JPWO2011007862A1 - 含フッ素ブロック共重合体の製造方法 - Google Patents

含フッ素ブロック共重合体の製造方法 Download PDF

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Abstract

単独重合体の副生を抑制でき、ヨウ素末端の連鎖移動定数の大小にかかわらず、ほぼ100%でブロック化が可能な含フッ素ブロック共重合体の製造方法を提供する。該製造方法は、主鎖の片末端もしくは両末端および/または側鎖末端にヨウ素原子または臭素原子を有する含フッ素重合体(A)に、式(2):(Y1)nH2-nS2O4(式中、Y1は1価〜2価の金属イオンまたはアンモニウムイオンであり、nは0〜2の整数である)で示される硫黄化合物(C)の存在下にラジカル重合性単量体(M)を反応させることを特徴とする含フッ素ブロック共重合体の製造方法である。

Description

本発明は、単独重合体の副生を抑制でき、ブロック化率が大幅に向上した含フッ素ブロック共重合体の新規な製造方法に関する。
含フッ素ブロック共重合体は異種の特性を付与できるため、種々の分野で広汎に使用されている。
そうした含フッ素ブロック共重合体の製造方法としては、末端にヨウ素原子を有する含フッ素重合体にヨウ素移動重合法を適用して、異種の重合体セグメントをブロック化することが知られている(特許文献1〜3)。
特公昭58−4728号公報 特公昭62−24446号公報 特開平8−59762号公報
従来公知のヨウ素移動重合法によるブロック共重合体の製造は、連鎖移動定数の大きい−CF2I末端を有する化合物の存在下での単量体(M)の重合反応であり、反応形態は、一般的に知られているラジカルテロメリゼーションと同一である。
ヨウ素移動重合の例として、ラジカル開始剤として過硫酸アンモニウムを用いた重合反応式を示すと以下のようになる。
(1−1)開始反応
(NH4)228 → 2NH4 + + 2SO4 -・
SO4 -・ + M → -3SO−M
-3SO−M + Rf−I → -3SO−M−I + Rf
(2−1)成長反応
Rf + nM → Rf(M)n
(3−1)停止反応
Rf−(M)n + Rf−I → Rf−(M)n−I + Rf
このヨウ素移動重合法の特徴として、ヨウ素末端を有する重合体(Rf−I)の連鎖移動定数が小さい場合には開始反応(1−1)で生成する-3SO−Mから別の重合が起こり、単量体(M)の単独重合体が副生してしまう。Macromolecules,2006,25,8639において、−CF2I末端と−CH2I末端を有する化合物をそれぞれ使用して、スチレンのブロック共重合性を比較しているが、−CH2I末端を有する化合物は、連鎖移動定数が約0であり、その結果、ヨウ素末端の活性化に用いたラジカル開始剤によって、スチレンが単独重合したことを明らかにしている。この単独重合体の副生は、程度の差こそあれ、ヨウ素末端を有する重合体(Rf−I)の連鎖移動定数が大きい場合にも生じる可能性がある。
このように、従来のヨウ素移動重合法による含フッ素ブロック共重合体の製造においては、共重合用の単量体の単独重合体の副生が避けられない。また、ヨウ素末端を有する重合体も連鎖移動定数が小さいものについては、適用が困難であった。
本発明者らは、意外なことに、ラジカル重合開始剤ではなく、一電子還元剤である特定の硫黄化合物をラジカル重合開始剤に代えて使用することにより、単独重合体の副生を抑制でき、ヨウ素末端の連鎖移動定数の大小に係らず、ほぼ100%でブロック共重合反応が進行することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、単独重合体の副生を抑制でき、ヨウ素末端の連鎖移動定数の大小にかかわらず、ほぼ100%でブロック化が可能な含フッ素ブロック共重合体の製造方法を提供することを課題とする。
本発明の含フッ素ブロック共重合体の製造方法は、主鎖の片末端もしくは両末端および/または側鎖末端にヨウ素原子または臭素原子を有する含フッ素重合体(A)に、式(2):
(Y1n2-n24 (2)
(式中、Y1は1価〜2価の金属イオンまたはアンモニウムイオンであり、nは0〜2の整数である)
で示される硫黄化合物(C)の存在下にラジカル重合性単量体(M)を反応させることを特徴とする含フッ素ブロック共重合体の製造方法に関する。
本発明によれば、単独重合体の副生を抑制でき、ヨウ素末端の連鎖移動定数の大小にかかわらず、ほぼ100%でブロック化が可能な含フッ素ブロック共重合体の製造方法を提供することができる。
まず、本発明の製造方法で生じるブロック共重合反応を硫黄化合物(C)として亜ニチオン酸塩を用いた場合について、上記の従来のヨウ素移動重合法と対比して説明する。
(1−2)開始反応
Na224 → 2Na+ + 2SO2 -・
Rf−I + SO2 -・ → Rf + SO2 + I- (一電子移動)
(2−2)成長反応
Rf + nM → Rf−(M)n
(3−2)停止反応
Rf−(M)n + Rf−I → Rf−(M)n−I + Rf
すなわち、開始反応で生成した強力な還元剤であるSO2ラジカルアニオンがRf−Iを一電子還元することにより、Rfラジカルが発生し、その後、単量体(M)のブロック共重合が進行していく。この還元反応は、ヨウ素移動重合法とは異なり、連鎖移動定数に関係なく、連鎖移動定数の大きい−CF2I末端だけでなく、連鎖移動定数が極端に小さい−CH2I末端を有する化合物のどちらも適用できるため、汎用性が高い。また、SO2アニオンラジカルは単量体(M)に付加しないため、重合の開始点にならず、したがって単独重合も起こりにくい。さらに水系の溶媒においても反応に影響がないので、幅広い反応系に適用できるという利点もある。
本発明の製造方法において出発物質として用いる含フッ素重合体(A)は、その主鎖の片末端もしくは両末端および/または側鎖末端にヨウ素原子または臭素原子を有する。
ヨウ素原子または臭素原子を有する末端構造としては、たとえば式(1):
−CR12−X1 (1)
(式中、R1およびR2は同じかまたは異なり、いずれも水素原子、フッ素原子、塩素原子、またはCF3(CF2n−(nは、0〜10の整数);X1は臭素原子またはヨウ素原子)で示される末端構造が、末端基の反応性が良好なことと、原料ポリマーの合成が容易という点から好ましい。
具体的には、−CH2I、−CH2Br、−CF2I、−CF2Br、−CFClI、−CFClBr、−CF(CF3)I、−CF(CF3)Brなどがあげられる。
式(1)で示される末端基を有する含フッ素重合体の製造方法としては、公知のヨウ素移動重合法や、特開昭63−159336号公報記載の末端基にカルボン酸塩を有する含フッ素重合体からの脱炭酸ヨウ素化などが利用できる。
含フッ素重合体(A)の両末端基を除く構造は特に限定されず、含フッ素単量体(N)に由来する構造単位が含まれていればよい。
ラジカル重合などの付加重合系の含フッ素重合体(A)の場合、含フッ素単量体(N)としては、フッ化ビニル系単量体、含フッ素(メタ)アクリル酸系単量体、含フッ素スチレン系単量体などがあげられる。
フッ化ビニル系単量体としては、たとえばテトラフルオロエチレン(TFE)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、トリフルオロエチレン(TrFE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、フッ化ビニリデン(VdF)、CH2=CHF(VF)、CH2=CFCF3などのフルオロオレフィン系単量体;パーフルオロブテニルビニルエーテル、パーフルオロアリルビニルエーテル、パーフルオロ−2,2−ジメチルジオキソール、パーフルオロジオキソール、CF2=CFO(CF2nF(nは1〜10の整数)などのフルオロビニルエーテル系単量体;CH2=CFCF2O[CF(CF3)CF2nOCF(CF3)COOR(nは0〜10の整数;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CH2=CFCF2O[CF(CF3)CF2nOCF(CF3)CH2OR(nは0〜10の整数;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CH2=CFCF2O[CF(CF3)CF2nOCHFCF3(nは0〜10の整数)、CH2=CFCF2O[CF(CF3)CF2nOCF=CF2(nは0〜10の整数)などのフルオロアリルエーテル系単量体などの1種または2種以上があげられる。
