JPS63265920A - ポリフルオロポリエ−テル - Google Patents

ポリフルオロポリエ−テル

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JPS63265920A
JPS63265920A JP10016387A JP10016387A JPS63265920A JP S63265920 A JPS63265920 A JP S63265920A JP 10016387 A JP10016387 A JP 10016387A JP 10016387 A JP10016387 A JP 10016387A JP S63265920 A JPS63265920 A JP S63265920A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐熱性及び耐薬品性に優れた新規なポリフル
オロポリエーテルに関するものである。
〔従来技術〕
ポリフルオロポリエーテルについては、これ迄にm&の
化合物が知られている。例えば、特公昭36−2059
9号公報、特公昭41−16798号公報には、へ千す
フルオロプロピレンオキサイドの重合物である末端に1
個の酸フルオライド基を有する1官能性パーフルオロポ
リエーテルが示されている。また、特公昭39−267
07号公報には、パーフルオロアルキルモノ力ルポニル
フルオライドにヘキサフルオロプロピレンオキサイドを
付加重合させた、末癩に1個の酸フルオライド基を有す
るl官能性パーフルオロポリエーテル、あるいはパーフ
ルオロアル千ルジ力ルポニルフルオライドにヘキサフル
オロプロピレンオキサイドを付加重合させた、両端に酸
フルオライド基を有する2官能性パーフルオロポリエー
テルが示されている。
更に、米国特許第3,367.868号明細書には、パ
ーフルオロアセトンにヘキサフルオロプロピレンオキサ
イドを付加重合させた】官能性パーフルオロポリエーテ
ルが示されている。
〔間層を解決するための手段〕
本発明者らは、1分子中にカルボニル基を3個有する化
合物にヘキサフルオロプロピレンオキサイド等のフルオ
ロオレフィンエポキサイドを反応させることが可能とな
れは、従来の1官能性及び2官能性の化合物にヘキサフ
ルオロプロピレンオキサイドを付加重合するよりも高分
子址の化合物が容易に得られ、しかも3個の官能基を利
用した種々の誘導体の合成が期待できると考えた。
本発明者らは、3官能性のポリフルオロポリエーテルの
合成について鋭意研究を重ねた結果、3−ケトテトラフ
ルオルグルタリルフル第2イドとへ牛すフルオロプロピ
レンオキサイドとを反応させたところ、以外にもフルオ
ロカルボニル基を3個有するポリフルオロポリエーテル
が簡便な手段で得られ、また、そのフルオロカルボニル
基の反応性を利用してフルオロカルボニル基を他の官能
基に置換した3官能性のポリフルオロポリエーテルが容
易に合成できることを見い出し、本発明を完成するに示
った。
即ち、本発明は、下記一般式〔1〕 で示されるポリフルオロポリエーテルである。
前記一般式α〕中、x、y、z及びAで示されるハロゲ
ン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及び
ヨウ素原子が挙げられろ。また、前記一般式〔I〕中、
Mで示されるアルカリ金属としては、リチウム、ナトリ
ウム。
カリウム、ルビジウムが挙げられる。さらに、R1,R
2及びR3で示されるアルキル基、及びAで示されるア
ルコキシ基の炭素数は、特に制限されるものではないが
、一般に原料の人手の容易さから1〜4の範囲であるこ
とが好ましい。好適なアルキル基としては、メチル基、
エチル基、n−プロピル基、1−プロピル基、n−ブチ
ル基、1−ブチル基、1−ブチル基等が挙げられ、アル
コキシ基としては、メト午シ基、エト千シ基、n−プロ
ポ牛シ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基。
1−ブトキシ基、t−ブトキシ基等を挙げることができ
ろ。また、Aで示されるアルケニルオキシ基の炭素数は
、特に制限されるものではないが、一般に原料の入手の
容易さから2〜4の範囲であることが好ましい。本発明
