JP5666909B2 - パーフルオロ(メチルビニルエーテル)の二官能性オリゴマー - Google Patents
パーフルオロ(メチルビニルエーテル)の二官能性オリゴマー Download PDFInfo
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Description
A)フッ化ビニリデンおよびテトラフルオロエチレンからなる群から選択されるモノマーの共重合単位40から90モルパーセントと、
B)パーフルオロ(メチルビニルエーテル)の共重合単位10から60モルパーセントと、
C)ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンからなる群から選択されるモノマーの共重合単位であって、ただしA)がフッ化ビニリデンである場合には、C)がテトラフルオロエチレンのみであることができ、A)がテトラフルオロエチレンである場合には、C)がヘキサフルオロプロピレンのみであることができる共重合単位0から10モルパーセントと、
D)式CF2=CFO(Rf’O)n(Rf’’O)mRfのパーフルオロビニルエーテルの共重合単位であって、式中、Rf’およびRf’’は、2〜6個の炭素原子の異なる鎖状または分岐のパーフルオロアルキレン基であり、mおよびnは、独立して0〜10であり、Rfは、1〜6個の炭素原子のパーフルオロアルキル基である共重合単位0から10モルパーセントと、
E)i)プロパン酸、3−[1−[ジフルオロ[(1,2,2−トリフルオロエテニル)オキシ]メチル]−1,2,2,2−テトラフルオロエトキシ]−2,2,3,3−テトラフルオロ−、メチルエステル;ii)エタンスルホニルフルオリド、2−[1−[ジフルオロ[(1,2,2−トリフルオロエテニル)オキシ]メチル]−1,2,2,2−テトラフルオロエトキシ]−1,1,2,2−テトラフルオロ−;iii)1−プロパノール、3−[1−[ジフルオロ[(トリフルオロエテニル)オキシ]メチル]−1,2,2,2−テトラフルオロエトキシ]−2,2,3,3−テトラフルオロ−;iv)プロパンニトリル、3−[1−[ジフルオロ[(1,2,2−トリフルオロエテニル)オキシ]メチル]−1,2,2,2−テトラフルオロエトキシ]−2,2,3,3−テトラフルオロ−;v)ヘキサンニトリル、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−デカフルオロ−6−[(1,2,2−トリフルオロエテニル)オキシ]−;vi)プロパンニトリル、2,3,3,3−テトラフルオロ−2−[1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロ−3−[(トリフルオロエテニル)オキシ]プロポキシ]−;vii)プロパンアミド、3−[1−[ジフルオロ[(1,2,2−トリフルオロエテニル)オキシ]メチル]−1,2,2,2−テトラフルオロエトキシ]−2,2,3,3−テトラフルオロ−;viii)1−プロパノール、3−[1−[ジフルオロ[(トリフルオロエテニル)オキシ]メチル]−1,2,2,2−テトラフルオロエトキシ]−2,2,3,3−テトラフルオロ;リン酸二水素;およびix)プロパン酸、3−[1−[ジフルオロ[(トリフルオロエテニル)オキシ]メチル]−1,2,2,2−テトラフルオロエトキシ]−2,2,3,3−テトラフルオロ−からなる群から選択される官能性フルオロビニルエーテルの共重合単位0から10モルパーセントと
から本質的になるオリゴマーであって、
前記オリゴマーが、1000から25000g/モルの数平均分子量を有し、前記オリゴマーが、それぞれの鎖末端で官能基を有し、前記官能基が、ヨウ素原子、オレフィン基、ヒドロキシ基、カルボン酸基および−CF2H基からなる群から選択される、オリゴマーである。
から本質的になる。モルパーセント値は、オリゴマー中で共重合しているモノマー単位の全モル数を基準にしている。すべての共重合しているモノマー単位のモルパーセントの合計は、100モルパーセントである。
CF2=CFO(CF2CFXO)nRf
(式中、Xは、FまたはCF3であり、nは0〜5であり、Rfは、1〜6個の炭素原子のパーフルオロアルキル基である)の組成物が挙げられる。
CF2=CFO[(CF2)mCF2CFZO]nRf
(式中、Rfは、1〜6個の炭素原子を有するパーフルオロアルキル基であり、m=0または1であり、n=0〜5であり、Z=FまたはCF3である)のものが挙げられる。この種類の好ましい要素は、RfがCF3であり、m=1であり、n=1であり、Z=Fであるもの、およびRfがC3F7であり、m=0であり、n=1であるものである。
CF2=CFO[(CF2CF{CF3}O)n(CF2CF2CF2O)m(CF2)p]CxF2x+1
(式中、mおよびnは独立して=0〜10であり、p=0〜3であり、x=1〜5である)の化合物が挙げられる。この種類の好ましい要素には、n=0〜1であり、m=0〜1であり、x=1である化合物が挙げられる。
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2O)mCnF2n+1
(式中、n=1〜5であり、m=1〜3である、式中、好ましくはn=1である)が挙げられる。
