RU2674034C1 - Способ получения низкомолекулярных сополимеров тетрафторэтилена и пропилена - Google Patents

Способ получения низкомолекулярных сополимеров тетрафторэтилена и пропилена Download PDF

Info

Publication number
RU2674034C1
RU2674034C1 RU2018124108A RU2018124108A RU2674034C1 RU 2674034 C1 RU2674034 C1 RU 2674034C1 RU 2018124108 A RU2018124108 A RU 2018124108A RU 2018124108 A RU2018124108 A RU 2018124108A RU 2674034 C1 RU2674034 C1 RU 2674034C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
propylene
tetrafluoroethylene
molecular weight
low molecular
producing low
Prior art date
Application number
RU2018124108A
Other languages
English (en)
Inventor
Геннадий Анатольевич Емельянов
Анастасия Алексеевна Новикова
Виктор Михайлович Родин
Екатерина Михайловна Криворучко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" (ФГУП "НИИСК")
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" (ФГУП "НИИСК") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" (ФГУП "НИИСК")
Priority to RU2018124108A priority Critical patent/RU2674034C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2674034C1 publication Critical patent/RU2674034C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F214/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F214/18Monomers containing fluorine
    • C08F214/26Tetrafluoroethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F16/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical
    • C08F16/12Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical by an ether radical
    • C08F16/14Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F16/24Monomers containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/04Polymerisation in solution
    • C08F2/06Organic solvent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения низкомолекулярных сополимеров тетрафторэтилена и пропилена и может найти применение в промышленности синтетического каучука для термоагрессивостойких герметиков, защитных покрытий и композитов, устойчивых к долговременной эксплуатации при повышенных температурах. Описан способ получения низкомолекулярных сополимеров тетрафторэтилена и пропилена сополимеризацией мономеров тетрафторэтилена и пропилена в присутствии растворителя и инициатора. В качестве инициатора используют третбутилпероксибензоат или трет-бутилперокси-2-этилгексилкарбонат или соединения общей формулы C2F5(CF2OCF(CF3))n-С(O)ООС(О)-(CF(CF3)OCF2)nC2F5 где n=0-2. Способ позволяет получить низкомолекулярные сополимеры тетрафторэтилена и пропилена с повышенным выходом в сочетании с упрощенной технологией. 5 пр.

