JPH0770107A - 新規なペルフルオロジオキソール、その製造方法、およびそれから得られる単独重合体および共重合体 - Google Patents
新規なペルフルオロジオキソール、その製造方法、およびそれから得られる単独重合体および共重合体Info
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Abstract
好適な、ペルフルオロメチルビニルエーテル(0.5〜
13重量%)、フッ素化ジオキソール(0.05〜3
%)およびテトラフルオロエチレン(合計で100%に
なる量)からなるテトラフルオロエチレンの新規な熱加
工可能な共重合体を提供する。本発明は、更に、式 (式中、RF はC1 〜C5 ペルフルオロアルキル基であ
り、X1 およびX2 は互いに独立してFまたはCF3 で
ある。)の新規なペルフルオロジオキソール、およびそ
の単独重合体および共重合体、特に上記の熱加工可能な
共重合体を提供する。
Description
ル、その製造方法、およびその様なペルフルオロジオキ
ソールから得られる単独重合体および共重合体に関す
る。また本発明は、溶融押出しによる電気ケーブルの被
覆に特に好適な、フルオロジオキソールを含む新規な熱
加工可能なテトラフルオロエチレンの共重合体にも関す
る。融点が約260〜265℃で、200℃の温度まで
比較的良好な機械的特性を有するFEP共重合体(テト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロペン共重合
体)は、例えば米国特許第2,946,763号に記載
されている様に公知である。熱加工可能な重合体を押出
しにより加工するには、低い溶融粘度、すなわち高メル
トフローインデックスが必要であることが分かってい
る。粘度低下は、機械的特性の劣化につながる。この影
響を弱めるために、ヘキサフルオロプロペンの百分率が
高い共重合体を製造する。しかし、このコモノマーの百
分率を高くすると、融点が急激に低下し、したがって定
格温度が低下する。
ラフルオロエチレンおよびヘキサフルオロプロペンの他
に、0.5〜3重量%の、ペルフルオロプロピルビニル
エーテルまたはペルフルオロエチルビニルエーテルから
なる第三のモノマーを含む、別の種類のFEP共重合体
を開示している。これらのターポリマーは、テトラフル
オロエチレンおよびヘキサフルオロプロペンだけを含む
FEP共重合体よりも粘度が低い。それにも関わらず、
高温(200℃)における機械的特性は悪くはない。上
記の特許によれば、ペルフルオロメチルビニルエーテル
は第三のモノマーとして適していない(特に第3欄、3
8〜39行および比較例A参照)。米国特許第4,58
7,316号は、第三のモノマーとして、ペルフルオロ
アルキル基がさらに多くの、4〜10個の炭素原子を含
むペルフルオロアルキルビニルエーテルの使用を提案し
ている。一般的に、約6モル%のヘキサフルオロプロペ
ンおよび約0.4モル%のペルフルオロプロピルビニル
エーテルを含み、メルトインデックスが約18〜20で
あるFEPターポリマーは、下記の特性を有する。 − 融点: 約260℃ − 200℃における破断応力: 約4 MPa − 200℃における降伏応力: 約3 MPa これらの特性を測定する方法は後で説明する。
号に記載されている様に、溶融粘度と関係なく、TFE
/ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、特に
ペルフルオロプロピルビニルエーテルとの共重合体で優
れた機械的特性が得られる。この種の共重合体の性能
は、ペルフルオロアルキルビニルエーテルのアルキル基
の炭素原子の数が増加するにつれて向上し、ペルフルオ
ロアルキル部分の長さが増加すると反応性は低下する
が、それでもなお、対応するアルファ−アルキル−ペル
フルオロオレフィンよりは反応性が高い。ペルフルオロ
プロピルビニルエーテルの反応性が低いために、重合反
応器の生産性が低下し、製造原価に好ましくない結果に
なり、反応が終了した時に未反応モノマーを回収する必
要がある(例えば英国特許第1,514,700号参
照)。また、この欠点のために、ペルフルオロプロピル
ビニルエーテルと、他のペルフルオロアルキル鎖がより
長いペルフルオロビニルエーテルとのTFE共重合体の
製造工程の経費がより高いものになる。したがって、一
方ではFEP共重合体およびターポリマーよりは明らか
に改良されており、他方、例えばテトラフルオロエチレ
ンとペルフルオロプロピルビニルエーテルの共重合体の
特性に匹敵する一連の特性を保持し、同時に上記の欠点
を無くした、フッ素化モノマーの新規な組合せが必要と
されている。
に限定量のペルフルオロメチルビニルエーテルおよび1
種以上のフッ素化ジオキソールとTFEとの熱加工可能
な本発明の共重合体が、高温(250℃においても)に
おける熱的および機械的特性の、および応力抵抗の非常
に良好な組合せを有し、溶融押出しによる電気ケーブル
の被覆に特に好適であることが分かった。テトラフルオ
ロエチレン(TFE)とペルフルオロメチルビニルエー
テルのみの熱加工性共重合体の性能は、TFE−ペルフ
ルオロプロピルビニルエーテル共重合体の性能より明ら
かに劣るので、本発明の共重合体の優れた特性は特に予
期せぬことである。本発明の共重合体の特に有利な点
は、ペルフルオロメチルビニルエーテルが、TFEとの
共重合において、炭素原子数がより多いペルフルオロア
ルキル鎖を有するペルフルオロアルキルビニルエーテル
およびヘキサフルオロプロペンの両方よりもはるかに反
応性が高いことである。また、本発明によれば、優れた
機械的特性および良好な熱安定性を有する単独重合体お
よび共重合体の製造に適した新規なペルフルオロジオキ
ソールも見出された。この新規なペルフルオロジオキソ
ールは該熱加工性テトラフルオロエチレン共重合体の製
造に特に好適である。
である。米国特許第3,865,845号は、特に下記
の化合物を記載している。 ヨーロッパ特許出願第76,581号は、下記の種類の
化合物 (式中、Y4 、Y5 およびY6 はFまたはClであり、
R2 は1〜4個の炭素原子を有するペルフルオロアルキ
ル基である。)を記載している。ヨーロッパ特許出願第
80,187号は、以下PDと呼ぶ、2,2,4,5−
テトラフルオロ−1,3−ジオキソール を記載している。
重合体および特にテトラフルオロエチレンとの共重合
体、および特にテトラフルオロエチレンおよび他のオレ
フィン性不飽和を有するモノマーとのターポリマーを得
ることができる。これらの単独重合体、共重合体および
ターポリマーは、特に下記の特許または特許出願US−
3,865,845、US−3,978,030、EP
−73,087、EP−76,581およびEP−8
0,187に記載されている。公知のフルオロジオキソ
ールの欠点は、自然に単独重合する傾向が強いことであ
る。このことは、貯蔵の際、および場合により、他のモ
