JPH0790016A - Polyethylene modified with fluorinated alkyl and its production - Google Patents
Polyethylene modified with fluorinated alkyl and its productionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は表面撥水、撥油性に優れ
たフッ化アルキル変性ポリエチレンおよびその製造法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluoroalkyl-modified polyethylene having excellent surface water repellency and oil repellency and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリエチレンはコスト的、機械的等の特
性に優れ、広範囲に利用されているが、その分子構造中
に反応性基を有しないことから、化学的に変性を施して
所望の特性を得ることは困難であった。そこでこのよう
な欠点を補うために、ポリエチレンに反応性基を導入す
ることが従来から試みられている。例えば、高圧法によ
り酢酸ビニル、メタクリル酸エステル等の極性モノマー
と共重合する方法、或いは既存のポリエチレンに対し、
過酸化物の存在下に無水マレイン酸等の極性モノマーを
グラフト重合する方法等が知られている。しかしなが
ら、高圧共重合法によっては低密度ポリエチレンの変性
体しか得られず、またグラフト重合法ではホモポリマー
が副生したり変性量の制御が困難であるなど、構造を自
在に制御した変性ポリエチレンを得ることは一般に困難
であった。2. Description of the Related Art Polyethylene has excellent properties in terms of cost and mechanical properties and is widely used. However, since it has no reactive group in its molecular structure, it is chemically modified to have desired properties. Was hard to get. Therefore, in order to make up for such drawbacks, it has been conventionally attempted to introduce a reactive group into polyethylene. For example, the method of copolymerizing with polar monomers such as vinyl acetate and methacrylic acid ester by the high pressure method, or for existing polyethylene,
A method of graft-polymerizing a polar monomer such as maleic anhydride in the presence of a peroxide is known. However, only high-density polyethylene modified products can be obtained by the high-pressure copolymerization method, and homopolymers are by-produced by the graft polymerization method and it is difficult to control the modification amount. It was generally difficult to obtain.
【0003】これに関し、ブチルリチウム/3級ジアミ
ン系開始剤によりエチレンのアニオンリビング重合が可
能であることはよく知られているが、アニオンリビング
重合法で得られるエチレンのリビング末端は、各種の官
能基に変換することができる。例えばBergbreiterら
(J. Polym. Sci., Polym. Chem. 27: 4205-4226 (198
9))は、リビングポリエチレン末端に二酸化炭素、エチ
レンオキサイド、ハロゲン化アルキル等の求電子試薬を
反応させることで末端に官能基を導入し、さらにこれら
を他の官能基に変換することを報告している。しかして
アニオンリビング末端とこれらの求電子試薬との反応の
場合、官能基による変性率が低い等の問題があったが、
本発明者らはこれらに関し既に、エチレンのアニオンリ
ビング重合末端を特定のカルボニル化合物、酸素、蟻酸
エステル等と反応させることにより新規な水酸基変性ポ
リエチレンを得ることに成功している。In this regard, it is well known that anionic living polymerization of ethylene is possible with a butyllithium / tertiary diamine type initiator, but the living terminal of ethylene obtained by the anionic living polymerization method has various functional groups. It can be converted into a group. For example, Bergbreiter et al. (J. Polym. Sci., Polym. Chem. 27: 4205-4226 (198
9)) reported that a functional group was introduced at the terminal by reacting a living polyethylene terminal with an electrophile such as carbon dioxide, ethylene oxide, or an alkyl halide, and then these were converted into other functional groups. ing. However, in the case of the reaction between the anionic living terminal and these electrophiles, there were problems such as a low modification rate due to functional groups,
The present inventors have already succeeded in obtaining novel hydroxyl group-modified polyethylene by reacting the anionic living polymerization terminal of ethylene with a specific carbonyl compound, oxygen, formic acid ester and the like.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところでポリエチレン
は本来撥水性に優れた材ではあるが、これにフッ化アル
キル変性を加えることで更なる撥水性、撥油性が付与さ
れると期待される。特にポリエチレンのオリゴマーであ
るワックス領域においては、撥水/撥油性が要求される
場合が多く、フッ化アルキル変性が得られれば非常に有
用であると考えられる。Although polyethylene is originally a material having excellent water repellency, it is expected that further water repellency and oil repellency will be imparted by adding an alkyl fluoride modification to polyethylene. Particularly in the wax region, which is an oligomer of polyethylene, water / oil repellency is often required, and it is considered to be very useful if fluorinated alkyl modification is obtained.
