110ppmで−CF2SO2Fの信号、並びに−123及び−128でCF2CF2−の信号を示した。−(CF2CF(O−)−のオリゴマー化されたビニル信号は、複雑な多重線を伴って、−121及び−147ppmで見られた。液体クロマトグラフィー質量分析(LCMS)分析により、オリゴマーは、平均3.2単位及び1320のMWを有した。
50gのBrCF2CF2CH=CH2及び10gのMV4Sを、600mLのPARR反応器内で、138gのH2O及び100gのCH3CN中の58gのNa2S2O4及び25gのNaHCO3と、60℃で24時間反応させた。38gの液体生成物は、濾過、相分離、酸性化、抽出及び乾燥後、単離された。実施例1の19F NMR分析と同様に、非常に複雑な信号が、−113〜−134ppmで観察された。また、少量の−CF2Brも特定された。加えて、実施例1と同様に、純粋なBrCF2CF2CH=CH2からの反応生成物と比較して、CF2=CFOCF2(CF2)3SO2Fからの−OCF2−の新しい信号は、−87ppmで観察され、これは、CF2=CFO(CF2)4SO2FとBrCF2CF2CH=CH2との共オリゴマー化を支持した。また、+43ppmで、−SO2Fの信号も消失し、極めて強い−CF2SO2Hの信号が観察され、これは、反応中、−SO2Fから−SO2Hへの変換を示した。二重結合の信号は、FT−IR分析により、単離された生成物から観察されず、これは、CH2=CH−及びCF2=CFO−基のオリゴマー化を示した。
3Lの3口丸底フラスコに、255g(0.67モル)のCF2=CF−O−C4F8−SO2F、MV4S及び600mLの試薬用エタノール溶媒を添加した。この溶液を撹拌し、0℃に冷却した。更なる44g(1.16mol)のNaBH4を、2時間にわたって少量ずつ添加し、1分量当たり5℃の発熱温度上昇があった。NaBH4の添加を通して、この反応は、10℃未満に維持した。フラスコを室温まで加温して、スラリーを30分間攪拌した。更なる1250gの水中の250gの濃硫酸を、ゆっくりと添加し、32℃の温度上昇があった。500gのMTBEの充填を用いて、上相の生成物を抽出した。溶媒を真空脱気し、固体を濾過により除去した。212gのペルフルオロビニルエーテルスルフィン酸(MV4SO2H)の収率が単離され、110gのMV4SO2Hが、75gの水中の19gの27%の水酸化アンモニウムで滴定された。固体ペルフルオロビニルエーテルスルフィン酸アンモニウム塩(MV4SO2NH4)の定量収率が、真空脱気後に単離され、表面張力が測定された。
1Lの3口丸底フラスコに、45g(0.10モル)のCF2=CF−O−CF2CF(CF3)−C2F4−SO2F(MV3b2S)及び180mLの試薬用エタノール溶媒を添加した。この溶液を撹拌し、0℃に冷却した。更なる6.9g(0.18モル)のNaBH4を、30分間にわたって少量ずつ添加し、1分量当たりわずかな発熱温度上昇があった。NaBH4の添加を通して、この反応を、10℃未満に維持した。フラスコを室温まで加温して、スラリーを30分間攪拌した。250gの水中の更なる50gの濃硫酸をゆっくりと添加し、39℃の上昇があった。150gのMTBEの充填を用いて、上相の生成物を抽出した。溶媒を真空脱気し、固体を濾過により除去した。42gのペルフルオロビニルエーテルスルフィン酸(MV3b2SO2H)の収率が単離され、10gのMV3b2SO2Hが、10gの水中の1.5gの27%の水酸化アンモニウムで滴定された。固体ペルフルオロビニルエーテルスルフィン酸アンモニウム塩(MV3b2SO2NH4)の定量収率が、真空脱気後に単離され、表面張力が測定された。
