JPH10502676A - ビニルモノマー類の重合およびテロメリゼーションで用いるに適した炭素を基とする開始剤 - Google Patents

ビニルモノマー類の重合およびテロメリゼーションで用いるに適した炭素を基とする開始剤

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JPH10502676A JP8500044A JP50004496A JPH10502676A JP H10502676 A JPH10502676 A JP H10502676A JP 8500044 A JP8500044 A JP 8500044A JP 50004496 A JP50004496 A JP 50004496A JP H10502676 A JPH10502676 A JP H10502676A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、重合およびテロメリゼーション反応で用いるに適した、炭素を基とする開始剤に関する。製造するポリマー類ははっ水剤として用いるに有用でありかつ高い温度抵抗力を有する材料として用いるに有用である。テロマー類は化学的に不活性で温度抵抗力を有する材料を製造する時の中間体として用いるに有用である。

Description

【発明の詳細な説明】 ビニルモノマー類の重合およびテロメリゼーションで用いるに適した炭素を 基とする開始剤 発明の分野 本発明は、ビニルモノマー類の重合およびテロメリゼーション(telome rization)反応で用いるに適した、炭素を基とする開始剤に関する。 技術背景 グラファイトおよびフルオログラファイト類を伴う挿間物(intercal ates)は、フッ素置換されていない基質の重合を含むカチオン反応の触媒で 用いられてきた。本出願者らは、フルオログラファイト類またはフッ化炭素を重 合またはテロメリゼーション用開始剤として用いることに関しては引用文献を見 付け出すことができなかった。 発明の要約 本発明は、ビニルモノマー類からポリマー類またはテロマー類を製造する重合 またはテロメリゼーション方法に関し、ここでは、この方法に、フッ化炭素を含 む開始剤の存在下および任意に溶媒の存在下でビニルモノマー類の重合またはテ ロメリゼーションを行うことを含める。 具体的には、本発明は、構造X2C=CYZ[ここで、Xは、HおよびFから 成る群から選択され、Yは、H、FおよびCH3から成る群から選択され、そし てZは、H、F、ORf’、Cl、CH2OH、Rf’、RおよびCO2R’(ここ で、Rf’は、炭素原子を1から4個有するパーフルオロアルキルであり、Rは 、炭素原子を1から4個有するアルキルであり、そしてR’は、炭素原子を1か ら4個有するアルキルまたは ポリフルオロアルキルである)から成る群から選択される]で表されるビニルモ ノマー類からポリマー類およびオリゴマー類を製造する重合方法に関し、ここで は、この方法に、フッ化炭素の存在下および任意に溶媒の存在下で上記ビニルモ ノマー類を重合させることを含める。 「フッ化炭素」は、フルオログラファイト類およびフッ化コークスに加えて、 SbF5、VF5またはF2を狭在させた(intercalated)グラファ イトまたはフルオログラファイトを包含する。反応温度の範囲は反応体に応じて −10℃から250℃である。 本明細書において「オリゴマー」は2個、3個または4個のモノマー単位で出 来ているポリマーを意味する。 発明の詳細 ビニルモノマー類の重合では一般に溶媒を用いる必要はない。しかしながら、 ある場合には溶媒を用いるのが有効であり得る。本方法で用いるに適切な溶媒は 反応条件下で安定な溶媒であり、これには多フッ素置換エーテル類、パーフルオ ロエーテル類、ポリフルオロアルカン類およびパーフルオロアルカン類、例えば パーフルオロジメチルシクロブタン(F−ジメチルシクロブタンとも呼ばれる) 、CF3CF2CF2OCHFCF3、パーフルオロブチルテトラヒドロフラン、パ ーフルオロ−n−ヘキサン、CFCl2CF2ClおよびCF3CHFCHFCF2 CF3などが含まれる。この省略形「F−」が本明細書に現れる場合、これは「 パーフルオロ」を表す。また、過剰量のテロゲンも溶媒として働き得る。 フッ化炭素(フルオログラファイト類およびフッ化コークス、並びにSbF5 、VF5またはF2を狭在させたグラファイトまたはフルオログ ラファイトを含む)を用いて、種々の重合およびテロメリゼーションを開始させ る。本明細書では、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロ エチレン/ヘキサフルオロプロペンコポリマー(FEP)、テトラフルオロエチ レン/パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)(PFA)、RfI(テロマー A)およびRFCH2CH2I(テロマーB)などの如き生成物が良好な変換率で 奇麗に生じる点で、フルオログラファイト類が特に有用である。