【0005】しかしながら従来は、上述のようにポリエ
チレンに各種極性官能基を導入し、これを相関移動触
媒、蛍光染料等に応用することについては検討がなされ
てきたが、フッ化アルキル変性ポリエチレンの合成例に
ついては未だに報告されていない。そこで本発明は、フ
ッ化アルキル変性を加えることにより撥水/撥油性を付
与された新規なポリエチレン、及びその製造法を提供す
ることを課題とするものである。However, conventionally, various types of polar functional groups have been introduced into polyethylene as described above, and the application thereof to a phase transfer catalyst, a fluorescent dye or the like has been studied, but synthesis of fluoroalkyl-modified polyethylene has been conducted. No examples have been reported yet. Therefore, an object of the present invention is to provide a novel polyethylene which is imparted with water / oil repellency by adding alkyl fluoride modification, and a method for producing the same.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】かかる実状において本発
明者らは、撥水/撥油性ポリエチレン、なかんずくポリ
エチレンワックスを開発すべく鋭意検討の結果、エステ
ル結合を介してポリエチレンにフッ化アルキル基を結合
させた新規なフッ化アルキル変性ポリエチレンが高い撥
水/撥油性を示すこと、そしてかかるフッ化アルキル変
性ポリエチレンが、リビング重合ポリエチレンの水酸基
変性物に対し、相当する酸ハライドを反応させることに
よりワンポットで得られることを見出し、本発明に至っ
た。Under the circumstances, the present inventors have made earnest studies to develop water-repellent / oil-repellent polyethylene, in particular, polyethylene wax, and as a result, bond a fluorinated alkyl group to polyethylene through an ester bond. The novel fluorinated alkyl-modified polyethylene exhibits high water / oil repellency, and the fluorinated alkyl-modified polyethylene reacts with the corresponding hydroxyl halide of the living polymerized polyethylene in a one-pot reaction. The inventors have found that they can be obtained and have completed the present invention.
【0007】即ち本発明は、以下に示すフッ化アルキル
変性ポリエチレンおよびその製造法を提供するものであ
る。 1.次式(1)で表されるフッ化アルキル変性ポリエチ
レン。That is, the present invention provides the following fluoroalkyl-modified polyethylene and a method for producing the same. 1. A fluorinated alkyl-modified polyethylene represented by the following formula (1).
【0008】[0008]
【化3】 [Chemical 3]
【0009】(式中、R1は炭素数1から6の直鎖又は
分岐の飽和炭化水素鎖であり、m、nは独立に10から
1000の整数であり、Rfは炭素数2から17のパー
フルオロアルキル基、または重合度2から5のパーフル
オロプロピレンオキシドオリゴマーである。) 2.以下の工程からなるフッ化アルキル変性ポリエチレ
ンの製造法。 1)炭素数1から6の直鎖又は分岐のアルキルリチウム
/3級ジアミン系開始剤を用いてエチレンをリビング重
合させる段階と、 2)蟻酸エステルを反応させる段階、及び 3)次式(2)で示されるフッ化アルキルカルボン酸ハ
ライドを反応させる段階。(In the formula, R 1 is a linear or branched saturated hydrocarbon chain having 1 to 6 carbon atoms, m and n are independently integers of 10 to 1000, and Rf is 2 to 17 carbon atoms. It is a perfluoroalkyl group or a perfluoropropylene oxide oligomer having a degree of polymerization of 2 to 5.) 1. A method for producing a fluorinated alkyl-modified polyethylene, which comprises the following steps. 1) Living polymerization of ethylene using a linear or branched alkyllithium / tertiary diamine-based initiator having 1 to 6 carbon atoms; 2) reacting with formic acid ester; and 3) the following formula (2) A step of reacting a fluoroalkylcarboxylic acid halide represented by
