JPS63297406A - 低当量重量のスルホン酸系フルオロ重合体 - Google Patents
低当量重量のスルホン酸系フルオロ重合体Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は改良された且つ予期せざる物理的及び化学的性
状を有するスルホン酸系(ssj/as(g)フルオロ
重合体く関する。
状を有するスルホン酸系(ssj/as(g)フルオロ
重合体く関する。
く従来の技術〉
スルホン基を末痛とする懸垂基(ペンダント基)を有す
るスルホン基を持っているフルオロ重合体は例えば米国
特許第4478.695号(1984年lO月23日発
行):第4417.969号(1983年11月29日
発行):及び第4.358,545号(1982年11
月9日発行)を含めた先行技術に記載されている。スル
ホン酸系フルオロ重合体の当量重量(当量)が約800
であり且つその水和積が22,000より小さな時には
、かかるスルホ/酸系フルオロ重合体が熱い水性媒体例
えば塩素−アルカリ電解槽中で有用なことが見出されて
いる。これらのスルホン酸系フルオロ重合体はそれ以外
のさ1ざ1の膜セパレータの用途でも有用であり、そし
て酸触媒として有用であることが教示されている。
るスルホン基を持っているフルオロ重合体は例えば米国
特許第4478.695号(1984年lO月23日発
行):第4417.969号(1983年11月29日
発行):及び第4.358,545号(1982年11
月9日発行)を含めた先行技術に記載されている。スル
ホン酸系フルオロ重合体の当量重量(当量)が約800
であり且つその水和積が22,000より小さな時には
、かかるスルホ/酸系フルオロ重合体が熱い水性媒体例
えば塩素−アルカリ電解槽中で有用なことが見出されて
いる。これらのスルホン酸系フルオロ重合体はそれ以外
のさ1ざ1の膜セパレータの用途でも有用であり、そし
て酸触媒として有用であることが教示されている。
スルホン酸系フルオロ重合体を膜として使用する時には
、フィルムの形であることが望ましい。それらは、使用
される装置についての物理的要件に釣合った物理的一体
性を有している必要がある、電気化学的装置、例えば電
気化学セル(電池又は電解槽)では膜についての物理的
要件はセルの程類とセルの構造によって変る。例えばあ
る電解槽では電極(陽極及び陰極)が相互に実質上離れ
ており且つ両極の間に置かれている膜がある。かかる電
解槽の構造では、膜は多少の差はあるが自立しているフ
ィルムとして機能する。かかる自立構造の膜は通常その
強度を増すように補強(強化)されている。通常便用さ
れる補強材料には織ったスクリム及びランダム配向され
たファイバーの形のさ1ざ1の材料がある。然し支持さ
れている時であっても、膜が有している必要のあるのは
ある程度の最小の物理的一体性である。さもないと膜が
破れてその用途を失う。
、フィルムの形であることが望ましい。それらは、使用
される装置についての物理的要件に釣合った物理的一体
性を有している必要がある、電気化学的装置、例えば電
気化学セル(電池又は電解槽)では膜についての物理的
要件はセルの程類とセルの構造によって変る。例えばあ
る電解槽では電極(陽極及び陰極)が相互に実質上離れ
ており且つ両極の間に置かれている膜がある。かかる電
解槽の構造では、膜は多少の差はあるが自立しているフ
ィルムとして機能する。かかる自立構造の膜は通常その
強度を増すように補強(強化)されている。通常便用さ
れる補強材料には織ったスクリム及びランダム配向され
たファイバーの形のさ1ざ1の材料がある。然し支持さ
れている時であっても、膜が有している必要のあるのは
ある程度の最小の物理的一体性である。さもないと膜が
破れてその用途を失う。
陽極及び陽極の間に置かれた膜と断続的又は連続的に接
触している電極又は集電装置を持つ構成の別の種類の電
気化学槽がある。かかる電解槽は一般にゼロギャップ又
はソリッド重合体電解質m′m槽と呼ばれる。かかる電
解槽では電極が物理的支持体となっているので、強化さ
れていてもいなくても物理的一体性が低い膜フィルムが
使用できる。
触している電極又は集電装置を持つ構成の別の種類の電
気化学槽がある。かかる電解槽は一般にゼロギャップ又
はソリッド重合体電解質m′m槽と呼ばれる。かかる電
解槽では電極が物理的支持体となっているので、強化さ
れていてもいなくても物理的一体性が低い膜フィルムが
使用できる。
イオン性フルオロ重合体の物理的一体性はフルオロ重合
体が含有している水又は溶媒の量によって大ぎ〈左右さ
れる。従って実′X量の水又は溶媒を吸収したために過
度に膨潤したスルホン酸系フルオロ重合体はゲル状にな
って、未膨叫のスルホン酸系フルオロ重合体に比べると
、その物理的一体性の大半を失う傾向がある。膨潤度(
水吸収度)は温度及び環境によって大きく左右される。
体が含有している水又は溶媒の量によって大ぎ〈左右さ
れる。従って実′X量の水又は溶媒を吸収したために過
度に膨潤したスルホン酸系フルオロ重合体はゲル状にな
って、未膨叫のスルホン酸系フルオロ重合体に比べると
、その物理的一体性の大半を失う傾向がある。膨潤度(
水吸収度)は温度及び環境によって大きく左右される。
例えばあるき1つたスルホン酸系フルオロ重合体は異な
る条件下では水で異なる程度に膨潤されよう。きまった
温度で純粋な水は塩を含有する水性電解質よりもスルホ
ン酸系フルオロ重合体を#潤させ、電解質は湿潤ガスよ
りもスルホン酸系フルオロ重合体を膨潤する。然し、上
で示したいずれの環境でも温度の上昇は増加した膨IR
(水吸収)を生ずることが知られている。従ってその有
用性を規定しようとするスルホン酸系フルオロ重合体の
適切な物理的特性の単一の定義をすることは、スルホン
酸系フルオロ重合体を使用する用途によって有用性が変
るために、難かしい。
る条件下では水で異なる程度に膨潤されよう。きまった
温度で純粋な水は塩を含有する水性電解質よりもスルホ
ン酸系フルオロ重合体を#潤させ、電解質は湿潤ガスよ
りもスルホン酸系フルオロ重合体を膨潤する。然し、上
で示したいずれの環境でも温度の上昇は増加した膨IR
(水吸収)を生ずることが知られている。従ってその有
用性を規定しようとするスルホン酸系フルオロ重合体の
適切な物理的特性の単一の定義をすることは、スルホン
酸系フルオロ重合体を使用する用途によって有用性が変
るために、難かしい。
先行技術では、主として、熱い水性電解質の環境、例え
ば電解槽、例えば塩素−アルカV*屏槽で見られる種類
の環境、中でのスルホン酸系フルオロ重合体の水吸収を
用いてスルホン酸系フルオロ重合体の有用性を規定して
いる。
ば電解槽、例えば塩素−アルカV*屏槽で見られる種類
の環境、中でのスルホン酸系フルオロ重合体の水吸収を
用いてスルホン酸系フルオロ重合体の有用性を規定して
いる。
このような配慮から800乃至1500の当量重量の制
限と22.000より低い水和績が導かれた。米国特許
第4,358.545号では過度な水和のために798
の当量重量と29.40 IJの水相績はM用と考えら
れていなかった。然し以下に記載するようなある種のス
ルホン酸系フルオロ重合体については、かかる当tit
と水相績の限定が役立たぬことが今や見出された。
限と22.000より低い水和績が導かれた。米国特許
第4,358.545号では過度な水和のために798
の当量重量と29.40 IJの水相績はM用と考えら
れていなかった。然し以下に記載するようなある種のス
ルホン酸系フルオロ重合体については、かかる当tit
と水相績の限定が役立たぬことが今や見出された。
膜として、スルホン酸系フルオロ重合体の有用性を定義
する上での別の要件は所定の用途での化学的要請である
。
する上での別の要件は所定の用途での化学的要請である
。
従って塩素−アルカリ電解槽中のスルホン酸系フルオロ
重合体の膜はそれが完全に適合すべ82つの臨界的要件
:電気伝導性と隘イオン排斥能を有している。かかる条
件下での用途に選定されたスルホン酸系フルオロ重合体
は、重合体の電気伝導性、これは当量重量と水吸収の両
方に影響される、と重合体の水酸化物イオン排斥能、こ
れは水和度即ちスルホン酸系フルオロ重合体中の単位官
能基当りの水和度で大半きする、との間の両考慮因子に
通常もとづいている。水酸化物イオンの通過を最小にす
るのが望ましいこのような環境下では、フルオロ重合体
の電気伝導性のみに厳密に依存して判断するよりも、よ
り大きな当量重量を持っているスルホン酸系フルオロ電
合体が通常、専門家によって選ばれる。従って、膨潤で
測定されるフルオロ重合体の物理性状はこの特定の用途
にりいてフルオロ重合体を選ぶための判断因子では無い
。その結果、実現可能な選択的イオン輸送媒体として物
理的一体性を保持しつつしかも、高いイオン伝導性を有
するフルオロ重合体を有することが極めてVjlましい
。
重合体の膜はそれが完全に適合すべ82つの臨界的要件
:電気伝導性と隘イオン排斥能を有している。かかる条
件下での用途に選定されたスルホン酸系フルオロ重合体
は、重合体の電気伝導性、これは当量重量と水吸収の両
方に影響される、と重合体の水酸化物イオン排斥能、こ
れは水和度即ちスルホン酸系フルオロ重合体中の単位官
能基当りの水和度で大半きする、との間の両考慮因子に
通常もとづいている。水酸化物イオンの通過を最小にす
るのが望ましいこのような環境下では、フルオロ重合体
の電気伝導性のみに厳密に依存して判断するよりも、よ
り大きな当量重量を持っているスルホン酸系フルオロ電
合体が通常、専門家によって選ばれる。従って、膨潤で
測定されるフルオロ重合体の物理性状はこの特定の用途
にりいてフルオロ重合体を選ぶための判断因子では無い
。その結果、実現可能な選択的イオン輸送媒体として物
理的一体性を保持しつつしかも、高いイオン伝導性を有
するフルオロ重合体を有することが極めてVjlましい
。
他の用途、例えば燃料電池及びプロトンポンプ、は膜に
対して全く異なった化学的及び物理的要請を示す。条件
が異なれば、塩素−アルカリ電解槽の熱い電解質中で遭
遇するものとは異なるスルホン酸系フルオロ重合体の膨
潤度を生じる。燃料電池又はプロトンポンプの用途では