Description

Изобретение относится к способу получения низкомолекулярных сополимеров тетрафторэтилена (ТФЭ) и пропилена и может найти применение в промышленности синтетического каучука для термоагрессивостойких герметиков, защитных покрытий и композитов, устойчивых к долговременной эксплуатации при повышенных температурах.
Известен способ получения низкомолекулярных сополимеров ТФЭ и пропилена, заключающийся в блочной сополимеризации соответствующих мономеров [Коз1оу О.К., Реггоу Р.СЬг. ]. Ро1ут. 8с1., Раг1 А: Ро1ут. СЬет. 1992. Уо1. 30, 1ззие 6. Р. 1083-1088]. Процесс проводят при температуре 50-90 °С, в качестве инициатора используют третбутилпероксибензоат. Содержание ТФЭ в исходной смеси мономеров от 20 до 90 %мол., при этом состав сополимера меняется: количество звеньев ТФЭ от 38 до 52 %мол. Недостатками способа получения являются низкие выходы конечного продукта (от 4 до 12 %).
Известен способ получения низкомолекулярных сополимеров ТФЭ и пропилена эмульсионной сополимеризацией тетрафторэтилена и пропилена при температурах 20-40 °С в слабощелочной среде в присутствии окислительно-восстановительной инициирующей системы, содержащей персульфат аммония, водорастворимые соли железа, восстанавливающий сахар (фруктоза) и пирофосфат аммония или щелочного металла [Пат. США 4277586, опубл. 07.07.1981, МПК С08Р 2/26; С08Р 214/26].
Данный способ не позволяет получать сополимеры ТФЭ и пропилена с молекулярной массой ниже 35 000, что затрудняет их использование в качестве основы покрытий и герметиков. Недостатками эмульсионной полимеризации с использованием окислительно-восстановительной инициирующей системы являются сложность контроля условий полимеризации, а именно, необходимость строго регулирования рН, а также возможность преждевременного исчерпания одного из компонентов системы. Недостатками способа являются также необходимость выделения полимера из латекса, очистки полимера от эмульгатора и других ингредиентов системы, так как загрязнение полимера вызывает ухудшение его оптических, диэлектрических свойств и водоустойчивости.
Наиболее близким по достигаемому результату способом получения низкомолекулярных сополимеров ТФЭ и пропилена является способ, описанный в патенте [Пат. США 3723270, опубл. 27.03.1973, МПК С084 1/100; С08г* 1/16]. Данный метод заключается в сополимеризации ТФЭ и пропилена в присутствии растворителя под действием ионизирующего излучения. Получают низкомолекулярные сополимеры ТФЭ и пропилена с молекулярной массой 18 000-36 000, мольное соотношение звеньев ТФЭ к пропилену в полимерной цепи от 0,55:0,45 до 0,50:0,50 соответственно. В качестве растворителей используют фторуглеводороды (перфторциклобутан) и фторхлоруглеводороды (монофтортрихлорметан, трифтортрихлорэтан, тетрафтордихлорэтан). Недостатками способа являются сложности аппаратурного оформления, которые связаны с требованиями радиационной безопасности, что затрудняет его использование в промышленных масштабах. Кроме того, данный метод характеризуется невысокими выходами (от 7 до 43 %масс), а также существует возможность протекания побочных процессов под действием ионизирующего излучения.
Технической задачей изобретения является разработка способа получения низкомолекулярных сополимеров тетрафторэтилена и пропилена со среднечисленной молекулярной массой 5 000-30 000 с повышенным выходом и упрощенной технологией.
Поставленная задача достигается сополимеризацией тетрафторэтилена и пропилена в присутствии растворителя и инициатора, в качестве которого используют пероксидные соединения, выбранные из группы, включающей: третбутилпероксибензоат, трет-бутилперокси-2-этилгексилкарбонат и соединения общей формулы (1): С2р5(СР2ОСР(СРз))п-С(0)ООС(0)-(СР(СРз)ОСр2)пС2Р5, где п=0-2.
Сущность способа заключается в том, что процесс проводят при температуре 30-120 °С, в зависимости от выбранного инициатора. При инициировании фторированными пероксидами формулы (1) предпочтительно 30-60 °С, а при использовании третбутилпероксибензоата или трет-бутилперокси-2-этилгексилкарбоната 90-120 °С. В качестве растворителя могут быть использованы фторхлоруглероды или их смеси, например, 1,1,2-трифтор-1,2,2-трихлорэтан (хладон-113) и фтортрихлорметан (хладон-11). Мольное соотношение тетрафторэтилена (ТФЭ) к пропилену составляет 0,80-^0,50 : 0,20^-0,50 соответственно, а мольное отношение перекиси к сумме мономеров равно (0,01-0,05): 1. Реакцию проводят при аутогенном давлении и постоянном перемешивании в течение 3-6 ч до прекращения падения давления. По окончании реакции растворитель удаляется отгонкой. Выход сополимера от 58 до 72 %масс. Отогнанный после выделения целевого продукта растворитель может быть повторно использован в процессах сополимеризации.
