RU2850766C2 - Method for obtaining fluoropolymer, method for obtaining polytetrafluoroethylene and composition - Google Patents
Method for obtaining fluoropolymer, method for obtaining polytetrafluoroethylene and compositionInfo
- Publication number
- RU2850766C2 RU2850766C2 RU2023133614A RU2023133614A RU2850766C2 RU 2850766 C2 RU2850766 C2 RU 2850766C2 RU 2023133614 A RU2023133614 A RU 2023133614A RU 2023133614 A RU2023133614 A RU 2023133614A RU 2850766 C2 RU2850766 C2 RU 2850766C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- polymer
- monomer
- polymerization
- carbon atoms
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
[0001] Настоящее изобретение относится к способу получения фторполимера, способу получения политетрафторэтилена и к композиции.[0001] The present invention relates to a method for producing a fluoropolymer, a method for producing polytetrafluoroethylene and a composition.
Уровень техникиState of the art
[0002] Патентный документ 1 описывает способ получения фторполимера, способ включает эмульсионную полимеризацию одного или нескольких фторированных мономеров в водной среде, при этом водоэмульсионную полимеризацию осуществляют в водной среде в присутствии, по меньшей мере, одного радикального инициатора и, по меньшей мере, одного полифункционального дисперсанта [дисперсанта (D)], где[0002] Patent Document 1 describes a method for producing a fluoropolymer, the method comprising emulsion polymerization of one or more fluorinated monomers in an aqueous medium, wherein the aqueous emulsion polymerization is carried out in an aqueous medium in the presence of at least one radical initiator and at least one polyfunctional dispersant [dispersant (D)], wherein
- дисперсант (D) содержит основную цепь, содержащую повторяющиеся единицы (звенья), полученные из одного или нескольких этилен-ненасыщенных мономеров,- the dispersant (D) contains a backbone containing repeating units (links) derived from one or more ethylenically unsaturated monomers,
- дисперсант (D) имеет такую молекулярную массу и их распределение, что он, по существу, не содержит фракций с молекулярной масс. ой менее 3000, и- the dispersant (D) has such a molecular weight and distribution that it is essentially free of fractions with a molecular weight of less than 3000, and
- дисперсант (D) содержит множество ионизируемых групп, выбранных из группы, состоящей из -SO3Xa, -PO3Xa и -СООХа (Ха представляет собой Н, аммониевую группу или одновалентный металл) в количестве, по меньшей мере, 1,75 мэкв/г по отношению к их массе, и дисперсант (D) используют в количестве 0,01% масс. и 5,00% масс. по отношению к общей массе водной среды.- the dispersant (D) contains a plurality of ionizable groups selected from the group consisting of -SO3Xa , -PO3Xa and -COOXa ( Xa is H , an ammonium group or a monovalent metal) in an amount of at least 1.75 meq / g relative to their mass, and the dispersant (D) is used in an amount of 0.01% by mass and 5.00% by mass relative to the total mass of the aqueous medium.
[0003] Патентный документ 2 описывает способ получения фторполимера, способ включает стадию осуществления полимеризации фтормономера в водной среде в присутствии полимера (1), содержащего единицу полимеризации (1), полученное из мономера, представленного общей формулой (1), приведенной ниже, с получением таким образом фторполимера:[0003] Patent Document 2 describes a method for producing a fluoropolymer, the method including a step of polymerizing a fluoromonomer in an aqueous medium in the presence of a polymer (1) containing a polymerization unit (1) obtained from a monomer represented by the general formula (1) below, thereby obtaining a fluoropolymer:
где X являются одинаковыми или различными и представляют собой -Н или -F; Y представляет собой -Н, -F, алкильную группу или фторсодержащую алкильную группу; Z являются одинаковыми или различными и представляют собой -Н, -F, алкильную группу или фторалкильную группу; Rf представляет собой фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода, или фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь; и А представляет собой -СООМ, -SO3M или -OSO3M (М представляет собой -Н, атом металла, -NR7 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель, и R7 представляет собой Н или органическую группу), при условии, что, по меньшей мере, один остаток из X, Y и Z содержит атом фтора.where X are the same or different and represent —H or —F; Y is —H, —F, an alkyl group or a fluoroalkyl group; Z are the same or different and represent —H, —F, an alkyl group or a fluoroalkyl group; Rf is a fluorine-containing alkylene group containing from 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkylene group containing from 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond; and A is —COOM, —SO3M or —OSO3M (M is —H , a metal atom, —NR74 , imidazolium optionally containing a substituent, pyridinium optionally containing a substituent, or phosphonium optionally containing a substituent, and R7 is H or an organic group), provided that at least one residue of X, Y and Z contains a fluorine atom.
[0004] Патентный документ 3 описывает способ получения водной дисперсии фторполимера, отличающийся тем, что он включает стадию А осуществления ультрафильтрации, микрофильтрации или диализной мембранной обработки или их сочетания при предварительной обработке водной дисперсии, содержащей фторполимер, полученный полимеризацией в присутствии полимера (I), содержащий единицу полимеризации (I), полученную из мономера, представленного приведенной ниже общей формулой (I) (при условии, что полимер (I) исключается):[0004] Patent Document 3 describes a method for producing an aqueous dispersion of a fluoropolymer, characterized in that it includes a step A of performing ultrafiltration, microfiltration, or dialysis membrane treatment, or a combination thereof, in a pre-treatment of an aqueous dispersion containing a fluoropolymer obtained by polymerization in the presence of a polymer (I) containing a polymerization unit (I) obtained from a monomer represented by the following general formula (I) (provided that the polymer (I) is excluded):
где каждый из X1 и X3 независимо представляет собой F, Cl, Н или CF3; X2 представляет собой Н, F, алкильную группу или фторсодержащую алкильную группу; А0 представляет собой анионную группу; R представляет собой связывающую группу; Z1 и Z2, каждый, независимо представляют собой Н, F, алкильную группу или фторсодержащую алкильную группу; и m представляет собой целое число, равное 1 или более.wherein each of X 1 and X 3 independently represents F, Cl, H, or CF 3 ; X 2 represents H, F, an alkyl group, or a fluorine-containing alkyl group; A 0 represents an anionic group; R represents a linking group; Z 1 and Z 2 each independently represent H, F, an alkyl group, or a fluorine-containing alkyl group; and m represents an integer equal to 1 or more.
Предыдущий уровень техникиPrior art
Патентные документыPatent documents
[0005] Патентный документ 1: Национальная публикация Международной заявки на Патент №2020-510737.[0005] Patent Document 1: National Publication of International Patent Application No. 2020-510737.
Патентный документ 2: Международная публикация № WO 2019/168183.Patent Document 2: International Publication No. WO 2019/168183.
Патентный документ 3: Международная публикация № WO 2020/218620.Patent Document 3: International Publication No. WO 2020/218620.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Проблема, которая решается с помощью изобретенияThe problem that is solved by the invention
[0006] Целью настоящего изобретения является создание способа получения фторполимера с использованием полимера, содержащего большое количество групп сульфоновой кислоты или групп солей сульфоновой кислоты, с помощью которого можно получить фторполимер, по существу, не содержащий димера и тримера мономера, составляющего полимер, и содержит единицу полимеризации, полученную из перфтормономера, при высоком содержании.[0006] The object of the present invention is to provide a method for producing a fluoropolymer using a polymer containing a large number of sulfonic acid groups or sulfonic acid salt groups, by which it is possible to produce a fluoropolymer that is substantially free of a dimer and trimer of a monomer constituting the polymer and contains a polymerization unit derived from a perfluoromonomer at a high content.
[0007] Другой целью настоящего изобретения является создание способа получения политетрафторэтилена с использованием полимера, содержащего группы сульфоновой кислоты или группы соли сульфоновой кислоты, с помощью которого можно получить политетрафторэтилен, по существу, не содержащий димера и тримера мономера, составляющего полимер, и имеющий высокую молекулярную массу.[0007] Another object of the present invention is to provide a method for producing polytetrafluoroethylene using a polymer containing sulfonic acid groups or sulfonic acid salt groups, by which it is possible to obtain polytetrafluoroethylene that is substantially free of the dimer and trimer of the monomer constituting the polymer and has a high molecular weight.
[0008] Другой целью настоящего изобретения является создание композиции, которая содержит полимер, содержащий большое количество групп сульфоновой кислоты или групп солей сульфоновой кислоты, и фторполимер, содержащий единицу полимеризации, полученную из перфтормономера, при высоком содержании, и который, по существу, не содержит димера и тримера мономера, составляющего полимер.[0008] Another object of the present invention is to provide a composition which comprises a polymer containing a large number of sulfonic acid groups or sulfonic acid salt groups and a fluoropolymer containing a polymerization unit derived from a perfluoromonomer at a high content, and which is substantially free of a dimer and trimer of the monomer constituting the polymer.
[0009] Другой целью настоящего изобретения является создание композиции, которая содержит полимер, содержащий группы сульфоновой кислоты или группы соли сульфоновой кислоты, и политетрафторэтилен, имеющий высокую молекулярную массу, и которая, по существу, не содержит димера и тримера мономера, составляющего полимер.[0009] Another object of the present invention is to provide a composition which comprises a polymer containing sulfonic acid groups or sulfonic acid salt groups and polytetrafluoroethylene having a high molecular weight, and which is substantially free of a dimer and trimer of the monomer constituting the polymer.
Средства решения проблемыSolutions to the problem
[0010] Настоящее изобретение предлагает способ получения фторполимера, способ включает полимеризацию перфтормономера в водной среде в присутствии полимера (1) с получением фторполимера, где содержание единицы (звена) полимеризации, полученной из перфтормономера, во фторполимере составляет 90% моль или более по отношению ко всем единицам (звеньям) полимеризации фторполимера, полимер (1) представляет собой полимер мономера (1), представленного приведенной ниже общей формулой (1), единица (звено) полимеризации (1), полученная из мономера (1), в полимере (1) составляет 50% масс. или более по отношению ко всем единицам (звеньям) полимеризации полимера (1), а содержание димера и тримера мономера (1) в полимере (1) составляет 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1).[0010] The present invention provides a method for producing a fluoropolymer, the method comprising polymerizing a perfluoromonomer in an aqueous medium in the presence of a polymer (1) to obtain a fluoropolymer, wherein the content of the polymerization unit (unit) derived from the perfluoromonomer in the fluoropolymer is 90 mol% or more with respect to all the polymerization units (units) of the fluoropolymer, the polymer (1) is a polymer of the monomer (1) represented by the following general formula (1), the polymerization unit (unit) (1) derived from the monomer (1) in the polymer (1) is 50 mass% or more with respect to all the polymerization units (units) of the polymer (1), and the content of the dimer and trimer of the monomer (1) in the polymer (1) is 1.0 mass% or less with respect to the polymer (1).
(В формуле, R представляет собой одинарную связь или связывающую группу; Rf представляет собой фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода, или фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь или кетогруппу; и М представляет собой -Н, атом металла, -NR7 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель; R7 представляет собой Н или органическую группу и m представляет собой целое число равное 1 или более).(In the formula, R represents a single bond or a linking group; Rf represents a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, or a fluorine-containing alkylene group having 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond or a keto group; and M represents -H, a metal atom, -NR74 , imidazolium optionally having a substituent, pyridinium optionally having a substituent, or phosphonium optionally having a substituent; R7 represents H or an organic group, and m is an integer of 1 or more.)
[0011] В способе получения по настоящему изобретению предпочтительно, чтобы мономер (1) представлял собой мономер (2), представленный следующей далее общей формулой (2).[0011] In the production method of the present invention, it is preferable that the monomer (1) is a monomer (2) represented by the following general formula (2).
(В формуле, Rf и М являются такими как описано выше)(In the formula, Rf and M are as described above)
В способе получения по настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы фторполимер представлял собой политетрафторэтилен.In the production method of the present invention, it is preferable that the fluoropolymer is polytetrafluoroethylene.
В способе получения по настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы фторполимер представлял собой перфторэластомер.In the production method of the present invention, it is preferable that the fluoropolymer is a perfluoroelastomer.
[0012] Настоящее изобретение также предлагает способ получения политетрафторэтилена, способ включает полимеризацию тетрафторэтилена в водной среде в присутствии полимера (1) с получением политетрафторэтилена, где политетрафторэтилен[0012] The present invention also provides a method for producing polytetrafluoroethylene, the method comprising polymerizing tetrafluoroethylene in an aqueous medium in the presence of a polymer (1) to produce polytetrafluoroethylene, wherein the polytetrafluoroethylene
представляет собой высокомолекулярный политетрафторэтилен, полимер (1) представляет собой полимер мономера (1), представленного общей формулой (1) ниже, и содержание димера и тримера мономера (1) в полимере (1) составляет 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1).is high molecular weight polytetrafluoroethylene, the polymer (1) is a polymer of the monomer (1) represented by the general formula (1) below, and the content of the dimer and trimer of the monomer (1) in the polymer (1) is 1.0% by mass or less with respect to the polymer (1).
(В формуле, R представляет собой одинарную связь или связывающую группу; Rf представляет собой фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода, или фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь или кетогруппу; М представляет собой -Н, атом металла, -NR7 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель; R7 представляет собой Н или органическую группу и m представляет собой целое число равное 1 или более).(In the formula, R represents a single bond or a linking group; Rf represents a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, or a fluorine-containing alkylene group having 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond or a keto group; M represents -H, a metal atom, -NR74 , imidazolium optionally having a substituent, pyridinium optionally having a substituent, or phosphonium optionally having a substituent; R7 represents H or an organic group, and m is an integer of 1 or more.)
[0013] В способе получения по настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы мономер (1) представлял собой мономер (2), представленный следующей далее общей формулой (2).[0013] In the production method of the present invention, it is preferable that the monomer (1) is a monomer (2) represented by the following general formula (2).
(В формуле, Rf и М являются такими как описано выше).(In the formula, Rf and M are as described above.)
[0014] Настоящее изобретение также предлагает композицию, содержащую полимер (1) и фторполимер, где фторполимер содержит единицу (звено) полимеризации, полученную из перфтормономера, и содержание единицы (звена) полимеризации, полученной из перфтормономера, во фторполимере составляет 90% моль или более по отношению ко всем единицам (звеньям) полимеризации фторполимера, полимер (1) представляет собой полимер мономера (1), представленного общей формулой (1) ниже, единица (звено) полимеризации (1), полученная из мономера (1), в полимере (1) составляет 50% масс. или более по отношению ко всем единицам (звеньям) полимеризации полимера (1), а содержание димера и тримера мономера (1) в полимере (1) составляет 1,0% масс. или меньше по отношению к полимеру (1).[0014] The present invention also provides a composition comprising a polymer (1) and a fluoropolymer, wherein the fluoropolymer comprises a polymerization unit (unit) derived from a perfluoromonomer, and the content of the polymerization unit (unit) derived from a perfluoromonomer in the fluoropolymer is 90 mol% or more with respect to all the polymerization units (units) of the fluoropolymer, the polymer (1) is a polymer of a monomer (1) represented by the general formula (1) below, the polymerization unit (unit) (1) derived from the monomer (1) in the polymer (1) is 50 mass% or more with respect to all the polymerization units (units) of the polymer (1), and the content of the dimer and trimer of the monomer (1) in the polymer (1) is 1.0 mass% or less with respect to the polymer (1).
(В формуле, R представляет собой одинарную связь или связывающую группу; Rf представляет собой фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода, или фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь или кетогруппу; М представляет собой -Н, атом металла, -NR7 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель; R7 представляет собой Н или органическую группу и m представляет собой целое число равное 1 или более).(In the formula, R represents a single bond or a linking group; Rf represents a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, or a fluorine-containing alkylene group having 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond or a keto group; M represents -H, a metal atom, -NR74 , imidazolium optionally having a substituent, pyridinium optionally having a substituent, or phosphonium optionally having a substituent; R7 represents H or an organic group, and m is an integer of 1 or more.)
[0015] В композиции по настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы мономер (1) представлял собой мономер (2), представленный следующей далее общей формулой (2).[0015] In the composition of the present invention, it is preferable that the monomer (1) is a monomer (2) represented by the following general formula (2).
(В формуле, Rf и М являются такими как описано выше).(In the formula, Rf and M are as described above.)
В композиции по настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы полимер (1) представлял собой сополимер мономера (1) и мономера, представленного общей формулой CFR11=CR11 2, где R11 независимо представляет собой Н, F или перфторалкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода.In the composition of the present invention, it is preferable that the polymer (1) is a copolymer of the monomer (1) and a monomer represented by the general formula CFR 11 =CR 11 2 , where R 11 is independently H, F or a perfluoroalkyl group containing from 1 to 4 carbon atoms.
В композиции по настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы содержание единицы полимеризации (1), полученной из мономера (1), составляло от 50 до 94% масс. по отношению ко всем единицам полимеризации, составляющим полимер (1), и содержание единицы полимеризации (М), полученной из мономера, представленного общей формулой CFR11=CR11 2, где R11 независимо представляет собой Н, F или перфторалкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, составляло от 6 до 50% масс. по отношению ко всем единицам полимеризации, составляющим полимер (1).In the composition of the present invention, it is preferable that the content of the polymerization unit (1) obtained from the monomer (1) is from 50 to 94% by mass relative to all the polymerization units constituting the polymer (1), and the content of the polymerization unit (M) obtained from the monomer represented by the general formula CFR 11 =CR 11 2 , where R 11 independently represents H, F or a perfluoroalkyl group containing from 1 to 4 carbon atoms, is from 6 to 50% by mass relative to all the polymerization units constituting the polymer (1).
В композиции по настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы отношение чередования единицы полимеризации (1) и единицы полимеризации (М) составляло 40% или более.In the composition of the present invention, it is preferable that the alternation ratio of the polymerization unit (I) and the polymerization unit (M) is 40% or more.
В композиции по настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы фторполимер представлял собой политетрафторэтилен.In the composition of the present invention, it is preferred that the fluoropolymer is polytetrafluoroethylene.
В композиции по настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы фторполимер представлял собой перфторэластомер.In the composition of the present invention, it is preferred that the fluoropolymer is a perfluoroelastomer.
В композиции по настоящему изобретению, когда фторполимер представляет собой политетрафторэтилен или перфторэластомер, предпочтительно, чтобы содержание металла в композиции составляло 10 м.д. масс. или менее.In the composition of the present invention, when the fluoropolymer is polytetrafluoroethylene or perfluoroelastomer, it is preferable that the metal content in the composition be 10 ppm by weight or less.
[0016] Настоящее изобретение также предлагает композицию, содержащую полимер (1) и политетрафторэтилен, где политетрафторэтилен представляет собой высокомолекулярный политетрафторэтилен, полимер (1) представляет собой полимер мономера (1), представленного общей формулой (1) ниже, и содержание димера и тримера мономера (1) в полимере (1) составляет 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1).[0016] The present invention also provides a composition comprising a polymer (1) and polytetrafluoroethylene, wherein the polytetrafluoroethylene is high molecular weight polytetrafluoroethylene, the polymer (1) is a polymer of a monomer (1) represented by the general formula (1) below, and the content of the dimer and trimer of the monomer (1) in the polymer (1) is 1.0% by mass or less relative to the polymer (1).
(В формуле, R представляет собой одинарную связь или связывающую группу; Rf представляет собой фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода, или фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь или кетогруппу; М представляет собой -Н, атом металла, -NR7 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель; R7 представляет собой Н или органическую группу и m представляет собой целое число равное 1 или более).(In the formula, R represents a single bond or a linking group; Rf represents a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, or a fluorine-containing alkylene group having 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond or a keto group; M represents -H, a metal atom, -NR74 , imidazolium optionally having a substituent, pyridinium optionally having a substituent, or phosphonium optionally having a substituent; R7 represents H or an organic group, and m is an integer of 1 or more.)
[0017] В композиции по настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы мономер (1) представлял собой мономер (2), представленный следующей далее общей формулой (2).[0017] In the composition of the present invention, it is preferable that the monomer (1) is a monomer (2) represented by the following general formula (2).
(В формуле, Rf и М являются такими как описано выше). Воздействия изобретения(In the formula, Rf and M are as described above.) Effects of the invention
[0018] Согласно настоящему изобретению, может быть предложен способ получения фторполимера с использованием полимера, содержащего большое количество групп сульфоновой кислоты или групп солей сульфоновой кислоты, с помощью которого можно получить фторполимер, который, по существу, не содержит димера и тримера мономера, составляющего полимер, и содержит единицу полимеризации, полученную из перфтормономера, при высоком содержании.[0018] According to the present invention, a method for producing a fluoropolymer using a polymer containing a large number of sulfonic acid groups or sulfonic acid salt groups can be provided, by which a fluoropolymer can be produced that is substantially free of a dimer and trimer of a monomer constituting the polymer and contains a polymerization unit derived from a perfluoromonomer at a high content.
[0019] Согласно настоящему изобретению, также может быть предложен способ получения политетрафторэтилена с использованием полимера, содержащего группы сульфоновой кислоты или группы соли сульфоновой кислоты, с помощью которого можно получить политетрафторэтилен, который, по существу, не содержит димера и тримера мономера, составляющего полимер, и имеет высокую молекулярную массу.[0019] According to the present invention, a method for producing polytetrafluoroethylene using a polymer containing sulfonic acid groups or sulfonic acid salt groups can also be provided, by which polytetrafluoroethylene can be produced that is substantially free of a dimer and trimer of a monomer constituting the polymer and has a high molecular weight.
