JPS6134725B2 - - Google Patents

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JPS6134725B2
JPS6134725B2 JP54067889A JP6788979A JPS6134725B2 JP S6134725 B2 JPS6134725 B2 JP S6134725B2 JP 54067889 A JP54067889 A JP 54067889A JP 6788979 A JP6788979 A JP 6788979A JP S6134725 B2 JPS6134725 B2 JP S6134725B2
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JP
Japan
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membrane
group
carboxylic acid
film
fluorinated
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JP54067889A
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Japanese (ja)
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Kyoji Kimoto
Koji Myauchi
Shigekichi Oomura
Mikio Ebisawa
Shunko Hane
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Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、スルホン酸基及び/またはカルボン
酸基を有するフツ素化陽イオン交換膜または、陽
イオン交換樹脂の製造原料として有用な新規フツ
素化共重合体及びその製造方法に関するものであ
る。 近年、耐薬品性及び耐熱性の優れた、フツ素化
陽イオン交換膜や陽イオン交換樹脂を用いた新し
い化学プロセスを開発しようとする動きが高まつ
ている。 この様な動きの代表的な例として、食塩の電解
により、苛性ソーダと塩素を生産する工業界に於
いては、従来の水銀法、隔膜法に比較して、公害
防止、省エネルギーの面で有利であり、かつ水銀
法並みの品質を持つた苛性ソーダを生産できる、
イオン交換膜法が大きな注目を集めている。 イオン交換膜法の経済性を子配する最も大きな
要素は、使用される陽イオン交換膜の特性であ
り、次の様な条件を満たさなければならない。 (1) 電流効率が高く、かつ電気抵抗が小さいこ
と。 電流効率が高い為には、膜は充分大きなイオ
ン交換容量と低い含水率を有し、結果として膜
内の固定イオン濃度が大きいことが必要であ
る。一方電気抵抗が小さいためには、含水率が
むしろ高い方が有利である。含水率は、イオン
交換基の種類、イオン交換容量、外液濃度によ
つて異なるので、その最適な組合わせが必要で
ある。 (2) 高温の塩素及びアルカリに、長期間耐えるこ
と。 フツ素化重合体より成る、陽イオン交換膜
は、一般に上記の雰囲気に充分耐えるが、イオ
ン交換基の種類によつては、化学的安定性が充
分でないものもあり、適切なイオン交換基を選
択することが重要である。 (3) 高濃度のアルカリ中で、高温、高電密の条件
下に作用する膨潤、収縮の力、激しい物質移動
に伴う層状剥離を生じさせようとする力、ガス
発生に伴う膜の振動により、折曲げ亀裂を生じ
させようとする力に長期間耐えること。 一般に膜の物理的強度は、膜の物理的構造、
重合体組成、イオン交換容量、イオン交換基の
種類等によつて異なるので、これらの最適な組
合わせを実現する必要がある。 (4) 製造方法が容易であり、コストが安いこと。 従来、ハロゲン化アルカリ金属水溶液の電解に
用いる目的で、いくつかのフツ素化陽イオン交換
膜が提案されてきた。 例えば、テトラフロロエチレンと、パーフロロ
―3,6―ジオキサ―4―メチル―7―オクテン
スルホニルフロライドの共重合物を加水分解し
て、側鎖にスルホン酸基を有する、フツ素化陽イ
オン交換膜としたものが知られている。 しかしながら、この従来公知のスルホン酸基の
みからなるフツ素化陽イオン交換膜は、スルホン
酸基の含水率が高いため、陰極室から泳動、拡散
する水酸イオンを透過しやすく、その為に電解時
の電流効率が低い欠点があつた。特に、例えば20
%以上の高濃度の苛性ソーダ溶酸を取得しつつ電
解するときは、電流効率は極端に低く、従来の水
銀法または隔膜法による食塩電解に比し、経済的
不利をまぬがれなかつた。 この電流効率の低い欠点を改良するため、スル
ホン酸基の交換容量を例えばH型乾燥樹脂1グラ
ム当り0.7ミリ当量以下の如く低くする時は、膜
中の水分率が減少し、膜内固定イオン濃度が交換
容量の高い膜に比べ、相対的に高くなるので、電
解時の電流効率の低下を若干防子することが出来
た。例えば食塩の電解時に濃度20%の苛性ソーダ
を取得する時、電流効率は約80%迄改良出来た。
しかしながら、膜の交換容量を小として電流効率
を改良する時は、膜の電気抵抗が著しく増加し、
到底経済的に電解を行なうことができないのみな
らず、いかほど膜抵抗を高くしても電流効率を約
90%近く迄改良した工業的なスルホン酸型のフツ
素化陽イオン交換膜を製造することは極めて困難
であつた。 一方、特開昭50―120492号、特開昭51―126398
号には、交換基としてカルボン酸基を有するフツ
素化陽イオン交換膜が開示されている。これらの
膜は、カルボン酸基の含水率が低い為に膜中の固
定イオン濃度を高くすることができ、90%以上の
電流効率を実現できる。また化学的にも、通常使
用される条件下で充分安定である。 しかしながら、同じイオン交換容量で比較した
場合カルボン酸基を有する膜はスルホン酸基を有
する膜に比して電気抵抗が高く、特に高電流密度
で使用する場合電力原単位が著しく大きくなると
いう欠点を有しているのみでなく、膜全体の含水
率が低い為か高濃度アルカリ中苛酷な条件で長期
間使用すると、次第に膜が吸縮し、硬く脆くなつ
て、層状剥離や亀裂を生じる結果、電流効率が低
下するという欠点もあつた。 この様な、カルボン酸基のみを有する膜の欠点
を改良する為に、カルボン酸基またはカルボン酸
基に転換しうる基(以下前駆体という)を有する
フツ素化重合体と、スルホン酸基またはその前駆
体を有するフツ素化重合体とを、膜状ではり合わ
せるか、ブレンド膜状に成型後、加水分解して陽
イオン交換基としたものが、特開昭52―36589
号、特開昭53―132089号に開示されている。しか
しながらこれらの重合体は、相溶性が悪く、完全
な接着やブレンドは困難であつて、苛晟な条件で
は使用中に剥離や亀裂等を生じる傾向があり問題
がある。またブレンドしたものは、カルボン酸基
の高い電流効率と、スルホン酸基の低い電気抵抗
を完全に利用するという観点からは全く不充分で
あつて、両者の中間的な性能を示すに過ぎない。 また、上記の特許公開公報及び特開昭52―
23192号に開示されているような、カルボン酸基
または、その前駆体を有するビニルモノマーと、
スルホン酸基または、その前駆体を有するビニル
モノマーとを、フツ素化オレフインと三元共重合
した後、膜状に成型し、加水分解して陽イオン交
換膜としたものも、同様に中間的な性能を示すの
みである。 一方、特開昭52―24176号、特開昭53―104583
号、特開昭53―116287号、特開昭54―6887号等に
は、スルホン酸基を有するフツ素化陽イオン交換
膜の片側表層に、カルボン酸基を、化学処理によ
つて形成させたものが記載されている。これらの
膜は、カルボン酸基が存在する為に水酸イオンの
泳動、拡散が有効に阻止され、高い電流効率を示
す。また、カルボン酸基が、陰極側薄層のみに存
在し、膜の残りの部分には含水率の高いスルホン
酸基が存在する為、電気抵抗が低く、電力原単位
の面から極めて優れた膜である。 しかしながら、これらの膜は、通常の使用条件
下では、工業的に満足できる期間安定した性能を
示すものの、比較例に示す様に、更に高電密、高
温度等の苛酷な条件下においては、斑点状ないし
は水泡が生じたり、カルボン酸層がスルホン酸層
から剥離したり、カルボン酸層に亀裂が入つて電
流効率が低下するという問題点を有している。 このような現象を生じる原因は定かではない
が、原料に使用する、スルホン酸基またはその誘
導体を有するフツ素化陽イオン交換膜のポリマー
構造に一つの要因があるのではないかと推定され
る。即ち、これらの膜は、フツ素化オレフイン
と、次式で示される、含イオウフツ素化ビニルエ
ーテルとを共重合し、膜状物に成型したもの、ま
たはそれを加水分解して、スルホン酸基を有する
膜としたものを、化学処理して製造されるが、 (n=0〜2の整数) このモノマーのうち、n=0のものは、特公昭
47―2083号等に記載されている如く、次の(1)式の
様にビニル化工程で環化反応を生じ、この環状ス
ルホンをCF2=CFOCF2CF2SO2Fに変える為に
は、多くの反応が更に必要であつて、工業的に製
造することは非常に困難である上に、条件により
重合時にも環化してポリマー物性を低下させるこ
とがある。 従つて、n=1のものが、工業的には通常用い
られているが、このことは、得られるスルホン酸
型の膜及び、上記の特許公開今報に開示されてい
る、化学処理によりカルボン酸基を、スルホン酸
型膜の表層に形成された膜のイオン交換容量を、
あまり大きくできないという欠点を生じるのみで
なく、側鎖に、
The present invention relates to a novel fluorinated copolymer useful as a raw material for producing fluorinated cation exchange membranes or cation exchange resins having sulfonic acid groups and/or carboxylic acid groups, and a method for producing the same. In recent years, there has been a growing movement to develop new chemical processes using fluorinated cation exchange membranes and cation exchange resins that have excellent chemical resistance and heat resistance. A typical example of this trend is in industries that produce caustic soda and chlorine through the electrolysis of table salt, which has advantages in terms of pollution prevention and energy conservation compared to the conventional mercury method and diaphragm method. It is possible to produce caustic soda with the same quality as the mercury method.
The ion exchange membrane method is attracting a lot of attention. The most important factor influencing the economic efficiency of the ion exchange membrane method is the characteristics of the cation exchange membrane used, which must satisfy the following conditions. (1) High current efficiency and low electrical resistance. For high current efficiency, the membrane needs to have a sufficiently large ion exchange capacity and a low water content, resulting in a high fixed ion concentration within the membrane. On the other hand, in order to have a low electrical resistance, it is advantageous for the water content to be high. Since the water content varies depending on the type of ion exchange group, ion exchange capacity, and concentration of the external liquid, an optimal combination thereof is required. (2) Can withstand high temperature chlorine and alkali for long periods of time. Cation exchange membranes made of fluorinated polymers generally withstand the above atmospheres well, but some types of ion exchange groups may not have sufficient chemical stability, so it is necessary to use appropriate ion exchange groups. It is important to choose. (3) In a highly concentrated alkali, the forces of swelling and contraction that act under conditions of high temperature and high electrical density, the force of delamination due to intense mass transfer, and the vibration of the membrane due to gas generation. , to withstand forces that tend to cause bending and cracking for a long period of time. In general, the physical strength of a membrane is determined by the physical structure of the membrane,
Since it varies depending on the polymer composition, ion exchange capacity, type of ion exchange group, etc., it is necessary to realize an optimal combination of these. (4) The manufacturing method is easy and the cost is low. Conventionally, several fluorinated cation exchange membranes have been proposed for use in electrolysis of aqueous solutions of alkali metal halides. For example, by hydrolyzing a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoro-3,6-dioxa-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride, a fluorinated cation exchanger with a sulfonic acid group in the side chain is used. It is known as a membrane. However, since this conventionally known fluorinated cation exchange membrane consisting only of sulfonic acid groups has a high water content, it is easy for hydroxyl ions migrating and diffusing from the cathode chamber to permeate, resulting in electrolysis. The disadvantage was that the current efficiency was low. In particular, for example 20
When performing electrolysis while obtaining caustic soda solution with a high concentration of % or more, the current efficiency was extremely low, and this resulted in an economical disadvantage compared to the conventional salt electrolysis using the mercury method or the diaphragm method. In order to improve this shortcoming of low current efficiency, when the exchange capacity of sulfonic acid groups is lowered to, for example, 0.7 milliequivalent or less per gram of H-type dry resin, the moisture content in the membrane decreases and the ions fixed in the membrane are reduced. Since the concentration is relatively high compared to a membrane with a high exchange capacity, it was possible to somewhat prevent a decrease in current efficiency during electrolysis. For example, when obtaining caustic soda with a concentration of 20% during the electrolysis of common salt, the current efficiency could be improved to approximately 80%.
However, when reducing the exchange capacity of the membrane to improve current efficiency, the electrical resistance of the membrane increases significantly.
Not only is it impossible to carry out electrolysis economically, but no matter how high the membrane resistance is, the current efficiency remains low.
It has been extremely difficult to produce an industrial sulfonic acid type fluorinated cation exchange membrane that has been improved to nearly 90%. On the other hand, JP-A-50-120492, JP-A-51-126398
In the issue, a fluttering pair -ion replacement membrane having a carboxylic acid group is disclosed as an exchange group. Since these membranes have a low water content in their carboxylic acid groups, the concentration of fixed ions in the membrane can be increased, and current efficiency of over 90% can be achieved. Chemically, it is also sufficiently stable under commonly used conditions. However, when compared with the same ion exchange capacity, membranes with carboxylic acid groups have higher electrical resistance than membranes with sulfonic acid groups, and they have the disadvantage that the electric power consumption becomes significantly higher, especially when used at high current densities. Not only that, but also because the moisture content of the entire membrane is low, when used for a long period of time under harsh conditions in highly concentrated alkali, the membrane gradually shrinks and becomes hard and brittle, resulting in delamination and cracking. Another drawback was that current efficiency decreased. In order to improve the drawbacks of membranes having only carboxylic acid groups, a fluorinated polymer having a carboxylic acid group or a group convertible to a carboxylic acid group (hereinafter referred to as a precursor) and a sulfonic acid group or JP-A No. 52-36589 discloses that a fluorinated polymer containing the precursor is laminated into a film or formed into a blend film, and then hydrolyzed to form a cation exchange group.
No. 53-132089. However, these polymers have problems because they have poor compatibility, making it difficult to completely adhere or blend them, and tend to cause peeling or cracking during use under harsh conditions. Moreover, blended materials are completely inadequate from the viewpoint of fully utilizing the high current efficiency of the carboxylic acid group and the low electrical resistance of the sulfonic acid group, and exhibit only intermediate performance between the two. In addition, the above-mentioned patent publication and Japanese Patent Application Laid-open No. 52-
A vinyl monomer having a carboxylic acid group or a precursor thereof, as disclosed in No. 23192,
A cation exchange membrane that is formed by terpolymerizing a vinyl monomer having a sulfonic acid group or its precursor with a fluorinated olefin, forming it into a membrane, and then hydrolyzing it is also an intermediate material. It only shows good performance. On the other hand, JP-A-52-24176, JP-A-53-104583
No. 53-116287, JP-A No. 54-6887, etc. disclose a method in which a carboxylic acid group is formed by chemical treatment on one surface layer of a fluorinated cation exchange membrane having a sulfonic acid group. are listed. These membranes effectively prevent migration and diffusion of hydroxyl ions due to the presence of carboxylic acid groups, and exhibit high current efficiency. In addition, because carboxylic acid groups exist only in the thin layer on the cathode side, and sulfonic acid groups with high water content exist in the rest of the membrane, the membrane has low electrical resistance and is extremely superior in terms of power consumption. It is. However, although these membranes exhibit stable performance for an industrially satisfactory period under normal usage conditions, as shown in the comparative example, under harsh conditions such as high electrical density and high temperature, There are problems in that spots or blisters occur, the carboxylic acid layer peels off from the sulfonic acid layer, and the carboxylic acid layer cracks, resulting in a decrease in current efficiency. Although the cause of this phenomenon is not clear, one factor is presumed to be the polymer structure of the fluorinated cation exchange membrane, which is used as a raw material and has a sulfonic acid group or a derivative thereof. That is, these membranes are made by copolymerizing a fluorinated olefin and a sulfur-containing fluorinated vinyl ether represented by the following formula and molded into a membrane, or by hydrolyzing it to remove sulfonic acid groups. It is manufactured by chemically treating a film with (n=an integer of 0 to 2) Among these monomers, those with n=0 are
As described in No. 47-2083, etc., in order to cause a cyclization reaction in the vinylation step as shown in the following formula (1) and convert this cyclic sulfone into CF 2 = CFOCF 2 CF 2 SO 2 F, However, many additional reactions are required, making it extremely difficult to produce industrially, and depending on the conditions, cyclization may occur during polymerization, deteriorating the polymer's physical properties. Therefore, those with n=1 are usually used industrially, but this does not mean that the obtained sulfonic acid type membrane and the chemical treatment disclosed in the above patent publication report The ion exchange capacity of the membrane formed on the surface layer of the sulfonic acid type membrane is
Not only does it have the disadvantage that it cannot be made very large, but the side chain