数平均分子量(Mn)を、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により測定した。試料をTHFに溶解した。分析は、Polymer Laboratories製の、5μmのPLgelのMixed−Cカラム2本を備えたSpectra−Physicsクロマトグラフと、Spectra Physics SP8430の屈折率(RI)およびUVの検出器(PVF2−Isに帰属される信号は、屈折率が負の値を示した)によって行った。ジメチルホルムアミド(DMF)またはテトラヒドロフラン(THF)を、0.8mL分−1の流量で、それぞれ、温度=70℃および温度=30℃における溶離剤として用いた。標準は、Polymer Laboratoriesまたは他の販売元から購入した単分散ポリ(スチレン)(PS)であった。末端基を積分することによる19F NMRも用いて、Mnを確認した。
入口バルブおよび出口バルブ、マノメータならびに破裂板を備えた、160mL容のHastelloy(HC−276)のオートクレーブを脱気し、窒素3.0MPaで2時間加圧して漏れを検査した。この操作の後、2.67kPaの真空を30分間(min.)適用して、残留酸素を除去した。真空下で、オートクレーブに予め調製した溶液を入れた。
1リットル容の反応器に、水(脱酸素化済、400ml)、過硫酸ナトリウム(1.84g)および1,4−ジヨードパーフルオロブタン(35.75g)を充填した。この反応器を密封し、−40℃に冷却し、真空排気し、次いで、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)(PMVE、83g)およびフッ化ビニリデン(VF2、48g)のモノマーを反応器中に移送した。反応器を再度密封し、この反応を約1時間かけて80℃にゆっくりと加熱した。この反応を80℃で8時間進行させた。冷却後に、反応器の内容物を、Vertrel(登録商標)−XFの溶媒[2,3−ジヒドロパーフルオロペンタン](DuPontから入手可能)で2度抽出した。抽出物を合わせ、水で洗浄して、すべてのナトリウム塩残留物を除去した。この溶液を、硫酸ナトリウム粉末下でさらに乾燥して、水を除去した。この溶媒を、真空中で、次いで高真空により除去した。透明で無色の粘性液体50グラムが得られた。
1リットル容の反応器に、水(脱酸素化済、400ml)、過硫酸ナトリウム(1.84g)および1,4−ジヨードパーフルオロブタン(35.75g)を充填した。この反応器を密封し、−40℃に冷却し、真空排気し、次いで、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)(PMVE、104g)およびテトラフルオロエチレン(TFE、25g)のモノマーを反応器中に移送した。反応器を再度密封し、反応器の内容物を約1時間かけて80℃にゆっくりと加熱した。この反応を80℃で8時間進行させた。冷却後に、反応器の内容物を、Vertrel(登録商標)−XFの溶媒で3度抽出した。抽出物を合わせ、水で洗浄して、すべてのナトリウム塩残留物を除去した。この溶液を、硫酸ナトリウム粉末下でさらに乾燥して、水を除去した。溶媒を、真空中で、次いで高真空により除去した。透明で無色の粘性液体33gが得られた。
入口バルブおよび出口バルブ、マノメータならびに破裂板を備えた、160mL容のHastelloy(HC−276)のオートクレーブを脱気し、窒素3MPa barで加圧して漏れを検査し、次いで、2.67kPaの真空を30分間稼動した。真空下において、tert−ブチルパーオキシピバレート(TBPPI)0.460g(0.002mol)、ポリ(VF2−coPMVE)I 20.0g(0.001mol)(前述の実施例の方法に従って作製、Mn約2000g/mol)および1,1,1,2,2−ペンタフルオロペンタン80.0gを、オートクレーブに移送した。次に、エチレン0.70g(0.025mol)を、この混合物中に導入した。オートクレーブの温度を、それぞれ2分間で以下の中間的な温度、すなわち25℃、30℃、35℃にまで加熱することにより、段階的に37℃に増加させた。約5℃の少しの発熱、次いで482kPaへの急激な圧力低下が観測された。急激な温度上昇を回避するために37℃の温度を維持し、末端ごとにエチレン1分子でなく、末端ごとにエチレン2分子の付加を維持することが重要であった。6時間の反応後に、オートクレーブを、氷浴中に約60分間置き、未反応エチレンをゆっくりと放出した。オートクレーブを開放後に、褐色液体約100gを得た。この生成物を、水/メチルエチルケトンの溶液で抽出し、溶媒を除去した後に、粘性のある褐色生成物を得た(収率=100%)。この試料を、19Fおよび1HのNMR分光法ならびにSEC分析により特性決定した。19F NMRスペクトル中の−40ppmにおける信号がないことから、エチレンのポリ(VF2−co−PMVE)Iへの付加が確認される。
冷却器および電磁攪拌機を備えた、250mL容の2口丸底フラスコを、アルゴンで30分間パージした。I−CH2CH2−(VF2−co−PMVE)−CH2CH2−I(実施例4から)40.0g(14.3ミリモル)を、DMF30.0g(410ミリモル)に溶解し、次いで、蒸留水1.5g(70ミリモル)をこのフラスコに添加した。この内容物を、室温で20分間、アルゴンによりパージした。次いで、温度を120℃に上昇させ、10〜12時間加水分解を行った。
