JP3053657B2 - パーフルオロ共重合体、その製造法、その組成物およびその膜 - Google Patents
パーフルオロ共重合体、その製造法、その組成物およびその膜Info
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Description
パーフルオロ共重合体、その製造法、その組成物および
その膜に関する。
体、とくにパーフルオロ環状重合体に関しては特開平1
−13125により、CF2 =CFO(CF2 )n CF
=CF2が単独で環化重合し、一般式
重合体を与えることが示されている。通常、非晶質重合
体の軟化点温度はガラス転移点(以下、T g という)で
決まるため、この前後において機械的特性や電気的特性
など多くの物性が大きく変化する。CF2 =CFO(C
F2 )n CF=CF2 を単独重合して得られた環状重合
体においても例外でなく、n=1の重合体でT g =69
℃、n=2の場合においてもT g =108℃であるため
熱変形温度があまり高くなく、高温での使用には不十分
であるという問題があった。
SP4,754,009には化2で表されるパーフルオ
ロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)(以
下、PDDという)とテトラフルオロエチレンの共重合
により無定形重合体が得られ、この共重合体は溶剤可溶
性で光透過性に優れT g が非常に高く、例えばPDDの
含量が89mol%において250℃であることが示さ
れている。
オロエチレン含量の増加に従いT g が大きく低下し、ま
た結晶性が現れるため透明性が低下しかつ溶剤可溶性が
損なわれるという問題がある。しかも、この共重合体は
ガス状単量体と液状単量体の反応によって得るために組
成のコントロールが困難で、目的のT g を有する共重合
体を得ることが難しく、かつ、テトラフルオロエチレン
の単独重合体が副生しやすいという問題がある。
なパーフルオロ重合体の欠点を解消し、溶剤可溶性およ
び透明性を保持しつつ高温使用に耐え得る適度なT g を
有するパーフルオロ重合体を新規に提供することを目的
とするものである。
の認識に基づいて環化重合性パーフルオロ単量体と共重
合が可能で環状構造を有するパーフルオロ単量体につい
て鋭意検討を重ねた結果、特定の単量体の組合せが環化
重合性を失うことなく任意の割合でラジカル共重合する
ことを発見した。更には、該共重合体が全組成範囲にわ
たって結晶性をまったく有せず、溶剤可溶性および透明
性を保持しつつ、70〜300℃の広範囲のT g を有す
るパーフルオロ重合体が得られることを新規に見いだし
た。更に、驚いたことに本発明の共重合体は透明である
ばかりでなく屈折率が非常に低く、かつ、共重合組成に
より屈折率を任意にコントロールできることも新規に見
いだした。
成されたものであり、以下の(1)〜(4)の発明であ
る。 (1)重合性の異なる炭素−炭素二重結合を分子末端に
一つずつ有するパーフルオロ単量体に基づく重合単位お
よびPDDに基づく重合単位を有するパーフルオロ共重
合体であって、この共重合体のガラス転移点が70〜3
00℃であることを特徴とするパーフルオロ共重合体。 (2) 重合性の異なる炭素−炭素二重結合を分子末端に
一つずつ有するパーフルオロ単量体とPDDとをラジカ
ル共重合せしめることを特徴とするパーフルオロ共重合
体の製造法。 (3)重合性の異なる炭素−炭素二重結合を分子末端に
一つずつ有するパーフルオロ単量体に基づく重合単位お
よびPDDに基づく重合単位を有するパーフルオロ共重
合体を溶剤に溶解してなるパーフルオロ共重合体組成
物。 (4)重合性の異なる炭素−炭素二重結合を分子末端に
一つずつ有するパーフルオロ単量体に基づく重合単位お
よびPDDに基づく重合単位を有するパーフルオロ共重
合体からなる膜。
重合が用いられる。すなわち、重合方法としては、ラジ
カル的に進行するものであれば手段は何等制限されない
が、例えば有機、無機ラジカル開始剤、光、電離放射線
あるいは熱による重合などが挙げられる。重合の方法も
バルク重合、溶液重合、懸濁重合ならびに乳化重合を用
いることができる。
素二重結合を分子末端に一つずつ有するパーフルオロ単
量体(以下、特定パーフルオロ単量体という)として
は、パーフルオロビニルオキシ基、パーフルオロアリル
基、パーフルオロアリルオキシ基、パーフルオロイソプ
ロペニル基、パーフルオロイソプロペニルオキシ基、パ
ーフルオロブテニル基、パーフルオロブテニルオキシ
基、パーフルオロアクリロイル基、パーフルオロメタア
クリロイル基などの炭素−炭素二重結合のうち、重合性
の異なる基を分子末端に一つずつ有し、炭素に結合した
水素の全てがフッ素に置換された化合物が採用される。
特定パーフルオロ単量体は、重合性の異なる炭素−炭素