【式】を含む為か、フ ツ素化オレフインの、含イオウフツ素化ビニルエ
ーテルに対する共重合比を約6以上にしないと、
物理的に強靭な膜を得る事ができない原因ともな
つているし、また、上記のカルボン酸基とスルホ
ン酸基とを有する膜を、通常の条件より苛酷な条
件下で使用した場合に生じる、カルボン酸層の亀
裂の一因となつている事も予想される。n=2の
ものはさらに分子量が大きいため、上記欠点が更
に増幅される。 また特公昭41―13392号公報に開示されるトリ
フルオロビニルスルホニルフルオライドなどエー
テル結合を有しないフツ素化ビニルモノマーとテ
トラフルオロエチレンとの共重合体は成膜性が悪
いという欠点を有している。 更に特開昭52―28588号公報、特開昭52―23192
号公報、特開昭52―36589号公報には一般式 CF2=CX1(OCF2CFX2aOb (CFX3cSO2X4 〔但し、X1はF又はCF3、X2、X3はF又はC1
〜C10のパーフルオロアルキル基、X4はF、
OH、OR1、OM及びNR2R3(R1はC1〜C10のアル
キル基、R2、R3はH、又はR1の一つであり、M
はアルカリ金属又は第4級アンモニウム基)、a
は0〜3の整数、bは0又は1、cは0〜12の整
数〕 で表わされるフツ素化ビニル化合物及びそれと
フツ素化オレフインの共重合体から製造されるフ
ツ素化陽イオン交換膜が記載されている。しかし
ながら、該フツ素化ビニル化合物の製造法につい
ては何等具体的に示されておらず、該化合物の前
駆体についても教示されていない。しかも、該公
開公報の明細書の記述から判るように、好ましい
形態はX1=F、X2=CF3、X3=F、又はCF3、X4
=F、a=0〜1、b=1、c=1〜3としてい
るにもかかわらず、実施例中及び好ましい代表例
としては、従来からの公知の (aは上記と同じ) 即ちc=2のもの及びそれから誘導される共重
合体、膜のみをあげている。 イオン交換膜法の分野では、より苛酷な条件下
で使用しても高い電流効率と、低い電気抵抗を示
し、より長寿命でコストの安い膜を開発すること
が強く要請されており、本発明者らもこの様な膜
を開発すべく、鋭意努力を続ける過程で、本発明
を完成させるに到つたものである。 本発明の要旨は、下記のくり返し単位、(A)及び
(B)により実質的に構成され、 (A) (―CA1A2−CA3A4)― (A1、A2はFまたはH、 A3はF、ClまたはH、 A4はF、Cl、CF3、−ORF、HまたはCH3、 RFはC1〜C5のパーフロロアルキル基) (B) (k=0または1、l=3〜5の整数、Zは―
S―または―SO2―、Y=C1〜C10のアルキル
基、アリール基、ClまたはC1〜C10のパーフロロ
アルキル基) (A),(B)のくり返し単位数の比が、(A)/(B)=1〜
16である、新規なフツ素化共重合体及びその製造
方法である。 上記の式に於いて、ハロゲン化アルカリ金属水
溶液電解用のフツ素化陽イオン交換膜を製造する
場合の様に、耐熱、耐薬品性が特に強く要求され
る時は、くり返し単位(A)が、 (L=F、Cl、CF3、−ORFまたはH、RFは上
記と同じ) であることが好ましく、L=Fの場合が特に好
ましい。 また、高いイオン交換容量を有し、かつ物理的
に強靭な膜や樹脂を製造するうえではk=0が好
ましい。また、(A)/(B)=1.5〜14であることが好
ましく、(A)/(B)=3〜11が更に好ましい。 またモノマーの製造上の容易さ、得られるポリ
マーの物性の面及びポリマー物性の変動の巾を大
きくできることからl=3であることが好まし
く、YがC1〜C10のアルキル基またはアリール基
のものが好ましいが、このうちでもYがC1〜C10
のアルキル基のものが更に好ましい。重合性及び
成型性の面も合わせて考えると、Zが―S―で、
YがC1〜C10のアルキル基のものが特に好まし
く、このうちでもC1〜C5のものが最も好まし
い。 上記の共重合体は実質的にランダム共重合体で
あり、分子量は通常8000〜1000000の範囲であつ
て、オリフイスの内径2.1mm、長さ8mmの装置を
用いメルトインデツクスを測定すると、温度250
℃、荷重2.16Kgの条件で、通常0.001g/10分〜
500g/10分の範囲である。 上記の共重合体の同定は、実施例に示すように
膜状物にして赤外吸収スペクトル(IR)また
は、表面赤外吸収スペクトル(ATR)を測定す
ることにより、便利に行われる。 共重合体組成の推定は、Sを含む末端基を全て
スルホン酸基またはカルボン酸基等のイオン交換
基に変換後、イオン交換容量を測定するか、元素
分析を行うか、あるいはこれらの組合わせにより
行われる。 また、本発明に係る共重合体の側鎖構造は、S
を含む末端基をスルホン酸基、カルボン酸基また
はスルフイン酸基等のイオン交換基に変換後、脱
交換基反応を行い、その生成物のIRまたはATR
を測定することにより同定可能である。 本発明のフツ素化共重合体は、次の一般式で示
されるオレフインの群より選ばれた少くとも一種
のモノマー、 CA1A2=CA3A4 (A1、A2、A3、A4は上記と同じ) 好ましくは次の一般式で示されるフツ素化オレ
フインの群より選ばれた、少くとも一種のモノマ
ーと、 CF2=CFL (L=F、Cl、CF3、−ORFまたはH、RFはC1
〜C5のパーフロロアルキル基) 次の一般式で示される含イオウフツ素化ビニル
エーテルの群より選ばれた少くとも一種のモノマ
ーとを共重合することにより製造される。 (k、l、Z、Yは上記と同じ) この場合、他のビニル化合物を少量ならば混合
して共重合してもよいし、パーフロロブタジエン
や、パーフロロジビニルエーテル等のジビニル化
合物や、CF2I等の架橋反応を行うことのできる
末端基を有するフツ素化ビニル化合物を共重合し
て、架橋を行うこともまた可能である。 本発明で用いるフツ素化オレフインとしては、
Hを含まないものが、耐熱性耐薬品性の面で好ま
しく、そのうちでもテトラフロロエチレンが、最
も好ましい。 本発明で用いられる含イオウフツ素化ビニルエ
ーテルのうち、k=0のものがイオン交換容量を
大きくでき、物理的に強靭な膜等を製造できる点
から好ましいが勿論k=1のものを少量ならば混
合して用いてもよい。またl=3のものが製造上
の容易さ及び得られるポリマーの物性の面から好
ましい。l=6以上のものは、製造が困難であ
り、イオン交換容量を充分大きくできないのでl
=3〜5に比べ劣つている。 また、YがC1〜C10のアルキル基またはアリー
ル基のものがビニルモノマーの製造上の容易さの
点から好ましく、YがC1〜C10のアルキル基のも
のが更に好ましい。 また、重合性及び成型性の面も合わせて考える
と、Z=―S―で、YがC1〜C10のアルキル基の
ものが特に好ましく、このうちでもC1〜C5のも
のが最も好ましい。 本発明で、好ましく用いられる含イオウフツ素
化ビニルエーテルの具体例を示すと、 (k=0または1好ましくは0、RはC1〜C10
のアルキル基またはアリール基)等がある。 本発明で使用される含イオウフツ素化ビニルエ
ーテルは、従来、スルホン酸基及び/またはカル
ボン酸基を有するフツ素化陽イオン交換膜または
陽イオン交換樹脂を製造する際用いられてきた次
式の含イオウフツ素化ビニルエーテルに比較し
て、 (nは上記と同じ) k=0の場合でも、末端構造または、環の員数
が異なる為、ビニル化工程に於いて、前述した様
な環化反応が、実質的に生じないか、または非常
に少なくすることができ、k=0のものを容易に
得ることができる。また重合時にも環化反応によ
るポリマー物性の低下を生じない。 従つて、k=0のものを主として、重合に使用
できる為、側鎖に、
Perhaps because it contains [Formula], unless the copolymerization ratio of the fluorinated olefin to the sulfur-containing fluorinated vinyl ether is about 6 or more,
This is also the reason why it is not possible to obtain a physically strong film, and it also occurs when a film containing the above-mentioned carboxylic acid groups and sulfonic acid groups is used under harsher conditions than normal conditions. It is also expected that this is a cause of cracks in the carboxylic acid layer. Since the molecular weight of n=2 is even larger, the above drawback is further amplified. Furthermore, copolymers of fluorinated vinyl monomers that do not have an ether bond and tetrafluoroethylene, such as trifluorovinylsulfonyl fluoride, disclosed in Japanese Patent Publication No. 41-13392, have the disadvantage of poor film-forming properties. There is. Furthermore, JP-A-52-28588, JP-A-52-23192
The general formula CF 2 = CX 1 (OCF 2 CFX 2 ) a O b (CFX 3 ) c SO 2 X 4 [However, X 1 is F or CF 3 , X 2 , X 3 is F or C 1
~ C10 perfluoroalkyl group, X4 is F,
OH, OR 1 , OM and NR 2 R 3 (R 1 is a C 1 to C 10 alkyl group, R 2 and R 3 are H or one of R 1 , M
is an alkali metal or quaternary ammonium group), a
is an integer of 0 to 3, b is 0 or 1, and c is an integer of 0 to 12] A fluorinated cation exchange membrane produced from a fluorinated vinyl compound and a copolymer of the same and a fluorinated olefin. is listed. However, the method for producing the fluorinated vinyl compound is not specifically disclosed, nor is the precursor of the compound taught. Moreover, as can be seen from the description of the specification of the publication, the preferred form is X 1 =F, X 2 =CF 3 , X 3 =F, or CF 3 , X 4
=F, a=0-1, b=1, c=1-3, in the examples and as preferred representative examples, conventionally known (a is the same as above) That is, only those in which c=2 and copolymers and membranes derived therefrom are listed. In the field of ion exchange membrane methods, there is a strong need to develop membranes that exhibit high current efficiency and low electrical resistance even when used under harsher conditions, have a longer lifespan, and are lower in cost. In the process of continuing their earnest efforts to develop such a membrane, they have finally completed the present invention. The gist of the invention consists of the following repeating units, (A) and
(B), (A) (-CA 1 A 2 - CA 3 A 4 ) - (A 1 , A 2 are F or H, A 3 is F, Cl or H, A 4 is F , Cl, CF 3 , -OR F , H or CH 3 , R F is a C 1 to C 5 perfluoroalkyl group) (B) (k=0 or 1, l=an integer from 3 to 5, Z is -
S- or -SO2- , Y= C1 to C10 alkyl group, aryl group, Cl or C1 to C10 perfluoroalkyl group) The ratio of the number of repeating units of (A) and (B) is (A)/(B)=1~
16, a novel fluorinated copolymer and its production method. In the above formula, when heat resistance and chemical resistance are particularly required, such as when manufacturing fluorinated cation exchange membranes for aqueous electrolysis of alkali metal halides, the repeating unit (A) is , (L=F, Cl, CF 3 , -OR F or H, R F are the same as above) It is preferable, and the case where L=F is particularly preferable. Moreover, k=0 is preferable in order to produce a membrane or resin that has high ion exchange capacity and is physically tough. Moreover, it is preferable that (A)/(B)=1.5-14, and (A)/(B)=3-11 is more preferable. In addition, it is preferable that l = 3 because it is easy to manufacture the monomer, the physical properties of the obtained polymer can be increased, and the range of variation in the physical properties of the polymer can be widened, and Y is a C 1 to C 10 alkyl group or an aryl group. Of these, Y is preferably C 1 to C 10
More preferred are those having an alkyl group. Considering the aspects of polymerizability and moldability, Z is -S-,
Particularly preferred are those in which Y is an alkyl group of C1 to C10 , and among these, those of C1 to C5 are most preferred. The above copolymer is essentially a random copolymer, and its molecular weight is usually in the range of 8,000 to 1,000,000, and when the melt index is measured using an apparatus with an orifice inner diameter of 2.1 mm and length of 8 mm, the temperature is 250.
℃, load 2.16Kg, usually 0.001g/10 minutes ~
The range is 500g/10 minutes. The above copolymer can be conveniently identified by measuring the infrared absorption spectrum (IR) or surface infrared absorption spectrum (ATR) of the film-like product as shown in Examples. The copolymer composition can be estimated by converting all S-containing end groups into ion exchange groups such as sulfonic acid groups or carboxylic acid groups, and then measuring the ion exchange capacity, performing elemental analysis, or a combination of these. This is done by Furthermore, the side chain structure of the copolymer according to the present invention is S
After converting the terminal group containing , to an ion exchange group such as a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, or a sulfinic acid group, a removal group reaction is performed, and the IR or ATR of the product is
It can be identified by measuring. The fluorinated copolymer of the present invention comprises at least one monomer selected from the group of olefins represented by the following general formula, CA 1 A 2 =CA 3 A 4 (A 1 , A 2 , A 3 , A 4 is the same as above), preferably at least one monomer selected from the group of fluorinated olefins represented by the following general formula, and CF 2 =CFL (L = F, Cl, CF 3 , -OR F or H, R F is C 1
~ C5 perfluoroalkyl group) Produced by copolymerizing at least one monomer selected from the group of sulfur-containing vinyl ethers represented by the following general formula. (k, l, Z, and Y are the same as above) In this case, other vinyl compounds may be mixed and copolymerized in small amounts, or divinyl compounds such as perfluorobutadiene and perfluorodivinyl ether, or CF It is also possible to carry out crosslinking by copolymerizing a fluorinated vinyl compound having a terminal group capable of carrying out a crosslinking reaction such as 2I . The fluorinated olefin used in the present invention includes:
Those containing no H are preferred in terms of heat resistance and chemical resistance, and among these, tetrafluoroethylene is the most preferred. Among the sulfur-containing fluorinated vinyl ethers used in the present invention, those with k = 0 are preferred because they can increase the ion exchange capacity and produce physically strong membranes, but of course, if k = 1 is used in small amounts, They may be used in combination. Further, one in which l=3 is preferable from the viewpoint of ease of production and physical properties of the obtained polymer. If l=6 or more, it is difficult to manufacture and the ion exchange capacity cannot be sufficiently increased.
= Inferior to 3 to 5. Moreover, those in which Y is a C1 to C10 alkyl group or aryl group are preferable from the viewpoint of ease of production of the vinyl monomer, and those in which Y is a C1 to C10 alkyl group are more preferable. In addition, considering the aspects of polymerizability and moldability, it is particularly preferable that Z=-S- and Y is an alkyl group of C 1 to C 10 , and among these, those of C 1 to C 5 are the most preferable. preferable. In the present invention, specific examples of sulfur-containing fluorinated vinyl ethers preferably used are as follows: (k=0 or 1 preferably 0, R is C 1 to C 10
alkyl or aryl groups). The sulfur-containing fluorinated vinyl ether used in the present invention is a sulfur-containing fluorinated vinyl ether containing the following formula, which has been conventionally used in producing fluorinated cation exchange membranes or cation exchange resins having sulfonic acid groups and/or carboxylic acid groups. Compared to sulfur-fluorinated vinyl ether, (n is the same as above) Even in the case of k = 0, the terminal structure or the number of ring members is different, so the cyclization reaction as described above does not occur substantially or very little in the vinylation process. k=0 can be easily obtained. Furthermore, during polymerization, the physical properties of the polymer do not deteriorate due to the cyclization reaction. Therefore, since k=0 can be mainly used for polymerization, the side chain has

