JP6532524B2 - 分枝状フッ素化乳化剤の回収 - Google Patents
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Description
[Rf−(O−R’f)n−O−CF(CF3)−C(O)O−]iM+iである、
(式中、Rfは、1〜5個の炭素原子を含むフッ素化アルキル基であり、R’fは、1〜5個の炭素原子を含む二価フッ素化基であり、nは、0、1、2、又は3であり、M+iは、価数iを有する陽イオンを表し、iが1、2、又は3である)、ことと、
陰イオン交換樹脂を溶出液から分離することと、を含む、方法が提供される。
「a」、「an」、及び「the」は、互換的に使用され、1つ以上を意味し、また
「及び/又は」は、記載される事例の一方又は両方が起こり得ることを示すために使用され、例えば、A及び/又はBは、(A及びB)と(A又はB)とを含む。
本開示は、少なくとも1つのエーテル結合を含む、式
[Rf−(O−R’f)n−O−CF(CF3)−C(O)O−]iM+iのフッ素化乳化剤(本明細書で以降「分枝状フッ素化乳化剤」と称される)を対象とする
(式中、Rfは、1〜5個の炭素原子を含むフッ素化アルキル基であり、R’fは、1〜5個の炭素原子を含む二価フッ素化基であり、nは、0、1、2、又は3であり、M+iは、価数iを有する陽イオンを表し、iが1、2、又は3である)。
本発明の方法を使用して、様々な分枝状フッ素化乳化剤を陰イオン交換樹脂から回収することができる。
本開示において、アンモニウム塩、水、及び水混和性溶媒を含む回収流体を使用して、分枝状フッ素化乳化剤を陰イオン交換樹脂から回収する。
(NR4)nXに対応するものである
(式中、Rは、独立して、H、又は1〜5個の炭素原子を含むアルキル基から選択され、nは、1、2、又は3であり、Xは、F、Cl、Br、I、又は陰イオン性有機残基から選択される)。無機陰イオンの具体的な例としては、ハロゲン又はハロゲン含有の無機陰イオン、例えば、F−、Cl−、Br−、I−、ClO4 −、リン酸イオン、硫酸イオン、スルホン酸イオン、並びにHCO3 −、及びCO3 2−、及び−OOC−COO−を含む炭酸イオンが挙げられる。陰イオン性有機残基の例としては、特に、カルボン酸陰イオン、例えば、HCOO−及びCH3COO−が挙げられる。
分枝状フッ素化乳化剤が負荷された陰イオン交換樹脂は、上述の回収流体を負荷陰イオン交換樹脂と接触させることによって、回収流体により溶出され得る。典型的には、乳化剤の回収は、回収流体を、カラムに保持されている負荷陰イオン交換樹脂の上にポンプで送ることによって行われる。カラムを出ると、溶出液は、分枝状フッ素化乳化剤又はその誘導体を含有することになる。分枝状フッ素化乳化剤又はその誘導体は、次いで、液相(例えば、水/有機溶媒)の蒸留、抽出、又は蒸発といった好適な分離方法によってこの溶出液から回収され得る。あるいは、陰イオン交換樹脂を、負荷陰イオン交換樹脂を回収流体と共に穏やかに撹拌することによって、回収流体で処理し、続いて陰イオン交換樹脂を溶出液(すなわち、分枝状フッ素化乳化剤又はその誘導体を含む回収流体)から、例えば濾過によって、分離してもよい。
実施形態1.フッ素化乳化剤を陰イオン交換樹脂から回収するための方法であって、
該陰イオン交換樹脂を回収流体と接触させて、溶出液を形成することであって、該回収流体は、アンモニウム塩、水、及び水混和性溶媒を含み、該フッ素化乳化剤は、式、
[Rf−(O−R’f)n−O−CF(CF3)−C(O)O−]iM+iである、
(式中、Rfは、1〜5個の炭素原子を含むフッ素化アルキル基であり、R’fは、1〜5個の炭素原子を含む二価フッ素化基であり、nは、0、1、2、又は3であり、M+iは、価数iを有する陽イオンを表し、iが1、2、又は3である)、ことと、
該陰イオン交換樹脂を該溶出液から分離することと、を含む、方法。
(NR4)nXである、