、あったとしても、負イオンの排斥にりいての要請は僅
かである。
対して全く異なった化学的及び物理的要請を示す。条件
が異なれば、塩素−アルカリ電解槽の熱い電解質中で遭
遇するものとは異なるスルホン酸系フルオロ重合体の膨
潤度を生じる。燃料電池又はプロトンポンプの用途では
、あったとしても、負イオンの排斥にりいての要請は僅
かである。
主jI&な要件は可能な最小電気抵抗でのプロトンの輸
送である。従って膨潤特性からの物理的拘束条件内で最
小の当量重量を有するスルホン酸系フルオロ重合体が望
ましい。
送である。従って膨潤特性からの物理的拘束条件内で最
小の当量重量を有するスルホン酸系フルオロ重合体が望
ましい。
先行技術(米国特許第4.358,545号)はその酸
型< f>でのスルホン酸系フルオロ重合体の測定さ
れた水膨潤を組合された2個の重要なスルホン酸系フル
オロ重合体の特性二単位官能基当りの水のモル数で測っ
た水和と当量重量、の一手段としての水和槓(hydr
agios yodset)を算出するのに用い丸この
判断基準はすぐれた実用特性を有するスルホン酸系フル
オロ重合体を特徴付けるのに現在ても充分である。更に
、この先行技術は長い懸垂鎖を有するスルホン酸系フル
オロ重合体(米国特許第3,282.875号)とは反
対に短かい懸垂鎖を有するスルホン酸系フルオロ重合体
の水和特性の間に驚くべき差を見出した。
型< f>でのスルホン酸系フルオロ重合体の測定さ
れた水膨潤を組合された2個の重要なスルホン酸系フル
オロ重合体の特性二単位官能基当りの水のモル数で測っ
た水和と当量重量、の一手段としての水和槓(hydr
agios yodset)を算出するのに用い丸この
判断基準はすぐれた実用特性を有するスルホン酸系フル
オロ重合体を特徴付けるのに現在ても充分である。更に
、この先行技術は長い懸垂鎖を有するスルホン酸系フル
オロ重合体(米国特許第3,282.875号)とは反
対に短かい懸垂鎖を有するスルホン酸系フルオロ重合体
の水和特性の間に驚くべき差を見出した。
〈発明の構成〉
本発明は、一般式:
%式%
〔但し:Zはハロゲン、アルカリ金属、水素又はORか
ら選ばれたものであり:Rは1乃至10個の炭素原子を
有する枝分れ又は線状アルキル基、又はアリール基であ
り:8十すが0では無い条件で、Gは0−2、bは0−
2であり:R1は−F、−CL、1乃至10個の炭素原
子を有するペルフルオロアルキル基及びl乃至10個の
炭素原子を有するフルオロクロロアルキル基から選ばれ
たものである〕で表わされる懸垂基を結合して有するフ
ルオロ恵合体主鎖又は枠型合体(baakba%−)を
有するスルホン酸系フルオロ重合体であって、800よ
り小さい当量重量(aqstwalast讐−4gkg
)及び、Zが水素の時に29,000より小さい水和積
(λjdデatto%ptodsat)を有することを
特徴とするスルホン酸系フルオロ重合体に関する。
ら選ばれたものであり:Rは1乃至10個の炭素原子を
有する枝分れ又は線状アルキル基、又はアリール基であ
り:8十すが0では無い条件で、Gは0−2、bは0−
2であり:R1は−F、−CL、1乃至10個の炭素原
子を有するペルフルオロアルキル基及びl乃至10個の
炭素原子を有するフルオロクロロアルキル基から選ばれ
たものである〕で表わされる懸垂基を結合して有するフ
ルオロ恵合体主鎖又は枠型合体(baakba%−)を
有するスルホン酸系フルオロ重合体であって、800よ
り小さい当量重量(aqstwalast讐−4gkg
)及び、Zが水素の時に29,000より小さい水和積
(λjdデatto%ptodsat)を有することを
特徴とするスルホン酸系フルオロ重合体に関する。
好ましい態様では41+6は1又は2に等しく、且つス
ルホン酸系フルオロ重合体は750より小さい当量重量
を有する。
ルホン酸系フルオロ重合体は750より小さい当量重量
を有する。
く態様の詳細〉
本発明以前は、スルホン(酸)基を末端とする付属懸垂
基を持ったスルホン酸系フルオロ重合体は、フィルムに
形成しスルホン酸系フルオロ重合体を膨潤させる条件に
曝した時にその91j埋的一体性を維持するには不充分
な強度しか持っていないと考えられていた。かかるスル
ホン酸系フルオロ重合体は、水又は他の極性媒体の存在
下で単にゲルであって実質上構造特性を全然持っていな
いと考えられていた。従ってかかるスルホン酸系フルオ
ロ重合体はフィルムに注形されて付加的な支持構造を備
えていてさえも、実質上無価値であると考えられていた
。
基を持ったスルホン酸系フルオロ重合体は、フィルムに
形成しスルホン酸系フルオロ重合体を膨潤させる条件に
曝した時にその91j埋的一体性を維持するには不充分
な強度しか持っていないと考えられていた。かかるスル
ホン酸系フルオロ重合体は、水又は他の極性媒体の存在
下で単にゲルであって実質上構造特性を全然持っていな
いと考えられていた。従ってかかるスルホン酸系フルオ
ロ重合体はフィルムに注形されて付加的な支持構造を備
えていてさえも、実質上無価値であると考えられていた
。
然し、(注意深く制御すれた方法を用いて)800より
低い当量重量を有し且つ、(支持又は無支持の)フィル
ム性状をスルホン酸系フルオロ1合体が有している必要
がある用途を含めた、多くの用途に完全に適合している
スルホン酸系フルオロ重合体が製造できることが今や見
出された。
低い当量重量を有し且つ、(支持又は無支持の)フィル
ム性状をスルホン酸系フルオロ1合体が有している必要
がある用途を含めた、多くの用途に完全に適合している
スルホン酸系フルオロ重合体が製造できることが今や見
出された。
先行技術のスルホン酸系フルオロ重合体よりも、スルホ
ン酸系フルオロ重合体の単位質量当り実質上より多くの
官能基を有するスルホン酸系フルオロ重合体を与えるた
めにこの発見は特にめざましい。スルホン酸系フルオロ
重合体フィルムの物理的一体性を維持しながら、官能基
濃度をこのように増加でさることは、より萬い当量重量
をMする先行技術の対応するスルホン酸系フルオロ重合
体よりも、より多くのイオンを輸送する能力と従って遥
かに効率的に操作できる能力を持ったスルホン酸系フル
オロ重合体を与える。
ン酸系フルオロ重合体の単位質量当り実質上より多くの
官能基を有するスルホン酸系フルオロ重合体を与えるた
めにこの発見は特にめざましい。スルホン酸系フルオロ
重合体フィルムの物理的一体性を維持しながら、官能基
濃度をこのように増加でさることは、より萬い当量重量
をMする先行技術の対応するスルホン酸系フルオロ重合
体よりも、より多くのイオンを輸送する能力と従って遥
かに効率的に操作できる能力を持ったスルホン酸系フル
オロ重合体を与える。
本発明の重合体組成物はより広い水和性状範囲とこれ迄
不完全と考えられていた当量重量を有する。
不完全と考えられていた当量重量を有する。
本発明のスルホン酸系フルオロ重合体は、先行技術のス
ルホン酸系フルオロ1合体の分子量よりも、その分子量
及び当量重量が(分子、分子で)より均一であるため、
驚くほど良好なフィルム性状を有していると考えられる
。
ルホン酸系フルオロ1合体の分子量よりも、その分子量
及び当量重量が(分子、分子で)より均一であるため、
驚くほど良好なフィルム性状を有していると考えられる
。
スルホン酸系フルオロ重合体の分子量並びに分子量分布
は水又は他の極性媒体に@露した時に、スルホン酸系フ
ルオロ重合体を膨潤させる度合いで役割を演すると考え
られる。低分子量のスルホン酸系フルオロ重合体フラク
ションはスルホン酸系フルオロ重合体を可塑化して増加
した膨潤を生ずると考えられる。低い当量重量のスルホ
ン酸系フルオロ重合体クラクションも、充分に低い当量
重量で起こる非線形膨潤のために、所定の当を重量スル
ホン酸系フルオロ重合体について測定したスルホン酸系
フルオロ重合体の膨潤を歪ませると考えられる。スルホ
/酸系フルオロ重合体の正確な分子量及び分子量分布並
びに当量重量の分布は測定が困雌である。然し、でき5
れば他の因子を同一条件にして、これらの因子から生ず
る影響は標準的な方法として受入れられつつある、lF
’、G、F、Grot at al、。
は水又は他の極性媒体に@露した時に、スルホン酸系フ
ルオロ重合体を膨潤させる度合いで役割を演すると考え
られる。低分子量のスルホン酸系フルオロ重合体フラク
ションはスルホン酸系フルオロ重合体を可塑化して増加
した膨潤を生ずると考えられる。低い当量重量のスルホ
ン酸系フルオロ重合体クラクションも、充分に低い当量
重量で起こる非線形膨潤のために、所定の当を重量スル
ホン酸系フルオロ重合体について測定したスルホン酸系
フルオロ重合体の膨潤を歪ませると考えられる。スルホ
/酸系フルオロ重合体の正確な分子量及び分子量分布並
びに当量重量の分布は測定が困雌である。然し、でき5
れば他の因子を同一条件にして、これらの因子から生ず
る影響は標準的な方法として受入れられつつある、lF
’、G、F、Grot at al、。
1972年5月rasaa州 HO%atO%でのTh
eElaetroehmmieal Soaimgの第
141回Natiowlhhatisgに述べられた方
法、を用いてその酸型のスルホ/酸系フルオロ重合体の
水膨潤を単に測定することで、見ることができる。もち
ろん、#l(水素)型以外のフルオロ重合体のイオン型
との類似した膨潤関係を形成させることは可能であるが
、便宜的理由から本明細書中では酸型を一貫して使用す
る。
eElaetroehmmieal Soaimgの第
141回Natiowlhhatisgに述べられた方
法、を用いてその酸型のスルホ/酸系フルオロ重合体の
水膨潤を単に測定することで、見ることができる。もち
ろん、#l(水素)型以外のフルオロ重合体のイオン型
との類似した膨潤関係を形成させることは可能であるが
、便宜的理由から本明細書中では酸型を一貫して使用す
る。
短かい懸垂鎖を持った本発明のスルホン酸系フルオロ重
合体は、さまざまのプロセスで有用なフィルム性状をな
お示しながら、800よりも充分低い当を1憧で22.
000より低い水和積を有することができることが見出
された。
合体は、さまざまのプロセスで有用なフィルム性状をな
お示しながら、800よりも充分低い当を1憧で22.
