JPWO2008032613A1 - 溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
重合速度が良好で、得られた共重合体の引張強度等の機械物性が良好で、着色がない溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法を提供する。テトラフルオロエチレン及びその他の含フッ素モノマーを、水性媒体中でラジカル重合開始剤及びメタン、エタン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロカーボン及びハイドロクロロフルオロカーボンからなる群から選ばれる１種以上の連鎖移動剤の存在下に、ラジカル懸濁重合して、テトラフルオロエチレンに基づく繰り返し単位（ａ）及びその他の含フッ素モノマーに基づく繰り返し単位（ｂ）を含有し、繰り返し単位（ａ）及び繰り返し単位（ｂ）の合計質量に対して、繰り返し単位（ａ）が９７．３〜９９．５質量％であり、容量流速が０．１〜１０００ｍｍ３／秒であるテトラフルオロエチレン共重合体を製造する溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
Description
本発明は、溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法に関する。
ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）は、耐熱性、耐薬品性、耐候性、ガスバリア性等に優れ、半導体産業や自動車産業等の種々の分野で使用されている。市販のＰＴＦＥは、溶融しても溶融粘度が高く、通常の溶融成形を実施できないことから、ＰＴＦＥの成形には、加工助剤を用いてのペースト押出成形や圧縮成形、ラム押出成形等の成形方法が採用されている。溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体として、テトラフルオロエチレン（以下、ＴＦＥという）とパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）（以下、ＰＡＶＥという）との共重合体（以下、ＰＦＡという）が知られている。ＰＡＶＥが、パーフルオロ（プロピルビニルエーテル）（以下、ＰＰＶＥという）である場合、ＰＦＡ中のＴＦＥに基づく繰り返し単位とＰＰＶＥに基づく繰り返し単位の合計質量に対して、ＴＦＥに基づく繰り返し単位の含有量は９４〜９７質量％で、ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位の含有量は、３〜６質量％程度である。ＰＡＶＥの製造コストが高いことから、ＰＦＡも製造コストが高くなる。また、ＰＰＶＥを共重合して得たＰＦＡの融点は、一般に３１０℃以下であり、ＰＴＦＥに比べて、耐熱性が低下する。
最近、溶融成形できるＰＴＦＥの開発が報告された（例えば、特許文献１、２参照。）。このＰＴＦＥは、ＴＦＥと微量のその他の含フッ素モノマーとの共重合体であると推定される。このＰＴＦＥは、融点がＰＦＡに比べて高く、より高温の条件下にも利用可能であると期待される。また、その他の含フッ素モノマーに基づく繰り返し単位の含有量が、ＰＦＡにおけるＰＡＶＥに基づく繰り返し単位の含有量に比べて少ないため、このＰＴＦＥの製造コストは、ＰＦＡの製造コストに比較して低いと推定される。しかし、特許文献１及び２には、溶融成形可能なＰＴＦＥの製造方法の詳細についての記載がない。
一般に、ＰＴＦＥの製造方法としては、ラジカル重合方法が用いられ、特に、溶媒を用いない懸濁重合法や、フッ素系乳化剤を用いた乳化重合法が採用される。一方、ＰＦＡの製造方法としては、フッ素系溶媒を用いた懸濁重合法や、フッ素系乳化剤を用いた乳化重合法が採用される。
上記溶融成形可能なＰＴＦＥの製造方法においても、ＰＦＡの製造方法と同様にフッ素系溶媒を用いた懸濁重合法や、フッ素系乳化剤を用いた乳化重合法が適用可能であると考えられる。しかし、近年の環境保全の観点から、フッ素系溶媒やフッ素系乳化剤の使用を規制する動きがあり、溶融成形可能なＰＴＦＥの製造においても、フッ素系溶媒を用いない懸濁重合法を適用することが好ましいと考えられる。
上記溶融成形可能なＰＴＦＥの製造方法においても、ＰＦＡの製造方法と同様にフッ素系溶媒を用いた懸濁重合法や、フッ素系乳化剤を用いた乳化重合法が適用可能であると考えられる。しかし、近年の環境保全の観点から、フッ素系溶媒やフッ素系乳化剤の使用を規制する動きがあり、溶融成形可能なＰＴＦＥの製造においても、フッ素系溶媒を用いない懸濁重合法を適用することが好ましいと考えられる。
しかし、溶融成形可能なＰＴＦＥを、フッ素系溶媒を用いない懸濁重合法で製造すると、分子量が高くなりすぎて、溶融成形性が失われることがわかった。そのため、溶融成形可能なＰＴＦＥの製造時に、連鎖移動剤を添加し、溶融成形可能なＰＴＦＥの分子量を制御することが考えられる。しかし、連鎖移動剤として、ＰＦＡで用いられているメタノール等のアルコールや、ヘキサンを用いると、重合速度が低下し、溶融成形可能なＰＴＦＥの引張強度等の機械物性が低下したり、着色が生ずることがわかった。
本発明の目的は、機械物性に優れ、着色がなく、溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体（以下、ＴＦＥ共重合体という）を、良好な重合速度で製造することである。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ＴＦＥ及びその他の含フッ素モノマーを、水性媒体中でラジカル重合開始剤によりラジカル懸濁重合するにあたり、特定の連鎖移動剤を用いることにより、溶融成形可能なＴＦＥ共重合体を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の構成を有する溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法を提供する。
（１）ＴＦＥ及びその他の含フッ素モノマーを、水性媒体中でラジカル重合開始剤及びメタン、エタン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロカーボン及びハイドロクロロフルオロカーボンからなる群から選ばれる１種以上の連鎖移動剤の存在下に、ラジカル懸濁重合して、ＴＦＥに基づく繰り返し単位（ａ）及びその他の含フッ素モノマーに基づく繰り返し単位（ｂ）を含有し、繰り返し単位（ａ）及び繰り返し単位（ｂ）の合計質量に対して、繰り返し単位（ａ）が９７．３〜９９．５質量％であり、容量流速が０．１〜１０００ｍｍ３／秒であるＴＦＥ共重合体を製造することを特徴とする溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
すなわち、本発明は、以下の構成を有する溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法を提供する。
（１）ＴＦＥ及びその他の含フッ素モノマーを、水性媒体中でラジカル重合開始剤及びメタン、エタン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロカーボン及びハイドロクロロフルオロカーボンからなる群から選ばれる１種以上の連鎖移動剤の存在下に、ラジカル懸濁重合して、ＴＦＥに基づく繰り返し単位（ａ）及びその他の含フッ素モノマーに基づく繰り返し単位（ｂ）を含有し、繰り返し単位（ａ）及び繰り返し単位（ｂ）の合計質量に対して、繰り返し単位（ａ）が９７．３〜９９．５質量％であり、容量流速が０．１〜１０００ｍｍ３／秒であるＴＦＥ共重合体を製造することを特徴とする溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（２）前記繰り返し単位（ａ）が、繰り返し単位（ａ）及び繰り返し単位（ｂ）の合計質量に対して、９８〜９９．５質量％である前記（１）に記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（３）前記ＴＦＥ共重合体の融点が３２０〜３３５℃である前記（１）または（２）に記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（４）前記その他の含フッ素モノマーがパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）である前記（１）〜（３）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（５）前記その他の含フッ素モノマーがパーフルオロ（プロピルビニルエーテル）である（１）〜（４）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（６）前記連鎖移動剤が、下記一般式（１）で表される化合物である（１）〜（５）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
ＣｎＨｍＣｌｐＦ２ｎ＋２−ｍ−ｐ （１）
（ここで、ｎ＝１〜３の整数、ｍ＝１〜６の整数、ｐ＝０又は１〜７の整数であり、ｍ≦２ｎ＋２、ｐ≦２ｎ＋２−ｍである。）
（３）前記ＴＦＥ共重合体の融点が３２０〜３３５℃である前記（１）または（２）に記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（４）前記その他の含フッ素モノマーがパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）である前記（１）〜（３）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（５）前記その他の含フッ素モノマーがパーフルオロ（プロピルビニルエーテル）である（１）〜（４）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（６）前記連鎖移動剤が、下記一般式（１）で表される化合物である（１）〜（５）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
ＣｎＨｍＣｌｐＦ２ｎ＋２−ｍ−ｐ （１）
（ここで、ｎ＝１〜３の整数、ｍ＝１〜６の整数、ｐ＝０又は１〜７の整数であり、ｍ≦２ｎ＋２、ｐ≦２ｎ＋２−ｍである。）
