RU2407753C2 - Vinylidene fluoride-based bromine-containing copolymers for thermo-aggressive resistant materials - Google Patents

Vinylidene fluoride-based bromine-containing copolymers for thermo-aggressive resistant materials Download PDF

Info

Publication number
RU2407753C2
RU2407753C2 RU2009110939/04A RU2009110939A RU2407753C2 RU 2407753 C2 RU2407753 C2 RU 2407753C2 RU 2009110939/04 A RU2009110939/04 A RU 2009110939/04A RU 2009110939 A RU2009110939 A RU 2009110939A RU 2407753 C2 RU2407753 C2 RU 2407753C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mol
ocf
copolymers
mixture
copolymerization
Prior art date
Application number
RU2009110939/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009110939A (en
Inventor
Виктор Андреевич ГУБАНОВ (RU)
Виктор Андреевич Губанов
Михаил Васильевич Журавлев (RU)
Михаил Васильевич Журавлев
Игорь Владимирович Кокотин (RU)
Игорь Владимирович Кокотин
Николай Валентинович Лебедев (RU)
Николай Валентинович Лебедев
Ольга Викториновна Благодатова (RU)
Ольга Викториновна Благодатова
Евгений Владиславович Синютин (RU)
Евгений Владиславович Синютин
Галина Викторовна Григорян (RU)
Галина Викторовна Григорян
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева"
Priority to RU2009110939/04A priority Critical patent/RU2407753C2/en
Publication of RU2009110939A publication Critical patent/RU2009110939A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2407753C2 publication Critical patent/RU2407753C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: described are vinylidene fluoride-based bromine-containing copolymers of general formula -[CF2R]n-[CF(RF) CF2]m-[CF(CF2O(CF2)KCF2Br)CF2]P-, where R=-CH2; mixture of -CH2 and -CF2, in which content of the R=CH2 component is not less than 60 mol %; RF=-CF3; -OCF3; -OCF2CF2CF2OCF3; -OCF2CF2(OCF2)2OCF3; n=64.0 - 85.0 mol %.; p=0.3 - 3.0 mol %.; m= the rest up to 100 mol %; k=1-3.
EFFECT: obtaining vinylidene fluoride-based bromine-containing copolymers which do not contain gel, vulcanisates with high strength and elasticity.
16 ex, 3 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области получения сополимеров общей формулыThe present invention relates to the field of production of copolymers of the general formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где R=-CH2; (смесь -CH2 и -CF2, в которой содержание компонента R=) -CH2 не менее 60 мол.%;where R = -CH 2 ; (a mixture of —CH 2 and —CF 2 , in which the content of the component R =) —CH 2 is not less than 60 mol%;

RF=-CF3; -OCF3; -OCF2CF2CF2OCF3; -OCF2CF2(OCF2)2OCF3;R F = —CF 3 ; -OCF 3 ; —OCF 2 CF 2 CF 2 OCF 3 ; —OCF 2 CF 2 (OCF 2 ) 2 OCF 3 ;

п=64.0-85.0 мол.%; k=1-3;n = 64.0-85.0 mol.%; k is 1-3;

р=0.3-3.0 мол.%;p = 0.3-3.0 mol%;

m=остальное до 100 мол.%.m = the rest is up to 100 mol.%.

и может быть использовано в промышленности СК для получения уплотнительных материалов, работоспособных в условиях агрессивных сред при высоких температурах.and can be used in industry SK to obtain sealing materials that work in aggressive environments at high temperatures.

Известны бромсодержащие сополимеры на основе винилиденфторида (ВДФ), получаемые методом водоэмульсионной сополимеризации ВДФ, гексафторпропилена (ГФП) и бромсодержащего мономера (БСМ), выбранного из группы, включающей бромтрифторэтилен (БТФЭ) или 4-бром-3,3,4,4-тетрафторбутен при 105°С и давлении 4.5-6.3 МПа. Данные сополимеры легко вулканизуются пероксидами. Вулканизаты на их основе имеют следующие показатели:Known bromine-containing copolymers based on vinylidene fluoride (VDF) obtained by water emulsion copolymerization of VDF, hexafluoropropylene (HFP) and bromine-containing monomer (BSM) selected from the group consisting of bromotrifluoroethylene (BTFE) or 4-bromo-tetrafluoro-3,4,4,4 at 105 ° C and a pressure of 4.5-6.3 MPa. These copolymers are easily vulcanized by peroxides. Vulcanizates based on them have the following indicators:

- прочность при растяжении- tensile strength - 14.4-15.4 МПа- 14.4-15.4 MPa - относительное удлинение при разрыве- elongation at break - 170-185%- 170-185% - остаточная деформация после сжатия (ОДС) через 70 ч при 204°С- residual deformation after compression (ODS) after 70 hours at 204 ° C - 25-27%- 25-27%

(Пат. США 4035505 опубл. 12.07.77, C08F 214/16).(U.S. Pat. No. 4,035,505 publ. 12.07.77, C08F 214/16).

Недостатком таких сополимеров является то, что они содержат значительное количество нерастворимой фракции (геля), что существенно затрудняет их переработку. Следует также отметить необходимость использования для их получения достаточно высокого давления.The disadvantage of such copolymers is that they contain a significant amount of insoluble fraction (gel), which significantly complicates their processing. It should also be noted the need to use to obtain a sufficiently high pressure.