600mLのPARR圧力反応器に、223gのI(CF2)4I(MW=454、0.491モル)を、4.58gの反応開始剤の存在下で、15.4gのCH2=CH2(MW=28、0.55モル、少量ずつ充填)と、60psi(414kPa)以下で、60℃で24時間反応させた。反応混合物の19F NMR分析は、50%の未反応のI(CF2)4I、43%のICH2CH2CF2CF2CF2CF2I、及び7%のICH2CH2CF2CF2CF2CF2CH2CH2Iを示した。標準圧で反応混合物の蒸留は、70gの純粋なI(CF2)4I(31.4%)及び16.5gのI(CF2)4IとICH2CH2CF2CF2CF2CF2Iの混合物(MW=482)を回収した。真空中の蒸留により、79.1gのICH2CH2CF2CF2CF2CF2I(MW=482、約33.4%の単離収率と同等である)が、88〜91℃の沸点/7〜7.5mmHgで単離された。GC(ガスクロマトグラフィー)分析は、95%の純度を示した。残りの固体残留物から、12gのICH2CH2CF2CF2CF2CF2CH2CH2Iが、精製後、ヘキサン(融点96〜97℃)からの再結晶により単離された。ICH2CH2CF2CF2CF2CF2Iに対する、19F NMR、−57(m、−CF2I)、−111(m、2F)、−113(m、2F)、及び−121(t、−CF2CH2−)ppm。
4リットルの反応容器を、2,590gの水、50gの水を含む2gの過硫酸アンモニウム(APS、(NH4)2S2O8)、50gの水を含む4gの二塩基性リン酸カリウム(K2HPO4)、及び6.3gの50%の「スルフィン酸塩オリゴマー1」と1.1gの28%のNH4OHの混合物で充填した。混合物のモル比は、1:1であった。反応容器を排気し、真空を破り、25psi(0.17MPa)になるまで窒素を加圧した。この真空及び加圧を3回繰り返した。酸素を除去した後、反応容器を80℃まで加熱し、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、1,4−ジヨードオクタフルオロブタン(SynQuest Labs Inc.(Alachua,FL)から入手可能)、及び3−エトキシドデカフルオロ−2−トリフルオロメチル−ヘキサン(3M Co.(St.Paul,MN)からHFE 7500として入手可能)のブレンドを用いて82psi(0.51MPa)まで加圧した。ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、1,4−ジヨードオクタフルオロブタンとHFE 7500のブレンドを調製するために、1リットルのステンレス鋼シリンダーを排気し、窒素で3回パージした。1,4−ジヨードオクタフルオロブタン及びHFE 7500をシリンダーに添加した後、添加した1,4−ジヨードオクタフルオロブタンの量を基準としてHFPを添加した。次にブレンドを反応容器に取り付け、窒素ブランケットを使用して供給した。ブレンドは、97.3重量%のHFP、1.4重量%の1,4−ジヨードオクタフルオロブタン及び1.4重量%のHFE 7500を含有していた。次に、反応容器にフッ化ビニリデン(VDF)及びヘキサフルオロプロピレン(HFP)と1,4−ジヨードオクタフルオロブタンとHFE 7500の上記ブレンドを充填し、反応容器圧力を220psi(1.52MPa)にした。VDF及びHFP、1,4−ジヨードオクタフルオロブタンとHFE 7500のブレンドの全プレチャージは、それぞれ、99g、及び179gであった。反応容器を650rpmで攪拌した。重合反応でモノマーが消費されて反応容器圧力が低下するのに伴い、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)と1,4−ジヨードオクタフルオロブタンとHFE 7500とのブレンド、及びVDFを反応容器へ連続的に供給し、圧力を220psi(1.52MPa)に維持した。ブレンドとVDFの重量比は、0.691であった。4.3時間後、モノマー及びブレンドの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散体は、固形物含有率33.4重量%及びpH 3.6を有した。分散体粒径は50nmであり、分散体の総量は約3,986gであった。