（７）前記連鎖移動剤がジクロロメタン、クロロジフルオロメタンまたはエタンである前記（１）〜(５)に記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（８）前記連鎖移動剤の仕込み量が、重合開始時に仕込んだ全モノマーに対してモル比で０．０００１〜１である前記（１）〜（７）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（９）前記ラジカル重合開始剤が、水溶性ラジカル重合開始剤である前記（１）〜（８）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（１０）前記水溶性ラジカル重合開始剤が過硫酸アンモニウムである前記（９）に記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（１１）ＴＦＥ及びその他の含フッ素モノマーを、水性媒体中で前記ラジカル重合開始剤、前記連鎖移動剤に加えて、水性媒体の質量に対して３〜８０ｐｐｍの含フッ素乳化剤の存在下に、ラジカル懸濁重合する前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（１２）前記含フッ素乳化剤が、パーフルオロオクタン酸アンモニウム、パーフルオロヘキサン酸アンモニウムまたはＦ（ＣＦ２）２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４である前記（１１）に記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（１３）前記その他の含フッ素モノマーを重合開始時に一括して仕込み、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーとをラジカル懸濁重合させる（１）〜（１２）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（１４）重合開始時に重合系中に存在させる、前記その他の含フッ素モノマーの使用量が、生成するＴＦＥ共重合体の質量に対して、１〜６質量％である（１３）に記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（８）前記連鎖移動剤の仕込み量が、重合開始時に仕込んだ全モノマーに対してモル比で０．０００１〜１である前記（１）〜（７）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（９）前記ラジカル重合開始剤が、水溶性ラジカル重合開始剤である前記（１）〜（８）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（１０）前記水溶性ラジカル重合開始剤が過硫酸アンモニウムである前記（９）に記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（１１）ＴＦＥ及びその他の含フッ素モノマーを、水性媒体中で前記ラジカル重合開始剤、前記連鎖移動剤に加えて、水性媒体の質量に対して３〜８０ｐｐｍの含フッ素乳化剤の存在下に、ラジカル懸濁重合する前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（１２）前記含フッ素乳化剤が、パーフルオロオクタン酸アンモニウム、パーフルオロヘキサン酸アンモニウムまたはＦ（ＣＦ２）２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４である前記（１１）に記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（１３）前記その他の含フッ素モノマーを重合開始時に一括して仕込み、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーとをラジカル懸濁重合させる（１）〜（１２）のいずれかに記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
（１４）重合開始時に重合系中に存在させる、前記その他の含フッ素モノマーの使用量が、生成するＴＦＥ共重合体の質量に対して、１〜６質量％である（１３）に記載の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法。
本発明の製造方法は、重合速度が良好であり、高融点であり、引張強度等の機械物性に優れ、着色が生じない溶融成形可能なＴＦＥ共重合体を得ることができる。また、本発明の製造方法において、極微量の含フッ素乳化剤を使用すると懸濁重合速度が増加するうえ、その他の含フッ素モノマーの反応率が向上する。
本発明の製造方法において、原料モノマーは、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーである。その他の含フッ素モノマーとしては、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン（以下、ＶｄＦという）、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン（以下、ＨＦＰという）、ＣＦ２＝ＣＦＯＲｆ１（ここで、Ｒｆ１は炭素数１〜１０で炭素原子間に酸素原子を含んでもよいパーフルオロアルキル基である。）で表されるパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）、ＣＦ２＝ＣＦＯＲｆ２ＳＯ２Ｘ１（ここで、Ｒｆ２は炭素数１〜１０で炭素原子間に酸素原子を含んでもよいパーフルオロアルキレン基であり、Ｘ１はハロゲン原子又は水酸基である。）、ＣＦ２＝ＣＦＯＲｆ２ＣＯ２Ｘ２（ここで、Ｒｆ２は前記と同じであり、Ｘ２は水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基である。）、ＣＦ２＝ＣＦ（ＣＦ２）ｐＯＣＦ＝ＣＦ２（ここで、ｐは１又は２である。）、ＣＨ２＝ＣＸ３（ＣＦ２）ｑＸ４（ここで、Ｘ３及びＸ４は、互いに独立に水素原子又はフッ素原子であり、ｑは２〜１０の整数である。）、パーフルオロ（２−メチレン−４−メチル−１，３−ジオキソラン）、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）、パーフルオロ（４−メチル−１，３−ジオキソール）、パーフルオロ（４−メトキシ−１，３−ジオキソール）等が挙げられる。その他の含フッ素モノマーは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
その他の含フッ素モノマーとしては、ＨＦＰ、ＣＦ２＝ＣＦ（ＣＦ２）ｐＯＣＦ＝ＣＦ２、ＣＦ２＝ＣＦＯＲｆ１及びＣＨ２＝ＣＸ３（ＣＦ２）ｑＸ４からなる群から選ばれる１種以上であることがより好ましい。
ＣＦ２＝ＣＦ（ＣＦ２）ｐＯＣＦ＝ＣＦ２としては、ＣＦ２＝ＣＦＣＦ２ＯＣＦ＝ＣＦ２、ＣＦ２＝ＣＦ（ＣＦ２）２ＯＣＦ＝ＣＦ２等が挙げられる。
ＣＦ２＝ＣＦＯＲｆ１で表されるパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）としては、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）８Ｆ、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３等が挙げられる。好ましくは、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ３またはＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３であり、より好ましくは、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３である。
ＣＦ２＝ＣＦ（ＣＦ２）ｐＯＣＦ＝ＣＦ２としては、ＣＦ２＝ＣＦＣＦ２ＯＣＦ＝ＣＦ２、ＣＦ２＝ＣＦ（ＣＦ２）２ＯＣＦ＝ＣＦ２等が挙げられる。
ＣＦ２＝ＣＦＯＲｆ１で表されるパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）としては、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）８Ｆ、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３等が挙げられる。好ましくは、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ３またはＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３であり、より好ましくは、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３である。
ＣＨ２＝ＣＸ３（ＣＦ２）ｑＸ４としては、ＣＨ２＝ＣＨ（ＣＦ２）２Ｆ、ＣＨ２＝ＣＨ（ＣＦ２）３Ｆ、ＣＨ２＝ＣＨ（ＣＦ２）４Ｆ、ＣＨ２＝ＣＦ（ＣＦ２）３Ｈ、ＣＨ２＝ＣＦ（ＣＦ２）４Ｈ等が挙げられる。好ましくは、ＣＨ２＝ＣＨ（ＣＦ２）４Ｆ又はＣＨ２＝ＣＨ（ＣＦ２）２Ｆである。
その他の含フッ素モノマーとしては、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）が好ましく、パーフルオロ（プロピルビニルエーテル）がより好ましい。
原料モノマーのＴＦＥとその他の含フッ素モノマーの使用量は、得られるＴＦＥ共重合体が溶融成形可能な組成になるように、適宜選定すればよい。重合系中に存在させる、その他のモノマーの使用量は、生成するＴＦＥ共重合体の質量に対して、１〜６質量％が好ましく、１〜５質量％がより好ましく、１〜４質量％が最も好ましい。
その他の含フッ素モノマーとしては、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）が好ましく、パーフルオロ（プロピルビニルエーテル）がより好ましい。
原料モノマーのＴＦＥとその他の含フッ素モノマーの使用量は、得られるＴＦＥ共重合体が溶融成形可能な組成になるように、適宜選定すればよい。重合系中に存在させる、その他のモノマーの使用量は、生成するＴＦＥ共重合体の質量に対して、１〜６質量％が好ましく、１〜５質量％がより好ましく、１〜４質量％が最も好ましい。
本発明の溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の製造方法においては、水性媒体中でラジカル重合開始剤及び連鎖移動剤の存在下に、ラジカル懸濁重合方法によって、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーとを共重合して、ＴＦＥ共重合体を得る。