Rfは炭素原子 を1から10個、好適には1から4個有するパーフルオロアルキルである。 種々の形態の炭素(カーボンブラック、コークスおよびグラファイトを含む) のフッ素化を行うことでフッ化炭素を調製する。このような形態の多くは市販品 である。例えば、Allied Corporationは、コークス原料と元 素状フッ素を高温で反応させることでフッ素を約63重量%に及ぶ量で組み込む ことを基としていてCF1.08で表される組成に相当する製品を商標Accufl uorR CFx、シリーズ1000の下で提供している。Allied Cor porationの別の製品であるAccufluorR CFx、シリーズ20 00は、フッ素含有量が11−65%になるように、即ち実験式がCF0.08−C F1.17になるように導電性ブラック(conductive black)のフ ッ素化を行うことを基とした製品である。Ozark−Mahoningは、フ ッ素量がおおよそ27−63.5重量%の範囲である、即ちおおよそCF0.25− CF1.17で表される組成を有するFluorographite(商標)製品を 提供している一方で、その会社の、コークスを基とする一フッ化炭素製品は、C F0.9−CF1.05で表される組成を有する。 このフッ化炭素は、種々の形状を持ち、例えば粉末、巨大粒子または繊維など であり得る。フッ素化は、触媒内のフッ素含有量が種々のレベルになるようにフ ッ素化方法の変数、特にフッ素と炭素反応体の比率、温度および時間を調節して 実施可能である。フッ素ガスを共有結合させるのではなく狭在させたグラファイ トもまた調製可能である。このような方法は、Nakajima,T.;Wat anabe,N.;Kameda,I.;Endo,M.,Carbon,19 86,Vol.24、343−351に記述されている。 重合またはテロメリゼーションでは、結果として、いろいろな大きさおよび分 子量(高分子量体から、テロゲン/オレフィンの1:1付加体に至る)を有する 生成物が生じる。テロメリゼーションは低分子量のポリマーを生じさせる方法で あり、このような低分子量のポリマーは、いろいろな化合物(テロゲン)の基で 各末端が終結している単位を制限された数で有する鎖から成っている。Oxfo rd English Dictionary、第2版、Clarendon、 オックフォード、1989を参照のこと。このテロメリゼーション反応は2種物 質間の重合反応として進行することから、その結果として生じるテロマー分子は 、それぞれ末端基と内部連結を有する;例えば CCl4 + CH2CH2 → Cl(CH2CH2)nCCl3 また、Hackh's Chemical Dictionary 1969、 McGraw Hill, Inc.,の664頁を参照のこと。重合で用いる ビニルモノマー類およびコモノマー類には、これらに限定するものでないが、C F2=CF2、CF2=CFCF3、CF2=CFOCF2CF2CF3、CF2=CF OCF3、CF2=CH2、CH2=C HCO2CH3、CH2=C(CH3)CO2CH3、CH2=C(CH3)CO2CH(CF3 )2、CH2=CHCO2CH(CF3)2およびCH2=CH2が含まれる。テロメリ ゼーションで用いるビニルモノマー類およびコモノマー類は、CF2=CF2、C F2=CFCl、CF2=CHF、CF2=CH2、CH2=CH2、CH2=CHC H3、CH2=CHCH2OHおよびCH2=CHC49である。一般式X2C=C YZ[式中、X=HまたはF、Y=H、Fまたは(ある場合には)CH3、そし てZ=H、F、ORF、Cl、CH2OH、Rf’、RまたはCO2R’(ここで、 Rf’は、炭素原子を1から4個有するパーフルオロアルキルであり、Rは、炭 素原子を1から4個有するアルキルであり、そしてR’は、炭素原子を1から4 個有するアルキルまたはポリフルオロアルキルである)]で表されるモノマー類 も含まれる。 本明細書で用いるに適切なテロゲン類は、一般式RH、RI、RBrおよびR Cl[式中、Rは、ヒドロカルビルまたはポリハロアルキルであってもよい]で 表され、これらには例えば、CF3CF2I、CF3CF2CF2I、C25I、F( CF2)4I、F(CF2)6I、F(CF2)8I、(CF3)2CFI、BrCF2CFCl Br、CF2Br2、CCl4、メチルシクロヘキサン、CF3OCF2CF2I、C37OCF2CF2I、ClCF2CFClI、I(CF2)3I、I(CF2)4Iおよ びBrCF2CF2Brなどが含まれる。 本方法の好適な態様におけるテロゲンはF(CF2nI[ここで、nは2から 8である]であり、そしてモノマーはTFEまたはエチレンである。 