[0020] Согласно настоящему изобретению, также может быть предложена композиция, которая содержит полимер, содержащий большое количество групп сульфоновой кислоты или групп солей сульфоновой кислоты, и фторполимер, содержащий единицу полимеризации, полученную из перфтормономера, при высоком содержании, и который, по существу, не содержит димера и тримера мономера, составляющего полимер.[0020] According to the present invention, a composition can also be provided which comprises a polymer containing a large number of sulfonic acid groups or sulfonic acid salt groups and a fluoropolymer containing a polymerization unit derived from a perfluoromonomer at a high content and which is substantially free of a dimer and trimer of the monomer constituting the polymer.
[0021] Согласно настоящему изобретению, также может быть предложена композиция, которая содержит полимер, содержащий группы сульфоновой кислоты или группы соли сульфоновой кислоты, и политетрафторэтилен, имеющий высокую молекулярную массу, и который, по существу, не содержит димера и тримера мономера, составляющего полимер.[0021] According to the present invention, a composition can also be provided which comprises a polymer containing sulfonic acid groups or sulfonic acid salt groups and polytetrafluoroethylene having a high molecular weight and which is substantially free of a dimer and trimer of the monomer constituting the polymer.
Описание вариантов осуществленияDescription of embodiments
[0022] Прежде чем подробно описывать настоящее изобретение, будут определяться или описываться некоторые термины, используемые в настоящем изобретении.[0022] Before describing the present invention in detail, certain terms used in the present invention will be defined or described.
[0023] В настоящем изобретении фтористая смола представляет собой частично кристаллический фторполимер, который представляет собой фторопласт. Фтористая смола имеет некоторую температуру плавления и термопластичность, и может быть либо перерабатываемой в расплаве, либо неплавкой.[0023] In the present invention, the fluororesin is a partially crystalline fluoropolymer, which is a fluoroplastic. The fluororesin has a certain melting point and thermoplasticity, and can be either melt-processable or non-meltable.
[0024] Перерабатываемый в расплаве в настоящем изобретении означает, что полимер обладает способностью перерабатываться в расплавленном состоянии с использованием обычного технологического устройства, такого как экструдер или машина для литья под давлением. Таким образом, фтористая смола, перерабатываемая в расплаве, обычно имеет скорость течения расплава от 0,01 до 500 г/10 мин, как измеряется с помощью метода измерения, который будет описан позже.[0024] Melt-processable in the present invention means that the polymer has the ability to be processed in a molten state using a conventional processing device such as an extruder or an injection molding machine. Thus, a melt-processable fluororesin typically has a melt flow rate of 0.01 to 500 g/10 min, as measured by a measuring method to be described later.
[0025] Фторэластомер по настоящему изобретению представляет собой аморфный фторполимер. Термин «аморфный» означает, что фторполимер имеет пиковую теплоту плавления (ΔН) 4,5 Дж/г или ниже, что определяется методом дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) (скорость повышения температуры: 10°С/мин) или дифференциального термического анализа (DTA) (скорость повышения температуры: 10°С/мин). Фторэластомер демонстрирует эластомерные характеристики при поперечной сшивке. Эластомерные характеристики означают, что полимер обладает способностью растягиваться и сохранять свою первоначальную длину, когда сила, необходимая для растяжения полимера, больше не применяется.[0025] The fluoroelastomer of the present invention is an amorphous fluoropolymer. The term "amorphous" means that the fluoropolymer has a peak heat of fusion (ΔH) of 4.5 J/g or less, as determined by differential scanning calorimetry (DSC) (temperature increase rate: 10°C/min) or differential thermal analysis (DTA) (temperature increase rate: 10°C/min). The fluoroelastomer exhibits elastomeric properties when crosslinked. Elastomeric properties mean that the polymer has the ability to stretch and maintain its original length when the force required to stretch the polymer is no longer applied.
[0026] Частично фторированный эластомер в настоящем изобретении означает фторполимер, содержащий единицу фтормономера, имеющий содержание единицы перфтормономера менее 90% моль по отношению ко всем единицам полимеризации, имеющий температуру стеклования 20°С или ниже, и имеющий пиковую теплоту плавления (ДН) 4,5 Дж/г или ниже.[0026] The partially fluorinated elastomer in the present invention means a fluoropolymer containing a fluoromonomer unit, having a perfluoromonomer unit content of less than 90% by mole relative to all polymerization units, having a glass transition temperature of 20°C or lower, and having a peak heat of melting (PHM) of 4.5 J/g or lower.
[0027] Перфторэластомер (перфторкаучук) по настоящему изобретению означает фторполимер, имеющий содержание единиц перфтормономера 90% моль или более, предпочтительно 91% моль или более по отношению ко всем единицам полимеризации, имеющий температуру стеклования 20°С или ниже, имеющий пиковую теплоту плавления (ΔН) 4,5 Дж/г или ниже и имеющий концентрацию атомов фтора во фторполимере 71% масс. или более, предпочтительно 71,5% масс. или более. Концентрация атомов фтора во фторполимере по настоящему изобретению представляет собой концентрацию (% масс. ) атомов фтора, содержащихся во фторполимере, вычисленную на основе типа и содержания каждого мономера, составляющего фторполимер.[0027] The perfluoroelastomer (perfluororubber) of the present invention means a fluoropolymer having a perfluoromonomer unit content of 90 mol% or more, preferably 91 mol% or more, with respect to all polymerization units, having a glass transition temperature of 20°C or lower, having a peak heat of melting (ΔH) of 4.5 J/g or lower, and having a fluorine atom concentration in the fluoropolymer of 71 mass% or more, preferably 71.5 mass% or more. The fluorine atom concentration in the fluoropolymer of the present invention is the concentration (mass%) of fluorine atoms contained in the fluoropolymer calculated based on the type and content of each monomer constituting the fluoropolymer.
[0028] Перфтормономер в настоящем описании означает мономер, не содержащий связи углерод-водород в молекуле. Перфтормономер может представлять собой мономер, содержащий атомы углерода и атомы фтора, в котором некоторые атомы фтора, связанные с любым из атомов углерода, заменены атомами хлора, и может представлять собой мономер, содержащий атом азота, атом кислорода, атом серы, атом фосфора, атом бора или атом кремния в дополнение к атомам углерода. Перфтормономер предпочтительно представляет собой мономер, в котором все атомы водорода заменены атомами фтора. Перфтормономер не охватывает мономер, который обеспечивает активный центр поперечной сшивки.[0028] A perfluoromonomer as used herein means a monomer that does not contain a carbon-hydrogen bond in the molecule. A perfluoromonomer may be a monomer containing carbon atoms and fluorine atoms in which some of the fluorine atoms bonded to any of the carbon atoms are replaced by chlorine atoms, and may be a monomer containing a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, a boron atom, or a silicon atom in addition to carbon atoms. A perfluoromonomer is preferably a monomer in which all hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms. A perfluoromonomer does not include a monomer that provides an active crosslinking center.
[0029] Мономер, который обеспечивает активный центр поперечной сшивки, представляет собой мономер (мономер с активным центром отверждения), содержащий поперечно-сшиваемую группу, которая обеспечивает фторполимеру активный центр поперечной сшивки для образования поперечной сшивки с отверждающим агентом.[0029] The monomer that provides the active cross-linking site is a monomer (a monomer with an active curing site) containing a cross-linkable group that provides the fluoropolymer with an active cross-linking site for cross-linking with a curing agent.
[0030] Политетрафторэтилен (PTFE) по настоящему изобретению предпочтительно представляет собой фторполимер, имеющий содержание единиц тетрафторэтилена 99% моль или более по отношению ко всем единицам полимеризации.[0030] The polytetrafluoroethylene (PTFE) of the present invention is preferably a fluoropolymer having a tetrafluoroethylene unit content of 99 mol% or more relative to the total polymerization units.
[0031] Фтористая смола иная, чем политетрафторэтилен и фторэластомер по настоящему изобретению, предпочтительно представляет собой фторполимер, имеющий содержание тетрафторэтилена менее 99% моль по отношению ко всем единицам полимеризации.[0031] The fluororesin other than polytetrafluoroethylene and the fluoroelastomer of the present invention is preferably a fluoropolymer having a tetrafluoroethylene content of less than 99% by mole relative to all polymerization units.
[0032] Содержание каждого из мономеров, составляющих фторполимер, можно вычислить в настоящем изобретении с помощью любого соответствующего сочетания ЯМР, FT-IR (инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием), элементного анализа, рентгено-флуоресцентного анализа в соответствии с типами мономеров.[0032] The content of each of the monomers constituting the fluoropolymer can be calculated in the present invention by any appropriate combination of NMR, FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy), elemental analysis, X-ray fluorescence analysis according to the types of monomers.
[0033] Термин «единица» в настоящем описании означает «звено».[0033] The term "unit" as used herein means "link".
Термин «органическая группа» в настоящем описании означает группу, содержащую один или несколько атомов углерода, или группу, получаемую посредством удаления одного атома водорода из органического соединения.The term "organic group" as used herein means a group containing one or more carbon atoms, or a group obtained by removing one hydrogen atom from an organic compound.
Примеры «органической группы» включают:Examples of "organic group" include:
алкильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,an alkyl group optionally containing one or more substituents,
алкенильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,an alkenyl group optionally containing one or more substituents,
алкинильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,an alkynyl group optionally containing one or more substituents,
циклоалкильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,a cycloalkyl group optionally containing one or more substituents,
циклоалкенильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,a cycloalkenyl group optionally containing one or more substituents,
циклоалкадиенильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,a cycloalkadienyl group optionally containing one or more substituents,
арильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,an aryl group optionally containing one or more substituents,
аралкильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,an aralkyl group optionally containing one or more substituents,
неароматическую гетероциклическую группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,a non-aromatic heterocyclic group optionally containing one or more substituents,
гетероарильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,a heteroaryl group optionally containing one or more substituents,
цианогруппу,cyano group,
формильную группу,formyl group,
RaO-,RaO-,
RaCO-,RaCO-,
RaSO2-,RaSO 2 -,
RaCOO-,RaCOO-,
RaNRaCO-,RaNRaCO-,
RaCONRa-,RaCONRa-,
RaOCO-,RaOCO-,
RaOSO2- иRaOSO 2 - and
RaNRbSO2-,RaNRbSO 2 -,
где каждый Ra независимо представляет собойwhere each R a independently represents
алкильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,an alkyl group optionally containing one or more substituents,
алкенильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,an alkenyl group optionally containing one or more substituents,
алкинильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,an alkynyl group optionally containing one or more substituents,
циклоалкильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,a cycloalkyl group optionally containing one or more substituents,
циклоалкенильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,a cycloalkenyl group optionally containing one or more substituents,
циклоалкадиенильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,a cycloalkadienyl group optionally containing one or more substituents,
арильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,an aryl group optionally containing one or more substituents,
аралкильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей,an aralkyl group optionally containing one or more substituents,
неароматическую гетероциклическую группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей, илиa non-aromatic heterocyclic group optionally containing one or more substituents, or
гетероарильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей, иa heteroaryl group optionally containing one or more substituents, and
каждый Rb независимо представляет собой Н или алкильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей.each Rb independently represents H or an alkyl group optionally containing one or more substituents.
Органическая группа предпочтительно представляет собой алкильную группу, необязательно содержащую один или несколько заместителей.The organic group is preferably an alkyl group optionally containing one or more substituents.
[0034] Термин «заместитель» в настоящем изобретении означает группу, способную заменять другой атом или группу. Примеры «заместителя» включают алифатическую группу, ароматическую группу, гетероциклическую группу, ацильную группу, ацилоксигруппу, ациламиногруппу, алифатическую оксигруппу, ароматическую оксигруппу, гетероциклическую оксигруппу, алифатическую оксикарбонильную группу, ароматическую оксикарбонильную группу, гетероциклическую оксикарбонильную группу, карбамоильную группу, алифатическую сульфонильную группу, ароматическую сульфонильную группу, гетероциклическую сульфонильную группу, алифатическую сульфонилоксигруппу, ароматическую сульфонилоксигруппу, гетероциклическую сульфонилоксигруппу, сульфамоильную группу, алифатическую сульфонамидную группу, ароматическую сульфонамидную группу, гетероциклическую сульфонамидную группу, аминогруппу, алифатическую аминогруппу, ароматическую аминогруппу, гетероциклическую аминогруппу, алифатическую оксикарбониламиногруппу, ароматическую оксикарбониламиногруппу, гетероциклическую оксикарбониламиногруппу, алифатическую сульфинильную группу, ароматическую сульфинильную группу, алифатическую тиогруппу, ароматическую тиогруппу, гидроксигруппу, цианогруппу, сульфогруппу, карбоксигруппу, алифатическую оксиаминогруппу, ароматическую оксиаминогруппу, карбамоиламиногруппу, сульфамоильную аминогруппу, атом галогена, сульфамоилкарбамоильную группу, карбамоилсульфамоильную группу, диалифатическую оксифосфинильную группу и диароматическую оксифосфинильную группу.[0034] The term "substituent" as used herein means a group capable of replacing another atom or group. Examples of the "substituent" include an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, an acyl group, an acyloxy group, an acylamino group, an aliphatic oxy group, an aromatic oxy group, a heterocyclic oxy group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aromatic oxycarbonyl group, a heterocyclic oxycarbonyl group, a carbamoyl group, an aliphatic sulfonyl group, an aromatic sulfonyl group, a heterocyclic sulfonyl group, an aliphatic sulfonyloxy group, an aromatic sulfonyloxy group, a heterocyclic sulfonyloxy group, a sulfamoyl group, an aliphatic sulfonamide group, an aromatic sulfonamide group, a heterocyclic sulfonamide group, an amino group, an aliphatic amino group, an aromatic amino group, a heterocyclic amino group, an aliphatic oxycarbonylamino group, an aromatic oxycarbonylamino group, a heterocyclic oxycarbonylamino group, an aliphatic sulfinyl group, an aromatic sulfinyl group, an aliphatic thio group, an aromatic thio group, a hydroxy group, a cyano group, a sulfo group, a carboxy group, an aliphatic oxyamino group, an aromatic oxyamino group, a carbamoylamino group, a sulfamoyl amino group, a halogen atom, a sulfamoylcarbamoyl group, a carbamoylsulfamoyl group, a dialphatic oxyphosphinyl group, and a diaromatic oxyphosphinyl group.
[0035] Алифатическая группа может быть насыщенной или ненасыщенной и может включать гидроксигруппу, алифатическую оксигруппу, карбамоильную группу, алифатическую оксикарбонильную группу, алифатическую тиогруппу, аминогруппу, алифатическую аминогруппу, ациламиногруппу, карбамоиламиногруппу или что-либо подобное. Примеры алифатической группы включают алкильные группы, содержащие в целом от 1 до 8, предпочтительно, от 1 до 4 атомов углерода, такие как метильная группа, этильная группа, винильная группа, циклогексильная группа и карбамоилметильная группа.[0035] The aliphatic group may be saturated or unsaturated and may include a hydroxy group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, or the like. Examples of the aliphatic group include alkyl groups containing a total of 1 to 8, preferably 1 to 4, carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a vinyl group, a cyclohexyl group, and a carbamoylmethyl group.
[0036] Ароматическая группа может включать, например, нитрогруппу, атом галогена, алифатическую оксигруппу, карбамоильную группу, алифатическую оксикарбонильную группу, алифатическую тиогруппу, аминогруппу, алифатическую аминогруппу, ациламиногруппу, карбамоиламиногруппу или что-либо подобное. Примеры ароматической группы включают арильные группы, содержащие от 6 до 12 атомов углерода, предпочтительно, в целом от 6 до 10 атомов углерода, такие как фенильная группа, 4-нитрофенильная группа, 4-ацетиламинофенильная группа и 4-метансульфонилфенильная группа.[0036] The aromatic group may include, for example, a nitro group, a halogen atom, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, or the like. Examples of the aromatic group include aryl groups having 6 to 12 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms in total, such as a phenyl group, a 4-nitrophenyl group, a 4-acetylaminophenyl group, and a 4-methanesulfonylphenyl group.
[0037] Гетероциклическая группа может содержать атом галогена, гидроксигруппу, алифатическую оксигруппу, карбамоильную группу, алифатическую оксикарбонильную группу, алифатическую тиогруппу, аминогруппу, алифатическую аминогруппу, ациламиногруппу, карбамоиламиногруппу или что-либо подобное. Примеры гетероциклической группы включают 5- или 6-членные гетероциклические кольца, содержащие в целом от 2 до 12, а предпочтительно от 2 до 10 атомов углерода, такие как 2-тетрагидрофурильная группа и 2-пиримидиловая группа.[0037] The heterocyclic group may contain a halogen atom, a hydroxy group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, or the like. Examples of the heterocyclic group include 5- or 6-membered heterocyclic rings containing 2 to 12, and preferably 2 to 10, carbon atoms in total, such as a 2-tetrahydrofuryl group and a 2-pyrimidyl group.
[0038] Ацильная группа может содержать алифатическую карбонильную группу, арилкарбонильную группу, гетероциклическую карбонильную группу, гидроксильную группу, атом галогена, ароматическую группу, алифатическую оксигруппу, карбамоильную группу, алифатическую оксикарбонильную группу, алифатическую тиогруппу, аминогруппу, алифатическую аминогруппу, ациламиногруппу, карбамоиламиногруппу или что-либо подобное. Примеры ацильной группы включают ацильные группы, содержащие в целом от 2 до 8, предпочтительно от 2 до 4 атомов углерода, такие как ацетильная группа, пропаноильная группа, бензоильная группа и 3-пиридинкарбонильная группа.[0038] The acyl group may contain an aliphatic carbonyl group, an arylcarbonyl group, a heterocyclic carbonyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, an aromatic group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, or the like. Examples of the acyl group include acyl groups containing 2 to 8, preferably 2 to 4, carbon atoms in total, such as an acetyl group, a propanoyl group, a benzoyl group, and a 3-pyridinecarbonyl group.
[0039] Ациламиногруппа может содержать алифатическую группу, ароматическую группу, гетероциклическую группу и тому подобное, и может содержать, например, ацетиламиногруппу, бензоиламиногруппу, 2-пиридинкарбониламиногруппу, пропаноиламиногруппу или что-либо подобное. Примеры ациламиногруппы включают ациламиногруппы, содержащие в целом от 2 до 12, предпочтительно от 2 до 8 атомов углерода, и алкилкарбониламиногруппы, содержащие в целом от 2 до 8 атомов углерода, такие как ацетиламиногруппа, бензоиламиногруппа, 2-пиридинкарбониламиногруппа и пропаноиламиногруппа.[0039] The acylamino group may have an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, and the like, and may have, for example, an acetylamino group, a benzoylamino group, a 2-pyridinecarbonylamino group, a propanoylamino group, or the like. Examples of the acylamino group include acylamino groups having a total of 2 to 12, preferably 2 to 8, carbon atoms, and alkylcarbonylamino groups having a total of 2 to 8 carbon atoms, such as an acetylamino group, a benzoylamino group, a 2-pyridinecarbonylamino group, and a propanoylamino group.
[0040] Алифатическая оксикарбонильная группа может быть насыщенной или ненасыщенной и может содержать гидроксигруппу, алифатическую оксигруппу, карбамоильную группу, алифатическую оксикарбонильную группу, алифатическую тиогруппу, аминогруппу, алифатическую аминогруппу, ациламиногруппу, карбамоиламиногруппу или что-либо подобное. Примеры алифатической оксикарбонильной группы включают алкоксикарбонильные группы, содержащие от 2 до 8, предпочтительно от 2 до 4 атомов углерода в целом, такие как метоксикарбонильная группа, этоксикарбонильная группа и (трет)-бутоксикарбонильная группа.[0040] The aliphatic oxycarbonyl group may be saturated or unsaturated and may contain a hydroxy group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, or the like. Examples of the aliphatic oxycarbonyl group include alkoxycarbonyl groups containing 2 to 8, preferably 2 to 4 carbon atoms in total, such as a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and a (tert)-butoxycarbonyl group.
[0041] Карбамоильная группа может содержать алифатическую группу, ароматическую группу, гетероциклическую группу или что-либо подобное. Примеры карбамоильной группы включают незамещенную карбамоильную группу и алкилкарбамоильные группы, содержащие в целом от 2 до 9 атомов углерода, предпочтительно незамещенную карбамоильную группу и алкилкарбамоильные группы, содержащие в целом от 2 до 5 атомов углерода, такие как N-метилкарбамоильная группа, N,N-диметилкарбамоильная группа и N-фенилкарбамоильная группа.[0041] The carbamoyl group may have an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, or the like. Examples of the carbamoyl group include an unsubstituted carbamoyl group and alkylcarbamoyl groups having a total of 2 to 9 carbon atoms, preferably an unsubstituted carbamoyl group and alkylcarbamoyl groups having a total of 2 to 5 carbon atoms, such as an N-methylcarbamoyl group, an N,N-dimethylcarbamoyl group, and an N-phenylcarbamoyl group.