ラジカル懸濁重合方法は、水性媒体中で懸濁させながらラジカル重合する方法であり、水性媒体としては、脱塩水、超純水などが挙げられる。水性媒体には、必要に応じて適当な有機溶媒を添加してもよい。
適当な有機溶媒としては、パーフルオロヘキサン、パーフルオロシクロブタン等のパーフルオロカーボン、ＣＨＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３等のハイドロフルオロカーボン、ＣＦＨＣｌＣＦ２ＣＦ２Ｃｌ等のハイドロクロロフルオロカーボン、ＣＨ３ＯＣＦ２ＣＦ３、ＣＨ３ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ等のハイドロフルオロエーテル等が挙げられる。
ラジカル懸濁重合方法は、水性媒体中で懸濁させながらラジカル重合する方法であり、水性媒体としては、脱塩水、超純水などが挙げられる。水性媒体には、必要に応じて適当な有機溶媒を添加してもよい。
適当な有機溶媒としては、パーフルオロヘキサン、パーフルオロシクロブタン等のパーフルオロカーボン、ＣＨＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３等のハイドロフルオロカーボン、ＣＦＨＣｌＣＦ２ＣＦ２Ｃｌ等のハイドロクロロフルオロカーボン、ＣＨ３ＯＣＦ２ＣＦ３、ＣＨ３ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ等のハイドロフルオロエーテル等が挙げられる。
有機溶媒を水性媒体に添加する場合、有機溶媒／水性媒体の比率は、質量比で５／９５〜９０／１０であり、好ましくは１０／９０〜７０／３０であり、最も好ましくは２０／８０〜５０／５０である。
本発明の製造方法としては、特に、有機溶媒を用いないで、水媒体のみを用いる懸濁重合が、環境保全の観点から好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、半減期が１０時間である温度（以下、１０時間半減期温度という）が０℃〜１００℃であるラジカル重合開始剤が好ましい。１０時間半減期温度は、２０〜９０℃がより好ましい。ラジカル重合開始剤は、油溶性ラジカル重合開始剤であってもよいし、水溶性ラジカル重合開始剤であってもよいが、水溶性ラジカル重合開始剤が好ましい。水溶性ラジカル重合開始剤を用いると、水性媒体のみを用いてラジカル懸濁重合することができる。
本発明の製造方法としては、特に、有機溶媒を用いないで、水媒体のみを用いる懸濁重合が、環境保全の観点から好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、半減期が１０時間である温度（以下、１０時間半減期温度という）が０℃〜１００℃であるラジカル重合開始剤が好ましい。１０時間半減期温度は、２０〜９０℃がより好ましい。ラジカル重合開始剤は、油溶性ラジカル重合開始剤であってもよいし、水溶性ラジカル重合開始剤であってもよいが、水溶性ラジカル重合開始剤が好ましい。水溶性ラジカル重合開始剤を用いると、水性媒体のみを用いてラジカル懸濁重合することができる。
油溶性ラジカル重合開始剤の具体例としては、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、イソブチリルペルオキシド、オクタノイルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ジコハク酸ペルオキシド等の非フッ素系ジアシルペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシジカ−ボネート、ジ−ｎ−プロピルペルオキシジカーボネート等のペルオキシジカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソブチレート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシアセテート等のペルオキシエステル、（Ｚ（ＣＦ２）ｒＣＯＯ）２（ここで、Ｚは水素原子、フッ素原子又は塩素原子であり、ｒは１〜１０の整数である。）で表される化合物等の含フッ素ジアシルペルオキシド等が挙げられる。
また、水溶性ラジカル重合開始剤の具体例としては、ジコハク酸ペルオキシド等のカルボン酸過酸化物、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の無機過酸化物等が挙げられる。有機溶媒を用いない水系媒体のみの懸濁重合には過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の無機過酸化物が好ましい。
ラジカル重合開始剤の仕込み量は、仕込んだ水性媒体に対して質量で１０〜２０００ｐｐｍが好ましく、２０〜１０００ｐｐｍがより好ましく、５０〜５００ｐｐｍが特に好ましい。
本発明の製造方法において、重合条件は特に限定されず、適宜選定すればよいが、重合温度は０〜１００℃が好ましく、２０〜９０℃がより好ましく、５０〜８０℃が最も好ましい。重合圧力は０．１〜５ＭＰａが好ましく、０．５〜２ＭＰａがより好ましい。
ラジカル重合開始剤の仕込み量は、仕込んだ水性媒体に対して質量で１０〜２０００ｐｐｍが好ましく、２０〜１０００ｐｐｍがより好ましく、５０〜５００ｐｐｍが特に好ましい。
本発明の製造方法において、重合条件は特に限定されず、適宜選定すればよいが、重合温度は０〜１００℃が好ましく、２０〜９０℃がより好ましく、５０〜８０℃が最も好ましい。重合圧力は０．１〜５ＭＰａが好ましく、０．５〜２ＭＰａがより好ましい。
本発明の製造方法において、溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の容量流速を制御するために、連鎖移動剤を使用する。連鎖移動剤は、メタン、エタン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロカーボン及びハイドロクロロフルオロカーボンからなる群から選ばれる１種以上の連鎖移動剤である。ハイドロクロロカーボンとしては、ジクロロメタン、トリクロロメタン等が挙げられる。ハイドロフルオロカーボンとしては、フルオロメタン、ジフルオロメタン、１，１−ジフルオロエタン、１，１，１−トリフルオロエタン等が挙げられる。ハイドロクロロフルオロカーボンとしては、クロロジフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン、１−クロロ−１，２，２，２−テトラフルオロエタン等が挙げられる。
連鎖移動剤としては、下記一般式（１）で表される化合物が好ましい。
ＣｎＨｍＣｌｐＦ２ｎ＋２−ｍ−ｐ （１）
（ここで、ｎ＝１〜３の整数、ｍ＝１〜６の整数、ｐ＝０又は１〜７の整数であり、ｍ≦２ｎ＋２、ｐ≦２ｎ＋２−ｍである。）
上記一般式（１）において、ｎはより好ましくは１〜２であり、ｍはより好ましくは２〜６である。最も好ましくはエタン（ｎ＝２、ｍ＝６、ｐ＝０）、ジクロロメタン（ｎ＝１、ｍ＝２、ｐ＝２）及びクロロジフルオロメタン（ｎ＝１、ｍ＝１、ｐ＝１）である。
これらの連鎖移動剤を用いると、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーの重合速度が良好で、得られる溶融成形可能なＴＦＥ共重合体は、引張強度等の機械物性が優れ、着色しない。
ＣｎＨｍＣｌｐＦ２ｎ＋２−ｍ−ｐ （１）
（ここで、ｎ＝１〜３の整数、ｍ＝１〜６の整数、ｐ＝０又は１〜７の整数であり、ｍ≦２ｎ＋２、ｐ≦２ｎ＋２−ｍである。）
上記一般式（１）において、ｎはより好ましくは１〜２であり、ｍはより好ましくは２〜６である。最も好ましくはエタン（ｎ＝２、ｍ＝６、ｐ＝０）、ジクロロメタン（ｎ＝１、ｍ＝２、ｐ＝２）及びクロロジフルオロメタン（ｎ＝１、ｍ＝１、ｐ＝１）である。
これらの連鎖移動剤を用いると、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーの重合速度が良好で、得られる溶融成形可能なＴＦＥ共重合体は、引張強度等の機械物性が優れ、着色しない。
連鎖移動剤の仕込み量は、重合開始時に仕込んだ全モノマーに対してモル比で０．０００１〜１が好ましく、０．０００５〜０．５がより好ましく、０．０１〜０．１が特に好ましい。
本発明の製造方法において、水性媒体中で前記ラジカル重合開始剤、前記連鎖移動剤に加えて、水性媒体の質量に対して３〜８０ｐｐｍの含フッ素乳化剤の存在下に、テトラフルオロエチレン及びその他の含フッ素モノマーをラジカル懸濁重合することが好ましい。
前記含フッ素乳化剤としては、パーフルオロオクタン酸アンモニウム、パーフルオロオクタン酸ナトリウム、パーフルオロヘキサン酸アンモニウム、パーフルオロヘキサン酸ナトリウム等の含フッ素アルキルカルボン酸塩、一般式Ｆ（ＣＦ２）ｎＯ（ＣＦ（Ｘ）ＣＦ２Ｏ）ｍＣＦ（Ｘ）ＣＯＯＡ（式中、Ｘはフッ素原子又は炭素原子数１〜３のパーフルオロアルキル基、Ａは水素原子、アルカリ金属、ＮＨ４、ｎは１〜１０の整数、ｍは０又は１〜３の整数である。）で表される含フッ素乳化剤等が好ましい。
Ｆ（ＣＦ２）ｎＯ（ＣＦ（Ｘ）ＣＦ２Ｏ）ｍＣＦ（Ｘ）ＣＯＯＡで表される含フッ素乳化剤としては、Ｆ（ＣＦ２）２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）３ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）３Ｏ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）３ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）３Ｏ（ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）２ＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）４ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）４Ｏ（ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）２ＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮａ、Ｆ（ＣＦ２）３ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮａ、Ｆ（ＣＦ２）３Ｏ（ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）２ＣＦ２ＣＯＯＮａ、Ｆ（ＣＦ２）４ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮａ、Ｆ（ＣＦ２）４Ｏ（ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）２ＣＦ２ＣＯＯＮａ、Ｆ（ＣＦ２）３ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＯＯＮａ、Ｆ（ＣＦ２）３Ｏ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＯＯＮａ等が挙げられる。
