明 細 誊
高分子鼉ポリ イ ミ ドィルアミ ジンおよびそれから誘導され るポリ 卜 リアジン
技術分野
本 § は、 へキサフルォロプロ ピレンォキシ ド (以下、 屡 々 1IFP0と略記する)から製造される高分子量のポリ イ ミ ドィ ノレアミ ジン(以下、 屡々 と略記する)および該 ΡΙΛから誘導 されるポリ 卜 リ アジン (以下、 屡々 Π' Rと略記する)に関する ものである。
さ らに詳しく は、 本発明は、 固有粘度 0.12〜0.60dG / gで 表わされる高分子量の新規な P およびその製造方法、 高分 子 P I Λから誘導される高分子量の新規な Ρ'1'Rおよびその製造方 法、 ならびに ΡΙΛ又は の新規な用途に f するものである。
木 明で得られる高分子置 ΡΙΛは、 それ自身有用なポリマ —であるのみならず、 そのイ ミ ドィノレアミ ジン基の反応性を 利用 して、 各毬の機能性ポリマーに誘導するこ とができる。 それらのポリマーは、 従来の低分子量 ΡΙΛからの誘導品にな い高分子 _ に山来する数多く の特性を ^してお り、 産業上極 めて有川な材料である。
例えば、 木 ^明による高分子量 Ρ1Λからは、 容易に各種の
,f¾安 ¾性の高分子量ポリ 卜 リ アジンを得るこ とができる。 こ のポリ 卜 リ アジンの中でも、 特に分子量が高いものは固休状 物質であ り、 化学的に安定な新規柳造材料と して有用である。
また、 高分子量のポリ ト リアジンは、 高温でも充分な粘度 を示すので、 パーフルォロポリエーテルよ りなるフッ素系ォ ィルあるいはフッ素系グリ ースの粘度調節剤と して有用で ¾ る。
また、 本発明によれば、 特定の固有粘度範 ilのポリ 卜 リア ジンが高温及び/又は高真空条件下で使用可能な澗滑剤、 磁 気記録材料用潤滑剤又は高安定性 トルク伝達汕と して有用で あることを知見した。
更に、 本発明によれば、 特定の固有粘度範 11のボリイ ミ ド ィルアミ ジンが磁気記録材料用潤滑剂、 又は金属材料および セラミ ック材料の表面処理剤と して有 JI3であることを知見し た。 . '
背景技術 ― ' ' 一般に ΠΓ 0系の P I Λは、 K fo ( CN ) 7.で表わされる 1IFP0ォリ ゴ マージ二 卜 リノレとアンモニアとの反応によって得られるが、 その詐細なメカニズムはまだ解明されていない。 しかし、 ¾ 木的には、 次の(1 )式および(2 )式で表わされる素反応によつ て形成されるィ ミ ドイソレアミ ジン ¾によ リ ίίΡ Ο由来の 2価残 ^が連結され ものと考えられる。
NH
一 CN ^ > —— CT (1)
、NH2
イ ミ ドィ ノレア ミ ジ ン基 従来、 二官能性 I1FP0オ リ ゴマーからの ΡΙΛの合成法は、 各 稱報告されているが、 これまでに重量 均分子量が 3 X 104以 上、 あるいは、 固有粘度が、 0.10 ½/ g以上の高分子量の ΡΙΛ を合成した例は知られていない。
例えば、 従来の 系 ΡΙΛの製造法と しては、 米国特許第
4 , 242, 498号明細窨ゃィ ンダス 卜 リ アル ·エンジニアリ ング ケミ ス 卜 リ ー;プロダク 卜 ' リサーチ 'デブ口一ブメ ン 20 p694, ( 1981 )に示されているよう なアンモニアのリ フラッ ク ス条件下で Kfo(CN:u とアンモニアを反応させる方法 [(3)式〕 や
Rfo(CN) 2+NH3 (3)
米国特許第 4, 134, 106号明細書やジャーナル'ォブ 'ポリマ
— 'サイエンス;ポリマー ' レター 'エディ シヨ ン ·20、 p467
(1982)に示されている下記(4)、 (5)、 (6)および(7)式
Rfo (CN) 2 (4)
(IV) + 2Rfo(CN)ゥ (5)
(V)
(V) (6)
(VI) 7)
のようにして、 逐次的に分子量を増加させる方法が知られて いる。 '
しかしながら、 (3)式の方法は、 再現性が悪く、 また、 高 重合が困難なので実川性に乏しい。 例えば、 (3)式の方法で 得られた ΡΪΓほ、—流動性の粘性ポリマー状であり、 その画有 粘度と しては .095 d8/ gが最高である。 また、 当該 ΡΙΛを 卜 リフルォ口酢酸無水物で処理して、 ポリ 卜 リ アジンと したも のも、 流動性の粘性ポリマーであ り、 最高分子量は重量率均 分子量と して 2.8 X 1 (Γ程度のものでぁ リ、 その固有粘度は
0. H / gでしかない。
また、 (4)、 (5)、 (6)および(7)式の方法は、 高重合休を得 よう とすると、 多段の反応を繰返さなければならず、 操作が 非常に煩雑である。 さ らに IE合度が高い ΠΛを製造しよう と
した場合には、 各ステップにおいて完全に予定通りの反^を
実現するのが困難であ り、 また、 各ステップに-おける 目的高 重合体の単離、 精製も事実上不可能なので、 実用的な方法と は言えない。
事実、 この方法で製造されている最高の分子量の ΡΙΛは、 (VII) 式のポリマーで 合度 qが 8のもの(分子量が約 1.4 X 1 (Γ ) でしかない。
以上のように して製造される ΡΙΛは、 下記(8)式;
丄 ϋ ΝΗ NH
2ヽ
-Rfo一 C C- (8)
(但し Rfはパ一フルォロアルキル鎖またはパーフルォロェ 一テル鎖を表わし、 Xはフッ素原子、 塩素原子あるいは臭素
5 子を表わす。 ) に示すように、 酸無水物や酸ハロゲン化物
との反応によ り閉镙して、 安定な 卜 リ ァジン環で結合された ポリ 卜 リ アジンに誘導できることが知られている。
しかしながら、 従来得られていた固有粘度が 0. iOdfi/ g'未 満の低分子量の ni O系 ΠΛから誘導されるポリ 卜 リ アジン 0 (PT )は、 分子量が低いため流動性の粘性ポリマー状の物質
なので、 それ Itl身では^川性が低く 、 これまで実川的な川途 は見出されていなかった。
以上のように、 従来の ΙΠ'ΤΟ系の Ρ1Λの合成法は、 操作が繁
雑である し、 生成した Ρ 1 Λの分子量も低いので、 高分子材料 と しての有甩性も限られている。
¾明の開示
そこで、 本発リ刀者は、 高分子量の 系 Ρ Ι Λの実用的な製 造法を I 発すべく鋭意検討したところ、 数平均分子量が I X 1 03〜 5 X i (Γで且つ少なく とも 95モル%の二官能性純度を持つ III' POオリ ゴマージ二 卜 リノレを出発物質と してアンモニアと反 応させ、 次いで得られた生成物を再び I1FP0ォリ ゴマージ二 ト リルと特定の仕込み比で反応させると、 意外にも、 從来得ら れていなかつた高分子量の Ρ 1 Λを得ることができることを知 見した。
また、 この高分子量 Ρ Ι Λよ リ簡 な操作にょ リ高分子量 PTR が合成される。 この高分子量 PTRは、 従来の低分子量 PTRとは 異なる多く の優れた特性を有しており、 例えば、 フッ素系ォ ィルゃフッ素系グリ ースの粘度調節剂その他の用途に極めて 冇川であることを知見した。
木発 IJJJはこれらの新しい知 ϋに ϊ づき完成したものである。 すなわち、 木発明の一態様によれば、 次の式 ( I ) で ¾わ される繰返し取位よ りなる画有粘度が 0. 1 2 d / g〜 0. 60 dfi / g の跪 [/J内であるポリ イ ミ ドイルアミジンが提供される。
NH NH,
Rfo一 C C- ( I )
(ただし、 Rfoは、 数ず-均分子量が約 i X 10
3〜5 X 1 (Tの範 111 であって次式 ( VI - 1 )
又は
CF. CF.
-A -0- ■CFCF20- -CF ( VI - 2 )
P
で表わされる二官能性へキサフルォロプロ ピレンォキシ ドォ リ ゴマーの二価残基である。
Λは、 炭素数 2〜20のパーフルォロアルキ レン基、 又は、 炭 素数 4〜 25のパーフルォロエーテルの二価残基、 あるいはそ れらの g換休であ り、 Λ ' は炭素数 1〜 i 9のパ一フルォロアル キ レン基、 又は、 炭素数 3〜24のパ一フルォロエーテルの二 illli残^、 あるいはそれらの置換休である。
mおよび nは正の整数を表わし、 4≤ m + n≤ 300であり、 pは 4 〜300の整数である。 )。
なお、 式 ( 1 ) の各ユニッ トは同じか又は Iなっていても よい Q
又、 木^ l])Jの他の態様によれば、 次の式 ( 111 ) で表わされ る繰返し .位よ リ な リ、 固有粘度が 0. 15 (1β / g 〜0. 65 d£ / gの ポリ 卜 リ ァジンが撾供される。
[但し、 Rfoは、 数^均分子量が約丄 X 1 0
3〜5 X 1 (Tの範囲 であって次式
又は
CF. CF
■A O- -CFCF20- -CF ― ( Vl -2 )
P
で表わされる二官能性へキサフルォロプロ ピレンォキシ ドォ リ ゴマーの二価残基である。
Λは、 炭素数 2〜20のパーフルォロアルキレン基、 又は、 炭 素数 4 ~ 25のパーフル―ォ口エーテルの二価残基、 あるいはそ れらの匱換体であり、 A ' は炭素数 〜 1 9のパーフ ノレオ口アル キレン基、 又は、 炭素数 3〜 24のパーフルォロェ一テルの二 価残基、 あるいはそれらの置換体である。
inおよび nは正の整数を表わし、 4≤πι + ιι ^ 300であり、 pは 4 〜300の整数である。
Rは炭素数 1〜】5のパ—フルォロアルキル ¾、 又は、 炭素数 2〜 1 00のパ一フルォロェ一テフレ ¾ あるいはそれらの置換体
を表わす〕 。
なお、 式 ( 111 ) の各ユニッ トは同じか又は異なっていても よい。
更に本発明の他の態様によれば、
(a)式 ( 11 ) :
Rfo(CN), ( 11 ) (但し Rfoは下に定義されて'いる通りである)
で表わされる数 均分子量が 1 X 103〜5 X 104で少なく とも 95 モル%の二官能性純度を有するへキサフルォロプロ ピレンォ キシ ドオ リ ゴマージニ ト リノレ ( α )を該オリ ゴマージニ ト リノレ
( a ) のモル数に対して 5倍モル以上のアンモニアと反応さ せ、 . ·
(b)、 この反応生成物に対し、 式 ( II ) で表わされる数平 均分子量が 1 X 10° ~ 5 X 1 (Γで少なく とも 95モル%の二官能性 純度を有するへキサフルォロプロ ピレンォキシ ドオ リ ゴマー
( β ) を該オ リ ゴマージニ 卜 リル ( α )のモル数に対して 0.60 〜 0.99のモル比で反^させるこ とによ り な り、 その際該オリ ゴマージ二 ト リノレ ( ) 及び ( β ) は同じでも異なっていて もよい、 次の式 ( I ) で表わされる繰返し舉位よ り なるポリ イ ミ ドイルアミ ジンの製造方法が提供される。
ΝΗ
一 Rfo— C C- ( I )
、
(ただし、 Rfoは、 数平均分子量が約 Ι Χ 10π〜5Χ ΐ(Τの範囲 であって次式
又は
で表わされる二官能性へキサフルォロプロ ピレンォキシ ドォ リ ゴマ一の二価残 ¾である。
Λは、 炭素数 2〜 20のバ一フルォロアルキレン基、 又は、 炭 素数 4〜 25のパーフルォロエーテルの二価'残基、 あるいはそ れらの E換休であ り、 Λ ' は炭素数 1〜 i 9のパ一フルォロアル キレン基、 又は、 炭素数 3〜 24のパーフルォロェ一テルの二 価残^、 あるいはそれらの置換休である。
inおよび ίΐは正の整数を表わし、 4≤ in + II≤ 300であ り、 pは 4 〜300の整数である。 )。 ·
なお、 式 ( I ) ·の各ユニッ トは冏じか又は異なっていても よい。
以下に、 木 § UJJについて許;しく 説明する。
木 §明によるポリ イ ミ ドイルアミ ジンの製造方法に使川さ れる式 ( II ) で表わされるニ宫能性オ リ ゴマー 0 ( CN ) zは、 各種の方法で合成可能であるが、 迎常は、 a ' )二官能性重合 始剂を川いて合成された二官能性の II FP0オ リ ゴマーを原料 とする方法、 あるいは、 b ' )エステル ¾を含有する単官 fig性 m合開始剂を川いて合成されたエステル ¾と酸フルォライ ド 基〔又は一 CF2 0M基(Mはアルカ リ金屈原子を表わす)]を含有す る二宫能性の 11FP0オ リ ゴマーを原料とする方法が採用される。
即ち、 式( Π )で表わされるオリ ゴマージ二 卜 リル Rfo (CN) 2 は、 以下の合成例に示すように、 まず、 上記の a ' )法又は b ' )法で得られた二官能性の HFP0ォリ ゴマーの末端をァミ ド 化して、 Rfo(C0NHJ2を合成し、 次いで、 五酸化リ ン等を用 いて脱水することによ り合成される。 その合成例を式で表わせば次のようになる。
P20,
Rfo(GONII) Rfo(CN)
R ' 011
匪:
Rfo(C0zR ' )
(R ' :低級アルキル基) 以下に a ' )法および b ' )法について詳しく説明する。 a ' )二官能性熏合 f 始剂による nFPOォリ ゴマ一を原料とす る方法 二官能性の ΙΠ7ΡΟォリ ゴマ一は、 各種の二官能性重合開始剤 を川いた UFP0の重合によ り製造することができる。 例えば、 特公昭 53-5360号公報、 特關昭 47- 6994号公報、 特
\ 昭 57-175185号公報、 米国特許第 3, 250, 807号明細書に記載 されているように、 各種のフッ素系ジカルボン酸フルオラィ ドとフ ツイ匕セシウムのようなアル力 リ金属フッ化物との反応
生成物を重合開始剤と した方法で製造するこ とができる。
IIFP0M合開始剤の製造に使用されるフッ素系ジカルボン酸 フルオラィ ドは、 下記式'( IX ) :
(IX)
[但し、 zはパ一フルォロアルキレン基、 パ一フルォロエー テルの二価残基またはそれらの置換体、 あるいは結合を表わ す。 〕 で表わされる。
前記フッ素系ジカルボン酸フルオラィ ドの例と しては、 例 えば、
,
O O O 0 0 0
F一 G II— CF2一 CF2一 CF2.一 C II一 F, F― C ij一 CFつ一 CF 一 CF2一 CF 2一 C IIF , F JC!— C IIF
,
式 ( IX ) で表わされるジカルボン酸フルオラィ ドは、 例え ば、 フッ化セシウムと反応させた場合には、 下記式 ( X ) :
CsOCF2 -Z-C zOGs ( X) で示されるような IK合 ^始剤糚を形成し、 (X ) と I1FP0とが 反応することによ り、 下記式 (XI) :
CF, CF. CF.
B一 CF- -0一 CFつ一 CF- 0一 CF2一 Z— CF2一 0- -CF― CF-一 OH ~ CF ~~ B (XI)
0
11
(01し、 βは一 C- F又は、 一 CFzOGsを表わし、 m、 ιιは 111の整 数であり、 式 ( XI ) 屮の一 CFZ ZCF,-一は式 ( VJ1 _ i ) 中の一 Λ に m当する。 )
で表わされる二官能性 HFPOォリ ゴマ一が生成する。
式 ( XI ) で表わされるオリ ゴマーの末端は、 以下に示す 衡状態にあるので 0
— i— F + CsF 7 > — CF2。Cs
0 -
II
13は— C一 Fおよび一 CF2 OCsのいずれの場合も と り う る。
また、 ノ、 "一フルォロケ 卜 ンも下記のようにフ ッ化セシウム のようなアルカ リ金属フッ化物と反応して、 ( X ) 式と類似 の下式
CFOCs
[Rf, , Rl\はパーフノレオ口アルキル^を表わす。 〕のような アルコキサイ ド柳造を— t : HFPOの重合 始剤となるので、 パ一フルォロ ジケ 卜 ンゃパーフノレォ口樅造の酸フルオラィ ド 基とケ 卜 ン ¾を含有する物質とフ ッ化セシウムのよう なァル カ リ金属フッ化物との組合せも、 HFP0の二官能性 合開始剂 となる。 b エステル ¾を含有する琳官能性重合 ^始剤による ΠΡΡϋ オ リ ゴマーを原料とする方法 a ' )法に記載の 11FP0の重合方法と同様にして、 式 ( X X 11 ) に示されるようなエステル ¾含有酸フルオラィ ドとフ ッ
化セシウムのようなアルカ リ金属フッ化物との反応生成物を 重合開始剤と してエステル基と酸フルオラィ ド基 [又は 一 CFZ 0M基(Mはアル力 リ金属原子を表わす)〕を含有する二官 能性の HFP0ォリ ゴマ一が合成される。
R ' 02C-Z ' ( X X Π )
(R f は炭素数 1〜 i 0のアルキル ¾であり、 Z ' は式 ( IX ) 中の
Zと同じである。 ) -
( X X Π ) +CsF-→R ' 0,C— Z ' -CF2OCs ( X X III )
(XXIIェ) + HFPO > R O-C— Z '
(pは/!〜 300の間の整数でぁ り、 B ' は式( T )中の Bと同じであ り、 一 Z ' — CF2—は( VEI- 2)式中の Λ ' に相当する。 )
上記の式 ( X X 11 )—で表わされるエステル ¾含存酸フルォ ライ ドの例と しては、 例えば、 ¾下のようなものが挙げられ る。
0 0 0
R ' 02CCF2CFつ C IIF, R 02CCFつ C IIF, .02CCF一 CF2CFフ I " ,
CF.