[0042] Алифатическая сульфонильная группа может быть насыщенной или ненасыщенной и может содержать гидроксигруппу, ароматическую группу, алифатическую оксигруппу, карбамоильную группу, алифатическую оксикарбонильную группу, алифатическую тиогруппу, аминогруппу, алифатическую аминогруппу, ациламиногруппу, карбамоиламиногруппу или что-либо подобное. Примеры алифатической сульфонильной группы включают алкилсульфонильные группы, содержащие в целом от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно в целом от 1 до 4 атомов углерода, такие как метансульфонильная группа.[0042] The aliphatic sulfonyl group may be saturated or unsaturated and may contain a hydroxy group, an aromatic group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, or the like. Examples of the aliphatic sulfonyl group include alkylsulfonyl groups containing from 1 to 6 carbon atoms in total, preferably from 1 to 4 carbon atoms in total, such as a methanesulfonyl group.
[0043] Ароматическая сульфонильная группа может содержать гидроксигруппу, алифатическую группу, алифатическую оксигруппу, карбамоильную группу, алифатическую оксикарбонильную группу, алифатическую тиогруппу, аминогруппу, алифатическую аминогруппу, ациламиногруппу, карбамоиламиногруппу или что-либо подобное. Примеры ароматической сульфонильной группы включают арилсульфонильные группы, содержащие в целом от 6 до 10 атомов углерода, такие как бензолсульфонильная группа.[0043] The aromatic sulfonyl group may contain a hydroxy group, an aliphatic group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, or the like. Examples of the aromatic sulfonyl group include arylsulfonyl groups containing 6 to 10 carbon atoms in total, such as a benzenesulfonyl group.
[0044] Аминогруппа может содержать алифатическую группу, ароматическую группу, гетероциклическую группу и что-либо подобное.[0044] The amino group may contain an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, and the like.
[0045] Ациламиногруппа может содержать, например, ацетиламиногруппу, бензоиламиногруппу, 2-пиридинкарбониламиногруппу, пропаноиламиногруппу или что-либо подобное. Примеры ациламиногруппы включают ациламиногруппы, содержащие в целом от 2 до 12 атомов углерода, предпочтительно в целом от 2 до 8 атомов углерода, а более предпочтительно алкилкарбониламиногруппы, содержащие в целом от 2 до 8 атомов углерода, такие как ацетиламиногруппа, бензоиламиногруппа, 2-пиридинкарбониламиногруппа и пропаноиламиногруппа.[0045] The acylamino group may contain, for example, an acetylamino group, a benzoylamino group, a 2-pyridinecarbonylamino group, a propanoylamino group, or the like. Examples of the acylamino group include acylamino groups having a total of 2 to 12 carbon atoms, preferably a total of 2 to 8 carbon atoms, and more preferably alkylcarbonylamino groups having a total of 2 to 8 carbon atoms, such as an acetylamino group, a benzoylamino group, a 2-pyridinecarbonylamino group, and a propanoylamino group.
[0046] Алифатическая сульфонамидная группа, ароматическая сульфонамидная группа и гетероциклическая сульфонамидная группа могут представлять собой, например, метансульфонамидную группу, бензолсульфонамидную группу, 2-пиридинсульфонамидную группу, соответственно.[0046] The aliphatic sulfonamide group, the aromatic sulfonamide group and the heterocyclic sulfonamide group may be, for example, a methanesulfonamide group, a benzenesulfonamide group, a 2-pyridinesulfonamide group, respectively.
[0047] Сульфамоильная группа может содержать алифатическую группу, ароматическую группу, гетероциклическую группу или что-либо подобное. Примеры сульфамоильной группы включают сульфамоильную группу, алкилсульфамоильные группы, содержащие в целом от 1 до 9 атомов углерода, диалкилсульфамоильные группы, содержащие в целом от 2 до 10 атомов углерода, арилсульфамоильные группы, содержащие в целом от 7 до 13 атомов углерода, и гетероциклические сульфамоильные группы, содержащие в целом от 2 до 12 атомов углерода, более предпочтительно сульфамоильную группу, алкилсульфамоильные группы, содержащие в целом от 1 до 7 атомов углерода, диалкилсульфамоильные группы, содержащие в целом от 3 до 6 атомов углерода, арилсульфамоильные группы, содержащие в целом от 6 до 11 атомов углерода, и гетероциклические сульфамоильные группы, содержащие в целом от 2 до 10 атомов углерода, такие как сульфамоильная группа, метилсульфамоильная группа, N,N-диметилсульфамоильная группа, фенилсульфамоильная группа и 4-пиридинсульфамоильная группа.[0047] The sulfamoyl group may contain an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, or the like. Examples of the sulfamoyl group include a sulfamoyl group, alkylsulfamoyl groups containing 1 to 9 carbon atoms in total, dialkylsulfamoyl groups containing 2 to 10 carbon atoms in total, arylsulfamoyl groups containing 7 to 13 carbon atoms in total, and heterocyclic sulfamoyl groups containing 2 to 12 carbon atoms in total, more preferably a sulfamoyl group, alkylsulfamoyl groups containing 1 to 7 carbon atoms in total, dialkylsulfamoyl groups containing 3 to 6 carbon atoms in total, arylsulfamoyl groups containing 6 to 11 carbon atoms in total, and heterocyclic sulfamoyl groups containing 2 to 10 carbon atoms in total, such as a sulfamoyl group, a methylsulfamoyl group, an N,N-dimethylsulfamoyl group, a phenylsulfamoyl group and 4-pyridinesulfamoyl group.
[0048] Алифатическая оксигруппа может быть насыщенной или ненасыщенной и может содержать метоксигруппу, этоксигруппу, изопропилоксигруппу, циклогексилоксигруппу, метоксиэтоксигруппу или что-либо подобное. Примеры алифатической оксигруппы включают алкоксигруппы, содержащие в целом от 1 до 8, предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода, такие как метоксигруппа, этоксигруппа, изопропилоксигруппа, циклогексилоксигруппа и метоксиэтоксигруппа.[0048] The aliphatic oxy group may be saturated or unsaturated and may contain a methoxy group, an ethoxy group, an isopropyloxy group, a cyclohexyloxy group, a methoxyethoxy group, or the like. Examples of the aliphatic oxy group include alkoxy groups containing a total of 1 to 8, preferably 1 to 6, carbon atoms, such as a methoxy group, an ethoxy group, an isopropyloxy group, a cyclohexyloxy group, and a methoxyethoxy group.
[0049] Ароматическая аминогруппа и гетероциклическая аминогруппа, каждая, может содержать алифатическую группу, алифатическую оксигруппу, атом галогена, карбамоильную группу, гетероциклическую группу, конденсированную на кольце с арильной группой, и алифатическую оксикарбонильную группу, предпочтительно алифатическую группу, содержащую в целом от 1 до 4 атомов углерода, алифатическую оксигруппу, содержащую в целом от 1 до 4 атомов углерода, атом галогена, карбамоильную группу, содержащую в целом от 1 до 4 атомов углерода, нитрогруппу или алифатическую оксикарбонильную группу, содержащую от 2 до 4 атомов углерода в целом.[0049] The aromatic amino group and the heterocyclic amino group may each contain an aliphatic group, an aliphatic oxy group, a halogen atom, a carbamoyl group, a heterocyclic group fused on a ring with an aryl group, and an aliphatic oxycarbonyl group, preferably an aliphatic group containing from 1 to 4 carbon atoms in total, an aliphatic oxy group containing from 1 to 4 carbon atoms in total, a halogen atom, a carbamoyl group containing from 1 to 4 carbon atoms in total, a nitro group, or an aliphatic oxycarbonyl group containing from 2 to 4 carbon atoms in total.
[0050] Алифатическая тиогруппа может быть насыщенной или ненасыщенной, и ее примеры включают алкилтиогруппы, содержащие в целом от 1 до 8 атомов углерода, более предпочтительно, в целом от 1 до 6 атомов углерода, такие как метилтиогруппа, этилтиогруппа, карбамоилметилтиогруппа и трет-бутилтиогруппа.[0050] The aliphatic thio group may be saturated or unsaturated, and examples thereof include alkylthio groups having a total of 1 to 8 carbon atoms, more preferably a total of 1 to 6 carbon atoms, such as a methylthio group, an ethylthio group, a carbamoylmethylthio group, and a tert-butylthio group.
[0051] Карбамоиламиногруппа может содержать алифатическую группу, арильную группу, гетероциклическую группу или что-либо подобное. Примеры карбамоиламиногруппы включают карбамоиламиногруппу, алкилкарбамоиламиногруппы, содержащие в целом от 2 до 9 атомов углерода, диалкилкарбамоиламиногруппы, содержащие в целом от 3 до 10 атомов углерода, арилкарбамоиламиногруппы, содержащие в целом от 7 до 13 атомов углерода и гетероциклические карбамоиламиногруппы, содержащие от 3 до 12 атомов углерода в целом, предпочтительно карбамоиламиногруппы, алкилкарбамоиламиногруппы, содержащие в целом от 2 до 7 атомов углерода, диалкилкарбамоиламиногруппы, содержащие в целом от 3 до 6 атомов углерода, арилкарбамоиламиногруппы, содержащие в целом от 7 до 11 атомов углерода и гетероциклические карбамоиламиногруппы, содержащие от 3 до 10 атомов углерода в целом, такие как карбамоиламиногруппа, метилкарбамоиламиногруппа, N,N-диметилкарбамоиламиногруппа, фенилкарбамоиламиногруппа и 4-пиридинкарбамоиламиногруппа.[0051] The carbamoylamino group may contain an aliphatic group, an aryl group, a heterocyclic group, or the like. Examples of the carbamoylamino group include a carbamoylamino group, alkylcarbamoylamino groups having 2 to 9 carbon atoms in total, dialkylcarbamoylamino groups having 3 to 10 carbon atoms in total, arylcarbamoylamino groups having 7 to 13 carbon atoms in total, and heterocyclic carbamoylamino groups having 3 to 12 carbon atoms in total, preferably carbamoylamino groups, alkylcarbamoylamino groups having 2 to 7 carbon atoms in total, dialkylcarbamoylamino groups having 3 to 6 carbon atoms in total, arylcarbamoylamino groups having 7 to 11 carbon atoms in total, and heterocyclic carbamoylamino groups having 3 to 10 carbon atoms in total, such as a carbamoylamino group, methylcarbamoylamino group, N,N-dimethylcarbamoylamino group, phenylcarbamoylamino group and 4-pyridinecarbamoylamino group.
[0052] Диапазоны, выраженные конечными точками в настоящем изобретении, каждый, включают все численные значения в диапазоне (например, диапазон от 1 до 10 включает 1, 4, 1, 9, 2, 33, 5,75, 9,98 и тому подобное).[0052] The ranges expressed by endpoints in the present invention each include all numerical values in the range (e.g., the range from 1 to 10 includes 1, 4, 1, 9, 2, 33, 5.75, 9.98, and the like).
[0053] Фраза «по меньшей мере, один» в настоящем описании включает все численные значения, равные или превышающие 1 (например, по меньшей мере, 2, по меньшей мере, 4, по меньшей мере, 6, по меньшей мере, 8, по меньшей мере, 10, по меньшей мере, 25, по меньшей мере, 50, по меньшей мере, 100 или что-либо подобное).[0053] The phrase "at least one" as used herein includes all numerical values equal to or greater than 1 (e.g., at least 2, at least 4, at least 6, at least 8, at least 10, at least 25, at least 50, at least 100, or the like).
[0054] Далее конкретные варианты осуществления настоящего изобретения будут описываться подробно, но настоящее изобретение не ограничивается следующими вариантами осуществления.[0054] Next, specific embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments.
[0055] Способ получения по настоящему изобретению представляет собой способ получения фторполимера, способ включает полимеризацию перфтормономера в водной среде в присутствии полимера (1) с получением фторполимера (далее это может упоминаться как первый способ получения по настоящему изобретению).[0055] The production method of the present invention is a method for producing a fluoropolymer, the method comprising polymerizing a perfluoromonomer in an aqueous medium in the presence of a polymer (1) to obtain a fluoropolymer (hereinafter, this may be referred to as the first production method of the present invention).
[0056] <Полимер (1)>[0056] <Polymer (1)>
Полимер (1), используемый в первом способе получения по настоящему изобретению, представляет собой полимер мономера (1), представленного общей формулой (1), приведенной ниже, в которой единица полимеризации (1), полученная из мономера (1), в полимере (1) составляет 50% масс. или более по отношению ко всем единицам полимеризации полимера (1), и содержание димера и тримера мономера (1) в полимере (1) составляет 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1).The polymer (1) used in the first production method of the present invention is a polymer of a monomer (1) represented by the general formula (1) given below, in which the polymerization unit (1) obtained from the monomer (1) in the polymer (1) accounts for 50% by mass or more relative to all polymerization units of the polymer (1), and the content of the dimer and trimer of the monomer (1) in the polymer (1) is 1.0% by mass or less relative to the polymer (1).
[0057] Мономер (1) представлен следующей далее общей формулой (1).[0057] The monomer (1) is represented by the following general formula (1).
(В формуле, R представляет собой одинарную связь или связывающую группу; Rf представляет собой фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода, или фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь или кетогруппу; М представляет собой Н, атом металла, NR7 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель; R7 представляет собой Н или органическую группу и m представляет собой целое число равное 1 или более).(In the formula, R represents a single bond or a linking group; Rf represents a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, or a fluorine-containing alkylene group having 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond or a keto group; M represents H, a metal atom, NR 7 4 , imidazolium optionally having a substituent, pyridinium optionally having a substituent, or phosphonium optionally having a substituent; R 7 represents H or an organic group, and m is an integer of 1 or more.)
[0058] В способе получения по настоящему изобретению, в качестве мономера (1) можно использовать, один тип мономера или два или более типа мономеров.[0058] In the production method of the present invention, one type of monomer or two or more types of monomers can be used as the monomer (1).
[0059] Полимер (1) может представлять собой гомополимер мономера (1) или может представлять собой его сополимер с другим мономером.[0059] The polymer (1) may be a homopolymer of the monomer (1) or may be a copolymer thereof with another monomer.
[0060] R представляет собой одинарную связь или связывающую группу. Термин «связывающая группа» в настоящем изобретении относится к (m+1)-валентной связывающей группе, и когда m равно 1, связывающая группа является двухвалентной. Предпочтительно, чтобы связывающая группа содержала, по меньшей мере, один атом углерода, а количество атомов углерода может составлять 2 или более, может составлять 4 или более, может составлять 8 или более, может составлять 10 или более или может составлять 20 или более. Его верхний предел не ограничивается и может составлять, например, 100 или меньше, а также может составлять 50 или меньше.[0060] R is a single bond or a linking group. The term "linking group" in the present invention refers to an (m+1)-valent linking group, and when m is 1, the linking group is divalent. It is preferable that the linking group contain at least one carbon atom, and the number of carbon atoms may be 2 or more, may be 4 or more, may be 8 or more, may be 10 or more, or may be 20 or more. Its upper limit is not limited and may be, for example, 100 or less, and may also be 50 or less.
[0061] Связывающая группа может быть линейной или разветвленной, циклической или ациклической, насыщенной или ненасыщенной, замещенной или незамещенной, и необязательно содержит один или несколько гетероатомов, выбранных из группы, состоящей из серы, кислорода и азота, и необязательно содержит одну или несколько функциональных групп, выбранных из группы, состоящей из сложных эфиров, амидов, сульфонамидов, карбонилов, карбонатов, уретанов, мочевин и карбаматов. Связывающая группа может не содержать атомов углерода и может представлять собой катенарный гетероатом, такой как кислород, сера или азот.[0061] The linking group may be linear or branched, cyclic or acyclic, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted, and optionally contains one or more heteroatoms selected from the group consisting of sulfur, oxygen, and nitrogen, and optionally contains one or more functional groups selected from the group consisting of esters, amides, sulfonamides, carbonyls, carbonates, urethanes, ureas, and carbamates. The linking group may not contain carbon atoms and may be a catenary heteroatom such as oxygen, sulfur, or nitrogen.
[0062] m представляет собой целое число, равное 1 или более, предпочтительно 1 или 2, а более предпочтительно 1. Когда m представляет собой целое число, равное 2 или более, Rf и М предпочтительно содержит.[0062] m is an integer equal to 1 or more, preferably 1 or 2, and more preferably 1. When m is an integer equal to 2 or more, Rf and M preferably contain.
[0063] Далее будет описываться соответствующая конфигурация в случае, когда m равно 1 в общей формуле (1).[0063] The corresponding configuration will now be described in the case where m is equal to 1 in the general formula (1).
[0064] В случае, когда m равно 1 в общей формуле (1), предпочтительно, чтобы R представлял собой одинарную связь.[0064] In the case where m is 1 in the general formula (1), it is preferable that R is a single bond.
То есть, предпочтительно, чтобы мономер (1) представлял собой мономером (2), представленным общей формулой (2), приведенной ниже.That is, it is preferable that the monomer (1) is a monomer (2) represented by the general formula (2) shown below.
Также предпочтительно, чтобы полимер (1) представлял собой полимер (2), содержащий единицу полимеризации (2), полученную из мономера (2), представленного общей формулой (2).It is also preferable that the polymer (1) is a polymer (2) containing a polymerization unit (2) obtained from a monomer (2) represented by the general formula (2).
(В формуле, Rf и М являются такими как описано выше).(In the formula, Rf and M are as described above.)
[0065] Rf представляет собой фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода, фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь, или фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую кетогруппу. Фторсодержащая алкиленовая группа, содержащая от 2 до 100 атомов углерода и содержащая эфирную связь, представляет собой алкиленовую группу, которая не включает структуру, в которой атом кислорода является концевым, и содержит эфирную связь между атомами углерода.[0065] Rf is a fluorine-containing alkylene group containing from 1 to 40 carbon atoms, a fluorine-containing alkylene group containing from 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond, or a fluorine-containing alkylene group containing from 2 to 100 carbon atoms and containing a keto group. A fluorine-containing alkylene group containing from 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond is an alkylene group that does not include a structure in which an oxygen atom is terminal and contains an ether bond between carbon atoms.
[0066] Фторсодержащая алкиленовая группа Rf предпочтительно содержит 2 или более атомов углерода. Фторсодержащая алкиленовая группа также предпочтительно содержит 30 или менее атомов углерода, более предпочтительно 20 или менее атомов углерода, еще более предпочтительно 10 или менее атомов углерода, а особенно предпочтительно 5 или менее атомов углерода. Примеры фторсодержащей алкиленовой группы включают -CF2-, -CH2CF2-, CF2CF2-, -CF2CH2-, -CF2CF2CH2-, -CF(CF3)-, -CF(CF3)CF2- и CF(CF3)CH2-, -CF2CF2CF2-, и -CF2CF2CF2CF2 -. Фторсодержащая алкиленовая группа предпочтительно представляет собой перфторалкиленовую группу, а более предпочтительно неразветвленную линейную перфторалкиленовую группу.[0066] The fluorine-containing alkylene group Rf preferably contains 2 or more carbon atoms. The fluorine-containing alkylene group also preferably contains 30 or less carbon atoms, more preferably 20 or less carbon atoms, even more preferably 10 or less carbon atoms, and particularly preferably 5 or less carbon atoms . Examples of the fluorine-containing alkylene group include -CF2- , -CH2CF2- , CF2CF2- , -CF2CH2- , -CF2CF2CH2- , -CF( CF3 )-, -CF ( CF3 ) CF2- and CF ( CF3 ) CH2- , -CF2CF2CF2- , and -CF2CF2CF2CF2- . The fluorine-containing alkylene group is preferably a perfluoroalkylene group, and more preferably an unbranched linear perfluoroalkylene group.
[0067] Фторсодержащая алкиленовая группа, содержащая эфирную связь, предпочтительно содержит 3 или более атомов углерода. Фторсодержащая алкиленовая группа, содержащая эфирную связь, предпочтительно содержит 60 или менее атомов углерода, более предпочтительно 3 0 или менее атомов углерода, еще более предпочтительно 12 или менее атомов углерода, а особенно предпочтительно 5 или менее атомов углерода. Также предпочтительно, чтобы фторсодержащая алкиленовая группа, содержащая эфирную связь, представляла собой двухвалентную группу, представленную следующей далее общей формулой:[0067] The fluorine-containing alkylene group having an ether bond preferably contains 3 or more carbon atoms. The fluorine-containing alkylene group having an ether bond preferably contains 60 or less carbon atoms, more preferably 30 or less carbon atoms, even more preferably 12 or less carbon atoms, and particularly preferably 5 or less carbon atoms. It is also preferable that the fluorine-containing alkylene group having an ether bond be a divalent group represented by the following general formula:
где Z1 представляет собой F или CF3; Z2 и Z3 представляют собой, каждый, Н или F; Z4 представляет собой Н, F или CF3; p1+q1+r1 представляет собой целое число от 1 до 10; s1 представляет собой 0 или 1; и t1 представляет собой целое число от 0 до 5.where Z 1 is F or CF 3 ; Z 2 and Z 3 are each H or F; Z 4 is H, F, or CF 3 ; p1+q1+r1 is an integer from 1 to 10; s1 is 0 or 1; and t1 is an integer from 0 to 5.