4リットルの反応容器を、2,590gの水、50gの水を含む2gの過硫酸アンモニウム(APS、(NH4)2S2O8)、50gの水を含む4gの二塩基性リン酸カリウム(K2HPO4)、及び4.0gの50%の「スルフィン酸塩オリゴマー3」と2.2gの28%のNH4OHの混合物で充填した。混合物のモル比は、1:1であった。反応容器を排気し、真空を破り、25psi(0.17MPa)になるまで窒素を加圧した。この真空及び加圧を3回繰り返した。酸素を除去した後、反応容器を80℃まで加熱し、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、1,4−ジヨードオクタフルオロブタン(SynQuest Labs Inc.(Alachua,FL)から入手可能)、及び3−エトキシドデカフルオロ−2−トリフルオロメチル−ヘキサン(3M Co.(St.Paul,MN)からHFE 7500として入手可能)のブレンドを用いて82psi(0.51MPa)まで圧入した。ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、1,4−ジヨードオクタフルオロブタンとHFE 7500のブレンドを調製するために、1リットルのステンレス鋼シリンダーを排気し、窒素で3回パージした。1,4−ジヨードオクタフルオロブタン及びHFE 7500をシリンダーに添加した後、添加した1,4−ジヨードオクタフルオロブタンの量を基準としてHFPを添加した。次にブレンドを反応容器に取り付け、窒素ブランケットを使用して供給した。ブレンドは、97.2重量%のHFP、1.4重量%の1,4−ジヨードオクタフルオロブタン及び1.4重量%のHFE 7500を含有していた。次に、反応容器にフッ化ビニリデン(VDF)及びヘキサフルオロプロピレン(HFP)と1,4−ジヨードオクタフルオロブタンとHFE 7500との上記ブレンドを充填し、反応容器圧力を220psi(1.52MPa)にした。VDF及びHFP、1,4−ジヨードオクタフルオロブタンとHFE 7500のブレンドの全プレチャージは、それぞれ、99g、及び179gであった。反応容器を650rpmで攪拌した。重合反応でモノマーが消費されて反応容器圧力が低下するのに伴い、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)と1,4−ジヨードオクタフルオロブタンとHFE 7500とのブレンド、及びVDFを反応容器へ連続的に供給し、圧力を220psi(1.52MPa)に維持した。ブレンドとVDFの比は、重量比で0.691であり、重合のために乳化剤は使用しなかった。5.6時間後に、モノマー及びブレンドの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散体は、固形物含有率30.4重量%及びpH 3.8を有した。分散体粒径は177nmであり、分散体の総量は3,857グラムであった。
4リットルの反応容器を、2,250gの水、1.7gのマロン酸ジエチル(DEM)、及び5.2gの過硫酸アンモニウム(APS、(NH4)2S2O8)を含有する水溶液、5.0gの二塩基性リン酸カリウム(K2HPO4)、及び100gの水中4.4gの「スルフィン酸塩モノマー1」(固体のアンモニア中和型)で充填した。固体試薬を添加した容器をすすぎ、全325gの洗浄水を反応容器に添加した。反応容器を排気し、真空を破り、その容器を25psi(0.17MPa)になるまで窒素を圧入した。この排気及び加圧サイクルを3回繰り返した。酸素を除去した後、反応容器を73.9℃まで加熱し、22gのヘキサフルオロプロピレン(HFP)を用いて圧入した。次いで、反応容器を、139gのフッ化ビニリデン(VDF)及び109gのヘキサフルオロプロピレン(HFP)で充填した。反応容器を650rpmで攪拌した。重合反応でモノマーが消費されて反応容器の圧力が低下するのに伴い、HFP及びVDFを反応容器に連続して供給して、圧力を160psi(1.11MPa)に維持した。HFPとVDFの重量比は0.651であった。3.0時間後に、モノマーの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散体は、固形物含有率31.0重量%及びpH 3.7を有した。ラテックス中の平均粒径は127nmであり、分散体の総量は約3,986gであった。
「スルフィン酸塩モノマー1」の量をそれぞれのレシピにおいて変更することを除いては、実施例3のように、重合を実施した。表2を参照のこと。