含フッ素(メタ)アクリル酸系単量体としては、CH2=CFCO2R(Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CH2=C(CF3)CO2R(Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)などがあげられる。
含フッ素スチレン系単量体としては、CH2=CFC65(XはHまたはF)、CH2=C(CF3)C65(XはHまたはF)などがあげられる。
これらの含フッ素単量体(N)の中でも、主鎖の片末端もしくは両末端および/または側鎖末端に−CF2I末端や−CH2I末端を有する含フッ素重合体を与える単量体としては、調製が容易なことからフッ化ビニル系単量体が好ましく、さらには原料である含フッ素重合体(A)の調製が容易なことからフルオロオレフィン系単量体の1種または2種以上が好ましい。
含フッ素重合体(A)の両末端基を除く構造には、非フッ素系の単量体に由来する構造単位が含まれていてもよい。そうした非フッ素系単量体としては、たとえばエチレン、プロピレン、アルキルビニルエーテル、イソブチレン、1,3−ブタジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、2−クロロ−1,3−ブタジエン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、スチレン、p−ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルピリジン、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどが例示できる。
含フッ素重合体(A)の両末端基を除く構造は、特に限定されるものではなく、含フッ素エラストマー、含フッ素樹脂、含フッ素ポリエーテルなどを用いることができる。
具体的な含フッ素系エラストマーの例としては、(1)VdF系フッ素エラストマー、(2)TFE/プロピレン系フッ素エラストマー、(3)TFE/プロピレン/VdF系フッ素エラストマー、(4)エチレン/HFP系フッ素エラストマー、(5)エチレン/HFP/VdF系フッ素エラストマー、(6)エチレン/HFP/TFE系フッ素エラストマー、(7)フルオロシリコーン系フッ素エラストマー、または(8)フルオロホスファゼン系フッ素エラストマーなどがあげられる。これらをそれぞれ単独で、または本発明の効果を損なわない範囲で任意に組み合わせて用いることができるが、この中でも亜二チオン酸塩との末端重合開始反応が良好になることから、VdF系フッ素エラストマー、TFE/プロピレン系フッ素エラストマーを用いることが好ましい。
(1)のVdF系フッ素エラストマーとしては、VdF/HFP系フッ素エラストマー、VdF/HFP/TFE系フッ素エラストマー、VdF/パーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)/TFE系フッ素エラストマー、VdF/PAVE/HFP系フッ素エラストマー、VdF/CTFE系フッ素エラストマー、VdF/CTFE/TFE系フッ素エラストマーが例示でき、式(3):
−(A1)−(A2)−(B1)− (3)
(式中、構造単位A1はフッ化ビニリデン(VdF)(a1)由来の構造単位であり、構造単位A2は含フッ素エチレン性単量体(a2)由来の構造単位であり、構造単位B1は単量体(a1)および単量体(a2)と共重合可能な単量体(b1)由来の繰り返し単位である)で示されるものが好ましい。
一般式(3)で示されるVdF系フッ素エラストマーの中でも、構造単位A1を45〜85モル%、構造単位A2を55〜15モル%含むものが好ましく、より好ましくは構造単位A1を50〜80モル%、構造単位A2を50〜20モル%である。構造単位B1は、構造単位A1と構造単位A2の合計量に対して、0〜10モル%であることが好ましい。
含フッ素エチレン性単量体(a2)としては、1種または2種以上の単量体が利用でき、例えばテトラフルオロエチレン(TFE)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、トリフルオロエチレン(TrFE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、3,3,3−トリフルオロプロピレン、2,3,3,3−テトラフルオロプロピレン、1,3,3,3−テトラフルオロプロピレン、1,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピレン、トリフルオロブテン、ヘキサフルオロイソブテン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)、フッ化ビニルなどの含フッ素単量体があげられるが、これらのなかでも、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)が好ましい。
単量体(b1)としては、単量体(a1)および単量体(a2)と共重合可能なものであれば、いかなるものでもよいが、例えばエチレン、プロピレン、アルキルビニルエーテルなどがあげられる。
VdF(a1)と含フッ素エチレン性単量体(a2)との好ましい具体的な組合せとしては、VdF/HFPエラストマー、VdF/HFP/TFEエラストマー、VdF/PAVEエラストマー、VdF/TFE/PAVEエラストマー、VdF/HFP/PAVEエラストマー、VdF/HFP/TFE/PAVEエラストマーが好ましい。
VdF/HFPエラストマーは、VdF/HFPの組成が、45〜85/55〜15モル%であることが好ましく、より好ましくは、50〜80/50〜20モル%である。
VdF/HFP/TFEエラストマーは、VdF/HFP/TFEの組成が、40〜80/10〜35/10〜35モル%のものが好ましい。
VdF/PAVEエラストマーとしては、VdF/PAVEの組成が、65〜90/35〜10モル%のものが好ましい。
VdF/TFE/PAVEエラストマーとしては、VdF/TFE/PAVEの組成が、40〜80/3〜40/15〜35モル%のものが好ましい。
VdF/HFP/PAVEエラストマーとしては、VdF/HFP/PAVEの組成が、65〜90/3〜25/3〜25モル%のものが好ましい。
VdF/HFP/TFE/PAVEエラストマーとしては、VdF/HFP/TFE/PAVEの組成が、40〜90/0〜25/0〜40/3〜35のものが好ましく、40〜80/3〜25/3〜40/3〜25モル%のものがより好ましい。
このようなVdF系フッ素エラストマーとして、具体的には、VdF/HFP系エラストマー、VdF/HFP/TFE系エラストマーなどがより好ましくあげられ、具体例としては、式(4):
Figure 2011007862
(式中、lは7〜15000の整数、mは0〜4900の整数、nは0〜6500の整数が好ましく、なかでもlは8〜12000の整数、mは0〜4900の整数、nは0〜6500の整数であることが好ましい)で示されるフッ化ビニリデン系ポリマー鎖のうち、lとmとnがエラストマー組成を形成するものがあげられる。
VdF系エラストマーの数平均分子量は、架橋による3次元網目構造の形成が困難となる傾向があり、また、VdF系エラストマーの末端にあるモノマーの構造単位が一定にならず、それにより化学的安定性が変化することから、500以上が好ましく、1000以上がより好ましく、5000以上がさらに好ましい。また、VdF系エラストマーの数平均分子量は、溶剤に対する溶解性が良好であるという点から、1000000以下が好ましく、300000以下がさらに好ましい。
また、本発明で用いるVdF系エラストマーは、加工性が良好な点から、ムーニー粘度(ML1+10(121℃))が5〜140、さらには10〜120、特に20〜100であるものが好ましい。