【0010】[0010]
【化4】 [Chemical 4]
【0011】(式中、Rfは式(1)と同じものを表
し、Xはハロゲンである。) 以下に本発明をさらに詳しく説明する。本発明のフッ化
アルキル変性ポリエチレンは、ポリエチレン連鎖の中央
近傍にフッ化アルキル基がエステル結合を介して導入さ
れたものである。分子末端は、炭素数1から6の直鎖又
は分岐の飽和炭化水素基である。即ちメチル基、エチル
基、n−ブチル基などであり、短鎖分岐の具体例として
は、2−メチル基、3−メチル基、2,2−ジメチル基
等が挙げられる。これらの末端の分岐鎖は、生成ポリエ
チレンの物性に対し、その重合度が低い場合には融点を
低下させるなどの変化を発現するが、重合度が高い場合
は何等影響を及ぼさない。(In the formula, Rf represents the same as the formula (1) and X represents halogen.) The present invention will be described in more detail below. The fluoroalkyl-modified polyethylene of the present invention has a fluoroalkyl group introduced near the center of a polyethylene chain through an ester bond. The terminal of the molecule is a linear or branched saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. That is, it is a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, and the like, and specific examples of the short-chain branch include a 2-methyl group, a 3-methyl group, a 2,2-dimethyl group, and the like. The branched chains at these terminals cause changes in the physical properties of the produced polyethylene such as lowering the melting point when the degree of polymerization is low, but have no effect when the degree of polymerization is high.
【0012】本発明のフッ化アルキル変性ポリエチレン
は、エチレン繰り返し単位として10〜1000の範囲
の重合度を有するポリエチレン鎖を2本有する。その重
合度分布に特に制限はないが、通常は1.05〜5程度
である。重合度が概ね300以下の場合は生成ポリエチ
レンはワックス様の、それ以上ではプラスチックス様の
外観および物性を示す。The fluorinated alkyl-modified polyethylene of the present invention has two polyethylene chains having a degree of polymerization in the range of 10 to 1000 as an ethylene repeating unit. The degree of polymerization distribution is not particularly limited, but is usually about 1.05 to 5. When the degree of polymerization is about 300 or less, the produced polyethylene shows a wax-like appearance, and when the degree of polymerization is more than 300, it shows a plastics-like appearance and physical properties.
【0013】本発明のフッ化アルキル変性ポリエチレン
は、フッ化アルキル基として炭素数2から17のパーフ
ルオロアルキル基を有する(全炭素数は3から18の)
カルボン酸、或いは重合度2から5のパーフルオロプロ
ピレンオキシドオリゴマーが、ポリエチレンに対してエ
ステル結合を介して結合したものである。パーフルオロ
アルキル基としては、ω末端が水素または塩素置換され
たものも含まれる。かかるパーフルオロアルキル基の具
体例としては、以下のものが挙げられる。The fluoroalkyl-modified polyethylene of the present invention has a perfluoroalkyl group having 2 to 17 carbon atoms as the fluoroalkyl group (total carbon number is 3 to 18).
A carboxylic acid or a perfluoropropylene oxide oligomer having a degree of polymerization of 2 to 5 is bonded to polyethylene through an ester bond. The perfluoroalkyl group also includes those in which the ω-terminal is substituted with hydrogen or chlorine. The following are mentioned as a specific example of such a perfluoroalkyl group.
【0014】[0014]
【化5】 [Chemical 5]
【0015】また、パーフルオロアルキルプロピレンオ
キシドオリゴマーとしては以下のものが挙げられる。The following are mentioned as perfluoroalkyl propylene oxide oligomers.