【式】 を実質上含まないか、或いは少量しか含まないフ
ツ素化共重合体を得ることができるので、同じイ
オン交換容量の膜や樹脂でも、フツ素化オレフイ
ンの含量を大きくでき、イオン交換容量を高くし
た、物理的に強靭な膜及び樹脂を製造することが
できる。 本発明で使用するビニルモノマーは、例えば次
の様なルートにより合成することができる。 または 上記のルートに於いて、 なる反応によつて得られる含フツ素カルボン酸
をSF4と反応させるか、SOCl2またはPOl5次いで
NaFまたはKFと反応させて、RSO2CF2CF2COF
とし、上記のRSCF2CF2COFの代りに用いる
と、 を得ることができる。 また、上記のルートに於いて、RSNaの代りに
アリールチオエーテルの塩を用いると、Yがアリ
ール基のビニルモノマーが得られる。 更に、これらのビニルモノマーまたはその中間
原料を適当な試薬と反応させ、末端の形の異なる
含イオウフツ素化ビニルエーテルを合成すること
も可能であり、例えば、−CF2SRをClで処理し
て、−CF2SClまたは、−CF2SO2Clの形に変えるこ
とができるし、また、−CF2SO2Rを酸化剤を含ん
だアルカリで処理して−CF2SO3Mの形に変える
こともできる。 また、上記のルートに於いて、
RSCF2CF2COFの代りに、次式で得られるカル
ボン酸フロライドから誘導されるY―Z―
(CF23〜4COFを用いるとl=4〜5の含イオウ
フツ素化ビニルエーテルが得られる。 共重合体中に含まれるオレフインと、含イオウ
フツ素化ビニルエーテルとの共重合比は、モノマ
ーの仕込み比及び重合条件を適当に選ぶことによ
り、調節することができる。 本発明の共重合体は、フツ素化されたエチレン
の単独重合又は共重合に対して用いられる公知の
一般的な重合法によつて作られる。本発明の共重
合体を製造する方法には、非水溶液系で重合する
方法及び水系で重合する方法があり、重合温度は
一般に0乃至200℃、好ましくは20〜100℃であ
る。圧力は0〜200Kg/cm2、好ましくは1〜50
Kg/cm2である。非水溶液重合は、フツ素化された
溶媒中で行なわれることが多い。適当な非水溶液
溶媒は、不活性な1,1,2―トリクロル―1,
2,2―トリクロロエタンまたはパーフロロ炭化
水素、たとえばパーフロロメチルシクロヘキサ
ン、パーフロロジメチルシクロブタン、パーフロ
ロオクタン、パーフロロベンゼンなどである。 共重合体を製造する為の水系重合法は、モノマ
ーを遊離基開始剤及び乳化剤を含有する水性媒体
に接触させて重合体粒子のスラリーを得る乳化重
合法、またはモノマーを遊離基開始剤及びテロメ
リゼーシヨンに対して不活性な分散安定剤の両方
を含む水性媒体と接触させ、重合体粒子の分散物
を作り、この分散物を沈降させる懸濁重合法など
がある。本発明で用いられる遊離基開始剤として
は過硫酸アンモニウム―亜硫察酸水素ナトリウム
の如き酸化―還元触媒:t―ブチルパーオキサイ
ド、ベンゾイルパーオキサイドの如き有機過酸化
物:アゾビスイソブチロニトリルの如きアゾビス
系化合物;N2F2の如きフツ素ラジカル発生剤な
どが挙げられる。 重合後、重合体は必要により膜状または粒状に
成型される。この成型は一般に通常に溶融して薄
い膜を成型する一般の技術を用いることができ
る。 本発明の共重合体を、フツ素化陽イオン交換膜
の原料として用いる場合、上記膜状物を、更に含
イオウフツ素化ビニルエーテルの共重合比が大き
い共重合体からつくられた膜状物とはり合わせる
ことが可能であるし、また好ましい時がある。こ
の場合、はり合わせに用いる膜状物は、上記の含
イオウフツ素化ビニルエーテルの群及びフツ素化
オレフインの群より選ばれたモノマーの共重合体
を原料にしてもよいが、含イオウフツ素化ビニル
エーテルとして、 を用いた共重合体を原料にしてもよい。 尚、はり合わせに用いる膜状物の厚みが、はり
合わせ後の全体の厚みの1/2乃至19/20を占めるこ
とが、電気抵抗を低くする上で好ましい。 上記の膜状物は、機械的な補強物質の網などで
裏打ちして強度を増大するのに役立たせることが
できる。この様な裏打ちには、ポリテトラフロロ
エチレン繊維から作られた網が最も適している
が、多孔性ポリテトラフロロエチレンシート等も
また有用である。 また繊維状のポリテトラフロロエチレンを膜状
に成型する時に混入して強度を増加することも可
能である。 はり合わせた構造の膜状物を用いる場合には、
補強物質の埋め込みを、含イオウフツ素化ビニル
エーテルの共重合比の大きい膜状物の側から行う
ことが好ましい。 尚、膜状物の厚みは、通常2500ミクロン以下好
ましくは、1000ミクロン以下、特に好ましくは、
500ミクロン以下であつて、その下限は、必要な
機械的強度から限定される。 本発明の共重合体の膜状物は、Sを含む末端基
を全てスルホン酸基に変幕換することにより、下
記のくり返し単位、(C),(D)より実質的に構成さ
れ、 (C)
Since it is possible to obtain a fluorinated copolymer containing substantially no or only a small amount of [Formula], the content of fluorinated olefin can be increased even with membranes and resins with the same ion exchange capacity. Physically tough membranes and resins with high capacity can be produced. The vinyl monomer used in the present invention can be synthesized, for example, by the following route. or In the above route, The fluorine-containing carboxylic acid obtained by the reaction is reacted with SF 4 or SOCl 2 or POl 5 and then
React with NaF or KF to form RSO 2 CF 2 CF 2 COF
and when used instead of RSCF 2 CF 2 COF above, can be obtained. Furthermore, in the above route, if an arylthioether salt is used instead of RSNa, a vinyl monomer in which Y is an aryl group can be obtained. Furthermore, it is also possible to synthesize sulfur-containing vinyl ethers with different terminal shapes by reacting these vinyl monomers or their intermediate raw materials with appropriate reagents. For example, by treating -CF 2 SR with Cl, It can be converted into the form -CF 2 SCl or -CF 2 SO 2 Cl, or it can be converted into -CF 2 SO 3 M by treating -CF 2 SO 2 R with an alkali containing an oxidizing agent. You can also do that. Also, in the above route,
Instead of RSCF 2 CF 2 COF, Y―Z― derived from carboxylic acid fluoride obtained by the following formula
When (CF 2 ) 3-4 COF is used, a sulfur-containing fluorinated vinyl ether with l=4-5 can be obtained. The copolymerization ratio between the olefin contained in the copolymer and the sulfur-containing fluorinated vinyl ether can be adjusted by appropriately selecting the monomer charge ratio and polymerization conditions. The copolymers of the present invention are made by conventional polymerization methods known for use in the homopolymerization or copolymerization of fluorinated ethylene. Methods for producing the copolymer of the present invention include a non-aqueous polymerization method and an aqueous polymerization method, and the polymerization temperature is generally 0 to 200°C, preferably 20 to 100°C. Pressure is 0~200Kg/ cm2 , preferably 1~50
Kg/ cm2 . Non-aqueous polymerizations are often carried out in fluorinated solvents. A suitable non-aqueous solvent is inert 1,1,2-trichlor-1,
2,2-trichloroethane or perfluorohydrocarbons such as perfluoromethylcyclohexane, perfluorodimethylcyclobutane, perfluorooctane, perfluorobenzene, etc. Aqueous polymerization methods for producing copolymers include emulsion polymerization methods, in which the monomers are contacted with an aqueous medium containing a free radical initiator and an emulsifier to obtain a slurry of polymer particles; There is a suspension polymerization method in which a dispersion of polymer particles is prepared by contacting the polymer particles with an aqueous medium containing both a dispersion stabilizer that is inactive against meridization, and this dispersion is precipitated. Free radical initiators used in the present invention include oxidation-reduction catalysts such as ammonium persulfate and sodium hydrogen sulfite; organic peroxides such as t-butyl peroxide and benzoyl peroxide; and azobisisobutyronitrile. Examples include azobis-based compounds such as; fluorine radical generators such as N 2 F 2 ; After polymerization, the polymer is molded into a film or particles, if necessary. For this molding, a general technique of melting and molding a thin film can be used. When the copolymer of the present invention is used as a raw material for a fluorinated cation exchange membrane, the above membrane-like material is further combined with a membrane-like material made from a copolymer having a high copolymerization ratio of sulfur-containing fluorinated vinyl ether. It is possible and sometimes preferable to glue them together. In this case, the membrane material used for gluing may be made from a copolymer of monomers selected from the group of sulfur-containing fluorinated vinyl ethers and the group of fluorinated olefins, but As, A copolymer using the above may be used as a raw material. In order to lower the electrical resistance, it is preferable that the thickness of the film-like material used for gluing occupies 1/2 to 19/20 of the total thickness after gluing. The membrane may be lined with a mesh of mechanical reinforcing material or the like to help increase strength. A mesh made from polytetrafluoroethylene fibers is most suitable for such a backing, although porous polytetrafluoroethylene sheets and the like are also useful. It is also possible to increase the strength by mixing fibrous polytetrafluoroethylene when forming it into a membrane. When using a membrane material with a glued structure,
It is preferable to embed the reinforcing substance from the side of the membrane material having a high copolymerization ratio of sulfur-containing fluorinated vinyl ether. The thickness of the film-like material is usually 2,500 microns or less, preferably 1,000 microns or less, particularly preferably,
It is 500 microns or less, and the lower limit is determined by the required mechanical strength. The copolymer film of the present invention is substantially composed of the following repeating units (C) and (D) by converting all S-containing terminal groups to sulfonic acid groups, and ( C)

【式】(Lは上記と同じ) (D) (k、l、Mは上記と同じ) (C),(D)のくり返し単位数の比が、(C)/(D)=1.5
〜14好ましくは3〜11であるスルホン酸基を有す
る新規なフツ素化陽イオン交換膜となすことが可
能である。 この膜は、ハロゲン化アルカリ金属水溶液電解
用、水電解用あるいは燃料電池用の融膜として有
用であつて、既に述べた理由により、従来工業的
に用いられてきた、スルホン酸基を有するフツ素
化陽イオン交換膜よりも、優れている。 また、本発明の共重合体の膜状物は、上記のく
り返し単位(C),(D)及び下記のくり返し単位(E)より
実質的に構成され、 (E) (k、Mは上記と同じ、m=l―1) (C),(D),(E)のくり返し単位数の比が、 (C)/〔(D)+(E)〕=1.5〜14好ましくは3〜11、更
に好ましくは3.5〜6 である、カルボン酸基とスルホン酸基とを有す
る、新規なフツ素化陽イオン交換膜となすことも
可能である。 この膜を、ハロゲン化アルカリ金属水溶液電解
用として用いる場合は、カルボン酸基が、膜の片
側の表層部分に偏在している構造とするのが好ま
しいが、特に、表面と実質的に平行な断面に於け
るカルボン酸基数の、該表面に於ける全イオン交
換基数に対する割合(以下カルボン酸基密度と称
する)が下記(イ),(ロ)の条件を満足するようにする
ことが、膜の性能上好ましい。 (イ) 一表面のカルボン酸基密度が20%以上。 (ロ) 該表面から、内部に向つて、カルボン酸基密
度が漸減し、その最大の勾配が、20%/ミクロ
ン以下。 上記の膜の特徴は、高い電流効率と、低い電気
抵抗という優れた電解性能を有し、通常使用され
るより、苛酷な電解条件に於いても、従来の膜に
比してはるかに安定であつて、優れた電解性能を
長期間維持することができ、製造が容易でコスト
が安いという点にある。 上記の膜が優れた電解性能を示す理由は、カル
ボン酸基密度が、一つの表面で20〜100%、好ま
しくは40%以上、更に好ましくは60%以上であつ
て、該表面から内部に向つてカルボン酸基密度が
漸減し、その最大の勾配が、膜厚1ミクロン当り
20〜0.1%、好ましくは15%以下、更に好ましく
は10%以下であるという構造上の特徴にある。こ
こで、カルボン酸基密度の高い側の表面から、カ
ルボン酸基密度が0%になる表面と実質的に平行
な断面までの厚みが、全体の厚みの1/2以下、好
ましくは1/4以下、更に好ましくは1/6以下であ
り、下限は100Åであつて、反対側の表面は実質
的にスルホン酸基のみを有する構造が好ましい。 上記の膜をハロゲン化アルカリ金属水溶液の電
解に用いる場合には、カルボン酸基密度の高い側
の表面を陰極に向けて使用するのが好ましく、該
表面が高濃度のアルカリに接触する際、カルボン
酸基の存在の為に収縮して、固定イオン濃度が高
くなる結果、水酸イオンの膜中への浸透、槽内の
泳動、拡散が有効に阻止され高い電流効率を示
す。 該表面のカルボン酸基密度としては、膜のくり
返し単位数の比(C)/〔(D)+(E)〕の膜及び電解に用
いられる電流密度、温度、アルカリ濃度等の種々
な要因に応じた最適な値を、製造条件を調節して
適宜選択することが可能であるが、一般に(C)/
〔(D)+(E)〕が大きい程、カルボン酸基密度が低く
てもよい。 一方、上記の膜の好ましい態様に於いては、カ
ルボン酸基は、主として、一表面側の薄層に存在
し、残りの大部分には、実質上スルホン酸基のみ
が存在するので、アルカリ金属イオンが、陽極室
から陰極室に向つて移動する際の電気抵抗が、例
えばカルボン酸基のみを含有する膜に比して極め
て低い。 上記の膜が、高濃度アルカリに接しながら、通
常使用されるより苛酷な条件下で使用されても、
従来の膜に比してはるかに安定であつて、優れた
電解性能を長期間維持することができる、一つの
理由は、上記のくり返し単位(C),(D),(E)により、
実質的に構成されているというポリマー構造上の
特徴がある。ここで、高いイオン交換容量を有
し、かつ物理的に強靭な膜を得ることができるの
でk=0が好ましいが、k=1のものが一部混合
されていても構わない。l=3のものがモノマー
の製造が容易である点で好ましい。lが6以上の
ものは、モノマーを工業的に製造する事が困難な
上に、イオン交換容量を充分大きくできない点か
らl=3〜5のものに比して劣つている。またL
=Fのものが、耐熱、耐薬品性の要から特に好ま
しい。 上記のポリマー構造上の特徴は、上記の膜を製
造する際使用される、次式の含イオウフツ素化ビ
ニルエーテルの構造上の特徴に基づいている。 (k、l、Z、Yは上記と同じ) 上記のモノマーは従来のスルホン酸型膜または
カルボン酸基を化学処理により表層に形成させた
スルホン酸型膜の原料として用いられている次式
の含イオウフツ素化ビニルエーテルに比較して、 (nは上記と同じ) k=0の場合でも、末端構造または、環の員数
が異なる為、ビニル化工程に於いて、前述した様
な環化反応が、実質的に生じないか、または、非
常に少くすることができ、k=0のものを容易に
得ることができる。また重合時にも環化反応によ
るポリマー物性の低下を生じない。 従つて、k=0のものを主として膜の製造に用
いることができる為、側鎖に、
[Formula] (L is the same as above) (D) (k, l, and M are the same as above) The ratio of the number of repeating units of (C) and (D) is (C)/(D) = 1.5
It is possible to form a novel fluorinated cation exchange membrane having sulfonic acid groups of ~14, preferably 3 to 11. This membrane is useful as a melting membrane for aqueous alkali metal halide electrolysis, water electrolysis, or fuel cells. Superior to cation exchange membranes. Further, the film-like material of the copolymer of the present invention is substantially composed of the above repeating units (C) and (D) and the following repeating unit (E), and (E) (k, M are the same as above, m=l-1) The ratio of the number of repeating units of (C), (D), and (E) is (C)/[(D)+(E)]=1.5~ It is also possible to provide a novel fluorinated cation exchange membrane having carboxylic acid groups and sulfonic acid groups, preferably from 3 to 11, more preferably from 3.5 to 6. When this membrane is used for aqueous electrolysis of alkali metal halides, it is preferable to have a structure in which the carboxylic acid groups are unevenly distributed in the surface layer on one side of the membrane. The ratio of the number of carboxylic acid groups on the surface to the total number of ion exchange groups on the surface (hereinafter referred to as carboxylic acid group density) satisfies the following conditions (a) and (b). Favorable in terms of performance. (a) The density of carboxylic acid groups on one surface is 20% or more. (b) The carboxylic acid group density gradually decreases from the surface toward the inside, and the maximum gradient is 20%/micron or less. The above membrane has excellent electrolytic performance such as high current efficiency and low electrical resistance, and is much more stable than conventional membranes even under harsh electrolytic conditions than those normally used. In addition, it can maintain excellent electrolytic performance for a long period of time, is easy to manufacture, and is inexpensive. The reason why the above membrane exhibits excellent electrolytic performance is that the carboxylic acid group density is 20 to 100% on one surface, preferably 40% or more, and more preferably 60% or more, and The carboxylic acid group density gradually decreases over time, and its maximum gradient is per micron of film thickness.
It has a structural feature of 20 to 0.1%, preferably 15% or less, and more preferably 10% or less. Here, the thickness from the surface with higher carboxylic acid group density to the cross section substantially parallel to the surface where the carboxylic acid group density is 0% is 1/2 or less, preferably 1/4 of the total thickness. More preferably, it is 1/6 or less, the lower limit is 100 Å, and the opposite surface has a structure having substantially only sulfonic acid groups. When using the above membrane for electrolysis of an aqueous alkali metal halide solution, it is preferable to use the surface with a higher density of carboxylic acid groups facing the cathode. Due to the presence of acid groups, it contracts and the fixed ion concentration increases, which effectively prevents hydroxide ions from penetrating into the membrane, migrating within the tank, and diffusing, resulting in high current efficiency. The density of carboxylic acid groups on the surface depends on various factors such as the ratio of the number of repeating units in the membrane (C)/[(D)+(E)] and the current density used in electrolysis, temperature, and alkali concentration. Although it is possible to appropriately select the optimal value according to the manufacturing conditions by adjusting the manufacturing conditions, in general (C)/
The larger [(D)+(E)] is, the lower the carboxylic acid group density may be. On the other hand, in a preferred embodiment of the above-mentioned membrane, the carboxylic acid groups are mainly present in the thin layer on one surface side, and substantially only the sulfonic acid groups are present in the remaining majority, so that the alkali metal The electrical resistance when ions move from the anode chamber to the cathode chamber is extremely low compared to, for example, a membrane containing only carboxylic acid groups. Even if the above-mentioned membrane is used in contact with highly concentrated alkali under harsher conditions than normally used,
One of the reasons why it is much more stable than conventional membranes and can maintain excellent electrolytic performance for a long time is because of the repeating units (C), (D), and (E) mentioned above.
There is a structural feature of the polymer that it consists essentially of: Here, k=0 is preferable since it is possible to obtain a physically strong membrane having a high ion exchange capacity, but a part of k=1 may be mixed. It is preferable that l=3 because the monomer can be easily produced. Those with l of 6 or more are inferior to those with l of 3 to 5 because it is difficult to industrially produce the monomer and the ion exchange capacity cannot be sufficiently increased. Also L
=F is particularly preferred from the viewpoint of heat resistance and chemical resistance. The above polymer structural features are based on the structural features of the sulfur-containing fluorinated vinyl ether of the following formula used in manufacturing the above membrane. (k, l, Z, Y are the same as above) The above monomer is used as a raw material for conventional sulfonic acid type membranes or sulfonic acid type membranes with carboxylic acid groups formed on the surface layer by chemical treatment. Compared to sulfur-containing fluorinated vinyl ether, (n is the same as above) Even in the case of k = 0, the terminal structure or the number of ring members is different, so the cyclization reaction as described above does not occur substantially in the vinylation step, or It can be made very small, and one where k=0 can be easily obtained. Furthermore, during polymerization, the physical properties of the polymer do not deteriorate due to the cyclization reaction. Therefore, since k=0 can be mainly used for membrane production, the side chain