開始剤の組成は多様であり得る。本明細書では、低レベルでフッ素化 した炭素(例えば表面を4.5%フッ素化したグラファイト繊維)から高レベル でフッ素化した炭素(例えばコークスを用いて得られるFが63%のものおよび 導電性炭素を用いて得られるFが65%のもの)が開始剤として働くことを示す 。更に、フルオロオレフィン反応の開始剤としては、グラファイトを用いたSb F5の挿間物に加えてフルオログラファイトを用いたSbF5の挿間物の方が親の フルオログラファイト類より高い活性を有することも示す。他の材料(例えばV F5、F2)を用いた挿間物も開始剤として働く。 炭素で補強されたポリマー生成物が直接得られる。テロメリゼーションで液状 および/または有機物に溶解し得る生成物を製造する場合に該触媒が示す利点に は、再使用/再生できて単離が容易な開始剤を用いることができることと、流動 反応槽に容易に適合し得ることが含まれる。該フルオログラファイトおよびフッ 素化炭素開始剤は周囲条件下で長期間貯蔵した後でも活性を示すままであること が示され、従って使用に便利である。 このフッ化炭素を用いて重合を行う場合の反応温度は多様で反応体に応じて− 10℃から250℃であり得るが、該挿間物は約−10℃から約120℃で使用 可能である。テロメリゼーションの反応温度は多様で25−150℃であり得る 。反応時間は、使用する温度およびモノマー(類)が示す反応性の如き変数に応 じて数秒から1日を越える時間で変化し得る。圧力は大気圧以下から約100気 圧、好適には1−100気圧(105−107Pa)であり得る。 本明細書に記述する重合方法で生じるポリマー類は、はっ水剤として用いるに 有用でありかつ高い温度抵抗力(high temperat ure resistance)を有する材料として用いるに有用である。製造 するテロマー類は、化学的に不活性で温度抵抗力を有する材料を製造する時の中 間体として用いるに有用である。 実施例 実施例1 CF0.8開始剤を用いたTFE/PMVEコポリマー 400mLのハステロイ(Hastelloy)製管に、CF0.8を2.0g 、F−ジメチルシクロブタンを50mL、CF2=CFOCF3を66g(0.4 モル)およびCF2=CF2を50g(0.5モル)仕込んで、これらを80℃で 12時間撹拌した。灰色の粗生成物をブレンダーに入れて300mLのメタノー ルと一緒に短期間混合し、濾別した後、100℃(0.2mm)で乾燥させるこ とにより、コポリマーを51.6g得た。示差走査熱量計(DSC)により、こ の生成物は非晶質であることが示された一方、450℃に至る熱重量分析(TG A)で示された重量損失は若干のみであった。メルトインデクサー(melt indexer)を用いて15kgの重量下372℃で押出した結果、粘り強い 黒色コポリマーが15分で1.46g押出された。 実施例1A 開始剤/ポリマーのブレンド物を開始剤として再使用 実施例1で得た生成物10g(これには9.6gのCF2=CF2/CF2=C FOCF3コポリマーと混ざり合っている使用済み開始剤が0.4g入っている と計算)を、66g(0.4モル)のCF2=CFOCF3、50g(0.5モル )のCF2=CF2および50mLのHFP環状二量体と一緒に、400mLの金 属製管に仕込んだ。この管を100 ℃で12時間撹拌した。粗生成物を100℃(0.2mm)で乾燥させることに より、コポリマーを56.4g得た。示差走査熱量計(DSC)により、融点は 286.6℃であることが示された。 実施例2 SbF5/CF0.25開始剤を用いたTFE/HFPコポリマー CF0.25にSbF5が30重量%入っているサンプル2.0gをF−n−ヘキ サンで2回洗浄した後、これを50mLのF−n−ヘキサン、75g(0.50 モル)のCF2=CFOCF3および50g(0.50モル)のCF2=CF2と一 緒に400mLのハステロイ製管に仕込んだ。反応を25℃で4時間、50℃で 4時間そして最後に100℃で4時間行った。135gの粗生成物をブレンダー に入れて500mLのメタノールと一緒に粉砕し、濾過した後、真空下で揮発物 を除去し、これを100℃(0.2mm)x4時間で終了した。TGA:450 ℃に至るまで重量損失なし。DSC:融点312.8℃。CF3CF=CF2の存 在が示された。 実施例3 SbF5/グラファイト開始剤を用いたTFE/PMVEコポリマー 240mLの金属製管に、グラファイトにSbF5が72%入っているものを 1.0g、F−ジメチルシクロブタンを50mL、CF2=CF2を25g(0. 25モル)およびCF2=CFOCF3を33g(0.2モル)仕込み、これを8 0℃で10時間加熱することにより、灰色の粗ポリマーを96.9g得た。揮発 物を100℃(0.2mm)で除去することにより、灰色のポリマーを38.2 g得た。TGAにより、475℃まで重量損失がゼロであることが示された。D SC:融点295. 