R 02CCFOCF2CF2OCFCF ,
3 o= なお、 K ' の大きさ と しては特に制限は無いが、 通常は炭 素数 1〜 1 0のアルキル基が使川され、 特にメチル基、 ェチル 基やプロ ピル ¾等の低級アルキル基を含むものが合成や操作 が容易で好ま じい。
上記のように、 式 ( VII - 1 ) 中の Λおよび式 ( VII - 2 ) 中の Λ ' は、 二官能性 ΠΓΡ0ォ リ ゴマ一中の二宫能性重合開始剤残基を 表わし、 ノヽ。一フルォロアルキレン ¾、 パ一フルォロエーテル のニ侧残 ¾、 またはそれらの二価残 ¾のフッ素原子が 30 %以 内の範 mで水素原子、 臭素原子、 沃素原子等の不活性置換基 によ リー部匿 ·換された置換体である。
木 明においては、 Λがパ一フルォロアルキ レン ¾である 合には、 その炭素数は、 2〜20、 好ま しく は 2〜1 2、 更に好 ま し く は 2〜 8である。 また、 Λ ' 力り°一フフレオロアノレキ レン :である場合には、 その炭素数は 1〜1 9、 好ま し く は 2〜1 1、
¾に好ま しく は 2〜7である。 また、 Λがパーフルォロエーテ
ルの二価残^である場合には、 その炭素数は、 4〜25、 好ま しく は、 4〜15である。 Λ ' がパーフルォロエーテルの二価残 基である場合には、 その炭素数は 3〜24、 好ま しく は 3〜14で ある。 Λおよび Λ ' の炭素'数の上限は特にないが、 通常は、 Λ および Λ ' の合成、 精製のしゃすさ、 原料の入手の容易さ、 あるいは取扱いの容易さよ リ上記の範 fflのものが選ばれるの であって、 これらに限定されるものではない。 なお、 Λまた は Λ ' は、 エーテル櫛造が 10個以内の範 fflで複数個含まれて いるパ一フルォロポリエーテルの二 ^残 ¾でもよい。
式 (XI ) または式 ( X X IV ) で表わされる二官能性 HFP0ォ リ ゴマーの末端基は、 エステル^を経由 して、 あるいは、 経 ill しないで容易に二 卜 リル¾に変換される。
この末端官能 Sの変換は、 例えば、 特公昭 53 - 5360号公報 に記赖されているような方法で実施することができる。 すな わち、 まず、 両末端がエステル基であるオリ ゴマーは、 式
( XI )あるいは式 ( X X IV ) のオリ ゴマー末端とアルコールと の反応にょ リ形成することができる。
また、 二 ト リル ¾末端オ リ ゴマーは、 まず、 式 (XI )ある いは式 ( X X LV ) のオ リ ゴマー末端とアンモニアとの反応、 あるいは、 上記方法で得られた両末端がエステル基であるォ リ ゴマーとアンモニアとの反応によ りアミ ドを合成し、 引き 続いて、 五酸化リ ン等の脱水剤によるアミ ド基の脱水反応を 行なう ことによ り得-ることができる。
上記のように、 式 ( U ) Rfo(CN)zで表わされる HFP0オ リ,ゴ マ一ジニ 卜 リルは、 二官能性 NFP0ォリ ゴマ一よ リ誘導される が、 ΙΠ7Ρ0の重合による二官能性オ リ ゴマー合成の際には、 大 抵の場合は式 ( X m ) で表わされる単官能性オ リ ゴマーが副 生する。 B
[式巾、 Β ' は一 C— I7又は一 CF2 ϋΜ (Μはアルカ リ金属原子)、 β は正の整数〕。
木発明において Μで表わされるアルカ リ金属と しては、 リ チウム、 ナ ト リ ウム、 カ リ ウム、 セシウム、 ノレビジゥムを挙 げるこ とができ、 好ま し く は、 カ リ ウム、 セシウム、 ノレビジ ゥム、 ¾に好ま し く はセシゥムである。
木 % IDJの反応に使川される lU'o ( CN ) ,に、 上記の単官能性ォ リ ゴマ一から誘導される片方の末端のみが二 卜 リル基である 1}\宫能性オ リ ゴマーが混入していると、 そのオ リ ゴマー 反 応じた場合には、 ΡΙΛ形成の 0;合成長が停止して しまう。 従 つて、 R Γο (CN) z屮の iii 能性オ リ ゴマーの含量が多いと、 高 分子 1 の P 1 Λを }るこ とはできない。
それ故、 木発明に使川される Kro(CN), と しては、 Rfo(GN), と --官能性ォ リ ゴマーの合計モル数に対する 0 (CN) zのモル
数の割合、 すなわち R f 0 (CN) 2の二官能性純度が少なく とも 95 %のものが望ましい。
また、 特に高重合度の Ρ Ι Λを合成しょう とする場合には、 R fo (CN) 2の二官能性純度が少なく とも 98%のもの、 好ま しく は 99¾以上のもの、 更に好ま しく は 99 , 5%以上のものが使用さ れる
高純度 ΠΡΡ0ジ二 卜 リルの原料である高純度ニ官能性 HFP0ォ リ ゴマーを合成するために、 HFP0モノマーや反応に使用する 二官能性重合 1 始剂ゃエステル基を含有する単官能性重合開 始剂、 ならびに溶媒を、 特殊な方法によ リ極めて高度に精製 し、 厳密にコン トロールされた条件で 11FP0を重合することに よ り単官能性ォリ ゴマーの生成を抑制することも可能である
しかしながら、 この方法は製造コス トが高ぐなる し、 また、 この方法においては、 大抵の場合は、 どう しても、 少量の単 官能性オ リ ゴマーが副生する場合が多い。 従って、 高純度の 二官能性 HFP0オリ ゴマーの取得法と しては、 できるならば、 簡 に合成可能な若干の単官能性オリ ゴマーを含む粗ニ官能 性 11FP0ォ リ ゴマーから、 簡単な操作で高純度ォ リ ゴマ一を得 る方法が好ま しい。
そこで、 本発明者は、 節単な操作で単官能性オ リ ゴマーを 含む粗二官能性 II FP0ォ リ ゴマ—よ リ高純度二官能性 1IFP0ォ リ ゴマーを得る方法を見出すべく 鋭意検討した結果、 特定の構 造の粗二官能性 ΠΓΤ0ォ リ ゴマーを、 特定の条件下で蒸留する ことによ り、 驚くべきことに高純度のニ官能性 HFP0ォ リ ゴ " 一が容易に得られるこ と を見出した。
すなわち、 木 明者等は、 高純度二官能性へキサフルォロ プロ ピレンォキシ ドオ リ ゴマージニ 卜 リルを取得する次の方 法を見出 した。 その方法は、
( 1 ) 次式
Μ0 - Λ " - 0M
[式屮、 Λ " は、 炭素数 2〜 20のパ一フルォロアルキ レン基、 又は、 炭素数 4〜25のパ—フルォロエーテルの二価残基、 あ るいはそれらの置換体であ り、 Mはアルカ リ金属原子を示す〕 で表わされるニ官能性重合開始剂を川いてへキサフルォロプ ロ ピレンォキシ ドを重合させて、 数 Ψ.均分子量が 1, 000〜
15, 000の式
[但し、 Λ" は上に定義した通りであり、 m ' および n ' は 正の整数であり、 β ' は、
0
il
一 G— F¾または、 一 CF^OM基 (Mはアルカ リ金属原子) を表わ す。 〕で表わされるニ官能性へキサフルォロプロピレンォキ シドオリゴマーと、 式
F
(式屮、 B ' は上に定義した通りであり、 は正の整数) で表わされる数平均分子量が 500〜 i 5, 000である単官能性へ キサフルォロプロ ピレンォキシ ドオリ ゴマーとの混合物を得 ( 2 ) 該ニ官能性および単官能性へキサフルォ口プロピレ ンォキシ ドオリ ゴマーの末端基をエステル^、 又は、 ニ ド リ ル に変換し、
( 3 ) 得られた混合物を 80°〇~450°0の温度で減圧蒸留す ることによ り、 該混合物の 1重量%〜35重量%を初期留分と して除去することからな り、
その際、 工程 ( 2 ) において上記の二官能性及び単官能性へ
キサフルォロプロ ピレンォキシ ドオ リ ゴマーの末端 をエス テル に変換した場合には、 該エステル基は工程 ( 3 ) の前 又は工程 ( 3 ) の後に二 卜 リル Sに変換する。
この方法によ リ得られる高純度 I1FP0オリ ゴマージ二 卜 リル は、 上記のポリ イ ミ ドイルアミ ジン [但し、 式 ( I ) の R f 0 は式( VIII - 1 )によ り表わされる二価残 ¾である〕 の製造方法の 出 ¾物質と して有利に用いることができる。
式 (ス11 ) の二官能性 IIFP0オ リ ゴマーの合成法と、 その末端 変性法は、 式 (XI ) の二官能性 11FP0オ リ ゴマーの合成法とそ の末端変性法と'同じである。
上記の高純度二官能性 HFP0ォ リ ゴマージニ 卜 リルの取得方 法乃至精製方法は、 二官能性 1IFP0ォリ ゴマ一ジニ ト リルのみ ならず、 各種機能性髙分子材料の原料と して有川な比較的分 子傲の高い二官能性 ΙΠ'ΤΟォリ ゴマーの精製にも適用するこ と ができるものである。
上 fidの ii'i製力法に使川される二宫能性 11 FP0オ リ ゴマーの分 子 と しては、 45 (TC以下の温度で減圧下の条件で不純物と して混入している - 官能性 オリ ゴマーが蒸留除去できる ものならば、 特にそれ以上の制限はない。 しかしながら、 通 常は、 ニ窗能性 オ リ ゴマーの分子量は、 数 均分子 ffiと して、 1, 0 () 0〜 1 5, 000、 好ま し く は、 2, 000〜 1 2, 000、 更に好 ま しく は、 3 , 500〜1 0, 000の範[¾のものが本発明の精製方法 に使川される。
ニ宫能性 ΠΓ Οォリ ゴマーの分子量が低すぎる場合には、 そ れょ り誘導されるポリマーにおいて、 1IFP0ボリマー鎖の特性 を有効に^撖することはできないし、 また、 単宫能性ォリ ゴ マーとの完全分離が困難な場合が多い。
一方、 二官能性 ΠΙ 0オリ ゴマーの分子量が高すぎると、 副 生する 官能性 ォリ ゴマーの含量が顕著に増大し、 その 混合物からの高純度の二官能性 UFP0オリ ゴマーの取得が困難 となる。 また、 あま り分子!;が高すぎると、 蒸留に高温加熱 が必要となりポリマーが分解するので好ま しく ない。
この精製方法においては、 式 ( ) で表わされる二官能性 lll' Oオリ ゴマーおよびそれと同時に副生する式 ( X ΠΙ ) で表 わされる ^官能性 Νί' Οォリ ゴマ一は、 IT程- ( 2 ) において末 ' 端官能^をエステル または二 ト リル基に変換された後に、 ェ ¾ ( 3 ) において蒸 f??によ り分離される。 上記のポリイ ミ ドイルアミ ジンの製造方法の出 §物質" ¾ るためには、 ェ程 ( ) において上記の二官能性及び 官能性へキサフルォロ プロピレンォキシ ドオリ ゴマーの末端 をエステル ¾に変換 した場合には、 該エステル ¾は工程 ( 3 ) の前又は工程 ( 3 ) の後に二 卜 リル^に変換する。
木^ 1JIJの fiijlilエステル ¾への変換に使川されるアルコール の视 iと しては、 分子盘があま り大き く なく、 且つ、 生成し たエステルが蒸 ¾条件下で安定なものであれば、 特にそれ以 上の制限はない。 通常には、 メチルァノレコールやェチルアル
コールのような低級炭化水素系アルコールが使用されるが、 場合によっては、 よ リ分子量の大きな炭化水素系アルコール や、 含フッ素アルコールあるいは、 チオール等を使用するこ とも可能である。
上記精製法に使用される式 (》1 ) 及び式 (X III ) のそれぞ れ特 'の分子 の liFPOオ リ ゴマーの末端 ¾¾をエステルあるい は二小 リル基に変換しも二官能性 IIFP0ォリ ゴマーと副生成物 である ^官能性 IIFP0ォ リ ゴマ一とは、 驚く べきことに高い蒸 ^分離性を示し、 節 mな蒸留装置によ り、 二官能性 11FP0ォ リ ゴマ一を分解するこ となく 、 安足にかつ効率的に両者を分離 することができる。
この精製法に使川される蒸留装匿と じては、 オ リ ゴマーの 分子 £が比較的低い場合には、 通常の充填塔式あるいは棚段 式の蒸 ¾装 i も使川できるが、 一般的には、 単蒸留装置、 あるいは、 クーゲルロール式蒸留装 ϋやアーサ一式蒸留装匮 のよう な薄膜式蒸^装置 (あるいは、 分子蒸留装置) を使川 するのが有利である。 · .蒸 装匮や簿膜式蒸留装匱 (あるい は、 分子蒸留装蹬) は、 理論段数がほぼ 1 段の分離性能しか ないが、 このような装置で、 木^明の精製法に使用される二 官能性 IIFP0オリ ゴマーと、 それと極めて類似の特性が予想さ れた 1]1 'g能 li llFPOオ リ ゴマーとが効率的に分離される という こ とは、 全く 予期できない驚く べきこ とである。
蒸留は通常には減圧下で行なわれる。 減圧度は、 ォ リ ゴマ
—の分子量と蒸留温度によって左右されるが、 通常は、 400 nim[lg~ 10~τ 隨 Π gあるレ WllOOmmli g〜i0_s mmil gの範 ffl、 好ま しく は 30mnili g〜ίθ一' 画 II gの範園で実施される。 真空度は高 いほど蒸留温度が低くてすむので望ま しいが、 あま り高い真 空度は工業的に実施困難である。 また、 真空度が低すぎると 蒸留温度が高く な リ、 オリ ゴマ一の分解が起こるので望ま し く ない。
また、 蒸 i の際の加熱温度は、 オリ ゴマーの分子量と減 J王 度によ り左右されるが、 通常には、 80で〜 450°Cの範 fflが、 好ま しく は、 100 〜 400°Cの範 111が使用される。. 温度が高す ぎるとオリ ゴマーの分解が起こ り、 また、 温度が低すぎると オリ ゴマーを留出させることが困難とな-る。
- この精製方法においては、 粗 官能性オリ ゴマーを蒸留に かけると、 まず不純物である ^官能性オリ ゴマーを多量に含 んだ ¾出物が得られるので、 残留物と しては単官能性オリ ゴ マ一を殆ど含まない二官能性オリ ゴマ一が得られる。 残留物 である二官能性ォリ ゴマ一は、 さ らに蒸留によ り精製しても よいが、 そのままポリマー合成原料と して使用するこ ともで きる。
粗二宫能性オリ ゴマー中の二官能性オリ ゴマーと単官能性 オリ ゴマーとの合計モル数に対する二官能性オリ ゴマーのモ ソレパーセン トを に 「二官能性純度」 と定義すると、 二官能 性純度および数 ¥均分子 ¾丽11は、 ジャーチル · ォブ · マク
口モレキュラー · サイエンス一ケミ ス 卜 リ ー [Journal of Macromolecular Science- Chemistry)、 A8(3)、 499、 (1974) に記赖の方法に従って、 オリ ゴマーの' 3 F— NMRスぺク 卜ノレに よ り容易に算出するこ とができる。
なお、 以上の' 8 Γ"— N Rスぺク 卜ルによる二官能性純度と 丽 πの決定は、 ' ° I7— NMRスぺク トルの分解能が高いほど正確 に行なう こ とができる。
本 ^明においては、 EI本国日本霜子㈱製の高分解能核磁気 共鳴吸収測定装置 JNM- FX-600 (' 917測定周波 ¾187.736MHz)を 使用 したが、 この装置では、 充分な精度で二官能性純度や 丽 nを求める i とができる。
