JP2780590B2 - Method for producing perfluorocarbon polymer having sulfonic acid type functional group - Google Patents

Method for producing perfluorocarbon polymer having sulfonic acid type functional group

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JP2780590B2
JP2780590B2 JP5031241A JP3124193A JP2780590B2 JP 2780590 B2 JP2780590 B2 JP 2780590B2 JP 5031241 A JP5031241 A JP 5031241A JP 3124193 A JP3124193 A JP 3124193A JP 2780590 B2 JP2780590 B2 JP 2780590B2
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sulfonic acid
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type functional
copolymer
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スルホン酸型官能基を
有するパーフルオロカーボン重合体の製造方法に関する
ものである。
The present invention relates to a method for producing a perfluorocarbon polymer having a sulfonic acid type functional group.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、CF2 =CFOCF2 CF(CF
3 )OCF2 CF2 SO2 Fの如きスルホン酸官能基を
有するモノマーとC24 などのフルオロオレフィンと
の共重合により、高イオン交換容量のパーフルオロカー
ボン重合体を得る方法として、塊状重合あるいはトリク
ロロトリフルオロエタンの如きフッ素系溶剤を媒体とす
る溶液重合が採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, CF 2 = CFOCF 2 CF (CF
3 ) A method for obtaining a perfluorocarbon polymer having a high ion exchange capacity by copolymerization of a monomer having a sulfonic acid functional group such as OCF 2 CF 2 SO 2 F and a fluoroolefin such as C 2 F 4 is known as bulk polymerization or Solution polymerization using a fluorinated solvent such as trichlorotrifluoroethane as a medium has been employed.

【0003】しかしながら、従来の溶液重合で採用され
ていたトリクロロトリフルオロエタンの如き、特定のフ
ッ素系溶剤は大気中のオゾンを破壊する恐れから、その
使用が制限されることとなっており、それに代わる溶剤
の開発が要請されていた。
However, the use of certain fluorinated solvents, such as trichlorotrifluoroethane, which has been employed in conventional solution polymerization, is limited due to the risk of destruction of ozone in the atmosphere. There has been a demand for the development of alternative solvents.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記大気中
のオゾンを破壊する恐れが大きい溶剤を使用せずに、ス
ルホン酸型官能基を有するパーフルオロカルボン酸重合
体を容易に且つ高収率で製造できる方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a perfluorocarboxylic acid polymer having a sulfonic acid type functional group can be obtained easily and with high yield without using the above-mentioned solvent having a high risk of destroying ozone in the atmosphere. Provide a method that can be manufactured at a high rate.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、スルホン酸型官能基含有
パーフルオロカーボンモノマーとパーフルオロオレフィ
ンを共重合せしめて前者の共重合割合が20重量%以上
のパーフルオロカーボン重合体を製造する方法であっ
て、3,3−ジクロロ−1,1,1,2,2−ペンタフ
ルオロプロパン、1,3−ジクロロ−1,1,2,2,
3−ペンタフルオロプロパン、2,2−ジクロロ−1,
1,1−トリフルオロエタン及び1,1−ジクロロ−1
−フルオロエタンから選ばれるハイドロクロロフルオロ
カーボン(HCFCとも記載する)を媒体として溶液重
合することを特徴とするパーフルオロカーボン重合体の
製造方法を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the copolymerization ratio of a sulfonic acid type functional group-containing perfluorocarbon monomer and a perfluoroolefin is 20%. Weight% or more
Method for producing a perfluorocarbon polymer of
3,3-dichloro-1,1,1,2,2-pentaf
Fluoropropane, 1,3-dichloro-1,1,2,2
3-pentafluoropropane, 2,2-dichloro-1,
1,1-trifluoroethane and 1,1-dichloro-1
The present invention provides a method for producing a perfluorocarbon polymer, wherein solution polymerization is carried out using a hydrochlorofluorocarbon selected from fluoroethane (also referred to as HCFC) as a medium.

【0006】本発明で使用されるHCFCとしては、媒
体のリサイクル性や生成ポリマーの乾燥の容易さ、常温
での取扱い易さなどの点より、沸点が20℃〜200℃
である次のHCFCが使用される。
The HCFC used in the present invention has a boiling point of 20 ° C. to 200 ° C. in view of the recyclability of the medium , the easiness of drying the produced polymer, and the ease of handling at room temperature.
The following HCFC is used.