ノマーとの、重合体鎖に沿ってモノマーが一様に分布し
た共重合体を製造する際に問題を引き起こす。この問題
は、無定形共重合体(すなわち約10〜12モル%を超
えるフルオロジオキソールを含む共重合体)の製造で特
に起こる。
41号に記載されている様に、テトラヒドロフラン中で
行うのが好ましい。PDおよびテトラヒドロフラン(6
7℃)の沸点は異なっているにも関わらず、蒸留後にペ
ルフルオロジオキソール中に約1%のテトラヒドロフラ
ンが常に存在する。原則的に、PD中のテトラヒドロフ
ランは、PD重合に進む前に、例えば水で処理し、続い
て蒸留することにより除去しなければならない。少量の
テトラヒドロフランでも、重合体の分子量を著しく低下
させて最終重合体の特性を変化させるので、この追加工
程は、製法をさらに面倒にするが、必要である。例え
ば、ジオキソール中のテトラヒドロフラン含有量が0〜
2%である場合、単独重合体のガラス転位温度(Tg )
は172℃から84〜92℃に変化する。単独重合を避
けるためにテトラヒドロフランから精製したペルフルオ
ロジオキソールは、−78℃で、または1,1,2−ト
リクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン溶液中で、
ただし冷却して、保存しなければならない。
難い、したがって通常の蒸留後に室温で保存できる新規
なペルフルオロジオキソールが発見された。これらの新
規なフッ素化ジオキソールは、上記の熱加工可能な共重
合体に、先行技術のフルオロジオキソールで得られる機
械的特性よりも優れた機械的特性を付与することも分か
った。フルオロジオキソールは、2個のClを、1個は
4位置に、もう1個は5位置に有する、対応するジオキ
ソランから、金属、特にMgで脱ハロゲン化することに
より得られることが分かっているが、該反応は、溶剤、
特にジメチルホルムアミド中で行われる(これに関して
は上記の特許および特許出願US−3,865,84
5、EP−76,581およびEP−80,187を参
照)。その様な脱ハロゲン化は、通常は収率が低くなる
ので、ペルフルオロジオキソール合成に問題を残す。国
際特許出願WO91/03472によれば、出発ジオキ
ソラン中で、アンチ異性体(2個の塩素原子がアンチ位
置にある)の相対量がシン異性体(2個の塩素原子がシ
ン位置にある)の相対量よりも大きい場合に、脱ハロゲ
ン化の収率は増加する。アンチ異性体の相対量は、異性
体の混合物をSbCl5 およびHFで処理することによ
りある程度増加する。
オキソランから、本発明の目的である新規なペルフルオ
ロジオキソールを製造する3種類の方法が発見された。
その様な製法は、出発ジオキソラン中のアンチ異性体濃
度を高くせずに、脱ハロゲン化反応に非常に良好な収率
をもたらす。そこで、本発明の目的は、自然に単独重合
せず、したがって貯蔵上の問題が生じることがなく、共
重合反応に使用しても重合体連鎖中に沿ったモノマー分
布に不均質性の問題を引き起こさない、新規なペルフル
オロジオキソールを提供することである。本発明のもう
一つの目的は、最終的な脱ハロゲン化が高収率で起こ
る、上記のペルフルオロジオキソールの製造方法を提供
することである。もう一つの目的は、良好な機械的特性
および良好な熱安定性を有する、上記のペルフルオロジ
オキソールの新規な単独重合体および共重合体を提供す
ることである。本発明の別の目的は、先行技術の熱加工
可能なテトラフルオロエチレン共重合体を製造および使
用する際に直面する欠点を克服した、テトラフルオロエ
チレンの新規な熱加工可能な共重合体を提供することで
ある。もう一つの目的は、溶融押出しによる電気ケーブ
ルの被覆に特に好適な、新規な熱加工可能なテトラフル
オロエチレン共重合体を提供することである。本発明の
説明で、「共重合体」の用語は、状況に応じて、2、
3、4個またはそれ以上のモノマーの共重合生成物を意
味する。
工可能なテトラフルオロエチレン共重合体により達成さ
れる。これらの共重合体は、 a)ペルフルオロメチルビニルエーテル0.5〜13重
量%、 b)式 [式中、Z1 およびZ2 は、同一であるか、または互い
に異なるものであって、F、Cl、HまたはOR1 T
(式中、R1 は1〜5個の炭素原子を有するペルフルオ
ロアルキレン基であり、TはFまたはClである)であ
るが、ただし、Z1 およびZ2 が共にClまたはOR1
Tであってはならず、Y1 およびY2 は、同一である
か、または互いに異なるものであって、FまたはCF3
である。]の1種以上のフッ素化ジオキソール0.05
〜3重量%、および c)上記各種モノマーとの合計が100重量%になる様
な量のテトラフルオロエチレンから構成される。上記3
種類のモノマーの好ましい重量百分率は、 − ペルフルオロメチルビニルエーテル: 2〜9% − フルオロジオキソールの合計: 0.1〜1.5% − テトラフルオロエチレン: 合計で100%になる
量 本発明の共重合体は、ただ1種類のフルオロジオキソー
ルだけを含むのが好ましい。好ましいフルオロジオキソ
ールとしては、4,5−ジフルオロ−2,2−トリフル
オロメチル−1,3−ジオキソール、ペルフルオロジオ
キソールPDおよび以下に説明する新規な過フッ化ジオ
キソールを挙げることができる。
は、水性および有機媒体の両方におけるラジカル重合に
より製造できる。水性媒体での重合は次の様に行うこと
ができる。重合開始剤は、例えば過酸化物、過硫酸塩ま
たはアゾ化合物の様な、ラジカルを発生できるどの様な
物質でもよい。これらの化合物は一般的に、反応条件
で、反応を維持し、所望の分子量を得るのに十分な平均
寿命を有する。所望により、鉄塩の様な、開始剤の分解
のための促進剤として作用する還元剤を加えることがで
きる。開始剤の使用量は、公知の様に反応温度、連鎖移
動剤の存在、所望の分子量および一般的に反応条件によ
り異なる。また、水性媒体中での重合には界面活性剤の
存在が必要である。ペルフルオロアルキルカルボン酸の
塩(例えばペルフルオロカプリン酸アンモニウム)を使
用することができる。他の好適な化合物は、例えばヨー
ロッパ特許出願第184,459号に記載されているペ
ルフルオロアルコキシベンゼンスルホン酸塩である。所
望により、モノマー用および所望により開始剤用の溶剤
である物質を水性媒体に加えることができる。これらの
溶剤は、例えば、1,1,2−トリクロロ−1,2,2
−トリフルオロエタン、1,2−ジクロロ−1,1,
2,2−テトラフルオロエタン、トリクロロフルオロメ
タン、ジクロロジフルオロメタン、CClF2 H、およ
びペルフルオロシクロブタンでよい。
相で重合を行うのが特に有利である。ペルフルオロポリ
エーテルは反応媒体に、ヨーロッパ特許第247,37
9号に記載されている様に好適な分散剤の存在下での水
性エマルションの形態で、あるいは好ましくは、米国特
許第4,864,006号に記載されている様に熱力学
的に安定した水性マイクロエマルションの形態で加える