に於いて好適なアルケニルオキシ基としては、ビニルオ
キシ基、アリルオ牛シ基、メタリルオキシ基、プロペニ
ルオキシ基、ブテニルオ午シ基等を挙げることができる
。また、前記一般式〇〕中、x、y及び2で示されるア
ル千ロール基の炭素数は、特に制限されないが、一般に
は1〜4の範囲であることが好ましい。
好適なアル千ロール基としては、メチロール基、エチロ
ール基、n−ブチロール基等を挙げることができる。さ
らにまた、1.m及びnは0以上の整数であれは良いが
、一般には夫々0−30の整数である化合物が製造しや
すい。特に後述する方法により本発明のポリフルオロポ
リエーテルを製造した場合には、1、m及びnの合計が
主として0〜60の整数である化合物の混合物が得られ
る。
本発明の前記一般式α〕で示されろポリフルオロポリエ
ーテルは、以下の方法によってその化学構造を決定する
ことができる。
(イ) 赤外吸収スペクトル(IR)を測定することに
より、3150〜2800cx−”付近にC−H結合、
1900〜1880cm−’付近にフルオロカルボニル
基によるC=0結合、1800〜1780cvt−”に
ポリフルオロケトン基、カルボン酸エステル基及びカル
ボン酸基によるC=0結合、1680〜1670cm−
1付近にカルボン酸塩基、アミド基によるC=O結合、
1350〜1050ca−” ニC−F結合、1000
〜960cIn−”にポリフルオロエーテル結合に基づ
く各特性吸収を観察した。
(ロ) フッ素核磁気共鳴スペクトルCF−NMR)1
1t測定することにより、本発明の化合物中に存在する
フッ素原子の結合様式を知ることができる。前記一般式
(J)で示される化合物のF−NMR(CFC)、基準
)の代表例として下記囚及び(5)の化合物のF−NM
Rのクミ力ルシフト(PPm )を示す。
132Ci’F−CF3 g+ C=O 26F 132 CF−CF3 F2 CF−CF3 F2 CF−CF3 C=0 に由来するスペクトルが−26pp!!1にあり、その
強度比は1:2であった。(9)の化合物になると−2
3ppmのスペクトルは消減し、110〜1341)1
)I!lのスペクトルは小さくなCF、O−に起因する
スペクトルが現われる。
これらの結果より、3−ケトテトラフルオログルタリル
フルオライドの3個のカルボニル基にヘキサフルオロプ
ロピレンオキサイドが付加重合した3個のフルオロカル
ボニル基を有するポリフルオロポリエーテルであると同
定することができる。
(ハ) プロトン核磁気共鳴スペクトル(H−NMR)
を測定することにより、前記一般式α〕で示される本発
明の化合物中に存在する水素CFCOOC!!3のメチ
ルプロトンは18ppmに、−〇〇FHCF3は5.7
ppmと6.2ppmに観察される。
(に)中和滴定 本発明の化合物の中でフルオロカルボ
ニル基を有する化合物については、フルオロカルボニル
基とNaOHとを反応させた後に過剰に残ったN a 
OHをH2SO4で逆滴定することにより、フルオロカ
ルボニル基1個当りの分子量を測定し、その化合物の平
均分子量を求めることができる。
本発明のポリフルオロポリエーテルの製造方法は特に限
定されるものではないが、次に述べる方法が好適に採用
される。
即ち、3−テトラフルオログルタリルフルオライドとへ
キサフルオロプロピレンオ午サイドとを反応させること
によって、末端がフルオロカルボニル基である本発明の
ポリフルオロポリエーテルを得ることができる。
原料である3−ケトテトラフルオログルタリルフルオラ
イド(以下、FGFと略記する。)は、公知の方法、例
えは、下記式で示される1、5−−、’アルコ千シバー
フルオロー3−ペンタノーンと3酸化イオウな反応させ
る方法によって容易に得られる。
もう一つの原料であるヘキサフルオロプロピレンオキサ
イド(以下、HFPOと略記する。)の使用量は、FG
Fに対して3〜200倍モルの範囲が一般に採用される
FGFとHFPOとの反応は、非プロトン性溶媒中で行
なうことが好ましい。非プロトン性溶媒としては、例え
ば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチ
レングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリ
コールジメチルエーテル、アセトニトリル。
アジポニトリル、プロピオニトリル、テトラハイドロ7
ラン、ジオキサン、ベンゾニトリル、ニトロエタン、テ
トラメチレンスルホン。
アセトン等を挙げることができる。また、非プロトン性
溶媒に加えて、反応溶液の粘度を低下させるため、ヘキ
サフルオロプロピレン。
ヘキサフルオロプロピレンの2.3fi体、パーフルオ
ロブタジェン、パーフルオロブタン。
パーフルオロヘキサン、トリクロルトリフルオロエタン
等のフッ素系溶媒を添加することもできる。これらの溶
媒量は、FGFに対し0.5〜10倍の重置で使用され
る。
FGFとHFPOとの反応は、通常はアニオン重合触媒
の存在下に行なわれる。本発明に於いて好適に用いられ
るアニオン重合触媒としては、例えは、7ツ化セシウム
、フッ化カリウム、7ツ化ナトリウム、7ツ化ルビジウ
ム等のアルカリ金属フッ化物;テトラメチルアンモニウ
ムフルオライド、テトラエチルアンモニウムフルオライ
ド、テトラブチルアンモニウムフルオライド等のテトラ
アル千ルアンモニウムフルオライドが用いられる。好ま
しくは、粒径が0.1〜100μmの7ツ化カリウム、
7ツ化セシウムからなるアルカリ金M 7フ化物が使用
される。触媒の使用量は、通常FGFIモルに対し0.
0001〜0.2モル、好ましくは、0.001〜0.
1モルの範囲であることが好ましい。
FGFとHFPOとの反応の条件は、一般に0〜10 
&tmの圧力、好ましくはO〜3 atlllの圧力下
で、−50℃〜100℃好ましくは一30℃〜50℃の
温度下で通常、1〜120時間の反応時間が採用される
以上の方法により、前記一般式α〕で示されるポリフル
オロポリエーテルのうち、X、Y及びzがフルオロカル
ボニル基である化合物が得られる。前記一般式α〕で示
されるポリフルオロポリエーテルのうち、x、y及びZ
がフルオロカルボニル基以外の化合物については、X、
Y及び2がフルオロカルボニル基である化合物のフルオ
ロカルボニル基の反応性を利用して種々の反応を行なう
ことにより製造することができる。
例えば、フルオロカルボニル基を水と反応させてカルボ
ン酸基とした後、フッ素ガスと反応させてフッ素に置換
する、あるいはNaCH−エチレングリコール中で反応
させることによって水素に置換する、更に紫外線と塩素
ガスを用いて水素を塩素に置換する等の反応により耐熱
性、耐薬品性を有するポリフルオロポリエーテルを合成
することができる。また、フルオロカルボニル基に炭素
数1〜6のアルコール、フェノール、アリルアルコール
ヲ反応させることによってエステル誘導体を合成するこ
とができろ。また、フルオロカルボニル基をリチウムア
ルミニウムハイドライド等でアルコールに変換した後、
アクリル酸、メタクリルeR,アクリル酸クロライド、
メタクリル酸クロライド等と反応させることによりアク
リル酸誘導体に変換でき、あるいはエピクロルヒドリン
、グリシドールと反応させることによってエポキシ基誘
導体に変換することができる。また、フルオロカルボニ
ル基に炭素数1〜5の第1級あるいは第2級アミンと反
応させることによりカルボン酸アミド基とすることがで
きる。また、フルオロカルボニル基とアンモニアを反応
させてカルボン酸アミド基としだ後5酸化リンと反応さ
せ、シアノ基に転換することも出来る。
〔効  果〕
本発明のポリフルオロポリエーテルは、3官能性である
ためにその官能基の特性を利用して種々の分野に応用す
ることができる。例えば、11L結合可能な官能基、例
えは、ビニル基、アリル基、水酸基又はシアノ基等を有
するポリフルオロポリエーテルは、重縮合させろことに
よって樹脂、ゴム、Eいは塗料として使用することがで
きる。また、カルボ千シル基のような親木基な有するポ
リフルオロポリエーテルは、界面活性剤としての利用が
可能である。
さらに1本発明のポリフルオロポリエーテルは、一般に
高沸点であり、しかも、含フツ素化合物特有の耐熱性及
び耐薬品性も併せ持つため、真空ポンプ油、熱媒体、潤
滑油、気液分離用液体、として使用することができる。
〔実施例〕
以下に、実施例を掲げて本発明の詳細な説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1 3−ケトテトラフルオログルタリルフルオライド55!