【0007】即ち、本発明では媒体として、3,3−ジ
クロロ−1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパン
(CF3 CF2 CHCl2 、HCFC−225caとも
記載する)、1,3−ジクロロ−1,1,2,2,3
ペンタフルオロプロパン(CF2 ClCF2 CHCl
F、HCFC−225cbとも記載する)、1,1−ジ
クロロ−−フルオロエタン(CFCl2 CH3 、HC
FC−141bとも記載する)及び2,2−ジクロロ−
1,1,1−トリフルオロエタン(CF3 CHCl2
HCFC−123とも記載する)から選ばれるHCFC
が使用される。
That is, in the present invention, as a medium, 3,3 -dichloro- 1,1,1,2,2 -pentafluoropropane (also described as CF 3 CF 2 CHCl 2 or HCFC-225ca), 1,3- Dichloro- 1,1,2,2,3-
Pentafluoropropane (CF 2 ClCF 2 CHCl
F, HCFC-225cb), 1,1 -dichloro- 1 -fluoroethane (CFCl 2 CH 3 , HC
FC-141b) and 2,2 -dichloro-
1,1,1 -trifluoroethane (CF 3 CHCl 2 ,
HCFC selected from HCFC-123)
Is used.

【0008】本発明において採用されるスルホン酸型官
能基含有パーフルオロカーボンモノマーとしては、従来
より公知乃至周知のものなどが広範囲にわたって例示さ
れ得る。好適なものとしては、一般式CF2 =CF−
(OCF2 CFX)p −(O)q −(CF2n −(C
2 CFZ)m −A(式中、pは0〜3、mは0〜3、
nは0〜12、qは0又は1であり、Xは−F又は−C
3 であり、Zは−F又は−CF3 であり、Aはスルホ
ン酸型官能基である)で表わされるフルオロビニル化合
物が例示される。通常は入手容易性などの点から、X及
びZは−CF3 、pは0又は1、mは0、nは0〜8、
qは0又は1であり、またAは共重合反応性などから−
SO2 Fが好ましい。
As the sulfonic acid type functional group-containing perfluorocarbon monomer used in the present invention, conventionally known or well-known ones can be exemplified in a wide range. Preferred are those of the general formula CF 2 CFCF—
(OCF 2 CFX) p - ( O) q - (CF 2) n - (C
F 2 CFZ) m -A (where p is 0-3, m is 0-3,
n is 0 to 12, q is 0 or 1, X is -F or -C
F 3 , Z is —F or —CF 3 , and A is a sulfonic acid type functional group). Usually in view of availability, X and Z are -CF 3, p is 0 or 1, m is 0, n is 0 to 8,
q is 0 or 1, and A is-
SO 2 F is preferred.

【0009】上記フルオロビニル化合物の好ましい代表
例としては、 CF2 =CFO(CF2 )1-8SO2 F, CF2 =CFOCF2 CF(CF 3 )O(CF2 )1-8
2 F, CF2 =CF(CF2 )0-8SO2 F, CF2 =CF(OCF2 CF(CF3 ))1-5 SO2 F 等があげられる。
Preferred representative examples of the fluorovinyl compound include CF 2 CFO (CF 2 ) 1-8 SO 2 F and CF 2 CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 1-8 S
O 2 F, CF 2 = CF (CF 2 ) 0-8 SO 2 F, CF 2 = CF (OCF 2 CF (CF 3 )) 1-5 SO 2 F and the like.