000より低い水和積を有することができることが見出
された。
かかる有用な判断基準に適合するスルホン酸系フルオロ
重合体は19,700の水和積を持ちつつ、687とい
う低い当量重量で裏道できる。
重合体は19,700の水和積を持ちつつ、687とい
う低い当量重量で裏道できる。
好1しくは、本発明のスルホン酸系フルオロ重合体は2
6.000より小の、より好ましくは22,000より
小の、そしてより更に好1しぐは15,000より小の
水和積を有する。同様に本発明のスルホン酸系フルオロ
重合体は750より小の、好1しくは700より小の、
より好ましくは675より小の、そして最も好1しくは
650より小の当量重量を有し得る。これらのスルホ/
酸系フルオロ重合体は環境が熱液体電解質から成ってい
ない場合又は過酷度の低い物理的要件のある時の用途に
特に有用である。かかる用途の例は燃料電池又はプロト
ンポンプ中でのように環境が大部分湿潤蒸気の場合であ
る。29.000迄の水和積を有するスルホン酸系フル
オロ重合体は複合膜の支持層として、特に補強された時
に、使用した時、熱水性媒体を伴な5用途に於ても有用
である。
6.000より小の、より好ましくは22,000より
小の、そしてより更に好1しぐは15,000より小の
水和積を有する。同様に本発明のスルホン酸系フルオロ
重合体は750より小の、好1しくは700より小の、
より好ましくは675より小の、そして最も好1しくは
650より小の当量重量を有し得る。これらのスルホ/
酸系フルオロ重合体は環境が熱液体電解質から成ってい
ない場合又は過酷度の低い物理的要件のある時の用途に
特に有用である。かかる用途の例は燃料電池又はプロト
ンポンプ中でのように環境が大部分湿潤蒸気の場合であ
る。29.000迄の水和積を有するスルホン酸系フル
オロ重合体は複合膜の支持層として、特に補強された時
に、使用した時、熱水性媒体を伴な5用途に於ても有用
である。
750より小さな当量重量及び26.000より小の、
22.000より小の、そして15.000より小の水
和積に於てさえもフルオロ1合体が良好なフィルム性状
を有していることが見出された。あるスルホン酸系フル
オロ重合体は22.000より低い水和積を有し、且つ
700より低い、又は675よりさえ低い当量Xtを有
することができる。
22.000より小の、そして15.000より小の水
和積に於てさえもフルオロ1合体が良好なフィルム性状
を有していることが見出された。あるスルホン酸系フル
オロ重合体は22.000より低い水和積を有し、且つ
700より低い、又は675よりさえ低い当量Xtを有
することができる。
不発明のスルホン酸系フルオロ重合体はフルオロ重合体
からなる枠型合体を有し、且つそれに結合しており=般
式:%式% 〔但し、 Z、 a、 b、及びR1は前述の定義の
通りであるが、然しα+bはl又は2に等しいものとす
る〕で表わざれる懸垂基を有してpす、750より小な
当量重量を有するスルホン酸系フルオロ重合体である。
からなる枠型合体を有し、且つそれに結合しており=般
式:%式% 〔但し、 Z、 a、 b、及びR1は前述の定義の
通りであるが、然しα+bはl又は2に等しいものとす
る〕で表わざれる懸垂基を有してpす、750より小な
当量重量を有するスルホン酸系フルオロ重合体である。
かかるフルオロ重合体は最小のフィルム性状を持つに過
ぎないが、然し例えばイオン選択的電極の被覆を含むさ
まざまの目的についてはなお有用である。又、かかるス
ルホン酸系フルオロ重合体は最終製品の物理形状及び一
体性が支持材料によって支配されている支持材料と混合
又はそれを被覆できる。かかる場合、スルホン酸系フル
オロ電合体は保護バリヤーとして、又はイオン伝導性材
料として、又は両方例えば電極被覆の場合として使用で
きる。物理的安全性についてスルホン酸系フルオロ重合
体は自分自身に依存していないので、スルホン酸系フル
オロ東合体フィルムが自己支持性である必要は無い。か
かる場合、スルホン酸系フルオロ重合体の水和積は臨界
的では無く、29.000を越えても良い。事実かかる
スルホン酸系フルオロ重合体の水和積は充分高くな9得
る。それらは100.000又は、それより高くなり得
る。それらの種類のスルホン酸系フルオロ重合体の主要
な要件は、使用される環境で可溶性でない事又は、スル
ホン酸系フルオロ重合体をそのイオン型に変換する処理
工程中は可溶性であることであり、この件については本
明細書中で後述する。かかる重合体の当を重量は725
より小に、700より小に、675より小に又は650
よりも小にさえなり得る。いくつかのスルホン酸系フル
オロ重合体は600より小な又は575よりも小である
ような当量重量を有していることが示されている。
ぎないが、然し例えばイオン選択的電極の被覆を含むさ
まざまの目的についてはなお有用である。又、かかるス
ルホン酸系フルオロ重合体は最終製品の物理形状及び一
体性が支持材料によって支配されている支持材料と混合
又はそれを被覆できる。かかる場合、スルホン酸系フル
オロ電合体は保護バリヤーとして、又はイオン伝導性材
料として、又は両方例えば電極被覆の場合として使用で
きる。物理的安全性についてスルホン酸系フルオロ重合
体は自分自身に依存していないので、スルホン酸系フル
オロ東合体フィルムが自己支持性である必要は無い。か
かる場合、スルホン酸系フルオロ重合体の水和積は臨界
的では無く、29.000を越えても良い。事実かかる
スルホン酸系フルオロ重合体の水和積は充分高くな9得
る。それらは100.000又は、それより高くなり得
る。それらの種類のスルホン酸系フルオロ重合体の主要
な要件は、使用される環境で可溶性でない事又は、スル
ホン酸系フルオロ重合体をそのイオン型に変換する処理
工程中は可溶性であることであり、この件については本
明細書中で後述する。かかる重合体の当を重量は725
より小に、700より小に、675より小に又は650
よりも小にさえなり得る。いくつかのスルホン酸系フル
オロ重合体は600より小な又は575よりも小である
ような当量重量を有していることが示されている。
800より小の当量重量及び29.000より小の水和
槓を有するスルホン酸系フルオロ重合体はざ1ざ1の電
気化学的用途でフィルムとして有用であり、750より
小だが通常500より小では無い当量重量を有するスル
ホン酸系°フルオロ重合体はイオン伝導性が最重要であ
って、物理的(強度)の要求が最小であるが、上述した
ような不溶性に対する要件を必要とする分野で有用であ
る。より短かい懸垂基と注意深い制御を組合せるとかか
る物質を存在させることができると考えられている。
槓を有するスルホン酸系フルオロ重合体はざ1ざ1の電
気化学的用途でフィルムとして有用であり、750より
小だが通常500より小では無い当量重量を有するスル
ホン酸系°フルオロ重合体はイオン伝導性が最重要であ
って、物理的(強度)の要求が最小であるが、上述した
ような不溶性に対する要件を必要とする分野で有用であ
る。より短かい懸垂基と注意深い制御を組合せるとかか
る物質を存在させることができると考えられている。
フルオロ重合体幹とそれに結び付いておりスルホニル基
で終っている懸垂基を有するスルホン酸系フルオロ重合
体は本発明での便用に適している。かかるスルホン酸系
フルオロ重合体の例は、例えば米国特許第4,578,
512号(1986年3月25日):第4.554,1
12号(1985年11月19日):第4.515.9
89号(1985年5月7日):第4,478.695
号(1984年lO月23日):第4.470,889
号(1984年9月11日):第4.462.877号
(1984年7月31日):第4,417.969号(
1983年11月29日):第4,358.545号(
1982年11月9日):第4.358.412号(1
982年11月9日):第4,337,211号(19
82年6月29日):第4,337.137号(198
2年6月29日):及び第4.330.654号(19
82年5月18日)に例示されている。その他の短鎖重
合体は米国特許第4,329,434号及び第4.32
9,435.号に示されている。
で終っている懸垂基を有するスルホン酸系フルオロ重合
体は本発明での便用に適している。かかるスルホン酸系
フルオロ重合体の例は、例えば米国特許第4,578,
512号(1986年3月25日):第4.554,1
12号(1985年11月19日):第4.515.9
89号(1985年5月7日):第4,478.695
号(1984年lO月23日):第4.470,889
号(1984年9月11日):第4.462.877号
(1984年7月31日):第4,417.969号(
1983年11月29日):第4,358.545号(
1982年11月9日):第4.358.412号(1
982年11月9日):第4,337,211号(19
82年6月29日):第4,337.137号(198
2年6月29日):及び第4.330.654号(19
82年5月18日)に例示されている。その他の短鎖重
合体は米国特許第4,329,434号及び第4.32
9,435.号に示されている。
本発明で使用するための特に好ましいスルホン酸系フル
オロ重合体物質は(下で定義する)単量体■と単量体■
の共重合体である。所望によっては、第3の種類の単針
体を!及び■と共重合させても良い。
オロ重合体物質は(下で定義する)単量体■と単量体■
の共重合体である。所望によっては、第3の種類の単針
体を!及び■と共重合させても良い。
第1の種類の単量体は一般式:
%式%
から選ばれたものである〕で表わされる。
単量体飄と又は単量体l及び■と共重合した時、単量体
txtはスルホン酸系フルオロ重合体のを柱の部分を形
成する。
txtはスルホン酸系フルオロ重合体のを柱の部分を形
成する。
第2の単量体は一般式二
lul ;1sOz−CCFz)、−<CFRI)b
−0−CF−CF。
−0−CF−CF。
〔但し:Zはハロゲン、アルカリ金属、水素、又はOR
から選ばれたものであり:Rは1乃至10個の炭素原子
を有する枝分れ又は線状アルキル基、又はアリール基で
あり:α+bが0では無い条件で、Gは0−2、bは0
−2であり;Rfはp、 cl、 1乃至10個の炭X
原子を有するペルフルオロアルキル基又はl乃至10個
の炭素原子を有するフルオロクロロアルキル基から選ば
れたものである〕で表わされる化合物から選ばれた1捌
又はそrL以上の単量体から成る。
から選ばれたものであり:Rは1乃至10個の炭素原子
を有する枝分れ又は線状アルキル基、又はアリール基で
あり:α+bが0では無い条件で、Gは0−2、bは0
−2であり;Rfはp、 cl、 1乃至10個の炭X
原子を有するペルフルオロアルキル基又はl乃至10個
の炭素原子を有するフルオロクロロアルキル基から選ば
れたものである〕で表わされる化合物から選ばれた1捌
又はそrL以上の単量体から成る。
特に好lしいのはRfがFであり:且っa十すが2又は
3である時である。最も脣に好ましいのはRfが−Fで
あり且つα十すが2又は30時である。
3である時である。最も脣に好ましいのはRfが−Fで
あり且つα十すが2又は30時である。
単量体(11式:
%式%
を有する懸垂基を形成する。
第3の、そして任意的な過当な単量体は一般式:%式%
〔但し:Yは−F、−Ct又は−シから選ばれたもので
あり:a′ 及びb′ は独立して0−3であり;5
は0−6であり;Rf及びR1’は独立して、−シ、−
C1,−F 、 1乃至10個の炭素原子をMするペ
ルフルオロアルキル基、及び1乃至10個の炭素原子V
Vするグロロベルフルオロア〃キル基から選ばれたもの
であり:そしてXは−F、−CL、−&、又はs)1の
時にはその混合物から選ばれたものである〕で表わさn
る化合物ρ)ら選ばれた1m又はそれ以上の単量体であ