【式】 を実質上含まないが、或いは少量しか含まない構
造とすることができるので、同じイオン交換容量
の膜でもフツ素化オレフインの含量を大きくで
き、イオン交換容量を高くした物理的に強靭な膜
を製造することができる上に、そのメカニズムは
明らかではないが、通常の条件より苛酷な条件下
で使用した場合でも、カルボン酸層の剥離や亀裂
を防止し、安定した性能を維持することが可能と
なる。 上記の膜が苛酷な条件下でも安定である、もう
一つの理由は、膜を実質的に構成するくり返し単
位、(C),(D),(E)のくり返し単位数の比(C)/〔(D)+
(E)〕が一般に1.5〜14、好ましくは3〜11、更に
好ましくは3.5〜6の範囲にあることである。こ
の比が1.5より小さいと、膜は使用中に膨潤し易
く、長期間安定な性能を保てない。また14より大
きいと、膜が収縮し易く電気抵抗が高くなつて実
用的でない。 上記の膜のイオン交換容量は、次式の様に、く
り返し単位の構造、くり返し単位数の比及びカル
ボン酸基密度に依存する式として表わされる。 イオン交換容量=1000/〔r(81+ML) +d(142+166k+50m) +(1−d)(178+166k+50l)〕 (meq/gr乾燥H型樹脂) 〔ここでrは(A)/〔(B)+(C)〕 ML:原子団Lの式量 d:カルボン酸基密度〕 従来、イオン交換膜のイオン交換容量は、例え
ば、特開昭50―120492号、特開昭51―130495号、
U.S.P.4065366号、特開昭52―36589号、特開昭52
―24176号等に開示されている様に、具体的な数
値で指定されてきた。しかしながら、本発明者ら
の研究によれば、イオン交換基の種類が与えられ
た場合膜の膨潤、収縮挙動を支配するのは、イオ
ン交換容量そのものではなく、共重合体を構成す
るフツ素化オレフインと、イオン交換基を有する
フツ素化ビニルエーテルとの共重合比及び該ビニ
ルエーテル中の
Since it is possible to create a structure that contains substantially no or only a small amount of [Formula], the content of fluorinated olefin can be increased even with the same ion exchange capacity, resulting in a physically strong membrane with a high ion exchange capacity. In addition, although the mechanism is not clear, it prevents the carboxylic acid layer from peeling or cracking and maintains stable performance even when used under harsher conditions than normal conditions. becomes possible. Another reason why the above film is stable even under harsh conditions is the ratio of the number of repeating units (C), (D), and (E) that substantially constitute the film: (C)/ [(D)+
(E)] is generally in the range of 1.5 to 14, preferably 3 to 11, more preferably 3.5 to 6. If this ratio is less than 1.5, the membrane tends to swell during use and cannot maintain stable performance for a long period of time. If it is larger than 14, the membrane tends to shrink and the electrical resistance becomes high, making it impractical. The ion exchange capacity of the above-mentioned membrane is expressed as an equation that depends on the structure of repeating units, the ratio of the number of repeating units, and the density of carboxylic acid groups, as shown in the following equation. Ion exchange capacity = 1000/[r(81+M L ) +d(142+166k+50m) +(1-d)(178+166k+50l)] (meq/gr dry H-type resin) [Here, r is (A)/[(B)+( C)] M L : Formula weight of atomic group L d: Carboxylic acid group density] Conventionally, the ion exchange capacity of ion exchange membranes has been described, for example, in JP-A-50-120492, JP-A-51-130495,
USP No. 4065366, JP-A-52-36589, JP-A-52
- As disclosed in No. 24176, etc., specific numerical values have been specified. However, according to the research conducted by the present inventors, it is not the ion exchange capacity itself that governs the swelling and contraction behavior of membranes when the type of ion exchange group is given, but the fluorination that constitutes the copolymer. Copolymerization ratio of olefin and fluorinated vinyl ether having an ion exchange group and

【式】の有無が最も重 要であつて、充分低い電気抵抗を持ち、かつ電解
に使用しても膨潤、収縮の小さい、物理的に強靭
な膜を得る為には、
The presence or absence of [Formula] is most important, and in order to obtain a physically strong film that has sufficiently low electrical resistance and has little swelling or shrinkage even when used for electrolysis,

【式】を持たない フツ素化ビニルエーテルを主として用い、上記の
共重合比を或る一定の範囲に調節する必要があ
り、従つてイオン交換容量は、上述の様な式で、
表わされることになる。 上記の共重合比が、膜の膨潤、収縮挙動に決定
的な影響力を持つ理由は明確ではないが、単なる
説明の為に述べればフツ素化オレフインとして、
最も好ましいテトラフロロエチレンを用いた場
合、膜のX線回析から、テトラフロロエチレンが
部分的に結晶化している様子がうかがわれ、その
程度が上記の共重合比に大きく依存していること
から、この結晶領域が、擬似架橋点として働き、
膜の膨潤、収縮挙動を支配しているのではないか
と推定される。 上記の膜に於いては、側鎖に実質上
It is necessary to mainly use fluorinated vinyl ether that does not have [formula], and adjust the above copolymerization ratio within a certain range. Therefore, the ion exchange capacity is determined by the above formula,
It will be expressed. It is not clear why the above copolymerization ratio has a decisive influence on the swelling and shrinkage behavior of the membrane, but for the sake of explanation, as a fluorinated olefin,
When the most preferred tetrafluoroethylene is used, X-ray diffraction of the membrane shows that the tetrafluoroethylene is partially crystallized, and the degree of crystallization is largely dependent on the above copolymerization ratio. Therefore, this crystalline region acts as a pseudo-crosslinking point,
It is presumed that it controls the swelling and shrinking behavior of the membrane. In the above membrane, substantially

【式】を含まないか、或いは少量しか 含まない構造とすることができ、同じイオン交換
容量を有する膜を製造する場合に、テトラフロロ
エチレンの共重合比を、含イオウフツ素ビニルエ
ーテルとして、
When producing a membrane that does not contain [Formula] or contains only a small amount of it and has the same ion exchange capacity, the copolymerization ratio of tetrafluoroethylene is set to sulfur-containing vinyl ether,

【式】を用いた場合 より大きくすることができ、高いイオン交換容量
と、物理的な強靭さを合わせ持つ膜とすることが
できる。 上記の膜が、高濃度アルカリに接しながら、通
常使用されるより苛酷な条件下で使用されても、
従来の膜に比してはるかに、安定である他の理由
は、上述した様に、カルボン酸基密度が特定の範
囲の勾配を持つて漸減的に変化している点にあ
る。 特開昭52―36589号、特開昭53―132089号等に
開示されている、カルボン酸基を含有する膜と、
スルホン酸基を含有する膜とをはり合わせた構造
の膜は、既述したように、接着が不完全であつ
て、上記の苛酷な条件下では、短期間ではり合わ
せ部分から剥離、水泡を生じ易い。 一方、本発明者らの知見によれば、特開昭52―
24176号、特開昭53―104583号、特開昭53―
116287号、特開昭54―6887号等に開示されている
様な、化学処理によつてカルボン酸基を生成させ
た膜で、或る程度、カルボン酸基密度の勾配をコ
ントロールできる場合でも、前述したポリマー構
造の問題の為か、上記の膜に比較すると、苛酷な
条件下で、カルボン酸層の剥離や亀裂を生じ易
い。 これに対し、実施例に示す様に、上記の膜は例
えば110A/dm2以上の高電流密度下、95℃以上
の高温に於いても、カルボン酸層の剥離や亀裂の
発生等の異常無しに、従来の膜に比してはるかに
長期間、安定した性能を維持することができる。 上記の膜は、カルボン酸基密度が低い方の表面
に、既述のくり返し単位(C)及び、下記のくり返し
単位(F)より実質的に構成され、 (F) (p=0または1、q=3〜5の整数、Mは上
記と同じ) (C),(F)のくり返し単位数の比が、 (C)/(F)<(C)/(D)または(C)/〔(D)+(E)〕 である、フツ素化陽イオン交換膜をはり合わせた
構造にすることができるし、また膜の電気抵抗を
低くする観点から好ましい。この場合電気抵抗が
低く、物理的に強靭な膜が得られること及び製造
上の容易さから、p=0、q=lであることが好
ましく、またくり返し単位(D)を有するフツ素化陽
イオン交換膜の厚みが、はり合わせた後の膜全体
の厚みの1/2〜19/20であることが好ましい。 また、本発明の共重合体の膜状物は、上記のく
り返し単位(C),(E)より構成され、(C),(E)のくり返
し単位数の比が、 (C)/(E)=1.5〜14好ましくは3〜11である実質
的にカルボン酸基のみを有する、フツ素化陽イオ
ン交換膜となすことも可能である。 本発明の共重合体の膜状物から、上記のカルボ
ン酸基とスルホン酸基を有するフツ素化陽イオン
交換膜を製造する方法について次に述べるが、上
述したスルホン酸基のみ、またはカルボン酸基の
みを有するフツ素化陽イオン交換膜も、このうち
の一部の反応を利用して製造することができる。 本発明の共重合体から、カルボン酸基とスルホ
ン酸基を有するフツ素化陽イオン交換膜を製造す
る、第1段階は、上記の方法で得られる。下記の
くり返し単位、(C),(B)により実質的に構成された
膜状物の、一部または全部のくり返し単位(B)の末
端を必要によりスルホニルハライド基、好ましく
はスルホニルクロライド基−CF2SO2Clまたはス
ルホニルフロライド−CF2SO2Fに、一般式 B2(ABd-2e (A=PまたはS、A=Pの時B=ハロゲンで
d=3または5、A=Sの時B=Fでd=4、e
=0または1) で示されるハロゲン化剤を用いて変換すること
である。 (C)
It can be made larger than when using the formula [Formula], and the membrane can have both high ion exchange capacity and physical toughness. Even if the above-mentioned membrane is used in contact with highly concentrated alkali under harsher conditions than normally used,
Another reason why it is much more stable than conventional membranes is that, as mentioned above, the carboxylic acid group density is gradually varied with a gradient within a certain range. A membrane containing a carboxylic acid group, which is disclosed in JP-A-52-36589, JP-A-53-132089, etc.
As mentioned above, the membrane that has a structure in which a membrane containing a sulfonic acid group is glued together has incomplete adhesion, and under the above harsh conditions, it will peel off from the bonded part and cause blisters in a short period of time. Easy to occur. On the other hand, according to the knowledge of the present inventors,
No. 24176, JP-A No. 104583, JP-A-53-
Even if it is possible to control the gradient of carboxylic acid group density to some extent with a film in which carboxylic acid groups are generated through chemical treatment, as disclosed in No. 116287, JP-A-54-6887, etc., Perhaps because of the problem with the polymer structure mentioned above, the carboxylic acid layer is more likely to peel or crack under severe conditions than the above-mentioned films. On the other hand, as shown in the examples, the above film shows no abnormalities such as peeling of the carboxylic acid layer or cracking even under high current densities of 110 A/dm 2 or higher and at high temperatures of 95°C or higher. Moreover, it can maintain stable performance for a much longer period of time than conventional membranes. The above film is substantially composed of the above-mentioned repeating unit (C) and the following repeating unit (F) on the surface with a lower density of carboxylic acid groups, (F) (p=0 or 1, q=an integer of 3 to 5, M is the same as above) The ratio of the number of repeating units of (C) and (F) is (C)/(F)<(C)/(D ) or (C)/[(D)+(E)] It is possible to have a structure in which fluorinated cation exchange membranes are laminated, and this is preferable from the viewpoint of lowering the electrical resistance of the membrane. In this case, it is preferable that p = 0 and q = l because a physically strong film with low electrical resistance can be obtained and it is easy to manufacture. The thickness of the ion exchange membrane is preferably 1/2 to 19/20 of the thickness of the entire membrane after lamination. Furthermore, the film-like material of the copolymer of the present invention is composed of the above-mentioned repeating units (C) and (E), and the ratio of the number of repeating units of (C) and (E) is (C)/(E). )=1.5-14, preferably 3-11, and it is also possible to form a fluorinated cation exchange membrane having substantially only carboxylic acid groups. A method for producing a fluorinated cation exchange membrane having the above-mentioned carboxylic acid groups and sulfonic acid groups from a membrane-like product of the copolymer of the present invention will be described below. Fluorinated cation exchange membranes having only groups can also be produced using some of these reactions. The first step of producing a fluorinated cation exchange membrane having carboxylic acid groups and sulfonic acid groups from the copolymer of the present invention is obtained by the method described above. In a film-like product substantially composed of the following repeating units (C) and (B), the terminals of some or all of the repeating units (B) may be optionally substituted with a sulfonyl halide group, preferably a sulfonyl chloride group -CF 2 SO 2 Cl or sulfonyl fluoride - CF 2 SO 2 F with the general formula B 2 (AB d-2 ) e (A=P or S, when A=P, B=halogen and d=3 or 5, A When =S, B=F and d=4, e
= 0 or 1). (C)