【0010】本発明においては、テトラフルオロエチレ
ンなどのパーフルオロオレフィンと上述の如きスルホン
酸型官能基含有パーフルオロカーボンモノマーとが媒体
HCFC中で共重合せしめられるが、スルホン酸型官能
基含有パーフルオロカーボンモノマーを二種以上で使用
できるだけでなく、これらモノマーの他に、他のパーフ
ルオロモノマー成分、例えばカルボン酸型官能基含有パ
ーフルオロカーボンモノマー、CF2 =CFORf (R
f は炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基を示
す)、あるいはCF2 =CF−CF=CF2 、CF2
CFO(CF21-4 OCF=CF2 の如きジビニルモ
ノマーなどの一種又は二種以上を併用することもでき
る。
In the present invention, a perfluoroolefin such as tetrafluoroethylene and a sulfonic acid type functional group-containing perfluorocarbon monomer as described above are copolymerized in a medium HCFC. the well can be used in two or more, in addition to these monomers, other Pfaff
A fluoromonomer component, for example, a carboxylic acid type functional group-containing perfluorocarbon monomer, CF 2 ORCFOR f (R
f denotes a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms), or CF 2 = CF-CF = CF 2, CF 2 =
One or two or more kinds of divinyl monomers such as CFO (CF 2 ) 1-4 OCF = CF 2 may be used in combination.

【0011】しかして、本発明においては、媒体HCF
C中の共重合によりスルホン酸型官能基含有パーフルオ
ロカーボンモノマーが高割合で共重合したパーフルオロ
カーボン重合体を目的としているので、通常は該スルホ
ン酸型官能基含有パーフルオロカーボンモノマーの共重
合割合が20重量%以上であるパーフルオロカーボン重
合体を生成せしめるべく、上記各種モノマーの使用割合
を選定するのが望ましい。特に、スルホン酸型官能基含
有パーフルオロカーボンモノマーの共重合割合が25〜
60重量%程度のパーフルオロカーボン重合体を生成せ
しめるべく、選定されるのが好ましい。
Thus, in the present invention, the medium HCF
Since the objective is a perfluorocarbon polymer in which the sulfonic acid type functional group-containing perfluorocarbon monomer is copolymerized at a high ratio by copolymerization in C, the copolymerization ratio of the sulfonic acid type functional group-containing perfluorocarbon monomer is usually 20%. In order to produce a perfluorocarbon polymer in an amount of not less than% by weight, it is desirable to select the use ratio of the above various monomers. In particular, the copolymerization ratio of the sulfonic acid type functional group-containing perfluorocarbon monomer is 25 to
It is preferably selected to produce about 60% by weight of perfluorocarbon polymer.

【0012】本発明により得られるスルホン酸型パーフ
ルオロカーボン重合体をイオン交換膜として使用する場
合には、そのイオン交換容量は、0.5〜2.0ミリ当
量グラム乾燥樹脂という広い範囲から選択されるが、以
下に述べる如き条件を採用することにより、イオン交換
容量を大きくしても、生成共重合体の分子量を高くで
き、したがって共重合体の機械的性質や耐久性は低下す
ることがないのである。イオン交換容量は、上記の範囲
でも、共重合体の種類に応じて異なるが、好ましくは
0.6ミリ当量/グラム乾燥樹脂以上、特に0.7ミリ
当量/グラム乾燥樹脂以上の場合が、イオン交換膜とし
ての機械的性質及び電気化学的性能上好ましい。
When the sulfonic acid type perfluorocarbon polymer obtained by the present invention is used as an ion exchange membrane, its ion exchange capacity is selected from a wide range of 0.5 to 2.0 meq gram dry resin. However, by adopting the conditions described below, even if the ion exchange capacity is increased, the molecular weight of the produced copolymer can be increased, and therefore the mechanical properties and durability of the copolymer do not decrease. It is. The ion exchange capacity varies depending on the type of the copolymer even in the above range, but is preferably 0.6 meq / g dry resin or more, especially 0.7 meq / g dry resin or more. It is preferable in terms of mechanical properties and electrochemical performance as an exchange membrane.

【0013】また、本発明で得られるスルホン酸型パー
フルオロカーボン重合体の分子量は、イオン交換膜とし
ての機械的性能及び製膜性と関係するので重要であり、
Qの値で表示すると、150℃以上、 好ましくは17
0〜340℃、特に180〜280℃程度とするのが好
適である。
Further, the molecular weight of the sulfonic acid type perfluorocarbon polymer obtained in the present invention is important because it relates to the mechanical performance and the film-forming property as an ion exchange membrane.
When expressed in terms of the value of T Q , 150 ° C. or higher, preferably 17
The temperature is preferably from 0 to 340 ° C, especially about 180 to 280 ° C.