る。
あり:a′ 及びb′ は独立して0−3であり;5
は0−6であり;Rf及びR1’は独立して、−シ、−
C1,−F 、 1乃至10個の炭素原子をMするペ
ルフルオロアルキル基、及び1乃至10個の炭素原子V
Vするグロロベルフルオロア〃キル基から選ばれたもの
であり:そしてXは−F、−CL、−&、又はs)1の
時にはその混合物から選ばれたものである〕で表わさn
る化合物ρ)ら選ばれた1m又はそれ以上の単量体であ
る。
単量体[相]は次式:
%式%
を有する懸垂基を形成する。
特に好ましいのは5がOであり、且つR1及びRf’が
それぞれ−Fである単量体[相]である。
それぞれ−Fである単量体[相]である。
本発明のスルホン酸系フルオロ重合体はさ1ざlの重合
方法で製造できる。使用する方法は高分子量スルホン酸
系フルオロ重合体を生ずることが知られているものであ
る必要がある。製造中、スルホ/酸系フルオロ重合体の
分子量分布と当tX量分布の艮好な制御を行うために注
意を払う必要がある。かかるプロセスの例は乳化重合で
ある。
方法で製造できる。使用する方法は高分子量スルホン酸
系フルオロ重合体を生ずることが知られているものであ
る必要がある。製造中、スルホ/酸系フルオロ重合体の
分子量分布と当tX量分布の艮好な制御を行うために注
意を払う必要がある。かかるプロセスの例は乳化重合で
ある。
乳化重合は乳化した形の反応物を用いて実施する重合反
応である。通常、正常な圧力及び−20乃至+100℃
の温度で実施される。連続式及びバッチ式の2s類の乳
化重合の基本的形式がある。連続式乳化重合では、重合
が定常状態に到達し、重合時の一定条件を確保する。連
続式プロセスは、−貫した分子量、−貫した当量電量及
び驚く程良好なフィルム性状に到達する条件の維持がで
きる。
応である。通常、正常な圧力及び−20乃至+100℃
の温度で実施される。連続式及びバッチ式の2s類の乳
化重合の基本的形式がある。連続式乳化重合では、重合
が定常状態に到達し、重合時の一定条件を確保する。連
続式プロセスは、−貫した分子量、−貫した当量電量及
び驚く程良好なフィルム性状に到達する条件の維持がで
きる。
バッチ式乳化重合プロセスは多くの場合、費用が少く、
且つより便利である、これはスルホン酸系フルオロ重合
体の少規模の生産では特にそうである。然しスルホン酸
系フルオロ重合体組成の偏寄(不均一な分子量及び当量
重量ンを生ずる可能性のある過度な単量体転化を避ける
ために注意を払う必要がある。バッチ式乳化重合は、フ
ルオロスルホニル単量体反応物をすべて反応器に充填し
てコモノマーの一定圧力下で第2の単量体の供給を維持
しつつ蓮常実施される。本発明の場合にはコモノマーは
テトラフルオロエチレン(TFE)である。50乃至6
0%及び特に80乃至90チの転化率を越すフルオロス
ルホニル単量体のスルホン酸系フルオロ重合体への転化
は、反応の後段部でより高当量重量のスルホン酸系フル
オロ重合体をつくる可能性がある。反応器コモノマー圧
力を遥かに低くした時には、より低い分子蓋及びより低
い当量Mtを持つスルホン酸系゛フルオロ重合体フラク
ションが生ずる可能性があり、そして通常実際に生じる
。本来、より低い当tIl量のスルホン酸系フルオロ重
合体の形成は、それが存在すると劣ったフィルム性状を
持つスルホン酸系フルオロ重合体を生ずると考えられて
いるので、好1しく無い。一定の温度及び圧力に到達す
る1での過度に長いスタートアップ時間も、一定してい
ない分子量及び当量重量のスルホン酸系フルオロ重合体
を生じる可能性がある。一般に乳化重合反応中ずつと可
能な限り一定の条件を保持していることが最善と考えら
れる。
且つより便利である、これはスルホン酸系フルオロ重合
体の少規模の生産では特にそうである。然しスルホン酸
系フルオロ重合体組成の偏寄(不均一な分子量及び当量
重量ンを生ずる可能性のある過度な単量体転化を避ける
ために注意を払う必要がある。バッチ式乳化重合は、フ
ルオロスルホニル単量体反応物をすべて反応器に充填し
てコモノマーの一定圧力下で第2の単量体の供給を維持
しつつ蓮常実施される。本発明の場合にはコモノマーは
テトラフルオロエチレン(TFE)である。50乃至6
0%及び特に80乃至90チの転化率を越すフルオロス
ルホニル単量体のスルホン酸系フルオロ重合体への転化
は、反応の後段部でより高当量重量のスルホン酸系フル
オロ重合体をつくる可能性がある。反応器コモノマー圧
力を遥かに低くした時には、より低い分子蓋及びより低
い当量Mtを持つスルホン酸系゛フルオロ重合体フラク
ションが生ずる可能性があり、そして通常実際に生じる
。本来、より低い当tIl量のスルホン酸系フルオロ重
合体の形成は、それが存在すると劣ったフィルム性状を
持つスルホン酸系フルオロ重合体を生ずると考えられて
いるので、好1しく無い。一定の温度及び圧力に到達す
る1での過度に長いスタートアップ時間も、一定してい
ない分子量及び当量重量のスルホン酸系フルオロ重合体
を生じる可能性がある。一般に乳化重合反応中ずつと可
能な限り一定の条件を保持していることが最善と考えら
れる。
重合後、フルオロスルホニルのイオン型への変換にはア
ルカリ加水分解が必要である。この加水分解はぎ1ざ1
の方法で実施できるが、通常水、又は水と有機溶媒例え
ばアルコール又はジメチルホルムアミドの混合物中の苛
性ノーダ又はカリの使用を伴う。スルホン酸系フルオロ
重合体は次の条件=(1)スルホン酸系フルオロ重合体
を約25′M量チの水酸化ナトリウム中に約16時間、
約90℃の1bltFIKで浸漬し:(zスルホン酸系
フルオロ重合体を約90℃に加温した脱イオン水中で、
毎回30乃至60分かけて、2回すすぐ;下で反応させ
ることによってイオン型に変換できる。
ルカリ加水分解が必要である。この加水分解はぎ1ざ1
の方法で実施できるが、通常水、又は水と有機溶媒例え
ばアルコール又はジメチルホルムアミドの混合物中の苛
性ノーダ又はカリの使用を伴う。スルホン酸系フルオロ
重合体は次の条件=(1)スルホン酸系フルオロ重合体
を約25′M量チの水酸化ナトリウム中に約16時間、
約90℃の1bltFIKで浸漬し:(zスルホン酸系
フルオロ重合体を約90℃に加温した脱イオン水中で、
毎回30乃至60分かけて、2回すすぐ;下で反応させ
ることによってイオン型に変換できる。
懸垂基はそれで−503”−Na“型である。−Nm+
以外の陽イオンはNa+を必要に応じて置換して(例え
ば−/7+)つくることができる。
以外の陽イオンはNa+を必要に応じて置換して(例え
ば−/7+)つくることができる。
本発明のフルオロ重合体は他のフルオロ重合体と積層し
て積層複合フィルムに形成できる。例えばスルホン酸又
はカルボ”41系のイオン交換活性基を持つフルオロ重
合体と積層できる。かかる他のフィルム及び積層方法は
当業者に周知である。
て積層複合フィルムに形成できる。例えばスルホン酸又
はカルボ”41系のイオン交換活性基を持つフルオロ重
合体と積層できる。かかる他のフィルム及び積層方法は
当業者に周知である。
本発明のフルオロ重合体は単独又は他のフルオロ重合体
との積層構造体として電解槽例えば塩素−アルカリ電解
槽に使用できる。かかる槽中で、膜フィルムは陽極と陰
極の間に配置される。°それらは電極間にイオン透過性
のバリヤー(隔膜)を提供する。
との積層構造体として電解槽例えば塩素−アルカリ電解
槽に使用できる。かかる槽中で、膜フィルムは陽極と陰
極の間に配置される。°それらは電極間にイオン透過性
のバリヤー(隔膜)を提供する。
実施例1゜
との実施例は約717の当1*量CEtr、ll’rt
t−)及び約13.928の水和ffl (11,P、
)を持つスルホン酸系フルオロ重合体の製造を示す。
t−)及び約13.928の水和ffl (11,P、
)を持つスルホン酸系フルオロ重合体の製造を示す。
ナト2フルオロエチレンガス(TFE)の気体充填の下
に保持されたチタン湿潤部を持りO,5tガラスライニ
ング反応器に約259屓jの脱イオン、脱酸素水、約3
2のアンモニウムペルフルオロオクタノエイトJeJ1
.5rのNa2HPO4@ 7H20、及び約Ifの/
VgjlZ1PO4* H2Oを入れる。反応器はチ
タン製内部冷却コイル、タービン撹拌器、白金抵抗温度
計、磁気カップル撹拌器、チタン浸漬管、気固単蓋体送
入口、及び温度制御された液体ジャケットを備えている
。追加の送入原料シリンダーをオーバヘッドラインに取
付ける。気固の単量体を一体型の質量流量指示器を通し
て送入し、その流れを指示、制御させる。
に保持されたチタン湿潤部を持りO,5tガラスライニ
ング反応器に約259屓jの脱イオン、脱酸素水、約3
2のアンモニウムペルフルオロオクタノエイトJeJ1
.5rのNa2HPO4@ 7H20、及び約Ifの/
VgjlZ1PO4* H2Oを入れる。反応器はチ
タン製内部冷却コイル、タービン撹拌器、白金抵抗温度
計、磁気カップル撹拌器、チタン浸漬管、気固単蓋体送
入口、及び温度制御された液体ジャケットを備えている
。追加の送入原料シリンダーをオーバヘッドラインに取
付ける。気固の単量体を一体型の質量流量指示器を通し
て送入し、その流れを指示、制御させる。
上述の成分を反応器に入れた後、3−ループ比例積算形
微分圧力調節器であるジャケット温度調節器を反応器の
内容物を約45℃の温度に調節するようにセットした。
微分圧力調節器であるジャケット温度調節器を反応器の
内容物を約45℃の温度に調節するようにセットした。
反応器の上部、気体充填部を約122 kPaに排気し
、約170kPαに7’FEで加圧することを3回行な
い、最後は真空に放置する。この後、撹拌器を廻わし始
めて、約800回転/分(クー)にする。反応器の温度
を約45℃の温度で安定化させる。次に約509の2−
フルオロスルホニルペルフルオロエチルビニルエーテル
を反り器に注入する。その後約50Mの脱イオン、脱酸
素水を約0.1fのCNHa)x!WJa(開始剤又は
ラジカル源の役をする)と共KTFE圧を用いて注入す
る。底部送入(即ちTFEの送入を上部気体領域中でな
く反応器の底部の注入点を通す方法)に切換えて、TF
E圧力を約1135 kPaに急上昇させる。TFE送
入速度を流量調節弁の500標準4分(aaefh)の
約0.7チにセットして圧力を983 kPaと116
24Pαの間で変動させる。圧力が約983 kPaと
なると、TFE送入速度を500acces流量調節弁
の42%に上昇させてTFE圧力を約5分間かけて約1
135kPaにもどす。約4時間かけて後、反応器を排
気し、約5NECLの約50jL5を加えて内容’a+
’t−酸性にして、反応中に生じたラテックスを凝結さ
せる。混合物を撹拌する。凝結したスルホン酸系フルオ
ロ重合体tF別し、2反応器容(合計的600α)の水
で次に2反応器容(合計的600JIj)の無水メタノ
ールで繰返して洗う。スルホン酸系フルオロ重合体を約
26インチB、の真空度(658,7torr)約11
0℃で1晩真空乾燥する。この重合は約15%のコモノ
マー1ヒ率に対して約717の当量重量で約19.1t
のスルホン酸系フルオロ重合体を生じた。
、約170kPαに7’FEで加圧することを3回行な
い、最後は真空に放置する。この後、撹拌器を廻わし始
めて、約800回転/分(クー)にする。反応器の温度
を約45℃の温度で安定化させる。次に約509の2−
フルオロスルホニルペルフルオロエチルビニルエーテル
を反り器に注入する。その後約50Mの脱イオン、脱酸
素水を約0.1fのCNHa)x!WJa(開始剤又は
ラジカル源の役をする)と共KTFE圧を用いて注入す
る。底部送入(即ちTFEの送入を上部気体領域中でな
く反応器の底部の注入点を通す方法)に切換えて、TF
E圧力を約1135 kPaに急上昇させる。TFE送