【式】 (Lは上記と同じ) (B) (k、l、Z、Yは上記と同じ) この段階で用いる反応は、Z及びYの種類に応
じて異なるので、タイプ毎に説明する。 (a) Z=―S―の場合:一般にハロゲンと膜状物
を反応させて、スルホニルハライド基に転換す
ることができるが、反応性及び取り扱い易さの
点から塩素を用いることが好ましく、この場
合、−CF2SClを経由するか、または直接に、−
CF2SO2Clを生成する。反応条件としては、広
範囲な条件を選ぶことができるが、一般に、反
応温度は0〜300℃の範囲であり、定圧または
加圧が使用される。また塩素は、乾燥状態でも
よく、水、酢酸トリフロロ酢酸等の有機溶媒ま
たはS2Cl2等の無機溶媒に溶解して用いてもよ
い。 またZ=―S―の場合:オゾン、濃硫酸、発
煙硫酸、硝酸、スルフリルクロライド、過酸化
水素、過マンガン酸カリまたは重クロム酸カリ
等の一般的な酸化剤を用いて、Z=−SO2−の
スルホンまたはスルホキサイドに酸化すること
ができる。この酸化処理は通常水溶液中で、30
〜200℃の条件で行われるが、酢酸、トリフロ
ロ酢酸等の有機溶媒を共存させて、膜中への酸
化剤の侵透を速めることもできる。 上記の酸化処理により生成したスルホキサイ
ドは塩素により−CF2SO2Clに変換できる。 (b) Z=−SO2−のスルホンの場合:Z=―S―
の場合と同様な方法で、スルホニルクロライド
基に変換することも可能であるが、またアルカ
リで加水分解して、スルホン酸基−CF2SO3M
とすることもできる。この加水分解は、苛絶ソ
ーダまたは苛性カリを水または、水とアルコー
ル、ジメチルスルホキシド等の有機溶媒との混
合溶媒に溶解し必要により酸化剤を添加した溶
液を用いて、30〜200℃の条件下で行うことが
できる。 この様にして得られたスルホン酸基は、五塩化
リンの蒸気または、それをオキシ塩化リン、ハロ
ゲン化有機化合物等に溶解したものと、特開昭52
―134888号、特開昭54―4289号等に記載されてい
る方法及び条件で反応させることにより、容易
に、スルホニルクロライド基に変換することがで
きる。また三塩化リンを塩素と混合して用いても
よい。 また、SF4等のフツ素化剤と反応させて、スル
ホニルフロライド基に変換することも可能であ
る。この場合、反応温度は、30〜300℃の範囲で
あり、通常1〜100気圧の加圧下で反応が行われ
る。 スルホン酸基を有するビニルモノマーを用いて
重合を行つた場合、そのままでは成型が困難なの
で、上述した方法によりスルホニルフロライド基
に変換した後、膜状に成型することが可能であ
る。 また、スルホニルクロライド基等の熱安定性の
あまり良くない末端基を有するビニルモノマーを
重合に用いた場合も、一旦加水分解して、スルホ
ン酸基とし、上述の方法でスルホニルフロライド
基に変えた後、成型を行うことが可能である。 本発明の共重合体からカルボン酸基とスルホン
酸基を有するフツ素化陽イオン交換膜を製造す
る、第2段階は、上記の方法で得た、くり返し単
位(G)の末端の一部または全部のスルホニルハライ
ド基、好ましくは、スルホニルクロライド基また
は、スルホニルフロライド基を、カルボン酸基に
変換することであるが、反応性及び製造の容易さ
からスルホニルクロライド基を用いる事が最も好
ましい。 (G) (k、lは上記と同じ、Xはハロゲン、好まし
くはFまたはCl) このような変換は、くり返し単位(G)を有する膜
状物を、一般に、特開昭52―24176号、特開昭52
―24177号、特開昭53―132094号等に記載されて
いる還元剤、反応方法、及び反応条件で処理し
て、スルフイン酸基を経由するか、或いは直接的
に、S原子に直結した−CF2−をカルボン酸基に
変えることで達成される。 本発明で用いられる還元剤としては、例えばヨ
ウ化水素酸、臭化水素酸、次亜リン酸、硫化水素
酸、亜ヒ酸、亜リン酸、亜硫酸、亜硝酸、ギ酸、
シユウ酸等の還元性の無機酸、それらの金属塩、
アンモニウム塩及びヒドラジン類が、反応性及び
取扱いの容易さから好ましいが、そのうちでも還
元性の無機酸が最も好ましい。これらの還元剤
は、単独で用いてもよく、必要であれば混合して
用いてもよい。 上記の膜の優れた特徴である、カルボン酸基が
膜の片面側のみに偏在している構造は、上記の第
1段階の反応、または好ましくは第2段階の反応
を、膜の片面側から行うことによつて、容易に実
現し得る。はり合わせた構造を有する膜状物の場
合は、はり合わせを行つた側と反対の面から、こ
れらの反応を行うことが好ましい。 またカルボン酸基の密度勾配を、所望の形状に
調節することは、第1段階または、第2段階の反
応の、温度、時間、圧力、溶媒組成等の要因を、
適当に調節して、反応速度と反応試剤の膜中への
拡散速度との兼ね合いを計ることにより可能とな
るが、コントロールの容易さから、第2段階の反
応で調節することが好ましい。 カルボン酸基密度を調節する好ましい方法は、
上記の還元剤の水溶液に、C1〜C12のアルコール
類、カルボン酸類、スルホン酸類、ニトリル類ま
たはエーテル類の群より選ばれた、少くとも一種
の有機化合物を溶かした溶液を用いて反応させる
ことであるが、特に有機化合物として、カルボン
酸類を用いることが好ましい。これらの有機化合
物の添加量は、用いる膜、還元剤、有機化合物等
の種類及び反応条件に応じ、100PPM以上の範囲
で、適宜選択される。 上記方法で用いられるアルコール類の一例を示
せばメタノール、エタノール、プロパノール、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、1,
4―ブタンジオール、1,8―オクタンジオー
ル、グリセリンなどがある。 また、カルボン酸類、スルホン酸類の一例を示
せば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪
酸、n―キツ草酸、カプロン酸、n―ヘプタン
酸、カプリル酸、ラウリル酸、フルオロ酢酸、ク
ロル酢酸、ブロム酢酸、ジクロル酢酸、マロン
酸、グルタル酸、トリフルオロ酢酸、パーフルオ
ロプロピオン酸、パーフルオロ酪酸、パーフルオ
ロキツ草酸、パーフルオロカプロン酸、パーフル
オロn―ヘプタン酸、パーフルオロカプリル酸、
パーフルオログルタル酸、トリフルオロメタンス
ルホン酸、パーフルオロヘプタンスルホン酸、メ
タンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンス
ルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン
酸、ヘキサンスルホン酸、ヘプタンスルホン酸な
どがあり、好ましくは酢酸、プロピオン酸、カプ
リル酸、トリフルオロ酢酸、パーフルオロカプリ
ル酸、パーフルオロ酪酸が用いられる。 また、ニトリル類としては、アセトニトリル、
プロピオニトリル、アジポニトリル等があり、エ
ーテル類としてはジエチルエーテル、テトラヒド
ロフラン、ジオキサン、グライム、ジグライム等
がある。これらの有機化合物のうち、用いる還元
剤によつては化学変化を生じるものもあるので、
そのような組合わせはさけた方がよい。 尚、膜中のカルボン酸基密度の勾配は、実施例
に示すように、膜の断面を適当な染料によつて染
色し、その染まり具合から測定するか、膜を表面
に実質的に平行になる様に削りながら、表面赤外
吸収スペクトル(以下ATRと略称する)を測定
し、そのカルボン酸基に起因する吸収ピークの強
度変化から算出できる。 また、上記の膜及び他のフツ素化陽イオン交換
膜に於いて、イオン交換基の結合した側鎖構造は
脱交換基反応を生じさせ、その生成物のATRま
たはIR吸収スペクトルを測定することにより同
定される。 また、共重合体組成の推定は、イオン交換容量
の測定、元素分析等を組合わせて行われる。 上述した還元剤を用いる方法以外に、特開昭53
―125986号等に記載されているのと、同様な方法
により、スルホニルハライド基を、一旦−CF2I
に変換した後、カルボン酸基とする方法も可能で
あるし、くり返し単位(B)を有する膜状物を、紫外
線、電子線等で照射して、直接カルボン酸基を得
る方法もある。 また、特開昭53―104583号、特開昭53―116287
号等に記載されているように、スルホニルハライ
ド基を有する膜状物または、上述の方法で中間体
として得られるスルフイン酸基または、−CF2Iを
有する膜状物を、カルボニル基を有する化合物ま
たは、不飽和結合を有する化合物と、イオン的ま
たはラジカル的に、SO2またはヨウ素原子が脱離
を生じる条件下で反応させ、還元剤を用いる方法
で得られるよりも、−CF2−が多いカルボン酸基
を得ることも可能である。 しかしながら、これらの方法は、カルボン酸基
密度勾配のコントロールが難しいこと、反応に多
段階を要し、コストが高いこと、高価な試薬が必
要なこと、副反応の抑制が難しいこと、側鎖がパ
ーフロロにならないこと、膜が処理中に物理的損
傷を受けること等のいずれかの点で、還元剤を用
いる方法に比して劣つており、従つて還元剤を用
いる方法で製造された膜の方が、上記の方法で製
造されたものよりもはるかに好ましいものであ
る。 本発明の共重合体からカルボン酸基とスルホン
酸基を有するフツ素化陽イオン交換膜を製造する
第3段階は、残存する、S原子を含む未端基を全
て、スルホン酸基に変換することであり、これ
は、第1段階の反応で述べた酸化反応または特開
昭52―24176号、特開昭52―24177号等に記載され
ている、加水分解等の反応を適用することによ
り、容易に行うことができる。 上述した様に、上記のカルボン酸基とスルホン
酸基を有するフツ素化陽イオン交換膜は、共通の
出発物質から、簡単な反応により、カルボン酸基
と、スルホン酸基に誘導できるので、製造が容易
であり、またコストが安いという優れた特徴を持
つている。 本発明の共重合体から製造されるスルホン酸基
とカルボン酸基とを有する陽イオン交換膜はハロ
ゲン化アルカリ金属水溶液の電解に極めて好まし
く用いられる。すなわち、従来一般の電解条件;
電流密度10〜70A/dm2、温度20〜100℃、アル
カリ金属ハロゲン化物の濃度1〜5N、アルカリ
濃度1〜20Nの条件下での電解に用いられること
は勿論、電流密度70〜200A/dm2、温度100〜
150℃の如き苛酷な条件下でも長期間安定した性
能で使用できる。 また、本発明の共重合体は、一般のイオン交換
樹脂を製造する方法に準じて、重合時または成型
時に粒状となした後、膜状物をフツ素化陽イオン
交換膜に変換する際に使用する上記の反応を適用
し、下記のくり返し単位(A)と(D)及び/または(E)よ
り構成され、 (A) (―CA1A2−CA3A4)― (A1、A2、A3、A4は上記と同じ) (D) (k、l、Mは上記と同じ) (E) (k、m、Mは上記と同じ) (A)、(D)、(E)のくり返し単位数の比が、 (A)/〔(D)+(E)〕=0.5〜16 であるフツ素化粒
状イオン交換樹脂となすことも可能である。 これらのイオン交換樹脂は、粒状、膜状、繊維
状、ひも状等の任意の形状に加工でき、耐熱性、
耐薬品性が、炭化水素系のものより優れているこ
とを利用して、一般に吸着を利用した分離プロセ
ス、例えば金属イオンの吸着分離や有機高分子物
質の分離等に有用であり、また、有機反応の酸触
媒等に広く用いることができる。 また、本発明に係わる共重合体は、繊維状、ひ
も状として、フツ素化陽イオン交換膜のイオン電
導性の補強材として用いることも可能である。ま
た、該共重合体は他のフツソ系または炭化水素系
共重合体とブレンドして種々の用途に用いること
も可能であるしまた、そのまま、または適当な触
体と混合して潤滑剤、界面活性剤等の用途に供す
ることもできる。また、フツ素系エラストマーの
原料としても有用である。 以下に実施例を示すが、本発明の技術的範囲は
これらに制約されるものではない。 実施例 1 300c.c.のステンレス製オートクレーブに10gの
CF2=CFO(CF23SC2H5と0.1gの過硫酸アンモ
ニウム及び水を入れ、パーフルオロオクタン酸ア
ンモニウムを乳化剤として乳化させ、温度50℃に
てテトラフルオロエチレンを圧力15Kg/cm2で、助
触媒に用いる亜硫酸水素ナトリウムを追添しなが
ら重合させて本発明の共重合体を得た。元素分析
の結果、この共重合体の硫黄含量は4.23%である
ことが判明した。 この共重合体を薄膜となし赤外吸収スペクトル
を測定したところ、2980cm-1付近にエチル基、
990cm-1付近にエーテル基、740cm-1付近にC―S
―Cに基づくと思われる吸収が見られる。 オリフイスの内径2.1mm、長さ8mmの装置を用
い、上記の共重合体のメルトインデツクスを測定
したところ、温度250℃、荷重2.16Kgの条件で、
1.6g/10分であつた。 この共重合体を厚さ250μの膜状物に成型した
後、塩素ガスで120℃、20時間処理し、次いで、
飽和塩素水で83℃、20時間処理した。この膜状物
のATRを測定すると、塩素処理前に見られた
3000cm-1付近のエチル基の吸収が消失しており、
代りに1420cm-1付近にスルホニルクロライド基に
よる吸収が現われた。該膜状物の一部をアルカリ
で加水分解した后、イオン交換容量を測定したと
ころ1.3meq/g乾燥樹脂であり、この膜の繰り
返し単位の比率、即ち は4.4であつた。 このスルホニルクロライド基を有する膜状物の
片面を57%ヨウ化水素酸と氷酢酸を体積比で15:
1の割合で混合した溶液で72℃、18時間処理した
後、アルカリで加水分解処理し、更に5%亜塩素
酸ソーダ水溶液で90℃、16時間処理して陽イオン
交換膜を得た。この交換膜のATRを測定すると
ヨウ化水素酸で処理した面には1690cm-1にカルボ
ン酸塩型による吸収が見られ、非処理面側には
1060cm-1にスルホン酸塩型の吸収が見られた。ま
た膜の断面をPH=2に調整したマラカイトグリー
ンの水溶液にて染色すると、処理面側表層から12
μの厚さが青色に染色され残りは黄色に染色され
た。青色に染色された層に於けるカルボン酸基の
密度勾配を以下の方法により測定した。 同じ交換容量の膜で全交換基をカルボン酸基に
転換した膜を上記と同様な操作で作製しておき、
この膜のATRを測定し、1690cm-1のカルボン酸
塩基の吸光度をベースライン法で算出し、該吸光
度を100とする。前述の膜のカルボン酸塩基を有
する側の表層を均一に削り取り、該面のATRを
測定し、カルボン酸基の吸光度を算出し、上記の
全面カルボン酸膜の吸光度に対する割合A%を計
算する。一方、表層を削り取る前后の膜厚を測定
し、その差Bμを計算する。即ち表層からBμの
厚さに於けるカルボン酸密度はA%となる。 本実施例に於いて得られた膜の片側表層から削
つた時のカルボン酸基の密度は、表面100%、表
面から5μの厚さで88%、10μの厚さで68%、15
μの厚さで46%、20μの厚さで26%、29μの厚さ
で0%であり、厚みと密度の関係を図示すると第
1図のようであつて、この最大密度勾配は4.4
%/μであつた。 該膜の電解性能は次のようにして測定した。 通電面積0.06dm2(2cm×3cm)で、該膜を介
して陽極室及び陰極室とからなる電解層を用い、
該膜をカルボン酸基を有する面を陰極側に向けて
組み込む。陽極は寸法安定性のある金属電極、陰
極には鉄板を用い、陽極室には飽和食塩水溶液を
流し、塩酸を添加しながらPHを3に維持させる。
陰極室には10規定のカセイソーダ水溶液を循環さ
せながら濃度を一定に保つために水を添加する。 陽極室及び陰極室をそれぞれ95℃に保持して
110アンペア/dm2の電流密度で通電し時間当り
陰極室に生成したカセイソーダ量を通電量より計
算される理論量で除し電流効率を計算した。 電流効率及びセル電圧の経時変化は下表の通り
であつた。
[Formula] (L is the same as above) (B) (k, l, Z, and Y are the same as above) The reaction used in this step differs depending on the types of Z and Y, so it will be explained for each type. (a) In the case of Z=-S-: Generally, halogen and a film-like substance can be reacted to convert it into a sulfonyl halide group, but from the viewpoint of reactivity and ease of handling, it is preferable to use chlorine; via −CF 2 SCl or directly, −
Generates CF 2 SO 2 Cl. Although a wide range of reaction conditions can be selected, the reaction temperature is generally in the range of 0 to 300°C, and constant pressure or increased pressure is used. Further, chlorine may be used in a dry state, or dissolved in water, an organic solvent such as acetic acid trifluoroacetic acid, or an inorganic solvent such as S 2 Cl 2 . In the case of Z=-S-, Z=-SO 2- can be oxidized to sulfone or sulfoxide. This oxidation treatment is usually carried out in an aqueous solution for 30
Although it is carried out at a temperature of ~200°C, it is also possible to coexist an organic solvent such as acetic acid or trifluoroacetic acid to speed up the penetration of the oxidizing agent into the membrane. The sulfoxide produced by the above oxidation treatment can be converted to -CF 2 SO 2 Cl with chlorine. (b) For sulfone with Z=-SO 2 -: Z=-S-
Although it is possible to convert to a sulfonyl chloride group in the same manner as in the case of
It is also possible to do this. This hydrolysis is carried out under conditions of 30 to 200°C using a solution in which caustic soda or caustic potash is dissolved in water or a mixed solvent of water and an organic solvent such as alcohol or dimethyl sulfoxide, and an oxidizing agent is added if necessary. It can be done with The sulfonic acid group obtained in this way can be obtained by using phosphorus pentachloride vapor or its solution in phosphorus oxychloride, halogenated organic compounds, etc.
It can be easily converted into a sulfonyl chloride group by reacting with the method and conditions described in JP-A-134888, JP-A-54-4289, and the like. Further, phosphorus trichloride may be used in combination with chlorine. It is also possible to convert it into a sulfonyl fluoride group by reacting with a fluorinating agent such as SF 4 . In this case, the reaction temperature is in the range of 30 to 300°C, and the reaction is usually carried out under pressure of 1 to 100 atmospheres. When a vinyl monomer having a sulfonic acid group is used for polymerization, it is difficult to mold it as it is, so it is possible to convert it into a sulfonyl fluoride group by the method described above and then mold it into a membrane. In addition, when a vinyl monomer having a terminal group with poor thermal stability such as a sulfonyl chloride group is used for polymerization, it can be hydrolyzed once to form a sulfonic acid group, and then converted to a sulfonyl fluoride group using the method described above. After that, it is possible to perform molding. The second step of producing a fluorinated cation exchange membrane having a carboxylic acid group and a sulfonic acid group from the copolymer of the present invention involves the use of the terminal part of the repeating unit (G) obtained by the above method or All sulfonyl halide groups, preferably sulfonyl chloride groups or sulfonyl fluoride groups, are converted to carboxylic acid groups, but it is most preferable to use sulfonyl chloride groups in terms of reactivity and ease of production. (G) (k, l are the same as above, X is halogen, preferably F or Cl) Such a conversion generally converts a film-like material having a repeating unit (G) into 52
-24177, JP-A-53-132094, etc., by treating with the reducing agent, reaction method, and reaction conditions, and directly bonding to the S atom via the sulfinic acid group or directly.- This is accomplished by converting CF 2 − into a carboxylic acid group. Examples of the reducing agent used in the present invention include hydroiodic acid, hydrobromic acid, hypophosphorous acid, hydrosulfuric acid, arsenous acid, phosphorous acid, sulfite, nitrous acid, formic acid,
Reducing inorganic acids such as oxalic acid, their metal salts,
Ammonium salts and hydrazines are preferred from the viewpoint of reactivity and ease of handling, but among these, reducing inorganic acids are most preferred. These reducing agents may be used alone or in combination if necessary. The structure in which the carboxylic acid groups are unevenly distributed only on one side of the membrane, which is an excellent feature of the above membrane, allows the first stage reaction, or preferably the second stage reaction, to be carried out from one side of the membrane. It can be easily achieved by doing this. In the case of a film-like material having a bonded structure, it is preferable to carry out these reactions from the side opposite to the side on which the bonding was performed. In addition, adjusting the density gradient of carboxylic acid groups to a desired shape can be achieved by adjusting factors such as temperature, time, pressure, solvent composition, etc. of the first or second stage reaction.
This can be achieved by appropriately adjusting the reaction rate and balancing the reaction rate with the diffusion rate of the reaction reagent into the membrane, but from the viewpoint of ease of control, it is preferable to adjust it in the second stage reaction. A preferred method of adjusting carboxylic acid group density is
A reaction is carried out using a solution in which at least one organic compound selected from the group of C 1 to C 12 alcohols, carboxylic acids, sulfonic acids, nitriles, or ethers is dissolved in the aqueous solution of the above reducing agent. However, it is particularly preferable to use carboxylic acids as the organic compound. The amount of these organic compounds added is appropriately selected within the range of 100 PPM or more depending on the type of membrane, reducing agent, organic compound, etc. used, and reaction conditions. Examples of alcohols used in the above method include methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol, diethylene glycol,
Examples include 4-butanediol, 1,8-octanediol, and glycerin. Examples of carboxylic acids and sulfonic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, n-citrusic acid, caproic acid, n-heptanoic acid, caprylic acid, lauric acid, fluoroacetic acid, chloroacetic acid, Bromoacetic acid, dichloroacetic acid, malonic acid, glutaric acid, trifluoroacetic acid, perfluoropropionic acid, perfluorobutyric acid, perfluorochitzoic acid, perfluorocaproic acid, perfluoro n-heptanoic acid, perfluorocaprylic acid,
Perfluoroglutaric acid, trifluoromethanesulfonic acid, perfluoroheptanesulfonic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid, hexanesulfonic acid, heptanesulfonic acid, etc., preferably acetic acid , propionic acid, caprylic acid, trifluoroacetic acid, perfluorocaprylic acid, and perfluorobutyric acid. In addition, examples of nitriles include acetonitrile,
Examples include propionitrile and adiponitrile, and examples of ethers include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, glyme, and diglyme. Some of these organic compounds may cause chemical changes depending on the reducing agent used.
It is better to avoid such combinations. The gradient of the density of carboxylic acid groups in the membrane can be determined by staining a cross section of the membrane with an appropriate dye and measuring the degree of staining, as shown in Examples, or by dyeing the membrane substantially parallel to the surface. The surface infrared absorption spectrum (hereinafter abbreviated as ATR) is measured while scraping the surface, and calculation can be made from the change in the intensity of the absorption peak caused by the carboxylic acid group. In addition, in the above membrane and other fluorinated cation exchange membranes, the side chain structure to which the ion exchange group is attached causes a deexchanged group reaction, and the ATR or IR absorption spectrum of the product can be measured. Identified by Furthermore, the copolymer composition is estimated by combining measurement of ion exchange capacity, elemental analysis, and the like. In addition to the above-mentioned method using a reducing agent,
-CF 2 I
It is also possible to convert the repeating unit (B) into a carboxylic acid group, or to directly obtain a carboxylic acid group by irradiating a film-like material containing the repeating unit (B) with ultraviolet rays, electron beams, etc. Also, JP-A-53-104583, JP-A-53-116287
As described in No. 1, etc., a film-like material having a sulfonyl halide group, a sulfinic acid group obtained as an intermediate in the above method, or a film-like material having -CF 2 I can be used as a compound having a carbonyl group. Alternatively, by reacting ionic or radically with a compound having an unsaturated bond under conditions that cause SO 2 or iodine atoms to be eliminated, -CF 2 - is more than that obtained by a method using a reducing agent. It is also possible to obtain carboxylic acid groups. However, these methods are difficult to control the carboxylic acid group density gradient, require multiple steps for the reaction, are expensive, require expensive reagents, are difficult to suppress side reactions, and have side chain It is inferior to the method using a reducing agent in that it does not become perfluorinated and the membrane is physically damaged during processing, and therefore the membrane produced by the method using a reducing agent are much more preferable than those produced by the method described above. The third step of producing a fluorinated cation exchange membrane having carboxylic acid groups and sulfonic acid groups from the copolymer of the present invention is to convert all remaining unterminated groups containing S atoms into sulfonic acid groups. This can be achieved by applying the oxidation reaction mentioned in the first stage reaction or the reaction such as hydrolysis described in JP-A-52-24176, JP-A-52-24177, etc. , can be easily done. As mentioned above, the above-mentioned fluorinated cation exchange membrane having carboxylic acid groups and sulfonic acid groups can be derived from a common starting material into carboxylic acid groups and sulfonic acid groups through a simple reaction. It has the excellent features of being easy to use and low cost. A cation exchange membrane having sulfonic acid groups and carboxylic acid groups produced from the copolymer of the present invention is extremely preferably used for electrolysis of aqueous alkali metal halide solutions. That is, conventional general electrolytic conditions;
It is of course used for electrolysis under the conditions of current density 10-70A/ dm2 , temperature 20-100℃, alkali metal halide concentration 1-5N, and alkali concentration 1-20N, as well as current density 70-200A/dm. 2 , temperature 100~
It can be used with stable performance for a long time even under harsh conditions such as 150℃. In addition, the copolymer of the present invention can be made into granules during polymerization or molding, and then converted into a membrane into a fluorinated cation exchange membrane, according to a method for producing general ion exchange resins. Applying the above reaction to be used, it is composed of the following repeating units (A) and (D) and/or (E), (A) (-CA 1 A 2 - CA 3 A 4 ) - (A 1 , A 2 , A 3 , A 4 are the same as above) (D) (k, l, M are the same as above) (E) (k, m, and M are the same as above) The ratio of the number of repeating units of (A), (D), and (E) is (A)/[(D)+(E)]=0.5 to 16. It is also possible to use a refined granular ion exchange resin. These ion exchange resins can be processed into any shape such as granules, membranes, fibers, strings, etc., and have heat resistance,
Taking advantage of its superior chemical resistance compared to hydrocarbon-based substances, it is generally useful for separation processes that utilize adsorption, such as adsorption separation of metal ions and separation of organic polymer substances. It can be widely used as an acid catalyst for reactions. Furthermore, the copolymer according to the present invention can be used in the form of fibers or strings as an ion conductive reinforcing material for fluorinated cation exchange membranes. In addition, the copolymer can be used for various purposes by blending with other fluorine-based or hydrocarbon-based copolymers, or can be used as it is or mixed with an appropriate catalyst to form lubricants and interfaces. It can also be used as an activator. It is also useful as a raw material for fluorine-based elastomers. Examples are shown below, but the technical scope of the present invention is not limited thereto. Example 1 10g of
CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 SC 2 H 5 , 0.1 g of ammonium persulfate and water were added and emulsified with ammonium perfluorooctanoate as an emulsifier, and tetrafluoroethylene was added at a temperature of 50°C and a pressure of 15 kg/cm 2 . The copolymer of the present invention was obtained by polymerizing while additionally adding sodium bisulfite used as a co-catalyst. Elemental analysis showed that the sulfur content of this copolymer was 4.23%. When we measured the infrared absorption spectrum of this copolymer as a thin film, we found that there were ethyl groups and
Ether group near 990cm -1 , C-S near 740cm -1
- Absorption that seems to be based on C is observed. When the melt index of the above copolymer was measured using a device with an orifice inner diameter of 2.1 mm and length of 8 mm, it was found that the melt index of the above copolymer was measured at a temperature of 250°C and a load of 2.16 kg.
It was 1.6g/10 minutes. After molding this copolymer into a film with a thickness of 250μ, it was treated with chlorine gas at 120°C for 20 hours, and then
It was treated with saturated chlorine water at 83°C for 20 hours. Measuring the ATR of this film-like substance revealed that it was observed before chlorination.
The absorption of ethyl group around 3000cm -1 has disappeared,
Instead, absorption due to sulfonyl chloride groups appeared around 1420 cm -1 . After hydrolyzing a part of the film with an alkali, the ion exchange capacity was measured to be 1.3 meq/g dry resin, and the ratio of repeating units of this film, i.e. was 4.4. One side of this film containing sulfonyl chloride groups was mixed with 57% hydroiodic acid and glacial acetic acid at a volume ratio of 15:
After treatment with a solution mixed at a ratio of 1:1 at 72°C for 18 hours, it was hydrolyzed with an alkali, and further treated with a 5% aqueous sodium chlorite solution at 90°C for 16 hours to obtain a cation exchange membrane. When the ATR of this exchange membrane was measured, absorption due to carboxylate type was observed at 1690 cm -1 on the side treated with hydroiodic acid, and on the untreated side.
Sulfonate type absorption was observed at 1060 cm -1 . In addition, when the cross section of the membrane is dyed with malachite green aqueous solution adjusted to pH = 2, 12
The thickness of μ was stained blue and the rest was stained yellow. The density gradient of carboxylic acid groups in the blue-dyed layer was measured by the following method. A membrane with the same exchange capacity but with all exchange groups converted to carboxylic acid groups was prepared in the same manner as above.
The ATR of this film is measured, and the absorbance of the carboxylic acid base at 1690 cm −1 is calculated by the baseline method, and the absorbance is set to 100. The surface layer of the above-mentioned film on the side having the carboxylic acid base is uniformly scraped off, the ATR of the surface is measured, the absorbance of the carboxylic acid group is calculated, and the ratio A% to the absorbance of the entire surface carboxylic acid film is calculated. On the other hand, the film thickness before and after the surface layer is scraped off is measured, and the difference Bμ is calculated. That is, the carboxylic acid density at a thickness of Bμ from the surface layer is A%. The density of carboxylic acid groups when scraped from the surface layer of one side of the membrane obtained in this example was 100% on the surface, 88% at a thickness of 5μ from the surface, 68% at a thickness of 10μ, and 15%.
It is 46% at a thickness of μ, 26% at a thickness of 20μ, and 0% at a thickness of 29μ.The relationship between thickness and density is shown in Figure 1, and the maximum density gradient is 4.4
%/μ. The electrolytic performance of the membrane was measured as follows. Using an electrolytic layer consisting of an anode chamber and a cathode chamber via the membrane, with a current-carrying area of 0.06 dm 2 (2 cm x 3 cm),
The membrane is assembled with the side having carboxylic acid groups facing the cathode side. A dimensionally stable metal electrode is used as the anode, and an iron plate is used as the cathode. A saturated saline solution is poured into the anode chamber, and the pH is maintained at 3 while adding hydrochloric acid.
In the cathode chamber, water is added to keep the concentration constant while circulating a 10N caustic soda aqueous solution. The anode and cathode chambers were each kept at 95℃.
Current efficiency was calculated by dividing the amount of caustic soda produced in the cathode chamber per hour by the theoretical amount calculated from the amount of current applied by applying current at a current density of 110 amperes/dm 2 . Changes in current efficiency and cell voltage over time were as shown in the table below.