【0016】[0016]
【化6】 [Chemical 6]
【0017】なおこれらが適当な割合で混合されたもの
も本発明の範囲内にある。本発明のフッ化アルキル変性
ポリエチレンにおいては、そのフッ化アルキル基の導入
位置は平均的には分子鎖の中央であるが、個々の分子に
ついては中央から片寄っていてもかまわない。即ち本発
明のフッ化アルキル変性ポリエチレンは、分子鎖中の種
々の位置にフッ化アルキル基を有するポリエチレンの混
合物である。このフッ化アルキル基の導入位置の分布は
製造条件により変化するが、一方の末端からエチレン繰
り返し単位として10以上は離れて存在する。本発明の
フッ化アルキル変性ポリエチレンは、後述するようにリ
ビング重合ポリエチレンの末端を蟻酸エステルを用いて
2量化させることで得られるものである。理論的には、
迅速開始緩慢生長系のリビング重合においては、生成す
るポリマーの分子量分布はポアソン分布となる。重合度
が上がれば単分散に近づくため、フッ化アルキル基の導
入位置も分子鎖中央となる。しかしながら、実際の重合
においては微妙な環境の違いから分子量分布が広がるこ
とが多く、その場合には導入位置の分布も広がることに
なる。導入位置を完全に特定することは困難であるが、
一方の末端近傍にフッ化アルキル基を有する同程度の分
子量のポリエチレンに比べると融点が低く観測されるこ
とから、その構造を推定することができる。It should be noted that a mixture of these in an appropriate ratio is also within the scope of the present invention. In the fluoroalkyl-modified polyethylene of the present invention, the introduction position of the fluoroalkyl group is at the center of the molecular chain on average, but individual molecules may be offset from the center. That is, the fluoroalkyl-modified polyethylene of the present invention is a mixture of polyethylene having fluoroalkyl groups at various positions in the molecular chain. The distribution of the introduction position of this fluorinated alkyl group varies depending on the production conditions, but it exists at a distance of 10 or more as an ethylene repeating unit from one end. The fluorinated alkyl-modified polyethylene of the present invention is obtained by dimerizing the ends of living polymerized polyethylene with a formate ester as described later. In theory,
In living polymerization of a rapid initiation slow growth system, the molecular weight distribution of the polymer produced is a Poisson distribution. As the degree of polymerization increases, the molecular weight approaches monodispersion, so the introduction position of the fluorinated alkyl group is also at the center of the molecular chain. However, in actual polymerization, the molecular weight distribution often expands due to a subtle difference in environment, and in that case, the distribution of the introduction position also expands. Although it is difficult to completely identify the introduction position,
Since the melting point is observed to be lower than that of polyethylene of the same molecular weight having a fluorinated alkyl group near one end, its structure can be estimated.
【0018】次に、本発明のフッ化アルキル変性ポリエ
チレンの製造法について説明する。まず第一段階とし
て、炭素数1から6の直鎖または分岐のアルキルリチウ
ム/3級ジアミンによるエチレンのリビング重合を行
う。Next, a method for producing the fluorinated alkyl-modified polyethylene of the present invention will be described. First, as the first step, living polymerization of ethylene with a linear or branched alkyl lithium / tertiary diamine having 1 to 6 carbon atoms is performed.
【0019】ポリエチレンのリビング重合においては、
非極性の脂肪族炭化水素溶媒が用いられる。かかる溶媒
の具体例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタン、シクロヘキサン、シクロペンタン等が挙げられ
る。好ましくはシクロヘキサンである。In living polymerization of polyethylene,
A non-polar aliphatic hydrocarbon solvent is used. Specific examples of such a solvent include pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane and cyclopentane. Preferred is cyclohexane.
【0020】炭素数1から6の直鎖または分岐のアルキ
ルリチウム化合物としては、メチルリチウム、エチルリ
チウム、n−ブチルリチウム、s−ブチルリチウム、t
−ブチルリチウム等が用いられる。ここで用いるリチウ
ム化合物の有機基が、生成するポリエチレンの末端に導
入されることになる。Examples of the linear or branched alkyllithium compound having 1 to 6 carbon atoms include methyllithium, ethyllithium, n-butyllithium, s-butyllithium and t.
-Butyl lithium or the like is used. The organic group of the lithium compound used here is introduced into the terminal of the polyethylene produced.