入速度を流量調節弁の500標準4分(aaefh)の
約0.7チにセットして圧力を983 kPaと116
24Pαの間で変動させる。圧力が約983 kPaと
なると、TFE送入速度を500acces流量調節弁
の42%に上昇させてTFE圧力を約5分間かけて約1
135kPaにもどす。約4時間かけて後、反応器を排
気し、約5NECLの約50jL5を加えて内容’a+
’t−酸性にして、反応中に生じたラテックスを凝結さ
せる。混合物を撹拌する。凝結したスルホン酸系フルオ
ロ重合体tF別し、2反応器容(合計的600α)の水
で次に2反応器容(合計的600JIj)の無水メタノ
ールで繰返して洗う。スルホン酸系フルオロ重合体を約
26インチB、の真空度(658,7torr)約11
0℃で1晩真空乾燥する。この重合は約15%のコモノ
マー1ヒ率に対して約717の当量重量で約19.1t
のスルホン酸系フルオロ重合体を生じた。
乾燥したスルホン酸系フルオロ重合体粉末の当量重量は
塩基性熟成浴を用い、過剰を加えた時の残留塩基の差滴
定によって測定する。この方法では乾燥したスルホン酸
系フルオロ重合体の粉末を用いる。約2tのスルホン酸
系フルオロTL合体’t 250 Iltのテフロン被
覆エレンマイヤーフラスコに秤り込む。テフロン被覆撹
拌子をフラスコに加える。
塩基性熟成浴を用い、過剰を加えた時の残留塩基の差滴
定によって測定する。この方法では乾燥したスルホン酸
系フルオロ重合体の粉末を用いる。約2tのスルホン酸
系フルオロTL合体’t 250 Iltのテフロン被
覆エレンマイヤーフラスコに秤り込む。テフロン被覆撹
拌子をフラスコに加える。
(テフロ/■はE、1.ds /’ost daNam
osra andCotnpa%y所有の商標である)
。次に約20317のセチルトリメチルアンモニワムプ
ロマイドの約1.O19[量%溶液を加える。その後、
約0. I NのA’ a OHの約10011tとジ
メチルスルホキシドの約5011tをフラスコに加える
。次に栓を通してフラスコの頂部に取付けた冷却器を付
して、フラスコを撹拌用ホットプレート上に置く。フラ
スコな油浴に入れてフラスコ内容物の温度を約80℃に
調節する。フラスコを撹拌しつつ80℃に約24時間放
置する。冷却器を外して脱イオン水ですすぎ、フラスコ
内容物を室温に冷やす。
osra andCotnpa%y所有の商標である)
。次に約20317のセチルトリメチルアンモニワムプ
ロマイドの約1.O19[量%溶液を加える。その後、
約0. I NのA’ a OHの約10011tとジ
メチルスルホキシドの約5011tをフラスコに加える
。次に栓を通してフラスコの頂部に取付けた冷却器を付
して、フラスコを撹拌用ホットプレート上に置く。フラ
スコな油浴に入れてフラスコ内容物の温度を約80℃に
調節する。フラスコを撹拌しつつ80℃に約24時間放
置する。冷却器を外して脱イオン水ですすぎ、フラスコ
内容物を室温に冷やす。
スルホン酸系フルオロ重合体試料を次にビーカーに移し
、フラスコをく1なくすすぐ。ビーカー内容物を次に約
0.1N HCt溶液を用いて滴定する。当量重量は次
式を用いて計算される: 当を重量−((乾燥試料の重量X2UOO)/I:塩基
のミリ当量−(0,IN MCIの容量/1O)))ス
ルホン酸系フルオロ重合体の約3.02P試料を2枚の
テフロン被覆ガラス布シート、2枚のクロムめっき黄銅
写真板に挾み、そして約260℃の液圧加熱プレスのジ
ョーに入れてジョーを写真板の上で閉じである砂の間に
2分間はさむ。約2分後、ジョーを閉じて約8896ニ
ユートン(約lt)の印加力を約2分間板に加える。シ
ートを取出してはがす。ここでスルホン酸系フルオロ重
合体は約0.2龍厚、118關径の円板の形である。ス
ルホン酸系フルオロ電合体を約80℃で約16時間約2
5重tチN a OH中で加水分解し、官能基を一5O
,N、イオノマー型に変換する。次にフィルムを約6s
gcl中に4乃至8時装置いて−50,H型に変換する
。この後、フィルムを脱イオン水中で煮沸し、次に約2
6インチM、の真空度(658,7toデデ)で約11
0℃の真空炉中に1晩置く。乾燥フィルムを炉から取出
し、手早く秤量する。約3.082Fの買tt−有して
いることが判明する。フィルムを脱イオン水中で約30
分煮沸し、取出して手早く拭いて乾かす。次に秤量する
。これを合1tt3回繰返す。フィルムは約48.79
6の水吸収を平均として得ることが測定された。このフ
ィルムは約13,928の水和績を有し、官能基当り約
19.4モルの水を有していると算出された。水和績は
次式に従って算出される:〔(湿潤重量−乾燥重量)/
(乾燥重量→X(当量型t/1g ) ) x当量重量
−水和績フイルムはその水和した形でこわさと弾性を有
していると見られ、これは800当量重量の領域の先行
技術の重合体に定性的に類似している。この重合体は狭
い分子量分布に特有の粘稠な溶融体の性質(プレスし易
い)を示す。
、フラスコをく1なくすすぐ。ビーカー内容物を次に約
0.1N HCt溶液を用いて滴定する。当量重量は次
式を用いて計算される: 当を重量−((乾燥試料の重量X2UOO)/I:塩基
のミリ当量−(0,IN MCIの容量/1O)))ス
ルホン酸系フルオロ重合体の約3.02P試料を2枚の
テフロン被覆ガラス布シート、2枚のクロムめっき黄銅
写真板に挾み、そして約260℃の液圧加熱プレスのジ
ョーに入れてジョーを写真板の上で閉じである砂の間に
2分間はさむ。約2分後、ジョーを閉じて約8896ニ
ユートン(約lt)の印加力を約2分間板に加える。シ
ートを取出してはがす。ここでスルホン酸系フルオロ重
合体は約0.2龍厚、118關径の円板の形である。ス
ルホン酸系フルオロ電合体を約80℃で約16時間約2
5重tチN a OH中で加水分解し、官能基を一5O
,N、イオノマー型に変換する。次にフィルムを約6s
gcl中に4乃至8時装置いて−50,H型に変換する
。この後、フィルムを脱イオン水中で煮沸し、次に約2
6インチM、の真空度(658,7toデデ)で約11
0℃の真空炉中に1晩置く。乾燥フィルムを炉から取出
し、手早く秤量する。約3.082Fの買tt−有して
いることが判明する。フィルムを脱イオン水中で約30
分煮沸し、取出して手早く拭いて乾かす。次に秤量する
。これを合1tt3回繰返す。フィルムは約48.79
6の水吸収を平均として得ることが測定された。このフ
ィルムは約13,928の水和績を有し、官能基当り約
19.4モルの水を有していると算出された。水和績は
次式に従って算出される:〔(湿潤重量−乾燥重量)/
(乾燥重量→X(当量型t/1g ) ) x当量重量
−水和績フイルムはその水和した形でこわさと弾性を有
していると見られ、これは800当量重量の領域の先行
技術の重合体に定性的に類似している。この重合体は狭
い分子量分布に特有の粘稠な溶融体の性質(プレスし易
い)を示す。
実施例2゜
コノ実mfllf!約564 OEq Ji’g t、
及び約114.2290H,P、 t−持つスルホン酸
系フルオロ重合体の製造法を示す。
及び約114.2290H,P、 t−持つスルホン酸
系フルオロ重合体の製造法を示す。
アンカー屋撹拌器、H−バッフル、白金抵抗温度針及び
温度制御ジャケットを備えた約761のガラスライニン
グ反応器に、 約0.448に9のアンモニウムペルフ
ルオロオクタノエイト、約0.339に9のN旬gpo
4・78,0.約0.279権のN(dl、pU4m
B、0 及び約(J、 179 icgO(Nlla
)zszUsを入れた。反応器に窒素を入ね、次に約
0゜4インチH!O(0,75Torr )に真空排気
した。ジャケット温度制御を始めて反応器内容物を約6
0℃にして撹拌器を約25Orpmにする。水を反応器
に送入して、全送入量を約84.400 tとし、反応
器圧力を約20.7kPαとする。ジャケットに、従っ
て反応器内内容物を加熱する。約25.89籍の2−フ
ルオロスルホニルペルフルオロエチルビニルエーテルを
次に反応器に加える。TFEF2ガスえて約20分間で
反応器圧力を約929 kPaに上昇させて、約2時間
56分の運転時間にわたり約20kgのTFEF2ガス
計が反応器に送入される迄、圧力を一定に保つ。次にT
FE流を止めて圧力を下げる。反応中に生成したスルホ
ン酸系フルオロ重合体ラテックスの試料を分析し、約2
4.66%の固体を含べ約23℃で約2.45の−を有
することが判明する。
温度制御ジャケットを備えた約761のガラスライニン
グ反応器に、 約0.448に9のアンモニウムペルフ
ルオロオクタノエイト、約0.339に9のN旬gpo
4・78,0.約0.279権のN(dl、pU4m
B、0 及び約(J、 179 icgO(Nlla
)zszUsを入れた。反応器に窒素を入ね、次に約
0゜4インチH!O(0,75Torr )に真空排気
した。ジャケット温度制御を始めて反応器内容物を約6
0℃にして撹拌器を約25Orpmにする。水を反応器
に送入して、全送入量を約84.400 tとし、反応
器圧力を約20.7kPαとする。ジャケットに、従っ
て反応器内内容物を加熱する。約25.89籍の2−フ
ルオロスルホニルペルフルオロエチルビニルエーテルを
次に反応器に加える。TFEF2ガスえて約20分間で
反応器圧力を約929 kPaに上昇させて、約2時間
56分の運転時間にわたり約20kgのTFEF2ガス
計が反応器に送入される迄、圧力を一定に保つ。次にT
FE流を止めて圧力を下げる。反応中に生成したスルホ
ン酸系フルオロ重合体ラテックスの試料を分析し、約2
4.66%の固体を含べ約23℃で約2.45の−を有
することが判明する。
反応時忙生成したスルホン酸系フルオロ重合体ラテック
スの一部を約381の容器に移し、ここでセットリング
と減圧で残留単量体を除く。残留単量体を除去して後の
約30.4#のスルホン酸系フルオロ電合体ラテックス
を約22Orpmで撹拌しつつ769fの(濃)HsS
(h テ処理する。温度が5℃から10℃に上昇する。
スの一部を約381の容器に移し、ここでセットリング
と減圧で残留単量体を除く。残留単量体を除去して後の
約30.4#のスルホン酸系フルオロ電合体ラテックス
を約22Orpmで撹拌しつつ769fの(濃)HsS
(h テ処理する。温度が5℃から10℃に上昇する。
約17,958 fの凝結したスルホン酸系フルオロ重
合体ラテックスを容器から取出して、連続的に撹拌しつ
つ約7,696 fの脱イオン水を容器に加える。約1
5分後、撹拌器をとめ約9,000tの水を捨てる。約
9.00 Ofの水を加えて処理を反復する、約13.
242 tの水を除いて、同量を加え、次に約1.00
0 fの水を除き、次に1691Fの水を除く。最後に
、約50重量うのNa011の約37.5fを容器と容
器内容物に加え、約5分撹拌して止める。合計約136
#の水で洗浄t−実施する。洗浄水の最終伝導度は約1
75マイクロムオー(aJko)であることがわかる。
合体ラテックスを容器から取出して、連続的に撹拌しつ
つ約7,696 fの脱イオン水を容器に加える。約1
5分後、撹拌器をとめ約9,000tの水を捨てる。約
9.00 Ofの水を加えて処理を反復する、約13.
242 tの水を除いて、同量を加え、次に約1.00
0 fの水を除き、次に1691Fの水を除く。最後に
、約50重量うのNa011の約37.5fを容器と容
器内容物に加え、約5分撹拌して止める。合計約136
#の水で洗浄t−実施する。洗浄水の最終伝導度は約1
75マイクロムオー(aJko)であることがわかる。
スルホン酸系フルオロ重合体から水を捨去って、スルホ
ン酸系フルオロ重合体を放置して乾燥させる。
ン酸系フルオロ重合体を放置して乾燥させる。
(実施例IK記載のように)試料を滴定してその当量重
量を測定する。約564であることが判明した。約3.
