JPH04270712A - 含フッ素セグメント化ポリマー - Google Patents

含フッ素セグメント化ポリマー

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JPH04270712A
JPH04270712A JP5317291A JP5317291A JPH04270712A JP H04270712 A JPH04270712 A JP H04270712A JP 5317291 A JP5317291 A JP 5317291A JP 5317291 A JP5317291 A JP 5317291A JP H04270712 A JPH04270712 A JP H04270712A
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JP
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segment
polymer
fluorine
elastomeric
segments
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JP5317291A
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Hiroki Kamiya
浩樹 神谷
Isamu Kaneko
勇 金子
Hitoshi Matsuo
仁 松尾
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エラストマー性セグメ
ントと主鎖に脂環式環状構造を有する含フッ素非エラス
トマー性セグメントからなる新規な含フッ素セグメント
化ポリマーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】本発明のような2種以上のセグメントか
らなるポリマーは、一般的にブロックあるいはグラフト
ポリマーと呼ばれ、種々の方法で合成されている。典型
的な例として、シス−1,4− ポリイソプレンのエラ
ストマー性セグメントの両端にポリスチレンの非エラス
トマー性セグメンントが結合したセグメント化ポリマー
がアニオン重合法で合成されており、熱可塑性エラスト
マーとしてよく知られている。しかしながら、このよう
な炭化水素系ポリマーは、耐溶剤性,耐熱性に劣ってい
る。
【0003】フッ素系ポリマーにおいては、アイオダイ
ド化合物を用いる逐次重合法によるブロックポリマー(
特公昭 61−49327 ,62−2446 ,62
−21805,63−59405)及び、パーオキシド
含有単量体を用いるグラフトポリマー(特公昭 62−
34324 )が提案されている。これらのセグメント
化ポリマーは、いずれもエラストマー性セグメントと非
エラストマー性セグメントからなり、軟質フッ素樹脂さ
らには熱可塑性エラストマーとなりうるものである。
【0004】しかしながら、これらのセグメント化ポリ
マーの非エラストマー性セグメントは、比較的ガラス転
移温度の低いポリビニリデンフルオライドあるいは、エ
チレン−テトラフルオロエチレン共重合体を用いている
。このようなフッ素樹脂は、分子間力が低く結晶化によ
り強度を発現しているが、セグメント化ポリマーにおい
ては、その構造ゆえにセグメントの分子量が比較的小さ
くせざるをえず、高温での物性発現に重要な熱変形温度
が低く、非エラストマー性セグメントとしては、不十分
であった。
【0005】このような含フッ素セグメント化ポリマー
を、たとえば、熱可塑性エラストマーとして用いる場合
、先に述べたポリスチレンを非エラストマー性セグメン
トとして用いる場合に比べ、耐溶剤性は、改善されるも
のの、非エラストマー性セグメントのガラス転移温度以
上での使用にあたっては、通常のゴムに見られるような
加硫を必要とするなど、未加硫のセグメント化ポリマー
単独ではやはり実用上耐熱性が不十分なものである。
【0006】また、物性の改良方法として、非エラスト
マー性セグメントの異なる2種のセグメント化ポリマー
をブレンドする方法(特開昭 62−58628 )が
提案されているが、基本的にさきに述べた非エラストマ
ー性セグメントを用いており、常温物性は改良されるも
のの高温での物性を改良するには至っていない。
【0007】また、軟質樹脂として用いる場合、非エラ
ストマーセグメントのガラス転移温度が低く、実用上の
高温での物性、特に機械的特性などに劣るものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
知られているセグメント化ポリマーにおいて不十分と考
えられる実用上の耐熱性を改良するためになされたもの
であり、新規な構造の含フッ素セグメント化ポリマーを
提供するものである。
【0009】
【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、ガラス転移温度が室温以