上記の精製方法における蒸留において ·、 単官能性オリ ゴマ —を除去するために必要な初期留分の量は、 粗二官能性ォ リ ゴマーのニ宫能性純度、 および二官能性オ リ ゴマーの要求純 度によって左右されるが、 迎常には、 粗二'官能性ォ リ ゴマ一 の £量%〜35重量%、 好ま しく は 3重量%〜35重量%、 更に 好ま しく は、 5 量%〜30ΙΪ量%、 特に好ま し く は、 51£量% 〜 25重 Μ %の跪 fflの を留出させるこ とによ り高純度の二官 能性 lll'TOォ リ ゴマ一を得るこ とができる。
上記の精製方法によ り得られる高純度ニ官能性オリ ゴマー の二宫能性純度は、 使川される粗二官能性ォ リ ゴマ一の二官 能 «·:純度、 および初期 li分の除去量に依存するが、 容易に 95 モル! ¾以上の二宫能性純度のものが得られる し、 また、 二官
能性純度が 98モル ¾以上、 あるいは 99モル%以上、 さらには 99. 5モル%以上のものを得ることも可能である。
上記のように、 このように高い二官能性純度を示す
R f 0 ( C N ) 2は、 高精度重合法や上記の蒸留精製による単官能性 オリ ゴマー除去法によ リ得ることができるが、 これらの
Rfo (CN) a中には、 微量の極性不純物が存在する場合がある。
極性不純物の例と しては、 例えば、 水、 無機酸、 無機塩、 カルボキシル基末端やカルボキシレ一 卜基末端を有するオリ ゴマ一、 アミ ド基末端を有するオリゴマー、 あるいは着色物 質等の極性物質が考えられるが、 これらの極性不純物は、 本
¾明の高分子量ポリ イ ミ ドイルアミ ジンの形成を妨げるので ^去するのが望ま しい。 '
このような極性不純物の除去方法と しては、 高精度重合法 によ リ得られた二官能性オリ ゴマー(エステル又は二 卜 リル) や、 上記の二官能性オリゴマーの蒸留精製における蒸留精製 前の粗二官能性オリ マー、 あるいは蒸留精製後のニ宫能性 オリ ゴマーを、 シリ カゲゾレ、 活性アルミナ、 シリ カァソレミナ、 活性 ή土、 モレキュラーシーブ、 ゼォライ トゃ活性炭のよう な極性物質に対する吸着剤で処理することが有効である。 こ の処理方法と しては、 種々の方法が採; Β可能であるが、 通常 には、 吸着剂を充^したカラムにオリ ゴマーの溶液を通過さ せるカラム処理法が便利である。 この際のォリ ゴマ一の溶媒 と しては、 各種の含フッ素溶媒が使川可能であるが、 例えば、
1, 1, 2- 卜 リ ク ロロ一 1,2, 2— ト リ フソレオ口エタ ンのよう なク ロロフルォロカーボン系溶媒 ; ノ、。一フルォ口へキサンやパー フルォロオク タ ンのようなパ一フルォロカーボン系溶媒 ; あ るいは、 21卜テ トラデカフルオロー 5— ( 卜 リ フルォロメチル) — 3,6—ジォキサノ ナンやパーフルオロー 2—ブチルテ 卜 ラヒ ドロフランのような含フ ッ素エーテル系溶媒、 あるいは、 Λ —フルォロ 卜 リ ブチルアミ ン等のパーフルォロアミ ン溶媒等 が使用される。 その中でも、 ク ロ口フルォロカ一ボン系溶媒 が価格が安く 入手可能である点で優れてお リ、 また、 パ一フ ルォロカーボン系溶媒、 パーフルォロアミ ン系溶媒および含 フッ素エーテル系溶媒は特に精製効果が大きい点で優れてい る。 '
木 明のポリ イ ミ ドイルアミ ジンの製造方法に使用される 式 ( L1 ) で表わされる IIFP0ォ リ ゴマージ二 卜 リル Rf 0 (CN) 2の 分子 JIUま 1 X i 0a〜5 X〗(Tである。
M常は数 :均分子盘と して 1, 000以上、 好ま し く は 1, 500以 上のものが使川され、 に好ま しく は 2, 000以上のものが使 川される。 また、 さ らに、 二官能性純度が高いものであるな らば、 数平均分子量 3,500以上の1 0( ^2 を使用するのが、 特に好ま しい。 Kfo (CN) 2の数 均分子量が i, 000以下の場合 には、 理山は I刃らかではないが、 高分子量の ΡΙΛを得るこ と が困難である。
また、 木^ l])Jの方法に使用される Rf 0 (CN) 2の分子量の上限
は特になく、 種々の分子量のものが使用可能である。 ただし、. あま リ分子量が高く な りすぎると、 高いニ官能性純度の
Rfo(CN)2を合成、 精製することが困難となる。 従って、 通常 には、 高純度 Rfo(CN)2の取得の容易さから、 数平均分子量が 5 Χ 1(Γ以下のものが、 好ま しく は 3 Χ 1(Τ以下のものが、 更に 好ま しく はし 5 X 1 (Τ以下、 特に好ましく は 1.2 X 104以下のも のが使; 1〗される。
従って、 式 ( I ) および式 ( Π ) 中における ra + nの値は、 Λの大きさにもよるが、 通常は、 Rf 0 (CN) 2の分子量に対応し て、 4〜300であり、 好ま しく は 4~200であり、 更に好ましく は!〜 100、 特に好ま しくは 4 ~70である。
本発明による ΡΙΛの合成は、 数 均分子量が 1 X 103〜5 X 1(Γ、 二官能性純度が少なく とも 95モル%の1^0(じ1^)2を出発原' 料と して、 以下の(a)、 (b)の操作によ り実施される。
(a)、 Kfo(CN)2とアンモニアの反^:
まず、 Rfo(CN)zを、 Rfo(CN)zのモル数に対して 5倍モル以 上のアンモニアと反;芯させて、 末端の二 卜 リル基がァミ ジン 基に転化されたオリ ゴマーを主成分とする反応生成物を る。
この際には、 生成物の' 3 F—匪 Rスぺク 卜ルによると、 アミ ジン基以外の' ίΤ fig ¾も少量生成していることが示され†こが、 この生成物は、 そのまま次のェ程(b)での ΚΓο (GN) ζとの反応 に使川することがでぎる。 二 卜 リル基からアミ ジン基への i| ィ匕は、 赤外線吸収スぺク 卜ル法によ リ容易に検知することが
できる。 すなわち、 Rfo(CN)2の二 卜 リル基は 2, 260cm一' に特 性吸収を示し、 アミ ジン基は 1695 cm一' に特性吸収を示すので、 それらのピーク強度の変化によ リ容易に反応の進行の程度を 知ることができる。 工程(a)では二 卜 リル基が検知されなく なるまで反応させる。
反応温度と しては、 通常は、 一 80°C〜70°Cの範囲が使用さ れるが、 望ま しく は、 一50°C〜5(TCの範囲が使用される。 反 応温度が低すぎると、 実質的な反応速度が得られなく なる し、 まも、 反 ;温度が高すぎる と、 アンモニアの蒸気圧が高く な リ、 反応操作が困難になる。
反応時問と しては、 通常は i 分〜 100時間の範囲が採川さ れるが、 それ以上時問をかけてもかまわ'ない。
Rfo(CN)2 とアンモニアの反応は、 Rfo(CN)2のモル数に対し て 5倍モル以上のアンモニアを使川 して行なわれ、 できれば 10倍モル以上の大過剰のモル数のアンモニアを使用 して行な うのが好ま しい。
R Γο (CN),.に対して 5倍モルよ り少ない量のアンモニアを使 川 した場合には、 アミ ジン形成反応の収率が低く なるので好 ま しく ない。
I oiCN), とアンモニアの反応は、 各種雰囲気下で行なう こ とができる。 例えば Rfo (CN) 2 と液化アンモニアを反応させて もよい し、 Rfo (CN), とガス状アンモニアを反;芯させてもよい。 ただし、 ガス状アンモニアを使川する場合には、 アンモニア
分圧はできるだけ高い方が好ましく、 例えば、 加圧系で反応 させるのが望まレぃ。
また、 Rfo (CN) 2と溶媒中に溶存するアンモニアを反応させ る方法も本^叨に適している。 この場合に使用される溶媒と しては、 アンモニアや生成したアミジンに対して不活性なも のであれば、 特にそれ以上の制限はないが、 できれば、
Rfo(CN)zやアンモニアの溶解度の高いものの方が反 操作が 容易であり好ま しい。
本発 に使川される溶媒の例と しては、 例えば、 ジェチル エーテルゃテ 卜ラヒ ドロフランのようなエーテル系溶媒;シ ク ロへキサン、 オク タ ン、 トルエンのような炭化水素系溶媒; ジク ロルェ-タ ンゃジクロルメ タ ンのよう'な塩素系溶媒;ある いはフッ素原子を含有する _フッ素系溶媒等が挙げられるが、 フ ッ素系溶媒あるいは、 フッ素系溶媒を含む混合溶媒がァン モニァや Rfo (CN) 2の溶解度が高く、 特に適している。
木反応に使川されるフッ素系溶媒の例としては、 例えば、 1, 1,2- 卜 リ ク ロロ- 1,2, 2-卜 リ フルォロエタ ン(以後 F- 113と 略記する)のようなク ロ口フルォロカ一ボン系溶媒;パーフル ォ口へキサンやパーフノレオロォク タ ンのようなパーフゾレオ口 カーボン系溶媒;パーフルオロー 2-プチルテ 卜ラヒ ドロフラ ンゃ 21卜テ 卜ラデカフルォ口- 5— ( 卜 リ フルォロメチル) - 3,6- ジォキサノ ナンのような含フッ素ェ一テル系溶媒 ; あるいは パ一フルォロ 卜 リブチルアミ ン等のパーフルォロアミ ン系溶
媒等が拳げられる。
Rfo(CN),とアンモニアとの反応を実施する際には、 反応温 度がアンモニアの沸点である一 33 °C以下である場合には、 特 に加庄容器は必耍ではないが、 一 33°C以上では加圧容器を使 川するのが望ま しい。 なお、 一 33"C以上でもフッ素系溶媒を 使川する場合には、 必ずしも加圧容器を使用 しなく てもよい が、 この場合でも加圧容器中で髙アンモニア濃度下で反^を 行なうのが望ま しい。
(b)、 (a)での反応生成物と Rfo(CN), との反応:
木 lj)J者は、 (a)での生成物と Rfo (CN) 2 との反応によ り高 分子量 P を得るべく反応条件を許;細に検討したと ころ、 (a) での反応生成物を、 (a)で使川 した Rfo(CT)2に対して 0.60〜 0.99の範 121よ リ選ばれるモル比で、 Iif 0 (CN) zと反応させるこ とによ り、 比蛟的低分子量から高分子量までの ΡΙΛが再現性 よ く 生成すること を見出した。 この際、 工程(a)で用いる Rfo(CN)2 を Rfo(CN), ( α)、 工程(b)で川いる Rfo(CN)2 を
Rro(CN)z ( ^ )とすると、 Rfo(CN)2 ( «: )及び Rfo(CN)a ( /3 )は同 じでも異なっていてもよい。
前述のように、 (a)での反応生成物には、 ア ミ ジン基以外 の副反応生成物が含まれているが、 それにもかかわらず、 こ のよう なモル比での反応によ リ高分子!: ΠΛが生成するこ と は、 全く 予期できなかったこ とである。 これは、 上記したよ う に、 特定の分子量の、 特定の純度の Rro(CN)2 を特定の条件
下でアンモニアと反応させて得られた生成物を、 特定のモル 比で Rfo(CN)2と反応させることによ り初めて達成されたもの である。
すなわち、 本発明は、 Rfo(CN)2の精製技術、 Rfo(CN)2の正 確な分析、 および詳細な反応条件の検討によ り初めて可能に なったものと言える。
なお、 従来の ΡΙΛの合成法の場合には、 反応に使用される R Γο (GN) 2のニ官能性体の割合についての配慮が全く なされて いないし、 またアンモニア処理された Rfo(CN)2と Rfo(CN)2と の最適モル比についても全く考慮されていなかったのである。
木 ^ljljの P 形成反^は、 溶媒存在下でも、 溶媒不在下で も、 いずれの場合でも実施し得る。 '
この反応に使川される溶媒は、 Rfo(CN)zとァン'.モニァとの 反応生成物および RJTo (CN) , を溶解しう る不活性溶媒であれば、 特にそれ以外の制限はない。
その例と しては、 例えば、 1, 1, 2-卜 リ ク ロロ- 1, 2, 2-卜 リ フルォロエタ ンのようなク ロロフルォロカーボン系溶媒;ノ ーフソレオ口へキサンやパ一フノレォロォクタ ンのようなパ一フ ソレオ口カーボン系溶媒;ノ 一フゾレオ口- 2-ブチソレテ トラヒ ドロ フランゃ 21卜テ トラデカンフルォ口- 5- (卜 リフノレオロメチル)
-3, 6-ジォキサノ ナンのような含フッ素エーテル系溶媒;ある いはパーフルォロ 卜 リ ブチルアミ ン等のパ一フルォロアミ ン 系溶媒等のフ ッ素系溶媒が挙げられる。
工程(b)の ΡΙΛ形成反応の反応温度は、 通常は、 — 80°C〜90 °Cの範囲が使用されるが、 望ま しく は— 50°C〜70°Cの範 121が 使用される。 反応温度が低すぎると、 実質的な反応速度が得 られなく なる し、 また、 反応温度が高すぎるとアミ ジン基の 分解が起こった り、 卜 リ アジン環形成反応が併発した りする ので、 好ま しく ない。
工程( b )での P I Λ形成反 j¾進行の程度は、 反応生成物の赤外 - 線吸収スぺク トルの測足、 あるいは、 粘度測足によ り知るこ とができる。
すなわち、 赤外線吸収スぺク 卜ル法では、 イ ミ ドイルア ミ ジン基の特性吸収が 1, 600 cm一' および 1, 660 cm一' にあるので、 それらのピーク強度と、 2, 260 cm一'の二 卜 リル に帰厲され る ピークの強度、 あるいは 1, 695 cm一'のアミ ジン基に帰属さ れるピークの強度との比によ り重合の程度を知るこ とができ る。 ― 工程(b)での Ρ1Λ形成反^においては、 一般に、 1 分〜 100 時 liijの範 131の反応時 1 で 的の高分子遣休を ^ることができ るが、 それ以上時 h'ijをかけてもかまわない。
また、 反応生成物の粘度によ り重合の程度を知るこ ともで きる。 ί?. W. ロ ッセノレ等は、 ジャーナル ' ォブ ' ポリマー · サ ィエンス;ポリマー · レタ 一ズ ' エディ ショ ン、 丄 8、 135 ( 1980)やイ ンダス ト リ アル ' エンジニア リ ング ケ ミ ス ト リ 一;プロダク ト · リサーチ · デブロープメ ン 卜、 20、 D694
(1981)および米国特許第 4, 242,498号明細誊に ΡΙΛの粘度と該 ΡΙΛよ り誘導されたポリ 卜 リ アジンのゲルパーミエーシヨン ク ロマ トグラフィ ーによる 量^均分子量の間に直線関係が あることを報告している。 これらのロッセルの報告によると F- 113中、 30°Cで測定した Ρ1Λの固有粘度の最高値 0.095 c½/g は、 ト リ フルォロ酢酸無水物によ りポリ 卜 リ アジンに変換し た-ものの重量 均分子量 2.8 X 1 (Γに相当するとされている。
なお、 この ΡΙΛの固有粘度および重量平均分子量は、 本発 明者の知る限リでは、 これまで文献や特許に報告されている ものの最高の値である。
本発明による Λの製造方法において、 アンモニアとの反 応に使用 した Rfo(CN)zのモル数を M, と じ、 その反応生成物と 反応させる Rfo(CN)2のモル数を とすると、 生成する Ρ1Λの 分子量は、 /M,比に大きく左右される。 すなわち、 本発明 の方法にぉぃては、 《2/^!,の比を0.60〜0.99、 好ま しく は