00tのこのスルホン酸系フルオロ重合体の試料を液圧
プレス中の写真板間に置き、印加圧力無しで約2分間約
260℃に加熱する。約2分後、プレスのジョーを部分
的に閉じて約4500ニユートン(0,5)ン力)を加
え、そして更に1分後板を取去ると、スルホン酸系フル
オロ重合体は2枚のテフロン被覆ガラス布のシートの間
て、約0.25111厚及び約950径の円板の形であ
る。このフィルムを約25ii量嘔のN a OH中で
約16時間約80℃で加水分解して次に、約8時間約e
、NHCtに浸漬して−503H型に変換する。このフ
ィルムを脱イオン水で洗い、脱イオン水中で煮沸して約
105℃の約2フインチH,の真空度(684toデr
)で−晩真空乾燥する。フィルムは約2.75Fの質t
’を有していることが判明する。フィルムを次に脱イオ
ン水に入れ約30分煮沸1−1取出し、出来るだけ手早
く拭いて乾かして秤量する。水和したスルホン酸系フル
オロ重合体は約20.59の重量を有している。重量増
加を用いると646%の水吸収を有していた。これは官
能基当り約202モルのH2Oの水和を示している。こ
のスルホン酸系フルオロ重合体についての水相積は約1
14,229であると算出される。
量を測定する。約564であることが判明した。約3.
00tのこのスルホン酸系フルオロ重合体の試料を液圧
プレス中の写真板間に置き、印加圧力無しで約2分間約
260℃に加熱する。約2分後、プレスのジョーを部分
的に閉じて約4500ニユートン(0,5)ン力)を加
え、そして更に1分後板を取去ると、スルホン酸系フル
オロ重合体は2枚のテフロン被覆ガラス布のシートの間
て、約0.25111厚及び約950径の円板の形であ
る。このフィルムを約25ii量嘔のN a OH中で
約16時間約80℃で加水分解して次に、約8時間約e
、NHCtに浸漬して−503H型に変換する。このフ
ィルムを脱イオン水で洗い、脱イオン水中で煮沸して約
105℃の約2フインチH,の真空度(684toデr
)で−晩真空乾燥する。フィルムは約2.75Fの質t
’を有していることが判明する。フィルムを次に脱イオ
ン水に入れ約30分煮沸1−1取出し、出来るだけ手早
く拭いて乾かして秤量する。水和したスルホン酸系フル
オロ重合体は約20.59の重量を有している。重量増
加を用いると646%の水吸収を有していた。これは官
能基当り約202モルのH2Oの水和を示している。こ
のスルホン酸系フルオロ重合体についての水相積は約1
14,229であると算出される。
このフィルムは大巾に膨れているにも拘らずその形をな
お保っている。このフィルムは取扱うことがでさ、しわ
が寄った状態から引伸ばすことができる。
お保っている。このフィルムは取扱うことがでさ、しわ
が寄った状態から引伸ばすことができる。
実施例3゜
この実施例は約766のEqjl’gt、と約24,0
64のH,p、 2有するスルホン酸系フルオロ重合
体の製造法を示す。
64のH,p、 2有するスルホン酸系フルオロ重合
体の製造法を示す。
アンカー形撹拌器、H−バッフル、白金抵抗温度計、及
び温度調節ジャケットを備えた761のガラスライニン
グ反応器に、約5271のアンモニウムペルフルオロオ
クタノエイト、約398.4?のN旬Hp04・7g、
o、約328.82のA’ (LHzP 04 ”
HlO、及び約210.8 Fの(NH4)、Sρlを
加える。次に電子式圧力読取で測定して反応器を約0.
0気圧に真空排気し、次に不活性ガス(窒素)を加えて
約448 kPaの圧力に反応器を加圧する。これを合
計4回行ない、次に反応器を更に1回真空排気する。約
991の脱イオン、脱酸素水を加え、撹拌器をスタート
させてジャケットを加熱し始める。撹拌器を約250デ
p%にセットして、mK約16.657C917)2−
フルオロスルホニルペルフルオロエチルビニルエーテル
を加える。約60℃の温度でTFEを反応器に、約17
分間にわたり約1495 kPaの圧力に達する迄、0
.5乃至0.567に97分の速度で送入する。送入を
約更に10分続けて、その時点で送入を止めて、窒素を
系の気相部分に吹込み且つ周囲の温度の水を反応器の周
りのジャケットに加える。合計的13.5qのTFEガ
スが反応器に加えられた。反応中に生成したラテックス
は約16.9%固体を含んでいることが判明する。ラテ
ックスを残留単量体の分離とス) IJツピングのため
により大ぎな容器に移す。ラテックスの一部分、約14
.5に9を約11Orpmで撹拌している381容器に
加える。次に3乃至4分かけて0.921CIの濃tt
、so4 を加える。内容物の温度が14℃から18℃
に上昇する。次に約1.□A’ Na011 t−訓え
て内容物を中和する。凝結したスルホン酸系フルオロ重
合体を中性化した溶液から戸別し、遠心分離し、遠心分
離中、水で繰返し洗浄する。湿ったケーキは約2054
.2Fの重量であった。約26インチH,の真空度(6
58,7tOデデ)下約110℃のロータリー・コーン
乾燥器中で1晩ケーキを乾燥し、約1709.2tを回
収する。
び温度調節ジャケットを備えた761のガラスライニン
グ反応器に、約5271のアンモニウムペルフルオロオ
クタノエイト、約398.4?のN旬Hp04・7g、
o、約328.82のA’ (LHzP 04 ”
HlO、及び約210.8 Fの(NH4)、Sρlを
加える。次に電子式圧力読取で測定して反応器を約0.
0気圧に真空排気し、次に不活性ガス(窒素)を加えて
約448 kPaの圧力に反応器を加圧する。これを合
計4回行ない、次に反応器を更に1回真空排気する。約
991の脱イオン、脱酸素水を加え、撹拌器をスタート
させてジャケットを加熱し始める。撹拌器を約250デ
p%にセットして、mK約16.657C917)2−
フルオロスルホニルペルフルオロエチルビニルエーテル
を加える。約60℃の温度でTFEを反応器に、約17
分間にわたり約1495 kPaの圧力に達する迄、0
.5乃至0.567に97分の速度で送入する。送入を
約更に10分続けて、その時点で送入を止めて、窒素を
系の気相部分に吹込み且つ周囲の温度の水を反応器の周
りのジャケットに加える。合計的13.5qのTFEガ
スが反応器に加えられた。反応中に生成したラテックス
は約16.9%固体を含んでいることが判明する。ラテ
ックスを残留単量体の分離とス) IJツピングのため
により大ぎな容器に移す。ラテックスの一部分、約14
.5に9を約11Orpmで撹拌している381容器に
加える。次に3乃至4分かけて0.921CIの濃tt
、so4 を加える。内容物の温度が14℃から18℃
に上昇する。次に約1.□A’ Na011 t−訓え
て内容物を中和する。凝結したスルホン酸系フルオロ重
合体を中性化した溶液から戸別し、遠心分離し、遠心分
離中、水で繰返し洗浄する。湿ったケーキは約2054
.2Fの重量であった。約26インチH,の真空度(6
58,7tOデデ)下約110℃のロータリー・コーン
乾燥器中で1晩ケーキを乾燥し、約1709.2tを回
収する。
スルホン酸系フルオロ重合体の当量重量を実施例1記載
の方法に従って測定し、約766であることが判明した
。
の方法に従って測定し、約766であることが判明した
。
約32のスルホン酸系フルオロ重合体をテフロン被覆ガ
ラス布のシート、黄銅写真板に挾み圧力ゼロで約260
℃で2分間予熱してから、約260℃で約8896=ニ
ートン(It)力で液圧加熱プレスでフィルムにする。
ラス布のシート、黄銅写真板に挾み圧力ゼロで約260
℃で2分間予熱してから、約260℃で約8896=ニ
ートン(It)力で液圧加熱プレスでフィルムにする。
このフィルムを約80℃で約16時間、約25重量%の
Na OHに入れてNa+イオン型に加水分解する。こ
のフィルムを次+ に約6NのHCl浴に約8時量大れて基をHK変換する
フィルムを次に約30分脱イオン水中で煮沸し、110
℃で約26インチHgの真空5j(658,7torテ
)の真空炉に1晩置く。フィルムを次に脱イオン水のビ
ーカーに入れ約30分煮沸し、取出して出来るだけ手早
く拭いて乾かして秤量する。このフィルムは水和した状
態で約4.98tの重量であることが判明する。これは
約73.8%の水吸収で水和積は従って約24064で
ある。
Na OHに入れてNa+イオン型に加水分解する。こ
のフィルムを次+ に約6NのHCl浴に約8時量大れて基をHK変換する
フィルムを次に約30分脱イオン水中で煮沸し、110
℃で約26インチHgの真空5j(658,7torテ
)の真空炉に1晩置く。フィルムを次に脱イオン水のビ
ーカーに入れ約30分煮沸し、取出して出来るだけ手早
く拭いて乾かして秤量する。このフィルムは水和した状
態で約4.98tの重量であることが判明する。これは
約73.8%の水吸収で水和積は従って約24064で
ある。
このフィルムは強靭でかなり弾力性があり(上述の条件
で)容易にフィルムに圧縮できる性質は重合体が好まし
い分子量分布を有していることを示している。
で)容易にフィルムに圧縮できる性質は重合体が好まし
い分子量分布を有していることを示している。
実施例4゜
この実施例は約699のEq、11’、t、と約21.