8℃。メルトインデクサーを用いて15kgの重量下371℃で押出した結果、 粘り強い暗灰色ポリマーが15分で0.09g押出された。 実施例4 SbF5/グラファイト開始剤を水懸濁液中で用いたTFEポリマー グラファイトにSbF5が72%入っているサンプル2.0gをF−ジメチル シクロブタンで充分に洗浄することで外部に存在するSbF5を全て除去した後 、これを100mLの脱気蒸留水、10mLのF−ジメチルシクロブタンおよび 50g(0.50モル)のCF2=CF2と一緒に400mLのハステロイ製管に 仕込んだ。この管を25℃で8時間そして次に60℃で4時間振とうした。濾別 しそして空気流中で乾燥させた後に得た灰色のホモポリマーの重量は33.3g であった。 実施例5 CF0.8開始剤を用いたTFE/VF2コポリマー 240mLの管にCF0.8を2g、F−ジメチルシクロブタンを50mL、C H2=CF2を32g(0.50モル)およびCF2=CF2を50g(0.50モ ル)仕込んだ後、120℃で12時間加熱した。この反応混合物を濾過し、この ようにして単離した黒色ポリマーを100℃(0.2mm)で4時間乾燥させる ことにより、コポリマーを13.4g得た。DSC:融点185.3℃。 実施例6 グラファイト繊維のフッ素化 Hercules AS1815グラファイト繊維を1/4”の長さに切断し 、これをメタノールで繰り返し抽出することでサイジング(sizing)を溶 解させた後、真空下で乾燥させた。このグラファイト 繊維のサンプル20.5g、即ち1.71g原子を400mLのハステロイ製管 に仕込んだ。この管の真空排気を25℃で行った後、25/75のF2/N2で3 00psig(2.07x106Pa)に加圧した(計算値:0.089モル、 3.4gのF2)。静止状態で反応を200℃で6時間実施した。気体を排出さ せて繊維を25℃(0.2mm)に4時間保持した。分析:測定F値4.47% 。 実施例7 フルオログラファイト繊維開始剤を用いたTFEポリマー 240mLの金属製管に、実施例6で表面をフッ素化した繊維を5g、F−ジ メチルシクロブタンを50mLおよびCF2=CF2を50g(0.50モル)入 れて、これらを25℃で6時間そして次に60℃で6時間反応させた。その結果 として生じる湿った灰色のポリマーを100℃(0.2mm)で4時間乾燥させ ることにより、ポリマーで被覆された繊維を54.0g得た。 実施例8 限定された分子量を有するTFEポリマー 400mLの金属製管に、F−ジメチルシクロブタンを175mL、CF0.8 を2.0g、メチルシクロヘキサンを0.9gおよびCF2=CF2を40g(0 .40モル)仕込んで150℃で10時間加熱した。湿っている固体状生成物を ブレンダーに入れて300mLのメタノールと一緒に混合し、濾過した後、フィ ルターケーキを100℃(0.2mm)で4時間乾燥させた。その結果として生 じた高テロマーの重量は16.3gであった。 実施例9 CF1.08を用いたTFEポリマー この上の実施例で用いたフッ化炭素開始剤はフルオログラファイト類であった 。この実施例ではフッ化コークスを用い、これは、X線回折により、グラファイ ト構造を含まないことが示された。 240mLの管に、コークスをフッ素化することで得たCF1.08を2.0g、 F−ジメチルシクロブタンを50mLおよびCF2=CF2を50g(0.50モ ル)仕込んで25−40℃で6時間振とうした。この生成物を100℃(0.2 mm)で4時間乾燥させることにより、白色ポリマーを49.5g得た。 実施例10 CF0.25開始剤を水懸濁液中で用いたTFE/HFPコポリマー 400mLの管にCF0.25を2g、脱気蒸留水を100mL、CF3CF=C F2を75g(0.50モル)およびCF2=CF2を35g(0.35モル)入 れて100℃で8時間反応させた。乾燥させた生成物である灰色のポリマー39 .Igの融点は310.7℃であった。TGAは、450℃に至るまで重量損失 を示さず、そして500℃までに重量が5%失われた。メルトインデクサーを用 いて15kgの重量下372℃で押出した結果、粘り強い黒色ポリマーが15分 で0.04g押出された。 実施例11 SbF5/CF0.8挿間物を開始剤として用いたテロマーAの合成 240mLのステンレス鋼製振とう管に、フルオログラファイトCF0.8にS bF5が40%入っているものを4gおよびC49I(C25Iを5%含有)を 100g(0.29モル)入れた。この管を−78℃に 冷却し、真空排気した後、テトラフルオロエチレン(TFE)を10g(0.1 モル)仕込んだ。この反応容器を80℃で振とうした。この反応の最初の2時間 で有意な圧力降下(90psi)を観察した。18時間後、この振とう管から内 容物を取り出した。