【0021】3級ジアミンとしては、二つの窒素間の原
子数が2ないし3個のものが好適に用いられる。かかる
ジアミンの具体例としては、テトラメチルエチレンジア
ミン、ジピペリジノエタン、ジピロリジノエタン、スパ
ルテイン等が挙げられる。As the tertiary diamine, those having 2 to 3 atoms between two nitrogen atoms are preferably used. Specific examples of such a diamine include tetramethylethylenediamine, dipiperidinoethane, dipyrrolidinoethane, sparteine and the like.
【0022】これらの3級ジアミンは通常、アルキルリ
チウムに対して0.1〜10当量用いられる。3級ジア
ミンの使用量が0.1当量より少ないと重合が遅く、ま
た有機基導入反応の収率が低くなり、10当量より多い
とリビング末端が失活してしまうものが多くなる。These tertiary diamines are usually used in an amount of 0.1 to 10 equivalents with respect to the alkyl lithium. When the amount of the tertiary diamine used is less than 0.1 equivalent, the polymerization is slow, and the yield of the reaction for introducing an organic group is low, and when it is more than 10 equivalents, many living terminals are deactivated.
【0023】上記のアルキルリチウム化合物および3級
ジアミンを含む炭化水素溶液にエチレンを導入すること
で、エチレンのリビング重合が進行する。エチレンの導
入圧力に特に制限はないが、1kg/cm2〜100kg/cm2
が適当である。1kg/cm2より低い場合には重合反応が
遅すぎて、経済的ではない。他方、100kg/cm2を越
える高圧においては重合が速すぎて、反応の制御が困難
となる。Living polymerization of ethylene proceeds by introducing ethylene into the hydrocarbon solution containing the alkyllithium compound and the tertiary diamine. The introduction pressure of ethylene is not particularly limited, but 1 kg / cm 2 to 100 kg / cm 2
Is appropriate. If it is lower than 1 kg / cm 2 , the polymerization reaction is too slow, which is not economical. On the other hand, at a high pressure exceeding 100 kg / cm 2 , the polymerization is too fast and the reaction becomes difficult to control.
【0024】重合は0℃〜100℃で好適に行われる。
望ましくは20℃〜80℃である。反応温度が0℃より
低いと重合反応が遅くなり過ぎ、また生成するポリエチ
レンが沈澱しやすくなるため好ましくない。他方、反応
温度が100℃を越えるとリビング末端が失活しやすく
なるため好ましくない。The polymerization is suitably carried out at 0 ° C to 100 ° C.
It is preferably 20 ° C to 80 ° C. If the reaction temperature is lower than 0 ° C., the polymerization reaction will be too slow, and the produced polyethylene will tend to precipitate, which is not preferable. On the other hand, if the reaction temperature exceeds 100 ° C., the living terminal tends to be deactivated, which is not preferable.
【0025】重合時間は、重合温度、3級ジアミン濃
度、エチレン導入圧力等によって異なるが、一般に0.
1時間から24時間程度である。重合時間を変化させる
ことにより、生成するポリエチレンの分子量を制御する
ことができる。リビング末端の失活を防ぐ点から、重合
熱を除去できる限り、重合時間はなるべく短時間である
ことが好ましい。The polymerization time varies depending on the polymerization temperature, the concentration of tertiary diamine, the ethylene introduction pressure, etc., but is generally 0.
It takes about 1 to 24 hours. By changing the polymerization time, the molecular weight of the produced polyethylene can be controlled. From the viewpoint of preventing the deactivation of the living terminal, the polymerization time is preferably as short as possible so long as the heat of polymerization can be removed.