具体的な含フッ素樹脂としては、たとえば、(1)ポリフッ化ビニリデンおよびその共重合体(共重合成分例:TFE、CTFE、HFP、TrFE、パーフルオロアルキルビニルエーテル等)、(2)ポリフッ化ビニルおよびその共重合体、(3)ポリクロロトリフルオロエチレンおよびその共重合体、(4)ポリテトラフルオロエチレン、(5)TFE/HFP共重合体、(6)TFE/パ−フルオロアルキルビニルエ−テル共重合体、(7)TFE/エチレン共重合体、(8)TFE/エチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、(9)TFE/エチレン/HFP共重合体、(8)TFE/プロピレン共重合体、(9)CTFE/エチレン共重合体、(10)CTFE/プロピレン共重合体、(11)TFE/パ−フルオロジメチルジオキソ−ル共重合体などをあげることができる。
(1)のフッ化ビニリデン(VdF)系フッ素樹脂としては、式(5):
−(A3)−(A4)−(B2)− (5)
(式中、構造単位A3はフッ化ビニリデン(a3)由来の構造単位であり、構造単位A4は含フッ素エチレン性単量体(a4)由来の構造単位であり、構造単位B2は単量体(a3)および単量体(a4)と共重合可能な単量体(b2)由来の繰り返し単位である)で示されるものが好ましい。
本発明で用いるVdF系フッ素樹脂としては、前記式(4)で示されるフッ化ビニリデン系ポリマー鎖であって、lとmとnが樹脂組成となる割合のものが好ましい。
また、式(5)で示されるフッ化ビニリデン(VdF)系フッ素樹脂の中でも、構造単位A3を86モル%以上、構造単位A4を14モル%以下含むものが好ましい。
含フッ素ポリエーテルとしては、式(6):
−(R8−O)n− (6)
(式中、R8は炭素原子数1〜6、好ましくは、炭素原子数1〜3の直鎖状または分岐状の含フッ素アルキレン基であり、nは1〜500、好ましくは2〜400、より好ましくは10〜200の整数)で示される繰り返し単位を含むものがあげられる。
式(6)で示される繰り返し単位(R8−O)としては、たとえば、−CF2O−、−CF2CF2O−、−CF2CF2CF2O−、−CF(CF3)CF2O−、−CF2CF2CF2CF2O−、−C(CF32O−、−CH2CF2CF2O−、−CHFCF2CF2O−、−CH2CF2O−、−CHFCF2O−、−CH2CHFO−、−CHFCHFO−などをあげることができる。耐熱性に優れることから、パーフルオロポリエーテルが好ましく、繰り返し単位(R8−O)としては、−CF2O−、−CF2CF2O−、−CF2CF2CF2O−、−CF(CF3)CF2O−、−CF2CF2CF2CF2O−、−CH2CF2CF2O−、−C(CF32O−が好ましい。また、前記含フッ素アルキルエーテル構造は、これらの繰り返し単位の1種単独で構成されていてもよいし、2種以上の組み合わせであってもよい。
特に、含フッ素ポリエーテル鎖としては、−CF2O−、−CF2CF2O−、−CF2CF2CF2O−、−CF(CF3)CF2O−、−CH2CF2CF2O−および−C(CF32O−よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構成単位を含む数平均分子量が300〜300000の含フッ素ポリエーテル鎖を含むものが好ましい。数平均分子量が小さくなりすぎると、末端基からの反応性に関しては問題ないが、得られた共重合体の含フッ素ポリマーセグメントが小さくなることから、撥水性などの含フッ素セグメントを利用した効果が得られ難くなる。一方、数平均分子量が大きくなりすぎると溶媒への分散性が悪くなり、末端基の反応性が落ちる傾向にある。好ましい数平均分子量は、80000以下、さらには20000以下である。
また、含フッ素アルキルエーテル構造としては、式(7):
Figure 2011007862
(式中、X5は、フッ素原子または−CF3であり、p、q、rはそれぞれ、p≧1、q≧1、2≦p+q≦200、特に2≦p+q≦110、0≦r≦6の整数である)
で示される構造、式(8):
Figure 2011007862
(式中、r、s、tはそれぞれ、0≦r≦6、s≧0、t≧0、0≦s+t≦200、特に2≦s+t≦110の整数である)
で示される構造、式(9):
Figure 2011007862
(式中、X6は、フッ素原子または−CF3であり、u、vはそれぞれ、1≦u≦100、1≦v≦50の整数である)
で示される構造、または式(10):
Figure 2011007862
(式中、wは、1≦w≦100の整数である)
で示される構造があげられる。
式(1)で示される末端基を有するVdF系エラストマーの製造方法としては、得られる重合体の分子量分布が狭く、分子量の制御が容易である点から、公知のヨウ素移動重合法が特に好ましい。また、ヨウ素移動重合法によれば、末端にヨウ素原子を容易に導入することができる。
ヨウ素移動重合法の例として、実質的に無酸素下で、ヨウ素および/または臭素化合物、好ましくはジヨウ素および/またはジ臭素化合物の存在下に、前記の含フッ素重合体を構成する単量体と、要すれば架橋部位を与える単量体を加圧下で撹拌しながらラジカル開始剤の存在下、水媒体中での乳化重合あるいは溶液重合を行う方法があげられる。
使用するヨウ素または臭素化合物の代表例としては、例えば、式(11):
7xBry (11)
(式中、xおよびyはそれぞれ0〜2の整数であり、かつ1≦x+y≦2を満たすものであり、R7は炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和のフルオロ炭化水素基またはクロロフルオロ炭化水素基、または炭素数1〜3の炭化水素基であり、酸素原子を含んでいてもよい)で示される化合物などをあげることができる。このようなヨウ素化合物を用いて得られる含フッ素重合体の末端には、ヨウ素原子または臭素原子が導入される(例えば、特開昭53−125491号公報および特開昭63−304009号公報参照)。
また、連鎖移動剤として、特開平3−52907号公報によるアルカリまたはアルカリ土類金属のヨウ素化合物および/または臭化物を使用できる。ヨウ素および/または臭素を含む連鎖移動剤と関連して、酢酸エチル、マロン酸ジエチルのような従来技術で公知の連鎖移動剤も使用できる。
本発明の製造方法で一電子還元剤として使用する硫黄化合物(C)は、式(2):
(Y1n2-n24 (2)
(式中、Y1は1価〜2価の金属イオンまたはアンモニウムイオンであり、nは0〜2の整数である)
で示される亜二チオン酸塩である。
1の1価〜2価の金属イオンとしては、Li+、Na+、K+などのアルカリ金属イオン、Mg2+、Ca2+などのアルカリ土類金属イオン、Zn2+、NH4 +などがあげられる。
式(2)で示される具体的な化合物としては、Na224、K224、Li224、NaHS24、KHS24、LiHS24などの1価の金属塩;ZnS24、MgS24、CaS24などの2価の金属塩;(NH4224、(NH4)HS24などのアンモニウム塩などがあげられる。
本発明で共重合させるラジカル重合性単量体(M)は、ラジカル重合性基を有し、かつ含フッ素重合体(A)を構成する単位を与える含フッ素単量体(N)と異なる単量体であれば特に限定されず、たとえばフッ化ビニル系単量体、非フッ素エチレン系単量体、(メタ)アクリル系単量体、スチレン系単量体、ビニルエーテル系単量体、ビニルエステル系単量体などの1種または2種以上が例示できる。
フッ化ビニル系単量体としては、たとえばCF2=CF2、CF2=CFCF3、CF2=CFCl、CF2=CFH、CH2=CF2、CH2=CHF、CH2=CFCF3などのフルオロオレフィン類;CF2=CFO(CF2nF(nは1〜10の整数)、パーフルオロブテニルビニルエーテル、パーフルオロアリルビニルエーテル、パーフルオロ−2,2−ジメチルジオキソール、パーフルオロジオキソールなどのフルオロビニルエーテル類;CH2=CFCF2O[CF(CF3)CF2nOCF(CF3)COOR(nは0〜10の整数;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CH2=CFCF2O[CF(CF3)CF2nOCF(CF3)CH2OR(nは0〜10の整数;Rは水素原子、水素原子またはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)、CH2=CFCF2O[CF(CF3)CF2nOCHFCF3(nは0〜10の整数)、CH2=CFCF2O[CF(CF3)CF2nOCF=CF2(nは0〜10の整数)などのフルオロアリルエーテル類などの1種または2種以上があげられる。