下であり、分子量が1000〜2000000 である
エラストマー性セグメント[A]と、ガラス転移温度が
60℃以上であり、主鎖に脂環式環状構造を有し、分子
量が1000〜2000000 である含フッ素非エラ
ストマー性セグメント[B]とからなり、エラストマー
性セグメント[A]と非エラストマー性セグメントの重
量比が 5/95〜95/5 である含フッ素セグメン
ト化ポリマーを提供するものである。
【0010】各セグメントの分子量は、1000〜20
00000 であり、分子量1000以下のセグメント
では、そのセグメントの性質がセグメント化ポリマーに
反映されず、分子量が2000000 を越えると、得
られるセグメント化ポリマーの成形性の著しい低下をま
ねく。好ましくは、エラストマー性セグメントの分子量
が 30000〜1200000 、非エラストマーセ
グメントの分子量が3000〜400000のものを用
いることが、セグメント化ポリマーにおいて、各セグメ
ントの性質の発見、およびポリマーの成形性とのバラン
スから良い。
【0011】また、エラストマーセグメントと非エラス
トマーセグメントとの重量比は 5/95〜95/5 
の範囲であり、5 %以下ではそのセグメントの性質が
ポリマーに反映されない。各セグメントの性質を兼ね備
えた軟質樹脂,熱可塑性エラストマーなどとして用いる
場合、エラストマーセグメントと非エラストマーセグメ
ントとの重量比は40/60〜95/5 の範囲が好ま
しく用いられる。
【0012】また、エラストマー性セグメントは、ガラ
ス転移温度が室温以下のポリマーであって、化学構造に
関しては、特に限定されるものではない。したがって、
通常ある種の架橋方法により架橋されゴム材料として用
いられる一般的なポリマーを用いることができる。具体
的な例としては、スチレン−ブタジエンゴム,ブタジエ
ンゴム,ニトリルゴム,水素化ニトリルゴム,アクリル
ゴム,ウレタンゴム,エチレン−プロピレンゴムなどの
未加硫エラストマーセグメントを用いることができる。
【0013】さらに耐熱性の観点からは、シリコーンゴ
ム,フッ素ゴムセグメントを用いることが好ましく、耐
油性,耐溶剤性をも兼ね備えることからフッ素ゴムセグ
メントすなわち、ビニリデンフルオライド/ヘキサフル
オロプロピレンあるいはペンタフルオロプロピレン/テ
トラフルオロエチレン(モル比 15 〜75:5 〜
50:0 〜35)ポリマーおよび、パーフルオロアル
キルビニルエーテル(C1 〜C12のアルキル基で酸
素原子を含んでもよい)/テトラフルオロエチレン/ビ
ニリデンフルオライド(モル比 15 〜75: 0〜
85: 0〜85)ポリマーのいずれかを用いることが
最も好ましい。
【0014】非エラストマーセグメントとしては、ラジ
カル環化重合可能な含フッ素ジビニル化合物あるいは、
含フッ素環状単量体を、単独重合もしくは、これらと共
重合可能な単量体と共重合させて得られる主鎖に環状構
造を有する、ガラス転移温度が80℃以上の非エラスト
マーセグメントを用いる。
【0015】ここで、環化可能な含フッ素ジビニル化合
物としては、特開昭 63−238111号,特開昭 
63−238115号,特開平 1−131214 号
,特開平 1−131215 号などに記載された化合
物などが採用可能である。
【0016】また、含フッ素環状単量体の具体例として
は次のものが挙げられる。パーフルオロ−2,2− ジ
メチル−1,3− ジオキソール,パーフルオロ−1,
3− ジオキソール,パーフルオロ−2,2− ジエチ
ル−1,3− ジオキソール,2,2−ジクロロ−4,
5− ジフルオロ−1,3− ジオキソール,4,5−
ジフルオロ−1,3− ジオキソールなど。
【0017】これらの含フッ素ジビニル化合物環状単量
体は、一般的に知られている種々の方法によりラジカル
重合が可能であり、生成するポリマーは主鎖に環状構造
を有する。このような主鎖に環構造を有する含フッ素ポ
リマーは、環構造により主鎖の剛直性が高く、複雑な構
造のため結晶化しにくい。よって、高いガラス転移温度
を有する非晶質であり、従来知られている結晶性フッ素
樹脂は比較的小さいセグメント分子量において、結晶性
低下などによる低い熱変形温度を示すのと異なり、非エ
ラストマー性セグメントとして好ましい物性を示す。
【0018】さらには、単独重合体のみならず、他の共
重合可能なエチレン性単量体との共重合体であってもよ
く、共重合させる単量体の種類あるいは、共重合の組成
を変えることで生成するポリマーのガラス転移温度を6
0℃から280 ℃の範囲で制御することが可能で、実
用物性上充分望ましい耐熱性を有する非エラストマー性
セグメンントとすることができる。
【0019】また、各セグメント中に、必要に応じて 
5モル%を越えない範囲で架橋部位モノマーなどの単量
体を共重合させてもよい。
【0020】本発明で提供される上記フッ素セグメント
化ポリマーは、低いモジュラスを有する軟質樹脂や熱可