0.70〜0.98、 更に好ま—しく は 0.75〜0.96の範 ffl内で選択する ことによ り、 巾、 30°Gで測定した固有粘度が、 従来知 られている 0.02<½ / g以上、 あるいは 0.05(1β/ gの ΡΙΛはもち ろんのこと、 従来得られていなかった固有粘度が 0.10 cK / g 〜(K30c½/ g、 あるいは 0.12(1 / g〜0.40d / gの ΡΙΛも容易に 得ることができる。
また、 分子量が特に高く なると 30°Cでは F-113中に溶解し にく く なるが、 ノ 一フルォ口へキサンゃパ一フルォロォク タ
ンあるいは F-113中で、 35 Cあるいは 40°Cで測定した固有粘 度が 0.30 / g〜0.60d£/ g を示す ΡΙΛも得られる し、 21卜テ 卜 ラデカフノレォ口- 5- ( ト リ フルォロメチル) -3,6-ジォキサノ ナ ン屮、 50 Cで測定した固有粘度が 0,40dfi/ g〜0.60d£/ g、 あ るいはそれ以上を示すような超高分子量 ΡΙΛも得られる
本発明の方法によ り得られる ΠΡΡ0系 ΡΙΛは、 その分子量に よ り、 以下のような外観を呈する。
すなわち、 固有粘度が 0.02 dfi/ g〜0. lO dfi/ gの筛囲の ΡΙΛ は、 流動性の粘性ポリマー状である。 また、 固有粘度が O. iO g〜0. 15 ½/ gの範圖の ΡΙΛ、 特に 0· 12dg/ g〜0. 15 d / g の範 fflの ΡΙΛは、 ワッ クス状の物質であり、 (K 15 c^/ g〜0.25 dH / gの範 111の 1ΜΛは、 若干の弾性を示す半固体状物質であ リ、 また、 0.25(15/ g以上の ΡΙΛは弾性画体状の外観を呈する。
なお、 固有粘度が O. OS dS/ gの ΡΙΛは、 粘度 均分子量 と しては 3。 5 X i(Tのものに相当 し、 0. lOclg/ gの ΡΙΛは が 1 X 10sのものに相当 し、 0.15 c½ / gの Π Λは!^が 2 X 10sのもの に相当 し、 0.30 d£/ gの ΡΙΛは が約 8 X Γ0Βのものに相当 じ、 0.50 dfi/ gめ ΡΙΛは Ϋが約 2 X 1(Γのものに相当 し、 また、.0.60 Μ / gの Ι Λは が約 2.6 X 10εのものに相当する。
これまでに報告されている UFP0系 Λで最高の分子量のも のは、 前述のように; 固有粘度が 0.095 dfi / gの流動性の粘性 ポリマ一であるので、 木 §明の方法によって得られた固有粘 度が 0. lO c!0/ g以上、 特に 0. 12 clC/ g以上のワッ クスや、 - T- の弾性.を示す半固体状、 さらには、 弹性固休状の高分子量 P1 Λは、 木発 IjlJの方法によ リ初めて合成された新規な高分子跫 のパ一フルォロポリェ一テル材料である。
後述のように、 木発 l]Jjの ΡΙ Λ合成反応においては、 Ι Λの分 子盘は、 Rfo(CN)2の分子逛及び純度、 Rfc^CN とアンモニア
の反応条件および M2 /M,の比によって決定される。 特に、 M2 / M,の比を変化させるだけで、 広範な分子量範 ifflの中の所望の 分子量の P が、 現性よ く製造されるが、 この特徴は、 ェ 業的に極めて重要な意義を有する。
—方、 従来の ΠΡ 0系 ΠΛの製造法は、 β'述のように、 アン モニァガスと Rf 0 (CN) 2 との反芯法あるいは逐次分子量增大法 のいずれに しても、 高分子量 ΡΙΛが得られないというお'けで なく 、 Ρί現性が悪かつた り、 操作が繁雑だった り して経济的 に有利な Ρ I Λ製造法とは言えない。
したがって、 木^明の UFP0系 Λ合成法は、 単に従来得ら れていなかった高分子 の Ρ】 Λを製造する方法 して有川で あるばかリでなく 、' 各秫の所望の分子量の P1 Λを節単な操作 で W現性よ く製造する方法と して工業的に極めて重要な技術 である。
以上のように して得られる木 IjlJの新规な高分子量 P I Λは、 従来の比較的低分子 P 1Λの場合と全く 同様に して、 各種ァ シル化剂との反応によ り、 式 ( m ) で表わされる繰返し Γ|ί位 よ り なる高分子凰ポリ 卜 リ アジンに変換するこ とができる。 木 明の方法で使川されるァシル化剤と しては、 パ一フル ォロアルキル基 1? f, ゃパ一フルォロェ一テル基 Ι?Γο, を連結し た 卜 リ アジン環を形成するものが举げられ、 例えば、 1 , C0F あるいは Rfo, C0Fのような酸フルオラィ ド、 Kr,C0Ciあるいは ΚΓο,じ 0(;1のよう な酸ク ロライ ド、 又は、 (K「, C0)20あるいは
(Kfo. CO Oのような酸無水物、 さ らには、 パ一フルォロ環状 酸無水物等が挙げられるが、 これらの種類に限定されるもの ではない。 "
ここで、 Rf,は炭素数 1〜15、 好ま しく は l〜iし 更に好ま しくは 1〜7の範匪のパーフルォロアルキル基を表わし、 Rfo, は炭素数 2〜100、 好ま しく は 2〜40、 更に好ま しく は 2〜20の 範 121のパーフノレオ口エーテル基を表わす。 ここでパ一フルォ 口エーテル基はパーフルォロポリエーテル基も包含する。 こ の および ! o,は、 式 (瓜) 中の Rに対応する。 なお、 R、 あるいは Rf, および Rfo,のフッ素原子が 30%以内の範 EHで水素 原子や塩素原子、 臭素原子、 ヨウ索原子、 二 卜 リル基あるい はエステル^等の 卜 リ アジン環形成反応条件下で不活性な隠 換 Sで一部置換されていてもよ—いし、- 又、 フッ素系環状酸無 . 水物をァシル化剤と して使川 した場合には、 カルボキシル基 を含有する Rが形成される。
即ち、 木発 mの ¾に—他の態様によれば、 式 ( U1 ) で表わさ れる殺返し fli位よ りなる、 固有粘度が 0.15(1β/ g〜0.65(½/ g の範園内であるポリ 卜 リ アジンの製造方法が提供される。 こ の製造方法は、 式 ( I ) で表わされる繰返し跟位よ りなる、 \ϋ\ 粘度が 0.12 de/ g〜0.60 d£/ gの 121内であるポリイ ミ ド ィルァミ ジンを匱換¾1;を含むか又は置換基 Rを形成すること のできるァシル化剂 [1Uま式 (111) の Rと同じである〕 と反応 させることよ りなる。
木 明の方法に使川されるァシル化剤の具体例と しては、 例えば、
CF^COF, CF
3COC£, (CF
3CO) CF
3CFつ COF, CF
3CF
2COCA, (CF
3CF
2CO)
20, CF^— -CF
2H COCA (a=2-14) ,
H—-CF2-)-^-COC£ , H— f-CF2-†^-COC£, (CF3CF2CO) 2〇, [CF3--CF H-g-C0] 20, (Ci\CF2CF2CO)つ 0,
) ,
ICF2CF20+CF2~)~^~OCFCF3COF
F.
E O CCF CF CF COF , MeO CCF 2CF OCFCOF
CF. CF.
NCCFCF2OCFCOF,
等が挙げられるが、 これらに限定されるものではない。
これらのァシル化剤による P 1 Λからポリ 卜 リ アジンへの変
換は、 従来の低分子量 1 Λからポリ ト リァジンへの変換と同 様の条件で実施することができる。 例えば、 ジャーナル ' ォ プ ♦ ポリマ ~ ' サイエンス ; ポリマ一 · レターズ ♦ エディ シ ヨ ン、 ϋ、 ρ467 (1982) , 米国特許第 4, 242, 498号明細書、 あ るいはジャーナル ' ォブ 。 ポリマー ' サイエンス ; ポリマー ' レターズ ' エディ ショ ン、 、 l35 (1980)に示されているよ うに、 フッ素系溶媒中で ΡΙΛとァシル化剤を反応させること によ り容易にポリ 卜 リ アジンが得られる し、 また、 該反応を 溶媒不在下で実施することもできる。
用いるァシル化剤は、 ポリイ ミ ドイルアミ ジンのイ ミ ドィ ルアミ ジン基のモル数に対して少なく とも 2倍モル、 好ま し く は 4倍モル以上の量が川いられる。 上限は特に限定されな いが、 経济性及び操作の容易さから、 一般には約 100倍モル' までである。
このようにして得-られた 系のボリ 卜 リ アジンは、 赤外 線吸収スぺク 卜ルにおいて 1550 cm一' に鋭い特性吸収パン ドを 示す。
該ポリ 卜 リ アジンの固 ί粘度は、 原料と して使 した ΡΙΛ やァシル化剂の種類によって左右されるが、 0.02 dfi / g〜 0.12(1β/ gの比較的低分子量のものから、 0. i2d£/ g ~0.65c½ / g、 あるいは 0.15 dg/ g〜0.65(1β/ g又はそれ以上の高分子 量のものまで犸ることができる。 ポリ 卜 リ アジンの固有粘度 の測定は、 Ρ1Λの場合と同様の条件下で行なわれる。
また、 PTRの固有粘度と粘度平均分子量の関係は、 Rfo, あ るいは RI\の分子量が 1,000以下の場合には、 前述の ΡΙΛの固 有粘度と粘度 - 均分子量の関係とほぼ同じである。
なお、 ここでいう Ρ1.Λおよび PTRの固有粘度は、 特にこ とわ りがないかぎリ、 0.20よ り低いものは、 F-U 3中 30°Cで測定 した ίΐΐίを示し、 0.20以上のものは、 パーフルォ口へキサン中
40 "Cで測足した値を示す。
なお、 Ρ および PTRの固有粘度は、 キャノ ン · ウベローデ 粘度計ゃォス 卜 ヮル ド粘度計を川いて測定する事ができる。
木究 l])Jの方法によって得られる式 ( I ) で表わされる繰返 し Γ 位よ り なる p 1 Λの末端基を X及び γとすると の全休 m造 は式 ( X IV ) で表わされる。' '
[但し、 Kfoは式 ( I ) 巾の Rfoと同じ。 X、 Yは末端 を表 わし、 π ' は iliの整数を表わす。 〕
末端 ¾X、 Yの構造は、 主に、 ΠΛ合成条件や Ri:o(CN)2の二 'FT 性純度等によって左おされる。
Rfo(CN)2の純度が高く 、 又、 ΡΙΛ合成が完全に乾燥条件下 で行なわれるならば、 X、 Yは主に二 卜 リル ¾ (— CN)又はア ミ
Z Nil
ジン基 (一 )になると考えられる。 X、 Yが二 ト リル基
NI あるいはアミ ジン基のいずれになるか、 又は、 両者の混合物 になるかどうかは、 ΡΙΛの合成条件によって左おされる。 例 えば、 本発明の ΡΙΛ合成法におけるェ程(a)や工程(b)におけ る反応条件や反応組成にょ リ X、 Yの構造が支配される。 一般 に、 工程(b)において、 最も高分子量の ΡΙΛを形成する反応組 成の 合よ り も Kfo(CN)zの使川量が多いと二 卜 リル¾末端樅 造が多く なリ、 Kfo (( N) 2の使用量が少なく なるとアミ ジン基 末端樅造が多く なる。 又、 Rfc CN),.屮に式 (X V ) で表わされるような跟宫 fig性 オリ ゴマーが混入している場合には、 '
(πι ' は正の整数を表わす。 )
X、 Υのすベて、 又は一部は、 式 ( X VI ) で表わされる末端樅 造となるものと考えられる。
(m ' は式 (X V ) 中の m ' と同じである。 ) 又、 さ らに、 ΡΙΛ合成条件下に、 アミ ド基、 カルボキシル
基、 カルボキシレー 卜基等の極性末端基を含む 1IFP0ォ リ ゴマ 一や、 水、 無機酸等の低分子極性物質が存在している場合に は、 このような極性末端 ¾含有オ リ ゴマーや低分子極性物質 と ΡΙΛの二 卜 リル末端基やアミ ジン末端基との反応によ リ、 P I Λの重合成長に対して不活性な極性基末端樅造が形成され るものと思われる。
なお、 上記したような Λとァシル化剤との反応によ り形 成される ΠΊ?の末端構造と しては、 ①ニ ト リル 末端樅造、 ②アミ ジン末端基とァシル化剤の反応、 あるいはア ミ ジン末 端 ^とァシル化剂ょ り生成する酸性物質との反応による極性 末端構造、 ③式 ( X VII ) で表わされる末端構造、 ( X W) '
'〔但し、 m ' は式 ( X V ) 中の m ' と同じであ り、 Rは式( IH ) 屮の Kと同じである。 〕、
あるいは、 ④極性不純物に起因する極性 J¾末端樅造等が挙げ られる。
および PTRの合成を高純度の Rfo(CN),を使川 し、 乾燥条 件下で実施すれば、 生成した l'K中の上記③ゃ④の末端樅造 のノ丄成は抑制するこ とができる。 しかしながら、 本 ^叨の Ι Λ及び 'R合成法に従えば、 PTIUこおける①及び/又は②の末 端樅造の生成は不可避である。
本発明の PTRは、 一般に高い 安定性を示し、 空気中でも 300で付近く らいまではほとんど分解が認められないものが 多い し、 不活性ガス雰匪気下では 350 °Cまで安定なものが多 い。 しかしながら、 空気中で 3i(TC以上では、 若干の重量減 少が認められ PTRの一部が分解しているものと思われる。 こ のような PTRの熱分解の原因と しては、 上記①ゃ②の末端構 造の熱安定性が不充分なために、 そこから熱分解が進行する ことが考えられ、 末端を安定な構造に転換する方法につき研 究を進めた。
その結果、 反応(Λ)及び/又は反応(B)を利川することによ り、 Ρ'Πίの末端櫛造が安定化され、 耐熱性が向上することが 知見された。 ' - 反応 (Α) - 、
式 (X IV) において X及び Υが CNである ΡΙΛ ( X IV- 1) を原 料とする場合:
次の反応によ り、 二 卜 リノレ両末端をイ ミ ドイルアミ ジン^ と し、 その後ァシル化剂と反応させて安 ィ匕 ΓΠ?を得る。
は IV— 1 ) ( XIX- 2 )
ァシル化剤
( XI )
〔式 ( X XI ) における Kは、 式 ( ΙΠ ) における Rと同じであ る。 〕
±記の反応に川いる式( X - 2)のア ミ ジン化合物は次の反 応によ り容易に得るこ とができる
NIL Nil
R1 - CN -> ?1 - C
Nil,
( X IX - 1 ) ( K IX -2)
(( X IX- 1)および( X IX- 2)における R1は式( ΠΙ ) と同じだ が二 ト リル ¾、 エステル基:、 カルボキシル ¾による置換体は 除く。 ) 上記の反応の出発物質である二 卜 リル基両末端のポリ イ ミ ドイルアミ ジン (X IV- 1)は、 ΡΙΛ合成の工程(b)において R Γο (CN) 2の使川 . fiを多く するこ とによ り得られる。 反応(Λ)において川いる式( X 1X-2)のア ミ ジン化合物の ift は、 式( X IV-1)のポリ イ ミ ドイルアミ ジンのモル数に対して 少なく とも 2倍モル、 好ま し く は/!倍モゾレ以上の遗が用レゝられ る。 上限は特に限定されないが、 終济性及び操作の容易さか
ら、 一般には約 100倍 ¾ルまでである。