[0068] Конкретные примеры фторсодержащей алкиленовой группы, содержащей эфирную связь, включают -CF2CF(CF3)OCF2-, CF2CF(CF3)OCF2CF2-, -CF2CF(CF3)OCF2CF2CF2-, -CF(CF3)CF2-О-CF(CF3)-, -(CF(CF3)CF2-О)n-CF(CF3)- (где n представляет собой целое число от 1 до 10), -CF(CF3)CF2-О-CF(CF3)CH2-, -(CF(CF3)CF2-О)n-CF(CF3)CH2-(где n представляет собой целое число от 1 до 10), -CH2CF2CF2O-CH2CF2CH2-, -CF2CF2CF2O-CF2-, -CF2CF2CF2O-CF2CF2-, -CF2CF2CF2O-CF2CF2CF2-, -CF2CF2CF2O-CF2CF2CH2-, -CF2CF2O-CF2- и -CF2CF2O-CF2CH2-. Фторсодержащая алкиленовая группа, содержащая эфирную связь, предпочтительно представляет собой перфторалкиленовую группу.[0068] Specific examples of the fluorine-containing alkylene group having an ether bond include -CF 2 CF(CF 3 )OCF 2 -, CF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 -, -CF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 CF 2 -, -CF(CF 3 )CF 2 -O-CF(CF 3 )-, -(CF(CF 3 )CF 2 -O) n -CF(CF 3 )- (wherein n is an integer from 1 to 10), -CF(CF 3 )CF 2 -O-CF(CF 3 )CH 2 -, -(CF(CF 3 )CF 2 -O) n -CF(CF 3 )CH 2 - (wherein n is an integer from 1 to 10), -CH 2 CF 2 CF 2 O-CH 2 CF 2 CH 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 O-CF 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 O-CF 2 CF 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 O-CF 2 CF 2 CF 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 O-CF 2 CF 2 CH 2 -, -CF 2 CF 2 O-CF 2 - and -CF 2 CF 2 O-CF 2 CH 2 -. The fluorine alkylene group containing an ether linkage is preferably a perfluoroalkylene group.
[0069] Фторсодержащая алкиленовая группа, содержащая кетогруппу, предпочтительно содержит 3 или более атомов углерода. Фторсодержащая алкиленовая группа, содержащая кетогруппу, предпочтительно содержит 60 или менее атомов углерода, более предпочтительно 30 или менее атомов углерода, еще более предпочтительно 12 или менее атомов углерода, а особенно предпочтительно 5 или менее атомов углерода.[0069] The fluorine-containing alkylene group containing a keto group preferably contains 3 or more carbon atoms. The fluorine-containing alkylene group containing a keto group preferably contains 60 or less carbon atoms, more preferably 30 or less carbon atoms, even more preferably 12 or less carbon atoms, and particularly preferably 5 or less carbon atoms.
[0070] Конкретные примеры фторсодержащей алкиленовой группы, содержащей кетогруппу, включают -CF2CF(CF3)CO-CF2-, CF2CF(CF3)CO-CF2CF2-, -CF2CF(CF3)CO-CF2CF2CF2- и -CF2CF(CF3)CO-CF2CF2CF2CF2-. Фторсодержащая алкиленовая группа, содержащая кетогруппу, предпочтительно представляет собой перфторалкиленовую группу.[0070] Specific examples of the fluorine-containing alkylene group having a keto group include -CF2CF ( CF3 )CO- CF2- , CF2CF ( CF3)CO - CF2CF2- , -CF2CF( CF3 ) CO - CF2CF2CF2- , and -CF2CF ( CF3 )CO- CF2CF2CF2- . The fluorine-containing alkylene group having a keto group is preferably a perfluoroalkylene group .
[0071] К кетогруппе во фторсодержащей алкиленовой группе может добавляться вода. Соответственно, мономер (1) может представлять собой гидрат. Примеры фторсодержащей алкиленовой группы, в которой к кетогруппе добавляется вода, включают: -CF2CF(CF3)C(OH)2-CF2-, -CF2CF(CF3)С(ОН)2-CF2CF2-, -CF2CF(CF3)С(ОН)2-CF2CF2CF2- и -CF2CF(CF3)C(OH)2-CF2CF2CF2CF2-.[0071] Water may be added to the keto group in the fluorine-containing alkylene group. Accordingly, the monomer (1) may be a hydrate. Examples of the fluorine-containing alkylene group in which water is added to the keto group include: -CF2CF ( CF3 )C(OH) 2 - CF2- , -CF2CF ( CF3 )C( OH ) 2 - CF2CF2-, -CF2CF( CF3 )C(OH) 2 - CF2CF2CF2- and -CF2CF ( CF3 ) C (OH) 2 - CF2CF2CF2CF2- .
[0072] М могут быть одинаковыми или различными в каждом случае и представляют собой Н, атом металла, NR7 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель или фосфоний, необязательно содержащий заместитель, и R7 представляет собой Н или органическую группу.[0072] M may be the same or different in each occurrence and are H, a metal atom, NR 7 4 , imidazolium optionally containing a substituent, pyridinium optionally containing a substituent, or phosphonium optionally containing a substituent, and R 7 is H or an organic group.
[0073] R7 предпочтительно представляет собой Н или органическую группу С1-10, более предпочтительно Н или органическую группу С1-4, а еще более предпочтительно Н или C1-4 алкильную группу.[0073] R 7 is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or a C 1-4 organic group, and even more preferably H or a C 1-4 alkyl group.
[0074] Примеры металла включают щелочные металлы (Группа 1) и щелочноземельные металлы (Группа 2), и предпочтительными являются Na, K или Li.[0074] Examples of the metal include alkali metals (Group 1) and alkaline earth metals (Group 2), and Na, K or Li are preferred.
[0075] М могут быть одинаковыми или различными в каждом случае и предпочтительно представляют собой Н, атом металла или NR7 4, более предпочтительно Н, щелочной металл (Группа 1), щелочноземельный металл (Группа 2) или NR7 4, еще более предпочтительно Н, Na, K, Li или NH4, еще более предпочтительно Н, Na, K или NH4, а особенно предпочтительно Н, Na или NH4.[0075] M may be the same or different in each case and is preferably H, a metal atom or NR 7 4 , more preferably H, an alkali metal (Group 1), an alkaline earth metal (Group 2) or NR 7 4 , even more preferably H, Na, K, Li or NH 4 , even more preferably H, Na, K or NH 4 , and particularly preferably H, Na or NH 4 .
[0076] Мономер, представленный общей формулой (1), предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из мономеров, представленных общими формулами (1a), (1b), (1c), (1d) и (1е):[0076] The monomer represented by the general formula (1) is preferably at least one monomer selected from the group consisting of monomers represented by the general formulas (1a), (1b), (1c), (1d) and (1e):
где n1 представляет собой целое число от 1 до 10, и М является таким как определено выше;where n1 is an integer from 1 to 10, and M is as defined above;
где n2 представляет собой целое число от 1 до 5, и М является таким как определено выше;where n2 is an integer from 1 to 5, and M is as defined above;
где X1 представляет собой F или CF3, n3 представляет собой целое число от 1 до 10 и М является таким как определено выше;where X 1 is F or CF 3 , n3 is an integer from 1 to 10 and M is as defined above;
где n4 представляет собой целое число от 1 до 10, n6 представляет собой целое число от 1 до 3, и М и X1 М являются таким как определено выше; иwhere n4 is an integer from 1 to 10, n6 is an integer from 1 to 3, and M and X 1 M are as defined above; and
где n5 представляет собой целое число от 0 до 10, и М и X1 М являются таким как определено выше.where n5 is an integer from 0 to 10, and M and X 1 M are as defined above.
[0077] В формуле (1a), n1 предпочтительно представляет собой целое число от 5 или менее, а более предпочтительно целое число от 2 или менее. М предпочтительно представляет собой Н, Na, K или NH4.[0077] In formula (1a), n1 is preferably an integer of 5 or less, and more preferably an integer of 2 or less. M is preferably H, Na, K, or NH 4 .
[0078] Примеры мономера, представленного общей формулой (1а), включают CF2=CF(OCF2CF2SO3M), CF2=CF(OCF2SO3M), CF2=CF(OCF2CF2CF2SO3M) и CF2=CFO(CF2CF2CF2CF2)SO3M, где M является таким как определено выше.[0078] Examples of the monomer represented by the general formula (1a) include CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 SO 3 M), CF 2 =CF(OCF 2 SO 3 M), CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 CF 2 SO 3 M) and CF 2 =CFO(CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 )SO 3 M, where M is as defined above.
[0079] В общей формуле (1b), n2 предпочтительно представляет собой целое число от 3 или менее с точки зрения стабильности дисперсии полученной композиции. М предпочтительно представляет собой Н, Na, K или NH4.[0079] In the general formula (1b), n2 is preferably an integer of 3 or less from the viewpoint of the dispersion stability of the obtained composition. M is preferably H, Na, K, or NH4 .
[0080] В формуле (1с), n3 предпочтительно представляет собой целое число от 5 или менее с точки зрения водорастворимости и М предпочтительно представляет собой Н, Na, K или NH4.[0080] In the formula (1c), n3 is preferably an integer of 5 or less in terms of water solubility, and M is preferably H, Na, K, or NH 4 .
[0081] В формуле (Id), X1 предпочтительно представляет собой -CF3 с точки зрения стабильности дисперсии композиции, n4 предпочтительно представляет собой целое число от 5 или менее с точки зрения водорастворимости и М предпочтительно представляет собой Н, Na, K или NH4.[0081] In the formula (Id), X 1 is preferably -CF 3 from the viewpoint of the dispersion stability of the composition, n4 is preferably an integer of 5 or less from the viewpoint of water solubility, and M is preferably H, Na, K or NH 4 .
[0082] Примеры мономера, представленного формулой (Id), включают CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2SO3M, CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3M и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO3M, где M является таким как определено выше.[0082] Examples of the monomer represented by formula (Id) include CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 SO 3 M, CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 SO 3 M and CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 CF 2 SO 3 M, where M is such as defined above.
[0083] В формуле (1е), n5 предпочтительно представляет собой целое число от 5 или менее с точки зрения водорастворимости и М предпочтительно представляет собой Н, Na, K или NH4.[0083] In the formula (1e), n5 is preferably an integer of 5 or less from the viewpoint of water solubility, and M is preferably H, Na, K, or NH 4 .
[0084] Пример мономера, представленного общей формулой (1е), представляет собой CF2=CFOCF2CF2CF2 SO3M, где М представляет собой Н, NH4 или щелочной металл.[0084] An example of a monomer represented by the general formula (1e) is CF 2 =CFOCF 2 CF 2 CF 2 SO 3 M, where M is H, NH 4 or an alkali metal.
[0085] Мономер (1) предпочтительно представляет собой CF2=CF(OCF2CF2SO3M), где М является таким как определено выше.[0085] The monomer (1) is preferably CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 SO 3 M), where M is as defined above.
[0086] Далее будет описываться соответствующая конфигурация в случае, когда m представляет собой целое число от 2 или более в общей формуле (1).[0086] Next, the corresponding configuration will be described in the case where m is an integer of 2 or more in the general formula (1).
[0087] В случае, когда m равно 2 в общей формуле (1), предпочтительно, чтобы R представлял собой связывающую группу, содержащую, по меньшей мере, один атом углерода.[0087] In the case where m is 2 in the general formula (1), it is preferable that R is a linking group containing at least one carbon atom.
Также предпочтительно, чтобы мономер (1) представлял собой мономер (3), представленный приведенной ниже общей формулой (3).It is also preferable that the monomer (1) is a monomer (3) represented by the following general formula (3).
Также предпочтительно, чтобы полимер (1) представлял собой полимер (3), содержащий единицу полимеризации (3), полученную из мономера (3), представленного общей формулой (3).It is also preferable that the polymer (1) is a polymer (3) containing a polymerization unit (3) obtained from a monomer (3) represented by the general formula (3).
(В формуле, Rf и М являются таким как определено выше; QF представляет собой одинарную связь, фторсодержащую алкиленовую группу, необязательно содержащую эфирную связь между атомами углерода, или фторсодержащую оксиалкиленовую группу,(In the formula, Rf and M are as defined above; QF represents a single bond, a fluorine-containing alkylene group optionally containing an ether bond between carbon atoms, or a fluorine-containing oxyalkylene group,
необязательно содержащую эфирную связь между атомами углерода)optionally containing an ether linkage between carbon atoms)
[0088] Примеры мономера (3), представленного общей формулой (3), включают:[0088] Examples of the monomer (3) represented by the general formula (3) include:
и тому подобное.and the like.
[008 9] Полимер (1) может представлять собой гомополимер, содержащий только единицу полимеризации (1)/ или может представлять собой сополимер единицы полимеризации (1) и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, сополимеризующегося с мономером (1), представленным общей формулой (1). С точки зрения растворимости в водной среде предпочтительным является гомополимер, содержащий только единицы полимеризации (1). Единица полимеризации (1) могут быть одинаковыми или различными в каждом случае, и полимер (1) может содержать единицу полимеризации (1), полученную из двух или более различных мономеров, представленных общей формулой (1).[008 9] The polymer (1) may be a homopolymer containing only the polymerization unit (1)/ or may be a copolymer of the polymerization unit (1) and a polymerization unit derived from another monomer copolymerizable with the monomer (1) represented by the general formula (1). From the viewpoint of solubility in an aqueous medium, a homopolymer containing only the polymerization units (1) is preferable. The polymerization units (1) may be the same or different in each case, and the polymer (1) may contain the polymerization unit (1) derived from two or more different monomers represented by the general formula (1).
[0090] Примеры другого мономера, сополимеризованного с мономером (1), включают мономер, представленный следующей далее общей формулой.[0090] Examples of another monomer copolymerized with the monomer (1) include a monomer represented by the following general formula.
Общая формула: CX2=CX-O-Rf-СООМGeneral formula: CX 2 = CX-O-Rf-СООМ
(В формуле, X независимо представляет собой F или CF3 и Rf и М являются такими как определено в общей формуле (1)).(In the formula, X independently represents F or CF 3 and Rf and M are as defined in the general formula (1)).
[0091] Другой мономер предпочтительно представляет собой мономер, представленный общей формулой: CFR11=CR11 2, где R11 независимо представляет собой Н, F или перфторалкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода. Также предпочтительно, чтобы другой мономер представлял собой фторсодержащий этиленовый мономер, содержащий 2 или 3 атома углерода. Примеры другого мономера включают CF2=CF2, CF2=CFCl, CH2=CF2, CFH=CH2, CFH=CF2, CF2=CFCF3, CH2=CFCF3, CH2=CHCF3, CHF=CHCF3 (E изомер) и CHF=CHCF3 (Z изомер).[0091] The other monomer is preferably a monomer represented by the general formula: CFR 11 =CR 11 2 , wherein R 11 is independently H, F or a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. It is also preferable that the other monomer is a fluorine-containing ethylene monomer having 2 or 3 carbon atoms. Examples of the other monomer include CF 2 =CF 2 , CF 2 =CFCl, CH 2 =CF 2 , CFH=CH 2 , CFH=CF 2 , CF 2 =CFCF 3 , CH 2 =CFCF 3 , CH 2 =CHCF 3 , CHF=CHCF 3 (E isomer) and CHF=CHCF 3 (Z isomer).
[0092] Из них, в качестве другого мономера, предпочтительным является, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из тетрафторэтилена (CF2=CF2), хлортрифторэтилена (CF2=CFCl) и винилиденфторида (CH2=CF2), с точки зрения достижения хорошей сополимеризуемости, более предпочтительным является, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из тетрафторэтилена и винилиденфторида, и еще более предпочтительным является винилиденфторид. Соответственно, единица полимеризации, полученная из другого мономера, предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из единицы полимеризации, полученной из тетрафторэтилена, и единицы полимеризации, полученной из винилиденфторида, а еще более предпочтительно, это единица полимеризации, полученная из винилиденфторида. Единицы полимеризации, полученные из другого мономера, могут быть одинаковыми или различными в каждом случае, а фторполимер может содержать единицу полимеризации, полученную из двух или более различных других мономеров.[0092] Of these, as the other monomer, at least one monomer selected from the group consisting of tetrafluoroethylene ( CF2 = CF2 ), chlorotrifluoroethylene ( CF2 =CFCl) and vinylidene fluoride ( CH2 = CF2 ) is preferable from the viewpoint of achieving good copolymerizability, more preferable is at least one monomer selected from the group consisting of tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride, and even more preferable is vinylidene fluoride. Accordingly, the polymerization unit obtained from the other monomer is preferably at least one monomer selected from the group consisting of a polymerization unit obtained from tetrafluoroethylene and a polymerization unit obtained from vinylidene fluoride, and still more preferably it is a polymerization unit obtained from vinylidene fluoride. The polymerization units derived from the other monomer may be the same or different in each case, and the fluoropolymer may contain a polymerization unit derived from two or more different other monomers.
[0093] В случае, когда полимер (1) содержит единицу полимеризации (1) и единицу полимеризации, полученную из другого мономера, сополимеризуемого с мономером (1), содержание единицы полимеризации (1), полученной из мономера (1), предпочтительно составляет от 50 до 94% масс., более предпочтительно от 63 до 90% масс., а еще более предпочтительно от 67 до 87% масс. по отношению ко всем единицам полимеризации, составляющим полимер (1), и содержание полученной единицы полимеризации, полученной из другого мономера, предпочтительно составляет от 6 до 50% масс., более предпочтительно от 10 до 37% масс., а еще более предпочтительно от 13 до 33% масс. по отношению ко всем единицам полимеризации, составляющим полимер (1). Такая конфигурация является особенно пригодной в случае, когда единица полимеризации, полученная из другого мономера, сополимеризуемого с мономером (1), представляет собой единицу полимеризации (М), полученную из мономера, представленного общей формулой CFR11=CR11 2. В случае, когда фторполимер содержит единицу полимеризации (1) и единицу полимеризации (М), общее содержание единицы полимеризации (1) и единицы полимеризации (М) предпочтительно составляет от 80 до 100% масс., более предпочтительно 85% масс. или более, еще более предпочтительно 90% масс. или более, а особенно предпочтительно 99% масс. или более по отношению ко всем единицам полимеризации, составляющим фторполимер. Кроме того, в случае, когда фторполимер содержит единицу полимеризации (1) и единицу полимеризации (M1), полученную из мономера, представленного формулой CX2=CX-O-Rf-СООМ, общее содержание единицы полимеризации (1) и единицы полимеризации (M1) предпочтительно составляет от 80 до 100% масс., более предпочтительно 85% масс. или более, еще более предпочтительно 90% масс. или более, а особенно предпочтительно 99% масс. или более по отношению ко всем единицам полимеризации, составляющим фторполимер.[0093] In the case where the polymer (1) contains the polymerization unit (1) and the polymerization unit obtained from another monomer copolymerizable with the monomer (1), the content of the polymerization unit (1) obtained from the monomer (1) is preferably from 50 to 94 mass%, more preferably from 63 to 90 mass%, and even more preferably from 67 to 87 mass%, with respect to all the polymerization units constituting the polymer (1), and the content of the obtained polymerization unit obtained from another monomer is preferably from 6 to 50 mass%, more preferably from 10 to 37 mass%, and even more preferably from 13 to 33 mass%, with respect to all the polymerization units constituting the polymer (1). Such a configuration is particularly suitable in the case where the polymerization unit obtained from another monomer copolymerizable with the monomer (1) is a polymerization unit (M) obtained from a monomer represented by the general formula CFR 11 = CR 11 2 . In the case where the fluoropolymer contains the polymerization unit (1) and the polymerization unit (M), the total content of the polymerization unit (1) and the polymerization unit (M) is preferably from 80 to 100% by mass, more preferably 85% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 99% by mass or more, with respect to all the polymerization units constituting the fluoropolymer. Furthermore, in the case where the fluoropolymer contains a polymerization unit (1) and a polymerization unit (M1) derived from a monomer represented by the formula CX2 =CX-O-Rf-COOM, the total content of the polymerization unit (1) and the polymerization unit (M1) is preferably 80 to 100% by mass, more preferably 85% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 99% by mass or more, with respect to all the polymerization units constituting the fluoropolymer.
[0094] В случае, когда полимер (1) содержит единицу полимеризации (1) и единицу полимеризации, полученную из другого мономера, сополимеризующегося с мономером (1), отношение чередования единицы полимеризации (1) и единицы полимеризации полученной из другого мономера, сополимеризующегося с мономером (1), предпочтительно составляет 40% или более, более предпочтительно 50% или более, еще более предпочтительно 60% или более, еще более предпочтительно 70% или более, особенно предпочтительно 80% или более, а наиболее предпочтительно 90% или более. Отношение чередования может составлять, например, от 40 до 99%. Такая конфигурация является особенно пригодной в случае, когда единица полимеризации, полученная из другого мономера, сополимеризуемого с мономером (1), представляет собой единицу полимеризации (М), полученную из мономера, представленного общей формулой CFR11=CR11 2.[0094] In the case where the polymer (1) comprises a polymerization unit (1) and a polymerization unit derived from another monomer copolymerizable with the monomer (1), the alternation ratio of the polymerization unit (1) and the polymerization unit derived from another monomer copolymerizable with the monomer (1) is preferably 40% or more, more preferably 50% or more, even more preferably 60% or more, even more preferably 70% or more, particularly preferably 80% or more, and most preferably 90% or more. The alternation ratio may be, for example, from 40 to 99%. Such a configuration is particularly suitable in the case where the polymerization unit derived from another monomer copolymerizable with the monomer (1) is a polymerization unit (M) derived from a monomer represented by the general formula CFR 11 = CR 11 2 .