塑性エラストマー、さらには、各セグメントのホモポリ
マーのブレンド物における相溶化剤などの添加剤として
有用である。たとえば、エラストマー性セグメントの重
量比が比較的低い領域では、エラストマー性セグメント
による低モジュラスと含フッ素セグメントによる耐薬品
性を兼ね備えるとともに高温まで使用に耐え得る軟質樹
脂が得られる。
【0021】また、エラストマー性セグメントと非エラ
ストマー性セグメントの各セグメントのホモポリマーが
相溶化しにくい場合、これらのポリマーブレンドに各セ
グメントからなるセグメント化ポリマーを添加すること
で優れた分散性,物性を示すものとなる。
【0022】さらには、エラストマー性セグメントの両
端に非エラストマー性セグメントを結合させたブロック
ポリマーが、熱可塑性エラストマーとして有用なことは
知られている。本発明においても、このようなセグメン
ト構造をとることにより、充分実用に耐え得る性質をも
つ含フッ素熱可塑性エラストマーが得られる。これは、
熱可塑性樹脂と同様に加硫せずに直接圧縮または、他の
方法によって成形でき、その成形品は、加硫ゴムとほぼ
同程度に望ましいエラストマー性を有する。これらの成
形品は、通常の加硫フッ素ゴムと同様に耐油性,耐溶剤
性,耐薬品性などに優れた性能を示すとともに、未加硫
で比較的高温まで望ましいエラストマー性を発現する実
用的な耐熱性に優れている。
【0023】これらの含フッ素セグメント化ポリマーは
、所望ならば、ある種の架橋剤、たとえば、過酸化物,
アミン系化合物などの存在下に加熱することによって加
硫してもよい。さらに、カーボンブラックなどの補強剤
,顔料などの添加剤を加えてもよい。
【0024】これらの特性は、非エラストマー性セグメ
ントの主鎖に環構造を有し、高いガラス転移温度を示す
含フッ素ポリマーを用いることによってのみ得られるも
のである。
【0025】本発明の含フッ素セグメント化ポリマーの
合成方法としては、一般的に知られている重合方法,官
能基変換法,化学反応を組み合わせることで種々のセグ
メント構造のポリマーを得ることができる。また、フッ
素系のエラストマー性セグメントを用いる場合には、ア
イオダイド化合物を用いる逐次重合法やパーオキシド含
有単量体を用いる2段階重合法を用いることが可能であ
る。
【0026】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明
する。
【0027】[実施例1]100ml 内容積の耐圧反
応容器に純水500ml ,パーフルオロノナン酸アン
モニウム4gを入れ、内部を窒素で加圧パージを繰り返
した後脱気し、パーフルオロプロピルビニルエーテル(
以下 PPVE と略す)60g ,1,4−ジヨード
プロパン9.3g,テトラフルオロエチレン(以下 T
FEと略す)7gを加え撹拌下50℃とした。この時、
圧力は、3.5kg /cm2Gであった。1 %過硫
酸アンモニウム(以下 APSと略す)10mlを加え
ると反応が始まり圧力が低下するのでこれを補うように
 TFEを導入しつつ重合し、18時間で46.5g 
の TFEを導入した。また同時に、TFE の導入量
に比例するように合計56g のPPVEを逐次添加し
た。
【0028】急冷,放圧し、重合を停止して、得られた
ディスパージョンを塩化ナトリウム水溶液で塩析する。 凝集したポリマーを水洗,乾燥することにより、水あめ
状のポリマー106gを得た。F−NMR により末端
CF2Iの存在が確認され、分子量約6000、TEF
/PPVE組成約60:40mol %と推算された。
【0029】このポリマー50g を窒素下1,1,2
−トリクロロ−1,2,2− トリフルオロエタン(以
下フロン113 と略す)200ml に溶解し、パー
フルオロブテニルビニルエーテル(以下 BVEと略す
)30g を加え、フロン113 還流下イソプロピル
オキシカーボネート(以下 IPPと略す)の0.01
%フロン113 溶液を 5ml加えた。8時間反応後
、内容物をアセトン中に注ぎポリマーを析出させる。洗
浄,乾燥して76g のポリマーを得た。
【0030】このポリマーは、フロン113 に膨潤す
るが溶解はせず、セグメント化ポリマーの生成を示唆し
た。 また、示差熱分析により 2℃および80〜108 ℃
にそれぞれTFE/PPVEコポリマーセグメント,ポ
リBVE セグメントに由来するガラス転移温度がブロ
ードではあるが観測された。各セグメントの重量比はT
FE/PPVE:ポリBVE=約66:34と推算され
た。
【0031】[実施例2]実施例1と同様にして合成し
た TFE/PPVEコポリマー50g を200ml
 に溶解し、パーフルオロ−2,2− メチル−1,3
− ジオキソール(以下 PDDと略す)51g 及び
 IPPの0.01%フロン113 溶液を加え、凍結
脱気後 TFE 1.5g を導入し65℃にて撹拌下
6時間反応させた。内容物をアセトンに注ぎ、洗浄後乾
燥して72g のポリマーを得た。
【0032】このポリマーは、示差熱分析により 2℃