ことができる。あるいは、例えば米国特許第3,64
2,742号に記載されている様に、重合を液体有機媒
体中で行うことができる。有機媒体中でのTFEの重合
に好適などの開始剤でも使用できる。好ましくは、開始
剤は反応溶剤に可溶である必要がある。好適な開始剤の
例は、過炭酸アルキルおよびペルフルオロアシル過酸化
物である。コモノマーは通常、気体状混合物の形態で反
応器中に供給する。
ルオロジオキソールは、式 (式中、RF は1〜5個の炭素原子を有するペルフルオ
ロアルキル基であり、X1 およびX2 は、同一である
か、または互いに異なるものであって、FまたはCF3
である。)を有する。好ましくは、X1 およびX2 は共
にフッ素原子である。好ましいペルフルオロジオキソー
ルとしては、 最も好ましいペルフルオロジオキソールは式(IV)または
(V) の物質である。
記の方法(以下、「第一製法」と呼ぶ)により製造でき
る。 1)温度−140℃〜+60℃(好ましくは−110℃
〜−20℃)で、式 (式中、X1 およびX2 は、同一であるか、または互い
に異なるものであって、FまたはCF3 である。)のジ
オキソールを式RF OF(式中、RF は1〜5個の炭素
原子を有するペルフルオロアルキル基である。)のフル
オロオキシ化合物と反応させ、式 のジオキソランを得、 2)公知の方法により、双極性非プロトン性溶剤中で金
属と反応させることにより、ジオキソラン(III) を脱ハ
ロゲン化する。式(II)のジオキソールは公知の化合物で
あり、例えばヨーロッパ特許出願第460,946号に
記載されている方法により製造できる。式RF −OFの
フルオロオキシ化合物も公知の化合物である。CF3 O
Fは、例えばG. H. CadyおよびK. B. Kellog, J. Am. C
hem. Soc. 70, 3986, 1948に記載されている方法によ
り、より優れた方法としては、米国特許第4,827,
024号に記載されている方法により製造できる。
在する。好ましくは、ジオキソールは溶剤に溶解させ
る。好適な溶剤は、クロロフルオロカーボンおよびペル
フルオロアルキル末端基を有する、特に数平均分子量が
500〜1,000であるペルフルオロポリエーテルで
ある。クロロフルオロカーボンとしては、CFCl3 、
CF2 Cl2 およびCFCl2 −CF2 Clを挙げるこ
とができる。ペルフルオロポリエーテルとしては、Ausi
montから市販されているGaldenおよびFomblin 、Du Pon
t de Nemoursから市販のKrytox、およびDaikinから市販
のDemnumを挙げることができる。好適なペルフルオロポ
リエーテルの例は、式 (式中、n/mは40である。)の、数平均分子量が7
60であるGalden DO2である。フルオロオキシ化合物R
F −OFはすべてを同時に上記の液相に加えることがで
きる。しかし工業的な観点からは、連続的に、通常は気
体状態で、液相に供給するのが有利である。好ましく
は、気体状のフルオロオキシ化合物は、反応条件下で不
活性な希釈ガス、特にN2 、HeまたはArと共に供給
する。希釈ガスを使用する場合、その様なガスとRF −
OFの体積比は一般的に3〜10、より一般的には3〜
6である。それに続く脱ハロゲン化は、公知の方法によ
り実行できる。本出願人によるヨーロッパ特許出願第4
99,158号に記載されている方法は特に好適であ
り、そこでは双極性非プロトン性溶剤に溶解したジオキ
ソランを、30〜130℃の温度で、亜鉛と反応させ
る。特に好適な溶剤は、ジメチルスルホキシド、ジメチ
ルホルムアミド、およびグリムである。
オキソールは、別の方法(以下、「第二製法」と呼ぶ)
でも製造でき、そこでは、 1)温度−140℃〜+60℃(好ましくは−110℃
〜−20℃)で式 RF −O−CCl=CFCl (X) (式中、RF は1〜5個の炭素原子を有するペルフルオ
ロアルキル基である。)のオレフィンを、式 CX1 X2 (OF)2 (XI) (式中、X1 およびX2 は、同一であるか、または互い
に異なるものであって、FまたはCF3 である。)のビ
スフルオロオキシ化合物と反応させ、式 のジオキソランを得、 2)双極性非プロトン性溶剤中で金属と反応させること
により、ジオキソラン(III) を脱ハロゲン化する。オレ
フィン(X) は、CCl2 =CCl2 をRF OFと反応さ
せてRF −OCCl2 −CFCl2 を形成し、これを有
機溶剤中で亜鉛粉末で脱塩素化することにより製造する
ことができる。驚くべきことに、先行技術の教示と反対
に、最終的な脱ハロゲン化で高収率を達成するために、
アンチ異性体濃度が高いジオキソラン(III) (第一また
は第二方法により得た)の異性体の混合物から出発する
必要はなく、予期せぬことに、ジオキソラン中でシンま
たはアンチ異性体のいずれが主成分である場合でも実際
に高収率が得られることが分かった。
オキソールは、さらに別の方法(以下、「第三製法」と
呼ぶ)でも製造でき、そこでは、20〜150℃の温度
で、式 のジオキソランの気体流を、所望により式 のジオキソランとの混合物として、固体のKOHと反応
させる。この反応は脱塩化水素を引き起こし、ジオキソ
ール(I)を形成する。この反応は高収率で起こる。原
料のジオキソラン(XI)は、次の様にして得ることができ
る。RF OFをトリクロロエチレンと反応させてRF O
−CClH−CFCl2 を形成し、これを有機溶剤中で
亜鉛粉末で脱塩素化し、オレフィンRF −OCH=CF
Clを得る。このオレフィンをCX1 X2 (OF)2 と
反応させてジオキソラン(XI)を得る。ジオキソラン(XI)
との混合物の形態のジオキソラン(XII) は、次の様にし
て得ることができる。CClH=CClHをCX1 X2
(OF)2 と反応させてジオキソラン を形成し、これを固体KOHで脱ハロゲン化水素してジ
オキソール を形成する。このジオキソールをRF OFと反応させて
ジオキソラン(XI)と(XII) の混合物を得る。新規なペル
フルオロジオキソールの合成は、上記の方法と同様に、
1,2−ジクロロエチレン、1,1−ジクロロエチレン
またはトリクロロエチレン、および式RF −OFおよび
(CX1 X2 )OF2 の次亜フッ素酸塩を使用し、反応
中間体の合成用の脱塩素または脱塩化水素反応を行うこ
とにより実施できる。蒸留後、本発明の目的であるペル
フルオロジオキソール(I)は、自然に重合することな
く、室温で貯蔵できる。
キソール(I)の単独重合体およびそれらの、オレフィ
ン性不飽和を有する1種以上のコモノマーとの共重合体
である。好ましいコモノマーは、テトラフルオロエチレ
ン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、トリフルオロエ
チレン、ペルフルオロプロペン、ペルフルオロメチルビ
ニルエーテル、ペルフルオロエチルビニルエーテル、ペ
ルフルオロプロピルビニルエーテル、ペルフルオロジオ