非フッ素エチレン系単量体としては、たとえばCH2=CH2、CH2=CH(CH3)、CH2=C(CH32、CH2=CH−CH=CH2、CH2=C(CH3)CH=CH2、CH2=CHCl、CH2=CCl2、CH2=CCl−CH=CH2などの1種または2種以上があげられる。
(メタ)アクリル系単量体としては、たとえばCH2=CHCOOR(Rは水素原子、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、CH2=C(CH3)COOR(Rは水素原子、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、CH2=CFCOOR(Rは水素原子、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、CH2=C(CF3)COOR(Rは水素原子、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)などの(メタ)アクリル酸エステル系単量体;CH2=CHCOO−R−OH(Rはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の二価のアルキレン基)、CH2=C(CH3)COO−R−OH(Rはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の二価のアルキレン基)、CH2=CFCOO−R−OH(Rはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の二価のアルキレン基)、CH2=C(CF3)COO−R−OH(Rはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の二価のアルキレン基)などの(メタ)アクリル酸ヒドロキシエステル系単量体;CH2=CHCONR12(R1およびR2は同一かまたは異なり、いずれも水素原子、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、CH2=C(CH3)CONR12(R1およびR2は同一かまたは異なり、いずれも水素原子、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10アルキル基)、CH2=CFCONR12(R1およびR2は同一かまたは異なり、いずれも水素原子、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10アルキル基)、CH2=C(CF3)CONR12(R1およびR2は同一かまたは異なり、いずれも水素原子、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10アルキル基)などの(メタ)アクリルアミド類;CH2=CHCOR(Rは水素原子、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、CH2=C(CH3)COR(Rは水素原子、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、CH2=CFCOR(Rは水素原子、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、CH2=C(CF3)COR(Rは水素原子、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)などのビニルケトン類;CH2=CHCN、CH2=C(CH3)CN、CH2=CFCN、CH2=C(CF3)CNなどの(メタ)アクリロニトリル類などの1種または2種以上があげられる。
スチレン系単量体としては、たとえばCH2=CHC65(XはHまたはF)、CH2=C(CH3)C65(XはHまたはF)、CH2=CFC65(XはHまたはF)、CH2=C(CF3)C65(XはHまたはF)、CH2=CHC64−SO3H(XはHまたはF)、CH2=C(CH3)C64−SO3H(XはHまたはF)、CH2=CFC64−SO3H(XはHまたはF)、CH2=C(CF3)C64−SO3H(XはHまたはF)、CH2=CHC64−OH(XはHまたはF)、CH2=C(CH3)C64−OH(XはHまたはF)、CH2=CFC64−OH(XはHまたはF)、CH2=C(CF3)C64−OH(XはHまたはF)などの1種または2種以上があげられる。
ビニルエーテル系単量体としては、たとえばCH2=CHOR(Rはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)などの1種または2種以上があげられる。
ビニルエステル系単量体としては、たとえばCH2=CHOCO2R(Rはハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基)などの1種または2種以上があげられる。
硫黄化合物(C)の配合量は、重合体(A)の立体障害や隣接基効果などによる反応性の阻害や、硫黄化合物の拡散の低下を考慮して、重合体(A)の1つの末端基に対して、1当量以上が好ましく、5当量以上がより好ましい。また、硫黄化合物の配合量は、得られるブロック共重合体中に、使用した硫黄化合物に由来する低分子量の硫黄化合物を多量に残存させないために、重合体(A)の1つの末端基に対して、500当量以下が好ましく、100当量以下がより好ましく、30当量以下がさらに好ましい。
ブロック共重合反応は低温においても反応の進行が遅くならないので、反応温度としては−50℃以上であればよく、−20℃以上がより好ましい。また、高温になると硫黄化合物(C)による副反応が進行するので、150℃以下が好ましく、100℃以下がさらに好ましい。
ブロック共重合反応における反応時間は、末端基の種類、モノマーの重合性、反応温度によって適宜選定すればよい。反応時間が短いとブロック鎖が十分な分子量にならないことから、反応時間としては、0.5時間以上が好ましく、1時間以上がより好ましい。また、反応時間が長いと硫黄化合物(C)による副反応が進行したり、ブロック共重合体の生産性が低くなったりすることから、反応時間としては、100時間以下が好ましく、60時間以下がより好ましい。
ブロック共重合反応における溶媒としては、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホラン、ジメチルスルホン、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、アセトニトリル、アセトン、4−メチルペンタン−2−オン、2−ブタノン、2−ペンタノン、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、 炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、4−メチルペンタン−2−オン、2−ブタノン、ニトロメタン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、t−ブチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジオキサン、ジメトキシメタン、1,2−ジメトキシエタン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、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、ジクロロペンタフルオロプロパン(HCFC−225)、1,1−ジクロロフルオロエタン(HCFC−141b)、1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン(CFC−113)、テトラクロロヘキサフルオロブタン、ジクロロオクタフルオロブタン、ペンタクロロペンタフルオロヘキサン、ジブロモテトラフルオロエタン、パーフルオロヘキサン、ヘキサフルオロ−2−プロパノール、トリフルオロエタノール、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノールなどがあげられる。また、これらの有機溶媒と水との混合溶媒であってもよい。