ァシル化剤の量は前述した通りである。
反応(B)
式 ( IV) において X及び Yがアミジン基の Ρ1Λ ( X1V-2) を原料とする場合:
次の反応によ り、 アミ ジン両末端をイ ミ ドイルアミ ジン基 と し、 その後ァシル化剂と反/芯させて安定化 PTRを得る。
( 1V-2) ( X IX-1)
( )
ァシル化剤 (XXI) ' ■
上記 ( XIV-2) の ΡΊΛ( i )は、 ΡΙΛ合成工程(b)において、 Rfo (CN) 2の使川量を少なくすることによって得られる し、 あ るいは式 ( XIV) において X及び Yが二 卜 リル基で式 (X IV-1) の PIA(iL)か X及び Yが 4れぞれ二 卜 リル基及びアミ ジン基で ある PI Λ ( )又はそれらの混合物( j'ii )をアンモニア処理して も得られる。 ' 反応(B)において川いる式( X IX- 1 )の二 卜 リル化合物の量 は、 式(X IV- 2)のポリ イ ミ ドィルァミ ジンのモル数に対して 少なく とも 2倍モル、 好ま しく は 4倍モル以上の盘が川いられ る。 上限は特に限定されないが、 経济性及び操作の容易さか ら、 一般には約 100倍モルまでである。
ァシル化剤の量は前述した通りである。
上記の反応(Λ)、 又は、 反応(B)を用いる方法によ リ得られ る末端安定化 ΡΤΙΪ ( XXI) は、 Rおよび R ' が極性基を含まな い場合には、 不活性ガス雰 ffl気下では、 370°C付近までほと んど分解は認められず、 又、 空気中でも 340 C付近までほと んど分解は認められなかった。
又、 反応(Λ)や反応(B)を用いる方法以外に、 式 ( XXI) の よう な末端安定化 PTRを合成する方法と しては、 ΡΙΛ合成原料 と して R Γο (CN) ,に少 ςの式 ( X V ) のような ¾官能性ォ リ ゴ マ一や、 少遣の式 ( X -Ι) のよう な単官能性二 卜 リル化合 物が混合したものを使川 して、 稍極的に不活性末端 〔例えば 式( X VI ) のようなもの〕 を形成させ、 さ らに不活性末端を 有する [例えば式 ( XXI—) のよう なもの〕 に転換する方 法も有効である。
又、 二 卜 リル^末端の Π Λ ( X. IX - 1 ) から ( X XI ) への
'1¾換による末端安足化法と I j様の方法で、 二 卜 リル基末端の PT よ り末端安 ¾化 Ρ'Π;へ ;換するこ と も可能である。
なお、 式 (XXI) で表わされる末端安定化 ΠΊの粘度は、 末端基 R1の分子量が特に大きい場合以外は、 末端が安定化さ れていなレ、 Π'Κの粘度と大楚はなく 、 迎常は 0.02 dg/ g〜0.65 dP, / g、 好ま しく は、 0.05 (1β / g〜 0.65 d.e I g、 特に好ま しく は、 0. i 5 (1 g〜 0.65 dfi / g の ΙίίΙのものが使川される。
木 ^明 ti等は、 1, 1 Λ及び ΡΪΚの新しい秫々の用途について知
見したが、 以下それについて説明する。
即ち、 固有粘度が 0.02〜0.25dfi/ gの PTRは、 高温用及び/ 又は高真空川潤滑剤と して、 固有粘度が 0.05~0.65(½/ gの PTRはパーフソレオ口ポリエーテル等のフッ素系オイルあるい はフッ素系グリ ースの粘度調節剤と して有用である。 また、 画有粘度が 0.02〜0.65dK/ gの PTKおよび固有粘度が 0.02〜 0.60dfi/ gの ΡΙΛは、 磁気記録材料用潤滑剤と して有用であ リ、 固有粘度が0.05〜0.25 / gの Ρ'ΠΪは トルク伝達汕と して有用 であり、 さ らに固有粘度が 0.02〜0.60dfi/ gの ΡΙΛは金属およ びセラミ ックス材料の表而処理剤と して有用である。
以下、 それぞれの川途について詳しく 説明する。
(用途一 1 ) 高温及び Z又は高真空用潤滑剤
従来、 実川'化されている KryLox (米国、 デュポン社製) 、 Fomblin (伊国、 Monし efiuos社製)、 あるレヽは Demnum (曰本 国、 ダイキン社製)のような各種のパーフルォロポリエ一テ ルは、 数 均分子量が最高のものでも 8, 000〜 13, 000付近で あり、 それ以上の高分子堡体を工業的に有利に製造すること は困難である。
これらのパ一フルォロポリエーテルは、 分子量が低いため、 150で〜200で付近、 あるいは 250 C付近、 さらには 300°C付近 に加熱した場合には、 粘度が極めて低く なる。 従って、 これ らのパ一フルォロポリエ一テルを単独で、 あるいは各種增稠 剂と複合化してグリ ース状で、 潤 m剂と して使川する場合に
は、 高温領域では粘度が低く な リすぎて潤'滑特性が顕著に低 下するという問題点をかかえていた。
さ らに、 これらの低分子量パーフルォロポリエーテルを基 汕と したグリースでは、 150 °C以上あるいは 200 °C以上の高温 領域では、 基汕の粘度が低いことに起因して基油と増稠剤が 分離する現象、 すなわち汕分離(オイルセパレーショ ン)が顕 著となるので、 この点からも高温領域の使用が制限されてい た。
また、 これらのパ一フルォロポリエーテルは、 分子量が低 いため、 大部分のものは室温付近での蒸気圧が l O^ t orr以上 を示し、 150 °C以上では蒸気圧が 1 0_- Lorr以上となる。 従つ て、 これらのパーフルォロ.ポリエーテル'を単独で、 あるいは 各種增稠剤と複合化してグリ 一ス状で、 高温及 z又-は高真 空条件で潤滑剤と して使用する場合には、 パーフルォロポリ エーテルの蒸発による損失あるいは周囲の汚染が起きる とい う問题点をかかえていた。
高分子; ffiのパ一フルォロポリエーテルは、 高温でも充分な 粘度を示し、 また蒸気圧も低いため、 高温及びノ又は高寘空 用と して有川であると考えられるが、 これまで、 このよう な 性質を備え、 かつ合成の容易なポリマーは得られていなかつ た。
木^明の方法で合成される高分子量 P から简単に製造さ れる高分子量 ΡΪΚは、 充分な澗 性能や熱的安足性と共に、
高分子量であるがゆえに、 200°C以上あるいは 300°C付近の高 温領域でも充分な粘度を示すことや蒸気圧が低い-ことなどの 特性を持ってぉリ、 200°C以上、 特に 300°C付近の高温領域で 使用する潤滑剤と して有用である。
高温及び Z又は高真空用の潤滑剤と して有用な HFP0系 PTR の固有粘度と しては、 通常 0.02d£/ g〜0.25(¾/ g、 好ま しく は 0, 10(¾/ g〜0.25dfi/ g、 さ らに好ま しく は、 0.15c½/ g 〜0.25 c½/ gの範囲のものが選ばれる。
固有粘度がひ.02 dfi / g よ り低い場合には、 高温領域での粘 度が低く なリ、 また蒸気圧も高く なるため、 高温及び/又は 高真空 潤滑剤と して不適当であ り、 また、 固有粘度が 0.25 dfi/ g よ り高い場合には粘度が高いもめ; 角途が極めて限ら れたものになってしまうため好ま しく ない。 - なお、 本発明の PTI こは、 增稠剂や極圧添加剤等の添加剤 が PTRの重量に対して 40重量%以下の割合で添加されていて ちょい。 ―
(用途一 2 ) パーフルォロポリエ一テルの粘度調節剂
一方、 前述の市販の低分子量のパ一フルォロポリエ一テル と良好な相溶性を示し、 かつ高分子量で高粘度を示すポリマ 一は、 前述のパーフルォロポリエ一テルの高温での粘度特性 を改良し、 低分子量パーフルォロポリエ一テルの前述の問題 点を解決する粘度調節剤と して有用であると考えられるが、 これまで、 そのような性質を備え、 かつ、 合成が容易なポリ
マーは得られていなかった。
本発明の方法で合成される高分子量 ΡΙΛから簡単に製造さ れる高分子量 PTRは、 パーフルォロポリエーテルと良好な相 溶性を示し、 かつ高温でも充分な粘度を示すので、 パ一フル ォロポリエーテル系オイル、 あるいはグリ ースの粘度調節剤 に適している。
即ち、 低分子量パーフルォロポリエーテルに本発明の高分 子量 PTRを添加した組成物は、 高温でも充分の粘度を示すの で、 高温でも良好な澗 '滑剤と して機能し、 まち、 高温でのグ リ ースの汕分離も抑制されるので、 高温でのグリ ースの使用 時間も大幅に改善される。
従って、 木 明の高分子量 PTRは、 各舉パーフルォロポリ エーテルの高温特性を改善する粘度調節剤と して極めて有効 ' である。
粘度調節剤と して有川な Π Ο系 PTRの固有粘度と しては、 通常は、 0.05d£/ g 〜0.6506/ g、 好ま しく は、 0. iOc½/ g 〜 0.65 (ifi / g、 ¾に好ま しく は、 0.15 d0 / g 〜 0.65 / gの範 Iffl のものが選ばれる。
固有粘度が 0.05dG/ g よ り低い場合には、 PTI?の粘度調節剤 と しての効果が低いし、 また固有粘度が 0.65 c½ / g よ り高い 場合には、 合成が困難であ り、 又、 固休状 PTRとパーフルォ ロボリエ一テルの混合操作が繁雑となるので好ま しく ない。
本発明の PTRをパーフルォロポリエーテルに対する粘度調 節剤と して使用する場合には、 PTRとパーフルォロポリエー - テルよ りなる組成物における Pl'Rの含量は、 PTRとパ一フルォ 口ポリエーテルの合計重盘に対して、 通常は 1重量%〜50重 ' 量%の範 E0が使用され、 好ま しく は 3重量%〜40重量%の範 fflが使) Ώされ、 特に好ましく は 5重量%〜30重量%の範 fflが 使川される。
当該組成物において、 PTRの添加量が少なすぎると、 粘度 調節剂と しての添加効果が少なくなる し、 又、 高粘度の PTK を多く使川 しすぎる場合には、 通常は組成物の粘度が高く な りすぎるので、 潤滑剂と して好ま しく ない。
なお、 この PTRとパーフルォロポリエ二テルよ りなる組成 物には、 さらに、 増稠 '剂や極圧添加剤等の添加剤が、 PTRと パ一フルォロポリエ一テルの合計重量に対して 40靈量%以下 の割合で添加されていてもよい。
本発 l])Jの 'Rは、 パ一フルォロポリエーテルと同等の高い 耐薬品性や耐溶剂性を示し、 また、 パーフルォロポリエ ーテ ルと同様に各 i のブラスチッ クやエラス 卜マーの寸法や物性 に殆ど影響を与えない。
従って、 本^ l])Jの 'Rおよび木発明の PT Rを粘度調節剤と し て含ォ ίするパ一フルォ口ポリエーテルは、 広跪な種類の物質 と共存する条件下で使用することができるという長所も有す る。
(用途一 3 ) 磁気記録材料 潤 '滑剤 ' 従来、 磁気記録材料川、 特に金属薄膜型磁気記録材料川の M滑剂と して Kry
Fomb l i n®などのパ一フルォロポリエ —テルが使用されてきた。 しかし、 従来のパ一フルォロポリ エーテルを用いた場合の '潤 剤層の耐久性が不足するという
|¾]题点があった。
すなわち、 金属薄膜型磁気ディ スクに Kry tox®、 Fojn b l i n® などのパーフルォロポリエーテルを潤 '滑剤層と して用い こ場 合には、 コンタ ク ト · スタ ー ト ' ス ト ップ方式のテス 卜 (以 下、 CSSテス 卜 と略記する)によ り摩擦係数が増大する問題点 や、 製造工程屮のィ ソプロ ピルアルコ一ル洗挣の際に潤滑剤 の溶出による潤 m性能の低下が起きる問題点などがあった。 また、 金属薄膜型磁気テープにおいても、 磁気ヘッ ドの接触 などによ り、 潤滑性能が低下する問题点があった。
このため、 澗 剂層の耐久—性—の向上をはかるため、 パ一フ ルォロポリエーテルの末端に極性 ¾を導入するなどの試みが なされているが、 満 ½すべき性能を示すものは得られていな い
本 §明の方法で合成される高分子量 I Λから節単に製造さ れる高分子; M FTHは、 充分な潤 m性を有し、 又、 高分子量で あるゆえに磁気ディ スクに使 J1J した場合、 CSSテス 卜に対し ても耐久性に優れ、 また、 イ ソプロ ピルアルコ一ルなどのフ ッ素原子を含有しない溶剤には殆ど不溶 であるこ とよ り、
ィ ソプロ ピルアルコール洗淨でも澗滑性能が低下することは ない。 また、 磁気テープに使用 した場合にもヘッ ドなどの接 触圧に対して、 高い耐久性を示す。 このように本発明の PTR は、 磁気記録材料用の潤滑剤と して極めて有望である。
磁気記録材料用の潤滑剤と して有用な UFP0系 PTRの固有粘 度と しては通常は 0.02c½/ g〜0.65dfi / gの範囲のものが選ば れ、 好ましく は 0。 10(16/ g〜0.65dfi/ gの範囲のものが選ばれ、 特に好ましくは 0.15de/ g〜0.65(1β/ gの範 fflのものが選ばれ る。
固有粘度が 0.02dfi/ g よ り低い場合には、 潤滑剤層の耐久 性が不足するため、 磁気記録材料川潤滑剤と して不適当であ り、 また、 画有粘度が 0.65d6/ g よ り高いものは、 合成が困 難であ り、 また、 溶媒への溶解性が低く磁気記録材料に均一 に簿く コ一ティ ングするのが困難になるため好ま しく ない。
また、 本発明の方法で合成される式 ( 〖 ) で表わされる繰 返し跟位よ リ なる高分 ¥— ΡΙΛも高分子量 PTRと同様に磁気記 録材料川潤滑剂と して使川できる。 この際の Ρ1Λの固冇粘度 と しては、 PTRの場合と同様の理凼で通常は 0.02cie/ g〜0:60 d£/ g、 好ま しく は、 0.10 / g〜0.60c½/ g、 特に好ま しく は、 0.12d£/ g〜0.60d£/ gの範囲のものが選ばれる。
(川途一 4 ) 高安定性の トルク伝達汕
ビスカツプリ ング等の高粘性オイルの粘性を利用 した トル ク伝達装 Eにおいては、 数万センチス トークス (好ま しくは、
約 1 0万センチス 卜一クス)〜 50万センチス トークス(c s t )の範 囲の高粘性オイルが 卜ルク伝達油と して使用される。
従来は、 このような トルク伝達汕と しては、 大抵の場合は、 合成が容易な高粘性シリ コーンオイルが使用されていた。 し かし、 シリ コーンオイルでは、 200 °C以上の温度では、 オイ ルが分解してゲル化するために 20 (TC以上の温度で長時間使 川することはできない。 また、 シリ コーンオイルはパーフル ォロポリエーテルゃ鉱汕等のオイルと比べて耐荷重 figが低い ために、 ビスカスカップリ ングにおいて、 プレー 卜が接触し て固休摩擦によ リ 卜ソレクが伝連される状態.(いわゆる"ハンプ 現象 "時)では、 耐摩耗性が低いこ とが大きな li'J题となる。
したがって、 シリ コーンオイル系 トルク伝達汕よ り も厳し い条件下で安定して使川できる高安定性 卜ルク伝達汕、 すな わちシリ コ一ンオイルよ リ も高い耐熱性と耐荷 JE能を示す 卜 ルク伝達汕の | ^が望まれていた。