,243 ℃にそれぞれ TFE/ PPVEコポリマ
ーセグメント,TFE/PDD のコポリマーセグメン
トに由来するガラス転移温度が認められた。また、この
ポリマーは、フロン113 に膨潤するが溶解せず、セ
グメント化ポリマーの生成を示唆した。各セグメントの
重量比は、TFE/PPVE:TFE/PDD =約6
5:35と推算された。
【0033】[実施例3]100ml 内容積の耐圧反
応容器に純水500ml ,パーフルオロノナン酸アン
モニウム1.3gを入れ、内部を窒素で加圧パージを繰
り返した後脱気し、ヘキサフルオロプロピレン(以下 
HFPと略す)23g ,ビニリデンフルオライド(以
下 VdFと略す)9.6g,1,4−ジヨードプロパ
ン0.75g を加え撹拌下80℃とした。 この時、圧力は、13.5kg/cm2G であった。 1 % APS 4mlを加えると反応が始まり、圧力
が低下するのでこれを補うように HFP/VdF (
22:78mol %) の混合ガスを導入しつつ重合
し、30時間で350gの混合ガスを導入した。またこ
の間、3 時間ごとに 1% APSを1ml逐次添加
した。
【0034】急冷,放圧し、重合を停止して得られたデ
ィスパージョンの1部分を塩化ナトリウム水溶液で塩析
し、凝集したポリマーを水洗,乾燥した。固形分濃度は
22.8%であった。F−NMR により HFP/V
dF組成約23:78mol %と推算された。また、
THF を溶媒とするGPC 測定により分子量 8×
104 と推算された。
【0035】このディスパージョン200ml に純水
500ml, BVE 30gを加え撹拌下50℃にし
た。1 % APSを 1ml加え、8 時間反応させ
た。この間に BVEの液滴は、すべて消費された。生
成ディスパージョンを塩析,洗浄後乾燥し67.1g 
のポリマーを得た。
【0036】各セグメントの重量比は、HEP/VdF
 :ポリBVE =約70:30と推算された。示差熱
分析により −18℃および108 ℃にそれぞれのセ
グメントに由来するガラス転移温度が観測された。また
、このポリマーは、150 ℃以上で圧縮成形などが可
能で、得られた成形品は充分なエラストマー性を有して
いた。
【0037】[実施例4]100ml 内容積の耐圧反
応容器に純水500ml ,パーフルオロノナン酸アン
モニウム4gを入れ、内部を窒素で加圧パージを繰り返
した後脱気し、PPVE 70g,1,4−ジヨードプ
ロパン0.6g,TFE 7gを加え撹拌下50℃とし
た。この時、圧力は、4.0kg/cm2Gであった。 1 % APS 10ml を加えると反応が始まり、
圧力が低下するのでこれを補うように TFEを導入し
つつ重合し、18時間で46.5g のTFE を導入
した。また同時に、TFE の導入量に比例するように
合計46.5g のPPVEを逐次添加した。
【0038】急冷,放圧し、重合を停止して得られたデ
ィスパージョンを1部分塩化ナトリウム水溶液で塩析す
る。凝集,洗浄後乾燥したポリマーの F−NMRによ
り TFE/PPVE 組成約58:42mol %、
GPC により分子量 1×105 と推算された。ま
た、固形分濃度は22.9%であった。
【0039】このディスパージョン200ml に純水
500ml, BVE 30gを加え撹拌下50℃にし
た。1 %APS を1ml加え、8 時間反応させた
。この間に BVEの液滴は、すべて消費された。生成
ディスパージョンを塩析,洗浄後乾燥し71.3g の
ポリマーを得た。
【0040】各セグメントの重量比は、TFE/PPV
E:ポリBVE =約66:34と推算された。示差熱
分析により 2℃および108 ℃にそれぞれのセグメ
ントに由来するガラス転移温度が観測された。また、こ
のポリマーは、150 ℃以上で圧縮成形などが可能で
、得られた成形品は充分なエラストマー性を有していた
【0041】
【発明の効果】本発明の含フッ素セグメント化ポリマー
は、成形性に優れ、実用上の高温においても機械的特性
に優れたものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス転移温度が室温以下であり、分子量
    が1000〜2000000 であるエラストマー性セ
    グメント[A]と、ガラス転移温度が60℃以上であり
    、主鎖に脂環式環状構造を有し、分子量が1000〜2
    000000 である含フッ素非エラストマー性セグメ
    ント[B]とからなり、エラストマー性セグメント[A
    ]と非エラストマー性セグメンントの重量比が5 /9
    5〜95/5 である含フッ素セグメント化ポリマー。
JP5317291A 1991-02-26 1991-02-26 含フッ素セグメント化ポリマー Withdrawn JPH04270712A (ja)

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