Среднечисленную молекулярную массу определяют эбулеоскопически, растворяя навеску сополимера в пентафторхлорбензоле. Состав и структуру полученных сополимеров определяют с помощью элементного анализа и ЯМР спектроскопии. Спектры ЯМР получают на спектрометре Вшскег АМ-500 с рабочей частотой 500,14 МГц - для ядра *Н, 470,6 МГц - для 19Р, для чего используют растворы сополимеров в дейтерохлороформе (хлороформ-О, СБС1з), в качестве стандарта - гексафтор-пара-ксилол (ГФПК).
Нижеследующие примеры иллюстрируют, но не ограничивают предлагаемое изобретение.
Пример 1
В продутый аргоном вакуумированный аппарат из нержавеющей стали емкостью 0,4 л, снабженный экранированной мешалкой, мановакуумметром, штуцерами для подачи реагентов и рубашкой для термостатирования загружают 190 мл хладона-113 и 1,064 мл (0,0057 моль) третбутилпероксибензоата. Затем подают смесь мономеров ТФЭ и пропилена (масса смеси 45 г, мольное соотношение мономеров 0,63:0,37, мольное отношение перекиси к сумме мономеров 0,01:1). Полимеризацию проводят при температуре 120°С; давление, составляющее 1,4 МПа, в течение 6 часов падает до 0,7 МПа. После окончания падения давления перемешивание реакционной массы останавливают. Затем удаляют непрореагировавшие мономеры (стравливают газовую фазу в ловушку) и отгоняют растворитель сначала при атмосферном давлении и температуре до 70°С. Остатки растворителя отгоняют в вакууме (1-4 мм рт. ст.) при температуре до 100°С. Выгружают 32,4 г вязкотекучего сополимера (выход 72 %масс), имеющего среднечисленную молекулярную массу 22 500. По данным анализа, структура полученного сополимера соответствует формуле -[Ср2-Ср2]т,з-[СН2-СН(СНз)]129,9- Для сополимера, имеющего вышеуказанные индексы, вычислен элементный состав (%масс): С=38,9, Н=3,5, Р=57,6, для образцов полученного сополимера методом элементного анализа найдено (%масс): С=37,8, Н=3,4, Р=58,8.
Пример 2
В условиях примера 1 проводят сополимеризацию ТФЭ и пропилена (масса смеси 48 г, мольное соотношение мономеров 0,50:0,50, мольное отношение перекиси к сумме мономеров 0,03:1) в присутствии 221,5 мл 0,10 М раствора трет-бутилперокси-2-этилгексилкарбоната в хладоне-113. Полимеризацию проводят при температуре 90°С. Начальное давление, составляющее 1,06 МПа, в течение 5 часов падает до 0,64 МПа. Выгружают 28 г вязкотекучего сополимера (выход 58 %масс), имеющего среднечисленную молекулярную массу 14 500. По данным анализа, структура полученного сополимера соответствует формуле -[Ср2-СР2]|оз.2ЧСН2-СН(СНз)] 100,4- Для сополимера, имеющего вышеуказанные индексы, вычислен элементный состав (%масс): С=41,9, Н=4,1, Р=54,0, для образцов полученного сополимера методом элементного анализа найдено (%масс): С=42,1, Н=4,0, Р=53,9.
Пример 3
В условиях примера 1 проводят сополимеризацию ТФЭ и пропилена (масса смеси 43 г, мольное соотношение мономеров 0,80:0,20, мольное отношение перекиси к сумме мономеров 0,05:1) в присутствии 190 мл 0,13 М раствора пероксида формулы (1), где п=0 в хладоне-11. Процесс проводят при температуре 30°С в течение 3 часов и выделяют 27 г полимера (выход 63 %масс), имеющего среднечисленную молекулярную массу 5 000. По данным анализа, структура сополимера соответствует формуле -[Ср2-Ср2]41,о_[СН2-СН(СН3)]21,6- Для сополимера, имеющего вышеуказанные индексы, вычислен элементный состав (%масс): С=35,2, Н=2,6, Р=62,2, для образцов полученного сополимера методом элементного анализа найдено (%масс): С=35,9, Н=2,4, Р=61,7.
Пример 4
В условиях примера 1 проводят сополимеризацию ТФЭ и пропилена (масса смеси 40 г, мольное соотношение мономеров 0,63:0,37, мольное отношение перекиси к сумме мономеров 0,01:1) в присутствии 200 мл 0,03 М раствора пероксида формулы (1), где п=2 в хладоне-113. Процесс проводят при температуре 60°С в течение 4 часов и выделяют 24 г полимера (выход 59 %масс), имеющего среднечисленную молекулярную массу 30 000. По данным анализа, структура сополимера соответствует формуле .-[Ср2-Ср2]22б,7-[СН2-СН(СН3)]174>4-. Для сополимера, имеющего вышеуказанные индексы, вычислен элементный состав (%масс): С=39,0, Н=3,5, Р=57,5, для образцов полученного сополимера методом элементного анализа найдено (%масс): С=38,8, Н=3,4, Р=57,8.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать низкомолекулярные сополимеры тетрафторэтилена и пропилена с повышенным выходом в сочетании с упрощенной технологией. Следует отметить, что предлагаемый способ позволяет получать сополимеры с еще более низкой молекулярной массой по сравнению с прототипом, что расширяет область их применения.