【0014】本明細書中において「TQ 」なる言葉は、
次のように定義されるものである。即ち、共重合体の分
子量に関係する容量流速100mm3 /秒を示す温度が
Qと定義される。ここにおいて容量流速は、共重合体
を30kg/cm2 加圧下、一定温度の径1mm、長さ
2mmのオリフィスから溶融流出せしめ、流出する共重
合体量をmm3 /秒の単位で示したものである。なお、
「イオン交換容量」は、次のようにして求めた。
In the present specification, the term “T Q
It is defined as follows: That is, the temperature indicating a volume flow rate of 100 mm 3 / sec related to the molecular weight of the copolymer is defined as T Q. Here, the volume flow rate is a value in which the copolymer is melted and discharged from an orifice having a diameter of 1 mm and a length of 2 mm at a constant temperature under a pressure of 30 kg / cm 2 , and the amount of the copolymer flowing out is expressed in units of mm 3 / sec. It is. In addition,
“Ion exchange capacity” was determined as follows.

【0015】即ち、H型の陽イオン交換樹脂膜を、1N
のHCl中で60℃、5時間放置し、完全にH型に転換
し、HClが残存しないように水で充分洗浄した。その
後、このH型の膜0.5gを、0.1NのNaOH 2
5mlに水を25ml加えてなる溶液中に、室温で2日
間静置した。次いで膜をとり出して、溶液中のNaOH
の量を0.1NのHClで逆滴定することにより求める
ものである。
That is, the H-type cation exchange resin membrane is 1N
Was left at 60 ° C. for 5 hours in HCI to completely convert to Form H, and washed thoroughly with water so that HCl did not remain. Thereafter, 0.5 g of the H-type membrane was added to 0.1 N NaOH 2
The mixture was allowed to stand at room temperature for 2 days in a solution obtained by adding 25 ml of water to 5 ml. The membrane is then removed and the NaOH in solution
Is determined by back titration with 0.1N HCl.

【0016】本発明においては、スルホン酸型モノマー
など官能性単量体とパーフルオロオレフィンとの共重合
反応を、HCFCの使用量をHCFC/官能性単量体の
重量比で20/1以下にし、好ましくは10/1以下に
制御して実施することが好適である。HCFCの使用量
が多すぎる場合には、反応装置の大型化あるいは共重合
体分離回収など作業操作面の不利があげられる。
In the present invention, the copolymerization reaction between a functional monomer such as a sulfonic acid type monomer and a perfluoroolefin is carried out by reducing the amount of HCFC used to 20/1 or less by weight ratio of HCFC / functional monomer. It is preferable that the control is carried out under the control of preferably 10/1 or less. If the amount of HCFC used is too large, there are disadvantages in work operation aspects such as an increase in the size of the reactor or separation and recovery of the copolymer.

【0017】次に、本発明においては、1kg/cm2
以上の共重合反応圧力を採用することが好適である。共
重合反応圧力が低すぎる場合には、共重合反応速度を実
用上満足し得る高さに維持することが困難であり、高分
子量の共重合体の形成に難点が認められる。また、共重
合反応圧力が低すぎると、生成共重合体のイオン交換容
量が高くなり、含水量増大などによる機械的強度、イオ
ン交換性能の低下傾向が増大することになる。
Next, in the present invention, 1 kg / cm 2
It is preferable to employ the above copolymerization reaction pressure. If the copolymerization reaction pressure is too low, it is difficult to maintain the copolymerization reaction rate at a practically satisfactory height, and it is difficult to form a high molecular weight copolymer. On the other hand, if the copolymerization reaction pressure is too low, the ion exchange capacity of the resulting copolymer will increase, and the mechanical strength and ion exchange performance will tend to decrease due to an increase in water content.

【0018】なお、共重合反応圧力は、工業的実施にお
ける反応装置上又は作業操作上などを考慮して、50k
g/cm2 以下から選定されるのが望ましい。かかる範
囲よりも高い共重合反応圧力の採用は可能であるが、本
発明の目的を比例的に向上せしめ得るものではない。し
たがって、本発明においては、共重合反応圧力を2〜5
0kg/cm2 、好ましくは2〜30kg/cm2 の範
囲から選定するのが最適である。
The pressure of the copolymerization reaction is set at 50 kPa in consideration of a reaction apparatus or a work operation in industrial practice.
g / cm 2 or less. Although it is possible to employ a copolymerization reaction pressure higher than this range, the object of the present invention cannot be proportionately improved. Therefore, in the present invention, the copolymerization reaction pressure is 2 to 5
0 kg / cm 2, preferably best to select from a range of 2~30kg / cm 2.