【0026】第二段階として、上記方法により生成した
リビングポリエチレンに対して、蟻酸エステルを反応さ
せる。蟻酸エステルを構成するアルコール成分に特に制
限はないが、通常は低分子の1価アルコールが用いられ
る。かかる蟻酸エステルの具体例としては、蟻酸メチ
ル、蟻酸エチル等が挙げられる。蟻酸エステルの代わり
に他のカルボン酸エステルを用いた場合も、ある程度の
割合で3級水酸基を有するポリエチレンが得られるが、
プロトン引き抜き反応その他の副反応が多く、高いフッ
化アルキル基導入率を得ることができない。本反応は2
分子のリビング末端が1分子の蟻酸エステルに対して付
加することで完結するものであるから、蟻酸エステルの
添加量は生長リビング末端量に対し、1/2当量である
ことが必要である。また、副反応を防ぎ、確実に目的物
を得るためには、蟻酸エステルは少量ずつゆっくりと添
加することが必要である。In the second step, the living polyethylene produced by the above method is reacted with a formate ester. The alcohol component constituting the formate ester is not particularly limited, but a low molecular weight monohydric alcohol is usually used. Specific examples of such formate ester include methyl formate and ethyl formate. When other carboxylic acid ester is used instead of formic acid ester, polyethylene having a tertiary hydroxyl group can be obtained to some extent.
There are many side reactions such as proton abstraction reaction, and it is not possible to obtain a high introduction rate of fluorinated alkyl groups. This reaction is 2
Since the living end of the molecule is completed by addition to one molecule of formate ester, the addition amount of the formate ester needs to be 1/2 equivalent to the amount of growing living end. In addition, in order to prevent side reactions and reliably obtain the desired product, it is necessary to slowly add the formate ester in small amounts.
【0027】反応温度に特に制限はないが、通常は−7
8℃〜100℃、好ましくは−20℃〜70℃で行われ
る。蟻酸エステルとリビングポリエチレンとの反応は、
均一系においては室温でもほぼ1分以内に完結する。し
かしながら、ポリエチレンの分子量が高く沈澱を生成し
ている場合には、数分〜数時間の反応が必要となる。The reaction temperature is not particularly limited, but is usually -7.
It is carried out at 8 ° C to 100 ° C, preferably -20 ° C to 70 ° C. The reaction between formic acid ester and living polyethylene is
In a homogeneous system, it will be completed within about 1 minute even at room temperature. However, when the molecular weight of polyethylene is high and a precipitate is formed, the reaction for several minutes to several hours is required.
【0028】第二段階までで生成したポリエチレンは、
分子鎖中央近傍にリチウムアルコキシドを有している
が、次に第三段階として、このリチウムアルコキシド末
端に酸ハライドを反応させる。酸ハライドとしては、前
述のように次式(2)に示す構造のものが好適に用いら
れる。The polyethylene produced up to the second stage is
Although it has a lithium alkoxide near the center of the molecular chain, as a third step, an acid halide is reacted with this lithium alkoxide terminal. As the acid halide, one having a structure represented by the following formula (2) is preferably used as described above.
【0029】[0029]
【化7】 [Chemical 7]
【0030】(式中、Rfは炭素数2から17のパーフ
ルオロアルキル基、または重合度2から5のパーフルオ
ロプロピレンオキシドオリゴマーであり、Xはハロゲン
である。) かかる酸ハライドの具体例としては以下のものが挙げら
れる。(In the formula, Rf is a perfluoroalkyl group having 2 to 17 carbon atoms, or a perfluoropropylene oxide oligomer having a polymerization degree of 2 to 5, and X is halogen.) Specific examples of the acid halide are as follows. The following are listed.
【0031】[0031]
【化8】 [Chemical 8]
【0032】これらを適当な割合で混合して用いても良
いことは前述の通りである。As described above, these may be mixed in an appropriate ratio and used.
【0033】酸ハライドの使用量は、リビング末端に対
して等モル量以上であれば特に制限はない。また反応温
度にも特に制限はないが、通常−78℃から100℃、
好ましくは−30℃から70℃である。反応時間にも特
に制限はなく、通常は0.1時間から24時間の範囲で
ある。比較的高温で、均一な系においては、短時間でほ
ぼ100%の収率で反応が進行する。The amount of acid halide used is not particularly limited as long as it is an equimolar amount or more with respect to the living terminal. The reaction temperature is not particularly limited, but is usually -78 ° C to 100 ° C.