¾i在市販の各種パ一フル!^ロポ ΰ エーテル系オイルは 300 "C以上の熱安 ¾性を しているが、 分子 JSが低い (数平均分 子量 1 万) ために、 40 "Cでの温度と しては、 最高のもので も 500センチス 卜一クス付近のものしかなく 、 ビスカスカツ ブリ ング等に使 J 13する トルク伝達汕と しては使えない。
一方、 木発 fi)Jの方法によれば、 高分子量の HFP0系 ΡΪΗが容 易に合成され、 当該 PT Rは実施例 2 4、 2 5、 3 6 および 8 7 に示すように 250 Cあるいは 300 °C以上でも安 ¾である。
また、 実施例 2 3 に示すように、 木発明の PTIUま、 従来から 潤滑汕と して使; 13されている市販パ一フルォ口ポリエ一テル と同等の良好な耐荷重能を示す。 また、 さらに、 実施例 2 6 に示すように、 当該 PTRは、 各種金属材料共存下でも、 巿販 パーフルォロポリエーテルと同等か、 あるいはそれ以上の高 い耐酸化腐蝕性を示し、 300 °C以上の高温での金属製装置内 でも安定して使川できることが確認された。 - 又、 実施例 3 7 に示すように、 木^明の方法によ り得られ る高粘性 PTRを、 空気中、 250°Cで 30日間加熱しても全く変化 は認められない。 又、 実施例 3 8 に示すように、 この加熱前 後に、 PTRを、 トルク伝達装置に充填して発生応力を比較し ても全く変化は認められず、 当'該 PTKが高温条件下でも長時 1 安定した トルク伝達能を維持していることが確認された。
以上のように、 木発明の方法によ り得られる高粘性 Pl'Kは、 200 "C以上、 あるいは 300°C付近の高温下でも使 fflできる高安 定性の トルク伝達油と して有 である。
なお、 トルク伝達汕と して有川な の粘度範囲は、 使川 ΙΞΙ的や使川条件にも依存するが、 40 C付近の固有粘度と して は、 通常は 0.05c½/ g〜0.25(1.0/ g、 好ま しくは 0. lOdfi/ g〜 0.25dfi/ g、 特に好ま しくは 0.15 (lfi / g〜0.25dg/ gの範囲で ある。
(川途一 5 ) 無機材料の表面処理剤
木^明の方法によって得られる ΡΙΛは 1)アルミニウム、 ス
テンレス、 銅、 鉄、 ニッケル、 コバルト等の金属材料、 ある , いは、 2 )ガラス、 陶器、 フェライ 卜、 マグネタ イ ト、 あるい はアルミナ、 ジルコニァ等の各極金屈酸化物、 さ らには二酸 化モリ ブデン等の金属硫化物等のセラミ ッ クス等の各種の無 機材料表面への吸着能を有している。 パ一フルォロポリエー テルは、 上記のような無機材料表面とは全く相互作)13を示さ ないので、 このような P I Λの吸着性は P I Λ中のィ ミ ドィノレアミ ジン^と無機材料表面との相互作^に起因するものと推定さ れる。
例えば、 当該 Ρ Ι Λをフッ素系溶媒に溶解した溶液中に、 ス テンレス等の金属材料、 又はガラス等のセラ ミ ッ クス材料を 浸した後に、 溶液から引き上げ乾燥させ'ると、 上記金属材料 . 及びセラミ ッ クス材料の表而に P 1 Λがコ 卜 される。 以上の - 操作で 1 Λがコー ト された材料を、 Π Λの良溶媒であるフッ素 系溶媒で洗浄しても、 当該材料表而に Ι Λが残存しており、
Π Λが金屈材料やセラ ミ ッ クス材料の表而に強画に吸着して いることが分かる。
なお、 K ry L ox®や Fomb丄 i 等の市版の各種パーフルォロポ リエ一テルオイルをフ ッ素系溶媒に溶解した溶液で、 ステン レス板や、 ガラス板表而を処理してもパーフルォロポリエ一 テルが当該材料表 ί¾に均一分散せず、 高い撥水性や高い撥汕 性を ^現させるこ とはできないし、 又、 当該材料表面をフ ッ m系溶媒で洗 するとパ一フルォロポリエーテルは、 実質的
に全ての量が除去されて しまう。
一方、 前述のように得られ fePIAによ り表面処理された金 属材料やセラミ ッ クス材料の表而は、 無処理表面に比べて高 い撥水性や撥油性を示す。
したがって、 木発明の方法によって得られる各種の ΡΙΛは、 金属材料やセラミ ックス材料表面の撥水処理剤や透湿防止剂 あるいは防汚処理剤と して有用である。 又、 当該 ΡΙΛの金属 材料への表面吸着性と疎水性表而の形成能を利 ^ して、 ΡΙΛ を 独で使 するか、 又は、 他のフッ素系オイルと組合せて 使川 して、 金属表面の耐酸性、 耐錯性等の耐腐蝕性を向上さ せるための表面処理剤と して有用である。
また、 さ らに、 当該 ΡΙΛによる微粒子状無機材料の表面処 理によ り、 —無機系微粒子の会合を抑制したり、 フッ秦系材料 との親和性を改良できるので、 当該 Ρ1Λ処理は、 無機微粒子 材料の凝集抑制や、 フッ素系材料への無機添加剂の分散性向 上法と しても冇川である。
ΡΙΛによる無機微粒子表 ifii処理の具体的川途例と しては、 例えば、 磁性流体(液中に磁性体微粒子を分散させたもの 'で、 安定した分散性が要求される。 ) 等の無機微粒子分散液休の 製造や、 フッ素系エラス トマ一ゃフッ素系樹脂への無機添加 剂の分散性向上、 あるいは、 フッ素系粘性オイルを基汕と し たグリ一スにおける無機増稠剤の表而改質による汕分離 (基 汕と増稠剤の分離 ) の抑制等への利川が挙げられる。
なお、 上記のような各種無機材料表面の PiA処理は、. 室温付 近で処理するおけでも良いし、 又は、 0°C〜300 C、 好ま しく は (TC〜200°C、 特に好ま し く は (TC〜150°Cの範囲で処理して もよい。
上記のような、 無機材料表面の改質剤と して使用される
ΡΙΛの固有粘度しては、 特に制限はないが、 合成や操作の容 易さ、 及び効果の大きさよ り、 通常は、 0.02dK/ g 〜0.60d.e/ g、 好ま しく は、 0. lOclfi/ g〜0.60dfi/ g、 更に好ま しく は、 0. I 2 de / g 〜 0。 60 c½ / gの範 fflのものが使川される。
(用途一 6 ) その他の用途
固有粘度が 0.05(]β/ g〜0.65c½/ g 、 好ま しく は 0, lOcie/ g 〜 0.65 dfi / g、 特に好ま しく は 0. i 5 clfi / g'〜 0.65 (½ / gの範 ffl の PTRは、 実施例 1 7 〜 2 1 に示すようにフ ッ素系溶剤以外' の各極溶剂には、 殆ど溶解せず、 又、 実施例 3 9 に示すよう に各種の薬品に対して安定であるので、 フ ッ素系以外の有機 溶媒や各秫薬品の蒸気存在下、 あるいはフ ッ素系以外の有機 溶媒や各種薬品と直接接触する場での ' 剂と して使川でき る。
又、 これらの PTKは、 実施例 1 7 〜 2 】 に示すように各種 プラスチッ クおよびエラス 卜マー等のポリマー材料を潤 、 変性させることがほとんどないので、 広範なポリマー材料表 而の澗 '滑剂に適している。
又、 さ らに、 固冇粘度が 0. 15dG/ g 〜0.65(1β/ gの PTK、 特
に固有粘度が 0*25dfi/ g〜0.65c½/ gの PTRは、 室温付近でほ とんど流動性がないのでシール材と して有用であり、 また、 上記のように耐溶剤性、 耐薬品性が高いので特に耐腐蝕性あ るいは耐溶剤性の高安定性シール材として有 である。
なお、 固有粘度が 0.02de/ g〜0。65cT/ g、 好ま しく は 0.15 f g〜0.65(½/ gの PTR (末端安定化してないもの)は、 ァン モニァゃテ トラフエニル錫のような 卜 リ ァジン環形成反応触 媒の存在下で、 150〜40(TC、 好ま しく は 200〜350°Cの温度範 囲で加熱すると、 フッ素系溶媒にも不溶の^性のある架橋ポ リマーが得られる。 このようにして得られる架橋ポリマ一は、 耐蝕性や耐熱性、 さ らには、 耐溶剤性を備えたシール材と し て有用である。 ' .
発明を実施するための最良の形態
以下、 実施例によって本発明を具休的に説明するが、 本発 明はこれに限定されるものではない。
[lifo(CM)2の合成〕
以下に本発 の P I Λおよび P Ϊ Rの合成に使川される各欞
Rro(CN),の合成法を例示するが、 木 明に使用される
Rfo (CN) zの合成法は、 これに限定されるものではない。
合成例 1
特公昭 53- 5360号公報に記職の I1FP0重合法、 特開昭 57 - 175185号公報に記赖の 1IFP0精製法、 および、 米国特許第
3, 317, 484号明細誊に記赖のポリマ一末端基変換法を若干変
更して採用 し、
CF3 CF3
• I I
CsOCF, CF0CFz CF2 OCFCF, OGs を重合^始剤と して使川 して、 数 均分子量が約 2, 000の粗 Rfo(CN)2223 g を合成した。
この粗 Rfo (CN) 2をパーフルォ口へキサンを展開溶媒と して 使用 し、 2.00メ ッ シュの活性アルミナ 150 g を用いてカラムク ロマ 卜 グラフィ 一によ り精製したところ、 無色透明の粘性液 体 222 gが得られた。
このように して得られも粗 Rfo(CN),を' SF- NMRスぺク トル によ り分析したところ、 数 均分子 ffl丽 IIは約 2,(H0であ リ、 二官能性純度は 97.7モル:!;であった。 ·
この粗 Kro(CN) 256.2 g をク ーゲル口 一ル式の薄膜蒸留装置 を川いて、 圧力が約 0.1隱 II g で蒸留精製した。
まず、 加熱温度 15(TCで留出してきた初^留分 9.8 g を除き、 加熱温度 160 C〜170nCで {¾ 出 してきも第 2留分 10.2 g、 力 II熱 温度 17(TC:〜】 8(TCで留出してきた第 3留分 22.8 g、 加熱温度 180nC〜190 Cで留出してきた第 4留分 10.6 g を得た。 第 2¾分、 第 3留分及び第 4留分を夫々 ' -關 1;スぺク 卜ルによ リ分析し たと ころ、 下記表の結果が得られた。
留分 収量 二官能性純度 MWn
第 2留分 10.2 g 99.6モル% 2 010
第 3 留分 22。8 g 99 9モル%以上 2, 120
第 4 留分 10。6 g 99.9モル%以上 2, 230
合成例 2
合成例 1 と同様の方法によリ、 数 均分子量が 3, 350であ り、 二官能性純度が 97.5モル%の力ラム処理した粗 Rfo(CN)2 を合成した。
この粗1^0(じ^252.3 g をクーゲルロール式薄膜蒸留装置を 川いて蒸留精製した。 まず、 0.1讓11 § にぉぃて、 加熱温度 200nCで留出してきた初期留分 4.9 g を除'き、 加熱温度 200°C 〜250。C (圧-力 0.1画 Π g )での留分 45· 7 g を得た。 ' -匪スペ ク トルによる分析の結果、 この主留分の数^均分子量は 3,5i0であ り、 二官能性純度は 99.3モル; で!)—つ 。
合成例 3 ―
合成例 1 と同様の方法によ り、 ただし、 カラム処理を行な わずに、 数 均分子量が 4, 760であり、 二官能性純度が 97.'3 モル%の¾ 0(0^2を合成した。
この粗 Rfo(CN) , 130 g をクーゲルロール式薄膜蒸留装置を 用いて蒸留精製した。 まず、 0.03讓 11 gにおいて、 加熱温度 210°Cで留出してきた初期留分 28 g を除き、 加熱温度 2iO°C〜 230での範 Ifflで留出してきた第 2留分 21 g、 加熱温度 23(TC〜
250°Cの範囲で留出してきた第 3 留分 55 g を得た。
ΝΜΙΪスぺク トルによる分析の結果、 第 2留分の数^均 分子量は 4, 800であ り、 二官能性純度は 99, 5モル%であ り、 第 3 留分の数-平均分子量は 5, 090、 二官能性純度は 99.9モル%以 上であった。
合成例 4
合成例 3 と同様の方法によ り、 数 均分子量が 6, 690であ り、 二官能性純度が 96.8モル%の粗1 0(0 2を合成した。 この粗 Kfo (CN) ,78 g をクーゲルロール式薄膜蒸留装置を用 いて蒸留精製した。 約 O.OinunU gの減圧下、 25(TCで留出して きた初期留分を除く と黄色の粘性液体 56 gが得られた。 この 残留物の全量を、 パ一 フルォ口へキサンを展開溶媒と して使 川 して、 シリ カゲルカラムを通して精製したところ、 無色透 明の粘性液休 55 gが得られた。
以上のように して精製された I;fo(GN)2 を' 3 F- スぺク 卜 ルによ り分析しナこところ、 数 均分子量は 7, 150、 二官能性 純度は 99.6モル%であった。
合成例 5
合成例 4 と同様の操作を行なうが、 ただし、 ニ官能性重合 触媒原料と して
の代わりに、 ガスク ロマ トグラフィ ーによると、 面積比で約 11%の不純物を含む
を使 i¾ し、 モレキュラーシープカラムを通した HFP0を使用 し て、 末端が二 ト リル化されたニ官能性ォリゴマ一 Rfo(CN)
2を 合成した。 その結果、 得られた粗 Rfo(CN)
2の数 均分子量は 約 6, 000、 二官能性純度は 83.2モル%であつた。
まず、 Rfo(GN)2をパーフルォ口へキサンを展開溶媒と して 使用 し、 シリ カゲルカラムを通して精製した。
このようにして得られた粗 Rf o'(CN) 2を、 クーゲルロール式 簿膜蒸留装置を川いて蒸留精製した。 約 0.01議 Π gの減圧下、 250 °Cの加熱温度で Π g を留出させた時点で蒸留を中止し、 残留物を 1 'F-NMRスぺク 卜ルによ り分析したところ'、 数^均 分子 は 6, 800、 二官能性純度は 95.4モル%であった。
合成例
合成例 1 の Rfo(CN)2合成の中問原料と して得られた粗 ' Rfo(C0zMe)aをパーフルォロオク タ ンを展開溶媒と して使 JI] し、 シリカゲルカラムを通して精製した。
このょぅにして得られた¾1^0((;02^16)2308 を、 クーゲル ロール式薄膜蒸留装置を川いて蒸留精製した。 まず、 0.15 mm II gの減圧下、 加熱温度 160 Cで i 出してきた初期留分 3.3
g を除き、 次に加熱温度を徐々に上げて、 200°Cまでに留出 してきた第 2留分 24.2 g を得た。
第 2 留分を' ' 1 F-NMRスペク トルによ り分析したと ころ、 数 ψ均分子量は 2, 100、 二官能性純度は 99.4モル! ¾であった。 合成例 7
内容積 1 βのフラスコ中でフッ 卜ボール型回転子を用いて フ ッ化セシウム 100 g およびテ 卜 ラグライム 170 g および
I
Me02 CCF, CF, 0CFCF 100 g を 3 日間撹拌し、 その後、 未反応の
II
0
フ ッ化セシウムを遠心分離によ り除去して
CF。 '
MeO^CF.CI^OCFCF^Csを含有する溶液 309 g を得た。
この溶液の一部を重合開始剂溶液と して使用 して合成例 1 と同様の方法で、 ジメチルエステルを経由 して、
CF CF.