Claims (1)

  1. Способ получения низкомолекулярных сополимеров тетрафторэтилена и пропилена сополимеризацией мономеров тетрафторэтилена и пропилена в присутствии растворителя и инициатора, заключающийся в том, что в качестве инициатора используют пероксидные соединения, выбранные из группы, включающей: третбутилпероксибензоат, трет-бутилперокси-2-этилгексилкарбонат и соединения общей формулы C2F5(CF2OCF(CF3))n-C(O)OOC(O)-(CF(CF3)OCF2)nC2F5, где n=0-2.
RU2018124108A 2018-07-02 2018-07-02 Способ получения низкомолекулярных сополимеров тетрафторэтилена и пропилена RU2674034C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018124108A RU2674034C1 (ru) 2018-07-02 2018-07-02 Способ получения низкомолекулярных сополимеров тетрафторэтилена и пропилена

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018124108A RU2674034C1 (ru) 2018-07-02 2018-07-02 Способ получения низкомолекулярных сополимеров тетрафторэтилена и пропилена

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2674034C1 true RU2674034C1 (ru) 2018-12-04

Family

ID=64603807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018124108A RU2674034C1 (ru) 2018-07-02 2018-07-02 Способ получения низкомолекулярных сополимеров тетрафторэтилена и пропилена

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2674034C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3723270A (en) * 1970-11-19 1973-03-27 Japan Atomic Energy Res Inst Process for producing a copolymer of tetrafluoroethylene and propylene using radiation and a solvent
US4277586A (en) * 1974-11-20 1981-07-07 Asahi Glass Company, Ltd. Process for preparing a propylene-tetrafluoroethylene copolymer
RU2326907C2 (ru) * 2002-07-18 2008-06-20 Зм Инновейтив Пропертиз Компани Фторполимеры, имеющие улучшенную усадку при отверждении

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3723270A (en) * 1970-11-19 1973-03-27 Japan Atomic Energy Res Inst Process for producing a copolymer of tetrafluoroethylene and propylene using radiation and a solvent
US4277586A (en) * 1974-11-20 1981-07-07 Asahi Glass Company, Ltd. Process for preparing a propylene-tetrafluoroethylene copolymer
RU2326907C2 (ru) * 2002-07-18 2008-06-20 Зм Инновейтив Пропертиз Компани Фторполимеры, имеющие улучшенную усадку при отверждении

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5760151A (en) Tetrafluoroethylene copolymer
US3528954A (en) Process for homopolymerization of tetrafluoroethylene and copolymerization of same with fluoro co-monomers in the solvent 1,1,2 - trichloro - 1,2,2 - trifluoroethane
EP0247379B1 (en) Process for the polymerization of fluorinated monomers in aqueous dispersion
CS301087A3 (en) Process for fluoridated monomers polymerization and copolymerization
US10968298B2 (en) Synthesis of 2,3,3,3-tetrafluoropropene/vinylidene fluoride copolymers
US6399729B1 (en) Fluoromonomer polymerization
EP0271243B1 (en) Tetrafluoroethylene polymerization process
US3069401A (en) Copolymers of hexafluoropropylene vinylidene fluoride and aliphatic, chain transfer agents
CA2325144A1 (en) Method for the production of partially fluorinated fluoropolymers
US10214599B2 (en) Method for the continuous production of anionic polymers using radicals
RU2376320C2 (ru) Фторсополимер
US9714304B2 (en) Hydrofluorinated olefins (HFO's) as diluents for butyl rubber production
US9850331B2 (en) Copolymer having low isoprenoid content
RU2674034C1 (ru) Способ получения низкомолекулярных сополимеров тетрафторэтилена и пропилена
RU2327705C2 (ru) Регулятор степени полимеризации
JPH06345824A (ja) 含フッ素共重合体の製造方法
US11066498B2 (en) Copolymer having low cyclic oligomer content
US20100324201A1 (en) Process of forming radicalized polymer intermediates and radicalized polymer intermediate compositions
RU2071479C1 (ru) Способ получения сополимеров
US20140005335A1 (en) Polymer processing simplification
RU2803928C2 (ru) Способ получения модифицированного политетрафторэтилена, способ получения порошка модифицированного политетрафторэтилена и способ получения растянутого пористого материала
RU2432366C1 (ru) Низкомолекулярные тройные сополимеры винилиденфторида и мономера, содержащего фторсульфатную группу
RU2443719C1 (ru) Низкомолекулярные тройные сополимеры этилена, перфторированного олефина и перфтораллилфторсульфата в качестве третьего мономера
RU2708081C2 (ru) Сополимер, имеющий высокое содержание мультиолефина
RU2156777C1 (ru) Способ получения сополимеров тетрафторэтилена с 2 - 5 мол.% перфторпропилвинилового эфира