JPS601202A - 末端に含フツ素基を有する重合体の製造方法 - Google Patents

末端に含フツ素基を有する重合体の製造方法

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JPS601202A
JPS601202A JP10979883A JP10979883A JPS601202A JP S601202 A JPS601202 A JP S601202A JP 10979883 A JP10979883 A JP 10979883A JP 10979883 A JP10979883 A JP 10979883A JP S601202 A JPS601202 A JP S601202A
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JP
Japan
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fluorine
polymer
polymerization
radical
polymerizable monomer
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JP10979883A
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Toshiaki Sato
寿昭 佐藤
Junnosuke Yamauchi
山内 淳之介
Takuji Okaya
岡谷 卓司
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Kuraray 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】 本発明は末端に含フッ素基を有する重合体の製造方法に
関する。更に詳しくは含フツ素チオ−μの存在下にラジ
カル重合可能なモノマーを重合することを特徴とする末
端に含フッ素基を有する重合体の製造方法に関する。
良く知られているように、フルオロカーボン表面は、表
面エネルギーが極めて低く、「ぬれにくい」、「よごれ
にくい」、「すベシやすい」といった界面化学的な特徴
をもち、また耐熱性耐薬品性にすぐれている。最近これ
らの特性をIJ用したフルオロカーボンによる表面加工
技術<2進歩し、各方面に応用されだし、た。またいわ
ゆるフッ素系界面活性剤は従来の炭化水素系界面活性斉
1に比較して、種々の界面特性にすぐれ、しかも少量で
効果を発揮する点で大変注目されている。しかし一方フ
ルオロカーボン系化合物は一般に極めて高価であること
から、フルオロカーボンバルクとしての性質を利用する
場合を除いて、フルオロカーボンの形成する表面特性の
みを利用する分野の発展が期待される。繊維にはつ水、
はつ油性を与えるフッ素系防汚加工などはその代表的な
例と考えられる。しかしこのようなフルオロカーボン系
化合物で他の材料の表面加工処理する場合はフルオロカ
ーボン表面のもつ特性が邪魔となり、十分な接着性がえ
られず、耐久性が低い欠点があシ、新しい技術的な解決
が必要である。
このような状況下において、本発明者らはフルオロカー
ボンによシ改質されたすぐれた表面を有する各種樹脂を
える方法について種々検討した結果、含フツ素チオール
の存在下にラジカル重合可能なモノマーを重合すること
によυ末端に含フッ素基を有する重合体がえられ、該重
合体はすぐれたフルオロカーボン表面のすぐれた特性を
有することを見出し、本発明を完成したものである。
本発明の特徴は含フツ素チオールの存在下にラジカル重
合可能なモノマーをラジカル重合するところにある。
含フツ素チオールとしては種々のものが用いうルカ、一
般式Rf−8R、オjびRf−X−SR−r表わされる
ものが使用できる。Rfはフッ素原子を含む基であシ、
フッ化アルキル、フッ化アルキルエーテル等を表わし、
Xはフッ素原子を含む基とSHを連結する基でアルキル
鎖、アルキルエーテル鎖、アミド結合を有するアμキル
鎖、アルキルチオエーテ/L’鎖等をあられす。アルキ
ル鎖としては(CH2)hn=1〜5、アルキルエーテ
ル鎖としては%OH,%0(CH2% rn = 1〜
5 、 n−= 1〜5 、’ 7 ミl’結合として
は−CONH−%Ca、私n=1〜5が好ましい。
Rf−X−3Hで表わされるものを具体的に示すと、H
%OF2+2CH20(OH^SH,H−(OF、鱈H
20−((j鴇入SH。
H+ci+”、1an2o (CH2)、SH,H(C
F2す。CH20(CH2入5H1F (OF2)、0
H20(C!IE(2)3SR、F (OF2)、0H
20(OH,)、SH。
F (OF、)、0H20(OH2)、SH、F (O
F2)、 0H20(OH2)、SH。
F ’(CF2)6CH2CHβH、F (OF2)、
CH20H2SH、F(CF’、)80為0H2SH。
F (OF2)、OH,C爲SR、F(CF2)、。C
H2CE(2SH、F (CF2)、 (OHρ4SH
CF、メセ゛(CF2)6CH2CH2S、H、””>