含フッ素乳化剤としては、パーフルオロオクタン酸アンモニウム、パーフルオロヘキサン酸アンモニウム、Ｆ（ＣＦ２）２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）３ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）４ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４がより好ましく、パーフルオロオクタン酸アンモニウム、パーフルオロヘキサン酸アンモニウム、Ｆ（ＣＦ２）２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４が最も好ましい。
含フッ素乳化剤の含有量は、水性媒体の質量に対して、５ｐｐｍ〜５０ｐｐｍがより好ましく、１０〜３０ｐｐｍ未満が最も好ましい。該含フッ素乳化剤の含有量は、乳化重合によるＰＴＦＥやＰＦＡの製造に使用される１０００〜５０００ｐｐｍに比較して著しく少ない。
含フッ素乳化剤が上記範囲あるように極微量使用すると、懸濁重合速度が増加し、また、その他の含フッ素モノマーの反応率が向上する。これはＴＦＥと含フッ素モノマーの親和性が増大するためであると推定される。
本発明の製造方法により、得られる懸濁重合液中のＴＦＥ共重合体の濃度は、適宜選定すればよいが、通常３〜４０質量％が好ましく、５〜３５質量％がより好ましく、７〜３０質量％が特に好ましい。
特に、本発明の製造方法としては、ラジカル重合開始剤、連鎖移動剤、水系媒体の存在下に、上記その他の含フッ素モノマーを重合開始時に一括して仕込み、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーとをラジカル懸濁重合させることが好ましい。本発明の製造方法としては、ラジカル重合開始剤、連鎖移動剤、水系媒体に加えて、水性媒体の質量に対して３〜８０ｐｐｍの含フッ素乳化剤の存在下に、上記その他の含フッ素モノマーを重合開始時に一括して仕込み、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーとをラジカル懸濁重合させることがより好ましい。
本発明の製造方法において、水性媒体中で前記ラジカル重合開始剤、前記連鎖移動剤に加えて、水性媒体の質量に対して３〜８０ｐｐｍの含フッ素乳化剤の存在下に、テトラフルオロエチレン及びその他の含フッ素モノマーをラジカル懸濁重合することが好ましい。
前記含フッ素乳化剤としては、パーフルオロオクタン酸アンモニウム、パーフルオロオクタン酸ナトリウム、パーフルオロヘキサン酸アンモニウム、パーフルオロヘキサン酸ナトリウム等の含フッ素アルキルカルボン酸塩、一般式Ｆ（ＣＦ２）ｎＯ（ＣＦ（Ｘ）ＣＦ２Ｏ）ｍＣＦ（Ｘ）ＣＯＯＡ（式中、Ｘはフッ素原子又は炭素原子数１〜３のパーフルオロアルキル基、Ａは水素原子、アルカリ金属、ＮＨ４、ｎは１〜１０の整数、ｍは０又は１〜３の整数である。）で表される含フッ素乳化剤等が好ましい。
Ｆ（ＣＦ２）ｎＯ（ＣＦ（Ｘ）ＣＦ２Ｏ）ｍＣＦ（Ｘ）ＣＯＯＡで表される含フッ素乳化剤としては、Ｆ（ＣＦ２）２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）３ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）３Ｏ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）３ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）３Ｏ（ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）２ＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）４ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）４Ｏ（ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）２ＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮａ、Ｆ（ＣＦ２）３ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮａ、Ｆ（ＣＦ２）３Ｏ（ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）２ＣＦ２ＣＯＯＮａ、Ｆ（ＣＦ２）４ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮａ、Ｆ（ＣＦ２）４Ｏ（ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）２ＣＦ２ＣＯＯＮａ、Ｆ（ＣＦ２）３ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＯＯＮａ、Ｆ（ＣＦ２）３Ｏ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＯＯＮａ等が挙げられる。
含フッ素乳化剤としては、パーフルオロオクタン酸アンモニウム、パーフルオロヘキサン酸アンモニウム、Ｆ（ＣＦ２）２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）３ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４、Ｆ（ＣＦ２）４ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４がより好ましく、パーフルオロオクタン酸アンモニウム、パーフルオロヘキサン酸アンモニウム、Ｆ（ＣＦ２）２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４が最も好ましい。
含フッ素乳化剤の含有量は、水性媒体の質量に対して、５ｐｐｍ〜５０ｐｐｍがより好ましく、１０〜３０ｐｐｍ未満が最も好ましい。該含フッ素乳化剤の含有量は、乳化重合によるＰＴＦＥやＰＦＡの製造に使用される１０００〜５０００ｐｐｍに比較して著しく少ない。
含フッ素乳化剤が上記範囲あるように極微量使用すると、懸濁重合速度が増加し、また、その他の含フッ素モノマーの反応率が向上する。これはＴＦＥと含フッ素モノマーの親和性が増大するためであると推定される。
本発明の製造方法により、得られる懸濁重合液中のＴＦＥ共重合体の濃度は、適宜選定すればよいが、通常３〜４０質量％が好ましく、５〜３５質量％がより好ましく、７〜３０質量％が特に好ましい。
特に、本発明の製造方法としては、ラジカル重合開始剤、連鎖移動剤、水系媒体の存在下に、上記その他の含フッ素モノマーを重合開始時に一括して仕込み、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーとをラジカル懸濁重合させることが好ましい。本発明の製造方法としては、ラジカル重合開始剤、連鎖移動剤、水系媒体に加えて、水性媒体の質量に対して３〜８０ｐｐｍの含フッ素乳化剤の存在下に、上記その他の含フッ素モノマーを重合開始時に一括して仕込み、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーとをラジカル懸濁重合させることがより好ましい。
本発明の製造方法により、得られる溶融成形可能なＴＦＥ共重合体は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位（ａ）及びその他の含フッ素モノマーに基づく繰り返し単位（ｂ）を含有し、繰り返し単位（ａ）及び繰り返し単位（ｂ）の合計質量に対して、繰り返し単位（ａ）が９７．３〜９９．５質量％であり、好ましくは９７．６〜９９．５質量％であり、より好ましくは９８〜９９．５質量％であり、最も好ましくは、９８〜９９．３質量％である。また、その他の含フッ素モノマーに基づく繰り返し単位（ｂ）が０．５〜２．７質量％であり、好ましくは０．５〜２．４質量％であり、より好ましくは０．５〜２．０質量％であり、最も好ましくは、０．７〜２質量％である。繰り返し単位（ａ）がこの範囲にあると、ＴＦＥ共重合体は、溶融成形が可能であり、機械的特性に優れ、融点が高く、耐熱性に優れる。
また、本発明の製造方法により、得られる溶融成形可能なＴＦＥ共重合体は、容量流速（以下、Ｑ値という。）が、０．１〜１０００ｍｍ３／秒であり、好ましくは０．２〜１００ｍｍ３／秒、より好ましくは０．５〜５０ｍｍ３／秒である。Ｑ値は、ＴＦＥ共重合体の溶融流動性を表す指標であり、分子量の目安となる。Ｑ値が大きいと分子量が低く、小さいと分子量が高いことを示す。本発明において、Ｑ値は、島津製作所製フローテスタを用いて、ＴＦＥ共重合体の融点より５０℃高い温度において、荷重７ｋｇ下に直径２．１ｍｍ、長さ８ｍｍのオリフィス中に押出すときのＴＦＥ共重合体の押出し速度である。Ｑ値が小さすぎると押出し成形が困難となり、大きすぎるとＴＦＥ共重合体の機械的強度が低下する。Ｑ値が上記範囲にあると、ＴＦＥ共重合体は、溶融成形が可能であり、機械的特性に優れる。
本発明の製造方法により、得られる溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の融点は、３２０℃〜３３５℃が好ましく、３２３℃〜３３０℃がより好ましく、３２５℃〜３３０℃が最も好ましい。この範囲にあると溶融成形可能なＴＦＥ共重合体が耐熱性に優れ、高温で使用される用途への適用性に優れる。
特に、上記のように、その他の含フッ素モノマーを重合開始時に一括して仕込みして、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーとをラジカル懸濁重合させて得られたＴＦＥ共重合体は、溶融成形可能で、３２５℃〜３３０℃の高い融点を示し、耐熱性に優れることから、好ましい。