It is preferably -30 ° C to 70 ° C. The reaction time is not particularly limited and is usually in the range of 0.1 hour to 24 hours. In a homogeneous system at a relatively high temperature, the reaction proceeds in a short time with a yield of almost 100%.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明によれば、撥水/撥油性に優れた
新規なフッ化アルキル変性ポリエチレンを高収率かつ高
純度で得ることができる。特に、本発明で得られる変性
ポリエチレンはほとんど全ての分子鎖中央近傍に一つず
つフッ化アルキル基を有することから、高い撥水/撥油
性を示す。また、生成ポリマーの分子量を500〜20
00程度に制御することで高撥水性ワックスが得られ、
化粧品原料あるいは高性能潤滑剤等に好適に用いること
ができる。According to the present invention, a novel fluorinated alkyl-modified polyethylene excellent in water / oil repellency can be obtained in high yield and high purity. In particular, the modified polyethylene obtained in the present invention has a high degree of water / oil repellency because it has one fluorinated alkyl group near the center of almost all molecular chains. Further, the molecular weight of the produced polymer is 500 to 20.
A highly water-repellent wax can be obtained by controlling it to about 00.
It can be suitably used as a cosmetic raw material or a high performance lubricant.
【0035】[0035]
【実施例】以下に実施例を用いて本発明を更に詳しく説
明する。 実施例1 窒素置換した1リットルのオートクレーブ中に、乾燥シ
クロヘキサン400ml、テトラメチルエチレンジアミン
3ml、n−ブチルリチウム(1.6mol/リットル)12.
5mlを仕込み、50℃にてエチレンガスを2kg/cm2の
圧力で導入した。30分重合を行った後、エチレンガス
を除去し、そこへ蟻酸エチル0.8mlを滴下した。10
分間反応させた後、パーフルオロオクタン酸フルオリド
2.7mlを加えた。15分間反応させた後、反応溶液を
2リットルのメタノール中に投入した。減圧濾過により
集めた固体を沸騰トルエンに溶解させ、熱時濾過にて不
溶分を除いた後、濾液を2リットルのメタノール中に投
入した。生成した固体を集め、50℃のオーブンにて真
空下に24時間乾燥した。生成物の収量は13.1g、
Waters社製の装置を用いたGPC分析(オルトジクロル
ベンゼン、135℃、ポリエチレン標準サンプルで較
正)の結果、生成物の数平均分子量は1690であっ
た。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Example 1 400 ml of dry cyclohexane, 3 ml of tetramethylethylenediamine, n-butyllithium (1.6 mol / liter) were placed in a 1 liter autoclave purged with nitrogen.
5 ml was charged, and ethylene gas was introduced at a pressure of 2 kg / cm 2 at 50 ° C. After polymerizing for 30 minutes, ethylene gas was removed, and 0.8 ml of ethyl formate was added dropwise thereto. 10
After reacting for a minute, 2.7 ml of perfluorooctanoic acid fluoride was added. After reacting for 15 minutes, the reaction solution was poured into 2 liters of methanol. The solid collected by vacuum filtration was dissolved in boiling toluene, the insoluble matter was removed by filtration under heating, and the filtrate was put into 2 liters of methanol. The solid formed was collected and dried in a 50 ° C. oven under vacuum for 24 hours. Product yield 13.1 g,
As a result of GPC analysis (ortho-dichlorobenzene, 135 ° C., calibrated with polyethylene standard sample) using an apparatus manufactured by Waters, the number average molecular weight of the product was 1690.
【0036】1H−NMR分析(Bruker社製、200M
Hz、テトラクロロエチレン、80℃。ロック溶媒とし
てDMSO−d6を二重管で用い、外部標準としてTM
Sを用いた。)の結果、0.8ppm(トリプレット)に
開始末端メチル基、1.2ppm付近に主鎖のメチレン
基、4.8ppm(ダブルトリプレット)にエステル酸素
のα位メチンのシグナルが観察された。各々のシグナル
の積分比から、数平均分子量1730、フッ化アルキル
基導入率90%であることがわかった。 1 H-NMR analysis (Bruker, 200M
Hz, tetrachloroethylene, 80 ° C. DMSO-d 6 was used as a lock solvent in a double tube, and TM was used as an external standard.