二重結合を有するため、ラジカル重合時に環化重合を起
こし、主鎖に環構造を有する重合体が得られる。
ルオロ単量体としてパーフルオロビニルエーテル系の単
量体が好ましく採用される。また、分子長の長すぎるも
のも、短すぎるものも環化重合性が低下し好ましくな
い。好ましくは、炭素−炭素二重結合間を連結する原子
数が2〜4のものである(炭素−炭素二重結合間を結合
する原子鎖が環構造または分岐構造を有していてもよい
が、ここで示される原子数は、炭素−炭素二重結合間を
最短で結ぶ原子数である)。
F=CF2 (但し、nは1または2である。)で示され
るパーフルオロビニルエーテル(以下、特定PVEとい
う)が環化重合性およびPDDとの重合性の面から最も
好ましく採用される。
のような1官能のパーフルオロビニルエーテル単量体、
あるいはヘキサフルオロプロピレンのような単量体は、
テトラフルオロエチレン等の他の単量体と共重合させる
ことは困難で、これらの単量体に基づく重合単位を20
%以上含む共重合体は得られない。PDDとの共重合に
おいても同様に困難である。しかるに、特定PVEとP
DDは任意の割合で共重合し、仕込組成を変えることに
より任意の組成を持った共重合体を高収率で得ることが
可能である。また、特定PVEは全ての組成において環
化重合しつつPDDと共重合するため、非晶質で透明な
重合体が得られ、かつ架橋構造を生成するような未反応
の二重結合を重合体中に残さないため溶剤に可溶であ
る。
およびPDDに基づく重合単位を有 するパーフルオロ共
重合体、例えば特定PVE/PDD共重合体はPDD含
量が増すとT g は高くなる。共重合組成により70℃か
ら300℃までの広範囲なT g を持った重合体が得られ
るが、PDD含量が95%を越えると溶剤に対する溶解
性は若干悪くなり実用的でなくなる。
く屈折率も低く、共重合組成を変えることにより1. 2
9から1. 34の間の屈折率を有する重合体を得ること
が可能である。
らの成分の本質を損なわない程度に他の共重合成分と併
用して三元ないしは多元共重合体としても何らさしつか
えがないし、必要ならば何らかの方法で重合体を架橋し
てもよい。
ラジカル重合性を有する単量体であれば特に限定されず
に含フッ素系、炭化水素系その他が広範囲にわたって例
示され得る。これら他の単量体は1種単独で特定パーフ
ルオロ単量体およびPDDとラジカル共重合せしめても
よく、あるいは適宜の2種以上併用して上記共重合反応
を行わせてもよい。
てフルオロオレフィン、フルオロビニルエーテルなどの
含フッ素単量体を選定することが望ましい。例えば、テ
トラフルオロエチレン、パーフルオロ(メチルビニルエ
ーテル)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)、
あるいはカルボン酸基やスルホン酸基のごとき官能基を
含有するパーフルオロビニルエーテルなどは好適な具体
例であり、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、クロロト
リフルオロエチレンなども例示される。これら他の単量
体の含量はパーフルオロ共重合体の本質を損なわない程
度が好ましく、50重量%以下、更に好ましくは20重
量%以下がよい。
橋方法としては、通常行われている方法などを適宜用い
ることができる。例えば、架橋部位を持つ単量体を共重
合させて架橋せしめたり、架橋剤を添加して架橋せしめ
たり、あるいは放射線などを用いて架橋せしめることが
できる。
DDが任意の割合で共重合し、共重合体中のこれらの単
量体の組成比を自由にコントロール可能なため種々の目
的物性を持ったパーフルオロ共重合体が得られる。ま
た、本発明により得られたパーフルオロ共重合体は全組
成範囲にわたって実質的に結晶性がなく、フッ素樹脂で
あるにもかかわらず高い透明性を示しかつ高い光線透過
率を示すものであり、またパーフルオロ重合体であるが
故に、通常の炭化水素系の樹脂よりも低屈折率で、耐湿
性、耐候性、耐薬品性にも優れているものと考えられ
る。ただし、かかる説明は本発明の理解の助けとするも
のであり、本発明を限定するものではない。
DDの0. 5g、トリクロロトリフルオロエタン10g
および重合開始剤としてジイソプロピルパーオキシジカ
ーボネート0. 02gを、内容積50mlの耐圧ガラス
製アンプルに入れた。系内を3回凍結脱気した後、水浴
中で40℃で22時間振蕩した。その結果、重合体を
7. 1g得た。
し、19F−NMRスペクトルを測定したところ、パーフ
ルオロ(ブテニルビニルエーテル)に基づく重合単位に
由来する吸収スペクトルの他に、PDDに由来するCF
3 基の吸収が確認された。また、IRスペクトルを測定
したところ、パーフルオロ(ブテニルビニルエーテル)
に由来する二重結合の吸収が認められずかつ溶剤可溶な