Известны бромсодержащие сополимеры на основе ВДФ, получаемые водоэмульсионной сополимеризацией ВДФ, тетрафторэтилена (ТФЭ), перфторалкилвинилового эфира (ПФАВЭ) и БСМ. В качестве ПФАВЭ используют перфтометилвиниловый эфир (ПФМВЭ) или перфторпропилвиниловый эфир (ПФПВЭ), а в качестве БСМ используют бромперфторпропилвиниловые эфиры. Процесс сополимеризации проводят при 80°C, разовой загрузке и аутогенном давлении в течение 24 ч. Полученные сополимеры не содержат геля (полностью растворимы в метилэтилкетоне), легко вулканизуются пероксидами, а вулканизаты на их основе обладают следующими свойствами:Known bromine-containing copolymers based on VDF obtained by water-emulsion copolymerization of VDF, tetrafluoroethylene (TFE), perfluoroalkyl vinyl ether (PFAVE) and BSM. As PFAVE, perfluomethyl vinyl ether (PFMVE) or perfluoropropyl vinyl ether (PFVVE) is used, and bromoperfluoropropyl vinyl ethers are used as BSM. The copolymerization process is carried out at 80 ° C, a single charge and autogenous pressure for 24 hours. The resulting copolymers do not contain a gel (completely soluble in methyl ethyl ketone), are easily vulcanized by peroxides, and vulcanizates based on them have the following properties:

- прочность при растяжении- tensile strength - 13.5-15.7 МПа- 13.5-15.7 MPa - относительное удлинение при разрыве- elongation at break - 207-262%- 207-262% - твердость по Шору- Shore hardness - 65-68- 65-68 - ОДС (70 ч при 200°С)- ODS (70 h at 200 ° C) - 31-34%- 31-34%

(Пат. США 4831085, опубл. 16.05.89, C08C 19/04, C08F 8/00).(U.S. Pat. No. 4,831,085, publ. 16.05.89, C08C 19/04, C08F 8/00).

Как видно из описания патента, вулканизаты на основе таких сополимеров имеют ОДС не менее 31%. Для получения сополимеров с хорошим выходом требуется достаточно длительное проведение процесса сополимеризации. Следует также отметить, что проведение процесса при разовой загрузке и аутогенном давлении приводит к получению полимеров, неоднородных по своему составу. Вышеуказанные недостатки ограничивают область их использования.As can be seen from the description of the patent, vulcanizates based on such copolymers have an ODS of at least 31%. To obtain copolymers with a good yield, a sufficiently long copolymerization process is required. It should also be noted that carrying out the process with a single charge and autogenous pressure leads to the production of polymers that are heterogeneous in composition. The above disadvantages limit the scope of their use.

Известны бромсодержащие сополимеры ВДФ, получаемые водоэмульсионной сополимеризацией ВДФ, ТФЭ, перфторполиалкоксиалкилвиниловыми эфирами (ПФААВЭ) и БСМ при 20-35°C и давлении 1.75 МПа. В качестве ПФААВЭ использовали эфиры общей формулы CF2=CFOCF2CF2(OCF2)xOCF3, где x=3-4, а в качестве БСМ -бромтрифторэтилен или соединение формулы CF2=CFO(CF2)3OCF2CF2Br. Вулканизаты на основе сополимеров, в которых в качестве БСМ используют соединение формулы CF2=CFO(CF2)3OCF2CF2Br обладают хорошей эластичностью (относительное удлинение 205-475%), но имеют высокие значения ОДС при 200°C (38-50%), а вулканизаты на основе сополимеров, в которых в качестве БСМ использован бромтрифторэтилен, имеют хорошие показатели ОДС при 200°C, но низкие значения относительного удлинения (130-135%), при этом сами сополимеры содержат значительное количество геля. Следует также отметить, что вулканизаты на основе описанных в данном патенте сополимеров обладают низкими прочностными свойствами - прочность при растяжении 5.5-6.7 МПа (Пат. США 6294627, опубл. 25.09.01, C08F 116/12).Known bromine-containing VDF copolymers obtained by water-emulsion copolymerization of VDF, TFE, perfluoropolyalkoxyalkyl vinyl ethers (PFAAVE) and BSM at 20-35 ° C and a pressure of 1.75 MPa. Esters of the general formula CF 2 = CFOCF 2 CF 2 (OCF 2 ) x OCF 3 , where x = 3-4, were used as PFAAVE, and bromotrifluoroethylene or a compound of the formula CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 OCF 2 CF as BSM 2 Br. Vulcanizates based on copolymers in which a compound of the formula CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 OCF 2 CF 2 Br is used as BSM have good elasticity (elongation 205-475%), but have high ODS values at 200 ° C (38 -50%), and copolymer-based vulcanizates, in which bromotrifluoroethylene was used as BSM, have good ODS at 200 ° C but low elongation (130-135%), while the copolymers themselves contain a significant amount of gel. It should also be noted that vulcanizates based on the copolymers described in this patent have low strength properties - tensile strength 5.5-6.7 MPa (US Pat. US 6294627, publ. 25.09.01, C08F 116/12).

Наиболее близким аналогом по структуре являются бромсодержащие сополимеры на осное ВДФ, содержащие 65-85 мол.% ВДФ, 0-10 мол.% ТФЭ, 0-25 мол.% ПФМВЭ, 0.5-30 мол.% ПФААВЭ. (пат. США 6380337, опубл. 30.04.02, C08F 214/22, C08F 214/26). В качестве БСМ используют бромперфторэтиловый эфир. Сополимеры получают водоэмульсионной сополимеризацией сомономеров при 50°C в течение 8 ч с применением окислительно-восстановительной системы инициирования на основе персульфата аммония (ПСА) и бисульфита натрия. Получаемые сополимеры не содержат геля, а вулканизаты на основе таких сополимеров имеют хорошие прочностные показатели (прочность при растяжении 9.7-14.6 МПа) при относительном удлинении 260-280%.The closest analogue in structure are bromine-containing copolymers on an axial VDF containing 65-85 mol% of VDF, 0-10 mol% of TFE, 0-25 mol% of PFMVE, 0.5-30 mol% of PFAAVE. (U.S. Pat. No. 6,380,337, publ. 30.04.02, C08F 214/22, C08F 214/26). As BSM use bromoperfluoroethyl ether. The copolymers are prepared by water-emulsion copolymerization of comonomers at 50 ° C for 8 hours using an oxidation-reduction initiation system based on ammonium persulfate (PSA) and sodium bisulfite. The resulting copolymers do not contain a gel, and vulcanizates based on such copolymers have good strength characteristics (tensile strength 9.7-14.6 MPa) with a relative elongation of 260-280%.

