JPH0813861B2 - フッ化ビニリデン―トリフルオロメチルエチレン共重合体 - Google Patents

フッ化ビニリデン―トリフルオロメチルエチレン共重合体

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JPH0813861B2
JPH0813861B2 JP1065344A JP6534489A JPH0813861B2 JP H0813861 B2 JPH0813861 B2 JP H0813861B2 JP 1065344 A JP1065344 A JP 1065344A JP 6534489 A JP6534489 A JP 6534489A JP H0813861 B2 JPH0813861 B2 JP H0813861B2
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vinylidene fluoride
copolymer
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F214/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F214/18Monomers containing fluorine
    • C08F214/22Vinylidene fluoride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フッ化ビニリデン−トリフルオロメチルエ
チレン共重合体に関する。
〔従来の技術〕
ポリフッ化ビニリデンは、耐候性、耐蝕性、電気的特
性、加工性等に優れるため、種々の用途に使用されてい
る。しかし、ポリフッ化ビニリデンは結晶性が大きいた
め、加工により大きな残留応力が生じ、経時においてス
トレスクラックが生じ易く、また柔軟性に欠け、耐衝撃
性、耐寒性等も他のフッ素系樹脂に比して劣っている。
例えば、ポリフッ化ビニリデンフィルムは耐蝕性が高い
ので化学装置のライニング材料として使用されるが、装
置の角に当る部分などで屈曲されるとストレスを受け、
クラックを生じ易い。薬品がクラックにしみ込むと装置
腐食の原因となる。
そこで、これらのポリフッ化ビニリデンの欠点を改良
するものとして、フッ化ビニリデンと、テトラフルオロ
エチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニル等
の種々のフッ化オレフィン類との共重合体が知られてい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、フッ化ビニリデンとトリフルオロメチルエチ
レンの共重合体は、従来知られておらず、またこの共重
合体が優れた柔軟性を有することも知られていなかっ
た。
そこで本発明の目的は、耐候性、耐蝕性、電気的特
性、加工性等においてポリフッ化ビニリデンが本来有す
る優れた特性を備えるとともに、優れた柔軟性を有する
フッ化ビニリデン−トリフルオロメチルエチレン共重合
体を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
すなわち、本発明は、 一般式: 〔式中、Aは式: で表される構成単位から選ばれる少なくとも1種であ
り、a,b及びcがそれぞれ付された三種の構成単位はラ
ンダムに配列していてもよいものであり、aはフッ化ビ
ニリデン単位が50〜99.9モル%となり、bはトリフルオ
ロメチルエチレン単位が0.1〜30モル%となり、そして
cは構成単位Aが0モル%又は残部となる数である〕 で表される、重量平均分子量が5,000以上であるフッ化
ビニリデン−トリフルオロメチルエチレン共重合体を提
供するものである。
本発明の共重合体は、フッ化ビニリデンとトリフルオ
ロメチルエチレンを単量体単位として含有するものであ
る。すなわち、この共重合体は、下記式(I): で表されるフッ化ビニリデンに由来する繰り返し構造単
位と、下記式(II): で表されるトリフルオロメチルエチレンに由来する繰り
返し構造単位とを必須の構造単位として含有するもので
ある。
また、本発明の共重合体は、これらのフッ化ビニリデ
ン及びトリフルオロメチルエチレンの他に、フッ化ビニ
リデン又はトリフルオロメチルエチレンと共重合可能な
他の単量体単位を含んでいてもよい。この他の単量体単
位としては、式Aで表されるテトラフルオロエチレン、
クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレ
ンのフッ素系単量体;エチレン、メチルメタクリレート
を挙げることができる。
本発明の共重合体中のトリフルオロメチルエチレンの
含有量は、0.1〜30モル%、好ましくは0.5〜20モル%で
ある。トリフルオロメチルエチレンの含有量が0.1モル
%未満であると、共重合体の柔軟性が劣り、30モル%を
超えると共重合体の機械的強度が劣る。また、フッ化ビ
ニリデンの含有量は、50〜99.9モル%、好ましくは70〜