(式中、各Rは、独立して、H、及び1〜5個の炭素原子を含むアルキル基から選択され、nは、1又は2であり、Xは、F、Cl、Br、I、及び陰イオン性有機残基から選択される)、実施形態1〜2のいずれか1つに記載の方法。
陰イオン交換樹脂:Dow Chemical Co.(Midland,MI)から商標表記「AMBERJET 4200 OH」で入手可能な四級アミン官能基(N+(CH3)4)を含む強塩基性イオン交換樹脂。
60重量%のメタノール、20重量%の水、及び20重量%の硫酸(濃縮)を含む回収流体を調製した。
60重量%のメタノール、20重量%の水、及び20重量%の硫酸(濃縮)を含む回収流体を調製した。
40重量%のメタノール、40重量%の水、及び20重量%の硫酸(濃縮)を含む回収流体を調製した。
60重量%のメタノール、20重量%の水、及び20重量%の硫酸(濃縮)を含む回収流体を調製した。
乳化剤1のメチルエステル誘導体(CF3−CF2−CF2−O−CF(CF3)−C(O)−OCH3)152g、451gの水、及び122gの25%アンモニア水溶液を、温度計、凝縮器、機械的攪拌器、及びサーモスタット(ヒータ)を備えるフラスコに置いた。混合物を1週間82℃で加熱した。結果として得られた生成物のGC分析は、CF3−CF2−CF2−O−CF(CF3)−C(O)−OCH3の75%が、CF3−CF2−CF2−O−CF(CF3)−C(O)−ONH2に変換され、25%がCF3−CF2−CF2−O−CF(CF3)−C(O)−O−NH4 +に変換されたことを示した。
2600gのメタノール(87.6重量%)、300gの水(10重量%)、及び70gの塩化アンモニウム(2.4重量%)を含む回収流体を調製した。
Claims (6)
- フッ素化乳化剤を陰イオン交換樹脂から回収するための方法であって、
前記陰イオン交換樹脂を回収流体と接触させて、溶出液を形成する工程であって、
前記回収流体は、アンモニウム塩、水、及び水混和性溶媒を含み、
前記フッ素化乳化剤は、式:
[Rf−(O−R’f)n−O−CF(CF3)−C(O)O−]iM+i
(式中、Rfは、1〜5個の炭素原子を含むフッ素化アルキル基であり、R’fは、1〜5個の炭素原子を含む二価フッ素化基であり、nは、0、1、2、又は3であり、M+iは、価数iを有する陽イオンを表し、iが1、2、又は3である)
で表されるものである工程と、
前記陰イオン交換樹脂を前記溶出液から分離する工程と、
を含む、方法。 - 前記フッ素化乳化剤が、(i)n=0及びRf=CF3(CF2)2−、並びに(ii)n=1及びRf=CF3−及びR’f=−CF(CF3)CF2−、のうちの少なくとも1つから選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記アンモニウム塩が、式:
(NR4)nX
(式中、各Rは、独立して、H及び1〜5個の炭素原子を含むアルキル基から選択され、nは、1又は2であり、Xは、F、Cl、Br、I、及び陰イオン性有機残基から選択される)で表されるものである、請求項1又は2に記載の方法。 - 前記水混和性溶媒が、1〜5個の炭素原子を有する脂肪族アルコールである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記接触が、20〜80℃の温度で行われる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記水及び水混和性溶媒を前記溶出液から除去して、濃縮物を得る工程と、
前記濃縮物を酸性化して、前記フッ素化乳化剤の遊離酸形態を生成する工程と、
前記フッ素化乳化剤の前記遊離酸形態を蒸留する工程と、を更に含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
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