[0095] Отношение чередования единицы полимеризации (1) и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, сополимеризующегося с мономером (1) в полимере (1), можно определить с помощью анализа 19F-HMP фторполимера.[0095] The ratio of alternation of the polymerization unit (1) and the polymerization unit derived from another monomer copolymerized with the monomer (1) in the polymer (1) can be determined by analyzing the 19 F-HMP of the fluoropolymer.
[0096] Примеры другого мономера дополнительно включают мономер, представленный следующей далее общей формулой (n1-2):[0096] Examples of the other monomer further include a monomer represented by the following general formula (n1-2):
[0097][0097]
[0098] где X1 и X2 являются одинаковыми или различными и каждый из них представляет собой Н или F; X3 представляет собой Н, F, Cl, СН3 или CF3; X4 и X5 являются одинаковыми или различными и каждый из них представляет собой Н или F; и а и с являются одинаковыми или различными и каждый равно 0 или 1; и Rf3 представляет собой фторсодержащую алкильную группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода, или фторсодержащую алкильную группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь.[0098] where X 1 and X 2 are the same or different and each is H or F; X 3 is H, F, Cl, CH 3 or CF 3 ; X 4 and X 5 are the same or different and each is H or F; and a and c are the same or different and each is 0 or 1; and Rf 3 is a fluorine-containing alkyl group containing from 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkyl group containing from 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond.
[0099] В частности, их предпочтительные примеры включают в себя CH2=CFCF2-O-Rf3, CF2=CF-O-Rf3, CF2=CFCF2-O-Rf3, CF2=CF-Rf3, CH2=CH-Rf3 и CH2=CH-O-Rf3 (где Rf3 является таким как описано в указанной выше формуле (n1-2)).[0099] Specifically, preferred examples thereof include CH 2 =CFCF 2 -O-Rf 3 , CF 2 =CF-O-Rf 3 , CF 2 =CFCF 2 -O-Rf 3 , CF 2 =CF-Rf 3 , CH 2 =CH-Rf 3 and CH 2 =CH-O-Rf 3 (wherein Rf 3 is as described in the above formula (n1-2)).
[0100] Другим примером другого мономера является фторсодержащий акрилатный мономер, представленный следующей формулой (n2-1):[0100] Another example of another monomer is a fluorinated acrylate monomer represented by the following formula (n2-1):
[0101][0101]
[0102] где X9 представляет собой Н, F или СН3; и Rf4 представляет собой фторсодержащую алкильную группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода, или фторсодержащую алкильную группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь. Примеры группы Rf4 включают:[0102] where X9 is H, F, or CH3 ; and Rf4 is a fluorine-containing alkyl group containing from 1 to 40 carbon atoms, or a fluorine-containing alkyl group containing from 2 to 100 carbon atoms and containing an ether linkage. Examples of the Rf4 group include:
[0103][0103]
где Z8 представляет собой Н, F или Cl; d1 представляет собой целое число от 1 до 4; и e1 представляет собой целое число от 1 до 10,where Z 8 represents H, F, or Cl; d1 represents an integer from 1 to 4; and e1 represents an integer from 1 to 10,
где е2 представляет собой целое число от 1 до 5;where e2 is an integer from 1 to 5;
[0104] где d3 представляет собой целое число от 1 до 4; и е3 представляет собой целое число от 1 до 10.[0104] where d3 is an integer from 1 to 4; and e3 is an integer from 1 to 10.
[0105] Другим примером другого мономера является фторсодержащий простой виниловый эфир, представленный следующей формулой (n2-2):[0105] Another example of another monomer is a fluorinated vinyl ether represented by the following formula (n2-2):
CH2=CHO-Rf5 (n2-2)CH 2 =CHO-Rf5 (n2-2)
где Rf5 представляет собой фторсодержащую алкильную группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода, или фторсодержащую алкильную группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь.where Rf 5 is a fluorine-containing alkyl group containing from 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkyl group containing from 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond.
[0106] Конкретные предпочтительные примеры мономера общей формулы (n2-2) включают:[0106] Specific preferred examples of the monomer of general formula (n2-2) include:
[0107][0107]
где Z9 представляет собой Н или F и е4 представляет собой целое число от 1 до 10,where Z 9 represents H or F and e4 represents an integer from 1 to 10,
где е5 представляет собой целое число от 1 до 10,where e5 is an integer from 1 to 10,
[0108] где е6 представляет собой целое число от 1 до 10.[0108] where e6 is an integer from 1 to 10.
[0109] Их более конкретные примеры включают:[0109] Their more specific examples include:
[0110][0110]
[0111] и тому подобное.[0111] and the like.
[0112] Дополнительные примеры другого мономера включают фторсодержащий простой аллиловый эфир, представленный следующей далее общей формулой (n2-3):[0112] Further examples of the other monomer include a fluorinated allyl ether represented by the following general formula (n2-3):
где Rf6 представляет собой фторсодержащую алкильную группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода, или фторсодержащую алкильную группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь; и фторсодержащий виниловый мономер, представленный следующей далее общей формулой (n2-4):where Rf 6 is a fluorine-containing alkyl group containing 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkyl group containing 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond; and a fluorine-containing vinyl monomer represented by the following general formula (n2-4):
где Rf7 представляет собой фторсодержащую алкильную группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода, или фторсодержащую алкильную группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь.where Rf 7 is a fluorine-containing alkyl group containing from 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkyl group containing from 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond.
[0113] Конкретные примеры мономеров, представленных общими формулами (n2-3) и (n2-4), включают такие мономеры, как:[0113] Specific examples of monomers represented by the general formulas (n2-3) and (n2-4) include monomers such as:
[0114][0114]
[0115] и тому подобное.[0115] and the like.
[0116] В полимере (1) содержание единицы полимеризации (1) составляет, в порядке предпочтительности, 50% масс. или более, более 50% масс., 60% масс. или более, 70% масс. или более, 80% масс. или более, 90% масс. или более или 99% масс. или более по отношению ко всем единицам полимеризации. Особенно предпочтительно, чтобы содержание единицы полимеризации (1) составляло, по существу, 100% масс., а наиболее предпочтительно, чтобы полимер (1) содержал только единицу полимеризации (1).[0116] In the polymer (1), the content of the polymerization unit (1) is, in order of preference, 50% by mass or more, more than 50% by mass, 60% by mass or more, 70% by mass or more, 80% by mass or more, 90% by mass or more, or 99% by mass or more, relative to all polymerization units. It is particularly preferable that the content of the polymerization unit (1) is substantially 100% by mass, and most preferably that the polymer (1) contains only the polymerization unit (1).
[0117] В полимере (1) содержание единицы полимеризации, полученной из другого мономера, способного сополимеризоваться с мономером, представленным общей формулой (1), составляет в порядке предпочтительности 50% масс. или менее, менее 50% масс., 40% масс. или менее, 30% масс. или менее, 20% масс. или менее, 10% масс. или менее или 1% масс. или менее по отношению ко всем единицам полимеризации. Особенно предпочтительно, чтобы содержание единицы полимеризации, полученной из другого мономера, сополимеризующегося с мономером, представленным общей формулой (1), составляло, по существу, 0% масс., а наиболее предпочтительно, чтобы полимер (1) не содержал единицы полимеризации, полученной из другого мономера.[0117] In the polymer (1), the content of the polymerization unit derived from another monomer capable of copolymerizing with the monomer represented by the general formula (1) is, in the order of preference, 50% by mass or less, less than 50% by mass, 40% by mass or less, 30% by mass or less, 20% by mass or less, 10% by mass or less, or 1% by mass or less, with respect to all polymerization units. It is particularly preferable that the content of the polymerization unit derived from another monomer copolymerizable with the monomer represented by the general formula (1) is substantially 0% by mass, and it is most preferable that the polymer (1) does not contain the polymerization unit derived from another monomer.
[0118] Нижний предел среднечисленной молекулярной массы полимера (1) составляет в порядке предпочтительности, 0,3 × 104 или более, 0,4 × 104 или более, 0,5 × 104 или более, 0,7 × 104 или более, 0,8 × 104 или более, 1,0 × 104 или более, 1,2 × 104 или более, 1,4 × 104 или более, 1,6 × 104 или более, 1,8 × 104 или более, 2,0 × 104 или более, или 3,0 × 104 или более. Верхний предел среднечисленной молекулярной массы полимера (1) составляет в порядке предпочтительности, 75,0 × 104 или менее, 50,0 × ю4 или менее, 40,0 × 104 или менее, 30,0 × 104 или менее, или 20,0 × 104 или менее.[0118] The lower limit of the number-average molecular weight of the polymer (1) is, in order of preference, 0.3 × 10 4 or more, 0.4 × 10 4 or more, 0.5 × 10 4 or more, 0.7 × 10 4 or more, 0.8 × 10 4 or more, 1.0 × 10 4 or more, 1.2 × 10 4 or more, 1.4 × 10 4 or more, 1.6 × 10 4 or more, 1.8 × 10 4 or more, 2.0 × 10 4 or more, or 3.0 × 10 4 or more. The upper limit of the number-average molecular weight of the polymer (1) is, in order of preference, 75.0 × 10 4 or less, 50.0 × 10 4 or less, 40.0 × 10 4 or less, 30.0 × 10 4 or less, or 20.0 × 10 4 or less.
[0119] Нижний предел средневзвешенной молекулярной массы полимера (1) составляет в порядке предпочтительности, 0,4 × 104 или более, 0,5 × 104 или более, 0,6 × 104 или более, 0,8 × 104 или более, 1,0 × 104 или более, 1,2 × 104 или более, 1,4 × 104 или более, 1,7 × 104 или более, 1,9 × 104 или более, 2,1 × 104 или более, 2,3 × 104 или более, 2,7 × 104 или более, 3,1 × 104 или более, 3,5 × 104 или более, 3,9 × 104 или более, 4,3 × 104 или более, 4,7 × 104 или более, 5,1 × 104 или более, 10,0 × 104 или более, 15,0 × 104 или более, 20,0 × 104 или более, или 25,0 × 104 или более. Верхний предел средневзвешенной молекулярной массы полимера (1) составляет в порядке предпочтительности, 150,0 × 104 или менее, 100,0 × 104 или менее, 60,0 × 104 или менее, 50,0 × 104 или менее, или 40,0 × 104 или менее.[0119] The lower limit of the weight average molecular weight of the polymer (1) is, in order of preference, 0.4 × 10 4 or more, 0.5 × 10 4 or more, 0.6 × 10 4 or more, 0.8 × 10 4 or more, 1.0 × 10 4 or more, 1.2 × 10 4 or more, 1.4 × 10 4 or more, 1.7 × 10 4 or more, 1.9 × 10 4 or more, 2.1 × 10 4 or more, 2.3 × 10 4 or more, 2.7 × 10 4 or more, 3.1 × 10 4 or more, 3.5 × 10 4 or more, 3.9 x 10 4 or more, 4.3 x 10 4 or more, 4.7 x 10 4 or more, 5.1 x 10 4 or more, 10.0 x 10 4 or more, 15.0 x 10 4 or more, 20.0 x 10 4 or more, or 25.0 x 10 4 or more. The upper limit of the weight average molecular weight of the polymer (1) is, in order of preference, 150.0 x 10 4 or less, 100.0 x 10 4 or less, 60.0 x 10 4 or less, 50.0 x 10 4 or less, or 40.0 x 10 4 or less.
[0120] Распределение молекулярных масс. (Mw/Mn) полимера (1) в порядке предпочтительности составляет, 3,0 или менее, 2,7 или менее, 2,4 или менее, 2,2 или менее, 2,0 или менее, 1,9 или менее, 1,7 или менее, 1,5 или менее, 1,4 или менее, или 1,3 или менее.[0120] The molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer (1) is, in order of preference, 3.0 or less, 2.7 or less, 2.4 or less, 2.2 or less, 2.0 or less, 1.9 or less, 1.7 or less, 1.5 or less, 1.4 or less, or 1.3 or less.
[0121] Среднечисленная молекулярная масса и средневзвешенная молекулярная масса представляют собой значения молекулярной массы, вычисленные с помощью гель-проникающей хроматографии (GPC) с использованием монодисперсного полиэтиленоксида (РЕО) и полиэтиленгликоля (PEG) в качестве стандартов. Также, в случае, когда измерение методом GPC является невозможным, среднечисленную молекулярную массу полимера (1) можно определить посредством корреляции между среднечисленной молекулярной масс. ой, вычисленной по количеству концевых групп, полученной методами ЯМР, FT-IR или что-либо подобное и скорости течения расплава. Скорость течения расплава можно измерить в соответствии со стандартом JIS K 7210.[0121] The number average molecular weight and the weight average molecular weight are the molecular weight values calculated by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polyethylene oxide (PEO) and polyethylene glycol (PEG) as standards. Also, in the case where measurement by the GPC method is not possible, the number average molecular weight of the polymer (1) can be determined by correlation between the number average molecular weight calculated from the number of end groups obtained by NMR, FT-IR, or the like and the melt flow rate. The melt flow rate can be measured in accordance with the JIS K 7210 standard.
[0122] Полимер (1) обычно содержит концевую группу. Концевая группа представляет собой концевую группу, образующуюся во время полимеризации, и репрезентативная концевая группа независимо выбирается из водорода, йода, брома, линейных или разветвленных алкильных групп и линейных или разветвленных фторалкильных групп и может необязательно содержать, по меньшей мере, один катенарный гетероатом. Предпочтительно, чтобы алкильная группа или фторалкильная группа имела от 1 до 20 атомов углерода. Эти концевые группы, как правило, получают из инициатора или агента передачи цепи, используемого для образования полимера (1) или получаемого в ходе реакции передачи цепи.[0122] The polymer (1) typically contains an end group. The end group is an end group formed during polymerization, and a representative end group is independently selected from hydrogen, iodine, bromine, linear or branched alkyl groups, and linear or branched fluoroalkyl groups, and may optionally contain at least one catenary heteroatom. Preferably, the alkyl group or fluoroalkyl group has from 1 to 20 carbon atoms. These end groups are typically derived from the initiator or chain transfer agent used to form the polymer (1) or obtained during the chain transfer reaction.
[0123] Предпочтительно, чтобы полимер (1) имел долю ионного обмена (IXR) 53 или менее. IXR определяется как количество атомов углерода в основной цепи полимера по отношению к ионным группам. Группы предшественники, которые ионизируются в результате гидролиза (например, -S02F), не рассматриваются как ионные группы для целей определения IXR.[0123] It is preferred that the polymer (1) have an ion exchange ratio (IXR) of 53 or less. IXR is defined as the number of carbon atoms in the polymer backbone relative to ionic groups. Precursor groups that are ionized by hydrolysis (e.g., -SO2F) are not considered ionic groups for the purposes of determining IXR.
[0124] IXR предпочтительно составляет 0,5 или более, более предпочтительно 1 или более, еще более предпочтительно 3 или более, еще более предпочтительно 4 или более, еще более предпочтительно 5 или более, а особенно предпочтительно 8 или более. Также, более предпочтительно IXR составляет 43 или менее, еще более предпочтительно 33 или менее, а особенно предпочтительно 23 или менее.[0124] IXR is preferably 0.5 or more, more preferably 1 or more, even more preferably 3 or more, even more preferably 4 or more, even more preferably 5 or more, and particularly preferably 8 or more. Also, more preferably IXR is 43 or less, even more preferably 33 or less, and particularly preferably 23 or less.
[0125] Ионообменная емкость полимера (1) составляет, в порядке предпочтительности, 0,80 мэкв/г или более, 1,50 мэкв/г или более, 1,75 мэкв/г или более, 2,00 мэкв/г или более, г или более, 2,20 мэкв/г или более, более 2,20 мэкв/г, 2,50 мэкв/г или более, 2,60 мэкв/г или более, 3,00 мэкв/г или более, или 3,20 мэкв/г или более, 3,50 мэкв/г или более. Ионообменная емкость представляет собой содержание ионных групп (анионных групп) в полимере и может определяться посредством вычисления из композиционных особенностей полимера (1).[0125] The ion exchange capacity of the polymer (1) is, in order of preference, 0.80 meq/g or more, 1.50 meq/g or more, 1.75 meq/g or more, 2.00 meq/g or more, g or more, 2.20 meq/g or more, more than 2.20 meq/g, 2.50 meq/g or more, 2.60 meq/g or more, 3.00 meq/g or more, or 3.20 meq/g or more, 3.50 meq/g or more. The ion exchange capacity is the content of ionic groups (anionic groups) in the polymer and can be determined by calculation from the compositional characteristics of the polymer (1).
[0126] В полимере (1), ионные группы (анионные группы), как правило, распределяются вдоль основной цепи полимера. Полимер содержит основную цепь полимера вместе с повторяющимися боковыми цепями, связанными с этой основной цепью, и эти боковые цепи предпочтительно содержат ионные группы.[0126] In the polymer (1), ionic groups (anionic groups) are generally distributed along the polymer backbone. The polymer comprises a polymer backbone together with repeating side chains linked to this backbone, and these side chains preferably contain ionic groups.
[0127] Предпочтительно, чтобы полимер (1) обладал водорастворимостью. Термин «водорастворимость» относится к свойству легко растворяться или диспергироваться в водной среде. Когда полимер обладает водорастворимостью, размер его частиц не может измеряться, например, методом динамического рассеяния света (DLS), или указывается размер частиц 10 нм или менее.[0127] It is preferable that the polymer (1) has water solubility. The term "water solubility" refers to the property of being easily dissolved or dispersed in an aqueous medium. When the polymer has water solubility, its particle size cannot be measured, for example, by a dynamic light scattering (DLS) method, or a particle size of 10 nm or less is indicated.
[0128] Предпочтительно, чтобы полимер (1) имел достаточную растворимость в воде. В общем, чем выше содержание полимера (1) в водном растворе, тем труднее становится в достаточной степени растворить или диспергировать полимер (1) в водной среде. Соответственно, даже когда содержание полимера (1) в водном растворе является высоким, можно сказать, что полимер (1), размер частиц которого не может измеряться методом динамического рассеяния света (DLS), имеет высокую водорастворимость. Предпочтительно, чтобы размер частиц полимера (1) не мог измеряться, даже когда он содержится в водном растворе при содержании 1,0% масс. Предпочтительно, чтобы размер частиц полимера (1) не мог измеряться, даже когда он содержится в водном растворе при содержании, более предпочтительно 1,5% масс., а еще более предпочтительно 2,0% масс.[0128] It is preferable that the polymer (1) has sufficient solubility in water. In general, the higher the content of the polymer (1) in an aqueous solution, the more difficult it becomes to sufficiently dissolve or disperse the polymer (1) in an aqueous medium. Accordingly, even when the content of the polymer (1) in an aqueous solution is high, it can be said that the polymer (1), the particle size of which cannot be measured by a dynamic light scattering (DLS) method, has high water solubility. It is preferable that the particle size of the polymer (1) cannot be measured even when it is contained in an aqueous solution at a content of 1.0 mass%. It is preferable that the particle size of the polymer (1) cannot be measured even when it is contained in an aqueous solution at a content of, more preferably, 1.5 mass%, and even more preferably 2.0 mass%.
[0129] Вязкость водного раствора полимера (1) предпочтительно составляет 5,0 мПа⋅сек или более, более предпочтительно 8,0 мПа⋅сек или более, еще более предпочтительно 10,0 мПа⋅сек или более, особенно предпочтительно 12,0 мПа⋅сек или более, а наиболее предпочтительно 14,0 мПа⋅сек или более, и предпочтительно составляет 100,0 мПа⋅сек или менее, более предпочтительно 50,0 мПа⋅сек или менее, еще более предпочтительно 25,0 мПа⋅сек или менее, а более предпочтительно, 20,0 мПа⋅сек или менее.[0129] The viscosity of the aqueous solution of the polymer (1) is preferably 5.0 mPa⋅s or more, more preferably 8.0 mPa⋅s or more, even more preferably 10.0 mPa⋅s or more, particularly preferably 12.0 mPa⋅s or more, and most preferably 14.0 mPa⋅s or more, and is preferably 100.0 mPa⋅s or less, more preferably 50.0 mPa⋅s or less, even more preferably 25.0 mPa⋅s or less, and more preferably 20.0 mPa⋅s or less.
[0130] Вязкость водного раствора полимера (1) можно определить, доводя содержание полимера (1) в водном растворе до 33% масс. по отношению к водному раствору и измеряя вязкость полученного водного раствора при 20°С с использованием вибрационного вискозиметра с камертоном (номер модели: SV-10) производства A&D Company Limited.[0130] The viscosity of an aqueous solution of the polymer (1) can be determined by adjusting the content of the polymer (1) in an aqueous solution to 33% by mass with respect to the aqueous solution and measuring the viscosity of the resulting aqueous solution at 20°C using a tuning fork vibrating viscometer (model number: SV-10) manufactured by A&D Company Limited.
[0131] Критическая мицеллярная концентрация (CMC) полимера (1) предпочтительно составляет 0,1% масс. или более, более предпочтительно 0,5% масс. или более, а еще более предпочтительно 1% масс. или более, и предпочтительно она составляет 20% масс. или менее, более предпочтительно 10% масс. или менее, а еще более предпочтительно 5% масс. или менее.[0131] The critical micellar concentration (CMC) of the polymer (1) is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and even more preferably 1% by mass or more, and preferably it is 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less.