【0019】本発明の共重合反応に際しては、前記反応
条件の他の条件や操作は、特に限定されることなく広い
範囲にわたって採用され得る。例えば、共重合反応温度
は、重開始源の種類や反応モル比などにより最適値が
選定され得るが、通常は余りに高温度や低温度は工業的
実施に対して不利となるので、20〜90℃、好ましく
は30〜80℃程度から選定される。
In the copolymerization reaction of the present invention, other conditions and operations other than the above reaction conditions can be employed over a wide range without any particular limitation. For example, the copolymerization reaction temperature optimum value can be selected by the kind and reaction molar ratio of Polymerization initiating source since too high temperature or low temperature is usually becomes disadvantageous for industrial practice, 20 It is selected from 90 ° C, preferably from about 30 to 80 ° C.

【0020】しかして、本発明において重合開始源とし
ては、前記の好適な反応温度において高い活性を示すも
のを選定するのが望ましい。例えば、室温以下でも高活
性の電離性放射線を採用することもできるが、通常はア
ゾ化合物やパーオキシ化合物を採用する方が工業的実施
に対して有利である。
However, in the present invention, it is desirable to select a polymerization initiator having high activity at the above-mentioned preferable reaction temperature. For example, ionizing radiation having high activity can be employed even at room temperature or lower, but it is usually advantageous to employ an azo compound or a peroxy compound for industrial implementation.

【0021】本発明で好適に採用される重合開始源は前
記共重合反応条件下に10〜90℃程度で高活性を示す
ジコハク酸パーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイ
ド、ラウロイルパーオキサイド、ビス(ペンタフルオロ
プロピオニルパーオキサイド等のジアシルパーオキサ
イド、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩
酸塩、 4,4’−アゾビス(4−シアノワレリアン
酸)、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、t
−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオ
キシピバレート等のパーオキシエステル類、ジイソプロ
ピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシ
ルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネ
ート、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド
等のハイドロパーオキサイド類である。
The polymerization initiation sources preferably employed in the present invention are disuccinic peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, bis ( pentafluoropropionyl) which exhibit high activity at about 10 to 90 ° C. under the above-mentioned copolymerization reaction conditions. ) diacyl peroxides such as peroxide, 2,2'-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride, 4,4'-azobis (4-cyano cracking Lien acid), azo compounds such as azobisisobutyronitrile, t
Peroxyesters such as -butylperoxyisobutyrate and t-butylperoxypivalate; peroxydicarbonates such as diisopropylperoxydicarbonate and di-2-ethylhexylperoxydicarbonate; diisopropylbenzene hydroperoxide; Of hydroperoxides.

【0022】本発明においては、重合開始源濃度は、全
モノマーに対して0.0001〜3重量%、好ましくは0.0001
〜2.0重量%程度である。開始源濃度を下げることに
よって、生成共重合体の分子量を高めることが可能であ
り、高イオン交換容量を保持することが可能である。開
始源濃度を余りに高くすると、分子量の低下傾向が増
し、高イオン交換容量で高分子量の共重合体の生成に対
して不利となる。その他通常の溶液重合において用いら
れる分子量調整剤等を添加することもできる。また、本
発明における共重合反応を阻害しないもので、連鎖移動
の少ないものであれば、不活性有機溶媒を添加すること
もできる。
In the present invention, the concentration of the polymerization initiation source is 0.0001 to 3% by weight, preferably 0.0001% by weight, based on all monomers.
About 2.0% by weight. By lowering the concentration of the starting source, it is possible to increase the molecular weight of the produced copolymer and to maintain a high ion exchange capacity. If the starting source concentration is too high, the molecular weight tends to decrease, which is disadvantageous for producing a high molecular weight copolymer having a high ion exchange capacity. In addition, a molecular weight modifier used in ordinary solution polymerization may be added. In addition, an inert organic solvent can be added as long as it does not inhibit the copolymerization reaction in the present invention and has little chain transfer.