この粗生成物(108g)を濾過すると、固体(PTFEで 被覆された開始剤)が7g残存すると共に液体が100g得られ、この液体は、 GCに従い、C49Iとテロマーであるヨウ化物[C49(CF2CF2)nI]の 混合物であり、その重量%は下記の通りであった:C25I、5.1;C49I 、76.1;n=1、11.6;n=2、4.2;n=3、1.24;n=4、0. 35;n=5、0.11。 TFEの変換率は100%でC49Iの変換率は19%であった。 実施例12 CF0.8フルオログラファイトを開始剤として用いたテロマーAの合成 実施例10に記述したのと同様な試験で、フルオログラファイトCF0.8を4 g用いた。反応容器を120℃で18時間振とうした。この上と同様に生成物を 単離した。濾過後、PTFEで被覆されたフルオログラファイトを7.5g、そ してC49Iとテロマー[C49(CF2CF2)nI]の混合物を96g得、その 重量%は下記の通りであった:C25I、4.4;C49I、75.6;n=1、 11.3;n=2、4.72;n=3、1.65;n=4、0.55;n=5、0. 25;n=6、0.13;n=7、0.07。 TFEの変換率は100%でC49Iの変換率は22.4%であった。 実施例13 CF0.8開始剤とTFE共開始剤を用いたテロマーBの合成 400mLのステンレス鋼製振とう管にフルオログラファイトCF0.8を4g 入れてこの管を真空排気した後、−40℃で、C25Iを100g(0.41モ ル)、エチレンを10g(0.36モル)およびCF2=CF2を5psig(3 x102Pa)(約0.3−0.5g)仕込んだ。この反応容器を80℃で振と うした。最初の2時間で有意な圧力降下(340psi;即ち2x106Pa) を観察した。18時間後、この振とう管から内容物を取り出し、この生成物を濾 過して蒸留することにより、C25CH2CH2Iを86g(87%)得た。 実施例14 CF2BrCF2BrとC24の反応 実施例13と同様な反応実験において、BrCF2CF2Brを130g(0. 5モル)、フルオログラファイトCF0.8を4gおよびCH2=CH2を6g(0 .2モル)用いた。反応容器を150℃で振とうした。16時間後、この振とう 管から内容物を取り出して反応混合物を濾過した。開始剤を4.1gおよび下記 の混合物を116g回収した;(GC、重量%):BrCF2CF2Br(76. 5)、CF2BrCF2CH2CH2Br(15.7)、CF2BrCF2(CH2CH2 )2Br(7.4)およびCF2BrCF2(CH2CH2)3Br(0.35)。 エチレンの変換率は70%であった。 実施例15 CF0.8を開始剤として用いたCF2BrCFClBr/CF2=CH2テロマー 実施例14と同様な反応で、CF2BrCFClBrを104g(0.38モ ル)、フルオログラファイトCF0.8を4gおよびCF2=CH2 を20g(0.31モル)用いた。反応容器を120℃で18時間振とうした。 粗生成物(GCおよびNMRで分析)は、出発臭化物(73.4)とテロマー類 の混合物であり、このテロマーの重量%は下記の通りであった:CF2BrCF ClCH2CF2Br、16.0;CF2BrCFCl(CH2CF2)2Br、7.0; CF2BrCFCl(CH2CF2)3Br、2.2;CF2BrCFCl(CH2CF2)4 Br、<1。CF2BrCFClBrの変換率は28%であった。 以下の実施例16−26に示す触媒を用いて実施例4の手順に従って行った追 加的重合反応を表1に記述する。 実施例16 SbF5/CF0.25をパーフルオロ−n−ヘキサン中で用いてテトラフルオロ エチレン(TFE)を重合させた。 実施例17 CF0.25をパーフルオロ−n−ヘキサン中で用いてTFEの重合を開始させた 。 実施例18 触媒として純粋なグラファイトを用いてTFEの重合を80℃以下で行うとポ リマーへの変換率が非常に低かった。 実施例19 SbF5/CF0.8をTFE用開始剤として水の存在下で用いた。 実施例20 CF0.8をHFP環状二量体中で用いてTFE/CH2=CH2を共重合させた 。 実施例21 CF0.8を無溶媒で用いてTFEを重合させた。 実施例22 CF1.1をHFP環状二量体中で用いてTFE/CF2=CFOCF3を共重合 させた。X線回折により、CF1.1はグラファイトの不飽和を持たないことが示 された。 実施例23 CF0.8でHFPを開始させて40,000psi下250℃でホモ重合させ た。 実施例24 CF0.25を基にしたSbF5をHFP環状二量体中で用いてTFE/CF2=C FOCF3を共重合させた。 実施例25 グラファィト繊維を基にしたSbF5をHFP環状二量体中で用いてTFE/ CF2=CFOCF3を共重合させた。 実施例26 高い表面積を有するココナッツ炭素を触媒として用いてTFE/CF2=CF OCF3を80℃で共重合させたが有効でなかった。 