[0132] Критическая мицеллярная концентрация полимера (1) может определяться посредством измерения поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение можно измерить, например, с помощью поверхностного тензиометра модели CBVP-A3 производства Kyowa Interface Science Co., Ltd.[0132] The critical micellar concentration of the polymer (1) can be determined by measuring the surface tension. The surface tension can be measured, for example, using a surface tensiometer model CBVP-A3 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.
[0133] Кислотное число полимера (1) предпочтительно составляет 60 или более, более предпочтительно 90 или более, еще более предпочтительно 120 или более, особенно предпочтительно 150 или более, а наиболее предпочтительно 180 или более, и, хотя его верхний предел не ограничивается, предпочтительно оно составляет 300 или меньше.[0133] The acid value of the polymer (1) is preferably 60 or more, more preferably 90 or more, still more preferably 120 or more, particularly preferably 150 or more, and most preferably 180 or more, and although its upper limit is not limited, it is preferably 300 or less.
[0134] Когда полимер (1) содержит -SO3M, отличный от -SO3H, то есть -SO3M (М представляет собой атом металла, -NR7 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель), кислотное число полимера (1) можно измерить посредством преобразования -SO3M в -SO3H и последующего кислотно-основного титрования -SO3H.[0134] When the polymer (1) contains -SO 3 M other than -SO 3 H, that is, -SO 3 M (M is a metal atom, -NR 7 4 , imidazolium optionally containing a substituent, pyridinium optionally containing a substituent, or phosphonium optionally containing a substituent, or phosphonium optionally containing a substituent), the acid number of the polymer (1) can be measured by converting -SO 3 M to -SO 3 H and then acid-base titrating -SO 3 H.
[0135] Полимер (1) можно получить с помощью способа получения полимера (1) посредством осуществления полимеризации полимера (1).[0135] The polymer (1) can be obtained by a method for producing the polymer (1) by polymerizing the polymer (1).
[0136] Поскольку можно легко получить полимер (1), имеющий еще более высокую молекулярную массу, концентрация кислорода в системе реакции полимеризации предпочтительно составляет 1500 м.д. объем или менее, более предпочтительно 500 м.д. объем или менее, еще более предпочтительно 100 м.д. объем или менее, а особенно предпочтительно 50 м.д. объем или менее. Концентрация кислорода в системе реакции обычно составляет 0,01 м.д. объем или более. В описанном выше способе получения предпочтительно, чтобы концентрация кислорода в системе реакции поддерживалась в указанном выше диапазоне на протяжении всего периода полимеризации полимера (1).[0136] Since the polymer (1) having an even higher molecular weight can be easily obtained, the oxygen concentration in the polymerization reaction system is preferably 1500 ppmv or less, more preferably 500 ppmv or less, still more preferably 100 ppmv or less, and particularly preferably 50 ppmv or less. The oxygen concentration in the reaction system is usually 0.01 ppmv or more. In the above-described production method, it is preferable that the oxygen concentration in the reaction system is maintained in the above-mentioned range throughout the polymerization period of the polymer (1).
[0137] Концентрацию кислорода в системе реакции полимеризации можно контролировать, например, посредством циркуляции инертного газа, такого как азот или аргон, или, в случае использования газообразного мономера, циркуляции этого газообразного мономера в жидкой фазе или газовой фазы в реакторе. Концентрацию кислорода в системе реакции полимеризации можно определить посредством измерения и анализа газа, выходящего из линии отвода газа системы полимеризации, с помощью анализатора низкой концентрации кислорода.[0137] The oxygen concentration in the polymerization reaction system can be controlled, for example, by circulating an inert gas such as nitrogen or argon, or, in the case of using a gaseous monomer, by circulating this gaseous monomer in the liquid phase or gas phase in the reactor. The oxygen concentration in the polymerization reaction system can be determined by measuring and analyzing the gas exiting the gas outlet line of the polymerization system using a low oxygen concentration analyzer.
[0138] Поскольку можно легко получить полимер (1), имеющий еще более высокую молекулярную массу, температура полимеризации полимера (1) предпочтительно составляет 7 0°С или ниже, более предпочтительно 65°С или ниже, еще более предпочтительно 60°С или ниже, еще более предпочтительно 55°С или ниже, более предпочтительно 50°С или ниже, особенно предпочтительно 45°С или ниже, а наиболее предпочтительно 40°С или ниже, и предпочтительно составляет 10°С или выше, более предпочтительно 15°С или выше, а еще более предпочтительно 20°С или выше.[0138] Since the polymer (1) having an even higher molecular weight can be easily obtained, the polymerization temperature of the polymer (1) is preferably 70°C or lower, more preferably 65°C or lower, even more preferably 60°C or lower, even more preferably 55°C or lower, more preferably 50°C or lower, particularly preferably 45°C or lower, and most preferably 40°C or lower, and is preferably 10°C or higher, more preferably 15°C or higher, and even more preferably 20°C or higher.
[0139] В описанном выше способе получения полимер (1) и упомянутый выше другой мономер могут сополимеризоваться.[0139] In the above-described production method, the polymer (1) and the above-mentioned other monomer may be copolymerized.
[0140] В упомянутом выше способе получения полимеризацию можно осуществлять в присутствии регулятора рН. Регулятор рН можно добавлять до начала полимеризации или его можно добавлять после начала полимеризации.[0140] In the above-mentioned production method, the polymerization can be carried out in the presence of a pH regulator. The pH regulator can be added before the start of the polymerization or it can be added after the start of the polymerization.
[0141] В качестве регулятора рН можно использовать аммиак, гидроксид натрия, гидроксид калия, карбонат натрия, карбонат калия, карбонат аммония, бикарбонат натрия, бикарбонат калия, бикарбонат аммония, фосфат натрия, фосфат калия, цитрат натрия, цитрат калия, цитрат аммония, глюконат натрия, глюконат калия, глюконат аммония или что-либо подобное. рН можно измерить с помощью рН-метра производства Orion.[0141] Ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, ammonium bicarbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, sodium citrate, potassium citrate, ammonium citrate, sodium gluconate, potassium gluconate, ammonium gluconate, or something similar can be used as a pH adjuster. The pH can be measured using a pH meter manufactured by Orion.
[0142] Давление полимеризации обычно составляет от атмосферного давления до 10 МПа изб. Давление полимеризации определяют соответствующим образом в соответствии с типами используемых мономеров, молекулярной масс. ой целевого полимера (1) и скоростью реакции.[0142] The polymerization pressure is usually from atmospheric pressure to 10 MPa g. The polymerization pressure is appropriately determined according to the types of monomers used, the molecular weight of the target polymer (1), and the reaction rate.
[0143] Время полимеризации обычно составляет от 1 до 200 часов и может составлять от 5 до 100 часов.[0143] The polymerization time is usually from 1 to 200 hours and can be from 5 to 100 hours.
[0144] В описанном выше способе получения полимеризация мономера (1) может осуществляться в водной среде или она может осуществляться в отсутствие водной среды. Также полимеризацию мономера (1) можно осуществлять как в отсутствие водной среды, так и в присутствии неводной среды (например, органического растворителя, такого как толуол) в количестве менее 10% масс. по отношению к количеству мономеров, содержащих мономер (1). Полимеризация мономера (1) может представлять собой эмульсионную полимеризацию или суспензионную полимеризацию, или она может представлять собой полимеризацию в объеме.[0144] In the above-described production method, the polymerization of the monomer (1) can be carried out in an aqueous medium or it can be carried out in the absence of an aqueous medium. Also, the polymerization of the monomer (1) can be carried out both in the absence of an aqueous medium and in the presence of a non-aqueous medium (for example, an organic solvent such as toluene) in an amount of less than 10% by weight relative to the amount of monomers containing the monomer (1). The polymerization of the monomer (1) can be emulsion polymerization or suspension polymerization, or it can be bulk polymerization.
[0145] Водная среда представляет собой реакционную среду, в которой осуществляется полимеризация, и означает жидкость, содержащую воду. Водная среда может представлять собой любую среду, содержащую воду, и она может быть средой, содержащей воду и, например, любой из органических растворителей, не содержащих фтора, таких как спирты, простые эфиры и кетоны, и/или фторсодержащие органические растворители, имеющие температуру кипения 40°С или ниже. Водной средой предпочтительно является вода.[0145] The aqueous medium is the reaction medium in which the polymerization is carried out and means a liquid containing water. The aqueous medium may be any medium containing water, and it may be a medium containing water and, for example, any of the organic solvents that do not contain fluorine, such as alcohols, ethers and ketones, and/or fluorinated organic solvents having a boiling point of 40°C or lower. The aqueous medium is preferably water.
[0146] В описанном выше способе получения, полимеризация полимера (1) может осуществляться в присутствии инициатора полимеризации. Инициатор полимеризации может представлять собой любой инициатор полимеризации, способный генерировать радикалы в диапазоне температур полимеризации, и могут использоваться известные маслорастворимые и/или водорастворимые инициаторы полимеризации. Инициатор полимеризации может объединяться с восстановителем, например, с образованием окислительно-восстановительного агента, который инициирует полимеризацию. Концентрацию инициатора полимеризации определяют соответствующим образом в соответствии с типами мономеров, молекулярной масс. ой целевого полимера (1) и скоростью реакции. Когда мономер (1) полимеризуют в водной среде, предпочтительно использовать водорастворимый инициатор полимеризации, такой как персульфат. Когда мономер (1) полимеризуют в отсутствие водной среды, предпочтительно использовать маслорастворимый инициатор полимеризации, такой как пероксид.[0146] In the above-described production method, polymerization of the polymer (1) can be carried out in the presence of a polymerization initiator. The polymerization initiator can be any polymerization initiator capable of generating radicals in the polymerization temperature range, and known oil-soluble and/or water-soluble polymerization initiators can be used. The polymerization initiator can be combined with a reducing agent, for example, to form a redox agent that initiates polymerization. The concentration of the polymerization initiator is appropriately determined according to the types of monomers, the molecular weight of the target polymer (1) and the reaction rate. When the monomer (1) is polymerized in an aqueous medium, it is preferable to use a water-soluble polymerization initiator such as persulfate. When the monomer (1) is polymerized in the absence of an aqueous medium, it is preferable to use an oil-soluble polymerization initiator such as peroxide.
[0147] Используемый инициатор полимеризации может представлять собой органический пероксид, такой как персульфат (например, персульфат аммония), пероксид диянтарной кислоты или пероксид диглутаровой кислоты, отдельно или в форме их смеси. Органический пероксид можно использовать вместе с восстановителем, таким как сульфит натрия, для образования окислительно-восстановительной системы. Кроме того, во время полимеризации можно добавлять поглотитель радикалов, такой как гидрохинон или катехол, или можно добавлять разлагатель пероксидов, такой как сульфит аммония, для регулирования концентрации радикалов в системе.[0147] The polymerization initiator used may be an organic peroxide such as a persulfate (e.g., ammonium persulfate), disuccinic acid peroxide, or diglutaric acid peroxide, alone or in the form of a mixture thereof. The organic peroxide may be used together with a reducing agent such as sodium sulfite to form a redox system. In addition, a radical scavenger such as hydroquinone or catechol may be added during the polymerization, or a peroxide decomposer such as ammonium sulfite may be added to control the concentration of radicals in the system.
[0148] Среди инициаторов полимеризации персульфаты являются предпочтительными, поскольку можно легко получить полимер (1), имеющий еще более высокую молекулярную массу. Примеры персульфатов включают персульфат аммония, персульфат калия и персульфат натрия, и персульфат аммония является предпочтительным.[0148] Among the polymerization initiators, persulfates are preferred because the polymer (1) having an even higher molecular weight can be easily obtained. Examples of persulfates include ammonium persulfate, potassium persulfate, and sodium persulfate, and ammonium persulfate is preferred.
[0149] В качестве инициатора полимеризации можно использовать маслорастворимый инициатор радикальной полимеризации. Маслорастворимый инициатор радикальной полимеризации может представлять собой известный маслорастворимый пероксид, и его репрезентативные примеры включают диалкилпероксикарбонаты, такие как диизопропилпероксидикарбонат и ди-втор-бутилпероксидикарбонат; пероксиэфиры, такие как трет-бутилпероксиизобутират и трет-бутилпероксипивалат; и диалкилпероксиды, такие как ди-трет-бутилпероксид, а также ди[перфтор(или фторхлор)ацил]пероксиды, такие как ди(ω-гидрододекафторгексаноил)пероксид, ди(ω-гидротетрадекафторгептаноил)пероксид, ди(ω-гидрогексадекафторнонаноил)пероксид, ди(перфторбутирил)пероксид, ди(перфторвалерил)пероксид, ди(перфторгексаноил)пероксид, ди(перфторгептаноил)пероксид, ди(перфтороктаноил)пероксид, ди(перфторнонаноил)пероксид, ди(ω-хлоргексафторбутирил)пероксид, ди(ш-хлордекафторгексаноил)пероксид, ди(ω-хлортетрадекафтороктаноил)пероксид, ω-гидрододекафторгептаноил-ω-гидрогексадекафторнонаноилпероксид, ω-хлоргексафторбутирил-ωхлордекафторгексаноилпероксид, ω-гидрододекафторгептаноилперфторбутирилпероксид, ди(дихлорпентафторбутаноил)пероксид, ди(трихлороктафторгексаноил)пероксид, ди(тетрахлорундекафтороктаноил)пероксид, ди(пентахлортетрадекафтордеканоил)пероксид и ди(ундекахлордоторияконтафтордокозаноил)пероксид.[0149] An oil-soluble radical polymerization initiator can be used as the polymerization initiator. The oil-soluble radical polymerization initiator may be a known oil-soluble peroxide, and representative examples thereof include dialkyl peroxycarbonates such as diisopropyl peroxydicarbonate and di-sec-butyl peroxydicarbonate; peroxyesters such as tert-butyl peroxyisobutyrate and tert-butyl peroxypivalate; and dialkyl peroxides such as di-tert-butyl peroxide, as well as di[perfluoro(or fluorochloro)acyl]peroxides such as di(ω-hydrododecafluorohexanoyl) peroxide, di(ω-hydrotetradecafluoroheptanoyl) peroxide, di(ω-hydrohexadecafluorononanoyl) peroxide, di(perfluorobutyryl) peroxide, di(perfluorovaleryl) peroxide, di(perfluorohexanoyl) peroxide, di(perfluoroheptanoyl) peroxide, di(perfluorooctanoyl) peroxide, di(perfluorononanoyl) peroxide, di(ω-chlorohexafluorobutyryl) peroxide, di(sh-chlorodecafluorohexanoyl) peroxide, di(ω-chlorotetradecafluorooctanoyl) peroxide, ω-hydrododecafluoroheptanoyl-ω-hydrohexadecafluorononanoyl peroxide, ω-chlorohexafluorobutyryl-ωchlorodecafluorohexanoyl peroxide, ω-hydrododecafluoroheptanoylperfluorobutyryl peroxide, di(dichloropentafluorobutanoyl) peroxide, di(trichlorooctafluorohexanoyl) peroxide, di(tetrachloroundecafluorooctanoyl) peroxide, di(pentachlorotetradecafluorodecanoyl) peroxide and di(undecachlorothoriumcontafluorodocosanoyl) peroxide.
[0150] Инициатор полимеризации можно добавлять в любом количестве, и инициатор, в количестве, которое существенно не снижает скорость полимеризации (например, концентрация в воде в несколько м.д.) или более, может добавляться сразу на начальной стадии полимеризации или он может добавляться последовательно или непрерывно. Его верхний предел находится в том диапазоне, в котором допускается повышение температуры реакции, в то время как тепло реакции полимеризации отводится через поверхности устройства. Его верхний предел более предпочтительно находится в диапазоне, в котором тепло реакции полимеризации может отводиться через поверхности устройства.[0150] The polymerization initiator can be added in any amount, and the initiator, in an amount that does not significantly reduce the polymerization rate (for example, a concentration in water of several ppm) or more, can be added immediately at the initial stage of polymerization, or it can be added sequentially or continuously. Its upper limit is in the range in which an increase in the reaction temperature is allowed, while the heat of the polymerization reaction is removed through the surfaces of the device. Its upper limit is more preferably in the range in which the heat of the polymerization reaction can be removed through the surfaces of the device.
[0151] В описанном выше способе получения, инициатор полимеризации можно добавлять в начале полимеризации, а также его можно добавлять во время полимеризации. Пропорция между количеством инициатора полимеризации, добавленного при инициировании полимеризации, и количеством инициатора полимеризации, добавленного во время полимеризации, предпочтительно составляет от 95/5 до 5/95, более предпочтительно от 60/40 до 10/90, а еще более предпочтительно от 30/70 до 15/85. Способ добавления инициатора полимеризации во время полимеризации не ограничивается, и все его количество можно добавлять сразу, можно добавлять двумя или более порциями или его можно добавлять непрерывно.[0151] In the above-described production method, the polymerization initiator can be added at the beginning of the polymerization, and it can also be added during the polymerization. The proportion between the amount of the polymerization initiator added at the initiation of the polymerization and the amount of the polymerization initiator added during the polymerization is preferably from 95/5 to 5/95, more preferably from 60/40 to 10/90, and even more preferably from 30/70 to 15/85. The method for adding the polymerization initiator during the polymerization is not limited, and the entire amount can be added at once, can be added in two or more portions, or can be added continuously.
[0152] В указанном выше способе получения, поскольку можно легко получить полимер (1), имеющий еще более высокую молекулярную массу, инициатор полимеризации, используемый для полимеризации, предпочтительно добавляется в общем количестве от 0,00001 до 10% масс. по отношению к водной среде. Инициатор полимеризации, используемый для полимеризации, предпочтительно добавляют в общем количестве 0,0001% масс. или более, более предпочтительно 0,001% масс. или более, а еще более предпочтительно 0,01% масс. или более, и предпочтительно 5% масс. или менее, а более предпочтительно 2% масс. или менее.[0152] In the above-mentioned production method, since the polymer (1) having an even higher molecular weight can be easily obtained, the polymerization initiator used for the polymerization is preferably added in a total amount of 0.00001 to 10 mass% with respect to the aqueous medium. The polymerization initiator used for the polymerization is preferably added in a total amount of 0.0001 mass% or more, more preferably 0.001 mass% or more, and still more preferably 0.01 mass% or more, and preferably 5 mass% or less, and more preferably 2 mass% or less.
[0153] В описанном выше способе получения, поскольку можно легко получить полимер (1), имеющий еще более высокую молекулярную массу, инициатор полимеризации, используемый для полимеризации, предпочтительно добавляют в общем количестве от 0,001 до 10% моль по отношению к общему количеству мономеров, используемых для полимеризации. Инициатор полимеризации, используемый для полимеризации, более предпочтительно добавляют в общем количестве, 0,005% моль или более, еще более предпочтительно 0,01% моль или более, еще более предпочтительно 0,1% моль или более, а наиболее предпочтительно 0,5% моль или более, а более предпочтительно 10% моль или менее, еще более предпочтительно 5,0% моль или менее, еще более предпочтительно 2,5% моль или менее, особенно наиболее предпочтительно 2,2% моль или менее и предпочтительно 2,0% моль или менее.[0153] In the above-described production method, since the polymer (1) having an even higher molecular weight can be easily obtained, the polymerization initiator used for the polymerization is preferably added in a total amount of 0.001 to 10 mol% relative to the total amount of the monomers used for the polymerization. The polymerization initiator used for the polymerization is more preferably added in a total amount of 0.005 mol% or more, even more preferably 0.01 mol% or more, even more preferably 0.1 mol% or more, and most preferably 0.5 mol% or more, and more preferably 10 mol% or less, even more preferably 5.0 mol% or less, even more preferably 2.5 mol% or less, particularly most preferably 2.2 mol% or less, and preferably 2.0 mol% or less.
[0154] В указанном выше способе получения, поскольку полимер (1), можно легко получить имеющий еще более высокую молекулярную массу, предпочтительно, чтобы количество мономеров, составляющих полимер (1), присутствующих в начале полимеризации, составляло 20% масс. или более в зависимости от количества присутствующей водной среды. Количество присутствующих мономеров более предпочтительно составляет 30% масс. или более, а еще более предпочтительно 40% масс. или более. Верхний предел количества присутствующих мономеров не ограничивается, и с точки зрения плавного протекания полимеризации он может составлять 200% масс. или менее. Количество мономеров, присутствующих в начале полимеризации, представляет собой общее количество полимера (1), и другой мономер, если он присутствует, присутствует в реакторе в начале полимеризации.[0154] In the above-mentioned production method, since the polymer (1) can be easily obtained having an even higher molecular weight, it is preferable that the amount of monomers constituting the polymer (1) present at the start of the polymerization be 20% by mass or more depending on the amount of the aqueous medium present. The amount of monomers present is more preferably 30% by mass or more, and still more preferably 40% by mass or more. The upper limit of the amount of monomers present is not limited, and from the viewpoint of smooth progress of the polymerization, it may be 200% by mass or less. The amount of monomers present at the start of the polymerization is the total amount of the polymer (1), and other monomer, if present, is present in the reactor at the start of the polymerization.