【表】 通電後、膜を観察したところ水泡、亀裂、剥離
などの物理的損傷は見られなかつた。 比較例 1 300c.c.のステンレス製オートクレーブに10gの
CF2=CFOCF2〓〓/〓〓CF2CF2SO2Fと0.1gの過硫 酸アンモニウム及び水を入れ、パーフルオロオク
タン酸アンモニウムを乳化剤として乳化させ、温
度50℃にてテトラフルオロエチレンを圧力3Kg/
cm2で、助触媒に用いる亜硫酸水素ナトリウムを追
添しながら重合させた。得られたポリマーの一部
をアルカリで加水分解した後、イオン交換容量を
測定したところ1.3meq/g―乾燥樹脂であつ
た。 このポリマーの繰り返し単位の比率、即ち は3.3であつた。 上記ポリマーを水洗後、厚さ250μの膜状物に
成型し、アルカリで加水分解したが膜の機械的強
度が低く評価することが出来なかつた。 比較例 2 比較例1に於いてテトラフルオロエチレンの圧
力を5Kg/cm2にして同様に重合した。得られたポ
リマーは0.89meq/g乾燥樹脂の交換容量を有し
ていた。 このポリマーの繰り返し単位の比率、即ち は、6.8であつた。 上記ポリマーを水洗後、厚さ250μの膜状物に
成型し、アルカリで加水分解した。この膜状物を
充分乾燥した後、五塩化リンとオキシ塩化リンを
1:3の重量比で混合した溶液中に浸漬し、110
℃、20時間処理する。この膜状物のATRを測定
すると、1420cm-1にスルホニルクロライド基によ
る特定吸収が現われた。該膜状物の片面を57%ヨ
ウ化水素酸で83℃、20時間処理した后、アルカリ
で加水分解し、更に5%次亜塩素酸ソーダ水溶液
で90℃、16時間処理した。この膜状物のATRを
測定すると、ヨウ化水素酸で処理した面には1690
cm-1にカルボン酸塩型の特性吸収が見られた。ま
た、膜の断面を実施例1と同様に染色すると、表
層から8.6μの厚さが青色に染色され、残りは黄
色に染色された。 この膜を、カルボン酸基を有する面を陰極側に
向けて、実施例1と同様な方法にて電解評価し
た。電流効率及び電圧は下表の通りであつた。
[Table] When the film was observed after electricity was applied, no physical damage such as blisters, cracks, or peeling was observed. Comparative example 1 10g of
CF 2 = CFOCF 2 〓 / 〓 CF 2 CF 2 CF 2 f 2 F and 0.1 g of ammonium perforated sulfate and water, emulsify perilloro octaric acid as an emulsifier, and at a temperature of 50 ° C. /
cm 2 , polymerization was carried out while additionally adding sodium bisulfite used as a cocatalyst. After partially hydrolyzing the obtained polymer with an alkali, the ion exchange capacity was measured and found to be 1.3 meq/g - dry resin. The proportion of repeating units in this polymer, i.e. was 3.3. After washing the above polymer with water, it was molded into a film with a thickness of 250 μm and hydrolyzed with an alkali, but the mechanical strength of the film was low and could not be evaluated. Comparative Example 2 Polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that the pressure of tetrafluoroethylene was changed to 5 kg/cm 2 . The resulting polymer had an exchange capacity of 0.89 meq/g dry resin. The proportion of repeating units in this polymer, i.e. was 6.8. After washing the above polymer with water, it was molded into a film with a thickness of 250 μm and hydrolyzed with an alkali. After thoroughly drying this film-like material, it was immersed in a solution of phosphorus pentachloride and phosphorus oxychloride mixed at a weight ratio of 1:3.
°C, process for 20 hours. When the ATR of this film was measured, a specific absorption due to sulfonyl chloride groups appeared at 1420 cm -1 . One side of the membrane was treated with 57% hydroiodic acid at 83°C for 20 hours, then hydrolyzed with alkali, and further treated with 5% aqueous sodium hypochlorite solution at 90°C for 16 hours. When the ATR of this film-like substance was measured, it was found that the surface treated with hydroiodic acid had 1690
A characteristic absorption of the carboxylate type was observed at cm -1 . Furthermore, when a cross section of the membrane was stained in the same manner as in Example 1, a thickness of 8.6 μm from the surface layer was stained blue, and the rest was stained yellow. This membrane was subjected to electrolytic evaluation in the same manner as in Example 1, with the side having carboxylic acid groups facing the cathode side. The current efficiency and voltage were as shown in the table below.