キソールPD、ペルフルオロ(2,2−ジメチル)−
1,3−ジオキソール、CF2 =CF−O−CF2 −C
F2 −SO2 F、クロロトリフルオロエチレン、塩化ビ
ニル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、および
エチレンである。好ましい共重合体は、テトラフルオロ
エチレンとの共重合体、特にC2 F4 と2,2,4−ト
リフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−1,3−ジオ
キソール(IV)の共重合体である。重合(単独重合体およ
び共重合体の両方を製造するための)は、溶剤または水
性エマルション中で行うことができる。溶剤は一般的
に、上記の様なクロロフルオロカーボンおよびペルフル
オロポリエーテルから選択される。反応は、TFEの重
合に一般的に使用されるラジカル開始剤、例えば過酸化
ペルフルオロプロピオニル、過酸化ベンゾイル、アゾビ
ス(イソブチロニトリル)、および過炭酸塩を使用して
行う。さらに、Prog. Polym. Sci. Vol. 8, p. 61, 198
2 に記載されている様なレドックス系も使用できる。例
えば、水性媒体に一般的に使用できる重合方法は、ヨー
ロッパ特許出願第247,379号および米国特許第
4,846,006号に記載されており、非水性媒体に
一般的に使用できる重合方法は、米国特許第4,86
4,006号および第5,182,342号に記載され
ている。例えば2,2,4−トリフルオロ−5−トリフ
ルオロメトキシ−1,3−ジオキソール(IV)を単独重合
させることにより、式
性のオイルであり、n>10では透明な固体が得られ
る。
ールの単独重合により得られるオイルは、潤滑油および
潤滑グリース用の油性成分として有用であり、固体重合
体は、屈折率が低い、特に光ファイバー用の被覆として
特に好適である。本発明の目的であるペルフルオロジオ
キソールとテトラフルオロエチレンの共重合体は、フル
オロジオキソールの含有量が比較的低い場合は結晶性で
あり、含有量が比較的高い場合は無定形である。これら
2種類の重合体の間に明確な境界線を引くことは容易で
はなく、結晶性生成物は一般的にペルフルオロジオキソ
ール含有量が約10〜12モル%未満である場合に得ら
れ、無定形生成物は、ペルフルオロジオキソール含有量
が約10〜12モル%を超える場合に得られる。さら
に、結晶性共重合体は誘電性材料として有用である。無
定形共重合体は電気絶縁すべき製品用の被覆として有用
である。その上、無定形共重合体は屈折率が低いので、
光ファイバー用被覆として好適である。本発明の共重合
体およびターポリマーは、約0.1〜70モル%以上の
ペルフルオロジオキソールを含むことができる、すなわ
ちペルフルオロジオキソールと異なったモノマーを数%
しか含まない重合体にすることができる。下記の実施例
は本発明を説明するためであって、本発明の範囲を制限
するものではない。
リフルオロ−メトキシ−1,3−ジオキソランの製造
(第一製法) 機械的攪拌機、熱電対、気体状反応混合物送入口、不活
性ガス流出口を備えた、複数の口を有する250mlの円
筒形ガラス反応器に、4,5−ジクロロ−2,2−ジフ
ルオロ−1,3−ジオキソール63g(356mmol)お
よび溶剤としてCF2 Cl2 200mlを入れた。次いで
この反応器を低温槽を使用して−100℃に冷却し、こ
の温度で、機械的に攪拌しながら、CF3 OF(1.3
nl/h )およびヘリウム(6 nl/h )の混合物を連続的
に7時間供給した。次いで、ヘリウム気流(1 nl/h )
中で、温度を−70℃に上げ、過剰のCF3 OFを排除
した。反応生成物から溶剤の大部分を蒸留した後、大気
圧で段塔上で分留により反応生成物を分離した。沸点が
77〜78℃で、4,5−ジクロロ−2,2,4−トリ
フルオロ−5−トリフルオロメトキシ−1,3−ジオキ
ソラン73.0gからなる画分が集められた。その様に
して分離されたジオキソランは、2種類の異性体、すな
わち2個のCl原子がアンチ位置にあるアンチ異性体
(91%)および2個のCl原子がシン位置にあるシン
異性体(9%)の混合物である。沸点47〜50℃の画
分では、4,5−ジクロロ−2,2,4,5−テトラフ
ルオロ−1,3−ジオキソラン10.2gが、シン/ア
ンチ異性体比68/32で分離された。原料ジオキソー
ルの転化は完全であった。得られたジオキソランのモル
数と原料ジオキソールのモル数の比として定義される、
4,5−ジクロロ−2,2,4−トリフルオロ−5−ト
リフルオロ−メトキシ−1,3−ジオキソランの収率
は、73%であった。4,5−ジクロロ−2,2,4−トリフルオロ−5−ト
リフルオロ−メトキシ−1,3−ジオキソランの特性 : 大気圧における沸点: 77.5℃ CFCl3 =0からの19F NMRスペクトル(p.p.
m.) アンチ異性体:(2F O−CF' F" −O)F' =−
55.2;F" =−58.6 JF' F" =67Hz;
(3F−OCF3 )−55.0;(1F−CFCl−)
−67.3 シン異性体:(2F O−CF' F" −O)F' =−5
5.7;F" =−57.2 JF' F" =66Hz;(3
F−OCF3 )−54.8;(1F−CFCl−)−6
0.6 質量スペクトル(電子インパクト)、主要ピークおよび
帰属 245(M+−Cl)、179(C3 F4 O2 Cl
+)、132(C2 F4 O2+)、85(CF2 Cl
+)、69(CF3 100%) 赤外スペクトル、主要吸収帯(cm-1):1282、12
06、1094、1043、940、898、877、
843
リフルオロ−メトキシ−1,3−ジオキソランの脱ハロ
ゲン化(第一製法) 磁気攪拌機、温度計、冷却器を備え、−75℃に維持し
たトラップに接続した1リットルの三つ口フラスコに、
HCl 3Nで洗浄して活性化した亜鉛粉末33.8
g、DMF600mlおよびI2 100mgを窒素雰囲気中
で入れた。内部温度を90℃に上げ、実施例1と同様に
して調製した4,5−ジクロロ−2,2,4−トリフル
オロ−5−トリフルオロメトキシ−1,3−ジオキソラ
ン47.2g(168mmol)を滴下して加えた。加えて
いる間に温度は98℃に上昇した。加え終わった後、反
応混合物を90℃でさらに1時間攪拌した。低温トラッ
プ中に、2,2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロ
メトキシ−1,3−ジオキソール26.1g(124mm
ol)が凝縮した。得られたジオキソールのモル数と原料
ジオキソランのモル数の比率として定義したジオキソー
ルの収率は74%であった。2,2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロメトキシ
−1,3−ジオキソール の特性: 大気圧における沸点: 24℃ CFCl3 =0からの19F NMRスペクトル(p.p.