(水酸化アンモニウム溶液でその場で中和された)「スルフィン酸塩オリゴマー1」を、「スルフィン酸塩モノマー1」の代わりに使用したことを除いては、実施例3のように、重合を実施した。更に、ポリマー分散体(3000g)は、6300gの4.8重量%のMgCl2水溶液に添加することにより固化された。表2を参照のこと。
「スルフィン酸塩モノマー2」を、「スルフィン酸塩モノマー1」の代わりに使用したことを除いては、実施例3のように、重合を実施した。表2を参照のこと。
「スルフィン酸塩オリゴマー2」を、「スルフィン酸塩モノマー1」の代わりに使用したことを除いては、実施例3のように、重合を実施した。更に、ポリマー分散体(3000g)は、6300gの4.8重量%のMgCl2水溶液に添加することにより固化された。表2を参照のこと。
4リットルの反応容器を、2,250gの水、1.8gのマロン酸ジエチル(DEM)、及び9.7gの過硫酸アンモニウム(APS、(NH4)2S2O8)、5.3gの二塩基性リン酸カリウム(K2HPO4)、及び100gの水中13.2gの「スルフィン酸塩モノマー1」で充填した。固体試薬を添加した容器をすすぎ、全325gの洗浄水を反応容器に添加した。次いで、反応容器を排気し、真空を破った後、その容器を25psi(0.17MPa)になるまで窒素を圧入した。この排気及び加圧サイクルを3回繰り返した。酸素を除去した後、反応容器を71.1℃まで加熱し、40psi(0.27MPa)になるまでヘキサフルオロプロピレン(HFP)を圧入した。次いで、反応容器を、反応容器内で160psi(1.11MPa)の重合条件に達するまでフッ化ビニリデン(VDF)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、及びテトラフルオロエチレン(TFE)の混合物で充填した。昇圧時のHFPとVDFの重量比は3.24であり、昇圧時のTFEとVDFの比は1.00であった。反応容器を650rpmで攪拌した。重合反応でモノマーが消費されて反応容器の圧力が低下するのに伴い、HFP、VDF、及びTFEを反応容器に連続して供給して、圧力を160psi(1.11MPa)に維持した。HFPとVDFの重量比は1.24で維持される一方、TFEとVDFの比は0.73であった。3.0時間後、モノマーの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散体は、固形物含有率33.6重量%及びpH 2.7を有した。ラテックス中の平均粒径は57nmであり、分散体の総量は約4,061gであった。
「スルフィン酸塩モノマー1」の量が17.6gであったことを除いては、実施例11のように、重合を実施した。表2を参照のこと。
「スルフィン酸塩モノマー1」がレシピになかったことを除いては、実施例11のように、重合を実施した。その代わりは、「スルフィン酸塩オリゴマー1」のアンモニウム塩の溶液であった。更に、ポリマー分散体(3000g)は、6300gの4.8重量%のMgCl2水溶液に添加することにより固化された。表2を参照のこと。
4リットルの反応容器を、2,250gの水、1.5gのマロン酸ジエチル(DEM)、及び6.0gの過硫酸アンモニウム(APS、(NH4)2S2O8)及び50gの水中8.8gの「スルフィン酸塩モノマー1」で充填した。固体試薬を添加した容器をすすぎ、全325gの洗浄水を反応容器に添加した。次いで、反応容器を排気し、真空を破った後、その容器を25psi(0.17MPa)になるまで窒素を圧入した。この排気及び加圧サイクルを3回繰り返した。酸素を除去した後、反応容器を71.1℃まで加熱し、22gのヘキサフルオロプロピレン(HFP)を添加することにより、真空を破って圧入した。次いで、反応容器を、反応容器内で160psi(1.11MPa)の重合条件に達するまでフッ化ビニリデン(VDF)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、及びテトラフルオロエチレン(TFE)の混合物で充填した。