級部、テトラエチレングリコールジメチルエーテル1o
 o重1tm、フッ化カリウム1重社部をステンレス製
のオートクレーブに仕込み、脱気した後、へ牛すフルオ
ロブロビレンオキサイド110重11部を0℃の反応温
度で1〜2カの圧力下に2日間反応させた。反応終了後
、テトラエチレングリコールジメチルエーテルとフッ素
化合物からなる層を分離し、フッ素化合物層を蒸貿によ
り分別したところ、へ千すフルオロプロピレンオキサイ
ドの2敞体を主成分とするもの55重fIk部と、61
〜b する化合物が85重社部得られた。61〜67’C/ 
25 mHg  に沸点を有する化合物のIR?:測定
した結果を図1に示す。その結果、原料である3−ナト
テトラフルオログルタリルフルオライドのケトンに11
来する1 795cm−1のカルボニルの吸収は非常に
小さくなっており、このカルボニルにヘキサフルオロプ
ロピレンオキサイドが付加反応したことを示している。
更にF−NMRを測定した結果を図2に示す。そのケミ
カルシフトを解析した結果n11記した囚の化合物であ
ることがわかった。
更にこのフルオロカルボニル基をカルボン酸ナトリウム
基に変換することによって消費されるNaOHのtjk
を中和滴定法を用いて測定することにより、この化合物
の分子量を求めた。
その結果分子量は550であった。なお、カルボン酸ナ
トリウム屋にしたこの化合物は1680(1111−1
に赤外吸収を有する水に易溶な物質であった。
一方、F−NMRから推定される構造より計算した分子
量は554であった。
実施例2 実施例1で得られた囚の化合物20重量部。
テトラエチレングリコールジメチルエーテル20重il
1部、セシウムフルオライドlN置部をステンレス製の
オートクレーブに仕込み、ヘ千すフルオロプロピレンオ
キサイド120重量部を反応温度5℃で1〜2カの圧力
下で2日間反応させた。反応後テトラエチレングリコー
ルジメチルエーテル層とフッ素化合物層を分離し、フッ
素化合物層は蒸留により分別した。その結果、ヘキサフ
ルオロプロピレンオキサイドの3〜5社体が563[[
1部得られた。実施例1の化合物囚に対するヘキサフル
オロプロピレンオキサイドの付加1合物はQ、3mHg
〜0.15闘Hgの圧力で沸点50〜200℃の化合物
として75重量部得られた。
0、3 mHgで100〜123°Cの沸点を有する3
0重量部の化合物のF−NMRを測定した結果を図3に
示す。その結果、前記した(2)の化合物であると同定
することができ、1分子中に3ケのフルオロカルボニル
基を有する3官能性パーフルオロポリエーテルであった
また、中和滴定法によりこの化合物の分子量を求めたと
ころ1400であったので、パーフルオロ−3−ケトグ
ルタリルフルオライドに対してヘキサフルオロピロピレ
ンオキサイドが7個付加した化合物であった。
更に、0.15mmHgで120〜150℃の沸点を有
する留分32重量部のF−NMRを測定したところ、(
2)の化合物よりもへ牛すフルオロプロピレンオ千サイ
ドが多く付加した化合物であった。この化合物の中和滴
定法による分子量は2200であった。これより3−ケ
トテトラフルオログルタリルフルオライドに対してヘキ
サフルオロプロピレンオキサイドが12個付加した化合
物であることがわかった。更に0゜15IlIIHgで
150〜250℃の留分51鑓部を得た。この化合物の
中和滴定法による分子量は4300であり、3−ケトテ
トラフルオログルタリルフルオライドに対してヘキサフ
ルオロピロピレンオキサイドが6個付加重合した化合物
であることがわかった。
蒸留後ボトムに3重量部の粘稠な化合物が得られた。こ
の化合物の分子量は5500であり、へ千すフルオロプ
ロピレンオキサイドが32個付加五合していることがわ
かった。
実施例3 実施例2で得られた分子fi2200のフルオロカルボ
ニル基を有するノセーフルオロポリエーテル5mf&部
に水o、zxit部を富山で攪拌しながら加えた後、減