886の11.p。
886の11.p。
を有するスルホン酸系フルオロ重合体の製造法を例示す
る。
る。
アンカー型撹拌器、パドルバッフル、白金抵抗温度計及
び温度調節用ジャケット付きの金体3.78tのガラス
ライ二ンク反応器に約25tのアンモニウムペルフルオ
ロオクタノエイト、約18.9fのN旬Hp04・7H
20,約15.6fのNa14P04m H2O及び
約3.Off) (NH4)、5zO8を入れた。電子
式圧力読取りで測定して約0.0気圧に反応器を真空排
気し、次に不活性(窒素)ガスを加えて反応器を約44
8 kPaに加圧する。これを合計4回行なう、次に更
に1回真空排気する。約4.702tの脱酸素、脱イオ
ン水を加え、撹拌器をスタートし、ジャケットに熱をつ
け始める。撹拌器を約50Orpmにセットし約778
2の2−フルオロスルホニルペルフルオロエチルビニル
エーテルを加える。約60℃の温度で、約5分かけて約
1789 kPaの圧力に達する迄TFEガスを反応器
に送入する。反応を約4時間38分続ける。送入を止め
、反応器の気相部分に窒素を吹込み、周囲の温度の水を
ジャケットに加える。合計約87ofのTFEガスを反
応器に加えている。反応中に生成したラテックスは約2
3.8%固体を含むことが知られ℃いる。ラテックスを
秤量したところ、残留単量体をストリッピングして後、
約6386.4Fの重量であるとされる。約6NのHC
Lでラテックスを凝結させ、F遇して、反復水洗し、約
110℃で真空乾燥する◎得られたスルホン酸系フルオ
ロ重合体を(実施例1記載のように)加水分解し、滴定
して当量重量を求める。当量重量は約699である。
び温度調節用ジャケット付きの金体3.78tのガラス
ライ二ンク反応器に約25tのアンモニウムペルフルオ
ロオクタノエイト、約18.9fのN旬Hp04・7H
20,約15.6fのNa14P04m H2O及び
約3.Off) (NH4)、5zO8を入れた。電子
式圧力読取りで測定して約0.0気圧に反応器を真空排
気し、次に不活性(窒素)ガスを加えて反応器を約44
8 kPaに加圧する。これを合計4回行なう、次に更
に1回真空排気する。約4.702tの脱酸素、脱イオ
ン水を加え、撹拌器をスタートし、ジャケットに熱をつ
け始める。撹拌器を約50Orpmにセットし約778
2の2−フルオロスルホニルペルフルオロエチルビニル
エーテルを加える。約60℃の温度で、約5分かけて約
1789 kPaの圧力に達する迄TFEガスを反応器
に送入する。反応を約4時間38分続ける。送入を止め
、反応器の気相部分に窒素を吹込み、周囲の温度の水を
ジャケットに加える。合計約87ofのTFEガスを反
応器に加えている。反応中に生成したラテックスは約2
3.8%固体を含むことが知られ℃いる。ラテックスを
秤量したところ、残留単量体をストリッピングして後、
約6386.4Fの重量であるとされる。約6NのHC
Lでラテックスを凝結させ、F遇して、反復水洗し、約
110℃で真空乾燥する◎得られたスルホン酸系フルオ
ロ重合体を(実施例1記載のように)加水分解し、滴定
して当量重量を求める。当量重量は約699である。
スルホン酸系フルオロ重合体の約32を液圧加熱プレス
で、テフロン被覆ガラス布のシート、黄銅写真板に挾み
、260℃約101 &/’a(0,0気圧)に約2分
子熱漬、約260℃及び約8896二二−トン(1t)
でフィルムに圧縮する。フィルムを次に約80℃で約1
6時間、約25重量%のNaOH@液に入れてNa”4
オン型に加水分解する。フィルムを次に基をH+Hに変
換するのに約8時間約6NのHCL浴に入れる。フィル
ムな次に約30分脱イオン水中で煮沸して約110℃で
約26インチH,の真空度(658,7goデデ)の真
空炉に1晩入れる。フィルムを次に手早く炉から取出し
て秤量し約2.5245?であることを知る。フィルム
を次に脱イオン水のビーカーに入れ約30分煮沸し、取
出してできるだけ手早く拭いて乾かし秤量する。フィル
ムは水和状態で約4.56tの重量であると知る。これ
は約80.696の水吸収で、従って水和積は約218
86である。
で、テフロン被覆ガラス布のシート、黄銅写真板に挾み
、260℃約101 &/’a(0,0気圧)に約2分
子熱漬、約260℃及び約8896二二−トン(1t)
でフィルムに圧縮する。フィルムを次に約80℃で約1
6時間、約25重量%のNaOH@液に入れてNa”4
オン型に加水分解する。フィルムを次に基をH+Hに変
換するのに約8時間約6NのHCL浴に入れる。フィル
ムな次に約30分脱イオン水中で煮沸して約110℃で
約26インチH,の真空度(658,7goデデ)の真
空炉に1晩入れる。フィルムを次に手早く炉から取出し
て秤量し約2.5245?であることを知る。フィルム
を次に脱イオン水のビーカーに入れ約30分煮沸し、取
出してできるだけ手早く拭いて乾かし秤量する。フィル
ムは水和状態で約4.56tの重量であると知る。これ
は約80.696の水吸収で、従って水和積は約218
86である。
このフィルムは完全乾燥時でも驚く程強靭で可撓性であ
る。水和したフィルムは先行技術のフィルムのように脆
くない。柔軟性の無い弾性は低当量重量重合体にとって
並はずれである。
る。水和したフィルムは先行技術のフィルムのように脆
くない。柔軟性の無い弾性は低当量重量重合体にとって
並はずれである。
実施例5゜
この実施例は約650のEq、F、t、と約22,25
6のH4F、を持つスルホン酸系フルオロ重合体の製造
法を示す。
6のH4F、を持つスルホン酸系フルオロ重合体の製造
法を示す。
アンカー型撹拌器、パドルバッフル、白金抵抗温度針、
及び益度ル4節用ジャケットを備えた公称3.781の
ガラスライニング反応器に約252のアy毎ニウムペル
フルオロオクタノエイト、約18.9fのNa!IIP
04 m 71120、約15.6fのA’a47’
04− EIzO及び約102の<NHahSx(h
を入れる。次に電子式圧力読取りで測定して約0.0気
圧に反応器を真空排気し、次に不活性ガス(窒素)を加
えて反応器を約448 kPaに加圧する。これを計4
回行ない、さらに1回真空排気する。約4.702 t
の脱酸素、脱イオン水を反応器に加え、撹拌器をスター
トし、ジャケットに熱をつけ始める。撹拌器を約500
rjsにセットして撹拌しつつ内容物を約60℃に加熱
する。次に約7871の2−フルオロスルホニルペルフ
ルオロエチルビニルエーテルを反応器に加える。約60
℃の温度で約5分間にわたりTFEF2ガス応器に送入
して約1425 hPaの圧力に到達させ約41分の反
応期間にわたりその圧力を保つ。
及び益度ル4節用ジャケットを備えた公称3.781の
ガラスライニング反応器に約252のアy毎ニウムペル
フルオロオクタノエイト、約18.9fのNa!IIP
04 m 71120、約15.6fのA’a47’
04− EIzO及び約102の<NHahSx(h
を入れる。次に電子式圧力読取りで測定して約0.0気
圧に反応器を真空排気し、次に不活性ガス(窒素)を加
えて反応器を約448 kPaに加圧する。これを計4
回行ない、さらに1回真空排気する。約4.702 t
の脱酸素、脱イオン水を反応器に加え、撹拌器をスター
トし、ジャケットに熱をつけ始める。撹拌器を約500
rjsにセットして撹拌しつつ内容物を約60℃に加熱
する。次に約7871の2−フルオロスルホニルペルフ
ルオロエチルビニルエーテルを反応器に加える。約60
℃の温度で約5分間にわたりTFEF2ガス応器に送入
して約1425 hPaの圧力に到達させ約41分の反
応期間にわたりその圧力を保つ。
TFEの送入を止め、反応器の気相部分に窒素を吹込み
、周囲の温度の水をジャケットに加える。合計約898
2のTFEF2ガス応器に加えられている。反応中に生
成したラテックスは約18.696固体を含むことが知
られている。
、周囲の温度の水をジャケットに加える。合計約898
2のTFEF2ガス応器に加えられている。反応中に生
成したラテックスは約18.696固体を含むことが知
られている。
ラテックスを秤量し、残留単量体ストリッピング後約6
1692であることがわかった。約6Nの酸でラテック
スを凝結し、濾過、反復水洗し約110℃で真空乾燥す
る。スルホン酸系フルオロ重合体を(実施例1記載のよ
うに)加水分解、滴定してスルホン酸系フルオロ重合体
の当量ifを測定する。当量重量は約650であると知
られる。約31のスルホン酸系フルオロ重合体を液圧加
熱プレスで、テフロン被僅したガラス布のシート、黄銅
写真板に挾み、約260℃で約101 kPac 0.
0気圧)で予熱後、約260℃及び約8896ニユート
ン(1t)で約2分間圧縮してフィルムにする。フィル
ムを約80℃で約16時間約25重量−のNaOHs液
に入れてNa+4オン型に加水分解する。
1692であることがわかった。約6Nの酸でラテック
スを凝結し、濾過、反復水洗し約110℃で真空乾燥す
る。スルホン酸系フルオロ重合体を(実施例1記載のよ
うに)加水分解、滴定してスルホン酸系フルオロ重合体
の当量ifを測定する。当量重量は約650であると知
られる。約31のスルホン酸系フルオロ重合体を液圧加
熱プレスで、テフロン被僅したガラス布のシート、黄銅
写真板に挾み、約260℃で約101 kPac 0.