昇圧時のHFPとVDFの重量比は5.4であり、昇圧時のTFEとVDFの比は2.7であった。反応容器を650rpmで攪拌した。重合反応でモノマーが消費されて反応容器の圧力が低下するのに伴い、HFP、VDF、及びTFEを反応容器に連続して供給して、圧力を160psi(1.11MPa)に維持した。HFPとVDFの重量比は0.63で維持される一方、TFEとVDFの比は1.83であった。6.5時間後、モノマーの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散体は、固形物含有率17.2重量%及びpH 2.0を有した。ラテックス中の平均粒径は132nmであり、分散体の総量は約3,271gであった。
「スルフィン酸塩モノマー1」の量がそれぞれ、11.0、13.2、及び17.6gであったことを除いては、実施例14のように、重合を実施した。表2を参照のこと。
「スルフィン酸塩モノマー1」がレシピになかったことを除いては、実施例14のように、重合を実施した。その代わりは、「スルフィン酸塩オリゴマー1」のアンモニウム塩の溶液であった。更に、ポリマー分散体(3000g)は、6300gの4.8重量%のMgCl2水溶液に添加することにより固化された。表2を参照のこと。
4リットルの反応容器を、2,590gの水、50gの水を含む2gの過硫酸アンモニウム(APS、(NH4)2S2O8)、50gの水を含む4gの二塩基性リン酸カリウム(K2HPO4)、及び6.3gの50%の「スルフィン酸塩オリゴマー1」(0.0087モルの−SO2H機能)と1.1gの28%のNH4OHの混合物で充填した。混合物のモル比は、1:1であった。反応容器を排気し、真空を破り、25psi(0.17MPa)になるまで窒素を加圧した。この真空及び加圧を3回繰り返した。酸素を除去した後、反応容器を80℃まで加熱し、82psi(0.51MPa)になるまでヘキサフルオロプロピレン(HFP)を圧入した。次いで、反応容器をフッ化ビニリデン(VDF)及び上記ヘキサフルオロプロピレン(HFP)で充填し、反応容器の圧力を220psi(1.52MPa)にした。VDF及びHFPの全プレチャージはそれぞれ、103g、及び207gであった。反応容器を650rpmで攪拌した。重合反応でモノマーが消費されて反応容器の圧力が低下するのに伴い、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)及びVDFを反応容器に連続して供給して、圧力を220psi(1.52MPa)に維持した。HFPとVDFの重量比は0.691であった。5.3時間後、モノマーの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散体は、固形物含有率30.4重量%及びpH 4.0を有した。分散体粒径は、83nmであり、分散体の総量は3,959グラムであった。
重合実施例20では、12.6gの25%の「スルフィン酸塩オリゴマー4」水溶液が「スルフィン酸塩オリゴマー1」の代わりに使用されたことを除いては、重合実施例19のように、フルオロエラストマーが重合化され、試験された。7.2時間後、重合実施例19のように、モノマーの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散体は、固形物含有率13.5重量%及びpH 4.0を有した。分散体粒径は118nmであり、分散体の総量は約3,115gであった。得られたフルオロエラストマー未加工ゴムは、121℃にて104のムーニー粘度を有した。FT−IR分析によると、フルオロエラストマーは、60.2重量%のVDFの共重合化単位及び39.8重量%のHFPを含有していた。フッ素含有量は、66.0重量%であった。重合及び試験の結果は表2にまとめられている。