В патенте отстутствуют данные об ОДС, однако, как показали исследования авторов настоящего изобретения, вулканизаты на основе описанных сополимеров имеют ОДС (200°С, 24 ч) - 35-45%.The patent does not contain data on ODS, however, as shown by studies of the authors of the present invention, vulcanizates based on the described copolymers have ODS (200 ° C, 24 hours) - 35-45%.

Задачей данного технического решения является создание бромсодержащих сополимеров на основе ВДФ, не содержащих геля (полностью растворимых), вулканизаты на основе которых обладают сочетанием хороших прочностных, эластических свойств и значений ОДС.The objective of this technical solution is to create bromine-containing copolymers based on VDF that do not contain a gel (completely soluble), vulcanizates based on which have a combination of good strength, elastic properties and values of ODS.

Поставленная задача решается синтезом сополимера общей формулы IThe problem is solved by the synthesis of a copolymer of General formula I

Figure 00000001
Figure 00000001

где R=-CH2; (смесь -CH2 и -CF2, в которой содержание компонента R = -CH2 не менее 60 мол.%);where R = -CH 2 ; (a mixture of —CH 2 and —CF 2 , in which the content of the component R = —CH 2 is not less than 60 mol%);

RF=-CF3; -OCF3; -OCF2CF2CF2OCF3; -OCF2CF2(OCF2)2OCF3;R F = —CF 3 ; -OCF 3 ; —OCF 2 CF 2 CF 2 OCF 3 ; —OCF 2 CF 2 (OCF 2 ) 2 OCF 3 ;

n=64.0-85.0 мол.%; k=1-3; n = 64.0-85.0 mol%; k is 1-3;

m=15.0-35.0 мол.%;m = 15.0-35.0 mol%;

p=0.3-3.0 мол.%;p = 0.3-3.0 mol%;

m = остальное до 100% мол.m = rest up to 100 mol%

Предлагаемые сополимеры получают предпочтительно методом водоэмульсионной сополимеризации ВДФ, или смеси ВДФ с ТФЭ (содержащей не менее 60 мол.% ВДФ) с перфторированным сомономером, выбранным из группы, включающей ГФП и ПФАВЭ, и с бромсодержащим сомономером. В качестве эмульгатора используют аммонийные соли перфторкарбоновых или перфтороксакарбоновых кислот. В качестве инициатора используют персульфат аммония или окислительно-восстановительную систему на основе ПСА и метабисульфита натрия (МБС). Количество инициатора обычно составляет 0.05-2 мас.% из расчета на водную фазу и процесс сополимеризации ведут, как правило, в течение 2-5 часов при температуре 35-70°С и давлении 0.8 МПа. Выход сополимера (в расчете на используемую смесь мономеров) составляет 81-94 мас.% при конверсии (в расчете на прореагировавшие мономеры) 93-99 мас.%.The proposed copolymers are preferably prepared by water-emulsion copolymerization of VDF, or a mixture of VDF with TFE (containing at least 60 mol.% VDF) with a perfluorinated comonomer selected from the group consisting of HFP and PFAVE, and with a bromine-containing comonomer. As an emulsifier, ammonium salts of perfluorocarboxylic or perfluoroxacarboxylic acids are used. Ammonium persulfate or a redox system based on PSA and sodium metabisulfite (MBS) are used as an initiator. The amount of initiator is usually 0.05-2 wt.% Based on the aqueous phase and the copolymerization process is usually carried out for 2-5 hours at a temperature of 35-70 ° C and a pressure of 0.8 MPa. The copolymer yield (based on the monomer mixture used) is 81-94 wt.% Upon conversion (based on the reacted monomers) 93-99 wt.%.

В качестве ПФАВЭ используют перфторметилвиниловый эфир (ПФМВЭ), перфторметоксипропилвиниловый эфир (ПФМПВЭ) или перфторалкоксивиниловый эфир формулы CF2=CFOCF2CF2(OCF2)2OCF3 (ПФАОВЭ). В качестве бромсодержащего сомономера используют ω-бромперфторалкилаллиловый эфир (БПФААЭ) общей формулы IIAs PFAVE, perfluoromethylvinyl ether (PFMVE), perfluoromethoxypropyl vinyl ether (PFMPVE) or perfluoroalkoxyvinyl ether of the formula CF 2 = CFOCF 2 CF 2 (OCF 2 ) 2 OCF 3 (PFAOVE) are used. As the bromine-containing comonomer, ω-bromoperfluoroalkylallyl ether (BPFAAE) of the general formula II is used

Figure 00000002
Figure 00000002

где k=1-3.where k = 1-3.

Из латекса сополимеры выделяют методом высокоскоростного механического перемешивания с добавлением азотной кислоты, промывают водой, этиловым спиртом и сушат при 50-70°C под вакуумом или в токе сухого воздуха.From latex, the copolymers are isolated by high-speed mechanical stirring with the addition of nitric acid, washed with water, ethanol and dried at 50-70 ° C under vacuum or in a stream of dry air.

Состав и структуру полученных сополимеров определяют с помощью ЯМР l9F/1H спектроскопии и рентгено-флюоресцентной спектроскопии (РФС). Мольное соотношение ВДФ, ТФЭ, БПФААЭ и ГФП (или ПФАВЭ) вычисляют из спектров ЯМР образцов в растворе ацетона-d6 (если иначе не оговорено) с использованием гексафтор-п-ксилола (спектрометр «Bruker АМ-500»). Содержание связанного брома вычисляют из спектров РФС (спектрометр «Спектроскан MAKC-G»).The composition and structure of the obtained copolymers are determined using l9 F / 1 H NMR spectroscopy and X-ray fluorescence spectroscopy (XRF). The molar ratio of VDF, TFE, BPFAAE and HFP (or PFAVE) is calculated from the NMR spectra of the samples in an acetone-d 6 solution (unless otherwise specified) using hexafluoro-p-xylene (Bruker AM-500 spectrometer). The content of bound bromine is calculated from the XPS spectra (Spectroscan MAKC-G spectrometer).