S was used. As a result, the starting terminal methyl group was observed at 0.8 ppm (triplet), the methylene group of the main chain was found at around 1.2 ppm, and the α-methine signal of the ester oxygen at 4.8 ppm (double triplet) was observed. From the integral ratio of each signal, it was found that the number average molecular weight was 1730 and the fluorinated alkyl group introduction rate was 90%.
【0037】実施例2 実施例1のパーフルオロオクタン酸フルオリドの代わり
に、パーフルオロプロピレンオキシド3量体の酸フルオ
リド3.3mlを用いて同様に合成を行い、白色ワックス
状固体14.0gを得た。GPCによる生成物の数平均
分子量は1780であった。また1H−NMR分析よ
り、数平均分子量1780、フッ化アルキル基導入率は
88%であった。Example 2 In place of the perfluorooctanoic acid fluoride of Example 1, 3.3 ml of perfluorinated propylene oxide trimer acid fluoride was used for the same synthesis, and 14.0 g of a white waxy solid was obtained. It was The number average molecular weight of the product by GPC was 1780. In addition, 1 H-NMR analysis showed that the number average molecular weight was 1780 and the fluorinated alkyl group introduction rate was 88%.
【0038】撥水性試験 実施例1及び2で得られたフッ化アルキル変性ポリエチ
レンをガラス板上に溶融キャストし、水および流動パラ
フィンとの接触角を測定した。対照として未変性ポリエ
チレン(ペトロライト社製、ポリワックス1000)を
用いたものを比較例として用いた。結果を表1に示す。Water repellency test The fluoroalkyl-modified polyethylene obtained in Examples 1 and 2 was melt cast on a glass plate, and the contact angle with water and liquid paraffin was measured. As a control, an unmodified polyethylene (Polywax 1000 manufactured by Petrolite) was used as a comparative example. The results are shown in Table 1.
【0039】[0039]
【表1】 [Table 1]
【0040】本発明のフッ化アルキル変性ポリエチレン
は撥水撥油性に優れることが判る。It can be seen that the fluoroalkyl-modified polyethylene of the present invention is excellent in water and oil repellency.
Claims (2)
性ポリエチレン。 【化1】 (式中、R1は炭素数1から6の直鎖又は分岐の飽和炭
化水素鎖であり、m、nは独立に10から1000の整
数であり、Rfは炭素数2から17のパーフルオロアル
キル基又は重合度2から5のパーフルオロプロピレンオ
キシドオリゴマーである。)1. A fluorinated alkyl-modified polyethylene represented by the following formula (1). [Chemical 1] (In the formula, R 1 is a linear or branched saturated hydrocarbon chain having 1 to 6 carbon atoms, m and n are each independently an integer of 10 to 1000, and Rf is a perfluoroalkyl group having 2 to 17 carbon atoms. Group or a perfluoropropylene oxide oligomer having a polymerization degree of 2 to 5.)
キルリチウム/3級ジアミン系開始剤を用いてエチレン
をリビング重合させる段階と、 2)蟻酸エステルを反応させる段階、及び 3)次式(2)で示されるフッ化アルキルカルボン酸ハ
ライドを反応させる段階 【化2】 (式中、Rfは式(1)と同じものを表し、Xはハロゲ
ンである。)とからなる、フッ化アルキル変性ポリエチ
レンの製造法。2. A living polymerization of ethylene using a linear or branched alkyllithium / tertiary diamine initiator having 1 to 6 carbon atoms, 2) a step of reacting a formic acid ester, and 3). A step of reacting a fluoroalkylcarboxylic acid halide represented by the following formula (2): (In the formula, Rf represents the same as in the formula (1), and X is halogen.).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23940893A JPH0790016A (en) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | Polyethylene modified with fluorinated alkyl and its production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23940893A JPH0790016A (en) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | Polyethylene modified with fluorinated alkyl and its production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0790016A true JPH0790016A (en) | 1995-04-04 |
Family
ID=17044334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP23940893A Pending JPH0790016A (en) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | Polyethylene modified with fluorinated alkyl and its production |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0790016A (en) |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP23940893A patent/JPH0790016A/en active Pending
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