重合実施例21では、6.3gの50%の「スルフィン酸塩オリゴマー5」水溶液が「スルフィン酸塩オリゴマー1」の代わりに使用されたことを除いては、重合実施例19のように、フルオロエラストマーが重合化され、試験された。7.6時間後、重合実施例19のように、モノマーの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散体は、固形物含有率9.1重量%及びpH 3.4を有した。分散体粒径は109nmであり、分散体の総量は約2,985gであった。得られたフルオロエラストマー未加工ゴムは、121℃にて36のムーニー粘度を有した。FT−IR分析によると、フルオロエラストマーは、55.8重量%のVDFの共重合化単位及び44.2重量%のHFPを含有していた。フッ素含量は、66.7重量%であった。重合及び試験の結果は表2にまとめられている。
重合実施例22では、10.9グラムの29%の「スルフィン酸塩オリゴマー6」水溶液が「スルフィン酸塩オリゴマー1」の代わりに使用されたことを除いては、重合実施例19のように、フルオロエラストマーが重合化され、試験された。5.3時間後、重合実施例19のように、モノマーの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散体は、固形物含有率12.9重量%及びpH 3.6を有した。分散体粒径は、86nmであり、分散体の総量は約3,101gであった。得られたフルオロエラストマー未加工ゴムは、121℃にて49のムーニー粘度を有した。FT−IR分析によると、フルオロエラストマーは、59.0重量%のVDFの共重合化単位及び41.0重量%のHFPを含有していた。フッ素含有量は、66.2重量%であった。重合及び試験の結果は表2にまとめられている。
重合実施例23では、6.3gの50%の「スルフィン酸塩オリゴマー7」水溶液が「スルフィン酸塩オリゴマー1」の代わりに使用されたことを除いては、重合実施例19のように、フルオロエラストマーが重合化され、試験された。5.4時間後、重合実施例19のように、モノマーの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散体は、固形物含有率32.1重量%及びpH 3.7を有した。分散体粒径は123nmであり、分散体の総量は約3,953gであった。得られたフルオロエラストマー未加工ゴムは、121℃にて196のムーニー粘度を有した。FT−IR分析によると、フルオロエラストマーは、57.0重量%のVDFの共重合化単位及び43.0重量%のHFPを含有していた。フッ素含量は、66.5重量%であった。重合及び試験の結果は表2にまとめられている。
ADONAを、「スルフィン酸塩モノマー1」の代わりに使用したことを除いては、実施例3のように、重合を実施した。表2を参照のこと。
重合において、「スルフィン酸塩モノマー1」を使用せず、乳化剤を全く使用しなかったことを除いては、実施例3のように、重合を実施した。表2を参照のこと。
「スルフィン酸塩モノマー1」がレシピになかったことを除いては、実施例11のように、重合を実施した。この重合において界面活性剤を使用しなかった。表2を参照のこと。
「スルフィン酸塩モノマー1」がレシピになかったことを除いては、実施例11のように、重合を実施した。その代わりは、ADONAの溶液であった。表2を参照のこと。
「スルフィン酸塩モノマー1」がレシピになかったことを除いては、実施例14のように、重合を実施した。その代わりは、ADONAの溶液であった。この重合の結果は、液体分散液ではなく、半固体のペーストであった。表2を参照のこと。
「スルフィン酸塩オリゴマー1」及びNH4OHが使用されなかったことを除いては、重合実施例19のように、フルオロエラストマーが重合化され、試験された。2.9時間後、重合実施例19のように、モノマーの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散体は、固形物含有率31.5重量%及びpH 4.2を有した。分散体粒径は389nmであり、分散体の総量は約3,890gであった。得られたフルオロエラストマー未加工ゴムは、121℃にて、180℃のムーニー粘度を有した。FT−IR分析によると、フルオロエラストマーは、60.7重量%のVDFの共重合化単位及び39.3重量%のHFPを含有していた。フッ素含量は、65.9重量%であった。重合及び試験の結果は表2にまとめられている。