m.) −147.1(1F、=CF−)、−61.3(3F、
CF3 −)、−47.0(2F、OCF2 O) 質量スペクトル(電子インパクト)、主要ピークおよび
帰属 210(M+)、191(M+−F)、135(C2 F
5 O)、69(CF3 100%) 赤外スペクトル、主要吸収帯(cm-1):1850、13
94、1276、1239、1189、1068、99
7
リフルオロ−メトキシエ タンの脱ハロゲン化(第二製
法) 磁気攪拌機、温度計、滴下漏斗を備え、Vigreux カラム
および冷却器を通して−75℃に維持したトラップに接
続した1 lの三つ口フラスコに、HCl 3Nで洗浄し
て活性化した亜鉛粉末80.0g、DMF550mlおよ
びKI 50mgを窒素雰囲気中で入れた。内部温度を8
0℃に上げ、1,1,2,2−テトラクロロ−1−フル
オロ−2−トリフルオロメトキシエタン102.0g
(377mmol)を滴下して加えた。加えている間に温度
は90℃に上昇した。加え終わった後、反応混合物を9
0℃でさらに1時間攪拌した。低温トラップ中に、1,
2ジクロロ−1−フルオロ−2−トリフルオロメトキシ
エタン(シス/トランス50%/50%)62.8g
(315mmol)が凝縮した。1,2ジクロロ−1−フル
オロ−2−トリフルオロメトキシエタン(トランス+シ
ス)の収率は83%であった。
リフルオロ−メトキシ−1,3−ジオキソランの製造
(第二製法) 機械的攪拌機、熱電対、気体状反応混合物送入口、不活
性ガス流出口を備えた、複数の口を有する150mlの円
筒形ガラス反応器に、1,2−ジクロロ−1−フルオロ
−2−トリフルオロメトキシエタン11.5g(57mm
ol)および溶剤としてCF2 Cl2 50mlを入れた。次
いでこの反応器を低温槽を使用して−50℃に冷却し、
次いで、機械的に攪拌しながら、CF2 (OF)
2 (0.4 nl/h )、CO2 (0.2 nl/h )、および
ヘリウム(3 nl/h )の混合物を連続的に1.7時間供
給した。加え終わった時、反応は完了した。次いで、ヘ
リウム気流(1 nl/h )中で、過剰のCF2 (OF)2
を排除した。反応混合物から溶剤の大部分を分離した
後、大気圧で段塔上で分留により反応生成物を分離し
た。沸点が77〜80℃で、4,5−ジクロロ−2,
2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−
1,3−ジオキソラン5.6gからなる画分が集められ
た。その様にして分離されたジオキソランは、2種類の
異性体、すなわち2個のCl原子がアンチ位置にあるア
ンチ異性体(33%)および2個のCl原子がシン位置
にあるシン異性体(67%)の混合物である。原料オレ
フィンの転化は完全であった。得られたジオキソランの
モル数および原料CF2(OF)2 のモル数の比として
定義される、4,5−ジクロロ−2,2,4−トリフル
オロ−5−トリフルオロ−メトキシ−1,3−ジオキソ
ランの収率は66%であった。
リフルオロ−メトキシ−1,3−ジオキソランの脱ハロ
ゲン化(第二製法) 磁気攪拌機、温度計、冷却器を備え、−75℃に維持し
たトラップに接続した100mlの三つ口フラスコに、H
Cl 3Nで洗浄して活性化した亜鉛粉末2.0g、D
MF12mlおよびI2 10mgを窒素雰囲気中で入れた。
内部温度を90℃に上げ、実施例4と同様にして調製し
た4,5−ジクロロ−2,2,4−トリフルオロ−5−
トリフルオロメトキシ−1,3−ジオキソラン1.66
gを滴下して加えた。加えている間に温度は94℃に上
昇した。加え終わった後、反応混合物を90℃でさらに
30分間攪拌した。低温トラップ中に、2,2,4−ト
リフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−1,3−ジオ
キソール80%および出発物質20%を含む、出発ジオ
キソランと同じシン/アンチ比を有する混合物0.95
0gが凝縮した。得られたジオキソールのモル数と反応
させたジオキソランのモル数の比率として定義したジオ
キソールの収率は69%であった。
リフルオロ−メトキシ−1,3−ジオキソランの脱ハロ
ゲン化(第二製法) 磁気攪拌機、温度計、冷却器を備え、−75℃に維持し
たトラップに接続した250mlの三つ口フラスコに、H
Cl 3Nで洗浄して活性化した亜鉛粉末11.6g、
DMF105mlおよびI2 20mgを窒素雰囲気中で入れ
た。内部温度を45℃に上げ、実施例4と同様にして調
製した4,5−ジクロロ−2,2,4−トリフルオロ−
5−トリフルオロメトキシ−1,3−ジオキソラン40
gを滴下して加えた。加えている間に温度は53℃に上
昇した。加え終わった後、反応混合物を45℃でさらに
1時間攪拌した。低温トラップ中に、痕跡量の出発物質
が含まれる2,2,4−トリフルオロ−5−トリフルオ
ロメトキシ−1,3−ジオキソール24.0gが凝縮し
た。反応器の温度を20℃とし、圧力を300mmHgに下
げた。30分後、所望の生成物90%、出発物質3%、
およびジメチルホルムアミド7%を含む混合物3.5g
が集められた。得られたジオキソールのモル数と反応さ
せたジオキソランのモル数の比率として定義した、転化
生成物に対するジオキソールの収率は91%であった。
オロ−メトキシ−1,3−ジオキソランの脱塩化水素
(第三製法) 反応ガスの入り口および出口を備えた、直径3cm、長さ
50cmの管状鋼製反応器に、充填物としてガラスリング
170gと予め混合したKOHペレット170gを入
れ、その様に充填した反応器を排気し(10-3mmHg)、
102℃に加熱した。反応ガスの入り口を、4−クロロ
−2,2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロメトキ
シ−1,3−ジオキソラン3.7mmolを含み、−45℃
に維持したフラスコに接続し、反応器の出口を−196
℃に維持した採集トラップに接続した。出発物質の蒸気
が−45℃のトラップから102℃に維持したKOHを
通過し、そこで反応し、−196℃のトラップ中に採集
された。−196℃のトラップ中に、2,2,4−トリ
フルオロ−5−トリフルオロメトキシ−1,3−ジオキ
ソール2.4mmolおよび出発物質0.9mmolを含む混合
物3.4mmolが採集された。4−クロロ−2,2,4−
トリフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−1,3−ジ
オキソラン転化は75%で、転化生成物に対するジオキ
ソール収率は85%であった。
316クロムめっきした鋼製オートクレーブを使用し
た。排気後、脱イオン水3 l、連鎖移動剤としてCHC
l3 0.67ml/lH2O 、および式(VI)のジオキソール