ことから、パーフルオロ(ブテニルビニルエーテル)は
環化重合しつつPDDと共重合しているものと思われ
る。
(商品名:3M社製のパーフルオロ(2−ブチルテトラ
ヒドロフラン)を主成分とする液体、以下FC−75と
略記する)に溶解して10%の溶液とした。これをガラ
ス板上に流延した後、30℃で5時間および50℃で2
0時間静置した。更に、100℃で真空乾燥して得られ
たフィルムの屈折率をアッベ屈折計を用いて測定したと
ころ1. 33であった。このフィルムを水中に投入した
ところ目視ではフィルムと水の界面が確認できなかっ
た。また、このフィルムの光線透過率を測定したところ
波長250〜700nmにおいて95%であった。
Dの2g、FC−75の10gおよび重合開始剤として
ジイソプロピルパーオキシジカーボネート0.02g
を、内容積50mlの耐圧ガラス製アンプルに入れた。
系内を3回凍結脱気した後、水浴中で40℃で20時間
振蕩した。その結果、重合体を6. 7g得た。この重合
体のT g は157℃であり、固有粘度[η]はFC−7
5中30℃で0. 35で、タフで透明なガラス状重合体
であった。IRスペクトルの1930cm-1の吸収の吸
光度よりPDD含量を求めたところ12%であった。ま
た、アッベ屈折計を用いて屈折率を測定したところ1.
32であった。
Dの5gおよび重合開始剤としてジイソプロピルパーオ
キシジカーボネート0. 02gを、内容積50mlの耐
圧ガラス製アンプルに入れた。系内を3回凍結脱気した
後、水浴中で40℃で1時間振蕩した。その結果、重合
体を3. 8g得た。この重合体のT g は213℃であ
り、固有粘度[η]はFC−75中30℃で0. 99
で、タフで透明なガラス状重合体であった。IRスペク
トルの1930cm-1の吸収の吸光度よりPDD含量を
求めたところ71%であった。また、アッベ屈折計を用
いて屈折率を測定したところ1. 30であった。
の8g、トリクロロトリフルオロエタン10gおよび重
合開始剤としてジイソプロピルパーオキシジカーボネー
ト0. 02gを、内容積50mlの耐圧ガラス製アンプ
ルに入れた。系内を3回凍結脱気した後、水浴中で30
℃で20時間振蕩した。その結果、重合体を7g得た。
この重合体のT g は210℃であり、固有粘度[η]は
FC−75中30℃で1. 15であった。IRスペクト
ルの1930cm-1の吸収の吸光度よりPDD含量を求
めたところ82%であった。アッベ屈折計を用いて屈折
率を測定したところ1. 29であった。
よび重合開始剤としてジイソプロピルパーオキシジカー
ボネートの0. 05gを、内容積100mlのステンレ
ス製アンプルに入れた。系内を3回凍結脱気した後、テ
トラフルオロエチレンの10gを入れた。水浴中で55
℃で5時間振蕩した結果、重合体を10. 5g得た。F
含量分析からPDD含量は10%程度であった。この重
合体を340℃でプレス成形してフィルムを作成した
が、半透明で、白色斑点状の不透明な部分が混在してい
た。また、この重合体はFC−75に可溶な部分と溶解
困難な部分とが存在した。
EとPDDとが任意の割合で共重合し、共重合体中のこ
れらの単量体の組成比を自由にコントロール可能なため
種々の目的物性を持ったパーフルオロ共重合体が得られ
るという効果を有する。また、本発明により得られたパ
ーフルオロ重合体は、共重合組成を任意に選択すること
により非晶質性を保持したままT g をコントロールでき
かつ高いT g を有し、溶剤可溶性および透明性に優れか
つ耐熱性が高いという効果を有する。また、屈折率が低
く共重合組成によって任意の屈折率を有する重合体が得
られるという効果も有する。
フルオロ重合体としての優れた特性、例えば耐熱性、化
学的安定性などを備えながら、非晶質で透明で溶剤可溶
性の重合体であり、このような特性から、ピンホールな
どの欠陥のない超薄膜化が可能であるという効果も認め
られ、コーティング材料、分離膜素材などへの応用も可
能である。低屈折率を利用して反射防止剤や光ファイバ
ーのクラッド材などの光学材料への応用も可能である。
また、本発明によるパーフルオロ重合体はフッ素化合物
であるが故に誘電率が低いので電子材料としての応用が
可能であるという効果も認められる。
用途としては、電線被覆材、磁気記録媒体保護層、ガス
選択透過膜素材、光学レンズ、光導波体、人工水晶体、
低反射加工剤、安全ガラス用積層材、光学素子接着剤、
太陽電池光取り入れ面材、カラーフィルター保護膜、フ
ラックス這い上り防止剤、離型剤、半導体の保護層、航
空機用窓材、鏡表面被覆材、鏡基材、釣り糸、半導体キ
ャリアー、ペリクルの保護膜材、電子写真感光体表面
層、非線形光学素子、フォトクロミック成形体基材、濾
材、電気泳動用支持体、光反応器、バイオリアクター、
紫外線ランプなどが挙げられる。