圧下で#留することニヨってパーフルオロポリエーテル
カルポン醒を4重量部得た。この化合物中には1780
湿−1にカルボン酸基に基づく赤外吸収が新たに存在し
た。この化合物を三つロフラスコに入れ、窒素ガスで2
0%に希釈したフッ素ガスを404/分の速度で150
〜200℃の温度下に10時間反応させた。反応後窒素
ガスを吹き込んでフッ素ガスを追い出した後減圧蒸菌を
行なうことにより、0.2inHgで130〜150℃
の留分な3ム駄部得た。この化合物の赤外吸収スペクト
ルには、フルオロカルボニル F−NMRを測定したところ8 6 ppmと87pp
mに新たなピークが出331シた。これはポリ−OCF
2CF3に変化したことを示している。
実施例4 実施例3の方法で得られるパーフルオロポリエーテルカ
ルボン酸4重鑞部にNaOH1重社部とエチレングリコ
ール6重量部を加えて150℃で8時間処理した後、水
洗,乾燥することによってカルボン酸基を水素に置換し
た。この化合物のH−NMRを測定したところ5.7p
pffiと6.2ppmにテミ力ルシフトがあり、赤外
吸収スペクトルにも3000crIL−1と900c!
IL−’にC−H結合に基づく吸収が存在したのでカル
ボン酸基が水素に置換した水素変性ポリフルオロポリエ
ーテルであることがわかった。
実施例5 実施例4で得られた水素変性ポリフルオロポリエーテル
3重毎部及び1,1.2−)リクロロ−1.2.2−)
リフルオロエタン4重綾部を石英管に入れ、100Wの
超高圧水銀灯を用いて塩素ガスを40Ce/分の割合で
導入しながら10時間200℃で反応させた。
反応後、1.1.2−トリクロロ−1,2゜2−トリフ
ルオロエタンを蒸留により留去し反応物25重fit部
を得た。この化合物の赤外吸収スペクトルには3000
cm−”と900備−1に吸収がなく、H−NMRにも
水素の吸収は殆どなかった。更にこの化合物の元素分析
をしたところ塩素が4.5%含有されていることがわか
った。これより水素が塩素に変性されたポリフルオルポ
リエーテルであることがわ力)つた。
実施例6 実施例】で得られた囚の化合物5重量部にメタノール2
重社部を0℃で攪拌しながら加え2時間反応させた後、
水洗、脱水を行ない蒸留することによって41量部の反
応生成物を得た。この物質の赤外吸収スペクトルを測定
したところ、3000α−1にC−)Iに基づに基づく
カルボニル基の吸g、135o〜1050 cm−’に
C−F結合に基づく特性吸収スペクトルが認められた。
また、H−NMRを測定した結果、カルボン酸メチルエ
ステルに基づくメチルのケミカルシフトが3.3ppm
に観察された。これらの結果より1分子中に3ケのメチ
ルエステル基を有する化合物であることが明らかになっ
た。
実施例7 実施例1で得られた囚の化合物5111部にアリルアル
コール2重社部′ftO℃で攪拌しながら加え2時間反
応させた後、水洗、脱水を行ない蒸留することによって
4m1部の反応生成物を得た。IR,H−NMRよりこ
の反応物を同定したところトリアリルエステルであるこ
とがわかった。このトリアリルエステル11綾部とジイ
ンブロビルパーオ千シジカーボネート0,03重斑部を
ガラスアンプルに封入し、30℃で8時間重合したとこ
ろ、不溶不融の堅い樹脂が得られた。
実施例8 実施例】で得られた囚の化合物10重量部にアンモニア
ガスを室温で吹き込み水洗、乾燥することにより91m
部のアミド化合物を得た。これに5酸化リン10,33
1部を加え、】60℃で1日反応させ、反応後水洗、蒸
留することにより反応物6MjM部を回収した。
この化合物の赤外吸収スペクトルを測定したところ22
7 Q art−’にニトリル基の吸収ピークが存在し
た。この結果よりシアノ基を有するパーフルオロポリエ
ーテル化合物であることが明らかである。
実施例9 実施例1で得られた囚の化合物10重鏝部をジエチルエ
ーテル20重l1lt部とリチウムアルミニウムハイド