重合実施例19において「スルフィン酸塩オリゴマー1」としてモル当量である5.2gの48%のC4モノスルフィン酸塩C4F9SO2H(0.0087モルの−SO2H機能)が、「スルフィン酸塩オリゴマー1」の代わりに使用されることを除いては、重合実施例19のように、フルオロエラストマーが重合化され、試験された。3.0時間後、重合実施例20のように、モノマーの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散体は、固形物含有率30.4重量%及びpH 3.4を有した。分散体粒径は、573nmであり、分散体の総量は約3,898gであった。得られたフルオロエラストマー未加工ゴムは、121℃にて、162℃のムーニー粘度を有した。FT−IR分析によると、フルオロエラストマーは、61.1重量%のVDFの共重合化単位及び38.9重量%のHFPを含有した。フッ素含量は、65.8重量%であった。重合及び試験の結果は表2にまとめられている。
重合実施例19において「スルフィン酸塩オリゴマー1」としてモル当量である1.23gのC3ジスルフィン酸HO2SC3F6SO2H(0.0087モルの−SO2H機能)が、「スルフィン酸塩オリゴマー1」の代わりに使用されることを除いては、重合実施例19のように、フルオロエラストマーが重合化され、試験された。3.0時間後、重合実施例20のように、モノマーの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散体は、固形物含有率31.5重量%及びpH 4.0を有した。分散体粒径は407nmであり、分散体の総量は約4,013gであった。得られたフルオロエラストマー未加工ゴムは、121℃にて162のムーニー粘度を有した。FT−IR分析によると、フルオロエラストマーは、60.7重量%のVDFの共重合化単位及び39.3重量%のHFPを含有していた。フッ素含量は、65.9重量%であった。重合及び試験の結果は表2にまとめられている。
Claims (30)
- (a)水と、
(b)少なくとも1つのエチレン性不飽和のフルオロモノマーと、
(c)少なくとも1つのオリゴマーのフルオロスルフィン酸化合物と、を含む、マイクロエマルジョン。 - 前記オリゴマーのフルオロスルフィン酸化合物が、高度にフッ素化されたスルフィン酸塩オリゴマーである、請求項1に記載のマイクロエマルジョン。
- 前記高度にフッ素化されたスルフィン酸塩オリゴマーに由来する塩を更に含む、請求項3に記載のマイクロエマルジョン。
- 前記官能基が、カルボン酸及びその誘導体、ニトリル、ハロゲン化スルホニル、スルホン酸塩、イミダート、アミジン、アルコール、メルカプタン、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項5に記載のマイクロエマルジョン。
- 前記官能基が、アルコール誘導体である、請求項5に記載のマイクロエマルジョン。
- 前記オリゴマーのフルオロスルフィン酸化合物が、部分的にフッ素化されている、請求項1に記載のマイクロエマルジョン。
- 前記部分的にフッ素化されたスルフィン酸塩オリゴマーが:
- R1及びR2が独立して、−(CF2)a−、−(CF2)a−O−(CF2)b−、−(CF2)a−[O−(CF2)b]c−、−(CF2)a−[O−(CF(CF3)CF2)b]c−、及び−[(CF2)a−O−]b−[(CF2)c−O−]d−、並びにこれらの組み合わせから選択され、式中、a、b、c、及びdが独立して、少なくとも1である、請求項3又は5に記載のマイクロエマルジョン。
- R1及びR2が独立して、−CF2CF2−、−CF2CF2CF2CF2−、−CF2CF2OCF2CF2−、−CF2CF(CF3)−O−CF2CF2−から選択される、請求項3又は5に記載のマイクロエマルジョン。
- 前記少なくとも1つのオリゴマーのフルオロスルフィン酸化合物が、20,000グラム/モルを超えない多くの平均分子量を有する、請求項1に記載のマイクロエマルジョン。