Claims (7)
- 【請求項1】重合性の異なる炭素−炭素二重結合を分子
末端に一つずつ有するパーフルオロ単量体に基づく重合
単位およびパーフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−
ジオキソール)に基づく重合単位を有するパーフルオロ
共重合体であって、この共重合体のガラス転移点が70
〜300℃であることを特徴とするパーフルオロ共重合
体。 - 【請求項2】パーフルオロ単量体が一般式CF 2 =CF
O(CF 2 ) n CF=CF 2 (但し、nは1または2で
ある。)で表されるパーフルオロビニルエーテルである
請求項1記載のパーフルオロ共重合体。 - 【請求項3】重合性の異なる炭素−炭素二重結合を分子
末端に一つずつ有するパーフルオロ単量体とパーフルオ
ロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)とをラ
ジカル共重合せしめることを特徴とするパーフルオロ共
重合体の製造法。 - 【請求項4】パーフルオロ単量体の含量が1〜99重量
%、パーフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキ
ソール)の含量が1〜99重量%となる範囲で共重合せ
しめる請求項3記載のパーフルオロ共重合体の製造法。 - 【請求項5】パーフルオロ単量体が一般式CF2 =CF
O(CF2 )n CF=CF2 (但し、nは1または2で
ある。)で表されるパーフルオロビニルエーテルである
請求項3または4記載のパーフルオロ共重合体の製造
法。 - 【請求項6】重合性の異なる炭素−炭素二重結合を分子
末端に一つずつ有するパーフルオロ単量体に基づく重合
単位およびパーフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−
ジオキソール)に基づく重合単位を有するパーフルオロ
共重合体を溶剤に溶解してな るパーフルオロ共重合体組
成物。 - 【請求項7】重合性の異なる炭素−炭素二重結合を分子
末端に一つずつ有するパーフルオロ単量体に基づく重合
単位およびパーフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−
ジオキソール)に基づく重合単位を有するパーフルオロ
共重合体からなる膜。
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JP3036758A JP3053657B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | パーフルオロ共重合体、その製造法、その組成物およびその膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3036758A JP3053657B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | パーフルオロ共重合体、その製造法、その組成物およびその膜 |
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JPH04255716A JPH04255716A (ja) | 1992-09-10 |
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Family
ID=12478652
Family Applications (1)
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JP3036758A Expired - Lifetime JP3053657B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | パーフルオロ共重合体、その製造法、その組成物およびその膜 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2002093249A1 (fr) * | 2001-05-17 | 2002-11-21 | Daikin Industries, Ltd. | Materiau optique non lineaire contenant un polymere fluore |
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1991
- 1991-02-06 JP JP3036758A patent/JP3053657B2/ja not_active Expired - Lifetime
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