ラジカル重合性単量体(M)のブロック共重合により形成されるラジカル重合性単量体(M)の重合体セグメント(B)は、ラジカル重合性単量体(M)の重合性によって異なるが、重合体セグメント(B)の数平均分子量が100〜10000000、さらには1000〜1000000の範囲内で適宜調整できる。
本発明の製造方法によれば、重合体(A)のヨウ素末端に対するラジカル重合性単量体(M)の反応はほぼ100%進むので、重合体(A)が有する全てのヨウ素末端からラジカル重合性単量体(M)の重合体セグメント(B)が成長していく。
たとえば、重合体(A)がヨウ素末端を1個有する場合、得られるブロック共重合体はA−B型のジブロック共重合体となり、重合体(A)がヨウ素末端を両末端に有する場合、得られるブロック共重合体はB−A−B型のジブロック共重合体となる。
つぎに実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
本発明で使用した各種の分析、測定は以下の方法で行った。
(1)NMR:JEOL社製(NM−Excalibur 500)
1H−NMR測定条件:500MHz(テトラメチルシラン=0ppm)
19F−NMR測定条件:500MHz(トリクロロフルオロメタン=0ppm)
(2)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC):
数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、東ソー(株)製のGPC HLC−8020を用い、Shodex社製のカラム(GPC KF−801を1本、GPC KF−802を1本、GPC KF−806Mを2本直列に接続)を使用し、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速1ml/分で流して測定したデータよりポリスチレン換算して算出する。なお、このGPC測定でのポリスチレン換算の分子量の測定誤差は約±300である。
製造例1(主鎖両末端に−CH2Iを有するVdF/HFP共重合体エラストマーの製造方法)
3Lオートクレーブに、純水(1500g)、20重量%のパーフルオロオクタン酸アンモニウム水溶液(22g)を供給した。系内を窒素ガスで置換し、減圧状態にした後、内温を80℃にし、内圧が0.73MPaになるまでHFPを供給し、さらに内圧が1.5MPaになるまでVdFを供給した。その後、撹拌下、1,4−ジヨードオクタフルオロブタン(12.6g、27.8mmol)、水(8g)に溶解させた過硫酸アンモニウム(APS)40mgを加え、重合を開始させた。重合圧力を1.5MPaとし、VdF/HFP混合モノマー(VdF/HFP=78/22(モル%),417g)を連続的に供給した。途中、重合開始2時間後にAPS66mg、4時間後にAPS80mg、7時間後にAPS96mgを水8gに溶解させた水溶液を系内に仕込んだ。反応時間は10時間であった。得られた乳濁液の重量は1900g、ポリマー濃度が20重量%であった。
この乳濁液を硫酸アルミニウム水溶液で凝析した後、温水により洗浄し、主鎖両末端に−CH2Iを有するVdF/HFP共重合体を得た。得られたVdF/HFP共重合体の共重合組成比は19F−NMRの測定によりVdF/HFP=78/22(モル%)であった。また、GPC測定でのポリスチレン換算の数平均分子量は、19400であった。
製造例2(主鎖片末端に−CF2Iを有するパーフルオロポリエーテル(PFPE)の製造)
1L四つ口フラスコに1M−水酸化カリウム水溶液(80mL、80mmol)とヘキサフルオロテトラクロロブタン100mLを入れて撹拌させた。F(CF2CF2CF2O)nCF2CF2COOH(平均n数=23、Mn=3980、180g、45mmol)を添加して、カリウム塩とした。カリウム塩を100℃真空下で乾燥し粒状にした後、窒素下、ヘキサフルオロテトラクロロブタン(600mL)で分散させた後、ヨウ素(100g、390mmol)を加えた。その後、混合物を200℃に加熱し、1.5時間反応させた。
沈澱物をろ別し、ヘキサフルオロテトラクロロブタンを留去して主鎖片末端に−CF2Iを有するF(CF2CF2CF2O)nCF2CF2I(160g)を得た。
19F−NMRでの末端定量法により、数平均分子量が4060、平均n数が23であった。
製造例3(主鎖片末端に−CF2I、側鎖末端に−CH2Iを有するTFE/PPVE共重合体樹脂の製造方法)
1Lオートクレーブに、HCFC−141b(500g)と1−ヨードパーフルオロブタン(3.80g、11mmol)を入れて、−78℃に冷却した。系内を真空下で脱気した後、パーフルオロプロピルビニルエーテル(PPVE)(106g、0.40mol)とCF2=CFOCF2CF2CH2I(33.8g、0.10mol)を供給した。次いでTFE(50.0g、0.50mol)を導入した。その後、4,4'−ビス(t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート(0.88g、2.2mol)をHCFC−141b(20g)を用いて添加して、系内を40℃にして10時間撹拌した。反応後、重合溶液を減圧下で濃縮した後に、ヘキサンを加えポリマーを分離し、乾燥した後、主鎖片末端に−CF2I、側鎖末端に−CH2Iを有するTFE/PPVE共重合体(31g)が得られた。得られたTFE/PPVE共重合体の共重合組成比は1H−NMR、19F−NMRの測定によりTFE/PPVE/CF2=CFOCF2CF2CH2I=79/17/4(モル%)であった。また、19F−NMRでの末端定量法により、数平均分子量が2700であった。
製造例4(主鎖両末端に−CH2Iを有するVdF/TFE共重合体樹脂の製造方法)
6Lオートクレーブに、純水(1900g)を入れ、系内を窒素ガスで置換し、減圧状態にした後、オクタフルオロシクロブタン(1800g)を供給した。内温を80℃にし、内圧が1.5MPaになるまでVdF/TFE混合モノマー(VdF/TFE=76/24(モル%))を供給した。その後、撹拌下、1,4−ジヨードオクタフルオロブタン(6.3g、13.9mmol)、水(8g)に溶解させた過硫酸アンモニウム(APS)20mgを加え、重合を開始させた。重合圧力を1.5MPaとし、VdF/TFE混合モノマー(VdF/HFP=76/24(モル%)、計296g)を連続的に供給した。途中、重合開始2時間後にAPS33mg、4時間後にAPS33mg、7時間後にAPS66mgを水8gに溶解させた水溶液を系内に仕込んだ。反応時間は20時間であった。反応後、オクタフルオロシクロブタンを系外に除いた後、ポリマーを水洗し、主鎖両末端に−CH2Iを有するVdF/TFE共重合体を得た。得られたVdF/TFE共重合体の共重合組成比は19F−NMRの測定によりVdF/TFE=67/33(モル%)であった。また、GPC測定でのポリスチレン換算の数平均分子量は、20400であった。
製造例5(主鎖片末端に−CF(CF3)Brを有するパーフルオロポリエーテル(PHFPO)の製造)
1L四つ口フラスコに1M−水酸化カリウム水溶液(48mL,48mmol)とヘキサフルオロテトラクロロブタン60mLを入れて撹拌させた。F[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COOH(平均n数=10,Mn=1820、50g、27mmol)を添加して、カリウム塩とした。カリウム塩を100℃真空下で乾燥し粒状にした後、窒素下、ヘキサフルオロテトラクロロブタン(300mL)で分散させた後、臭素(37g、233mmol)を加えた。その後、混合物を150℃に加熱し、6時間反応させた。