ライド5!111部とを分散させた溶液中に徐々に滴下
して反応させた。室温で8時間反応させた後、水洗、脱
水、蒸留を行なうことによってフルオロカルボニル基を
アルコールに転換した化合物5Xfi1部を得たH−N
MRより4.1 ppm 、 4.3 ppm 、 4
.4ppm  に特性ピークがあり、ポリフルオロアル
コールであることを薙認した。このポリフルオロアルコ
ール21kt部にアクリル醸クロライド1重量部を室温
で滴下し、1日反応させた。反応後、蒸留を行ない、1
分子中に3個のアクリロイル基を有する化合物1.5重
量部な合成した。この化合物にはカルボン酸エステル基
に基づ< 1720cIL−1とビニル基にAツ< 1
640cIL−”の赤外吸収スペクトルが存在した。同
僚にして、上紀で得られたポリフルオロアルコ−A/2
N量部にメタクル酸クロフィト1.2mj1部を室温下
1日反応させた後、水洗、乾燥、蒸留を行なって1分子
中に3個のメタクリロイル基を有する化合物を1.6恵
鯰部得た。この化合物中にもカルボン酸エステル基に基
づ< 1725cm−”とビニル基にM ツ< 164
0 cx−”の赤外吸収スペクトルが存在した。
実施例10 実施例1で得られた分子1550の囚の化合物5重量部
をジエチルアミン2重量部とジエチルエーテル10ni
部からなる混合溶液中に徐々に滴下した後、溶媒を徐失
することによってカルボン酸アミド基を有するポリフル
オロポリエーテルを金属した。この化合物を元素分析す
ると、5.5%のg素が存在した。
また、1680cr!L−1にカルボン酸アミドに基づ
く赤外吸収が認められた。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、実施例1で得られた本発明のポリ
フルオロポリエーテルの赤外吸収スペクトル及びF−核
磁気共鳴スペクトルを夫々示す。第3図は、実施例2で
得られた分子鼠が1400の本発明のポリフルオロポリ
エーテルのF−核磁気共鳴スペクトルを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し、X、Y及びZは、夫々同種又は異種の水素原子
    、ハロゲン原子、シアノ基、アルキロール基、−CO−
    A〔但し、Aは、ハロゲン原子、水酸基、−OM(但し
    、Mはアルカリ金属である。)で示される基、アルコキ
    シ基、アルケニルオキシ基又は▲数式、化学式、表等が
    あります▼(但し、R_1及びR_2は、夫々同種又は
    異種の水素原子又はアルキル基である。)で示される基
    であるで示される基又は▲数式、化学式、表等がありま
    す▼(但し、 R_3は水素原子又はアルキル基である。)で示される
    基であり、kは0又は1であり、l、m及びnは0以上
    の整数である。〕 で示されるポリフルオロポリエーテル。
JP10016387A 1987-04-24 1987-04-24 ポリフルオロポリエ−テル Expired - Lifetime JPH0725876B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002069037A (ja) * 2000-08-31 2002-03-08 Nippon Mektron Ltd 含フッ素ポリエーテルカルボン酸エステル
JP2008106036A (ja) * 2006-09-29 2008-05-08 Fujifilm Corp 重合性含フッ素化合物、それを用いた反射防止膜、反射防止フィルム、画像表示装置、ポリウレタン用含フッ素アルコールおよびそれを含む組成物
JP2013035849A (ja) * 2006-09-29 2013-02-21 Fujifilm Corp フッ素アルコールおよびこれを用いた撥水性ポリウレタン用組成物

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