2.1 g/lH2O (0.01 mol/lH2O に相当)、最後
に、米国特許第4,864,006号の実施例1にした
がって界面活性剤2g/lH2O が得られる様に調製したペ
ルフルオロポリエーテルの水性マイクロエマルションを
入れた。オートクレーブを75℃に加熱した。TFE/
ペルフルオロメチルビニルエーテル(FMVE)の、モ
ル比が37.5/1である気体状混合物を、コンプレッ
サーを使用して、20絶対バールに達するまで加えた。
オートクレーブ中の気体状混合物の組成をガスクロマト
グラフィーにより分析した。反応開始の前は、気相の組
成はモル%でTFE 80.9%、FMVE 15.8
%、ジオキソール3.2%であった。次いで、計量ポン
プを使用して、過硫酸カリウムの0.0215モル溶液
を流量88ml/時間で連続的に供給した。上記のモノマ
ー混合物を供給することにより、重合圧を一定に維持
し、780gを供給した時に反応を停止した。最終的な
気相の組成(モル%)は、TFE87.73%、FMV
E 12%、ジオキソール0.27%であった。反応器
を室温に冷却し、エマルションを排出し、HNO3 (6
5%)を加えて凝固させた。重合体を分離、洗浄し、乾
燥させた。表1に重合体の特性に関するデータを示す。
ターポリマーの特性および性能は次の様にして測定し
た。溶融粘度は、ASTM D−1238−52T標準
により、シリンダー、ノズルおよびピストンが耐蝕鋼か
らなる改良装置を使用して測定した。試料5gを、内径
が9.53mmで、372±1℃に維持したシリンダーの
中に入れた。5分後、直径2.10mm、長さ8.0mmの
毛細管を通し、0.457 kg/cm2 のせん断応力に相当
する荷重5kg(ピストン+追加重量)で、溶融重合体を
押し出した。溶融粘度(ポアズ)は、装置の幾何学的構
造を基にして計算し、53150を観察した押出し速度
で割り、グラム/分で表示した。ターポリマー組成は、
質量バランスにより決定した。融解温度は、Perkin-Elm
er Mod. IV熱量計を使用して差動走査熱量法(DSC)
により測定した。分析試料約10mgを、昇温速度10℃
/分で室温から350℃に加熱した。試料を350℃に
5分間保持し、次いで速度10℃/分で室温に冷却し
た。350℃における加熱過程を同じ条件で繰り返し
た。この工程中、融解吸熱曲線の極大に対応する温度を
記録し、「第二融解温度」[Tm (II)]として表示す
る。引張特性(引張応力および破断点伸び、降伏応力、
降伏伸長およびヤング率)の測定には、ASTM D−
3307−81標準にしたがい、厚さ1.58±0.0
8mmのプラックを圧縮成形により調製した。そこから微
小試料を採取し、ASTM D−1708標準により機
械的特性を測定した。これらのすべての測定で、引張速
度は50mm/分であった。通常、各重合体試料に対し
て、室温、200℃、および250℃で3回の測定を行
った。高温で作業する場合、試料は測定前に試験温度に
5分間保持した。応力抵抗を測定するために、ASTM
D−2176−63Tに記載されているMIT屈曲寿
命用の標準装置を使用した。測定は、厚さ0.3mmのフ
ィルムから得た試料に対して行った。試料を装置のあご
に挟み、そこに1kgの荷重をかけた。試料を、垂直線に
対して右側に135°の角度まで、および左側に同じ角
度で、毎分175サイクルの速度で曲げた。試料の破断
に必要なサイクル数を記録した。各試料に対して測定を
6回行い、平均値を記録した。
る、式 のペルフルオロジオキソールPDを使用した。1.43
g/lH2O (0.01 mol/lH2O に相当)のペルフルオロ
ジオキソールを使用した以外は、実施例7と同様に操作
した。開始時の気相の組成はモル%でTFE 84.
8、FMVE 12.2、PD 3.0であり、最終的
な組成は、TFE 88、FMVE 12、PD 0で
あった。表1は重合体の特性に関するデータを示す。表
1から、本発明の熱加工可能な共重合体は、FEPター
ポリマーよりも明らかに優れた融解温度および機械的特
性を有することが分かる。その上、実施例7のデータ
(本発明の新規なペルフルオロジオキソールに関する)
を実施例8のデータ(公知のペルフルオロジオキソール
に関する)と比較すると、前者は予期せぬことに、該共
重合体に優れた「屈曲寿命」を与え、高温、特に250
℃における機械的特性、すなわち破断応力および破断点
伸びを改良することが分かる。 表1 組成、特性 実施例 7 8 FMVE モル% 2.6 2.6 重量% 4.3 4.3 ジオキソール モル% 0.3 0.3 重量% 0.77 0.53 メルトフローインデックス (g/10') 9 9 Tm (II) (℃) 294.4 297屈曲寿命 2332 843 23℃における特性 弾性率 (MPa) 487 488 降伏応力 (MPa) 13.6 13.6 破断応力 (MPa) 24 20.5破断点伸び(%) 333 297 200℃における特性 弾性率 (MPa) 45 50 降伏応力 (MPa) 2.9 3.0 破断応力 (MPa) 6.9 6.3破断点伸び(%) 291 264 250℃における特性 弾性率 (MPa) 25 30 降伏応力 (MPa) 1.9 2.0 破断応力 (MPa) 4.4 3.2破断点伸び(%) 364 158
−トリフルオロメトキシ−1,3−ジオキソール)の結
晶性共重合体 磁気攪拌機および試薬を供給、排出するための入り口を
備えた42mlのガラス製重合反応器中に、CCl2 FC
F2 Cl 8ml、0.35%過酸化ペルフルオロプロピ
オニルのCCl2 FCF2 Cl溶液1.5ml、2,2,
4−トリフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−1,3
−ジオキソール0.33mmolおよびテトラフルオロエチ
レン10mmolを入れた。次いで反応器を−196℃に冷
却し、排気した。室温に温めた後、反応器を40℃に加
熱し、攪拌しながらその温度に8時間維持した。粗製反
応生成物はゼラチン状の固まりの様であった。反応器を
液体窒素の温度に冷却し、真空ポンプに接続し、圧力1
0-3mbarに維持し、次いで室温に温め、発生した蒸気
を、−90℃、−120℃および−196℃に冷却した
トラップを使用して分割した。−90℃のトラップはC
FCl2 CF2 Clだけを含んでいた。−120℃のト
ラップはCFCl2 CF2 Cl 0.70mmolおよび未
反応のジオキソール0.23mmolを含んでいた。−19
6℃のトラップは未反応のC2 F4 1.10 molを含
んでいた。溶剤および未反応モノマーを蒸留し、真空
中、120℃で2時間重合体を精製した後、重合体0.