沈澱物をろ別し、ヘキサフルオロテトラクロロブタンを留去して主鎖片末端に−CF(CF3)Brを有するF[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)Br(44g)を得た。
19F−NMRでの末端定量法により、数平均分子量が1860、平均n数が10であった。
実施例1(VdF/HFP共重合体−ポリメチルメタクリレートのBAB型ブロック共重合体の製造方法)
製造例1で製造した主鎖両末端に−CH2Iを有するVdF/HFP共重合体(Mn=19400,0.50g、26μmol)を20mLフラスコに入れて、ジメチルスルホキシド(5mL)を加えて6時間撹拌した。その後、反応系にメタクリル酸メチル(0.50g、5.0mmol)を添加し、次いでNa224(46mg、0.26mmol)を加えて、アルゴン下、50℃で12時間撹拌した。
反応液を酢酸エチル(100mL)にあけた後、水(100mL)を加えて分液させた。有機層を分離し、飽和NaCl水(100mL)で洗浄した。MgSO4で乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。
1H−NMR、19F−NMRの測定により両重合体セグメントを含んでいることを確認した。また、GPC測定において、得られたブロック共重合体は、メチルメタクリレートの単独重合体を含有せず単一のピークを示した。数平均分子量は34600であった。
実施例2(VdF/HFP共重合体−ポリメチルメタクリレートのBAB型ブロック共重合体の製造方法)
製造例1で製造した主鎖両末端に−CH2Iを有するVdF/HFP共重合体(Mn=19400、0.25g、13μmol)を20mLフラスコに入れて、ジメチルスルホキシド(5mL)を加えて、6時間撹拌した。その後、反応系にメタクリル酸メチル(1.0g、10mmol)を添加し、次いでNa224(22mg、0.13mmol)を加えて、アルゴン下、50℃で12時間撹拌した。
反応液を酢酸エチル(100mL)にあけた後、水(100mL)を加えて分液させた。有機層を分離し、飽和NaCl水(100mL)で洗浄した。MgSO4で乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。
1H−NMR、19F−NMRの測定により両重合体セグメントを含んでいることを確認した。また、GPC測定において、得られたブロック共重合体は、メチルメタクリレートの単独重合体を含有せず単一のピークを示した。数平均分子量は48900であった。
実施例3(VdF/HFP共重合体−ポリスチレンのBAB型ブロック共重合体の製造方法)
製造例1で製造した主鎖両末端に−CH2Iを有するVdF/HFP共重合体(Mn=19400、0.50g、26μmol)を20mLフラスコに入れて、ジメチルスルホキシド(5mL)を加えて、6時間撹拌した。その後、反応系にスチレン(0.50g、4.8mmol)を添加し、次いでNa224(46mg、0.26mmol)を加えて、アルゴン下、50℃で12時間撹拌した。
反応液を酢酸エチル(100mL)にあけた後、水(100mL)を加えて分液させた。有機層を分離し、飽和NaCl水(100mL)で洗浄した。MgSO4で乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。
1H−NMR、19F−NMRの測定により両重合体セグメントを含んでいることを確認した。また、GPC測定において、得られたVdF/HFP共重合体は、スチレンの単独重合体を含有せず単一のピークを示した。数平均分子量は41800であった。
実施例4(VdF/HFP共重合体−酢酸ビニルのBAB型ブロック共重合体の製造方法)
製造例1で製造した主鎖両末端に−CH2Iを有するVdF/HFP共重合体(Mn=19400、0.50g、26μmol)を20mLフラスコに入れて、ジメチルスルホキシド(5mL)を加えて、6時間撹拌した。その後、反応系に酢酸ビニル(0.50g、5.8mmol)を添加し、次いでNa224(46mg、0.26mmol)を加えて、アルゴン下、50℃で12時間撹拌した。
反応液を酢酸エチル(100mL)にあけた後、水(100mL)を加えて分液させた。有機層を分離し、飽和NaCl水(100mL)で洗浄した。MgSO4で乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。
1H−NMR、19F−NMRの測定により両重合体セグメントを含んでいることを確認した。また、GPC測定において、得られたブロック共重合体は、酢酸ビニルの単独重合体を含有せず単一のピークを示した。数平均分子量は60700であった。
実施例5(VdF/HFP共重合体−CH2=CFCF2ORのBAB型ブロック共重合体の製造方法)
製造例1で製造した主鎖両末端に−CH2Iを有するVdF/HFP共重合体(Mn=19400、0.50g、26μmol)を20mLフラスコに入れて、ジメチルスルホキシド(5mL)を加えて、6時間撹拌した。その後、反応系にCH2=CFCF2OCF(CF3)CH2OH(0.50g、1.2mmol)を添加し、次いでNa224(46mg、0.26mmol)を加えて、アルゴン下、50℃で12時間撹拌した。
反応液を酢酸エチル(100mL)にあけた後、水(100mL)を加えて分液させた。有機層を分離し、飽和NaCl水(100mL)で洗浄した。MgSO4で乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。
1H−NMR、19F−NMRの測定により両重合体セグメントを含んでいることを確認した。また、GPC測定において、得られたブロック共重合体は、CH2=CFCF2OCF(CF3)CH2OHの単独重合体を含有せず単一のピークを示した。数平均分子量は39300であった。
実施例6(PFPE−ポリアクリロニトリルのAB型ブロック共重合体の製造方法)
製造例2で製造した主鎖片末端に−CF2Iを有するパーフルオロポリエーテル(PFPE)(Mn=4060、0.25g、62μmol)を20mLフラスコに入れて、ジメチルスルホキシド(5mL)を加えて6時間撹拌した。その後、反応系にアクリロニトリル(1.00g、19mmol)を添加し、次いでNa224(54mg、0.31mmol)を加えて、アルゴン下、50℃で12時間撹拌した。
反応液を酢酸エチル(100mL)にあけた後、水(100mL)を加えて分液させた。有機層を分離し、飽和NaCl水(100mL)で洗浄した。MgSO4で乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。
1H−NMR、19F−NMRの測定により両重合体セグメントを含んでいることを確認した。また、GPC測定において、得られたブロック共重合体は、アクリロニトリルの単独重合体を含有せず単一のピークを示した。数平均分子量は24100であった。
実施例7(TFE/PPVE共重合体−ポリ塩化ビニルのAB型ブロック+グラフト共重合体の製造方法)
製造例3で製造した主鎖片末端に−CF2I、側鎖末端に−CH2Iを有するTFE/PPVE共重合体(Mn=2700、0.25g、93μmol)を100mLオートクレーブに入れて、ジメチルスルホキシド(30mL)とNa224(0.14g、0.79mmol)を加えて0℃で系内を窒素置換した。その後、塩化ビニル(2.0g、32mmol)を添加して、50℃で24時間撹拌した。
反応液を酢酸エチル(100mL)にあけた後、水(100mL)を加えて分液させた。有機層を分離し、飽和NaCl水(100mL)で洗浄した。MgSO4で乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。
1H−NMR、19F−NMRの測定により両重合体セグメントを含んでいることを確認した。また、GPC測定において、得られたブロック共重合体は、塩化ビニルの単独重合体を含有せず単一のピークを示した。数平均分子量は19500であった。
実施例8(CF3(CF2CF24CF2−BMA/HEMA共重合体のAB型ブロック共重合体の製造方法)