0F−(ツー(cF、)2cH7aH2sa 。
CF3 Cセ゛3 F 箔>CF−0−(CFり、□CH20H2S)I 、。
パ>CF−0(CF2)、、CH卿H9CF’。
口も F (OF2)+。5CH2CH2SH、F (CF2
)6 CH2CH25(CH2)gSH。
F (C!F2)8−8CH20H20CH2(:!H
,SH、F (OF2)8SCH20H2SCH20H
2S几F (OF2)30ONHOH2CH2SH、F
 (OFρ、C0NHC鴇C!H2SH。
F (OF2)、C0NHC邸鶏SR等があけられる。
またRf−SRで表わされるものとしては02F、SR
、04F、SR。
明によシ得る重合体をフィルムやam等の目的とする成
形物に成形したときに発現する表面の性質と目的とする
表面の性質との関係において設定されるものであるが、
たとえば表面エネルギーを下げるという目的のためには
、一般式Rf−X−8HにおいてRfはH(CF2+r
rlよシもF (C!F2%である方が好ましく、nは
大きい方がよく、2以上が望ましい。
またnの上限はと、くに制限はないが大概20である。
Xの影響はRf、nにくらべて比較的小さいと予想され
、本発明においては特に限定されない。
本発明の含フツ素チオールの存在下にラジカル重合可能
なモノマーをラジカル重合するにあたって、含フツ素チ
オールの重合系への添加量、添加方法には特に制限はな
い。含フツ素チオールは本重合系において連鎖移動剤と
して働き、含フツ素チオールの重合系への添加量、添加
方法は得られる重合体の重合度1重合度分布に影響する
ため、要求される重合体の物性面からの添加量、添加方
法に対する制限はあり得るが、これは個々の場合によっ
て異なるものであシ、本質的な問題ではない。また本発
明の重合方法は通常公知の方法たとえば塊状重合、溶液
重合、けんだく重合、エマルジョン重合のいずれの方法
も採用し得る。さらに重合プロセスとしては回分法、半
回分法、連続法いずれのプロセスにおいても製造可能で
ある。本発明の重合で使用される開始剤は通常公知のラ
ジカル重合開始剤が用いられる。たとえば、2.2’−
アゾビスイソブチロニトリ/l/、2.2−アゾビス(
4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)ベン
ゾイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカ
ーボネート、過硫酸カリウム等があげられる。重合温度
は使用する開始剤によって適宜設定できるが好ましくは
10〜90℃である。
本発明で使用するモノマーはラジカル重合可能なモノマ
ーであれば特に制限はない。またビニルエーテル類やア
リル化合物のように単独ではラジカル重合しない、もし
くはしにくい化ツマ−も共重合の形で使用するのは何ら
支しつがえない。これらモノマーを具体的に例示すると
、エチレン。
プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、アクリル
酸、およびアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸ブチル、アクリル酸、ラウリル等のアクリル酸エ
ステル類、メタクリル酸およびメタクリル酸メチ/L/
、メタクリル酸ブチ/l/、メタクリル酸うウリp、メ
タクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸(2−
ヒドロキシェチ/l/)等のメタクリル酸エステル類、
塩化ビニル、塩化ビニリデン、等のハロゲン化ビニル類
、アクリルアミド、メタクリルアミド、2−アクリルア
ミド−2−メチルプロパンスルホン酸トその塩、ジメチ
ルアクリルアミド等のアクリルアミド誘導体。
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレンおよ
びP−スチレンヌルホン酸とその塩等のスチレン誘s体
、メチルビニルエーテルエチルビニルエーテル、ブチル
ビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル等のビニルエ
ーテル類、無水マレイン酸、マレイン酸モノエステル、
マレイン酸夛エステ)V峰のマレイン酸誘導体、さらに
はイタコン酸、フマル酸およびこれらのモノエステル、
ジエステル類、アリルアルコール、酢酸アリル等のアリ
ル化合物があげられる。
本発明で得られる末端に含フッ素基を有する重合体の重
合度や重合度分布には特に制限はないが、本発明の重合
体の末端にのみ含フッ素基を有することを考慮すると、
あまシ重合度が大きすぎると、含フシー°素基導入の効
果が薄れることにな9、との観点から重合度は好ましく
は3500以下、更に好ましくけ2000以下である。
本発明で得られる末端に含フッ素基を有する重合体は、
バpりの性質は通常の重合体と何ら変わシないが、たと
えば溶液からのキャストフィルムの表面のはり水性、は
つ油性が通常の重合体に比べて極めて大きいことが観察
される。またアクリル酸やアクリルアミド醇の水溶性重
合体の水溶液は本発明のように末端にフッ化アルキル鎖