その他の含フッ素モノマーを重合開始時に一括して仕込みして、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーとをラジカル懸濁重合させて得られたＴＦＥ共重合体が、溶融成形可能で、３２５℃〜３３０℃の高い融点を示す理由は必ずしも明らかではないが、以下のように考えられる。本ラジカル懸濁重合では、生成するポリマー量の１〜６質量％という少量のその他のモノマー（たとえば、ＰＰＶＥ）を初期に一括して仕込み、ＴＦＥとその他のモノマーを共重合させることを特徴とする。この方法によれば、重合終期に、系中に存在するその他のモノマーの濃度が低くなることから、生成するＴＦＥ共重合体中のその他のモノマーに基づく繰り返し単位の含有量も少なくなる。すなわち、重合終期に、ＴＦＥに基づく繰り返し単位の含有量が高く、耐熱性の高いＴＦＥ共重合体が、ＴＦＥ共重合体の懸濁粒子の外殻部に生成するため、融点の高いＴＦＥ共重合体となるものと推定される。なお、ＴＦＥとＰＰＶＥとの共重合体であるＰＦＡの製造においては、フッ素系溶媒を用いた懸濁重合法や、フッ素系乳化剤を用いた乳化重合法が採用されている。そして、ＰＰＶＥの組成が一定になるように、重合中にＰＰＶＥを逐次添加させる方法、及び、ＰＦＡの収量の１０質量％程度の多量のＰＰＶＥを重合開始時に一括に仕込む方法が知られている。これらのＰＦＡの製造方法では、重合終期までＰＰＶＥの濃度が高い。したがって、ＰＦＡの製造方法は、重合方法及びＰＰＶＥの濃度の点で、本願発明のＴＦＥ共重合体の製造方法とは明確に相違する。
本発明の製造方法により、得られる溶融成形可能なＴＦＥ共重合体の融点は、３２０℃〜３３５℃が好ましく、３２３℃〜３３０℃がより好ましく、３２５℃〜３３０℃が最も好ましい。この範囲にあると溶融成形可能なＴＦＥ共重合体が耐熱性に優れ、高温で使用される用途への適用性に優れる。
特に、上記のように、その他の含フッ素モノマーを重合開始時に一括して仕込みして、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーとをラジカル懸濁重合させて得られたＴＦＥ共重合体は、溶融成形可能で、３２５℃〜３３０℃の高い融点を示し、耐熱性に優れることから、好ましい。
その他の含フッ素モノマーを重合開始時に一括して仕込みして、ＴＦＥとその他の含フッ素モノマーとをラジカル懸濁重合させて得られたＴＦＥ共重合体が、溶融成形可能で、３２５℃〜３３０℃の高い融点を示す理由は必ずしも明らかではないが、以下のように考えられる。本ラジカル懸濁重合では、生成するポリマー量の１〜６質量％という少量のその他のモノマー（たとえば、ＰＰＶＥ）を初期に一括して仕込み、ＴＦＥとその他のモノマーを共重合させることを特徴とする。この方法によれば、重合終期に、系中に存在するその他のモノマーの濃度が低くなることから、生成するＴＦＥ共重合体中のその他のモノマーに基づく繰り返し単位の含有量も少なくなる。すなわち、重合終期に、ＴＦＥに基づく繰り返し単位の含有量が高く、耐熱性の高いＴＦＥ共重合体が、ＴＦＥ共重合体の懸濁粒子の外殻部に生成するため、融点の高いＴＦＥ共重合体となるものと推定される。なお、ＴＦＥとＰＰＶＥとの共重合体であるＰＦＡの製造においては、フッ素系溶媒を用いた懸濁重合法や、フッ素系乳化剤を用いた乳化重合法が採用されている。そして、ＰＰＶＥの組成が一定になるように、重合中にＰＰＶＥを逐次添加させる方法、及び、ＰＦＡの収量の１０質量％程度の多量のＰＰＶＥを重合開始時に一括に仕込む方法が知られている。これらのＰＦＡの製造方法では、重合終期までＰＰＶＥの濃度が高い。したがって、ＰＦＡの製造方法は、重合方法及びＰＰＶＥの濃度の点で、本願発明のＴＦＥ共重合体の製造方法とは明確に相違する。
本発明の製造方法により、得られる溶融成形可能なＴＦＥ共重合体は、押出機を用いてペレット状にすることも好ましい。押出機は一軸または二軸の押出機が通常用いられる。押出機の温度はメータリングゾーンやダイ部分で３４０〜４００℃が好ましい。また、スクリュー回転数は、５〜１００ｒｐｍ程度が好ましい。
溶融成形可能なＴＦＥ共重合体に不安定末端基が含まれる場合には、不安定末端基を安定化させるために、熱処理、溶融せん断処理、フッ素化処理等の後処理を行うことも可能である。
溶融成形可能なＴＦＥ共重合体は、ＴＦＥ共重合体単独で成形される他に、種々の配合剤を配合した組成物として成形されることも好ましい。配合剤としては、導電性付与のためのカーボンブラック、機械強度付与のためのカーボン繊維、その他顔料などが挙げられる。
溶融成形可能なＴＦＥ共重合体は、射出成形、圧縮成形、押出し成形、トランスファー成形、ブロー成形などの各種成形法で成形できる。より好ましくは射出成形法である。
溶融成形可能なＴＦＥ共重合体に不安定末端基が含まれる場合には、不安定末端基を安定化させるために、熱処理、溶融せん断処理、フッ素化処理等の後処理を行うことも可能である。
溶融成形可能なＴＦＥ共重合体は、ＴＦＥ共重合体単独で成形される他に、種々の配合剤を配合した組成物として成形されることも好ましい。配合剤としては、導電性付与のためのカーボンブラック、機械強度付与のためのカーボン繊維、その他顔料などが挙げられる。
溶融成形可能なＴＦＥ共重合体は、射出成形、圧縮成形、押出し成形、トランスファー成形、ブロー成形などの各種成形法で成形できる。より好ましくは射出成形法である。
以下に実施例を挙げて具体的に本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。なお、ＴＦＥ共重合体の共重合組成は、旭硝子研究報告，１９９０，４０（１），７５の記載に準じて、ＴＦＥ共重合体を熱溶融状態で１９Ｆ−ＮＭＲ測定する方法によって求めた。
ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３Ｆ（ＰＰＶＥ）反応率は、得られたＴＦＥ共重合体の共重合組成から算出した、共重合したＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３Ｆの質量の、仕込みＰＰＶＥの質量に対する割合（質量％）として求めた。
引張強度及び引張伸度は、ＡＳＴＭ Ｄ３３０７に準拠して、ＴＦＥ共重合体をプレス成形して得た厚さ１ｍｍのシートをミクロダンベルで打ち抜いて得た試験片を５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張試験して、破断時の強度及び伸度を測定し算出した。
融点は、示差熱分析装置（セイコーインスツル社製ＳＳＣ／５２００−ＴＧ／ＤＴＡ２２０Ｕ）で、重合後乾燥して得られたＴＦＥ共重合体の約１０ｍｇを空気雰囲気中で、１０℃／分で昇温し、吸熱ピークトップを融点とした。
Ｑ値は、島津製作所製フローテスタを用いて、ＴＦＥ共重合体の融点より５０℃高い温度において、荷重７ｋｇ下に直径２．１ｍｍ、長さ８ｍｍのオリフィス中に押出すときのＴＦＥ共重合体の押出し速度である。
ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３Ｆ（ＰＰＶＥ）反応率は、得られたＴＦＥ共重合体の共重合組成から算出した、共重合したＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３Ｆの質量の、仕込みＰＰＶＥの質量に対する割合（質量％）として求めた。
引張強度及び引張伸度は、ＡＳＴＭ Ｄ３３０７に準拠して、ＴＦＥ共重合体をプレス成形して得た厚さ１ｍｍのシートをミクロダンベルで打ち抜いて得た試験片を５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張試験して、破断時の強度及び伸度を測定し算出した。
融点は、示差熱分析装置（セイコーインスツル社製ＳＳＣ／５２００−ＴＧ／ＤＴＡ２２０Ｕ）で、重合後乾燥して得られたＴＦＥ共重合体の約１０ｍｇを空気雰囲気中で、１０℃／分で昇温し、吸熱ピークトップを融点とした。
Ｑ値は、島津製作所製フローテスタを用いて、ＴＦＥ共重合体の融点より５０℃高い温度において、荷重７ｋｇ下に直径２．１ｍｍ、長さ８ｍｍのオリフィス中に押出すときのＴＦＥ共重合体の押出し速度である。
［実施例１］
内容積が１．３Ｌの撹拌機付き重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇ、ジクロロメタンの０．８ｇを仕込んだ。続いて重合槽内温を７０℃に昇温し、圧力が１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の１６ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始５．０時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２７．３ｇのＴＦＥ共重合体１が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９８．８／１．２（質量％）であった。融点は３２７℃、Ｑ値は２．８ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍの白色のシートが得られた。ＴＦＥ共重合体１は、引張強度が２３．７ＭＰａ、引張伸度が３１９％であった。
内容積が１．３Ｌの撹拌機付き重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇ、ジクロロメタンの０．８ｇを仕込んだ。続いて重合槽内温を７０℃に昇温し、圧力が１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の１６ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始５．０時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２７．３ｇのＴＦＥ共重合体１が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９８．８／１．２（質量％）であった。融点は３２７℃、Ｑ値は２．８ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍの白色のシートが得られた。ＴＦＥ共重合体１は、引張強度が２３．７ＭＰａ、引張伸度が３１９％であった。
［実施例２］