【表】 通電後、膜の通電面を観察したところ水泡が見
られ、断面を見るとカルボン酸層の表層から5μ
のところが剥離していた。 比較例 3 比較例1において、テトラフルオロエチレンの
圧力を5Kg/cm2にして、同様に重合した。得られ
たポリマーの一部を加水分解してイオン交換容量
を測定したところ0.83meq/g乾燥樹脂であつ
た。このポリマーを厚さ50μの膜状物に成型し
た。この膜をa膜と呼ぶ。 一方、500c.c.のステンレス製オートクレーブに
16gのCF2=CFO(CF23COOCH3と0.17gの過
硫酸アンモニウム及び水を入れ、パーフルオロオ
クタン酸アンモニウムを乳化剤として乳化させ、
温度50℃、助触媒に亜硫酸水素ナトリウムを用
い、テトラフルオロエチレンを圧力7Kg/cm2で重
合させた。得られたポリマーの一部を加水分解し
てイオン交換容量を測定したところ1.10meq/g
乾燥樹脂であつた。このポリマーを厚さ100μの
膜状物に成型した。この膜をb膜と呼ぶ。 a膜とb膜を重ね合せてプレス成型し積層膜を
作つた。この膜をアルカリにて加水分解した後、
実施例1と同様な方法でb膜の面を陰極側に向け
て電解性能を測定した。結果は下表の通りであ
る。
[Table] After electricity was applied, blisters were observed when the current-carrying surface of the membrane was observed, and when looking at the cross section, 5 μm from the surface of the carboxylic acid layer was observed.
However, it had peeled off. Comparative Example 3 In Comparative Example 1, the pressure of tetrafluoroethylene was changed to 5 Kg/cm 2 and polymerization was carried out in the same manner. A part of the obtained polymer was hydrolyzed and the ion exchange capacity was measured, and it was found to be 0.83 meq/g dry resin. This polymer was molded into a film with a thickness of 50μ. This film is called an a-film. Meanwhile, in a 500 c.c. stainless steel autoclave
Add 16 g of CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 COOCH 3 , 0.17 g of ammonium persulfate and water, and emulsify with ammonium perfluorooctanoate as an emulsifier.
Tetrafluoroethylene was polymerized at a temperature of 50° C. and a pressure of 7 kg/cm 2 using sodium hydrogen sulfite as a promoter. When a part of the obtained polymer was hydrolyzed and the ion exchange capacity was measured, it was 1.10meq/g.
It was dry resin. This polymer was molded into a film with a thickness of 100μ. This film is called the b film. Film A and film B were stacked and press-molded to create a laminated film. After hydrolyzing this membrane with alkali,
Electrolytic performance was measured in the same manner as in Example 1 with the surface of the b membrane facing the cathode side. The results are shown in the table below.

【表】 通電後、膜の通電面には全面に亘り水泡が発生
しており、膜の断面を観察すると丁度a膜とb膜
を張り合せた境界で剥離が生じていた。 比較例 4 実施例1に於いてCF2=CFOCF2CF2SC2H5
代りに
[Table] After energization, blisters were generated all over the energized surface of the membrane, and when the cross section of the membrane was observed, peeling had occurred exactly at the boundary where membranes A and B were pasted together. Comparative Example 4 In Example 1, instead of CF 2 = CFOCF 2 CF 2 SC 2 H 5

【式】とCF2 =CFO(CF24COOCH3を用い、テトラフルオロ
エチレンを吹きこみながら特開昭50―120492号の
実施例2に従つて共重合した。このポリマーを厚
さ250μの膜状物に成型し、アルカリにて加水分
解した后、実施例1と同様な方法で電解性能を測
定した。結果は下表の通りであつた。
Copolymerization was carried out using [Formula] and CF 2 =CFO(CF 2 ) 4 COOCH 3 in accordance with Example 2 of JP-A No. 120492/1983 while blowing in tetrafluoroethylene. This polymer was molded into a film with a thickness of 250 μm, and after hydrolysis with an alkali, the electrolytic performance was measured in the same manner as in Example 1. The results were as shown in the table below.

【表】 比較例 5 比較例2で得られたスルホニルクロライド型の
膜状物の片側を、CF2=CFO(CF23COOCH3
5wt%及び触媒量のアゾビスイソブチロニトリル
を含むパーフロロジメチルシクロブタン溶液で50
〜60℃、5時間処理した。処理後、膜を2.5規定
カセイソーダ/50%メタノール水溶液で加水分解
処理した。処理面のATRを測定すると1690cm-1
にカルボン酸塩型の特性吸収が見られ、マラカイ
トグリーンによる断面染色では処理した面の表層
から4μの厚さが青く染色された。 カルボン酸基を有する面を陰極側に向けて実施
例1と同様に電解したところ下表のような結果が
得られた。
[Table] Comparative Example 5 One side of the sulfonyl chloride film obtained in Comparative Example 2 was coated with CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 COOCH 3 .
50 in perfluorodimethylcyclobutane solution containing 5 wt% and catalytic amount of azobisisobutyronitrile.
It was treated at ~60°C for 5 hours. After the treatment, the membrane was hydrolyzed with a 2.5N caustic soda/50% methanol aqueous solution. The ATR of the treated surface is 1690cm -1
Characteristic absorption of carboxylate type was observed in the specimen, and when cross-sectionally dyed with malachite green, a thickness of 4 μm from the surface layer of the treated surface was stained blue. When electrolysis was carried out in the same manner as in Example 1 with the side having the carboxylic acid group facing the cathode side, the results shown in the table below were obtained.

【表】 通電後の膜の通電面には全面に亘り水泡が生じ
ていた。 実施例 2〜7 実施例1に於いてスルホニルクロライド基を有
する膜状物の片面を処理する還元剤及び処理条件
を下表の如く行なつた。電解性能及びカルボン酸
基の表面密度及び最大密度勾配は下表に示す通り
である。
[Table] After energization, blisters were formed all over the energized surface of the membrane. Examples 2 to 7 In Example 1, the reducing agent and treatment conditions for treating one side of the membrane material having sulfonyl chloride groups were as shown in the table below. The electrolytic performance, surface density and maximum density gradient of carboxylic acid groups are shown in the table below.

【表】 通電后の膜の通電部にはいずれも水泡、剥離、
亀裂などは観察されなかつた。 実施例 4 実施例1に於いてCF2=CFO(CF23SC2H5
[Table] After energizing, there are blisters, peeling, and
No cracks were observed. Example 4 In Example 1, CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 SC 2 H 5

【式】を4:1の モル比で入れて同様に重合した。得られたポリマ
ーを実施例1と同様な処理を施したところ、実施
例1と同様な結果が得られた。 実施例 5 実施例1に於いてテトラフルオロエチレンの圧
力を17Kg/cm2にして同様に重合した。得られたポ
リマーの一部を実施例1と同様な方法でイオン交
換容量を測定したところ0.75meq/g乾燥樹脂で
あつた。このポリマーの繰り返し単位の比率、即
は10であつた。上記のポリマーを厚み50μの膜状
物に成型した。この膜状物をc膜と呼ぶ。実施例
1で得られたスルフイド型のポリマーを厚み100
μの膜状物に成型した。この膜をd膜と呼ぶ。c
膜とd膜を重ね合せてプレス成型して積層膜状物
とした後、d膜の側を下にして、横糸400デニー
ルのマルチフイラメント、縦糸200デニールのマ
ルチフイラメント×2からなるインチ当り縦横25
本の「からみ」織の織物で厚みが約0.15mmのポリ
テトラフロロエチレン製の織物の上に置き、膜を
真空でひきつつ加熱して織物をd膜の内部に埋め
込んで補強した。 この補強材入り積層膜状物を実施例1と同様な
方法により塩素処理してスルホニルクロライド型
の積層膜状物にした。該積層膜状物のc膜側を57
%ヨウ化水素酸と氷酢酸を体積比で10:1の割合
で混合した溶液で83℃、20時間処理した後、アル
カリで加水分解処理し、更に5%次亜塩素酸ソー
ダで90℃、16時間処理した。膜の断面をPH2に調
整したマラカイトグリーンの水溶液で染色すると
c膜側の表層から11μの厚さが青色に染色され、
残りは黄色に染色された。青色に染色された層に
於けるカルボン酸基の最大密度勾配を測定したと
ころ4.9%/μであり、表面のカルボン酸基密度
は92%であつた。 c膜側の陰極側に向けて実施例1と同様な方法
によりアルカリ濃度を6規定にして電解性能を測
定したところ、下表のようであつた。 通電后の膜の通電部にはいずれも水泡、剥離、
亀裂は観察されなかつた。
[Formula] was added in a molar ratio of 4:1 and polymerization was carried out in the same manner. When the obtained polymer was subjected to the same treatment as in Example 1, the same results as in Example 1 were obtained. Example 5 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the pressure of tetrafluoroethylene was 17 Kg/cm 2 . The ion exchange capacity of a portion of the obtained polymer was measured in the same manner as in Example 1, and it was found to be 0.75 meq/g dry resin. The proportion of repeating units in this polymer, i.e. was 10. The above polymer was molded into a film with a thickness of 50 μm. This film-like substance is called a c-film. The thickness of the sulfide type polymer obtained in Example 1 was 100 mm.
It was molded into a μ membrane. This film is called a d film. c.
After overlapping and press-molding the membrane and d-membrane to form a laminated membrane-like product, with the d-membrane side facing down, a multifilament with a weft of 400 denier and a warp of 200 denier multifilament x 2 with length and width per inch of 25
The membrane was placed on top of a polytetrafluoroethylene fabric with a thickness of approximately 0.15 mm, and the fabric was heated while being vacuumed to embed the fabric inside the d-membrane for reinforcement. This reinforcing material-containing laminated film was treated with chlorine in the same manner as in Example 1 to form a sulfonyl chloride type laminated film. The c-film side of the laminated film-like material is 57
After treatment at 83℃ for 20 hours with a solution containing 10% hydroiodic acid and glacial acetic acid in a volume ratio of 10:1, hydrolyzed with alkali, and further treated with 5% sodium hypochlorite at 90℃. Treated for 16 hours. When the cross section of the membrane is stained with a malachite green aqueous solution adjusted to pH 2, a thickness of 11μ from the surface layer on the C membrane side is stained blue.
The rest were stained yellow. The maximum density gradient of carboxylic acid groups in the blue-dyed layer was measured to be 4.9%/μ, and the density of carboxylic acid groups on the surface was 92%. The electrolytic performance was measured toward the cathode side on the C membrane side in the same manner as in Example 1, with the alkali concentration set to 6N, and the results were as shown in the table below. After energization, there are blisters, peeling, and
No cracks were observed.