3
NCCF^CF-,0 -CFC 0 rCFCN
q'
(q ' は正の整数を表わす)
で表わされる数 - 均分子凰が 4, 980でニ官能性純度が 97.8モ ル%の無色透明の lUo (CN) 220.8 g を得た。
実施例 1
合成例 3の第 2留分と全く同様の方法で得られた式 : (X V)
で表わされる構造の数 - 均分子量 4, 850、 ニ官能性純度 99.5 モル%の 0( 1 2を川いて、 以下の反 j芯を行なった。
内容積 200m %の加圧反応容器に 20 gのアンモニアと 30πι β の F - Π3とを充填し、 一 i5°Cに冷却した。
反応容器中の内容物を撹拌しながら、 そこへ、 前記
Rfo(CN)z30.0 g を 60 gの!7 - i 13に溶解した溶液を'定量ポンプ を使 して 20m j¾/hrの流速で添加した。 'その後、 一 15°Cで 1 時 liij、 さ らに室温で 1 2時 |ί 撹拌を行なった。
上記反応溶液屮には、 少 ffiの浮遊物が認められたので、 反 応溶液を濾紙で濾過した後、 エバポレータで 60 °Cに加熱しな がら溶媒を除去したところ、 薄いピンク色をした透明の粘性 物質が仕込み Rfo(CN)zとほぼ同様の廬(30.1 g )得られた。
この粘性物質の赤外線吸収スペク トルを測定したとこ 、 2, 260 cm_'の二 卜 リル基の特性吸収パン ドが消失し、 1, 695 cm一'にアミ ジン基の強い特性吸収パン ドが認められた。
なお、 この粘性物質の' ' 1--NMRスぺク トルにおいても、 二 卜 リル基の消失とアミ ジン の生成が確認されたが、 ァミジ ン¾以外の生成物も一部生成していることが分かつた。
次に、 このジアミ ジンを主成分とすると考えられる粘性物 質(以後ひ Λ, と略記する) 4.0 g と ΚΓο((]Ν)2 を表 1 に示す仕込み 比で 50πι βの F- i 13に溶解させた。 ェパポレータで F- 113を完 全に除去して得られた 0Λ, と Kfo (CN),の透明な均一混合物を、 4(TCで 15時 I ] 置しておいたところ、 表 1 に示すように、 DA, と Rfo(CN)2の仕込み比に応じて各稲の固有粘度を示すポ リマーが生成していた。
表 1
(*1) : 0.82ミ リモル
(*2) : F - 113中、 30 °C 生成し 1ヒポリマ一の赤外線吸収スぺク 卜ルを測定したと ろ、 いずれの場合も、 I, 600 cm一'、 6G0cm— ' にィ ィ ルァ ジン結合に帰属される強い特性吸収バン ドが認められ、
PIAが生成していることが確認された。
固有粘度が 0.2dfi/ g前後の Ρ1Λは、 室温付近では殆ど流動 性を示さない若干の弹性を示す半固体であり、 画有粘度が 0.12de/ g〜0.15cW/ g付近の Ρ1Λは、 室温付近で僅かに流動 性を示すワックス状物質であった。
なお、 固有粘度が 0.215(½/ gの PIAは、 粘度-甲-均分子量と しては、 約 42Χ1(Τに相当 し、 固有粘度が 0. i22dfi/ gの ΡΙΛは、 粘度 均分子量と しては、 約 15Χ 1(Τに相当する。'
実施例 2
実施例 1 と全く同様の方法で得られた Kro(GN)2と DA, を使 川 し、 実施例 1 の 5倍のスケールで Ι Λ合成反応を行なつた。 DA, と反応させる Rfo(GN)2のモル数と DA 合成に使用 した • Kfo(GN),のモル数の比を 0.86に して P 合成反応を行なった 場合には、 生成した ΡΙΛの固有粘度は 0.213(½/ gであ り、 実 施例 1 とほぼ同じ結朵が得られた。
実施例 3
実施例 1 で使川 し feKfc GN) と问じ Kro(CN)2を使川 して、 以下の反 ^を行なった。
To (CN)250 g とパ一フルォ口へキサン 20.0 gおよび回転子 を内容稅 1 ΟΟπι βのナスフラスコに充填し、 一 40°Cに冷却した。 次に、 そのナスフラスコ中にアンモニア約 i 0 g を凝縮させ、 一 40°Cで約 1 時間反応させた。 その後、 約 1 I 間かけて反!; 液温度を室温付近まで上界させ、 さらに 1 峙 撹拃をつづけ
た。
フラスコの内容物から、 エバポレーターを使用 して、 低沸 点物を除去して'、 ジアミ ジンを主成分とする粘性物質 (以後
Ό^^ と略記する) を得た。
このようにして得られた DA2全魔と 44.5 gの Rfo(CN)2を 200 川 βの - H 3に溶解させも後、 エバポレーターで F1- U 3を完全 に除去して、 1)Λ2と Rf 0 (CN) 2の透明な均一混合物を得た。 こ の混合物を 40"Cで 20時 B攛したところ、 室温付近で全く 流 性を示さない透明な弾性固体が得られた。
この弾性固体状 Ρ1Λのパーフルォロォク タ ン屮、 40°Cで、 ォス 卜 ヮルド粘度計によ リ測定した固布粘度は 0.288(½/ g で あ リ、 粘度 Ψ均分子 と しては約 7 X 10°·に相当する。
実施例 4
合成例 3 の第 3 留分と して得られた数 -均分子量 5, 090、 二官能性純度 99.9モル%以上の1 0^! 2 をさ らにパ一フルォ 口へキサンを ^ 溶媒と してシリ カゲルによるカラムク ロマ 卜 グラフ イ 一によ り精製した。
このように して徂.られた髙純度 l?「o(CN)210.0 g を Ml料 し て、 実施例 3 に記赖の方法と同様に して、 アンモニアで処理 してジアミ ジンを主成分とする粘性物質 (以後、 DA3 と略記 する) を得た。
DA35.0 g と、 上記高純度 Rfo(CN)z4.40 g をパ一フルォ口へ キサン 20ίπ β に溶解させた後、 エバポレータ 一でパ一フノレオ
口へキサンを完全に除去して、 DA,と Rf 0 (CN) zの透明な均一 混合物を得た。 この混合物を 40°Cで 30時間静置したところ、 室温付近で全く流動性を示さない無色透明な弾性固体が得ら れた。
この弾性固体状 P の 21卜テトラデカフルオロ- 5- (ト リ フル ォロメチル) -3,6-ジォキサノナン中、 50 °Cでの画有粘度は 0.511 (½ / gであり、 粘度^均分子量と しては約 2 X 10εに相当 する。
実施例 5
実施例 3 と同様の操作を行なうが、 ただし、 DA2と
Rf 0 (CN) zの反応を 10m &のパ一フルォロォク タ ン存在下で、 40 Cで 3 曰 iiiJかけて行なったところ、 固有粘度 0.241 d£ / gの ΡΊΛが得られた。 ' 、
実施例 6 〜 丄 2
合成例 1 、 2 、 3 および 4で合成されたか、 あるいは、 同 様の方法で合成された—一般式 (X X V ) で表わされる各種品 Cの Rfo(CN) を使川 して、 奘施例 3 と同様の方法で Ρ1Λを合 成した結枭を表 2 に示す。 ' 実施例 1 3〜 ; I 6
合成例 1 と同様の方法で、 各種二官能性重合開始剤を使用 して、 式 : X X VI)
(但し、 Λは二官能性重合開始剤残菡を表わす。 ) で表わされる各種 Rfo(CN)
2を合成した。
このように して合成された各種 Rfo (CN) 2を使用 して、 実施 例 3 と同様の方法で、 P1 Λを合成した結果を表 3 に示す。
表 2 実施例番号 Rfo(CN)
2 DAとの反応に使用した Rfo(CN)
2の PIAの固有粘度 数平均分子量 二官能性純度 モル数/ DA合成に使用した Rfo(CN)
2 (dfi/ g)
(モル%) のモル数
実施例 6 1,460 >99.9 0.74 0, 186 実施例 7 2, 120 〉99.9 0.82 0.215 実施例 8 3,510 99,3 0.85 0.221 実施例 9 4, 120 98,3 0.83 0.156 実施例 1 0 6, 170 >99.9 0.82 0.477 実施例 1 1 7, 150 99.6 0.85 0,304 実施例 1 2 10,700 96*5 . 0.92 0.207
表 3 実施例番号 Rfo(CN), DAとの反応に使用した Rfo(CN)2の PIAの固有粘度
+ ( * ' ) 数平均分子量 二官能性純度 モル数/ DA合成に使用した Rfo(CN)2 / g)
(モル%) のモル数
実施例 1 3 (CF 4, 180 99。4 0.86 0.245 実施例 1 4 (CF 4,260 >99.9 0.84
実施例 1 5 (CF2)5 6,320 >99.9 0.90 0.437 実施例 1 6 (CF 5, 180 99.7 0.89 0.311
: 式 (XXVI) 中の官能性重合開始剤残基 A
Ο
- 実施例 1 7
実施例 4で得られた固有粘度 0.511 dfi / gの PI Aを原料と し て、 以下の方法で PTRを合成した。
ΡΙΛ4.0 g を 2H-テ 卜ラデカフルォ口- 5 -(ト リ フルォロメチ ソレ) -3, 6-ジォキサノ ナン 50m βに溶解した溶液と無水 ト リフ ルォロ酢酸 4, 0 g とを、 フタ付きの内容積 200m βのポリェチ レン製容器に充填し、 40 Cで 15時問撹 ί を続けた。
次いで、 そのようにして得られた反応溶液にジェチルェ一 テル 1 O OIR β をゆっ く り滴下することによ りポリマーを沈殿さ せた。 このポリマー全-麓を、 21トテ トラデカフルォ口- 5- (卜 リ フルォ口メチル) -3, 6-ジォキサメ ナン 50m Ά に溶解し、 そ の後、 ジェチルエーテル 1 ΟΟηι β を添加することによ リ、 再び ポリマーを沈殿させた。 このようにして得られた沈殿物から、 低沸点物をエバポレータ ーによ り完全に除去したところ、 透 明な弾性固体状ポリマー 3.95 gが得られた。
この弾性固休の赤外 吸収スぺク 卜ノレにおいては、 1600 cur' と 1660じ11广'のポリ イ ミ ドィルアミジンに帰属される特性 吸収バン ドが消失し、 1550cm— ' に 卜 リ アジン環に帰属される 鋭い特性吸収バンドが認められた。 このことから、 上記操作 によ り、 Ρ1Λ力、ら PTRへの変換が行なわれたことが確認された。
このようにして ^られた i'Rの固有粘度は、 0.562c½/ gで め-つた。
また、 この PT1Uま、 卜ルェン、 オク タ ン、 石汕ェ-テル、 ェ
チルェ -テル、 酢酸ェチル、 アセ ト ン、 四塩化炭素、 メ タ ノ ール、 テ 卜ラヒ ドロフラン等の有機溶媒に対しては、 実質的 な溶解性は認められず、 高い耐溶剤性を示した。
なお、 この PTKをポリ アセタ ール、 6-ナイ ロン、 ポリェチ レン、 ポリ カーボネー 卜、 ポリテ 卜ラフルォロエチレン等の プラスチッ ク と配合して、 70°Cで 1週 I'M]加熱しても、 これら のプラスチッ クには、 寸法変化、 · 量変化はほとんど認めら れず、 この PTRの各褪プラスチック との高い適合性が確認さ れた。
実施例 1 8
実施例 3 で得られた固有粘度 0.288 de/ gの ΡΙΛを原料と し て、 実施例 1 7 と同様の反応によ リ PTRを合成するが、 ただ し、 無水 ト リ フルォロ酢酸 4. Ogの代リに、
lO.Ogを使川 し、 反応条件と して 0
nCで 15時 の代りに、 80 "Cで 24時 を採川 して行なった。
その結架、 Μ有粘度 0.308 c½ / gの透明な弾性固休状の P T R .36gが得られた。
また、 この PT1?も、 実施例 1 7 で得られた PTRと同様に、 高 い耐溶剂性と各極プラスチッ ク との適合性を示した。
実施例 1 9
.実施例 1 で得られた固有粘度 0.144(½/ gの ΡΙΛを原料と し て、 実施例 1 7 と同様の反応によ り PTRを合成するが、 ただ し、 無水 卜 リフルォロ酢酸 Ogの代りに、 "3
CF^CF^CF^OCFCOF
8.0gを使 /Π し、 21トテ トラデカフルォ口- 5- (卜 リ フルォ口メ チル) -3,6-ジォキサノ ナンの代りに、 'パーフルォ口へキサン を使用 し、 反応条件と して 40°Cで 15時問の代りに、 50でで 30 時 tii]を採用 して行なった。
その結果、 固有粘度 0.151 dK/ gの透明'なヮックス状の PTR 4'.24gが得られ'た。 また、 この PTRも、 実施例 1 7 ί?得られた PTRと同様に、 高ぃ耐.溶剤性と各種プラスチッ ク との適合性 を示した。
実施例 2 0
実施例 1 で得られた固有粘度 0. i 15 / gの Ι Λを原料と し て、 実施例 1 9 と同様の反^によ り Ρ'Πίを合成するが、 ただ し、 Λ—フルォ口へキサンの代りに F- 113を使 jiJし、 反応条 件と して 5(TCで 30時問の代りに、 45 °Cで 48時間を採用 して行 なった。
その結果、 固有粘度 0.126 dfi / gの透明な高粘度の PTR4.28g が得られた。 また、 この PTRも、 実施例 1 9 で得られた PTRと
同様に、 高い耐溶剤性と各種プラスチッ ク との適合性を示し た。
実施例 2 1
DA, 4gと反応させる Rfo(CN)2のモル数と DA, 4gに使用 した Rfo(CN2)のモル数の比を 0.63とする以外は実施例 1 と全く 同 様に して、 固有粘度 0.077 c½/ gの ΡΙΛを得た。
この Ρ1Λを原料とする以外は、 実施例 2 0 と全く 同様に し て、 固有粘度 0.082 (½/ gの透明な粘性の Ρ'ΠΜ. i5gが得られた。 この PTRも、 実施例 2 0で得られた PT と同様に、 高い耐溶剂 性と各種ブラスチック との適合性を示した。
実施例 2 2 合成例 7 で得られた数 Ψ均分子量 4, 980、 二官能性純度が 97.8モル%の1^0^ 230.0 g を jllいて、 実施例 3 と同様の方 法でアンモニアと反応させて、 ジアミ ジンを主成分とする粘 性物質 30.2 g (以後 I) と略記する)を得た。
次に、 実施例 3 と同様の方法で、 合成例 7 で得られた R Γο (CN) 3.28 g と 1)ΛΠ 4.0 g を 40。Cで 70時 反 )'ί;させたと こ ろ、 1に 113屮、 30 Cでの I ί粘度が 0.157(16/ gの^固休状の P I Λが得られた。
以上のように して得られた ΡΙΛを実施例 1 9 と同様に して
I
CF.CI^CF.OCFCOF と反応させたところ、 1に H3屮、 30 Cでの固有粘度が 0.164d£
/ gの半固体状の PTRが得られた。
この PTRは'、 実施例 1 7 で得られた PTRと同様に高い耐溶剤 性と各種プラスチッ ク との適 性を示した。
実施例 2 3
実施例 1 9-、 2 0、 2 1 と同様の方法で得られた固有粘度 がそれ. れ 0· 17 / g、 0.130dfi/ g、 0, 085 dK/ gの 3種の PTR および、 数 均分子量が約 10, 000の
で表わされる末端安足化 IIFP0ォリ ゴマ一の'!!' 特性を曾 UJ式 四球摩擦試験機を用いて、 テス 卜球にサ'ンプルを塗布したも のを; 11いて J1S25L9に基づいて 750rpin、 1分間の条件で測定し た結果を表 4に示す。
表 4
(*1)焼きつき前の最大汕 J王
この摩擦試験結果によ り、 髙分子量 PTRは、 従来から潤滑 剤として使川されている末端安定化 IIFP0.ォ リ ゴマーと同等か あるいは、 それ以上の澗 m特性を有する事が分かる。
実施例 2 4 実施例 1 9 、 2 0 、 2 1 と同様の方法で得られた固有粘度 力、'それぞれ 0.171 d g 、 0。 130dG/ g 、 0.085 (16 / gの 3稱の ΡΐΚ および、 数平均分子量が約 6, 500の
で表わされるパーフルォロポリエ一テルの加熱条件下での IS
1:減少速度を、 熱天秤を いて、 窒素雰 Iffl気下で測定した結 果を表 5 に示す。
表 5 サンブル 量減少速度
300 °C 330°C
PTR (固有粘度 o.oi m M% 0.012 量%
0.171 M/ g ) /miu以下 1 m i n以下
PT ( " 〃 〃
0.130 g )
PTR( " 〃 //
0.085 (Ιβ / g ) o.06 JE % 0.19JS量: ¾ / HI i 11 / m i n
実施例 1 9、 2 0、 2 1 と同様の方法で得られた固有粘度 がそれぞれ 0.171 (½/ g、 0.130(18/ g , 0.085 (1β/ gの 3種の PTR およ 、 数 均分子量が約 8, 250の
で表わされる末端安定化 IIFP0ォリ ゴマ—加熱減圧条件下での 重量減少を 250°C、 0.1 mmllg, 2時間の条件下で測定した結果 を表 6 に示す。
表 6
サンプル *重量減少 *
PTi 固有粘度 o.i7ide/g) 1重量%以下 '
PT ( // 0. 130dfi / g ) 〃
PTR( // 0· 085 dS / g ) n
(*) 二 250。C 0.1 mmllg 2 Hf
実施例 2 6
実施例 1 9 、 2 0 、 2 と同様の方法で得られ 固有粘度 がそれぞれ 0.171 dfi/g、 0.130dC/g, 0.085 d6 /gの 3種の PTRお よび、 数 均分子量が約 8 , 250の
で表わされる末端安定化 ΠΓ 0ォ リ ゴマーを各種金属と接触さ せ、 空気中で 330°C、 10時間加熱した後の金属表面の腐食状 態を表 7 に示す
この結果は、 ステン レス(SUS304)およびチタ ンに対しては PTRは末端安定化 Π Οォ リ ゴマ一と同等め耐酸化腐食性を示 し、 又、 アルミ ゥムに対しては、 PTR'は末端安定化 I1FP0ォ リ ゴマーよ り優れた耐酸化腐食性を示している の結果は
PTRが 300で以上の高温下でも各種金厲材料存在下で安定して 使川できること を示している。
表 Ί
〇:金属の腐食なし X:金属の腐食発 ^
(*1): 空気屮 330 C 10時 [¾後 '
実施例 2 7 - "
実施例 2 0及び 2 1 と冏様の方法で得られた画有粘度がそ れぞれ 0.130cl£/g、 0.085 dg/gの 2®の PTRおよび、 数 -均分子 kが約 8, 250の
で表わされる末端安定ィ匕 HFP0オリ ゴマーの 200°Cおよび 300 °C における粘度を、 B型回転粘度 fit"を川いて測足し 結粜を表 8 に示す。
表. 8
実施例 2 8
実施例 2 5 で使用 した数 - ψ·均分子量 8 , 250の末端安定化 iilrP0オ リ ゴマーおよび各種分子量の 'Rは、 微粒子状ポリテ 卜ラフルォロエチレンと混合すると グリ ース状とな り、 グリ ース状潤滑剂と して使川するこ とがでぎる'。
これらの各種グリ ースの 20 (TCおよび 30 (TCでの汕分離(即 ち、 增稠剂と して使 )\\ したポリテ 卜 ラフルォロエチ レン粒子 と、 各種^汕との高温での分離の程度)を比較した結果を、 表 9 に示す。
9 の結果は、 末端安 化 II FP0ォ リ ゴマ一を川いて調合し たグリースでは、 高温では顕著な汕分離が認められ高温 JIJ ?I¾J 剂と しては適さないが、 π'κを川いて調合したグリ ースで は、 高温でも汕分離が少なく 、 200 °C以上や 300 C付近の高温 でもグリ ース状 j ffi剤と して機能するこ と を示している。
表 9
(*1) : ¾汕 /ポリテ トラフルォロエチレン微粒子 = 85/】 5 (重量比) . '
〔グリ ースの調製は、 ダイキン工業株式会社製のルブ口ン⑤ '- LD - 1〔粒子径 0.2 μのポリテ トラフルォロエチレン微粒子を 1, 1,2-ト リ ク ロ口- 2, 2,-卜 リフルォロェチレンに分散させ たもの〗を使川 して調合した。 〕
実施例 2 3 〜 2 8 から、 各稱特 ¾粘度の Π は、 20 (TC以上 あるいは 30(TC付近での高温川及び/又は高真空川 ' i' 剂と し て有効であることが IJIJ確となった。
実施例 2 9
実施例 2 0で得ちれた固有粘度 0.126 (]β /gでの PTRを 2Π -テ 卜ラデカフソレオ口— 5- ( ト リ フノレオ口メチソレ)-3, 6—ジォキサノ ナンに溶解し、 0.1靈] ¾%の溶液を作製した。 この溶液中に、
スパッ タ法で Co-Ni-l 系の磁性膜を形成して作製しも磁気デ ィ スク用薄膜媒体をひたした後に引き上げ、 250°Cで 10分問 加熱するこ とで、 磁気ディ スク招薄膜媒休表面に潤 '滑剂層を 形成した。
この磁気ディ スク川薄膜媒体表面の摩擦係数を、 日本国パ ティ 一テッ ク社製のディ スク摩耗、 摩擦試験機(PT- 101型)を )1いて評価した。 その結果、 摩擦係数 0.2という値を得た。
施例 3 0
実施例 1 8 で得られた画有粘度 0.308 c½/gの PTI 実施例 1 で得られた固有粘度 0.112 (½ / gと 0.215 cl0 / gのの 1 Λおよび数 均分子盘が約 6 , 500の
で表わされるパーフルォロポリエーテルを用いて、 実施例
2 9 と同様に磁気ディ スク用薄膜媒体表面に潤滑剤層を形成 した。
これらの磁気ディ スク川薄膜媒休表而の摩擦係数を実 i例
2 9 と同様に して評価した結果を表 1 0 に示す。
また、 同じ装匿を川いて、 CSSテス ト を実施し、 起動、 停 止を 10,000回繰リ返した後の摩擦係数を測足した結果を 施例 2 9 の媒休の値と併せて表 1 0 に示す
表 1 0
(*1) : 起動、 停止を 10, 000回繰返し後
実施例 3 1
実施例 2 9及び 3 Ό— 作製した媒体を、 3600rpmで回転さ せておき、 イ ソプロピルアルコ一 中にひたしたティ シュ一ペーパーを充分な指の圧力でディ スクに対して約 30秒 liij圧し、 ティ シューぺ一パ一を記録表面を横切つて数回豳か した。 この媒体を風乾した後に、 実施例 2 9 と同様にして摩 擦係数を評 IIIした。 その結架を表 1 1 に示す。
表 丄 1
サンプル 摩擦係数
初期 ΙΡΛ wipe後
PTR (固有粘度 0. J 26d^/g) 0.2 0 9
PTR ( a 0 08 rli? / e ") 0.2 0.2
Ρ1Λ( " 0„ 112d^/g) 0.2 0.2
ΡΙΛ( " 0.215 dfi/g) 0.2 0.2
( Wn 約 6, 500)
実施例 2 9 〜 3 Λ から、 特定の粘度を有する ΡΙΛおよび PTR は磁気記録材料川の 剂と して ί JIJであるこ とが明確であ る。
実施例 3 2
数平均分子量約 8, 000で表わされる末端安足化 11FP0ォ リ ゴ マ一は、 Β型粘度計によると、 3(TCでは 800csしと充分な粘度 を示すが、 200 Cでは 6csし、 さ らには、 26(TCでは 3csLと高温 領域での粘度が極めて低く な リ、 潤 剤と しての粘度が不充 分である。
上記 HFPOオ リ ゴマ一 13.0gと実施例 1 9 と同様の方法で得 られた固有粘度 0. 160d.e/gでの室温付近でヮ ッ クス状の PT1?