【0023】しかして、本発明においては、生成共重合
体濃度を40重量%以下、好ましくは30重量%以下に
制御して実施するのが好適である。余りに高濃度にする
と、共重合体組成の不均一性の増大、重合トルクの増大
などによる撹拌の停止などの難点が認められる。
In the present invention, however, it is preferable to control the concentration of the produced copolymer at 40% by weight or less, preferably at 30% by weight or less. If the concentration is too high, difficulties such as an increase in non-uniformity of the copolymer composition and a stop of stirring due to an increase in polymerization torque are recognized.

【0024】本発明で製造されるスルホン酸型パーフル
オロカーボン重量体は、種々の分野で使用されるが、例
えばイオン交換膜として好適に使用される。イオン交換
膜に使用する場合、スルホン酸型パーフルオロカーボン
重量体は、適宜手段にて製膜され得る。例えば、必要に
より官能基を加水分解でスルホン酸基に転換するが、か
かる加水分解処理は製膜前でも製膜後でも可能である。
通常は製膜後に加水分解処理する方が望ましい。製膜手
段には種々のものが採用可能であり、例えば加熱熔融成
形、ラテックス成形、適当な溶液に溶解させての注型成
形など公知乃至周知の方法を適宜採用し得る。更に、異
なるイオン交換容量を有する膜或いはカルボン酸基等の
異なる官能基を有する膜と2層以上に積層することも可
能である。また、クロス、繊維、不織布等による補強を
加えることもできる。
The sulfonic acid type perfluorocarbon weight body produced in the present invention is used in various fields, and is suitably used, for example, as an ion exchange membrane. When used for an ion exchange membrane, the sulfonic acid type perfluorocarbon weight body can be formed by an appropriate means. For example, if necessary, a functional group is converted into a sulfonic acid group by hydrolysis. Such a hydrolysis treatment can be performed before or after film formation.
Usually, it is desirable to carry out hydrolysis treatment after film formation. Various means can be adopted as the film forming means. For example, a known or well-known method such as hot melt molding, latex molding, or casting by dissolving in an appropriate solution can be employed as appropriate. Furthermore, it is also possible to laminate two or more layers with a membrane having different ion exchange capacities or a membrane having different functional groups such as carboxylic acid groups. Reinforcement with cloth, fiber, nonwoven fabric, etc. can also be added.

【0025】本発明で製造されるスルホン酸型パーフル
オロカーボン重合体からのイオン交換膜は、種々の優れ
た性能を有するために、各種分野、目的、用途などに広
範囲に採用され得る。例えば、拡散透析、オゾン発生電
解、電解還元、燃料電池の隔膜、高分子触媒などとし
て、特に耐触性が要求される分野で好適に使用される。
なかでも、アルカリ電解用の陽イオン交換膜として使う
場合には、カルボン酸型膜との積層膜などにおいて高い
性能を発揮し得るものである。
The ion-exchange membrane made of the sulfonic acid-type perfluorocarbon polymer produced in the present invention has various excellent performances, and therefore can be widely used in various fields, objects and applications. For example, it is suitably used as diffusion dialysis, ozone generating electrolysis, electrolytic reduction, a diaphragm of a fuel cell, a polymer catalyst, and the like, particularly in the field where contact resistance is required.
Among them, when used as a cation exchange membrane for alkaline electrolysis, it can exhibit high performance in a laminated film with a carboxylic acid type membrane.

【0026】例えば、上記のような陽イオン交換膜に
て、陽極と陰極とを区画して陽極室と陰極室とを構成
し、陽極室に塩化アルカリ水溶液を供給して電解し、陰
極室から水酸化アルカリを得る所謂二室型槽の場合で
も、2規定以上の濃度の塩化ナトリム水溶液を原料にし
て5〜50A/dm2 の電流密度で電解することによ
り、30%以上の高濃度の水酸化ナトリウムが高い電流
効率と低い槽電圧で長期にわたって安定して製造でき
る。
For example, an anode chamber and a cathode are partitioned by the above-mentioned cation exchange membrane to form an anode chamber and a cathode chamber, and an aqueous solution of alkali chloride is supplied to the anode chamber to perform electrolysis. Even in the case of a so-called two-chamber tank for obtaining alkali hydroxide, a high-concentration water of 30% or more is obtained by electrolysis at a current density of 5 to 50 A / dm 2 using a sodium chloride aqueous solution having a concentration of 2 N or more as a raw material. Sodium oxide can be produced stably for a long time with high current efficiency and low cell voltage.