Характеристическую вязкость определяют на вискозиметре Уббелоде при 25±0.1°C в растворе тетрагидрофурана (если иначе не оговорено). Вязкость по Муни полученных сополимеров определяют по ГОСТ 10722-26.The intrinsic viscosity is determined on a Ubbelode viscometer at 25 ± 0.1 ° C in a solution of tetrahydrofuran (unless otherwise specified). The Mooney viscosity of the obtained copolymers is determined according to GOST 10722-26.

Температуру стеклования определяют по ГОСТ 12254-66.The glass transition temperature is determined according to GOST 12254-66.

Предлагаемые сополимеры подвергают пероксидной вулканизации при 170-180°C в течение 15-20 мин с последующим термостатированием при 200-250°C в течение 6-12 часов. В качестве агента вулканизации могут быть использованы различные пероксиды, но, предпочтительно, 2,5-бис(трет-бутилперокси)-2,5-диметилгексан, выпускаемый под торговыми марками Luperox® 101XL, Varox® DBPH-50 и др. Процесс проводят в присутствии соагента вулканизации, в качестве которого предпочтительным является триаллилизоцианурат, выпускаемый под торговой маркой Diak® №7. В качестве наполнителя могут быть использованы различные сажи, например, Т 900, №990. Дополнительно в композиции используют оксиды и гидроксиды металлов, например Ca(OH)2, ZnO, PbO и др.The proposed copolymers are subjected to peroxide vulcanization at 170-180 ° C for 15-20 minutes, followed by temperature control at 200-250 ° C for 6-12 hours. Various peroxides can be used as a vulcanization agent, but preferably 2,5-bis (tert-butylperoxy) -2,5-dimethylhexane sold under the trademarks Luperox ® 101XL, Varox ® DBPH-50, etc. The process is carried out in the presence of a vulcanization coagent, for which preferred is triallyl isocyanurate, marketed under the trademark Diak ® №7. As a filler, various carbon blacks can be used, for example, T 900, No. 990. Additionally, metal oxides and hydroxides are used in the composition, for example, Ca (OH) 2 , ZnO, PbO, etc.

Физико-механические показатели вулканизатов, а именно: твердость по Шору, напряжение при 100% удлинении, условную прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве и относительную остаточную деформацию после сжатия определяют по соответствующим нормативам (ГОСТ 263-76, ГОСТ 12535-78, ГОСТ 9.029-74).Physical and mechanical parameters of vulcanizates, namely: Shore hardness, stress at 100% elongation, conditional tensile strength, elongation at break and relative residual deformation after compression are determined according to relevant standards (GOST 263-76, GOST 12535-78, GOST 9.029-74).

Нижеприведенные примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение.The following examples illustrate the invention.

Пример 1Example 1

В предварительно продутый азотом и отвакуумированный реактор из нержавеющей стали емкостью 0.7 л, снабженный двигателем с экранированным приводом, механической пропеллерной мешалкой (1500 об/мин), датчиками температуры и давления, рубашкой для термостатирования и двумя штуцерами для подачи реагентов, загружают без доступа воздуха 370 г свежеприготовленной водной фазы, состоящей из раствора 3.7 г перфтороктаноата аммония и 0.74 г персульфата аммония в дистиллированной воде. pH водной фазы - 4.3.Into a 0.7 L stainless steel reactor previously evacuated and evacuated, equipped with a shielded drive motor, a mechanical propeller stirrer (1500 rpm), temperature and pressure sensors, a thermostatic jacket and two reagent nozzles, 370 is loaded without access to air g of a freshly prepared aqueous phase consisting of a solution of 3.7 g of ammonium perfluorooctanoate and 0.74 g of ammonium persulfate in distilled water. the pH of the aqueous phase is 4.3.

Включают мешалку и содержимое реактора за 10 мин нагревают до 70°C, после чего в газовую фазу реактора из металлической ампулы (баллона), оборудованной сифоном, подают 16 г заранее приготовленной смеси мономеров, содержащей 73.8 мол.% ВДФ, 25.5 мол.% ГФП и 0.7 мол.% БПФААЭ (k=1) до достижения давления 0.8 МПа.The mixer is turned on and the contents of the reactor are heated to 70 ° C in 10 minutes, after which 16 g of a pre-prepared mixture of monomers containing 73.8 mol.% VDF, 25.5 mol.% HFP are fed into the gas phase of the reactor from a metal ampoule (balloon) equipped with a siphon and 0.7 mol.% BPFAAE (k = 1) until a pressure of 0.8 MPa is reached.

В процессе сополимеризации при понижении давления в реакторе до 0.7 МПа подают очередную порцию смеси мономеров до давления 0.8 МПа, поддерживая температуру процесса в пределах 70±0.5°C. Сополимеризацию проводят в течение 2.6 ч и подают 140 г смеси мономеров, после чего реактор охлаждают до комнатной температуры. Непрореагировавшие мономеры стравливают в ловушку для рецикла и извлекают 496 г латекса с содержанием сухого остатка 25.6 мас.% pH латекса - 3.0.In the process of copolymerization, when the pressure in the reactor is lowered to 0.7 MPa, the next portion of the mixture of monomers is fed to a pressure of 0.8 MPa, maintaining the process temperature within 70 ± 0.5 ° C. The copolymerization is carried out for 2.6 hours and 140 g of a mixture of monomers are fed, after which the reactor is cooled to room temperature. Unreacted monomers are trapped for recycling and 496 g of latex are recovered with a solids content of 25.6 wt.% Latex pH 3.0.