- Mが、H+、NH4 +、PH4 +、H3O+、Na+、Li+、Cs+、Ca+2、K+、Mg+2、Zn+2、及びCu+2、並びに/又はN(CH3)4 +、NH2(CH3)2 +、N(CH2CH3)4 +、NH(CH2CH3)3 +、NH(CH3)3 +、((CH3CH2CH2CH2)4)P+が挙げられるが、これらに限定されない有機カチオン、並びにこれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載のマイクロエマルジョン。
- 前記少なくとも1つのオリゴマーのフルオロスルフィン酸化合物が水溶性である、請求項1に記載のマイクロエマルジョン。
- マイクロエマルジョンであって、
(a)水と、
(b)少なくとも1つのエチレン性不飽和のフルオロモノマーと、
(c)少なくとも1つのエチレン性不飽和で重合性モノマーのフルオロスルフィン酸化合物と、を含む、マイクロエマルジョン。 - 前記少なくとも1つのエチレン性不飽和で重合性モノマーのフルオロスルフィン酸化合物が、式VII:
CX1X3=CX2−O−R−CFX−SO2M
による高度にフッ素化されたビニルエーテルスルフィン酸塩から選択され、式中、X1、X2、及びX3が独立して、F、Cl、及びCF3から選択され、XがFであるか、直鎖又は分枝鎖の完全フッ素化アルキル基であり、Rが、飽和又は不飽和、置換又は非置換であってよく、所望によりカテナリーヘテロ原子を含む、直鎖又は分枝鎖の完全フッ素化連結基であり、Mがカチオンである、請求項17に記載のマイクロエマルジョン。 - R−CFX基が、
−CF2CF2−、−CF2CF2CF2CF2−、−CF2CF2OCF2CF2−、−CF2CF(CF3)−O−CF2CF2−から選択され、X1、X2、及びX3がフッ素である、請求項18に記載のマイクロエマルジョン。 - 前記少なくとも1つのエチレン性不飽和で重合性モノマーのフルオロスルフィン酸化合物が、式VIII:
CX1X=CX2−(R1)p−CZ1 Z2−SO2M (VIII)
による少なくとも1つのエチレン性不飽和で重合性モノマーのフルオロスルフィン酸塩化合物から選択され、式中、X1、X2、及びX3が独立して、H、F、Cl、Br、I、CF3、及びCH3から選択され、X1、X2、又はX3のうちの少なくとも1つがHであり、R1が連結基であり、Z1及びZ2が独立して、F、Cl、Br、I、CF3、及びペルフルオロアルキル基から選択され、pが0又は1であり、Mがカチオンである、請求項17に記載のマイクロエマルジョン。 - X1、X2、及びX3がすべてHであり、R1が完全フッ素化基である、請求項20に記載のマイクロエマルジョン。
- 前記組成物が、式VIIIa又はVIIIb:
CH2=CH−(CF)4−SO2M (VIIIa)、及び
CH2=CH−(CF2)2O(CF2)2−SO2M (VIIIb)を含み、
式中、Mがカチオンである、請求項20に記載のマイクロエマルジョン。 - 酸化剤を更に含む、請求項1又は17に記載のマイクロエマルジョン。
- 前記酸化剤が、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過リン酸塩、過ホウ酸塩、過炭酸塩、塩素酸イオン、臭素酸イオン、及び次亜塩素酸塩イオンのうちの少なくとも1つから選択される、請求項23に記載のマイクロエマルジョン。
- 前記オリゴマーのフルオロスルフィン酸化合物又はエチレン性不飽和で重合性モノマーのフルオロスルフィン酸塩化合物の量が、前記マイクロエマルジョンの水相中の水の量に基づいて0.001〜5重量%である、請求項1又は17に記載のマイクロエマルジョン。
- 1つ以上のフッ素化界面活性剤を更に含む、請求項1又は17に記載のマイクロエマルジョン。
- 前記フッ素化界面活性剤が、完全フッ素化ポリエーテル界面活性剤を含む、請求項26に記載のマイクロエマルジョン。
- フルオロポリマー粒子を更に含む、請求項1又は17に記載のマイクロエマルジョン。
- 請求項1又は17に記載のマイクロエマルジョンの水性乳化重合を含む、フルオロポリマーを作製するための方法。
- 請求項1又は17に記載のマイクロエマルジョンに由来するフルオロポリマー。
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