実施例27 2を狭在させたコークスを開始剤として使用 Conocoコークスに25℃でフッ素ガスを0.3重量%の量で狭在させた サンプル2.0gを50mLのヘキサフルオロプロペン環状二量体および5g( 0.50モル)のテトラフルオロエチレンと一緒に240mLのハステロイ製管 に仕込んだ。反応を25℃で4時間次に60℃で8時間そして最後に200℃で 4時間実施した。TFEが重合する ことによる圧力降下が主に25℃で起こった。粗生成物の混合物をブレンダーに 入れて300mLのメタノールと一緒にして粉砕し、濾過した後、そのフィルタ ーケーキを100mLのメタノールで濯ぎ、100℃(0.2mm)で4時間乾 燥させることにより、暗灰色のポリマーを41.7g得た。TGAで分析した結 果、500℃に及んで重量損失が観察されず、一方DSCにより、ポリテトラフ ルオロエチレンの融点は327.0℃であることが示された。 実施例28 フッ化グラファイト繊維を開始剤として用いたテトラフルオロエチレン/パーフ ルオロ(プロピルビニルエーテル)コポリマー 240mLのハステロイ製管に、4.5%のFレベルにまでフッ素化したグラ ファイト繊維を5.0g、ヘキサフルオロプロペン環状二量体を50mL、パー フルオロ(プロピルビニルエーテル)を10g(0.038モル)およびテトラ フルオロエチレンを25g(0.25モル)仕込んで80℃で16時間加熱した 。粗生成物を200mLのメタノールと一緒にブレンドし、濾過した後、このフ ィルターケーキを100mLのメタノールで2回洗浄した。100℃(0.1m m)で乾燥させた後の黒色固体の重量は5.6gであった。TGA:曲線は平坦 で586℃までに9.4%の重量損失があった。DSC:転移は検出されず、こ のことは、フルオロビニルエーテルがかなりのパーセントで組み込まれたことを 示している。 実施例29 CF0.8フルオログラファイトを開始剤として用いたメタアクリル酸メチルの重 70mLの厚壁硝子管にN2下で市販CF0.8を0.5gおよび禁止剤が入って いる(inhibited)メタアクリル酸メチルを10mL仕込み、密封して 80℃に全体で12時間加熱した後、その内容物の粘度があまりにも高くなり過 ぎたことで注ぎ出すことができなかった。酢酸エチルを用いて抽出した後、溶媒 を蒸発させて堅い黒色フィルムを2.1g生じさせることにより、ポリマーのサ ンプルを得た。 実施例30 CF1.08を開始剤として用いたCCl4/CH2=CH2テロマー類 CCl4を156g、フッ化コークスCF1.08を4gおよびエチレンを6g用 いた。反応容器を150℃で振とうした。16時間後、この振とう管から内容物 を取り出して、その反応混合物を濾過した。開始剤を4.4g、そして下記の混 合物を148.9g回収した:混合物中の重量%(GCデータ):CCl4(8 4.2)、CCl3CH2CH2Cl(9.12)、CCl3(CH2CH2)2Cl(6. 29)、CCl3(CH2CH2)3Cl(0.26)。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1996年7月9日 【補正内容】 明細書 ビニルモノマー類の重合およびテロメリゼーションで用いるに適した炭素を 基とする開始剤 発明の分野 本発明は、ビニルモノマー類の重合およびテロメリゼーション(telome rization)反応で用いるに適した、炭素を基とする開始剤に関する。 技術背景 グラファイトおよびフルオログラファイト類を伴う挿間物(intercal ates)は、フッ素置換されていない基質の重合を含むカチオン反応の触媒で 用いられてきた。本出願者らは、フルオログラファイト類またはフッ化炭素を重 合またはテロメリゼーション用開始剤として用いることに関しては引用文献を見 付け出すことができなかった。 米国特許第4,035,434号には、ルイス酸であるフッ化物をF2の存在 下でグラファイトに狭在させること(intercalation)が開示され ている。上記特許のフッ化炭素の場合、その挿間グラファイトの製造でF2とル イス酸であるフッ化物の両方を用いる必要がある。 発明の要約 本発明は、ビニルモノマー類からポリマー類またはテロマー類を製造する重合 またはテロメリゼーション方法に関し、ここでは、この方法に、フッ化炭素を含 む開始剤の存在下および任意に溶媒の存在下でビニルモノマー類の重合またはテ ロメリゼーションを行うことを含める。 具体的には、本発明は、構造X2C=CYZ[ここで、Xは、Hおよ びFから成る群から選択され、Yは、H、FおよびCH3から成る群から選択さ れ、そしてZは、H、F、ORf’、Cl、CH2OH、Rf’、RおよびCO2R ’(ここで、Rf’は、炭素原子を1から4個有するパーフルオロアルキルであ り、Rは、炭素原子を1から4個有するアルキルであり、そしてR’は、炭素原 子を1から4個有するアルキルまたはポリフルオロアルキルである)から成る群 から選択される]で表されるビニルモノマー類からポリマー類およびオリゴマー 類を製造する重合方法に関し、ここでは、この方法に、フッ化炭素の存在下およ び任意に溶媒の存在下で上記ビニルモノマー類を重合させることを含める。 