【表】 実施例 6〜9 実施例5で得られたスルホニルクロライド型の
積層膜状物のc膜側を下表の還元剤及び処理条件
で処理し、それ以降の処理は実施例5と同様に行
なつた。電解性能及びc膜側表面のカルボン酸基
密度及び最大密度勾配は下表に示す通りである。
[Table] Examples 6 to 9 The c-membrane side of the sulfonyl chloride-type laminated film obtained in Example 5 was treated with the reducing agent and treatment conditions shown in the table below, and the subsequent treatments were the same as in Example 5. I went to The electrolytic performance, carboxylic acid group density and maximum density gradient on the surface of the c-membrane side are shown in the table below.

【表】 通電后の膜の通電部にはいずれも水泡、剥離、
亀裂は見られなかつた。 実施例 10 500c.c.のステンレス製オートフレーブに1,
1,2―トリクロロ―1,2,2―トリフロロエ
タンとCF2=CFO(CF23SO2C2H5及び開始剤と
してパーフルオロプロピオニルパーオキサイドを
入れ、重合温度45℃でテトラフルオロエチレンの
圧力15Kg/cm2にて重合した。得られたポリマーは
元素分析より4.10重量%の硫黄が含有されてい
た。 このポリマーの一部を過マンガン酸カリを添加
したアルカリにより加水分解してイオン交換容量
を測定したところ1.31meq/g乾燥樹脂であつ
た。 上記のスルホン型のポリマーを用いて、厚さ
250μの膜状物に成型した後、過マンガン酸カリ
を添加したアルカリにて加水分解した。次に、該
膜状物を五塩化リンとオキシ塩化リンの1:3
(重量比)溶液中に浸漬し、110℃、20時間処理し
た。この膜状物のATRを測定すると1420cm-1
スルホニルクロライド基による特性吸収が現われ
た。 該スルホニルクロライド型の膜状物の片面を57
%ヨウ化水素酸とプロピオン酸の15:1(体積
比)の混合溶液で72℃、18時間処理した後、アル
カリで加水分解処理し、更に5%次亜塩素酸ソー
ダ水溶液で90℃、16時間処理した。膜の断面をマ
ラカイトグリーンの水溶液で染色すると、片側表
層から11μの厚さが青色に染色され、残りは黄色
に染色された。青色に染色された層に於けるカル
ボン酸基の表面密度及び最大密度勾配はそれぞれ
100%及び5.1%/μであつた。 実施例 11〜14 実施例10で得られたスルホニルクロライド型の
膜の片面を下表に示す還元剤及び処理条件で処理
し、以下実施例10と同様な操作を行なつた。得ら
れた膜状物の表面カルボン酸基密度及びカルボン
酸基の最大密度勾配は下表に示す如くであつた。
[Table] After energizing, there are blisters, peeling, and
No cracks were observed. Example 10 1.
1,2-Trichloro-1,2,2-trifluoroethane, CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 SO 2 C 2 H 5 and perfluoropropionyl peroxide as an initiator were added, and tetrafluoropropylene was added at a polymerization temperature of 45°C. Polymerization was carried out at an ethylene pressure of 15 kg/cm 2 . The obtained polymer contained 4.10% by weight of sulfur according to elemental analysis. A portion of this polymer was hydrolyzed with an alkali to which potassium permanganate was added, and the ion exchange capacity was measured, and it was found to be 1.31 meq/g dry resin. Using the above sulfone type polymer, the thickness
After molding into a 250 μm membrane, it was hydrolyzed with an alkali containing potassium permanganate. Next, the film-like substance was mixed with phosphorus pentachloride and phosphorus oxychloride in a ratio of 1:3.
(Weight ratio) It was immersed in the solution and treated at 110°C for 20 hours. When the ATR of this film was measured, a characteristic absorption due to sulfonyl chloride groups appeared at 1420 cm -1 . One side of the sulfonyl chloride type film-like substance is 57
After treatment at 72℃ for 18 hours with a mixed solution of 15:1 (volume ratio) of % hydroiodic acid and propionic acid, hydrolyzed with alkali, and further treated with 5% sodium hypochlorite aqueous solution at 90℃ for 16 hours. Time processed. When a cross-section of the membrane was stained with an aqueous solution of malachite green, an 11-μ thick layer from the surface of one side was stained blue, and the rest was stained yellow. The surface density and maximum density gradient of carboxylic acid groups in the blue-stained layer are respectively
They were 100% and 5.1%/μ. Examples 11 to 14 One side of the sulfonyl chloride type membrane obtained in Example 10 was treated with the reducing agent and treatment conditions shown in the table below, and the same operations as in Example 10 were carried out. The surface carboxylic acid group density and the maximum density gradient of carboxylic acid groups of the obtained film-like material were as shown in the table below.

【表】【table】

【表】 実施例 15 実施例1と同様の重合方法で得られた共重合体
を押出成型でストランドにした後、ペレタイザー
で径1mmの粒状樹脂を製造した。 該樹脂を実施例1に記載された方法で樹脂中の
官能基をスルホニルクロライド基に変えた後、加
水分解してスルホン酸基に転換せしめた後、イオ
ン交換容量を測定した結果、1.3meq/g乾燥樹
脂であつた。 実施例 16 300c.c.のステンレス製オートクレーブに10gの
CF2=CFO(CF23SCH3、リン酸―水素ナトリ
ウム1.0g、精製水45c.c.及びパーフルオロオクタ
ン酸アンモニウム0.45gを入れて乳化させた后、
過硫酸アンモニウムの0.62%水溶液を5c.c.加え温
度を40℃に保ちながら、テトラフルオロエチレン
を13Kg/cm2の圧力で重合させ、重合速度が一定に
なるようにテトラフルオロエチレンの圧力を制御
した。得られたポリマーは元素分析より3.50重量
%の硫黄を含有していた。このポリマーを280℃
にてプレス成型して薄膜を作り、赤外吸収スペク
トルを測定したところ3000cm-1付近にメチル基に
依る吸収が見られた。 上記ポリマーを厚み150μの膜状物に成型した
ものを塩素ガスで120℃20時間処理した后赤外吸
収スペクトルを測定したところ3000cm-1付近のメ
チル基の吸収は消失していた。更に該膜状物をパ
ーフルオロ酪酸と水の2:1(体積比)混合溶液
に塩素を飽和溶解させた液にて100℃48時間処理
した。該膜状物の赤外吸収スペクトルを測定した
ところ1420cm-1付近にスルホニルクロライド基に
よる吸収が現われた。該膜状物の一部をアルカリ
で加水分解した后、イオン交換容量を測定したと
ころ、1.04meq/g乾燥樹脂であり、この膜の繰
り返し単位の比率、即ち は6.7であつた。 上記のスルホニルクロライド型の膜状物の片面
を57%ヨウ化水素酸と酢酸の30:1(体積比)の
混合溶液で72℃、16時間処理した后、アルカリで
加水分解処理し、更に5%次亜塩素酸ソーダ水溶
液で90℃、16時間処理した。膜の断面をマラカイ
トグリーンにて染色すると片側12μの厚さが青色
に染り、残りは黄色に染色された。該膜状物の青
色に染色される面を陰極側に向けて実施例1と同
じ条件で行つた電解性能及びカルボン酸基密度と
最大密度勾配は下記の通りであつた。
[Table] Example 15 A copolymer obtained by the same polymerization method as in Example 1 was formed into a strand by extrusion molding, and then a granular resin having a diameter of 1 mm was produced using a pelletizer. The functional groups in the resin were changed into sulfonyl chloride groups using the method described in Example 1, and then hydrolyzed to convert them into sulfonic acid groups.The ion exchange capacity was measured and found to be 1.3meq/ g It was a dry resin. Example 16 In a 300cc. stainless steel autoclave, 10g of
After adding and emulsifying CF 2 =CFO(CF 2 ) 3 SCH 3 , 1.0 g of sodium phosphate-hydrogen, 45 c.c. of purified water, and 0.45 g of ammonium perfluorooctanoate,
Adding 5 c.c. of a 0.62% aqueous solution of ammonium persulfate and maintaining the temperature at 40°C, tetrafluoroethylene was polymerized at a pressure of 13 Kg/cm 2 , and the pressure of tetrafluoroethylene was controlled so that the polymerization rate was constant. . The resulting polymer contained 3.50% by weight of sulfur based on elemental analysis. This polymer at 280℃
When a thin film was made by press molding and the infrared absorption spectrum was measured, absorption due to methyl groups was observed at around 3000 cm -1 . When the above polymer was molded into a film with a thickness of 150 μm and treated with chlorine gas at 120° C. for 20 hours, the infrared absorption spectrum was measured, and the absorption of methyl groups around 3000 cm −1 disappeared. Further, the film-like material was treated at 100° C. for 48 hours with a saturated solution of chlorine in a 2:1 (volume ratio) mixed solution of perfluorobutyric acid and water. When the infrared absorption spectrum of the film-like material was measured, absorption due to sulfonyl chloride groups appeared around 1420 cm -1 . After hydrolyzing a part of the membrane with alkali, the ion exchange capacity was measured to be 1.04 meq/g dry resin, and the ratio of repeating units of this membrane, i.e. was 6.7. One side of the above sulfonyl chloride type film was treated with a mixed solution of 57% hydriodic acid and acetic acid at a ratio of 30:1 (volume ratio) at 72°C for 16 hours, and then hydrolyzed with an alkali and further treated for 5 hours. % sodium hypochlorite aqueous solution at 90°C for 16 hours. When a cross section of the membrane was stained with malachite green, a 12μ thick portion on one side was stained blue, and the rest was stained yellow. Electrolysis performance, carboxylic acid group density, and maximum density gradient were as follows when the membrane material was subjected to the same conditions as in Example 1 with the blue dyed surface facing the cathode side.

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の共重合体から得られた陽イオ
ン交換膜の一例のカルボン酸基の密度勾配を示し
たものである。
FIG. 1 shows the density gradient of carboxylic acid groups in an example of a cation exchange membrane obtained from the copolymer of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下記のくり返し単位、(A)及び(B)により実質的
に構成され、 (A) (―CA1A2−CA3A4)― (A1、A2=FまたはH、 A3=F、ClまたはH、 A4=F、Cl、CF3、−ORF、HまたはCH3、 RF=C1〜C5のパーフロロアルキル基) (B) (k=0または1、l=3〜5の整数、Z=―
S―または―SO2―、Y=C1〜C10のアルキル
基、アリール基、ClまたはC1〜C10のパーフロロ
アルキル基、) (A),(B)のくり返し単位数の比が、(A)/(B)=1〜
16である分子量8000〜1000000の新規なフツ素化
共重合体。 2 くり返し単位(A)が、 (L=F、Cl、CF3、―ORFまたはH、RF
上記と同じ)である特許請求の範囲第1項記載の
共重合体。 3 k=0である特許請求の範囲第1項又は第2
項記載の共重合体。 4 l=3である特許請求の範囲第1項〜第3項
のいずれかに記載の共重合体。 5 YがC1〜C10のアルキル基またはアリール基
である特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれか
に記載の共重合体。 6 (A)/(B)=1.5〜14である特許請求の範囲第1
項〜第5項のいずれかに記載の共重合体。 7 膜状の形態を有している特許請求の範囲第1
項〜第6項のいずれかに記載の共重合体。 8 次の一般式で表わされるオレフイン CA1A2=CA3A4 (A1、A2、A3、A4は下記と同じ) と次の一般式で表わされる含イオウフツ素化ビ
ニルエーテル、 (k、l、Z、Yは下記と同じ) とを遊離基開始剤の存在下に溶媒中で共重合す
ることを特徴とする下記のくり返し単位、(A)及び
(B)により実質的に構成され、(A)、(B)のくり返し単
位数の比が、(A)/(B)=1〜16である分子量8000〜
1000000のフツ素化共重合体の製造方法。 (A) (―CA1A2−CA3A4)― (A1、A2=FまたはH、 A3=F、ClまたはH、 A4=F、Cl、CF3、―ORF、HまたはCH3、 RF=C1〜C5のパーフロロアルキル基) (B) (k=0または1、l=3〜5の整数、Z=―
S―または―SO2―、Y=C1〜C10のアルキル
基、アリール基、ClまたはC1〜C10のパーフロロ
アルキル基、) 9 遊離基開始剤が酸化―還元触媒、有機過酸化
物、アゾビス系化合物及びフツ素ラジカル発生剤
よりなる群から選ばれる特許請求の範囲第8項記
載の方法。 10 溶媒が水又はフツ素化された有機溶媒であ
る特許請求の範囲第8項記載の方法。 11 重合温度が20―100℃、圧力が1―50Kg/
cm2である特許請求の範囲第8項記載の方法。
[Claims] 1. Substantially composed of the following repeating units (A) and (B), (A) (-CA 1 A 2 - CA 3 A 4 ) - (A 1 , A 2 =F ( B ) _ _ _ _ _ (k=0 or 1, l=an integer from 3 to 5, Z=-
S— or —SO 2 —, Y=C 1 to C 10 alkyl group, aryl group, Cl or C 1 to C 10 perfluoroalkyl group,) The ratio of the number of repeating units of (A) and (B) is , (A)/(B)=1~
16, a novel fluorinated copolymer with a molecular weight of 8,000 to 1,000,000. 2 The repeating unit (A) is The copolymer according to claim 1, wherein L=F, Cl, CF 3 , -OR F or H, R F are the same as above. 3 Claim 1 or 2 where k=0
Copolymer described in section. 4. The copolymer according to any one of claims 1 to 3, wherein l=3. 5. The copolymer according to any one of claims 1 to 4, wherein Y is a C1 to C10 alkyl group or an aryl group. 6 Claim 1 where (A)/(B)=1.5-14
The copolymer according to any one of Items 1 to 5. 7 Claim 1 having a membrane-like form
The copolymer according to any one of Items 1 to 6. 8 Olefin represented by the following general formula CA 1 A 2 = CA 3 A 4 (A 1 , A 2 , A 3 , A 4 are the same as below) and a sulfur-containing fluorinated vinyl ether represented by the following general formula, (k, l, Z, Y are the same as below) and the following repeating unit, (A) and
The molecular weight is 8,000 to 8,000, which is substantially composed of (B), and the ratio of the number of repeating units of (A) and (B) is (A)/(B) = 1 to 16.
Method for producing fluorinated copolymers of 1,000,000. (A) (-CA 1 A 2 - CA 3 A 4 ) - (A 1 , A 2 = F or H, A 3 = F, Cl or H, A 4 = F, Cl, CF 3 , - OR F , H or CH 3 , R F = C 1 to C 5 perfluoroalkyl group) (B) (k=0 or 1, l=an integer from 3 to 5, Z=-
S- or -SO2- , Y= C1 to C10 alkyl group, aryl group, Cl or C1 to C10 perfluoroalkyl group,) 9 The free radical initiator is an oxidation-reduction catalyst, an organic peroxide 9. The method according to claim 8, which is selected from the group consisting of compounds, azobis compounds, and fluorine radical generators. 10. The method according to claim 8, wherein the solvent is water or a fluorinated organic solvent. 11 Polymerization temperature is 20-100℃, pressure is 1-50Kg/
9. The method according to claim 8, wherein cm 2 .
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