0気圧)で予熱後、約260℃及び約8896ニユート
ン(1t)で約2分間圧縮してフィルムにする。フィル
ムを約80℃で約16時間約25重量−のNaOHs液
に入れてNa+4オン型に加水分解する。
基をH+型に変換するためにフィルムを次に6dict
浴に約8時間置く。フィルムを次に約30分、脱イオン
水中で煮沸して、約110℃で約26インチH,の真空
度(658,7toデデ)の真空炉に1晩入れる。フィ
ルムを次に手早く炉から取出して秤量し、約2.916
4tであることを知る。フィルムを次に脱イオン水のビ
ーカーに入れ約30分煮沸し、できるだけ手早く、取出
して拭って乾かして秤量する。フィルムはその水和状悪
で約5.68?であるととt−=oる。これは約946
8%の水吸収で、従って水和積は22256である。
浴に約8時間置く。フィルムを次に約30分、脱イオン
水中で煮沸して、約110℃で約26インチH,の真空
度(658,7toデデ)の真空炉に1晩入れる。フィ
ルムを次に手早く炉から取出して秤量し、約2.916
4tであることを知る。フィルムを次に脱イオン水のビ
ーカーに入れ約30分煮沸し、できるだけ手早く、取出
して拭って乾かして秤量する。フィルムはその水和状悪
で約5.68?であるととt−=oる。これは約946
8%の水吸収で、従って水和積は22256である。
この低当量重量の重合体は260℃の8896二=’−
)y(1t )カレペルで容易に圧縮できて強靭且つ弾
性なフィルムになる。加水分解及び酸型化すると、水和
後でもフィルムは強靭且つ可撓性である。
)y(1t )カレペルで容易に圧縮できて強靭且つ弾
性なフィルムになる。加水分解及び酸型化すると、水和
後でもフィルムは強靭且つ可撓性である。
実施例6゜
この実施例は約675のp:q、r、 、 、及び約2
6,1260H,p、 t−有するスルホン酸系フルオ
ロ重合体の製造法を例示する。
6,1260H,p、 t−有するスルホン酸系フルオ
ロ重合体の製造法を例示する。
アンカー型撹拌器、パドルバッフル、白金抵抗温度計、
及び温度調節ジャケットを備えた公称3.78tのガラ
スライニング反応器に、約252のアンモニウムペルフ
ルオロyryp、txベイト約18.9fのNtHHP
04m 7 g、0、約15.6rのN aH2PO
4e H2O及び約10.(lの(NH4)zsρS
を入れる。電子式圧力読取りで測定して約0.0気圧に
反応器を真空排気し、次に不活性ガス(窒素)を加えて
反応器を約448 kPaに加圧する。これを合計4回
行ない、更に1回真空排気する。約4.702tの脱酸
素、脱イオン水を加え、撹拌器をスタートし、ジャケッ
トに熱をつけ始める。撹拌器を約500デpsにセット
し約789fの2−フルオロスルホニルペルフルオロエ
チルビニルエーテルを加える。約60℃の![で約13
98 kPaの圧力に達するように約5分にわたり反応
器JICTFEガスを送入し、約69分の反応期間中そ
の圧力に保持する。送入を止め、系の気相部分に窒素を
吹込み、ジャケットに周囲の温度の水を加える。反応中
に生成したラテックスは約18.4%の固体を含んでい
ることを知る。ラテックスを秤量し、残留単量体ストリ
ッピング後約6145.6tであることを知る。
及び温度調節ジャケットを備えた公称3.78tのガラ
スライニング反応器に、約252のアンモニウムペルフ
ルオロyryp、txベイト約18.9fのNtHHP
04m 7 g、0、約15.6rのN aH2PO
4e H2O及び約10.(lの(NH4)zsρS
を入れる。電子式圧力読取りで測定して約0.0気圧に
反応器を真空排気し、次に不活性ガス(窒素)を加えて
反応器を約448 kPaに加圧する。これを合計4回
行ない、更に1回真空排気する。約4.702tの脱酸
素、脱イオン水を加え、撹拌器をスタートし、ジャケッ
トに熱をつけ始める。撹拌器を約500デpsにセット
し約789fの2−フルオロスルホニルペルフルオロエ
チルビニルエーテルを加える。約60℃の![で約13
98 kPaの圧力に達するように約5分にわたり反応
器JICTFEガスを送入し、約69分の反応期間中そ
の圧力に保持する。送入を止め、系の気相部分に窒素を
吹込み、ジャケットに周囲の温度の水を加える。反応中
に生成したラテックスは約18.4%の固体を含んでい
ることを知る。ラテックスを秤量し、残留単量体ストリ
ッピング後約6145.6tであることを知る。
約6NI)lIctでラテックスをa結し、濾過、反復
水洗し、次に約110℃で真9!乾燥する。
水洗し、次に約110℃で真9!乾燥する。
かくして生じたスルホン酸系フルオロ重合体粉末を(実
施例1記載のように)加水分解及び滴定してその当量重
量を測定する。当量重量は約675であると知る。
施例1記載のように)加水分解及び滴定してその当量重
量を測定する。当量重量は約675であると知る。
約3.2tのスルホン酸系フルオロ重合体を、液圧加熱
プレスで、テア0ン被覆ガラス布のシート、黄銅写真板
に挾み約260℃、101 &7’a(0,0気圧)の
圧力で約2分子熱して後、260℃で約8896ニユー
トン(1t)を約2分間加えて圧縮してフィルムにする
。約80’Cで約16時間約251[i1%のNaOH
溶液に入れてフィルムをHa”イオン型に加水分解する
。基をH+型に変換するのにフィルムを次に約8時間約
6NのECL浴に入れる。フィルムを次に30分、脱イ
オン水中で煮沸し、110℃で約26インチH,の真空
度(658,7toデデ)の真空炉に1晩入れる。次に
フィルムを手早く炉から取出し秤量して約3.1370
Fであることを知る。フィルムを次に脱イオン水のビー
カー中に入わへ30分煮沸し、できるだけ手早く取出し
て拭いて乾燥して秤量する。フィルムは水和状態で約6
.37451の重量であることを知る。これは約103
.2チの水吸収で従って水和積は約26126である。
プレスで、テア0ン被覆ガラス布のシート、黄銅写真板
に挾み約260℃、101 &7’a(0,0気圧)の
圧力で約2分子熱して後、260℃で約8896ニユー
トン(1t)を約2分間加えて圧縮してフィルムにする
。約80’Cで約16時間約251[i1%のNaOH
溶液に入れてフィルムをHa”イオン型に加水分解する
。基をH+型に変換するのにフィルムを次に約8時間約
6NのECL浴に入れる。フィルムを次に30分、脱イ
オン水中で煮沸し、110℃で約26インチH,の真空
度(658,7toデデ)の真空炉に1晩入れる。次に
フィルムを手早く炉から取出し秤量して約3.1370
Fであることを知る。フィルムを次に脱イオン水のビー
カー中に入わへ30分煮沸し、できるだけ手早く取出し
て拭いて乾燥して秤量する。フィルムは水和状態で約6
.37451の重量であることを知る。これは約103
.2チの水吸収で従って水和積は約26126である。
このフィルムはより低い水和積のフィルムよりも若干柔
軟である、即ち応答の弾性が低い、そして若干低いステ
ィフネスの独立フィルムである。
軟である、即ち応答の弾性が低い、そして若干低いステ
ィフネスの独立フィルムである。
その好ましい態様を引用して本発明を詳細に記述したが
、特許請求の範囲で限定されている本発明の範囲を離れ
ること無く修正及び変更が可能なことは明白である。
、特許請求の範囲で限定されている本発明の範囲を離れ
ること無く修正及び変更が可能なことは明白である。
出 願 人 ザ ダウ ケミカル カンパニー化
理 人 弁理士 斉 藤 武 彦代 理 人
弁理士 川 瀬 良 治手続補正書 昭和63年6月7日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 1、事件の表示 昭和63年特許願第110649号 2、発明の名称 低当量重量のスルホン酸系フルオロ重合体3、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 名8 ザ ダウ ケミカル カンパニー4、代理人 氏名 弁理士 (7175) 斉 藤 武 彦、
45、補正の対象
′−′″′願書に添付の手書き明細書の浄書 6、補正の内容
理 人 弁理士 斉 藤 武 彦代 理 人
弁理士 川 瀬 良 治手続補正書 昭和63年6月7日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 1、事件の表示 昭和63年特許願第110649号 2、発明の名称 低当量重量のスルホン酸系フルオロ重合体3、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 名8 ザ ダウ ケミカル カンパニー4、代理人 氏名 弁理士 (7175) 斉 藤 武 彦、
45、補正の対象
′−′″′願書に添付の手書き明細書の浄書 6、補正の内容
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一般式: ZSO_2−(CF_2)_a−(CFR_f)_b−
O−〔但し:Zはハロゲン、アルカリ金属、水素又はO
Rから選ばれたものであり;Rは1乃至10個の炭素原
子を有する枝分れ又は線状アルキル基、又はアリール基
であり;a+bが0では無い条件で、aは0−2、bは
0−2であり;R_fは−F、−Cl、1乃至10個の
炭素原子を有するペルフルオロアルキル基及び1乃至1
0個の炭素原子を有するフルオロクロロアルキル基から
選ばれたものである〕で表わされる懸垂基を結合して有
するフルオロ重合体主鎖を有するスルホン酸系フルオロ
重合体であつて、800より小さい当量重量及び、Zが
水素の時に29,000より小さい水和積を有している
ことを特徴とするスルホン酸系フルオロ重合体。 2、スルホン酸系フルオロ重合体が一般式( I )( I
)CF_2=CZZ′ 〔但し:Z及びZ′は独立して−H、−Cl、−F、又
は−CF_3から選ばれたものである〕で表わされる単
量体と一般式(II): (II)ZSO_2−(CF_2)_a−(CFR_f)
_b−O−CF=CF_2〔但し:Zはハロゲン、アル
カリ金属、水素又はORから選ばれたものであり;Rは
1乃至10個の炭素原子を有する枝分れ又は線状アルキ
ル基、又はアリール基であり;a+bが0では無い条件
で、aは0−2であり、bは0−2であり;R_fは−
F、−Cl、1乃至10個の炭素原子を有するペルフル
オロアルキル基又は1乃至10個の炭素原子を有するフ
ルオロクロロアルキル基から選ばれたものである〕で表
わされる単量体との共重合体である請求項1記載のスル
ホン酸系フルオロ重合体。 3、R_fがFであり;且つa+bが2又は3である請
求項2記載のスルホン酸系フルオロ重合体。 4、a+bが2である請求項3記載のスルホン酸系フル
オロ重合体。 5、一般式: (III)Y−(CF_2)_a′−(CFR_f)_b
′−CFR_f′−O−〔CF(CF_2X)CF_2
−O−〕_n−CF=CF_2〔但し:Yは−F、−C
l又は−Brから選ばれたものであり;a′及びb′は
独立して0−3であり;nは0−6であり;R_f及び
R_f′は独立して−Br、−Cl、−F、1乃至10
個の炭素原子を有するペルフルオロアルキル基又は1乃
至10個の炭素原子を有するクロロペルフルオロアルキ
ル基から選ばれたものであり;そしてXは−F、−Cl
、−Br、又はn>1の時にはその混合物から選ばれた
ものである〕で表わされる第3の単量体を更なる共重合
成分として有する請求項2記載のスルホン酸系フルオロ
重合体。 6、Zが水素の時の水和積が29,000乃至15,0
00であり、そして当量重量が800乃至575である
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のスルホン酸系フ
ルオロ重合体。 7、1層にスルホン酸系又はカルボン酸系のイオン交換
活性基を有するフルオロ重合体フィルム及び、他層とし
て請求項1乃至6のいずれか1項に記載のスルホン酸系
フルオロ重合体を有することを特徴とする積層複合フィ
ルム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US47814 | 1987-05-08 | ||
US07/047,814 US4940525A (en) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | Low equivalent weight sulfonic fluoropolymers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63297406A true JPS63297406A (ja) | 1988-12-05 |
JP2517358B2 JP2517358B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=21951124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63110649A Expired - Lifetime JP2517358B2 (ja) | 1987-05-08 | 1988-05-09 | 低当量重量のスルホン酸系フルオロ重合体膜 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4940525A (ja) |
EP (1) | EP0289869B1 (ja) |
JP (1) | JP2517358B2 (ja) |
KR (1) | KR910008306B1 (ja) |
AT (1) | ATE119921T1 (ja) |
AU (1) | AU594874B2 (ja) |
BR (1) | BR8802361A (ja) |
CA (1) | CA1336222C (ja) |
DE (1) | DE3853314T2 (ja) |
NO (1) | NO881982L (ja) |
ZA (1) | ZA883226B (ja) |
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WO2011034179A1 (ja) | 2009-09-18 | 2011-03-24 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 電解質エマルション及びその製造方法 |
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