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇを仕込み、重合槽内温を７０℃に昇温した。圧力が０．０３ＭＰａ／Ｇになるまでエタンを仕込み、その後１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の１６ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始４．８時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２０．４ｇのＴＦＥ共重合体２が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９８．６／１．４（質量％）であった。融点は３２４℃、Ｑ値は２．４ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍの白色のシートが得られた。ＴＦＥ共重合体２は、引張強度が２８．６ＭＰａ、引張伸度が３２４％であった。
［実施例３］
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇを仕込み、重合槽内温を７０℃に昇温した。圧力が０．１８ＭＰａ／Ｇになるまでクロロジフルオロメタンを仕込み、その後１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の２４ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始５．６時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２０．７ｇのＴＦＥ共重合体３が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９８．９／１．１（質量％）であった。融点は３２９℃、Ｑ値は１．３ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍの白色のシートが得られた。ＴＦＥ共重合体３は、引張強度が２４．０ＭＰａ、引張伸度が３２１％であった。
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇを仕込み、重合槽内温を７０℃に昇温した。圧力が０．０３ＭＰａ／Ｇになるまでエタンを仕込み、その後１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の１６ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始４．８時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２０．４ｇのＴＦＥ共重合体２が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９８．６／１．４（質量％）であった。融点は３２４℃、Ｑ値は２．４ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍの白色のシートが得られた。ＴＦＥ共重合体２は、引張強度が２８．６ＭＰａ、引張伸度が３２４％であった。
［実施例３］
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇを仕込み、重合槽内温を７０℃に昇温した。圧力が０．１８ＭＰａ／Ｇになるまでクロロジフルオロメタンを仕込み、その後１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の２４ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始５．６時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２０．７ｇのＴＦＥ共重合体３が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９８．９／１．１（質量％）であった。融点は３２９℃、Ｑ値は１．３ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍの白色のシートが得られた。ＴＦＥ共重合体３は、引張強度が２４．０ＭＰａ、引張伸度が３２１％であった。
［比較例１］
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇ、メタノールの０．２を仕込んだ。重合槽内温を７０℃に昇温し、圧力が１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の１６ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合速度が遅く、重合開始５．０時間後、ＴＦＥの３３ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して３０ｇのＴＦＥ共重合体４が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９９．２／０．８（質量％）であった。融点は３２９℃、Ｑ値は０．５９ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍのシートが得られたが、褐色を呈していた。ＴＦＥ共重合体４は、引張強度が８ＭＰａ、引張伸度が４５％であった。
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇ、メタノールの０．２を仕込んだ。重合槽内温を７０℃に昇温し、圧力が１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の１６ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合速度が遅く、重合開始５．０時間後、ＴＦＥの３３ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して３０ｇのＴＦＥ共重合体４が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９９．２／０．８（質量％）であった。融点は３２９℃、Ｑ値は０．５９ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍのシートが得られたが、褐色を呈していた。ＴＦＥ共重合体４は、引張強度が８ＭＰａ、引張伸度が４５％であった。
［比較例２］
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇを仕込み、重合槽内温を７０℃に昇温した。圧力が０．０３ＭＰａ／Ｇになるまでプロパンを仕込み、その後１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の１６ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始８．７時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２８．２ｇのＴＦＥ共重合体５が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９９．０／１．０（質量％）であった。融点は３２４℃であった。Ｑ値は１７７ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍのシートを得た。該シートは、非常に脆く、ミクロダンベルで打ち抜く際にシートが割れて、引張試験用試験片を得ることができなかった。
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇを仕込み、重合槽内温を７０℃に昇温した。圧力が０．０３ＭＰａ／Ｇになるまでプロパンを仕込み、その後１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の１６ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始８．７時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２８．２ｇのＴＦＥ共重合体５が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９９．０／１．０（質量％）であった。融点は３２４℃であった。Ｑ値は１７７ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍのシートを得た。該シートは、非常に脆く、ミクロダンベルで打ち抜く際にシートが割れて、引張試験用試験片を得ることができなかった。
［比較例３］
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇ、ｎ−ヘキサンの０．０８ｇを仕込み、重合槽内温を７０℃に昇温し、圧力が１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の１６ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始７．４時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２１．４ｇのＴＦＥ共重合体６が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９９．０／１．０（質量％）であった。融点は３２５℃であった。Ｑ値は１．０ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍのシートが得られたが、褐色を呈していた。ＴＦＥ共重合体６は、引張強度が４ＭＰａ、引張伸度が２６％であった。
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇ、ｎ−ヘキサンの０．０８ｇを仕込み、重合槽内温を７０℃に昇温し、圧力が１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の１６ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始７．４時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２１．４ｇのＴＦＥ共重合体６が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９９．０／１．０（質量％）であった。融点は３２５℃であった。Ｑ値は１．０ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍのシートが得られたが、褐色を呈していた。ＴＦＥ共重合体６は、引張強度が４ＭＰａ、引張伸度が２６％であった。