[0155] Когда мономер (1) полимеризуется в отсутствие водной среды, общее количество добавленного инициатора полимеризации, такого как пероксид, предпочтительно составляет от 0,001 до 10% моль по отношению к общему количеству мономеров, содержащих мономер (1) (смесь мономеров). Инициатор полимеризации, используемый для полимеризации, добавляют в общем количестве, более предпочтительно, 0,005% моль или более, а еще более предпочтительно, 0,01% моль или более, а более предпочтительно, 10% моль или менее, еще более предпочтительно, 5,0% моль или менее, еще более предпочтительно 2,5% моль или менее, особенно наиболее предпочтительно 2,2% моль или менее и предпочтительно 2,0% моль или менее.[0155] When the monomer (1) is polymerized in the absence of an aqueous medium, the total amount of the added polymerization initiator such as peroxide is preferably 0.001 to 10 mol% relative to the total amount of the monomers containing the monomer (1) (monomer mixture). The polymerization initiator used for the polymerization is added in a total amount of more preferably 0.005 mol% or more, and even more preferably 0.01 mol% or more, and more preferably 10 mol% or less, even more preferably 5.0 mol% or less, even more preferably 2.5 mol% or less, particularly most preferably 2.2 mol% or less, and preferably 2.0 mol% or less.
[0156] Полимеризацию полимера (1) можно осуществлять посредством загрузки в реактор полимера (1) и необязательной водной среды, других мономеров и необязательных других добавок, перемешивания содержимого реактора и поддержания реактора при заданной температуре полимеризации, и добавления заранее определенного количества инициатора полимеризации, чтобы тем самым инициировать реакцию полимеризации. После начала реакции полимеризации в зависимости от цели могут добавляться мономеры, инициатор полимеризации и другие добавки.[0156] The polymerization of the polymer (1) can be carried out by loading the polymer (1) and an optional aqueous medium, other monomers and optional other additives into a reactor, stirring the contents of the reactor and maintaining the reactor at a predetermined polymerization temperature, and adding a predetermined amount of a polymerization initiator to thereby initiate the polymerization reaction. After the polymerization reaction has started, monomers, a polymerization initiator and other additives can be added depending on the purpose.
[0157] Полимер (1), используемый в способе получения по настоящему изобретению, по существу, не содержит димера и тримера мономера (1). Димер и тример мономера (1) обычно образуются, когда мономер (1) полимеризуется с получением полимера (1). Содержание димера и тримера в полимере (1) составляет 1,0% масс. или менее, предпочтительно 0,1% масс. или менее, более предпочтительно 0,01% масс. или менее, еще более предпочтительно 0,001% масс. или менее, и особенно предпочтительно 0,0001% масс. или менее, по отношению к полимеру (1).[0157] The polymer (1) used in the production method of the present invention is substantially free of the dimer and trimer of the monomer (1). The dimer and trimer of the monomer (1) are usually formed when the monomer (1) is polymerized to obtain the polymer (1). The content of the dimer and trimer in the polymer (1) is 1.0 mass% or less, preferably 0.1 mass% or less, more preferably 0.01 mass% or less, even more preferably 0.001 mass% or less, and particularly preferably 0.0001 mass% or less, with respect to the polymer (1).
[0158] Полимер (1), используемый в способе получения по настоящему изобретению, может, по существу, не содержать димера и тримера, состоящих из единицы полимеризации (1), полученной из мономера (1), и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, сополимеризующегося с мономером (1). Димер и тример, состоящие из единицы полимеризации (1) и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, обычно образуются, когда мономер (1) и другой мономер, способный сополимеризоваться с мономером (1), полимеризуются с получением полимера (1). Содержание димера и тримера, состоящих из единицы полимеризации (1), и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, в полимере (1), составляет 1,0% масс. или менее, предпочтительно 0,1% масс. или менее, более предпочтительно 0,01% масс. или менее, еще более предпочтительно 0,001% масс. или менее, а особенно предпочтительно 0,0001% масс. или менее по отношению к полимеру (1).[0158] The polymer (1) used in the production method of the present invention may be substantially free of a dimer and a trimer consisting of a polymerization unit (1) derived from the monomer (1) and a polymerization unit derived from another monomer copolymerizable with the monomer (1). The dimer and the trimer consisting of a polymerization unit (1) and a polymerization unit derived from another monomer are generally formed when the monomer (1) and another monomer copolymerizable with the monomer (1) are polymerized to obtain the polymer (1). The content of the dimer and the trimer consisting of a polymerization unit (1) and a polymerization unit derived from another monomer in the polymer (1) is 1.0% by mass or less, preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less, even more preferably 0.001% by mass or less, and particularly preferably 0.0001% by mass. or less relative to the polymer (1).
[0159] Содержание димера и тримера в полимере (1) можно определить посредством осуществления анализа гель-проникающей хроматографией (GPC) полимера (1) и вычисления доли (процента площади) общей площади пиков димера и тримера к общей площади каждого пика на хроматограмме, полученной с помощью анализа GPC.[0159] The content of dimer and trimer in polymer (1) can be determined by performing gel permeation chromatography (GPC) analysis of polymer (1) and calculating the proportion (area percentage) of the total area of dimer and trimer peaks to the total area of each peak in the chromatogram obtained by GPC analysis.
[0160] Также, когда содержание димера и тримера в полимере (1) составляет менее 0,5% масс. по отношению к полимеру (1), это содержание можно определить посредством измерения методом жидкостной хроматографии-масс. -спектрометрии (LC/MS).[0160] Also, when the content of the dimer and trimer in the polymer (1) is less than 0.5% by mass relative to the polymer (1), this content can be determined by measurement by liquid chromatography-mass spectrometry (LC/MS).
В частности, приготавливают водные растворы, имеющие пять или более различных уровней содержания мономера (1), осуществляют анализ LC/MS водных растворов с соответствующими уровнями содержания и определяют соотношение между уровнем содержания и площадью (интегральным значением пика), соответствующей этому уровню содержания, наносят его на график для построения калибровочной кривой мономера (1). Кроме того, на основе калибровочной кривой мономера (1) строят калибровочную кривую димера и тримера мономера (1).Specifically, aqueous solutions having five or more different levels of monomer (1) content are prepared, LC/MS analysis of aqueous solutions with the corresponding levels of content is performed, and the relationship between the content level and the area (integral value of the peak) corresponding to this content level is determined, which is plotted on a graph to construct a calibration curve of the monomer (1). Furthermore, a calibration curve of the dimer and trimer of the monomer (1) is constructed based on the calibration curve of the monomer (1).
К полимеру (1) добавляют метанол для приготовления смеси, смесь фильтруют с использованием ультрафильтрационного диска (отсечка по молекулярной массе 3000 Да) и полученный восстановленный раствор подвергают анализу LC/MS.Methanol is added to the polymer (1) to prepare a mixture, the mixture is filtered using an ultrafiltration disc (molecular weight cutoff 3000 Da) and the resulting reconstituted solution is subjected to LC/MS analysis.
Затем площадь хроматограммы (интегральное значение пиков) димера и тримера мономера (I) можно преобразовать с использованием калибровочных кривых в содержание димера и тримера.The chromatogram area (integrated peak value) of the dimer and trimer monomer (I) can then be converted using calibration curves into the dimer and trimer content.
[0161] Содержание фракции, имеющей молекулярную массу 3000 или менее, в полимере (1) может составлять 3,7% или менее, предпочтительно оно составляет 3,2% или менее, еще более предпочтительно 2,7% или менее, еще более предпочтительно 1,7% или менее, еще более предпочтительно 1,2% или менее, особенно предпочтительно 1,0% или менее, а наиболее предпочтительно 0,5% или менее по отношению к полимеру (1). Нижний предел содержания фракции, имеющей молекулярную массу 3000 и менее, не ограничивается и составляет, например, 0,01%. Содержание фракции, имеющей молекулярную массу 3000 или менее, можно вычислить по площади пика GPC. Фракция, имеющая молекулярную массу 3000 или менее, включает все соединения, имеющие молекулярную массу 3000 или менее.[0161] The content of the fraction having a molecular weight of 3,000 or less in the polymer (1) may be 3.7% or less, preferably 3.2% or less, even more preferably 2.7% or less, even more preferably 1.7% or less, even more preferably 1.2% or less, particularly preferably 1.0% or less, and most preferably 0.5% or less, with respect to the polymer (1). The lower limit of the content of the fraction having a molecular weight of 3,000 or less is not limited and is, for example, 0.01%. The content of the fraction having a molecular weight of 3,000 or less can be calculated from the peak area of the GPC. The fraction having a molecular weight of 3,000 or less includes all compounds having a molecular weight of 3,000 or less.
[0162] Содержание фракции, имеющей молекулярную массу 2000 или менее, в полимере (1) может составлять 3,2% или менее и предпочтительно составляет 2,7% или менее, еще более предпочтительно 2,2% или менее, еще более предпочтительно 1,7% или менее, еще более предпочтительно 1,2% или менее, а особенно предпочтительно 0,6% или менее по отношению к полимеру (1). Нижний предел содержания фракции, имеющей молекулярную массу 2000 и менее, не ограничивается и составляет, например, 0,01%. Содержание фракции, имеющей молекулярную массу 2000 или менее, можно вычислить по площади пика GPC. Фракция, имеющая молекулярную массу 2000 или менее, включает все соединения, имеющие молекулярную массу 2000 или менее.[0162] The content of the fraction having a molecular weight of 2,000 or less in the polymer (1) may be 3.2% or less, and is preferably 2.7% or less, even more preferably 2.2% or less, even more preferably 1.7% or less, even more preferably 1.2% or less, and particularly preferably 0.6% or less, with respect to the polymer (1). The lower limit of the content of the fraction having a molecular weight of 2,000 or less is not limited and is, for example, 0.01%. The content of the fraction having a molecular weight of 2,000 or less can be calculated from the peak area of the GPC. The fraction having a molecular weight of 2,000 or less includes all compounds having a molecular weight of 2,000 or less.
[0163] Содержание фракции, имеющей молекулярную массу 1500 или менее, в полимере (1) может составлять 2,7% или менее, предпочтительно оно составляет 2,2% или менее, еще более предпочтительно 1,7% или менее, еще более предпочтительно 1,2% или менее и еще более предпочтительно 0,6% или менее по отношение к полимеру (1). Нижний предел содержания фракции, имеющей молекулярную массу 1500 и менее, не ограничивается и составляет, например, 0,01%. Содержание фракции, имеющей молекулярную массу 1500 или менее, можно вычислить по площади пика GPC. Фракция, имеющая молекулярную массу 1500 или менее, включает все соединения, имеющие молекулярную массу 1500 или менее.[0163] The content of the fraction having a molecular weight of 1,500 or less in the polymer (1) may be 2.7% or less, preferably 2.2% or less, even more preferably 1.7% or less, even more preferably 1.2% or less, and even more preferably 0.6% or less, with respect to the polymer (1). The lower limit of the content of the fraction having a molecular weight of 1,500 or less is not limited and is, for example, 0.01%. The content of the fraction having a molecular weight of 1,500 or less can be calculated from the GPC peak area. The fraction having a molecular weight of 1,500 or less includes all compounds having a molecular weight of 1,500 or less.
[0164] Содержание фракции, имеющей молекулярную массу 1000 или менее, в полимере (1) может составлять 2,2% или менее, предпочтительно оно составляет 1,7% или менее, еще более предпочтительно 1,2% или менее, а еще более предпочтительно 0,6% или менее по отношению к полимеру (1). Нижний предел содержания фракции, имеющей молекулярную массу 1000 и менее, не ограничивается и оно составляет, например, 0,01%. Содержание фракции, имеющей молекулярную массу 1000 или менее, можно вычислить по площади пика GPC. Фракция, имеющая молекулярную массу 1000 или менее, включает все соединения, имеющие молекулярную массу 1000 или менее.[0164] The content of the fraction having a molecular weight of 1,000 or less in the polymer (1) may be 2.2% or less, preferably 1.7% or less, even more preferably 1.2% or less, and even more preferably 0.6% or less, with respect to the polymer (1). The lower limit of the content of the fraction having a molecular weight of 1,000 or less is not limited and is, for example, 0.01%. The content of the fraction having a molecular weight of 1,000 or less can be calculated from the GPC peak area. The fraction having a molecular weight of 1,000 or less includes all compounds having a molecular weight of 1,000 or less.
[0165] Посредством использования полимера (1), по существу, не содержащего димера и тримера мономера (1), при полимеризации перфтормономера в водной среде, можно получить фторполимер, по существу, не содержащий димера и тримера мономера (1).[0165] By using a polymer (1) substantially free of the dimer and trimer of the monomer (1) in polymerizing a perfluoromonomer in an aqueous medium, it is possible to obtain a fluoropolymer substantially free of the dimer and trimer of the monomer (1).
[0166] Полимер (1) представляет собой полимер, содержащий единицу полимеризации (1), полученную из мономера (1). Полимер (1), используемый по настоящему изобретению, представляет собой полимер, в котором димер (полимер, содержащий две единицы полимеризации (1)) и тример (полимер, содержащий три единицы полимеризации (1)), по существу, удаляются из полимера (1), содержащего две или более единицы полимеризации (1).[0166] The polymer (1) is a polymer containing a polymerization unit (1) derived from a monomer (1). The polymer (1) used in the present invention is a polymer in which a dimer (a polymer containing two polymerization units (1)) and a trimer (a polymer containing three polymerization units (1)) are substantially removed from the polymer (1) containing two or more polymerization units (1).
[0167] Посредством использования полимера (1), по существу, не содержащего димера и тримера, состоящего из единицы полимеризации (1), полученной из мономера (1), и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, сополимеризующегося с мономером (1), при полимеризации перфтормономера в водной среде, фторполимер, который, по существу, не содержит димера и тримера, состоящих из единицы полимеризации (1), и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, можно получить даже в случае использования полимера (1), содержащего единицу полимеризации (1) и единицу полимеризации, полученной из другого мономера, такого как полимер (1).[0167] By using a polymer (1) that is substantially free of a dimer and a trimer consisting of a polymerization unit (1) derived from a monomer (1) and a polymerization unit derived from another monomer copolymerizable with the monomer (1) in polymerizing a perfluoromonomer in an aqueous medium, a fluoropolymer that is substantially free of a dimer and a trimer consisting of a polymerization unit (1) and a polymerization unit derived from another monomer can be obtained even in the case of using a polymer (1) that contains a polymerization unit (1) and a polymerization unit derived from another monomer, such as the polymer (1).
[0168] Молекулярная масса мономера (1) предпочтительно составляет 500 или менее, а более предпочтительно 400 или менее. То есть, предпочтительно, чтобы полимер (1), по существу, не содержал димеров и тримеров, имеющих молекулярную массу 1500 или менее, а более предпочтительно, чтобы полимер (1), по существу, не содержал димеров и тримеров, имеющих молекулярную массу 1200 или меньше.[0168] The molecular weight of the monomer (1) is preferably 500 or less, and more preferably 400 or less. That is, it is preferable that the polymer (1) substantially does not contain dimers and trimers having a molecular weight of 1500 or less, and it is more preferable that the polymer (1) substantially does not contain dimers and trimers having a molecular weight of 1200 or less.
[0169] Соответственно, предпочтительно, чтобы способ получения по настоящему изобретению включал полимеризацию мономера (1), представленного общей формулой (1), с получением неочищенной композиции, содержащей полимер мономера (1), и удаление димера и тримера мономера (1), содержащихся в неочищенной композиции, из неочищенной композиции для получения полимера (1), в котором содержание димера и тримера мономера (1) составляет 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1).[0169] Accordingly, it is preferable that the production method of the present invention comprises polymerizing the monomer (1) represented by the general formula (1) to obtain a crude composition containing a polymer of the monomer (1), and removing the dimer and trimer of the monomer (1) contained in the crude composition from the crude composition to obtain a polymer (1) in which the content of the dimer and trimer of the monomer (1) is 1.0% by mass or less with respect to the polymer (1).
[0170] Полимеризацию мономера (1) можно осуществлять с помощью указанного выше способа. Получая неочищенную композицию таким способом, можно получить неочищенную композицию, в которой полимер (1) диспергируется или растворяется в водной среде.[0170] The polymerization of the monomer (1) can be carried out using the above-mentioned method. By obtaining a crude composition in this manner, it is possible to obtain a crude composition in which the polymer (1) is dispersed or dissolved in an aqueous medium.
[0171] Предпочтительно, чтобы полимеризация мономера (1) осуществлялась в водной среде, по существу, в отсутствие фторсодержащего поверхностно-активного вещества (за исключением мономера (1), представленного общей формулой (1)).[0171] It is preferable that the polymerization of the monomer (1) is carried out in an aqueous medium, substantially in the absence of a fluorosurfactant (except for the monomer (1) represented by the general formula (1)).
[0172] В настоящем описании выражение «по существу, в отсутствие фторсодержащего поверхностно-активного вещества» означает, что количество фторсодержащего поверхностно-активного вещества составляет 10 м.д. масс. или менее по отношению к водной среде. Количество фторсодержащего поверхностно-активного вещества по отношению к водной среде составляет 1 м.д. масс. или менее, более предпочтительно 100 частей на миллиард масс. или менее, еще более предпочтительно 10 частей на миллиард масс. или менее, а еще более предпочтительно 1 частей на миллиард масс. или менее.[0172] In the present specification, the expression "substantially free of a fluorosurfactant" means that the amount of the fluorosurfactant is 10 ppm by mass or less with respect to the aqueous medium. The amount of the fluorosurfactant with respect to the aqueous medium is 1 ppm by mass or less, more preferably 100 ppb by mass or less, even more preferably 10 ppb by mass or less, and even more preferably 1 ppb by mass or less.
[0173] Фторсодержащее поверхностно-активное вещество будет упоминаться позже в описании полимеризации перфтормономера.[0173] The fluorosurfactant will be mentioned later in the description of the polymerization of the perfluoromonomer.
[0174] В полученной таким образом неочищенной композиции, димер и тример мономера (1) обычно содержатся в общем количестве больше 1,0% масс. по отношению к массе полимера. Например, содержание димера и тримера мономера (1) в полимере может составлять 2,0% масс. или более или 3,0% масс. или более, а также может составлять 30,0% масс. или менее или 20,0% масс. или менее по отношению к полимеру мономера (1).[0174] In the thus obtained crude composition, the dimer and trimer of the monomer (1) are usually contained in a total amount greater than 1.0% by weight relative to the weight of the polymer. For example, the content of the dimer and trimer of the monomer (1) in the polymer may be 2.0% by weight or more or 3.0% by weight or more, and may also be 30.0% by weight or less or 20.0% by weight or less relative to the polymer of the monomer (1).
[0175] Также, в случае осуществления полимеризации мономера (1) и другого мономера, сополимеризуемого с мономером (1), в полученной неочищенной композиции димер и тример, состоящие из единицы полимеризации (1), полученной из мономера (1), и единицей полимеризацией, полученной из другого мономера, сополимеризующегося с мономером (1), обычно содержатся в общем количестве более 1,0% масс. по отношению к массе полимера. Например, содержание димера и тримера, состоящего из единицы полимеризации (1) и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, может составлять 2,0% масс. или более или 3,0% масс. или более, и может составлять 30,0% масс. или менее или 20,0% масс. или менее по отношению к полимеру.[0175] Also, in the case of polymerizing the monomer (1) and another monomer copolymerizable with the monomer (1), in the resulting crude composition, the dimer and trimer consisting of the polymerization unit (1) obtained from the monomer (1) and the polymerization unit obtained from another monomer copolymerizable with the monomer (1) are usually contained in a total amount of more than 1.0% by mass relative to the mass of the polymer. For example, the content of the dimer and trimer consisting of the polymerization unit (1) and the polymerization unit obtained from another monomer may be 2.0% by mass or more or 3.0% by mass or more, and may be 30.0% by mass or less or 20.0% by mass or less relative to the polymer.
[0176] Содержание димера и тримера в неочищенной композиции можно определить посредством осуществления анализа неочищенной композиции с помощью гель-проникающей хроматографии (GPC) и вычисления доли (процента площади) общей площади пиков димера и тримера от общей площади каждого пика на хроматограмме, полученной методом GPC.[0176] The dimer and trimer content of a crude composition can be determined by analyzing the crude composition using gel permeation chromatography (GPC) and calculating the proportion (area percentage) of the total area of the dimer and trimer peaks from the total area of each peak in the chromatogram obtained by the GPC method.
[0177] Затем димер и тример мономера (1) или димер и тример, состоящие из единицы полимеризации (1) и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, содержащиеся в неочищенной композиции, полученной с помощью полимеризации мономера (1), удаляют из неочищенной композиции. Способы удаления димера и тримера не ограничиваются, но предпочтительным является, по меньшей мере, один способ, выбранный из группы, состоящей из ультрафильтрации, микрофильтрации, диализной мембранной обработки, разделения жидкости и повторного осаждения, по меньшей мере, один способ, выбранный из группы, состоящей из ультрафильтрации, микрофильтрации, разделения жидкостей и повторного осаждения являются более предпочтительными, еще более предпочтительным является, по меньшей мере, один способ, выбранный из группы, состоящей из ультрафильтрации и разделения жидкостей, а особенно предпочтительной является ультрафильтрация.[0177] Then, the dimer and trimer of the monomer (1) or the dimer and trimer consisting of the polymerization unit (1) and the polymerization unit obtained from another monomer, contained in the crude composition obtained by polymerizing the monomer (1), are removed from the crude composition. Methods for removing the dimer and trimer are not limited, but at least one method selected from the group consisting of ultrafiltration, microfiltration, dialysis membrane treatment, liquid separation and reprecipitation is preferable, at least one method selected from the group consisting of ultrafiltration, microfiltration, liquid separation and reprecipitation are more preferable, at least one method selected from the group consisting of ultrafiltration and liquid separation is even more preferable, and ultrafiltration is particularly preferable.