Сополимер из латекса выделяют методом высокоскоростного механического перемешивания с добавлением водного раствора азотной кислоты, промывают горячей водой, затем смесью воды с этиловым спиртом, отжимают и сушат в вакуумном шкафу при температуре 60°C и остаточном давлении 3 мм рт.ст. до постоянного веса.The latex copolymer is isolated by high-speed mechanical stirring with the addition of an aqueous solution of nitric acid, washed with hot water, then with a mixture of water and ethanol, squeezed and dried in a vacuum oven at a temperature of 60 ° C and a residual pressure of 3 mm Hg. to constant weight.

Полученный сополимер (122 г) имел характеристическую вязкость 1.24 дл/г, вязкость по Муни - 60 и был полностью растворим в ацетоне. Выход сополимера (на использованную смесь мономеров) - 87.1%. Конверсия (на прореагировавшие мономеры) - 98.4%.The resulting copolymer (122 g) had an intrinsic viscosity of 1.24 dl / g, a Mooney viscosity of 60, and was completely soluble in acetone. The yield of copolymer (for the used mixture of monomers) is 87.1%. Conversion (to reacted monomers) - 98.4%.

По данным ЯМР 19F/1H-спектроскопии в структуре полученного сополимера содержались звенья ВДФ - 72.3 мол.%, ГФП - 27.0 мол.%, БПФААЭ (k=1) - 0.7 мол.%, а по данным рентгено-флюоресцентного анализа сополимер содержит 0.66 мас.% связанного брома. Таким образом, полученный сополимер соответствует формуле I, где:According to 19 F / 1 H NMR spectroscopy, the structure of the obtained copolymer contained VDF units - 72.3 mol%, HFP - 27.0 mol%, BPFAAE (k = 1) - 0.7 mol%, and according to the data of X-ray fluorescence analysis, the copolymer contains 0.66 wt.% bound bromine. Thus, the resulting copolymer corresponds to the formula I, where:

RF=-CF3; k=1R F = —CF 3 ; k = 1

n=72.3 мол.%n = 72.3 mol%

m=27.0 мол.%m = 27.0 mol%

p=0.7 мол.%p = 0.7 mol%

Условия сополимеризации, состав и свойства сополимеров, полученного по данному и последующим примерам, для удобства рассмотрения сведены в таблицы 1 и 2.The copolymerization conditions, composition and properties of the copolymers obtained according to this and the following examples, for ease of consideration are summarized in tables 1 and 2.

Пример 2Example 2

Процесс сополимеризации, выделения и анализа сополимера проводят аналогично примеру 1, но в качестве инициатора сополимеризации применяют окислительно-восстановительную систему на основе ПСА и МБС. Процесс проводят при 50°C и используют смесь мономеров, содержащую ВДФ - 73.7 мол.%, ГФП - 25.6 мол.% и БПФААЭ (k=1) - 0.7 мол.%.The copolymerization, isolation and analysis of the copolymer is carried out analogously to example 1, but a redox system based on PSA and MBS is used as the initiator of the copolymerization. The process is carried out at 50 ° C and a mixture of monomers containing VDF - 73.7 mol.%, HFP - 25.6 mol.% And BPFAAE (k = 1) - 0.7 mol.% Is used.

Пример 3Example 3

Процесс сополимеризации, выделения и анализа сополимера проводят аналогично примеру 1, но для регулирования pH водной фазы применяют буфер Na2HPO4·12H2O (1.5 мол.%) и используют смесь мономеров, содержащую ВДФ - 76.9 мол.%, ГФП - 22.3 мол.% и БПФААЭ (k=1) - 0.8 мол.%.The process of copolymerization, isolation and analysis of the copolymer is carried out analogously to example 1, but Na 2 HPO 4 · 12H 2 O buffer (1.5 mol%) is used to control the pH of the aqueous phase and a mixture of monomers containing VDF - 76.9 mol%, HFP - 22.3 is used mol.% and BPFAAE (k = 1) - 0.8 mol.%.

Пример 4Example 4

Процесс сополимеризации, выделения и анализа сополимера проводят аналогично примеру 1, но в качестве буфера применяют KH2PO4 (1.5 мол.%) и используют смесь мономеров, содержащую ВДФ - 76.6 мол.%, ГФП - 22.6 мол.% и БПФААЭ (k=1) - 0.8 мол.%.The copolymerization, isolation and analysis of the copolymer is carried out analogously to example 1, but KH 2 PO 4 (1.5 mol%) is used as a buffer and a mixture of monomers containing VDF - 76.6 mol.%, HFP - 22.6 mol.% And BPFAAE (k = 1) - 0.8 mol%.

Пример 5Example 5

Процесс сополимеризации, выделения и анализа сополимера проводят аналогично примеру 1, но используют смесь мономеров, содержащую ВДФ - 48.5 мол.%, ГФП - 25.8 мол.%, БПФААЭ (k=1) - 0.7 мол.% и ТФЭ -25.0 мол.%.The copolymerization, isolation and analysis of the copolymer is carried out analogously to example 1, but using a mixture of monomers containing VDF - 48.5 mol.%, HFP - 25.8 mol.%, BPFAAE (k = 1) - 0.7 mol.% And TFE -25.0 mol.% .

Пример 6Example 6

В аппарат, описанный в примере 1, загружают 376 г свежеприготовленной водной фазы, состоящей из раствора 3.76 г смеси перфторгептаноата аммония и перфторнонаноата аммония (60:40 по массе), 0.75 г персульфата аммония в дистиллированной воде.376 g of a freshly prepared aqueous phase is loaded into the apparatus described in Example 1, consisting of a solution of 3.76 g of a mixture of ammonium perfluoroheptanoate and ammonium perfluorononanoate (60:40 by weight), 0.75 g of ammonium persulfate in distilled water.