「フッ化炭素」は、フルオログラファイト類およびフッ化コークスに加えて、 SbF5、VF5またはF2を狭在させた(intercalated)グラファ イトまたはフルオログラファイトを包含する。反応温 請求の範囲 1. 構造X2C=CYZ[ここで、Xは、HおよびFから成る群から選択さ れ、Yは、H、FおよびCH3から成る群から選択され、そしてZは、H、F、 ORf’、Cl、CH2OH、Rf’、RおよびCO2R’(ここで、Rf’は、炭 素原子を1から4個有するパーフルオロアルキルであり、Rは、炭素原子を1か ら4個有するアルキルであり、そしてR’は、炭素原子を1から4個有するアル キルまたはポリフルオロアルキルである)から成る群から選択される]で表され るビニルモノマー類からポリマー類およびオリゴマー類を製造する重合方法であ って、フッ化炭素の存在下および任意に溶媒の存在下で上記ビニルモノマー類を 重合させることを含む方法。 2. 該フッ化炭素が、フルオログラファイトであるか或はSbF5、VF5ま たはF2を狭在させたフルオログラファイトである請求の範囲第1または22項 の方法。 3. 該フッ化炭素が、SbF5、VF5またはF2を狭在させたグラファイト である請求の範囲第1または22項の方法。 4. 該フッ化炭素がフルオログラファイトまたはフッ化コークスである請求 の範囲第2または22項の方法。 5. 該反応温度が約−10℃から約250℃である請求の範囲第4項の方法 。 6. 該フッ化炭素が、SbF5を狭在させたフルオログラファイトである請 求の範囲第2または22項の方法。 7. 該反応温度が約−10℃から約150℃である請求の範囲第6項の方法 。 8. 該ビニルモノマーをCF2=CF2、CF2=CFCF3、CF2=CFO CF3、CF2=CH2、CF2=CFOCF2CF2CF3、CH2=CH2、および CH2=C(CH3)CO2CH3から成る群から選択する請求の範囲第1または22 項の方法。 9. 該ビニルモノマーをCF2=CF2、CF2=CFCF3、CF2=CFO CF3、CF2=CH2、およびCF2=CFOCF2CF2CF3、から成る群から 選択する請求の範囲第8または22項の方法。 10. 構造RH、RI、RBrまたはRCl[ここで、Rはヒドロカルビル またはポリハロアルキルである]で表されるテロゲンを用いてモノマー化合物の テロメリゼーションをフッ化グラファイトの存在下および任意に溶媒の存在下で 行うことを含むテロメリゼーション方法。 11. 該モノマーをCF2=CF2、CF2=CFCl、CF2=CHF、CF2 =CH2、CH2=CH2、CH2=CHCH3、CH2=CHCH2OH、CH2= C(CH3)CO2CH(CF3)2、CH2=CHC49、CH2=CHCO2CH(CF3 )2から選択する請求の範囲第10項のテロメリゼーション方法。 12. 該フッ化炭素がフルオログラファイトであるか或はSbF5を狭在さ せたフルオログラファイトである請求の範囲第11項の方法。 13. 該フッ化炭素がフルオログラファイトである請求の範囲第12項の方 法。 14. 該反応温度が約−10℃から約250℃である請求の範囲第13項記 載の方法。 15. 該フッ化炭素が、SbF5を狭在させたフルオログラファイトである 請求の範囲第12項の方法。 16. 該反応温度が約−10℃から約120℃である請求の範囲第15項の 方法。 17. 請求の範囲第1項の方法で作られた製品。 18. 請求の範囲第10項の方法で作られた製品。 19. 該テロゲンをCF3CF2I、CF3CF2CF2I、F(CF2)4I、C2 5I、F(CF2)6I、F(CF2)8I、(CF3)2CFI、BrCF2CFClBr 、CF2Br2、CCl4、メチルシクロヘキサン、CF3OCF2CF2I、C37 OCF2CF2I、ClCF2CFClI、I(CF2)3I、I(CF2)4I、および BrCF2CF2Br、から成る群から選択する請求の範囲第10項の方法。 20. 該テロゲンがF(CF2nI[ここで、nは2から8である]であり そして該モノマーがTFEである請求の範囲第10項の方法。 21. 該テロゲンがF(CF2nI[ここで、nは2から8である]であり そして該モノマーがエチレンである請求の範囲第10項の方法。 22. 任意にコモノマーの存在下、構造X2C=CYZ[ここで、Xは、H およびFから成る群から選択され、Yは、HおよびFから成る群から選択され、 そしてZは、H、F、ORf’、Cl、Rf’、RおよびCO2R’(ここで、Rf ’は、炭素原子を1から4個有するパーフルオロアルキルであり、Rは、炭素原 子を1から4個有するアルキルであり、そしてR’は、炭素原子を1から4個有 するアルキルまたはポリフルオロアルキルである)から成る群から選択され、こ こで、X、YまたはZの少なくとも1つがFである]で表されるビニルモノマー 類からポリマー類およびオリゴマー類を製造する重合方法であって、フッ化炭素 の存在下および任意に溶媒の存在下で上記ビニルモノマー類を重合させ ることを含む方法。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C07C 69/653 9279−4H C07C 69/653 C08F 14/18 9062−4J C08F 14/18 // C07B 61/00 300 7419−4H C07B 61/00 300