を導入することによシ大きな界面活性能を示すようにな
る。
本発明で得られた末端に含フッ素基を有する重合体は上
述したような界面化学特性を有するため、この特性を利
用した種々の用途への展開が期待される。ポリメタクリ
ル酸メチル、ポリスチレン。
塩化ビニル、ポリエチレン、等の汎用樹脂では本発明の
方法によシ樹脂表面゛のみにフルオロカーボン表面の持
つ特性を付与することが可能である。
またこれは本発明の方法により得た樹脂を通常の汎用樹
脂にブレンドすることによっても達成される。一方アク
リル酸、メタクリル酸、アクリ〜アミド類の重合体のよ
うに水溶性の重合体では新しいフッ素系の界面活性剤と
しても利用できる。
以下実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。
以下特にことわシのない限シ、部は重量部をあられす。
実施例1 含フツ素チオールの合成ニ 一般式Rf (CH2+nOHで表わされるフッ素アル
コールから次式により含フツ素チオールを合成した。
(ここにRfはH(CF2〜またはF%OF24fsm
は2がら20までの整数をあられし、nは1又は2であ
る。) 以下にH40F2f、CH,OHを用いて含フツ素チオ
ールの合成例について具体的に示す。
H−(OF、+4CH20H501/をジメチルスルオ
キサイド(DMSO) 100mI!に溶解し、水酸化
ナトリウム22,41を加えて攪拌下、室温で塩化アリ
ル55fを2時間わたって添加した。添加終了後、更に
5時間攪拌を続けた後、沈殿物を日別し、ウォーターバ
ス上で加熱して未反応の塩化アリルを除去した。
続いて大量の水中に投入し、則0拗CHDC’fk O
H= OH2を分液して得た。続いて得られたH(OF
2iC間CHCH+= OH2にBPOを数ml添加し
、攪拌下室温でチオール酢酸を2時間にわたって添加反
応した。次に未反応のチオール酢酸を減圧下に除去し、
メタノール1oocc、水酸化ナトリウム10fを加え
て60℃で3時間反応した。室温に冷却し、大量の水中
に投入し、粗H÷CF2大CH20CH2CH2CH2
SHを得た。これを蒸留し、bp 57℃/ 5 mm
 Hyの精製H%O@CH,OCH,4H,IjHJH
を得た。この構造はH−NMRによシ確認された。
末端に含フッ素基を有する重合体の製造方法:反応容器
に蒸留水200部、5%メタクリル酸水溶液20部およ
びリン酸−水素ナトリウム10部をはかシとシ、室温で
混合溶解した後、窒素置換を行なった。続いてあらかじ
め窒素置換しておいたメタクリル酸メチ′IL/(以下
MMAと略記)100部に2.2゛−アゾビスイソブチ
ロニトリル0.20部および含フツ素チオールH%CF
2+80H,0CH20H21UH2SHを2.02部
を溶解したモノマー溶液を添加し、外温を70℃にあげ
て重合を開始した。10時間撹拌下に重合を続けた後冷
却し、口過、水洗、乾燥して粒状の末端に含フッ素基を
有するポリメタクリル酸メチルを得た。重合体中のフッ
素含有量は元素分析よシ1.10重景%で6った。
実施例2 反応容器に蒸留水500部およびPVA 217 (■
クヲレ製 重合度1700 、けん化度88モル%)o
、osgをはかりとシ、撹拌下90℃で溶解した。
溶解後室温まで冷却し、窒素置換を行なった後、あらか
じめ窒素置換しておいたスチレン100部に2.21−
アゾビスイソブチロニトリ/1/1.0部および含フッ
素チオールF%CF、厚3H20CH20H2CH,S
Hを1.05部を溶解したモノマー溶液を添加し、外温
を80℃にあげて重合を開始した。20時間撹拌下に重
合を続けた後冷却し、口過、水洗、乾燥し、て粒状の末
端に含フッ素基を有するポリスチレンを得た。
重合体中のフッ素含有量は元素分析より0.59重量%
であった。
実施例3 耐圧反応容器にシクロヘキサン100部含フッ素チオ−
A/ F%OF2+?CH20CH2CH20H2SH
を1.5部、および2゜2′−アゾビスイソブチロニト
リ/l/1.0部を加え窒素置換した後、冷却凝縮し、
あらかじめ窒素置換した塩化ビニル100部を加え、5
0℃に昇温して攪拌下に重合を開始した。24時間重合
を続けた後、室温まで冷却し、未反応塩化ビニルを除去
してから、減圧下にシクロヘキサンを除去して、末端に
含フッ素基を有するポリ塩化ビニルを得た。
重合体はエタノールおよび水で洗浄し、乾燥した。
重合体中のフッ素含有量は元素分−析よ90.9重量%
であった。
実施例4 反応容器に蒸留水480部をはかシとシ窒素置換を行な
ったのち、あらかじめ窒素置換をしておいたアクリロニ
トリA/100部および含フツ素チオ−/I/F(OF
^0ONHCH20H2SHを1.30部を加え昇温し
た。
内温か60℃に達したところで、蒸留水20部に過硫酸
カリウム0.5部を溶解し、窒素置換した開始剤水溶液
を添加し、重合を開始した。攪拌下に10時間重合を続
けた後冷却し、口過、水洗、乾燥″して、末端に含フッ
素基を有するポリアクリロニトリルを得た。重合体中の
フッ素含有量は元素分析よfio、77重量%であった
実施例5 反応容器に蒸留水380部、アクリルアミド100部お