. Ogを iOOgのパーフルォ口へキサンに溶解させ 後、 エバポ レーターでパーフルォ口へキサンを除去することによ り、 無 色透明で均一な高粘性液状組成物が得られた。
この組成物の 200ででの粘度は、 23.4csしで、 また、 260°C の粘度も i 0.3 c s I と高温領域での粘度が大幅に改善された。
実施例 3 3
実施例 3 2で使川 した数- 均分子量約 8, 000で表わされる 末端安定化 オリ ゴマー〔以下、 (Λ)と略記する'〕、 固有粘 度 0.160d£/gの PTR [以下、 (13)と略記する]、 微粒子状ポリテ 卜ラフルォロエチレン(F-113中に分散させたもの)〔以下、 (G) と略記する〕および、 実施例 1 8 と同様の方法で合成された 画有粘度が O.3i5d2/gの PTR [以下、 (D)ど略記する〕よ り表 1 2に示した 成のグリース 3種類を作成し、 高温領域での 汕分離を調べたところ、 PTRの添加による茶汕の粘度上昇に よ リ齦著な汕分離の抑制効果が認められた。
実施例 3 4
実施例 3 によ リ得られた P 1 Λ i 0gを 40gの 2U-テ 卜ラデカフル オロ- 5- ( 卜 リ フルォロメチル) -3, 6-ジォキサノ ナンに溶解し 0°Cに冷却しァンモニァ棼 ffi気で 24時間反応した。 その後、 エバポレータ 一を使川 し低沸成分を除去して、 両末端がァ ミ ジン化された ΡΙΛを得た。 '
このように して得られた pi 末端がアミ ジン化された ΡΙΛを ΡΪび 、 40gの 21卜テ 卜ラデカフルォ口- 5- ( 卜 リ フルォロメチ ル) -3, 6-ジォキサノ ナンに溶解し、
CF
CF,CF2CF2OCFCN
を加え、 4(TCで 36時間撹 ff:した。 エバポレータ ーを使川 して 低沸成分を除去して、
の樅造を持つと考えられる ΡΙΛ 9.8gを得た。
このようにして得られた PIAを用いて、 実施例 1 7 と同様 の反応によ り PTRを合成したが、 ただし、 無水 ト リフルォロ 酢酸 40gの代リに
lO.Ogを使 JjJして合成した。
のようにして
の構造を持つと考えられる末端安定化きれた PTKが得られた |.'.:1 'ίί粘度は 0 · 309 / gであった。
実施例 3 5
実施.例 2 と同様の方法で、 1)Λ, と反応させる R Γο (GN) 2のモ ノレ数と!) Λ,の合成に使川 した RJTo(CN)2のモル比.を 0.90にして
P I Λの合成反応を行なったところ、 生成した I Λの固有粘度は 0. I78c½/gであリ、 実施例 1における同様の反応組成比の場 合とほぼ同じ粘度の Ρ1Λが得.られた。
上記反応組成比では、 最高粘度の ΡΙΛを与えるモル比(0.86) の場合よ リ も KfoiCN),量が過剰になっているので、 ΡΙΛ末端 の大部分は二 卜 リル^末端となっているものと考えられる。
CFA CF3
I I
上記 PIA20gと、 CF3 CF2 CF20CFC:Nを液体ァンモニァと— 30"C
CF3
I NH2 で反応させて得られ†こ Hi官能性アミ ジン CF; CF2 CF2 OCFC ,
11
2.0gを 20gの F-113に溶解し、 40"Cで 20時 反応させた。 次に、 当該反応液にジェチルエーテルを添加してポリマーを沈殿さ せて分離し、 さ らにジェチルエーテルで洗挣した後、 ェバポ レータ ーで低沸無水物を除去するこ とによ り、
の構造を持つと考えられる PiA 19.9gを得た。 この ΡΙΛを実施例 3 4 と同様の方法で 卜 リ アジン化する事 によ リ末端安 ¾化 PTRを Uた。 実施例 3 6 実施'例 1 8 によ り得られた ΓΓΚと実施例 3 4 と 3 5 によ リ Uられた末端安定化された TRの加熱条件下での重量減少速 度を熱天抨を川いて、 空気屮で測定した站果を表 1 3 に示す この結果よ り、 実施例 3 4 および 3 5 の末端安定化処现よ り ΠΊの熱安定性が大幅に向上したこ とが分かる。
表 丄 3
実施例 3 7
実施例 1 9 と同様の方法で合成した固有粘度が 0. 160 dfi /g の P'i'Rと、 実施例 2 0 と同様の方法で合成した固有粘度が 0. 1 30 c½ /gの ΓΠΪを、 空気屮 250 Gで 30日間加熱したが、 当該 ΠΤ の外観及び赤外線吸収スぺク トルは加熱前後では全く変化し ておらず、 筮量変化は 1 1£ _¾:¾以下であり、 固有粘度の変化も 認められなかった。
実施例 3 8
ステンレス製の外 ίδ40 mm Φの固足シリ ンダ一と、 同心 -報|上 に設 Εされたステンレス製の内怪 30mm のシリ ンダー ^0 (間 膈 1 mm)に実施例 3 7 で使川された 2稱類の PTRを充填し、 250 °Cにて'外側のシリ ンダ一を 500 rpmで回転(せん断速度、 1000 S— ' )し、 内側シリ ンダ一に設 Eした トルクゲ一ジで発生応力 を測定した。
実施例 3 7 に示した加熱前後の P'i'lUこつき発生応力を上記 方法で測定したが、 両 PTRとも、 加熱 fiij後での多§生応力の変
化は全く認められず、 当該 PTRは、 250°Cの高温条件下でも長 M間にわた り安定した トルク伝達性能を維持するこ とが確認 された。
なお、 市販の 25°Cでの粘度がに万センチス ト一クス、 およ び 10万センチス トークスのジメチルシリ コーンオイルを空気 中、 250でで i 0日間加熱したところ、 いずれのオイノレもゲル 化してしまい トルク伝達汕と しては使川できなく なって しま つた
実施例 3 9
実施例 1 8 と同様の方法で合成され固有粘度が 0.3i5dg/g の PTRの化学的安定性を以下の条件下で調ベたが、 いずれの 場合も、 'Hの外観、 赤外線吸収スぺク トルおよび固有粘度 は全く 変化しなかった。
化学的安定性測定条件( * )
NaOC fi水溶液(有効塩素濃度 12%) :30 C、 20時間
Iし 02水溶液(35璽量;!;) :60°C:、 20時間
CI C0JI 60。C、 20時
I S0, (97%) 150T;、 20時間
NaOII水溶液(12重 60 "C , 20時間
ピリ ジン 60 °C , 20時問
ァニリ ン :60で、 20時問
((*) : PTR/評仙 i液休 =1/100( 量比)〕
' 実施例 4 0
.実施例 4で得られた固有粘度 0.511 dfiZgの ΡΙΛを 1重量%含 有するパーフルォ口へキサン溶液!: PIA溶液(1)と略記する〕 と、 実施例 1で得られたた固有粘度 0.151dfi/gの ΡΙΛを 1重量%含有 する F- H3溶液 [ΡΙΛ溶液(2)と略記する〕、 および、 市販の末 端安定化 1IFP0ォリ ゴマ一(Krytox®143AD (数平均分子量 8, 250、 米国デュポン社製〕を 1重量%含有するパ一フルォ口へキサン 溶液〔以下、 Krytox溶液と略記する〕を用いて、 以下の方法で 顕微鏡測定に使用するカバーガラスの表而処理を行なった。
(i)上記 3極類の溶液のそれぞれに、 カパ一ガラスを 10分 問浸した後、 力パーガラスを溶液よ り取リ出して 100°Cのォ ーブン中に 30分間放置した。 次に、 上記の方法で得られた 3 種類の表而処.理カバ一ガラスを と無処理力パ一ガラスの上に 水滴を落して、 ガラス表面状の液滴の接触角を測定した。
その結果、 無処理サンブルと、 Kryl,ox溶液処理サンプルの 場合は、 いずれの場合も、 水滴の接触角は 20° 以下であるの に対し、 Ρ1Λ溶液 U )及び ΡΙΛ溶液(2)で処理したサンプルでは、 いずれの場合も水滴の接触角は約 90° であった。 ' ( ii )ΡΙΛ溶液(1)にカバ一ガラスを 10分間浸した後、 カバー ガラスを溶液よ り取り出し、 ただちに大量のパ一フルォ口へ キサンで表而を洗'净し、 その後、 ¾温で 30分^放 Κして溶媒 を除去した。 このサンプルに、 水滴を滴下して、 ガラス表而 上の液滴の接触角を測定したところ約 90° であった。 又、 さ
らに、 このサンプル表而にメ タ ノ ールを滴下したと ころ、 メ タ ノ ールはガラス表面上で液滴を維持しているが、 無処理ガ ラス表面上では、 メ タ ノ ールは滴下直後にガラス表面上を拡 散して しまい液滴は形成されない。
以上の結果よ り、 ΡΙΛ処理によ り、 高い撥水性および撥メ タ ノ ール性の表 iSが形成されたこ と 確認された。
実施例 4 1
実施例 4 0で使用 した 溶液(1)、 (2)および Krytox溶液 にアルミニウム板を〗 0分間浸しも後、 iOO°Cのォーブン中で 10分間放置した。
次に上記の方法で得られた 3褪類の表面処理アルミニウム 板と無処理アルミニゥム板上に、 n-ォグタ ンを滴下して液滴 の形成状態を観察した。
その結架、 無処理サンプルと、 Kryi,ox溶液で処理したサン プルでは、 n-オク タ ンは滴下直後にアルミニウム表面板を拡 散して しまい液滴は形成されない。 一方、 ΡΙΛ溶液(1)、 およ び ΡΙΛ溶液(2)で処理したアルミニゥムの板表茆上では、 n-ォ ク タ ンの液滴が形成され、 アルミニゥム板を倾けると n-ォク タ ンの,液滴は、 アルミニウム板表而を滑リ落ちた。
この結果によ り、 P 1 Λ処理によ り、 アルミニウム板表面に、 高い撥汕性表而が形成されたこ とが確認された。
実施例 4 2
実施例 4 0で使川 した Ρ1Λ溶液(1)、 (2)および KryLox溶液
に しんちゆう板を 3 0分間浸した後、 100 °Cのォーブ-ン中で 3 0分間放置した。
次に上記の方法で得られた 3種類の表而処理しんちゅう板 と無処理しんちゅう板上に、 30重量%の硝酸水溶液を滴下し · て表面状態を観察した。
その結果、 無処理サンプルと、 Kry Cox溶液で処理したサン プルでは、 硝酸水溶液滴下直後から滴下部分で激しく 泡が発 生し、 しんちゅう板表而が腐食されて、 硝酸水溶液の色が無 色から緑色に変化した。 一方、 Ρ Ι Λ溶液(1 )で処理したサンブ ルでは、 しんちゅう板表面に液滴が形成され、 滴下後 15分間 までは全く変化がなかつ が、 15分問後から徐々に泡の発生 が認められた。 又、 Ρ 1 Λ溶液(2 )で処理じたサンプルでは、 硝 酸水溶液滴下後、 6分冏から徐々に泡が^生し fe。
以上の結果から、 Ρ Ι Λ処理によ り、 しんちゅう板表面上に 耐 性の表面が形成されたことが確認された。
実施例 4 3
実施例 4 0で使川 した Ρ Ι Λ溶液(2 )に、 粒怪 のアルミ 二ゥムク ロメ一 卜の微粒子を添加し、 30 °Cで 30分間撹扛:した。 その後,、 アルミニウムクロメー小粒子を濾過し、 80 °Cで 30分 ^ij乾燥した。
以上のようにして処理したアルミニウムク ロメ一 卜微粒子 を水面上にゆっ く り落下させると、 大部分は水面上に浮かん だ。 一方、 無処理のアルミニウムク ロメ一 卜微粒子は、 水而
上に落下させた直後から水中に沈降していく。 この結果は、 PIA処理によ り、 アルミニウムク ロメ ー ト表面に ΡΙΛ層が形成 され、 高い撥水性が ^現し、 その結果と して表面張力によ り アルミニウムク ロメー 卜粒子が水而上に浮かんだこと を示し ている。
なお、 上記の PI Λ処理したアルミニウムク ロメ 一 ト微粒子 と、 無処理のアルミニウムク ロメー ト微粒子'を、 シリ コンォ ィル中に分散させ、 1週間放置後に、 沈降した粒子の再分散 性を調べたところ、 Ρ1Λ処理微粒子の方が、 無処理微粒子に 比べて、 はるかに高い 分散性を示した。
鹿業上の利用可能性
本発明の离分子量のポリ イ ミ ドイルアミ ジン (PIA) 及び ' それがら誘導される高分子量のポリ ト リ アジン (PTR) は、 その高分子量の故に、 従来の低分子量の P I Λ及び P T Rに比較し て、 高い粘性を示し、 しかも当該 P T 「ま れた耐薬品性や耐 熱性を有するので、 これまでの P I Λ及び PTRでは考えられない 川途が期待される。 又、 高分子量の ΠΛからは容易に各種の 高い安定性を有する高分子量の l'Rが得られ、 この Ρ'1'Rの中で も特に分子量の高いものは固休状物質であって、 化学的に安 定な構造材料と しても有川である。 又、 特定の固有粘度範 121 の ΡΙΛは磁気記録材料川の潤滑剤と して、 あるいは金属材料 およびセラミ ッ クのよう な無機材料の表而処理剂と して冇 jfj であり、 又、 特足の画冇粘度 IZflの Ρ'Πίは、 ノ\°—フルォロポ
リエ一テルよ りなるフッ素系オイルあるいはフッ素系グリ一 スの粘度調節剤、 または高温及び/又は高真空条件下で使用 可能な潤滑剂、 磁気記録材料用潤滑剤、 あるいは高安定性 卜 ' ルク伝達汕と しても有用である。