После нагревания реактора до 60°C, подают смесь мономеров, содержащую ВДФ - 73.5 мол.%, ПФМВЭ - 25.8 мол.% и БПФААЭ (k=1) - 0.7 мол.%, до достижения давления 0.8 МПа и поддерживают его периодической подачей этой же смесью мономеров в течение 2.7 ч. Процесс выделения и методы анализа полученного сополимера аналогичны описанным в примере 1.After heating the reactor to 60 ° C, a mixture of monomers is fed containing VDF - 73.5 mol.%, PFMVE - 25.8 mol.% And BPFAAE (k = 1) - 0.7 mol.%, Until a pressure of 0.8 MPa is reached and is maintained by periodic feeding of this the same mixture of monomers for 2.7 hours. The isolation process and methods of analysis of the obtained copolymer are similar to those described in example 1.

Пример 7Example 7

Процесс сополимеризации, выделения и анализа сополимера проводят аналогично примеру 6, но в качестве инициатора сополимеризации применяют окислительно-восстановительную систему на основе ПСА и МБС. Процесс проводят при 50°C и используют смесь мономеров, содержащую ВДФ - 73.8 мол.%, ПФМВЭ - 25.5 мол.% и БПФААЭ (k=1) - 0.7 мол.%.The process of copolymerization, isolation and analysis of the copolymer is carried out analogously to example 6, but as the initiator of the copolymerization, a redox system based on PSA and MBS is used. The process is carried out at 50 ° C and a mixture of monomers containing VDF - 73.8 mol.%, PFMVE - 25.5 mol.% And BPFAAE (k = 1) - 0.7 mol.% Is used.

Пример 8Example 8

Процесс сополимеризации, выделения и анализа сополимера проводят аналогично примеру 6, но вместо БПФААЭ (k=1) используют БПФААЭ (k=3) в смеси мономеров содержащую ВДФ - 73.6 мол.%, ПФМВЭ - 25.7 мол.% и БПФААЭ (k=3) - 0.7 мол.%.The copolymerization, isolation and analysis of the copolymer is carried out analogously to example 6, but instead of BPFAAE (k = 1), BPFAAE (k = 3) is used in a mixture of monomers containing VDF - 73.6 mol%, PFMVE - 25.7 mol% and BPFAAE (k = 3 ) - 0.7 mol%.

Пример 9Example 9

Процесс сополимеризации, выделения и анализа сополимера проводят аналогично примеру 6, но используют смесь мономеров, содержащую ВДФ - 74.0 мол.%, ПФМВЭ - 25.7 мол.%, БПФААЭ (k=1) - 0.3 мол.%.The copolymerization, isolation and analysis of the copolymer is carried out analogously to example 6, but using a mixture of monomers containing VDF - 74.0 mol.%, PFMVE - 25.7 mol.%, BPFAAE (k = 1) - 0.3 mol.%.

Пример 10Example 10

Процесс сополимеризации, выделения и анализа сополимера проводят аналогично примеру 6, но используют смесь мономеров, содержащую ВДФ - 73.5 мол.%, ПФМВЭ - 23.4 мол.%, БПФААЭ (k=1) - 3.1 мол.%.The process of copolymerization, isolation and analysis of the copolymer is carried out analogously to example 6, but using a mixture of monomers containing VDF - 73.5 mol.%, PFMVE - 23.4 mol.%, BPFAAE (k = 1) - 3.1 mol.%.

Пример 11Example 11

Процесс сополимеризации, выделения и анализа сополимера проводят аналогично примеру 6, но используют смесь мономеров, содержащую ВДФ - 76.6 мол.%, ПФМВЭ - 18.6 мол.%, БПФААЭ (k=1) - 0.8 мол.% и ТФЭ - 4.0 мол.%.The process of copolymerization, isolation and analysis of the copolymer is carried out analogously to example 6, but using a mixture of monomers containing WDF - 76.6 mol.%, PFMVE - 18.6 mol.%, BPFAAE (k = 1) - 0.8 mol.% And TFE - 4.0 mol.% .

Пример 12Example 12

Процесс сополимеризации, выделения и анализа сополимера проводят аналогично примеру 6, но используют смесь мономеров, содержащую ВДФ - 72.5 мол.%, ПФМВЭ - 18.7 мол.%, БПФААЭ (k=1) - 0.8 мол.% и ТФЭ - 8.0 мол.%.The copolymerization, isolation and analysis of the copolymer is carried out analogously to example 6, but use a mixture of monomers containing VDF - 72.5 mol.%, PFMVE - 18.7 mol.%, BPFAAE (k = 1) - 0.8 mol.% And TFE - 8.0 mol.% .

Пример 13Example 13

В аппарат, описанный в примере 1, загружают 438 г свежеприготовленной водной фазы, состоящей из раствора 8.76 г аммонийной соли перфтороксакарбоновой кислоты на основе тримера оксида гексафторпропилена и 0.66 г персульфата аммония и 0.13 г метабисульфита натрия в дистиллированной воде.The apparatus described in Example 1 was charged with 438 g of a freshly prepared aqueous phase consisting of a solution of 8.76 g of ammonium salt of perfluoroxacarboxylic acid based on trimer of hexafluoropropylene oxide and 0.66 g of ammonium persulfate and 0.13 g of sodium metabisulfite in distilled water.

После нагревания реактора до 35°C подают смесь мономеров, содержащую ВДФ - 73.7 мол.%, БПФААЭ (k=1) - 0.7 мол.% и перфторметоксипропилвиниловый эфир (ПФМПВЭ) - 25.6 мол.% до достижения давления 0.8 МПа.After heating the reactor to 35 ° C, a mixture of monomers is fed containing VDF - 73.7 mol%, BPFAAE (k = 1) - 0.7 mol% and perfluoromethoxypropyl vinyl ether (PFMPVE) - 25.6 mol% until a pressure of 0.8 MPa is reached.