【0027】次に、本発明の実施例について、更に具体
的に説明するが、かかる説明によって本発明が限定され
るものでないことは勿論である。
Next, the embodiments of the present invention will be described more specifically. However, it is needless to say that the present invention is not limited by the description.

【0028】[0028]

【実施例】[実施例1] HCFC−225ca及びHCFC−225cbを各5
0重量%含有するHCFC−225 64.8g、アゾ
ビスイソブチロニトリル(以下、AIBNという)
0.08g及びCF2 =CFOCF2 CF(CF3 )O
CF2 CF2 SO2 F 92.2gを内容積0.2リッ
トルのステンレス製オートクレーブに仕込み液体窒素で
充分脱気した後、70℃とし、テトラフルオロエチレン
を10.6kg/cm2 迄仕込み重合を開始させた。反
応中は系外よりテトラフルオロエチレンを導入し、圧力
を一定に保持した。10時間後に未反応のテトラフルオ
ロエチレンをパージして重合を終了させ、得られたポリ
マー溶液をメタノールで凝集し、洗浄乾燥を行って2
7.9gの共重合体を得た。
EXAMPLES [Example 1] HCFC-225ca and HCFC-225cb were prepared in 5 each.
64.8 g of HCFC-225 containing 0% by weight, azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as AIBN)
0.08 g and CF 2 CFCFOCF 2 CF (CF 3 ) O
92.2 g of CF 2 CF 2 SO 2 F was charged into a stainless steel autoclave having an inner volume of 0.2 liter and sufficiently degassed with liquid nitrogen. Thereafter, the temperature was raised to 70 ° C., and tetrafluoroethylene was charged to 10.6 kg / cm 2 to carry out polymerization. Started. During the reaction, tetrafluoroethylene was introduced from outside the system to keep the pressure constant. After 10 hours, unreacted tetrafluoroethylene was purged to terminate the polymerization, and the obtained polymer solution was coagulated with methanol, washed and dried to obtain a polymer solution.
7.9 g of the copolymer was obtained.

【0029】該共重合体のイオン交換容量は1.0ミリ
当量/グラム乾燥樹脂であった。該共重合体を250℃
でプレス製膜すると強靭なフィルムが得られ、25%N
aOH水溶液で加水分解するとスルホン酸型イオン交換
膜が得られた。
The ion exchange capacity of the copolymer was 1.0 meq / g dry resin. 250 ° C.
Press to form a tough film, 25% N
Hydrolysis with an aOH aqueous solution yielded a sulfonic acid type ion exchange membrane.

【0030】[実施例2]HCFC−225caとHC
FC−225cbの混合物に換えてHCFC−225c
b 64.8gを用いる以外は実施例1と同様にして重
合、後処理を行ったところ、得られた共重合体のイオン
交換容量は0.96ミリ当量/グラム乾燥樹脂であっ
た。
Example 2 HCFC-225ca and HC
HCFC-225c instead of FC-225cb mixture
Polymerization and post-treatment were carried out in the same manner as in Example 1 except that 64.8 g of b was used. As a result, the ion exchange capacity of the obtained copolymer was 0.96 meq / g dry resin.

【0031】[実施例3]重合温度を60℃、重合圧力
を9.2kg/cm2 とする以外は実施例1と同様にし
て重合、後処理を行ったところ、得られた共重合体のイ
オン交換容量は0.92ミリ当量/グラム乾燥樹脂であ
った。
Example 3 Polymerization and post-treatment were carried out in the same manner as in Example 1 except that the polymerization temperature was 60 ° C. and the polymerization pressure was 9.2 kg / cm 2 . The ion exchange capacity was 0.92 meq / g dry resin.