99.5モル%程度である。フッ化ビニリデンの含有量が少
なすぎると、耐候性、耐蝕性、電気的特性、加工性等の
ポリフッ化ビニリデンが本来有する優れた特性を損なう
ことがある。式Aで示される構成単位の含有量は、0モ
ル%又はフッ化ビニリデン単位及びトリフルオロメチル
エチレン単位の合計を除いた残部である。上記の三種の
構成単位はランダムに配列していてもよい。
本発明の共重合体の分子量は、用途により好適な範囲
が異なり、特に限定されないが、一般的には共重合体の
機械的強度の点からあまり小さいものは望ましくない。
通常、重量平均分子量として5000以上、特に10000以上
程度が好ましい。
本発明の共重合体は、フッ化ビニリデンとトリフルオ
ロメチルエチレン及び必要に応じて他の成分を、従来公
知の方法で重合させることによって製造することができ
る。重合は、懸濁重合、乳化重合、溶液重合、塊状重合
等のいずれの重合形式によっても行うことができる。
懸濁重合によって本発明の共重合体を製造する場合、
使用される油溶性のラジカル重合開始剤は、一般に使用
されるものでよく、例えば、ジイソプロピルパーオキシ
ジカーボネート、ジn−プロピルパーオキシジカーボネ
ート、イソブチルパーオキサイド等の有機過酸化物;ヘ
プタフルオロブチルパーオキサイド、トリクロロパーフ
ルオロヘキサノイルパーオキサイド等のフッ素系有機過
酸化物;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物な
どが挙げられる。重合溶媒としては、一般に水が用いら
れるが、トリクロロトリフルオロエタン、1,2−ジクロ
ロテトラフルオロエタン等の疎水性のハロゲン化炭化水
素系溶剤を併用することも任意である。また、必要に応
じて、アセトン、イソプロピルアルコール、t−ブチル
アルコール等の連鎖移動剤;pH緩衝剤;pH調整剤などを使
用することも任意である。懸濁安定剤としては、従来公
知のメチルセルロース、ポリビニルアルコール等の水溶
性高分子化合物でよい。
乳化重合によって本発明の共重合体を製造する場合、
用いられる水溶性ラジカル重合開始剤としては、従来使
用されているものでよく、例えば、過流酸カリウム、過
硫酸アンモニウム等が挙げられる。乳化剤としては、一
般的なパーフルオロオクタン酸アンモニウム等のフルオ
ロカーボン系乳化剤が挙げられる。その他、ハロゲン化
炭化水素系溶剤、連鎖移動剤、pH緩衝剤、pH調整剤等に
ついては上記懸濁重合の場合と同様である。
溶液重合によって本発明の共重合体を製造する場合、
重合媒体としては、前記のハロゲン化炭化水素系溶剤、
アルコール系溶剤及びエステル系溶剤が挙げられ、その
他懸濁重合の場合と同様のものが使用できる。
重合温度は、用いられる重合形式によって適宜選択さ
れ、例えば、0〜100℃程度である。
重合の圧力は、重合形式、モノマーの仕込み比率、重
合温度等によって適宜選択され、実用上は1〜100気圧
程度が一般的である。
重合時間も、重合形式、モノマーの仕込み比率、重合
温度等によって適宜選択され、一般に1〜50時間程度で
ある。
また、本発明の共重合体の製造において、各成分の重
合器への仕込みは、フッ化ビニリデンとトリフルオロメ
チルエチレン及びその他必要に応じて使用される各種成
分の全量を重合の最初から仕込む方法、あるいはフッ化
ビニリデンとトリフルオロメチルエチレンのいずれか一
方もしくは両方の一部又は全部を連続的又は不連続的に
逐次重合器内に仕込む方法によって行ってもよい。
〔実施例〕
次に、本発明の方法を実施例及び比較例により詳細に
説明する。
実施例1 内容積1のステンレス製反応器に、イオン交換水50
0ml、メチルセルロース0.1g、リン酸二ナトリウム(10
水塩)0.2g、n−プロピルパーオキシジカーボネート0.
5g及びトリクロロトリフルオロエタン100gを仕込み、反
応器内を窒素置換した後、真空にした。次に、トリフル
オロメチルエチレン10gを仕込み、さらにフッ化ビニリ
デン90gを仕込んで撹拌翼の回転数800r.p.m.で15分間攪
拌した。次いで、45℃に加熱して重合を開始させた。反
応器内圧は当初30気圧を示した。重合を開始してから30
時間後、内圧が20気圧に低下したところで、未反応モノ
マーをパージし、反応混合物を反応器から取り出し、冷
却、脱水及び乾燥して白色粉末状の共重合体65gを得
た。
得られた共重合体をジメチルホルムアミドに溶解し、
水/メタノール(混合比:1/1)混合液を過剰に加え、共
重合体を再沈澱させて精製した。
精製された共重合体のトリフルオロメチルエチレン
(TFME)含有量、重量平均分子量の測定、並びに柔軟性
の指標としてねじり剛性率、及び結晶化度の指標として
脱偏光強度を下記の方法にしたがって測定した。
TFME含有量 日本電子(株)製、JNM-GSX-270型NMR装置を用い、重
合体のDMF-d7 8%溶液の19F‐NMRスペクトルを測定した
ところ、図1に示すスペクトルが得られた。このスペク
トルにおいて:トリフルオロメチルエチレンのトリフル
オロメチル基(−CF3)に帰属されるピークがδ=−70.