В процессе сополимеризации, при понижении давления в реакторе до 0.7 МПа, давление восстанавливают периодической подачей смеси мономеров того же состава, в течение 4.2 ч (184 г смеси мономеров). После чего подачу прекращают и сополимеризацию продолжают еще 2.0 ч до полной выработки мономеров.In the copolymerization process, when the pressure in the reactor is lowered to 0.7 MPa, the pressure is restored by periodic feeding of a mixture of monomers of the same composition for 4.2 hours (184 g of a mixture of monomers). After that, the feed is stopped and the copolymerization is continued for another 2.0 hours until the monomers are fully developed.

Процесс выделения полученного сополимера аналогичен описанному в примере 1. Но в процессе анализа для съемки спектров ЯМР 19F/'H использовали растворы сополимеров в смеси гексафторбензол - ацетон-d6 (50:50 об.%). Характеристическую вязкость определяли в условиях примера 1, но в растворе гексафторбензола.The process of isolating the obtained copolymer is similar to that described in example 1. But in the analysis process, solutions of the copolymers in a mixture of hexafluorobenzene - acetone-d 6 (50:50 vol.%) Were used to take 19 F / 'H NMR spectra. The intrinsic viscosity was determined under the conditions of example 1, but in a solution of hexafluorobenzene.

Пример 14Example 14

Процесс сополимеризации, выделения и анализа сополимера проводят аналогично примеру 13, но используют смесь мономеров, содержащую ВДФ - 65.9 мол.%, ПФМПВЭ - 33.3 мол.% и БПФААЭ (k=1) - 0.8 мол.%.The process of copolymerization, isolation and analysis of the copolymer is carried out analogously to example 13, but using a mixture of monomers containing VDF - 65.9 mol.%, PFMPVE - 33.3 mol.% And BPFAAE (k = 1) - 0.8 mol.%.

Пример 15Example 15

Процесс сополимеризации, выделения и анализа сополимера проводят аналогично примеру 13, но используют смесь мономеров, содержащую ВДФ - 60.2 мол.%, ПФМПВЭ - 19.6 мол.%, БПФААЭ (k=1) - 0.7 мол.% и ТФЭ - 19.5 мол.%.The process of copolymerization, isolation and analysis of the copolymer is carried out analogously to example 13, but using a mixture of monomers containing VDF - 60.2 mol.%, PFMPVE - 19.6 mol.%, BPFAAE (k = 1) - 0.7 mol.% And TFE - 19.5 mol.% .

Пример 16Example 16

Процесс сополимеризации, выделения и анализа сополимера проводят аналогично примеру 13, но вместо мономера ПФМПВЭ используют мономер ПФАОВЭ и смесь мономеров, содержащую ВДФ - 73.4 мол.%, ПФАОВЭ - 25.8 мол.% и БПФААЭ (k=1) - 0.8 мол.%.The copolymerization, isolation and analysis of the copolymer is carried out analogously to example 13, but instead of the PFMPVE monomer, the PFAOVE monomer and a mixture of monomers containing VDF - 73.4 mol.%, PFAOVE - 25.8 mol.% And BPFAAE (k = 1) - 0.8 mol.% Are used.

Из сополимеров, синтезированных по примерам 1-16, на двухвалковых вальцах готовят композиции содержащие:Of the copolymers synthesized according to examples 1-16, compositions containing:

сополимеры 1-12copolymers 1-12 100.0 мас. ч.100.0 wt. hours сажа Т900soot T900 25.0 мас. ч.25.0 wt. hours гидрооксид кальцияcalcium hydroxide 3.0 мас. ч.3.0 wt. hours Luperox®101XL (45% активного вещества)Luperox ® 101XL (45% active) 2.5 мас. ч.2.5 wt. hours триаллилизоцианурат (Diak®#7)triallyl isocyanurate (Diak ® # 7) 2.5 мас. ч.2.5 wt. hours

Композиции вулканизуют в прессе при 177°C в течение 15 мин, с последующим нагреванием от комнатной температуры до 230°C в течение 3 ч и термостатированием при 230°C в течение 6 ч. Вулканизованные композиции выпускают в виде пластин (120×120×1) мм для испытания физико-механических свойств и цилиндров (10×10) мм для испытания ОДС.The compositions are cured in a press at 177 ° C for 15 minutes, followed by heating from room temperature to 230 ° C for 3 hours and thermostating at 230 ° C for 6 hours. The vulcanized compositions are released in the form of plates (120 × 120 × 1 ) mm for testing physical and mechanical properties and cylinders (10 × 10) mm for testing ODS.

Свойства вулканизатов приведены в таблице 3.The properties of the vulcanizates are shown in table 3.

Таким образом, как видно из данных, приведенных в примерах и в таблицах, предлагаемые сополимеры не содержат геля (полностью растворимы), а вулканизаты на их основе обладают, наряду с хорошими показателями ОДС при 200°C, высокой прочностью и эластичностью. При этом, для их получения не требуется использования высоких давлений и длительного времени проведения процесса.Thus, as can be seen from the data given in the examples and in the tables, the proposed copolymers do not contain a gel (completely soluble), and the vulcanizates based on them have, along with good ODS at 200 ° C, high strength and elasticity. At the same time, their use does not require the use of high pressures and a long process time.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Таблица 3Table 3 Свойства вулканизатовProperties of vulcanizates Номерroom ТвердостьHardness Напряжение при 100% удлинении, МПаStress at 100% elongation, MPa Прочность при растяжении, МПаTensile strength, MPa Относительное удлинение при разрыве, %Elongation at break,% Относительная деформация после сжатия на 20% (24 ч×200°C)Relative deformation after compression by 20% (24 h × 200 ° C) 1one 7272 8.08.0 20.220.2 200200 2323 22 7575 12.112.1 20.420.4 180180 2121 33 7474 9.59.5 19.419.4 190190 2222 4four 7373 9.19.1 18.318.3 210210 2222 55 7676 11.211.2 19.519.5 180180 18eighteen 66 6666 6.66.6 15.715.7 220220 2525 77 7272 6.96.9 15.215.2 190190 2121 88 6565 6.56.5 14.214.2 180180 2323 99 6565 5.25.2 11.211.2 260260 2424 1010 7575 7.27.2 19.219.2 160160 20twenty 11eleven 6868 7.07.0 15.215.2 200200 2424 1212 6868 7.37.3 16.016.0 190190 2323 1313 6262 4.54.5 10.810.8 200200 2929th 14fourteen 6060 4.24.2 9.29.2 210210 2828 15fifteen 7070 5.35.3 14.514.5 180180 2929th 1616 6060 4.24.2 9.09.0 260260 2828