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 構造X2C=CYZ[ここで、Xは、HおよびFから成る群から選択さ れ、Yは、H、FおよびCH3から成る群から選択され、そしてZは、H、F、 ORf’、Cl、CH2OH、Rf’、RおよびCO2R’(ここで、Rf’は、炭 素原子を1から4個有するパーフルオロアルキルであり、Rは、炭素原子を1か ら4個有するアルキルであり、そしてR’は、炭素原子を1から4個有するアル キルまたはポリフルオロアルキルである)から成る群から選択される]で表され るビニルモノマー類からポリマー類およびオリゴマー類を製造する重合方法であ って、フッ化炭素の存在下および任意に溶媒の存在下で上記ビニルモノマー類を 重合させることを含む方法。 2. 該フッ化炭素が、フルオログラファイトであるか或はSbF5、VF5ま たはF2を狭在させたフルオログラファイトである請求の範囲第1項の方法。 3. 該フッ化炭素が、SbF5、VF5またはF2を狭在させたグラファイト である請求の範囲第1項の方法。 4. 該フッ化炭素がフルオログラファイトまたはフッ化コークスである請求 の範囲第2項の方法。 5. 該反応温度が約−10℃から約250℃である請求の範囲第4項の方法 。 6. 該フッ化炭素が、SbF5を狭在させたフルオログラファイトである請 求の範囲第2項の方法。 7. 該反応温度が約−10℃から約150℃である請求の範囲第6項の方法 。 8. 該ビニルモノマーをCF2=CF2、CF2=CFCF3、CF2=CFO CF3、CF2=CH2、CF2=CFOCF2CF2CF3、CH2=CH2、および CH2=C(CH3)CO2CH3から成る群から選択する請求の範囲第1項の方法。 9. 該ビニルモノマーをCF2=CF2、CF2=CFCF3、CF2=CFO CF3、CF2=CH2、およびCF2=CFOCF2CF2CF3、から成る群から 選択する請求の範囲第8項の方法。 10. 構造RH、RI、RBrまたはRCl[ここで、Rはヒドロカルビル またはポリハロアルキルである]で表されるテロゲンを用いてモノマー化合物の テロメリゼーションをフッ化グラファイトの存在下および任意に溶媒の存在下で 行うことを含むテロメリゼーション方法。 11. 該モノマーをCF2=CF2、CF2=CFCl、CF2=CHF、CF2 =CH2、CH2=CH2、CH2=CHCH3、CH2=CHCH2OH、CH2= C(CH3)CO2CH(CF3)2、CH2=CHC49、CH2=CHCO2CH(CF3 )2、から選択する請求の範囲第10項のテロメリゼーション方法。 12. 該フッ化炭素がフルオログラファイトであるか或はSbF5を狭在さ せたフルオログラファイトである請求の範囲第11項の方法。 13. 該フッ化炭素がフルオログラファイトである請求の範囲第12項の方 法。 14. 該反応温度が約−10℃から約250℃である請求の範囲第13項記 載の方法。 15. 該フッ化炭素が、SbF5を狭在させたフルオログラファイトである 請求の範囲第12項の方法。 16. 該反応温度が約−10℃から約120℃である請求の範囲第15項の 方法。 17. 請求の範囲第1項の方法で作られた製品。 18. 請求の範囲第10項の方法で作られた製品。 19. 該テロゲンをCF3CF2I、CF3CF2CF2I、F(CF2)4I、C2 5I、F(CF2)6I、F(CF2)8I、(CF3)2CFI、BrCF2CFClBr 、CF2Br2、CCl4、メチルシクロヘキサン、CF3OCF2CF2I、C37 OCF2CF2I、ClCF2CFClI、I(CF2)3I、I(CF2)4IおよびB rCF2CF2Br、から成る群から選択する請求の範囲第10項の方法。 20. 該テロゲンがF(CF2nI[ここで、nは2から8である]であり そして該モノマーがTFEである請求の範囲第10項の方法。 21. 該テロゲンがF(CF2nI[ここで、nは2から8である]であり そして該モノマーがエチレンである請求の範囲第10項の方法。
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