910gが分離された。未反応モノマーを含むトラップ
のg.l.c.により測定した重量バランスにより、重
合体中のジオキソールのモル百分率は1.1%と計算さ
れた。融点はDSCにより測定したが、重合体は30
5.0℃で融解し、融解ΔHは9.8cal/g であり、熱
重量分析(TGA)は448℃で2%、530℃で10
%の重量損失を示した。重合体は、透明で強力なフィル
ムに圧縮成形された(330℃、122 atm)。
備えた42mlのガラス製重合反応器中に、CCl2 FC
F2 Cl 15ml、0.35%過酸化ペルフルオロプロ
ピオニルのCCl2 FCF2 Cl溶液3.0ml、2,
2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−
1,3−ジオキソール1.17mmolおよびテトラフルオ
ロエチレン20mmolを入れた。次いで反応器を−196
℃に冷却し、排気した。室温に温めた後、反応器を40
℃に加熱し、攪拌しながらその温度に8時間維持した。
粗製反応生成物はゼラチン状の固まりの様であった。反
応器を液体窒素の温度に冷却し、真空ポンプに接続し、
圧力10-3mbarに維持し、次いで室温に温め、発生した
蒸気を、−85℃、−120℃および−196℃に冷却
したトラップを使用して分割した。−85℃のトラップ
はCFCl2 CF2 Clだけを含んでいた。−120℃
のトラップはCFCl2 CF2 Cl 2.90mmolおよ
び未反応のジオキソール0.60mmolを含んでいた。−
196℃のトラップは未反応のC2 F4 3.27 mol
を含んでいた。溶剤および未反応モノマーを蒸留し、真
空中、120℃で3時間重合体を精製した後、重合体
1.830gが分離された。未反応モノマーを含むトラ
ップのg.l.c.により測定した重量バランスによ
り、重合体中のジオキソールのモル百分率は3.3%と
計算された。融点はDSCにより測定したが、重合体は
296.7℃で融解し、融解ΔHは7.5cal/g であ
り、熱重量分析(TGA)は457℃で2%、537℃
で10%の重量損失を示した。融解ΔHから計算された
結晶化度百分率は38%であった。重合体は、透明で強
力なフィルムに圧縮成形された(330℃、122 at
m)。
備えた42mlのガラス製重合反応器中に、CCl2 FC
F2 Cl 3ml、1.3%過酸化ペルフルオロプロピオ
ニルのCCl2 FCF2 Cl溶液0.5ml、2,2,4
−トリフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−1,3−
ジオキソール2.0mmolおよびテトラフルオロエチレン
10.0mmolを入れた。次いで反応器を−196℃に冷
却し、排気した。室温に温めた後、反応器を40℃に加
熱し、攪拌しながらその温度に8時間維持した。粗製反
応生成物はゼラチン状の固まりの様であった。反応器を
液体窒素の温度に冷却し、真空ポンプに接続し、圧力1
0-3mbarに維持し、次いで室温に温め、発生した蒸気
を、−85℃、−120℃および−196℃に冷却した
トラップを使用して分割した。−85℃のトラップはC
FCl2 CF2 Clだけを含んでいた。−120℃のト
ラップはCFCl2 CF2 Cl 3.50mmolおよび未
反応のジオキソール1.4mmolを含んでいた。−196
℃のトラップは未反応のC2 F4 7.89 molを含ん
でいた。溶剤および未反応モノマーを蒸留し、真空中、
120℃で3時間重合体を精製した後、白色固体の重合
体0.335gが分離され、重合収率は24%であっ
た。未反応モノマーを含むトラップのg.l.c.によ
り測定した重量バランスにより、重合体中のジオキソー
ルのモル百分率は22%と計算された。DSCにより測
定した、重合体のガラス転位温度(Tg )は74℃であ
った。DSC軌跡は融点を示していないので、この重合
体は無定形である。熱重量分析(TGA)は410℃で
2%、457℃で10%の重量損失を示した。
備えた31mlのガラス製重合反応器中に、CCl2 FC
F2 Cl 1.0ml、1.3%過酸化ペルフルオロプロ
ピオニルのCCl2 FCF2 Cl溶液1.0ml、2,
2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−
1,3−ジオキソール5.0mmolおよびテトラフルオロ
エチレン10.0mmolを入れた。次いで反応器を−19
6℃に冷却し、排気した。室温に温めた後、反応器を4
0℃に加熱し、攪拌しながらその温度に8時間維持し
た。粗製反応生成物はゼラチン状の固まりの様であっ
た。反応器を液体窒素の温度に冷却し、真空ポンプに接
続し、圧力10-3mbarに維持し、次いで室温に温め、発
生した蒸気を、−85℃、−120℃および−196℃
に冷却したトラップを使用して分割した。−85℃のト
ラップはCFCl2 CF2 Clだけを含んでいた。−1
20℃のトラップはCFCl2 CF2 Cl 2.40mm
olおよび未反応のジオキソール4.42mmolを含んでい
た。−196℃のトラップは未反応のC2 F4 8.8
molを含んでいた。溶剤および未反応モノマーを蒸留
し、真空中、120℃で3時間重合体を精製した後、白
色固体の重合体0.240gが分離された。未反応モノ
マーを含むトラップのg.l.c.により測定した重量
バランスにより、重合体中のジオキソールのモル百分率
は32%と計算された。DSCにより測定した、重合体
のガラス転位温度(Tg )は82.0℃であった。DS
C軌跡は融点を示していないので、この重合体は無定形
である。熱重量分析(TGA)は381℃で2%、42
1℃で10%の重量損失を示した。
備えた18mlのガラス製重合反応器中に、7.0%過酸
化ペルフルオロプロピオニルのCCl2 FCF2 Cl溶
液1.0ml、および2,2,4−トリフルオロ−5−ト
リフルオロメトキシ−1,3−ジオキソール5.0mmol
を入れた。次いで反応器を−196℃に冷却し、排気し
た。室温に温めた後、反応器を60℃に加熱し、攪拌し
ながらその温度に8時間維持した。溶剤および未反応モ
ノマーを蒸留し、真空中、80℃で2時間重合体を精製
した後、透明な粘性の液体で、CFCl2 CF2 Clに
可溶な重合体0.550gが分離された。19F−NMR
分析から、平均で6個の反復TTD単位が存在するのに
対し、末端基は開始剤に由来する−CF2 CF3 単位で
あり、−C(O)F基はまったく無いことが分かった。
その上、赤外分析により、カルボニル生成物はまったく
存在せず、TTDリングが重合の際に開環しなかったこ
とを示している。この結果は、先行技術のフルオロジオ
キソールは重合の際にジオキソールリングがある程度開
き、重合体分子中に入るカルボニル基を形成し、その結
果、重合体の熱安定性が低下することが分かっているの
で、特に重要である。この現象は国際特許出願WO 9
1/04251、26頁に記載されている。
備えた18mlのガラス製重合反応器中に、7.0%過酸
化ペルフルオロプロピオニルのCCl2 FCF2 Cl溶
液0.075ml、および2,2,4−トリフルオロ−5
−トリフルオロメトキシ−1,3−ジオキソール5.0
mmolを入れた。次いで反応器を−196℃に冷却し、排
気した。室温に温めた後、攪拌しながら反応器を25℃
に48時間維持した。溶剤および未反応モノマーを蒸留
し、真空中、200℃で5時間重合体を精製した後、白
色固体の重合体0.300gが分離された。赤外分析に
より、カルボニル生成物はまったく存在しないことが分
かった。DSCにより測定した、重合体のガラス転位温
度(Tg )は162℃であった。DSC軌跡は融点を示
していないので、この重合体は無定形である。TGAは
331℃で2%、381℃で10%の重量損失を示し
た。
備えた31mlのガラス製重合反応器中に、CCl2 FC
F2 Cl 3.0ml、1.3%過酸化ペルフルオロプロ
ピオニルのCCl2 FCF2 Cl溶液0.5ml、2,
2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−
1,3−ジオキソール2.0mmolおよびフッ化ビニリデ
ン10.0mmolを入れた。次いで反応器を−196℃に
冷却し、排気した。室温に温めた後、反応器を40℃に
加熱し、攪拌しながらその温度に8時間維持した。反応
器を液体窒素の温度に冷却し、真空ポンプに接続し、圧
力10-3mbarに維持し、次いで室温に温め、発生した蒸
気を、−85℃、−120℃および−196℃に冷却し
たトラップを使用して分割した。−85℃のトラップは
CFCl2 CF2 Clだけを含んでいた。−120℃の
トラップはCFCl2 CF2 Cl 4.20mmolおよび
未反応のジオキソール1.3mmolを含んでいた。−19
6℃のトラップは未反応のCF2 =CH2 8.7 mol
を含んでいた。溶剤および未反応モノマーを蒸留し、真
空中、120℃で3時間重合体を精製した後、重合体
0.230gが分離された。未反応モノマーを含むトラ
ップのg.l.c.により測定した重量収支により、重
合体中のジオキソールのモル百分率は34%と計算され
た。DSCにより測定した、重合体のガラス転位温度
(Tg )は33.5℃であった。DSC軌跡は融点を示
していないので、この重合体は無定形である。熱重量分
析(TGA)は355℃で2%、397℃で10%の重
量損失を示した。
備えた31mlのガラス製重合反応器中に、CCl2 FC
F2 Cl 1.0ml、1.3%過酸化ペルフルオロプロ
ピオニルのCCl2 FCF2 Cl溶液1.0ml、ペルフ
ルオロジオキソールPD 4.0mmolおよびテトラフル
オロエチレン8.0mmolを入れた。次いで反応器を−1
96℃に冷却し、排気した。室温に温めた後、反応器を
40℃に加熱し、攪拌しながらその温度に8時間維持し
た。溶剤および未反応モノマーを蒸留し、真空中、12
0℃で3時間重合体を精製した後、重合体1.2gが分
離された。未反応モノマーを含むトラップのg.l.