Claims (1)

Бромсодержащие сополимеры на основе винилиденфторида общей формулы
Figure 00000005

где R=-CH2; смесь -СН2 и -CF2, в которой содержание компонента R=CH2 не менее 60 мол.%;
RF=-CF3; -OCF3; -OCF2CF2CF2OCF3; -OCF2CF2(OCF2)2OCF3;
n=64,0-85,0 мол.%; k=1-3
р=0,3-3,0 мол.%
m = остальное до 100 мол.%,
для термостойких материалов.
Vinylidene fluoride-based bromine copolymers of the general formula
Figure 00000005

where R = -CH 2 ; a mixture of —CH 2 and —CF 2 , in which the content of the component R = CH 2 is not less than 60 mol%;
R F = —CF 3 ; -OCF 3 ; —OCF 2 CF 2 CF 2 OCF 3 ; —OCF 2 CF 2 (OCF 2 ) 2 OCF 3 ;
n = 64.0-85.0 mol%; k = 1-3
p = 0.3-3.0 mol.%
m = the rest is up to 100 mol.%,
for heat resistant materials.
RU2009110939/04A 2009-03-25 2009-03-25 Vinylidene fluoride-based bromine-containing copolymers for thermo-aggressive resistant materials RU2407753C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009110939/04A RU2407753C2 (en) 2009-03-25 2009-03-25 Vinylidene fluoride-based bromine-containing copolymers for thermo-aggressive resistant materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009110939/04A RU2407753C2 (en) 2009-03-25 2009-03-25 Vinylidene fluoride-based bromine-containing copolymers for thermo-aggressive resistant materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009110939A RU2009110939A (en) 2010-09-27
RU2407753C2 true RU2407753C2 (en) 2010-12-27

Family

ID=42940048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009110939/04A RU2407753C2 (en) 2009-03-25 2009-03-25 Vinylidene fluoride-based bromine-containing copolymers for thermo-aggressive resistant materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2407753C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499011C2 (en) * 2012-02-10 2013-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" Composition based on bromine-containing fluoro-olefin copolymer
RU2515784C2 (en) * 2012-02-10 2014-05-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" Composition based on copolymer of fluorolefin and perfluoroalkylvinyl ethers, containing nitrile groups
RU2522590C1 (en) * 2013-02-19 2014-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" (ФГУП "НИИСК") Vinylidene fluoride-based copolymers for materials resistant to thermal aggression
US10717694B2 (en) 2016-05-09 2020-07-21 3M Innovative Properties Company Hydrofluoroolefins and methods of using same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499011C2 (en) * 2012-02-10 2013-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" Composition based on bromine-containing fluoro-olefin copolymer
RU2515784C2 (en) * 2012-02-10 2014-05-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" Composition based on copolymer of fluorolefin and perfluoroalkylvinyl ethers, containing nitrile groups
RU2522590C1 (en) * 2013-02-19 2014-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" (ФГУП "НИИСК") Vinylidene fluoride-based copolymers for materials resistant to thermal aggression
US10717694B2 (en) 2016-05-09 2020-07-21 3M Innovative Properties Company Hydrofluoroolefins and methods of using same

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009110939A (en) 2010-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5173553A (en) Fluoroelastomers endowed with improved processability and process for preparing them
EP3114167B1 (en) Highly fluorinated elastomers
RU2136702C1 (en) Fluoroelastomer
EP2601226B2 (en) Peroxide curable fluoroelastomers containing modifiers and iodine or bromine endgroups
EP3080174B1 (en) Highly fluorinated elastomers
EP1976894B1 (en) Fluoroelastomers
US7253236B2 (en) Grafted fluoroelastomers
US5639838A (en) Fluoroelastomers endowed with high resistance to polar solvents and to bases
RU2407753C2 (en) Vinylidene fluoride-based bromine-containing copolymers for thermo-aggressive resistant materials
EP3008099B1 (en) Fluoropolymers comprising monomeric units derived from a vinyl perfluoroalkyl or vinyl perfluoroalkylenoxide perfluorovinyl ether
US6664339B2 (en) Curable base-resistant fluoroelastomers
EP1973956B1 (en) Fluoroelastomers
DE602004001879T2 (en) FLUORELASTOMER COMPOSITION WITH EXCELLENT TEMPERATURE TEMPERATURE PROPERTIES
JPH0660120B2 (en) New fluorovinyl ether
RU2408608C2 (en) Ternary bromine-containing copolymers based on tetrafluoroethylene for thermo-aggressive resistant materials and synthesis method thereof
EP1634895B1 (en) Fluoropolymer for making a fluoroelastomer
US5219964A (en) Fluoroelastomers endowed with improved processability and process for preparing them
RU2522590C1 (en) Vinylidene fluoride-based copolymers for materials resistant to thermal aggression
RU2528226C1 (en) Triple tetrafluoroethylene-based copolymers for chemical and heat-resistant materials
EP1499651B1 (en) Curable base-resistant fluoroelastomers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180326