TFE系樹脂としてCF3(CF2CF24CF2I(50mg、77μmol)を20mLフラスコに入れて、水(5mL)、ブチルメタクリレート(BMA)(10g、70mmol)および2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)(1.0g、7.6mmol)を添加し、次いでNa224(134mg、0.77mmol)を加えて、アルゴン下、50℃で12時間撹拌した。
反応液を酢酸エチル(100mL)にあけた後、水(100mL)を加えて分液させた。有機層を分離し、飽和NaCl水(100mL)で洗浄した。MgSO4で乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。
1H−NMR、19F−NMRの測定により両重合体セグメントを含んでいることを確認した。ブロック鎖中のブチルメタクリレートと2−ヒドロキシエチルメタクリレートの比は約15:1であった。また、GPC測定において、得られた共重合体は単一のピークを示し、数平均分子量は1800であった。
実施例9(VdF/TFE共重合体−ポリメチルメタクリレートのBAB型ブロック共重合体の製造方法)
製造例4で製造した主鎖両末端に−CH2Iを有するVdF/TFE共重合体(Mn=20400、0.27g、13μmol)を20mLフラスコに入れて、ジメチルスルホキシド(5mL)を加えて、6時間撹拌した。その後、反応系にメタクリル酸メチル(1.0g、10mmol)を添加し、次いでNa224(22mg、0.13mmol)を加えて、アルゴン下、50℃で12時間撹拌した。
反応液を酢酸エチル(100mL)にあけた後、水(100mL)を加えて分液させた。有機層を分離し、飽和NaCl水(100mL)で洗浄した。MgSO4で乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。
1H−NMR、19F−NMRの測定により両重合体セグメントを含んでいることを確認した。また、GPC測定において、得られたブロック共重合体は、メチルメタクリレートの単独重合体を含有せず単一のピークを示した。数平均分子量は49900であった。
実施例10(PHFPO−ポリアクリロニトリルのAB型ブロック共重合体の製造方法)
製造例5で製造した主鎖片末端に−CF(CF3)Brを有するパーフルオロポリエーテル(PHFPO)(Mn=1860、0.20g、108μmol)を20mLフラスコに入れて、ジメチルスルホキシド(5mL)を加えて6時間撹拌した。その後、反応系にアクリロニトリル(1.74g、33mmol)を添加し、次いでZnS24(200mg、1.03mmol)を加えて、アルゴン下、50℃で12時間撹拌した。
反応液を酢酸エチル(100mL)にあけた後、水(100mL)を加えて分液させた。有機層を分離し、飽和NaCl水(100mL)で洗浄した。MgSO4で乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。
1H−NMR、19F−NMRの測定により両重合体セグメントを含んでいることを確認した。また、GPC測定において、得られたブロック共重合体は、アクリロニトリルの単独重合体を含有せず単一のピークを示した。数平均分子量は22100であった。
参考例1(メチルメタクリレートの単独重合性の確認)
20mLフラスコに、メチルメタクリレート(0.50g、5.0mmol)とジメチルスルホキシド(5mL)、次いでNa224(23mg、0.13mmol)を加えた後、アルゴン下、50℃で24時間撹拌した。
反応液を酢酸エチル(100mL)にあけた後、水(100mL)を加えて分液させた。有機層を分離し、飽和NaCl水(100mL)で洗浄した。MgSO4で乾燥後、減圧下で溶媒を留去したところ、重合体は生成していなかった。
参考例2(スチレンの単独重合性の確認)
20mLフラスコに、スチレン(0.52g、5.0mmol)とジメチルスルホキシド(5mL)、次いでNa224(23mg、0.13mmol)を加えた後、アルゴン下、50℃で24時間撹拌した。
反応液を酢酸エチル(100mL)にあけた後、水(100mL)を加えて分液させた。有機層を分離し、飽和NaCl水(100mL)で洗浄した。MgSO4で乾燥後、減圧下で溶媒を留去したところ、重合体は生成していなかった。

Claims (6)

  1. 主鎖の片末端もしくは両末端および/または側鎖末端にヨウ素原子または臭素原子を有する含フッ素重合体(A)に、式(2):
    (Y2−n (2)
    (式中、Yは1価〜2価の金属イオンまたはアンモニウムイオンであり、nは0〜2の整数である)
    で示される硫黄化合物(C)の存在下にラジカル重合性単量体(M)を反応させることを特徴とする含フッ素ブロック共重合体の製造方法。
  2. 含フッ素重合体(A)を構成する単位を与える含フッ素単量体(N)が、フッ化ビニル系単量体を含む請求項1記載の製造方法。
  3. ラジカル重合性単量体(M)が、含フッ素重合体(A)を構成する単位を与える含フッ素単量体(N)と異なる単量体であり、フッ化ビニル系単量体、非フッ素エチレン系単量体、(メタ)アクリル系単量体、スチレン系単量体、ビニルエーテル系単量体およびビニルエステル系単量体よりなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体である請求項1または2記載の製造方法。
  4. 含フッ素重合体(A)の両末端基を除く構造が、式(4):
    Figure 2011007862
    (式中、lは7〜15000の整数、mは0〜4900の整数、nは0〜6500の整数である)
    で示されるフッ化ビニリデン系ポリマー鎖である請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
  5. 含フッ素重合体(A)の両末端基を除く構造が、
    −CFO−、−CFCFO−、−CFCFCFO−、−CF(CF)CFO−、−CHCFCFO−および−C(CFO−よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構成単位を含む数平均分子量が300〜300000の含フッ素ポリエーテル鎖である請求項1記載の製造方法。
  6. ラジカル重合性単量体(M)が、含フッ素重合体(A)を構成する単位を与える含フッ素単量体(N)と異なる単量体であり、フッ化ビニル系単量体、非フッ素エチレン系単量体、(メタ)アクリル系単量体、スチレン系単量体、ビニルエーテル系単量体およびビニルエステル系単量体よりなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体である請求項5記載の製造方法。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2455408B1 (en) 2009-07-16 2014-10-08 Daikin Industries, Ltd. Process for production of fluorine-containing block copolymer
US9902836B2 (en) 2011-04-06 2018-02-27 3M Innovative Properties Company Fluoropolyether elastomer compositions having low glass transition temperatures
EP2697275A4 (en) * 2011-04-12 2014-12-03 Univ Kingston AMPHIPHOBE BLOCK COPOLYMERS AND APPLICATIONS THEREOF
US9532567B2 (en) * 2012-11-29 2017-01-03 Honeywell International Inc. Synthesis and use of trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene/vinylidene fluoride copolymers