8ppmに検出され、このピークとフッ化ビニリデンが有す
るフルオロメチレン基(−CF2−)に帰属される−91.6p
pm、−94.8ppm、−113.5ppm及び−115.9ppmに検出され
る各ピークとのピーク強度比から、得られた共重合体中
のTFME含有量は:6.8モル%と計算された。
重量平均分子量 共重合体をDMFに0.1%の濃度に溶解した溶液を、東ソ
ー社製のHLC-8026型GPC装置(TSKゲルGMHXLカラム使
用)を用いてGPCチャートを測定し、重量平均分子量を
求めた。図2に得られたGPCチャートを示す。
脱偏光強度 共重合体を熱プレスで厚さ0.1mmのフィルムに成形
し、コタキ結晶化速度測定器MK-801型を用いて140℃に
おける脱偏光強度を測定した。脱偏光強度はポリマーの
柔軟性の向上とともに減少する。
ねじり剛性率 重合体を熱プレスで厚さ1mmの板に成形し、JIS K-674
5に準じて、30℃におけるねじり剛性率を測定した。
実施例2 内容積1のステンレス製反応器に、イオン交換水50
0ml、過硫酸アンモニウム0.3g及びパーフルオロオクタ
ン酸アンモニウム6gを仕込み、反応器内を窒素置換した
後、真空にした。次に、トリフルオロメチルエチレン50
gを仕込み、内温を80℃に昇温させた。次に、内圧が50k
g/cm-2となる量のフッ化ビニリデンを反応器内に仕込
み、反応させた。反応の進行に伴って内圧が低下する
が、内圧が45kg/cm-2となったところで、さらにフッ化
ビニリデンを反応器内に仕込んで内圧を50kg/cm-2に調
節した。さらにこの内圧を50kg/cm-2に調節する操作を
フッ化ビニリデンの合計の仕込み量が250gになるまで繰
り返した。その後、内圧が40kg/cm-2まで低下したとこ
ろで、未反応モノマーをパージし、固形分濃度32.5%の
乳白色の均一なエマルジョン740gを得た。
得られたエマルジョンを塩析し、析出物を洗浄して白
色粉末状の重合体を得た。この重合体を実施例1と同様
にして精製した後、TFME含有量、重量平均分子量、脱偏
光強度及びねじり剛性率を測定した。結果を表1に示
す。
実施例3 トリフルオロメチルエチレン及びフッ化ビニリデンの
仕込み量を、それぞれ1g及び99gとした以外は、実施例
1と同様にして重合体を得、これを精製してTFME含有
量、重量平均分子量、脱偏光強度及びねじり剛性率を測
定した。結果を表1に示す。
比較例1 ソルベイ社製のポリフッ化ビニリデン(ソーレフ100
8)について実施例1と同様にして重量平均分子量、脱
偏光強度及びねじり剛性率を測定した。結果を表1に示
す。
〔発明の効果〕 本発明のフッ化ビニリデン−トリフルオロメチルエチ
レン共重合体は、耐候性、耐蝕性、電気的特性、加工性
等においてポリフッ化ビニリデンが本来有する優れた特
性を備えるとともに、優れた柔軟性を有するものであ
る。そのため、本発明の共重合体は、コーティング材、
塗装用材料、耐候性フィルム用材料、耐蝕性を要求され
る機器の材料等として広く適用できる。例えば、本発明
の共重合体は化学装置を化学薬品から保護するライニン
グ材料として適している。
【図面の簡単な説明】
図1及び図2はそれぞれ実施例1で得られた共重合体の
19F‐NMRスペクトル及びGPCチャートを示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08F 214:18 220:14) (C08F 214/22 214:18 214:26) (C08F 214/22 214:18 214:24) (C08F 214/22 214:18 214:28)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式: 〔式中、Aは式: で表される構成単位から選ばれる少なくとも1種であ
    り、a、b及びcがそれぞれ付された三種の構成単位は
    ランダムに配列していてもよいものであり、aはフッ化
    ビニリデン単位が50〜99.9モル%となり、bはトリフル
    オロメチルエチレン単位が0.1〜30モル%となり、そし
    てcは構成単位Aが0モル%又は残部となる数である〕 で表される、重量平均分子量が5,000以上であるフッ化
    ビニリデン−トリフルオロメチルエチレン共重合体。
JP1065344A 1989-03-17 1989-03-17 フッ化ビニリデン―トリフルオロメチルエチレン共重合体 Expired - Lifetime JPH0813861B2 (ja)

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