よび含7”/素チオ′−1vF”(OF、)、OH,O
CR,Cl−4CH,SH5部をはかりとシ、窒素置換
を行なったのち昇温した。内温が60℃に達したところ
で、蒸留水20部に過硫酸カリウム0.2部を溶解し、
窒素置換した開始剤水溶液を添加し、重合を開始した。
攪拌下に8時間重合を続けた後冷却し、次いでこれをメ
タノールに加え、生成した末端に含フッ素基を有するポ
リアクリルアミドを沈殿させ、メタノ−μで十分に洗浄
した後乾燥した。重合体中のフッ素含有量は元素分析よ
fi2.67重量%であった。
実施例6 反応容器に蒸留水280部、アクリル酸100部および
含フツ素チオ−/L/ H−fOF、%CH20CH,
CH2CH,SH5部をはかシと9、窒素置換を行なっ
たのち昇温した。
内温か70℃に達したところで、蒸留水20部に過硫酸
カリウム0.5部を溶解し、窒素置換した開始剤水溶液
を添加し、重合を開始した。攪拌下に5時間重合を続け
た後冷却し、次でこれをアセトンに加え、生成した末端
に含フッ素基を有するポリアクリル酸を沈殿させ、アセ
トンで十分に洗浄した後乾燥した。重合体中のフッ素含
有量は元素分析よj)1,97重量%であった。
次に上記実施例で得られた重合体のいくつかについて、
末端に存在するフッ化アルキル鎖の効果に関し、検討し
た。試験項目、試験方法は下記のとおシであシ、結果を
まとめて表11表2に示す。
なお対照として含フツ素チオールを用いないで、各実施
例に従い、はぼ同一の重合度のものをえるべく重合した
通常のポリメタクリル酸メチル(対照例1)、ポリスー
チレン(対照例2)、ポリ塩化ビニ/’UI[例3)、
ポリアクリルアミド(対照例5)、ポリアクリル酸(対
照例6)について測定し、対照例として示した。
1゜フィルム表面のはっ油性 実施例1〜3の重合体について溶液を室温でポリエチレ
ンテレフタレート(DET)フィルム上に流延し、キャ
ストフィルムを作製した。これを減圧下で十分に乾燥し
たのち、フィルムの空気面側にn−オクタン滴をおとし
、′ぬれ′の状態を観察し、下記のように表わした。
n−オクタンが液滴となシぬれないもの 1n−オクタ
ンによシ部分的にぬれるもの 2n−、オクタンによシ
完全にぬれるもの 32、水溶液の表面張力 実施例5.6の重合体について0.2%水溶液を調整し
、デュ・ヌーイ型の表面張力計を利用して、20℃で測
定した。
表 1 表 2 最後に実施例1で得られた末端に含フッ素基を有す゛る
ポリメタクリル酸メチルのキャストフィルムと対照例1
の重合体のキャストフィルムを180℃で1分熱圧着(
含フッ素基を有するポリメタクリル酸メチルキャストフ
ィルムは、PET(11[t”m着面とした)したとこ
ろ、両者は充分に接着し、含フッ素基を有するフィルム
を圧着した側のフィルム表面は、上述したと同程度のは
つ油を示した。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 含フツ素チオールの存在下にラジカル重合可能
    なモノマーをラジカル重合することを特徴とする末端に
    含フッ素基を有する重合体の製造方法。
  2. (2)ラジカル重合可能なモノマーが(メタ)クリル酸
    エステルを主体とするものである特許請求の範囲第1項
    記載の製造方法。
  3. (3)ラジカル重合可能なモノマーがヌチレンを主体と
    するものである特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
  4. (4)ラジカル重合可能なモノ゛・・・−がアクリロニ
    トリルを主体とするものである特許請求の範囲第1項記
    載の製造方法。
  5. (5)ラジカル重合可能な化ツマ−が塩化ビニルを主体
    とするものである特許請求の範囲第1項記載の製造方法
  6. (6)ラジカル重合可能なモノマーがエチレンを主体と
    するものである特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
  7. (7)ラジカル重合可能なモノマーがアクリルアミドを
    主体とするものである特許請求の範囲第1項記載の製造
    方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0236428U (ja) * 1988-08-31 1990-03-09
JP2009132773A (ja) * 2007-11-29 2009-06-18 Agc Seimi Chemical Co Ltd 樹脂組成物ならびにそれを用いた樹脂成形体、塗料および物品
JP2016521293A (ja) * 2013-03-15 2016-07-21 タイコ・フアイヤー・プロダクツ・エルピー 鎖長が低下されたパーフルオロアルキル組成物
CN112176755A (zh) * 2020-08-18 2021-01-05 浙江哲丰新材料有限公司 一种高平滑度格拉辛纸的制备方法

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