ポリ(VF2−coPMVE)I 20.0g(0.01mol)(Mn=2000g/mol、2に類似したCF2Iの官能性、前述の実施例に開示されている一般的な方法により作製)、酢酸アリル2.5g(0.025mol)、アセトニトリル50g、およびtert−ブチルパーオキシピバレート(TBPPI)0.46gを、冷却器をもつ丸底フラスコに導入した。この溶液を、0℃で20分間、アルゴンによりバブリングした。75℃で8時間反応させた後、この溶液を室温に冷却し、溶媒を蒸留により除去した(定量的収率)。このコポリマーを1H NMRおよび19F NMRにより特性決定した。−40ppmを中心とする信号がないことから、酢酸アリルのポリ(VF2−co−PMVE)Iへの付加が確認される。
冷却器、電磁攪拌機および滴下漏斗を備えた250ml容のフラスコに、亜鉛粉末1.5g(0.022mol)(無水酢酸および酢酸の等モル混合物により活性化)ならびに乾燥メタノール100mlを充填した。次いで、この反応混合物を40℃に加熱し、テレケリックなジヨードビスアセテートポリ(VF2−co−PMVE)20g(0.01mol)(実施例6において調製)を滴下した。数滴の臭素も添加して、亜鉛を活性化した。すべて添加した後に、反応混合物を4時間還流した。次いで、未反応の亜鉛粉末を濾過により除去し、メタノールを蒸発させた。残留物を、メチルエチルケトン中に溶解し、10重量%HCl800mlで洗浄し、有機層を分離し、硫酸マグネシウムで乾燥、濾過して、無色の粘性液体として得られるα,ω−ジエンポリ(VF2−co−PMVE)(17.96g、90%)を生成した。1H NMRおよび19F NMRのスペクトルにより、化学修飾(ジエンの官能性は2に近い)が確認される。
反応フラスコ中に、ポリ(VF2−co−PMVE)I 60g(前述の実施例の方法に従って作製、Mn約2400g/molおよびVF2/PMVE=70.7/29.3(モル%))と、2,3−ジヒドロパーフルオロペンタン(10mL)および無水THF(20mL)の混合溶媒とを充填した。攪拌後に、透明な黄色溶液を得た。水素化トリブチルスズ(16g、0.055モル)を、この溶液にゆっくりと添加した。この反応は発熱を伴い、フラスコの内容物の温度は約55℃に達した。水素化トリブチルスズの添加を完了した後に、この溶液は不透明になった。次いで、反応混合物を、75〜80℃で7時間攪拌した。生じた生成混合物を冷却し、分液漏斗中に入れ、上層を捨てた(主に有機スズの残留物)。下層の有機層を、2,3−ジヒドロパーフルオロペンタン(100mL)に添加し、水で数回洗浄した。溶媒を真空中で除去した。残留物を、高真空下でさらに乾燥した。最終生成物を、粘性の油(または冷却後半固体)として得た。収量は52gであった(96〜97%)。CF2I末端がすべてCF2H末端に変換されたことが、NMRスペクトルにより示された。19F NMRスペクトル中の、−40ppmにおける信号がないこと、および−222ppmにおける新規の信号があることから、ポリ(VF2−co−PMVE)Iのポリ(VF2−co−PMVE)Hへの還元反応が確認された。このオリゴマー中の新規のCF2H末端は、1H NMRスペクトルにおいてd 6.25ppm(多重項)における信号を示した。
Claims (5)
- オリゴマーであって、
A)フッ化ビニリデンおよびテトラフルオロエチレンからなる群から選択されるモノマーの共重合単位40から90モルパーセントと、
B)パーフルオロ(メチルビニルエーテル)の共重合単位10から60モルパーセントと、
C)ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンからなる群から選択されるモノマーの共重合単位であって、ただしA)がフッ化ビニリデンである場合には、C)がテトラフルオロエチレンのみであることができ、A)がテトラフルオロエチレンである場合には、C)がヘキサフルオロプロピレンのみであることができる共重合単位0から10モルパーセントと、
D)式CF2=CFO(Rf’O)n(Rf’’O)mRfのパーフルオロビニルエーテルの共重合単位であって、式中、Rf’およびRf’’は、2〜6個の炭素原子の異なる鎖状または分岐のパーフルオロアルキレン基であり、mおよびnは、独立して0〜10であり、Rfは、1〜6個の炭素原子のパーフルオロアルキル基である共重合単位0から10モルパーセントと、
E)下記の化合物i)からix)
からなり、
前記オリゴマーが、1000から25000g/モルの数平均分子量を有し、前記オリゴマーが、それぞれの鎖末端で−CF2H基を有するオリゴマー。 - 共重合単位A)がフッ化ビニリデンである、請求項1に記載のオリゴマー。
- 共重合単位A)がテトラフルオロエチレンである、請求項1に記載のオリゴマー。
- 前記共重合単位A)が、60から75モルパーセントの量で存在し、前記共重合単位B)が、25から40モルパーセントの量で存在する、請求項1に記載のオリゴマー。
- 前記オリゴマーが、1500から5000g/モルの数平均分子量を有する、請求項1に記載のオリゴマー。
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