【0032】[実施例4]HCFC−123 60.1
g、AIBN 0.08g及びCF2 =CFOCF2
F(CF3 )OCF2 CF2 SO2 F 92.2gを内
容積0.2リットルのステンレス製オートクレーブに仕
込み、液体窒素で充分脱気した後、70℃とし、テトラ
フルオロエチレンを10.6kg/cm2 迄仕込み重合
を開始させた。反応中は系外よりテトラフルオロエチレ
ンを導入し、圧力を一定に保持し、8時間後に未反応の
テトラフルオロエチレンをパージして重合を終了させ、
得られたポリマー溶液をメタノールで凝集し、洗浄乾燥
を行って17gの共重合体を得た。
Example 4 HCFC-123 60.1
g, AIBN 0.08 g and CF 2 CFCFOCF 2 C
92.2 g of F (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F was charged into a stainless steel autoclave having an inner volume of 0.2 liter, sufficiently degassed with liquid nitrogen, then heated to 70 ° C., and 10.6 kg / tetrafluoroethylene was added. The polymerization was started up to cm 2 . During the reaction, tetrafluoroethylene was introduced from outside the system, the pressure was kept constant, and after 8 hours, unreacted tetrafluoroethylene was purged to terminate the polymerization,
The obtained polymer solution was coagulated with methanol, washed and dried to obtain 17 g of a copolymer.

【0033】該共重合体のイオン交換容量は1.05ミ
リ当量/グラム乾燥樹脂であった。該共重合体を25%
NaOH水溶液で加水分解するとスルホン酸型イオン交
換膜が得られた。
The ion exchange capacity of the copolymer was 1.05 meq / g dry resin. 25% of the copolymer
When hydrolyzed with an aqueous NaOH solution, a sulfonic acid type ion exchange membrane was obtained.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明は、HCFCを重合溶剤として用
いることによりスルホン酸型官能基を有するパーフルオ
ロカルボン共重合体を容易にかつ、高収率で製造するこ
とが可能となり、特定フロンを使用せずオゾン破壊の恐
れの少ない製造法が提供される。
According to the present invention, a perfluorocarboxylic acid copolymer having a sulfonic acid type functional group can be easily produced at a high yield by using HCFC as a polymerization solvent. And a production method which is less likely to cause ozone destruction.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−243608(JP,A) 特開 平4−33904(JP,A) 特開 平3−17106(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08F 214/18 C08F 216/14 C08F 228/02 C08F 2/06────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-243608 (JP, A) JP-A-4-33904 (JP, A) JP-A-3-17106 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 6 , DB name) C08F 214/18 C08F 216/14 C08F 228/02 C08F 2/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】スルホン酸型官能基含有パーフルオロカー
ボンモノマーとパーフルオロオレフィンを共重合せしめ
て前者の共重合割合が20重量%以上のパーフルオロカ
ーボン重合体を製造する方法であって、3,3−ジクロ
ロ−1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパン、
1,3−ジクロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオ
ロプロパン、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフル
オロエタン及び1,1−ジクロロ−1−フルオロエタン
から選ばれるハイドロクロロフルオロカーボンを媒体と
して溶液重合することを特徴とするパーフルオロカーボ
ン重合体の製造方法。
1. A sulfonic acid type functional group-containing perfluorocarbon monomer and a perfluoroolefin are copolymerized.
The former copolymer having a copolymerization ratio of 20% by weight or more.
A method for producing a carbon polymer, comprising:
B-1,1,1,2,2-pentafluoropropane,
1,3-dichloro-1,1,2,2,3-pentafluoro
Lopropane, 2,2-dichloro-1,1,1-triflu
Oroethane and 1,1-dichloro-1-fluoroethane
A method for producing a perfluorocarbon polymer, comprising performing solution polymerization using a hydrochlorofluorocarbon selected from the group consisting of:
【請求項2】スルホン酸型官能基含有パーフルオロカー
ボンモノマーが、CF2 =CFOCF2 CF(CF3
OCF2 CF2 SO2 Fであって、これと共重合させる
パーフルオロオレフィンがテトラフルオロエチレンで
請求項1記載の方法。
2. The sulfonic acid type functional group-containing perfluorocarbon monomer is CF 2 CFCFOCF 2 CF (CF 3 ).
A OCF 2 CF 2 SO 2 F, perfluoro olefin Oh tetrafluoroethylene to which is copolymerizable
Claim 1 Symbol placement of how.
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