［比較例４］
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇを仕込み、重合槽内温を７０℃に昇温した。その後１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の１６ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始３．５時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２５．０ｇのＴＦＥ共重合体７が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９８．７／１．３（質量％）であった。融点は３２６℃であった。このＴＦＥ共重合体７は溶融せず、Ｑ値は０ｍｍ３／秒であった。３４０℃でプレス成形してもシートは得られなかった。
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇを仕込み、重合槽内温を７０℃に昇温した。その後１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の１６ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始３．５時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２５．０ｇのＴＦＥ共重合体７が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９８．７／１．３（質量％）であった。融点は３２６℃であった。このＴＦＥ共重合体７は溶融せず、Ｑ値は０ｍｍ３／秒であった。３４０℃でプレス成形してもシートは得られなかった。
［実施例４］
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．３ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇ、ジクロロメタンの１．９ｇを仕込んだ。続いて重合槽内温を７０℃に昇温し、圧力が１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の２０ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始５．1７時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２６．３ｇのＴＦＥ共重合体８が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９９．０／１．０（質量％）であった。融点は３２８℃、Ｑ値は４．１ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍの白色のシートが得られた。ＴＦＥ共重合体８は、引張強度が１８．９ＭＰａ、引張伸度が２７７％であった。
［実施例５］
乳化剤としてＦ（ＣＦ２）２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４（以下、ＡＰＤＯという。）の０．０１ｇ（脱塩水の質量に対して１２．８ｐｐｍ）を初期仕込みした以外は実施例４と同様にしてＴＦＥ共重合体９を得た。ＡＰＤＯ添加量（ｐｐｍ）、重合時間、重合終了時点のＰＰＶＥ反応率、ＴＦＥ共重合体１０の収量、ＴＦＥに基づく繰り返し単位の含有量、ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位の含有量、融点、容量流速（Ｑ値）、引張強度、引張伸度を表２に示す。
［実施例６〜１１］
ＡＰＤＯの使用量を変化させる以外は、実施例５と同様にして、ＴＦＥ共重合体１０〜１５を得た。ＡＰＤＯ添加量（ｐｐｍ）、重合終了時点のＰＰＶＥ反応率、ＴＦＥ共重合体の収量、ＴＦＥに基づく繰り返し単位の含有量、ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位の含有量、融点、容量流速（Ｑ値）、引張強度、引張伸度を表２に示す。
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、ＰＰＶＥの４．３ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇ、ジクロロメタンの１．９ｇを仕込んだ。続いて重合槽内温を７０℃に昇温し、圧力が１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の２０ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始５．1７時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２６．３ｇのＴＦＥ共重合体８が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９９．０／１．０（質量％）であった。融点は３２８℃、Ｑ値は４．１ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍの白色のシートが得られた。ＴＦＥ共重合体８は、引張強度が１８．９ＭＰａ、引張伸度が２７７％であった。
［実施例５］
乳化剤としてＦ（ＣＦ２）２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４（以下、ＡＰＤＯという。）の０．０１ｇ（脱塩水の質量に対して１２．８ｐｐｍ）を初期仕込みした以外は実施例４と同様にしてＴＦＥ共重合体９を得た。ＡＰＤＯ添加量（ｐｐｍ）、重合時間、重合終了時点のＰＰＶＥ反応率、ＴＦＥ共重合体１０の収量、ＴＦＥに基づく繰り返し単位の含有量、ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位の含有量、融点、容量流速（Ｑ値）、引張強度、引張伸度を表２に示す。
［実施例６〜１１］
ＡＰＤＯの使用量を変化させる以外は、実施例５と同様にして、ＴＦＥ共重合体１０〜１５を得た。ＡＰＤＯ添加量（ｐｐｍ）、重合終了時点のＰＰＶＥ反応率、ＴＦＥ共重合体の収量、ＴＦＥに基づく繰り返し単位の含有量、ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位の含有量、融点、容量流速（Ｑ値）、引張強度、引張伸度を表２に示す。
ＡＰＤＯに替えてパーフルオロオクタン酸アンモニウム（以下、ＡＰＦＯという。）の所定量を用いる以外は、実施例５と同様にしてＴＦＥ共重合体１６〜１９を得た。脱塩水に対するＡＰＦＯ添加量（ｐｐｍ）、重合終了時点のＰＰＶＥ反応率、ＴＦＥ共重合体の収量、ＴＦＥに基づく繰り返し単位の含有量、ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位の含有量、融点、容量流速（Ｑ値）、引張強度、引張伸度を表３に示す。
［実施例１６］
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、乳化剤としてＡＰＤＯの０．０２２５ｇ（脱塩水の質量に対して２８．８ｐｐｍ）を初期仕込みし、ＰＰＶＥの５．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇ、圧力が０．０２ＭＰａ／Ｇになるまでエタンを仕込み、続いて重合槽内温を７０℃に昇温し、圧力が１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の２５ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始３．３時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２６．７ｇのＴＦＥ共重合体２０が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９７．９／２．１（質量％）であった。融点は３２６℃、Ｑ値は１９．６ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍの白色のシートが得られた。ＴＦＥ共重合体２０は、引張強度が１９．９ＭＰａ、引張伸度が３２０％であった。
［実施例１７］
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、乳化剤としてＡＰＤＯの０．０２２５ｇ（脱塩水の質量に対して２８．８ｐｐｍ）を初期仕込みし、ＰＰＶＥの６．６ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇ、圧力が０．０１ＭＰａ／Ｇになるまでエタンを仕込み、続いて重合槽内温を７０℃に昇温し、圧力が１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の２９ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始３．４７時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２６．４ｇのＴＦＥ共重合体２１が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９７．４／２．６（質量％）であった。融点は３２７℃、Ｑ値は１２．１ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍの白色のシートが得られた。ＴＦＥ共重合体２１は、引張強度が１８．６ＭＰａ、引張伸度が２５７％であった。
［比較例５］