DE102014213184B3 (de) * 2014-07-08 2015-08-13 Bos Gmbh & Co. Kg Türgriffanordnung für eine Kraftfahrzeugtür
US10364311B2 (en) 2014-12-09 2019-07-30 The Chemours Company Fc, Llc HFO-1234ZE copolymers
BR112017019682A2 (pt) * 2015-03-16 2018-07-17 Arkema Inc fluoropolímeros modificados
EP3322742A1 (en) 2015-07-13 2018-05-23 3M Innovative Properties Company Fluorinated block copolymers
US20170166772A1 (en) * 2015-12-09 2017-06-15 Honeywell International Inc. Processes for coating substrates with polymers formed from trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene and vinylidene difluoride
CN108699190B (zh) * 2015-12-14 2021-10-12 索尔维特殊聚合物意大利有限公司 制造氟弹性体的方法
EP3483963A1 (en) * 2016-07-06 2019-05-15 Kureha Corporation Binder composition, electrode mixture, electrode, and non-aqueous electrolyte secondary battery
US11267922B2 (en) 2017-01-18 2022-03-08 3M Innovative Properties Company Fluorinated block copolymers derived from nitrile cure-site monomers
US11261280B2 (en) 2017-01-18 2022-03-01 3M Innovative Properties Company Fluorinated block copolymers
PL3728359T3 (pl) 2017-12-19 2022-05-23 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Fluorowane kopolimery blokowe i ich zastosowanie
CN115702225A (zh) * 2020-06-25 2023-02-14 Agc株式会社 涂料和涂料的制造方法、以及涂装物品和涂装物品的制造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4000356A (en) 1972-06-19 1976-12-28 Dynamit Nobel Aktiengesellschaft Process for the preparation of thermoplastically workable fluoro-olefin polymers
US4201848A (en) * 1976-01-01 1980-05-06 Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. Process for preparing polymers having high molecular weight
JPS584728B2 (ja) 1976-06-30 1983-01-27 ダイキン工業株式会社 含フツ素系多元セグメント化ポリマ−の製法
JPS53125491A (en) 1977-04-08 1978-11-01 Daikin Ind Ltd Fluorine-containing polymer easily curable and its curable composition
JPS5386787A (en) 1977-09-30 1978-07-31 Daikin Ind Ltd Polymer having fluorine-containing segment and its production
JPS584728A (ja) 1981-05-01 1983-01-11 メデイカル・リサ−チ・インステイチユ−ト・オブ・サンフランシスコ・コ−ポレ−シヨン α−1−抗トリプシンの精製
JP2806834B2 (ja) * 1986-12-23 1998-09-30 ダイキン工業 株式会社 新規フッ素系ブロックコポリマー及びその製法
US5198136A (en) 1986-12-23 1993-03-30 Daikin Industries Ltd. Iodine-containing compound, preparation thereof and block copolymer comprising the same
US4861836A (en) 1986-12-23 1989-08-29 Daikin Industries Ltd. Novel, iodine-containing compound, preparation thereof and block copolymer comprising the same
JPS63159336A (ja) 1986-12-23 1988-07-02 Daikin Ind Ltd 新規ヨウ素化合物及びその製法
JPS63304009A (ja) 1987-06-04 1988-12-12 Nippon Mektron Ltd パ−オキサイド加硫可能な含フッ素エラストマ−の製造方法
IT1235545B (it) 1989-07-10 1992-09-09 Ausimont Srl Fluoroelastomeri dotati di migliore processabilita' e procedimento di preparazione
JPH04348115A (ja) * 1991-05-27 1992-12-03 Mitsubishi Petrochem Co Ltd グラフト共重合体の製造法
FR2814168B1 (fr) * 2000-09-18 2006-11-17 Rhodia Chimie Sa Procede de synthese de polymeres a blocs par polymerisation radicalaire controlee en presence d'un compose disulfure
US7345127B2 (en) * 2001-03-23 2008-03-18 University Of Pennsylvania Living radical polymerization of halogen-containing and acrylic monomers and the formation of block copolymers therefrom
EP2158237B1 (en) * 2007-06-21 2012-10-24 DSM IP Assets B.V. Process for obtaining low free monomer levels in a block copolymer emulsion prepared with (reverse) iodine transfer polymerisation
WO2009093565A1 (ja) * 2008-01-21 2009-07-30 Daikin Industries, Ltd. 末端処理されたフッ化ビニリデン系エラストマーの製造方法
EP2455408B1 (en) * 2009-07-16 2014-10-08 Daikin Industries, Ltd. Process for production of fluorine-containing block copolymer

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