c.により測定した重量収支により、重合体中のジオキ
ソールのモル百分率は32%と計算された。DSCによ
り測定した、重合体のガラス転位温度(Tg )は90.
0℃であった。DSC軌跡は融点314℃、および融解
ΔH3.8cal/g を示しているので、この得られた重合
体は完全に無定形ではない。
Claims (16)
- 【請求項1】式 (式中、RF は1〜5個の炭素原子を有するペルフルオ
ロアルキル基であり、X1 およびX2 は、同一である
か、または互いに異なるものであって、FまたはCF3
である。)のペルフルオロジオキソール。 - 【請求項2】X1 およびX2 がFであることを特徴とす
る、請求項1に記載のペルフルオロジオキソール。 - 【請求項3】式 を有することを特徴とする、請求項2に記載のペルフル
オロジオキソール。 - 【請求項4】請求項1に記載のペルフルオロジオキソー
ルの製造方法であって、 1)温度−140℃〜+60℃で、式 (式中、X1 およびX2 は、同一であるか、または互い
に異なるものであって、FまたはCF3 である。)のジ
オキソールを、式RF OF(式中、RF は1〜5個の炭
素原子を有するペルフルオロアルキル基である。)のフ
ルオロオキシ化合物と反応させ、式 のジオキソランを形成し、 2)双極性非プロトン性溶剤中で金属と反応させること
により、ジオキソラン(III) を脱ハロゲン化することを
特徴とする方法。 - 【請求項5】請求項1に記載のペルフルオロジオキソー
ルの製造方法であって、 1)温度−140℃〜−20℃で式 RF −O−CCl=CFCl (X) (式中、RF は1〜5個の炭素原子を有するペルフルオ
ロアルキル基である。)のオレフィンを、式 CX1 X2 (OF)2 (XI) (式中、X1 およびX2 は、同一であるか、または互い
に異なるものであって、FまたはCF3 である。)のビ
スフルオロオキシ化合物と反応させ、式 のジオキソランを形成し、 2)双極性非プロトン性溶剤中で金属と反応させること
により、ジオキソラン(III) を脱ハロゲン化することを
特徴とする方法。 - 【請求項6】請求項1に記載のペルフルオロジオキソー
ルの製造方法であって、50〜150℃の温度で、式 のジオキソランの気体流を、所望により式 (式中、RF は1〜5個の炭素原子を有するペルフルオ
ロアルキル基であり、X1 およびX2 は、同一である
か、または互いに異なるものであって、FまたはCF3
である。)のジオキソランとの混合物中として、固体の
KOHと反応させることを特徴とする方法。 - 【請求項7】請求項1に記載の式(I)のペルフルオロ
ジオキソールの単独重合体およびこのペルフルオロジオ
キソールとオレフィン性不飽和を有する1種以上のコモ
ノマーとの共重合体。 - 【請求項8】オレフィン性不飽和を有するコモノマー
が、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、フッ
化ビニル、トリフルオロエチレン、ペルフルオロプロペ
ン、ペルフルオロメチルビニルエーテル、ペルフルオロ
エチルビニルエーテル、ペルフルオロプロピルビニルエ
ーテル、ペルフルオロ−1,3−ジオキソール、ペルフ
ルオロ(2,2−ジメチル)−1,3−ジオキソール、
CF2 =CF−O−CF2 −CF2 −SO2 F、クロロ
トリフルオロエチレン、塩化ビニル、アクリル酸メチ
ル、メタクリル酸メチル、およびエチレンから選択され
ることを特徴とする、請求項7に記載の共重合体。 - 【請求項9】コモノマーがテトラフルオロエチレンまた
はフッ化ビニルであることを特徴とする、請求項8に記
載の共重合体。 - 【請求項10】式(I)のペルフルオロジオキソールが
2,2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロ−メトキ
シ−1,3−ジオキソールであることを特徴とする、請
求項8または9に記載の共重合体。 - 【請求項11】a)ペルフルオロメチルビニルエーテル
0.5〜13重量%、 b)式 [式中、Z1 およびZ2 は、同一であるか、または互い
に異なるものであって、F、Cl、HまたはOR1 T
(式中、R1 は1〜5個の炭素原子を有するペルフルオ
ロアルキレン基であり、TはFまたはClである)であ
るが、ただし、Z1 およびZ2 が共にClまたはOR1
Tであってはならず、Y1 およびY2 は、同一である
か、または互いに異なるものであって、FまたはCF3
である。]の1種以上のフッ素化ジオキソール0.05
〜3重量%、および c)前記各種モノマーとの合計量が100重量%になる
様な量のテトラフルオロエチレンから構成されることを
特徴とする、熱加工可能なテトラフルオロエチレンの共
重合体。 - 【請求項12】a)ペルフルオロメチルビニルエーテル
2〜9重量%、 b)1種以上の、式(XIII)のフッ素化ジオキソール0.
1〜1.5重量%、および c)前記各種モノマーとの合計量が100重量%になる
様な量のテトラフルオロエチレンから構成されることを
特徴とする、請求項11に記載の熱加工可能なテトラフ
ルオロエチレンの共重合体。 - 【請求項13】フッ素化ジオキソールが、請求項1に記
載の式(I)のペルフルオロジオキソールであることを
特徴とする、請求項11または12に記載の熱加工可能
なテトラフルオロエチレンの共重合体。 - 【請求項14】フッ素化ジオキソールが2,2,4−ト
リフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−1,3−ジオ
キソールであることを特徴とする、請求項13に記載の
熱加工可能なテトラフルオロエチレンの共重合体。 - 【請求項15】請求項1〜14のいずれか1項に記載の
熱加工可能なテトラフルオロエチレンの共重合体の、溶
融押出しによる電気ケーブル被覆における使用。 - 【請求項16】フッ素化ジオキソールが、請求項1に記
載の式(I)のペルフルオロジオキソールであることを
特徴とする、請求項15に記載の熱加工可能なテトラフ
ルオロエチレンの共重合体の使用。
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