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、乳化剤としてＡＰＤＯの０．０２２５ｇ（脱塩水の質量に対して２８．８ｐｐｍ）を初期仕込みし、ＰＰＶＥの１０．６ｇ、炭酸アンモニウムの０．７ｇを仕込み、圧力が０．０１ＭＰａ／Ｇになるまでエタンを仕込み、続いて重合槽内温を７０℃に昇温した。その後１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の５３ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始３．９時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２５．０ｇのＴＦＥ共重合体２２が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９７．１／２．９（質量％）であった。Ｑ値は１６．３ｍｍ３／秒で、融点は３１６℃であった。ＴＦＥ共重合体２２は、３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍのシートが得られ、引張強度が１９．１ＭＰａ、引張伸度が３５３％であった。
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、乳化剤としてＡＰＤＯの０．０２２５ｇ（脱塩水の質量に対して２８．８ｐｐｍ）を初期仕込みし、ＰＰＶＥの５．１ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇ、圧力が０．０２ＭＰａ／Ｇになるまでエタンを仕込み、続いて重合槽内温を７０℃に昇温し、圧力が１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の２５ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始３．３時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２６．７ｇのＴＦＥ共重合体２０が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９７．９／２．１（質量％）であった。融点は３２６℃、Ｑ値は１９．６ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍの白色のシートが得られた。ＴＦＥ共重合体２０は、引張強度が１９．９ＭＰａ、引張伸度が３２０％であった。
［実施例１７］
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、乳化剤としてＡＰＤＯの０．０２２５ｇ（脱塩水の質量に対して２８．８ｐｐｍ）を初期仕込みし、ＰＰＶＥの６．６ｇ、炭酸アンモニウムの０．６５ｇ、圧力が０．０１ＭＰａ／Ｇになるまでエタンを仕込み、続いて重合槽内温を７０℃に昇温し、圧力が１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の２９ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始３．４７時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２６．４ｇのＴＦＥ共重合体２１が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９７．４／２．６（質量％）であった。融点は３２７℃、Ｑ値は１２．１ｍｍ３／秒であった。３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍの白色のシートが得られた。ＴＦＥ共重合体２１は、引張強度が１８．６ＭＰａ、引張伸度が２５７％であった。
［比較例５］
実施例１で用いた重合槽を脱気し、脱塩水の７８０ｇ、乳化剤としてＡＰＤＯの０．０２２５ｇ（脱塩水の質量に対して２８．８ｐｐｍ）を初期仕込みし、ＰＰＶＥの１０．６ｇ、炭酸アンモニウムの０．７ｇを仕込み、圧力が０．０１ＭＰａ／Ｇになるまでエタンを仕込み、続いて重合槽内温を７０℃に昇温した。その後１．０ＭＰａ/ＧになるようにＴＦＥを仕込んだ。重合開始剤溶液として過硫酸アンモニウムの１質量％水溶液の５３ｃｍ３を仕込み、重合を開始させた。重合中圧力が１．０ＭＰａ/Ｇを保持するようにＴＦＥを連続的に仕込んだ。重合開始３．９時間後、ＴＦＥの１２０ｇを仕込んだ時点で、重合槽内温を室温まで降温するとともに常圧までパージした。
得られた粉状物を乾燥して１２５．０ｇのＴＦＥ共重合体２２が得られた。共重合組成は、ＴＦＥに基づく繰り返し単位／ＰＰＶＥに基づく繰り返し単位＝９７．１／２．９（質量％）であった。Ｑ値は１６．３ｍｍ３／秒で、融点は３１６℃であった。ＴＦＥ共重合体２２は、３４０℃のプレス成形にて厚さ１ｍｍのシートが得られ、引張強度が１９．１ＭＰａ、引張伸度が３５３％であった。
本発明のＴＦＥ共重合体は、耐熱性、耐薬品性、耐食性、耐油性、耐候性等に優れ、溶融成形が可能であることから、自動車部品、電線被覆材料、産業用射出成形部品、半導体製造プロセス用の薬液容器、継ぎ手、チューブ等、産業用ホース、食品用ホース、ＯＡ機器、コピー機、携帯電話等の精密部品等、ライニング用粉体塗料等の用途に適する。
なお、２００６年９月１１日に出願された日本特許出願２００６−２４６０４１号の明細書、特許請求の範囲及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
なお、２００６年９月１１日に出願された日本特許出願２００６−２４６０４１号の明細書、特許請求の範囲及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
Claims (14)
- テトラフルオロエチレン及びその他の含フッ素モノマーを、水性媒体中でラジカル重合開始剤及びメタン、エタン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロカーボン及びハイドロクロロフルオロカーボンからなる群から選ばれる１種以上の連鎖移動剤の存在下に、ラジカル懸濁重合して、テトラフルオロエチレンに基づく繰り返し単位（ａ）及びその他の含フッ素モノマーに基づく繰り返し単位（ｂ）を含有し、繰り返し単位（ａ）及び繰り返し単位（ｂ）の合計質量に対して、繰り返し単位（ａ）が９７．３〜９９．５質量％であり、容量流速が０．１〜１０００ｍｍ３／秒であるテトラフルオロエチレン共重合体を製造することを特徴とする溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
- 前記繰り返し単位（ａ）が、繰り返し単位（ａ）及び繰り返し単位（ｂ）の合計質量に対して、９８〜９９．５質量％である請求項１に記載の溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
- 前記テトラフルオロエチレン共重合体の融点が３２０〜３３５℃である請求項１または２に記載の溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
- 前記その他の含フッ素モノマーがパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）である請求項１〜３のいずれかに記載の溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
- 前記その他の含フッ素モノマーがパーフルオロ（プロピルビニルエーテル）である請求項１〜４のいずれかに記載の溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
- 前記連鎖移動剤が、下記一般式（１）で表される化合物である請求項１〜５のいずれかに記載の溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
ＣｎＨｍＣｌｐＦ２ｎ＋２−ｍ−ｐ （１）
（ここで、ｎ＝１〜３の整数、ｍ＝１〜６の整数、ｐ＝０又は１〜７の整数であり、ｍ≦２ｎ＋２、ｐ≦２ｎ＋２−ｍである。） - 前記連鎖移動剤がジクロロメタン、クロロジフルオロメタンまたはエタンである請求項１〜６に記載の溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
- 前記連鎖移動剤の仕込み量が、重合開始時に仕込んだ全モノマーに対してモル比で０．０００１〜１である請求項１〜７のいずれかに記載の溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
- 前記ラジカル重合開始剤が、水溶性ラジカル重合開始剤である請求項１〜８のいずれかに記載の溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
- 前記水溶性ラジカル重合開始剤が過硫酸アンモニウムである請求項９に記載の溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
- テトラフルオロエチレン及びその他の含フッ素モノマーを、水性媒体中で前記ラジカル重合開始剤、前記連鎖移動剤に加えて、水性媒体の質量に対して３〜８０ｐｐｍの含フッ素乳化剤の存在下に、ラジカル懸濁重合する請求項１〜１０のいずれかに記載の溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
- 前記含フッ素乳化剤が、パーフルオロオクタン酸アンモニウム、パーフルオロヘキサン酸アンモニウムまたはＦ（ＣＦ２）２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＯＯＮＨ４である請求項１１に記載の溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
- 上記その他の含フッ素モノマーを重合開始時に一括して仕込み、テトラフルオロエチレンとその他の含フッ素モノマーとをラジカル懸濁重合させる請求項１〜１２のいずれかに記載の溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
- 重合開始時に重合系中に存在させる、その他の含フッ素モノマーの使用量が、生成するテトラフルオロエチレン共重合体の質量に対して、１〜６質量％である請求項１３に記載の溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008534298A JP5298851B2 (ja) | 2006-09-11 | 2007-09-04 | 溶融成形可能なテトラフルオロエチレン共重合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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