[0178] Также, фракция, имеющая молекулярную массу 3000 или менее, фракция, имеющая молекулярную массу 2000 или менее, фракция, имеющая молекулярную массу 1500 или менее, и фракция, имеющая молекулярную массу 1000 или менее, могут удаляться посредством соответствующего выбора средств удаления димера и тримера.[0178] Also, a fraction having a molecular weight of 3,000 or less, a fraction having a molecular weight of 2,000 or less, a fraction having a molecular weight of 1,500 or less, and a fraction having a molecular weight of 1,000 or less can be removed by appropriately selecting dimer and trimer removing means.
[0179] Обычно не известно, дает ли полимеризация мономера (1) димер и тример мономера (1), с включением полученных в результате димера и тримера мономера (1) в полимер (1). Хотя механизм образования димера и тримера мономера (1) не является заведомо ясным, предполагается, что димеризация и тримеризация мономера (1) осуществляется с немалой частотой, особенно в результате реакции полимеризации в системе полимеризации, в которой мономер (1) составляет большую часть мономеров, присутствующих в системе полимеризации.[0179] It is generally not known whether the polymerization of monomer (1) produces a dimer and trimer of monomer (1), with the resulting dimer and trimer of monomer (1) being incorporated into polymer (1). Although the mechanism for the formation of dimer and trimer of monomer (1) is not clearly understood, it is assumed that dimerization and trimerization of monomer (1) occurs with considerable frequency, especially as a result of the polymerization reaction in a polymerization system in which monomer (1) constitutes a large part of the monomers present in the polymerization system.
[0180] При удалении димера и тримера непрореагировавший мономер (1) обычно также удаляется одновременно с этим из неочищенной композиции. Даже когда непрореагировавший мономер (1) включается в PTFE посредством полимеризации, это не обязательно оказывает неблагоприятное воздействие на функцию PTFE, и, следовательно, непрореагировавший мономер (1) не обязательно должен удаляться. Однако, удаляя непрореагировавший мономер (1) одновременно с димером и тримером, количество мономера, подвергающегося полимеризации, можно вычислить без учета присутствия непрореагировавшего мономера (1), что имеет то преимущество, что можно легко получить фторполимер, имеющий желаемую мономерную композицию. Обратите внимание, что даже когда мономер (1) остается в полимере (1) или, когда мономер (1) добавляется вновь в качестве сомономера, димеризация и тримеризация мономера (1) почти не протекают в ходе реакции полимеризации в системе полимеризации, в которой TFE составляет главную часть системы полимеризации среди мономеров, присутствующих в системе полимеризации, а димера и тримера мономера (1) практически не остается в образующемся фторполимере.[0180] When removing the dimer and trimer, the unreacted monomer (1) is usually also removed simultaneously from the crude composition. Even when the unreacted monomer (1) is incorporated into PTFE by polymerization, this does not necessarily have an adverse effect on the function of PTFE, and therefore the unreacted monomer (1) does not necessarily need to be removed. However, by removing the unreacted monomer (1) simultaneously with the dimer and trimer, the amount of monomer undergoing polymerization can be calculated without taking into account the presence of the unreacted monomer (1), which has the advantage that a fluoropolymer having a desired monomer composition can be easily obtained. Note that even when the monomer (1) remains in the polymer (1) or when the monomer (1) is added again as a comonomer, the dimerization and trimerization of the monomer (1) hardly occur during the polymerization reaction in the polymerization system in which TFE constitutes a major part of the polymerization system among the monomers present in the polymerization system, and the dimer and trimer of the monomer (1) hardly remain in the resulting fluoropolymer.
[0181] Неочищенная композиция, полученная с помощью полимеризации мономера (1), может представлять собой полимеризованную композицию, полученную в результате полимеризации, может представлять собой композицию, полученную посредством разбавления или концентрирования полимеризованной композиции, полученной в результате полимеризации, или может представлять собой композицию сразу после полимеризации, или может представлять собой композицию, которая подвергся обработке для стабилизации дисперсии или чему-либо подобному. Также предпочтительно регулировать вязкость неочищенной композиции посредством такой обработки, чтобы облегчить ультрафильтрацию, микрофильтрацию или диализную мембранную обработку.[0181] The crude composition obtained by polymerizing the monomer (1) may be a polymerized composition obtained by polymerization, may be a composition obtained by diluting or concentrating the polymerized composition obtained by polymerization, or may be a composition immediately after polymerization, or may be a composition that has undergone a treatment to stabilize the dispersion or the like. It is also preferable to adjust the viscosity of the crude composition by such a treatment to facilitate ultrafiltration, microfiltration, or dialysis membrane treatment.
[0182] Содержание полимера мономера (1) в неочищенной композиции не ограничивается и может составлять, например, от 0,1 до 20% масс. С точки зрения эффективности удаления димера и тримера, содержание полимера мономера (1) в неочищенной композиции предпочтительно составляет 18,0% масс. или менее, более предпочтительно 15,0% масс. или менее, еще более предпочтительно 12,0% масс. или менее, а особенно предпочтительно 10,0% масс. или менее, и предпочтительно составляет 0,5% масс. или более, более предпочтительно 1,0% масс. или более, еще более предпочтительно 1,2% масс. или более, особенно предпочтительно 1,5% масс. или более, а наиболее предпочтительно 2,0% масс. или более. Содержание полимера мономера (1) в неочищенной композиции можно регулировать, например, с помощью способа, в котором к неочищенной композиции, полученной с помощью полимеризации мономера (1), добавляют воду, способа, в котором неочищенную композицию, полученную с помощью полимеризации мономера (1), концентрируют и тому подобное.[0182] The content of the polymer of the monomer (1) in the crude composition is not limited and may be, for example, 0.1 to 20 mass%. From the viewpoint of the efficiency of removing the dimer and the trimer, the content of the polymer of the monomer (1) in the crude composition is preferably 18.0 mass% or less, more preferably 15.0 mass% or less, even more preferably 12.0 mass% or less, and particularly preferably 10.0 mass% or less, and is preferably 0.5 mass% or more, more preferably 1.0 mass% or more, even more preferably 1.2 mass% or more, particularly preferably 1.5 mass% or more, and most preferably 2.0 mass% or more. The content of the polymer of the monomer (1) in the crude composition can be adjusted, for example, by a method in which water is added to the crude composition obtained by polymerizing the monomer (1), a method in which the crude composition obtained by polymerizing the monomer (1) is concentrated, and the like.
[0183] рН неочищенной композиции предпочтительно составляет от -7,0 до 11,0, более предпочтительно от -6,0 до 8,0, а еще более предпочтительно от -5,0 до 7,0. рН неочищенной композиции можно регулировать посредством добавления регулятора рН к неочищенной композиции, полученной с помощью полимеризации мономера (1). Регулятор рН может представлять собой кислоту или щелочь, и их примеры включают фосфаты, гидроксид натрия, гидроксид калия и водный раствор аммиака.[0183] The pH of the crude composition is preferably from -7.0 to 11.0, more preferably from -6.0 to 8.0, and even more preferably from -5.0 to 7.0. The pH of the crude composition can be adjusted by adding a pH adjuster to the crude composition obtained by polymerizing the monomer (1). The pH adjuster may be an acid or an alkali, and examples thereof include phosphates, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and aqueous ammonia.
[0184] В случае осуществления ультрафильтрации, микрофильтрации или диализной мембранной обработки вязкость неочищенной композиции предпочтительно составляет 25 мПа⋅сек или менее, поскольку при этом обработки происходят плавно. Вязкость неочищенной композиции можно регулировать, например, способом, в котором регулируют среднечисленную молекулярную массу полимера мономера (1), способом, в котором концентрацию полимера мономера (1) в неочищенной композиции регулируют, способом, в котором регулируют температуру неочищенной композиции, и тому подобное.[0184] In the case of ultrafiltration, microfiltration, or dialysis membrane treatment, the viscosity of the crude composition is preferably 25 mPa⋅s or less, since the treatments are carried out smoothly. The viscosity of the crude composition can be adjusted, for example, by a method in which the number average molecular weight of the polymer monomer (1) is adjusted, a method in which the concentration of the polymer monomer (1) in the crude composition is adjusted, a method in which the temperature of the crude composition is adjusted, and the like.
[0185] Хотя ультрафильтрация или микрофильтрация не ограничиваются и могут представлять собой либо тип с поперечным потоком, либо тупиковый тип, тип с поперечным потоком является предпочтительным с точки зрения уменьшения забивания мембраны.[0185] Although ultrafiltration or microfiltration is not limited and can be either a cross-flow type or a dead-end type, the cross-flow type is preferable from the viewpoint of reducing membrane fouling.
[0186] Ультрафильтрацию можно осуществлять с использованием ультрафильтрационной мембраны. Ультрафильтрацию можно осуществлять, например, с использованием устройства для ультрафильтрации, содержащего ультрафильтрационную мембрану, и можно использовать метод центробежной ультрафильтрации, метод периодической ультрафильтрации, метод циркуляционной ультрафильтрации и тому подобное.[0186] Ultrafiltration can be carried out using an ultrafiltration membrane. Ultrafiltration can be carried out, for example, using an ultrafiltration device containing an ultrafiltration membrane, and a centrifugal ultrafiltration method, a batch ultrafiltration method, a circulation ultrafiltration method, and the like can be used.
[0187] Отсечка по молекулярной массе ультрафильтрационной мембраны обычно составляет от 0,1×104 до 30×104 Да. Ультрафильтрационная мембрана предпочтительно имеет отсечку по молекулярной массе 0,3×104 Да или более, поскольку она может подавлять забивание мембраны и эффективно уменьшать количество димеров и тримеров. Отсечка по молекулярной массе более предпочтительно составляет 0,5×104 Да или более, особенно предпочтительно 0,6×104 Да или более, а наиболее предпочтительно 0,8×104 Да или более. Отсечка по молекулярной массе может составлять 1,0×104 Да или более. Также, отсечка по молекулярной массе предпочтительно составляет 20×104 Да или менее, а более предпочтительно 10×104 Да или менее, с точки зрения эффективности удаления димера и тримера.[0187] The molecular weight cutoff of the ultrafiltration membrane is usually 0.1×10 4 to 30×10 4 Da. The ultrafiltration membrane preferably has a molecular weight cutoff of 0.3×10 4 Da or more because it can suppress membrane fouling and effectively reduce the amount of dimers and trimers. The molecular weight cutoff is more preferably 0.5×10 4 Da or more, particularly preferably 0.6×10 4 Da or more, and most preferably 0.8×10 4 Da or more. The molecular weight cutoff may be 1.0×10 4 Da or more. Also, the molecular weight cutoff is preferably 20×10 4 Da or less, and more preferably 10×10 4 Da or less, from the viewpoint of the dimer and trimer removal efficiency.
[0188] Отсечка по молекулярной массе ультрафильтрационной мембраны может определяться, например, посредством пропускания через мембрану полистирола с известной средневзвешенной молекулярной масс. ой и использования молекулярной массы, которая может блокироваться на 90%, в качестве отсечки по молекулярной массе. Количественное определение полистирола можно осуществить с помощью гель-проникающей хроматографии.[0188] The molecular weight cutoff of an ultrafiltration membrane can be determined, for example, by passing polystyrene of a known weight average molecular weight through the membrane and using the molecular weight that can be blocked by 90% as the molecular weight cutoff. Quantitative determination of polystyrene can be achieved using gel permeation chromatography.
[0189] Форма ультрафильтрационной мембраны не ограничивается обычно известными формами, например, она может относиться к типу полого волокна, типа плоской мембраны, спирального типа, трубчатого типа или чего-либо подобного. Тип полого волокна является предпочтительным с точки зрения предотвращения забивания.[0189] The shape of the ultrafiltration membrane is not limited to the commonly known shapes, for example, it may be of a hollow fiber type, a flat membrane type, a spiral type, a tubular type, or the like. The hollow fiber type is preferable from the viewpoint of preventing clogging.
Внутренний диаметр ультрафильтрационной мембраны типа полого волокна не ограничивается и может составлять, например, от 0,1 до 2 мм. Предпочтительно он составляет от 0,8 до 1,4 мм.The internal diameter of a hollow fiber ultrafiltration membrane is not limited and can range from 0.1 to 2 mm, for example. Preferably, it ranges from 0.8 to 1.4 mm.
Длина ультрафильтрационной мембраны типа полого волокна не ограничивается и может составлять, например, от 0,05 до 3 м. Предпочтительно она составляет от 0,05 до 2 м.The length of the hollow fiber ultrafiltration membrane is not limited and can be, for example, from 0.05 to 3 m. Preferably, it is from 0.05 to 2 m.
[0190] Материал ультрафильтрационной мембраны не ограничивается, его примеры включают органические материалы, такие как целлюлоза, сложный эфир целлюлозы, полисульфон, сульфированный полисульфон, полиэфирсульфон, сульфированный полиэфирсульфон, хлорированный полиэтилен, полипропилен, полиолефин, поливиниловый спирт, полиметилметакрилат, полиакрилнитрил, поливинилиденфторид и политетрафторэтилен; металлы, такие как нержавеющая сталь; и неорганические материалы, такие как керамика.[0190] The material of the ultrafiltration membrane is not limited, examples thereof include organic materials such as cellulose, cellulose ester, polysulfone, sulfonated polysulfone, polyethersulfone, sulfonated polyethersulfone, chlorinated polyethylene, polypropylene, polyolefin, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene; metals such as stainless steel; and inorganic materials such as ceramics.
Материал ультрафильтрационной мембраны предпочтительно представляет собой органический материал, более предпочтительно хлорированный полиэтилен, полипропилен, поливинилиденфторид, политетрафторэтилен, полиакрилнитрил, полисульфон или полиэфирсульфон, а еще более предпочтительно полиакрилнитрил, полисульфон или поливинилиденфторид.The ultrafiltration membrane material is preferably an organic material, more preferably chlorinated polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyacrylonitrile, polysulfone or polyethersulfone, and even more preferably polyacrylonitrile, polysulfone or polyvinylidene fluoride.
[0191] Конкретные примеры ультрафильтрационной мембраны включают тип G-5, тип G-10, тип G-20, тип G-50, тип PW и тип HWS UF от DESAL; HFM-180, HFM-183, HFM-251, HFM-300, HFM-116, HFM-183, HFM-300, HFK-131, HFK-328, MPT-U20, MPS-U20P и MPS-U20S от KOCH; SPE1, SPE3, SPE5, SPE10, SPE30, SPV5, SPV50 и SOW30 от Synder; серию Microza (R) UF производства Asahi Kasei Corporation; и NTR 7410 производства Nitto Diko Corporation.[0191] Specific examples of the ultrafiltration membrane include G-5 type, G-10 type, G-20 type, G-50 type, PW type and HWS type UF of DESAL; HFM-180, HFM-183, HFM-251, HFM-300, HFM-116, HFM-183, HFM-300, HFK-131, HFK-328, MPT-U20, MPS-U20P and MPS-U20S of KOCH; SPE1, SPE3, SPE5, SPE10, SPE30, SPV5, SPV50 and SOW30 of Synder; Microza (R) UF series of Asahi Kasei Corporation; and NTR 7410 of Nitto Diko Corporation.
[0192] Ультрафильтрацию предпочтительно осуществляют при давлении 0,01 МПа или более с точки зрения эффективности удаления димера и тримера. Более предпочтительно оно составляет 0,03 МПа или более, а еще более предпочтительно 0,05 МПа или более. Также, с точки зрения устойчивости к давлению, давление предпочтительно составляет 0,5 МПа или менее, более предпочтительно 0,25 МПа или менее, а еще более предпочтительно 0,2 МПа или менее.[0192] Ultrafiltration is preferably performed at a pressure of 0.01 MPa or more from the viewpoint of the efficiency of removing the dimer and trimer. More preferably, it is 0.03 MPa or more, and even more preferably 0.05 MPa or more. Also, from the viewpoint of pressure resistance, the pressure is preferably 0.5 MPa or less, more preferably 0.25 MPa or less, and even more preferably 0.2 MPa or less.
[0193] Ультрафильтрацию предпочтительно осуществляют со скоростью потока 10 мл/мин или более, а более предпочтительно со скоростью потока 50 мл/мин или более, а также предпочтительно осуществляют со скоростью потока 5000 мл/мин или менее, а более предпочтительно при скорости потока 1000 мл/мин или менее с точки зрения эффективности удаления димера и тримера.[0193] Ultrafiltration is preferably performed at a flow rate of 10 ml/min or more, and more preferably at a flow rate of 50 ml/min or more, and is also preferably performed at a flow rate of 5000 ml/min or less, and more preferably at a flow rate of 1000 ml/min or less from the viewpoint of the efficiency of removing the dimer and trimer.
[0194] Микрофильтрацию можно осуществлять с использованием микрофильтрационной мембраны. Микрофильтрационная мембрана обычно имеет средний размер пор от 0,05 до 1,0 мкм.[0194] Microfiltration can be accomplished using a microfiltration membrane. A microfiltration membrane typically has an average pore size of 0.05 to 1.0 μm.
Предпочтительно, чтобы микрофильтрационная мембрана имела средний размер пор 0,1 мкм или более, поскольку при этом она может эффективно удалять димер и тример. Более предпочтительно он составляет 0,075 мкм или более, а еще более предпочтительно 0,1 мкм или более. Также, средний размер пор предпочтительно составляет 1,00 мкм или менее. Более предпочтительно он составляет 0,50 мкм или менее, а еще более предпочтительно 0,25 мкм или менее.It is preferable for the microfiltration membrane to have an average pore size of 0.1 μm or greater, as it can effectively remove dimers and trimers. It is more preferably 0.075 μm or greater, and even more preferably 0.1 μm or greater. The average pore size is also preferably 1.00 μm or less. It is more preferably 0.50 μm or less, and even more preferably 0.25 μm or less.
Средний размер пор микрофильтрационной мембраны можно измерить в соответствии со стандартом ASTM F316-03 (метод точки пузырька).The average pore size of microfiltration membrane can be measured according to ASTM F316-03 (bubble point method).
[0195] Форма микрофильтрационной мембраны не ограничивается обычно известными формами, например, она может быть типа полого волокна, типа плоской мембраны, спирального типа, трубчатого типа или тому подобное. Тип полого волокна является предпочтительным с точки зрения предотвращения забивания.[0195] The shape of the microfiltration membrane is not limited to the commonly known shapes, for example, it can be a hollow fiber type, a flat membrane type, a spiral type, a tubular type, or the like. The hollow fiber type is preferable from the viewpoint of preventing clogging.
Внутренний диаметр микрофильтрационной мембраны типа полого волокна не ограничивается и может составлять, например, от 0,1 до 2 мм. Предпочтительно он составляет от 0,8 до 1,4 мм.The internal diameter of a hollow fiber microfiltration membrane is not limited and can range from 0.1 to 2 mm, for example. Preferably, it ranges from 0.8 to 1.4 mm.
Длина микрофильтрационной мембраны типа полого волокна не ограничивается и может составлять, например, от 0,05 до 3 м. Предпочтительно он составляет от 0,05 до 2 м.The length of the hollow fiber microfiltration membrane is not limited and can be, for example, from 0.05 to 3 m. Preferably, it is from 0.05 to 2 m.
[0196] Примеры материала микрофильтрационной мембраны включают целлюлозные материалы, ароматический полиамид, поливиниловый спирт, полисульфон, полиэфирсульфон, поливинилиденфторид, полиэтилен, полиакрилонитрил, полипропилен, поликарбонат, политетрафторэтилен, керамику и металлы. Среди них предпочтительными являются ароматический полиамид, поливиниловый спирт, полисульфон, поливинилиденфторид, полиэтилен, полиакрилонитрил, полипропилен, поликарбонат или политетрафторэтилен, а особенно предпочтительными являются полиакрилонитрил или поливинилиденфторид.[0196] Examples of the microfiltration membrane material include cellulosic materials, aromatic polyamide, polyvinyl alcohol, polysulfone, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polyacrylonitrile, polypropylene, polycarbonate, polytetrafluoroethylene, ceramics, and metals. Among these, aromatic polyamide, polyvinyl alcohol, polysulfone, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polyacrylonitrile, polypropylene, polycarbonate, or polytetrafluoroethylene are preferable, and polyacrylonitrile or polyvinylidene fluoride are particularly preferable.
[0197] Конкретные примеры микрофильтрационной мембраны включают Cefilt производства NGK Insulators, Ltd.; серию Microza U и серию Microza Р производства Asahi Kasei Corporation; Poreflon SPMW, Poreflon OPMW и Poreflon PM производства Sumitomo Electric Industries, Ltd.; Torayfil производства Toray Industries, Inc.; NADIR MP005 и NADIR MV020 производства Microdyn-Nadir GmbH и X-flow производства Norit N.V.[0197] Specific examples of the microfiltration membrane include Cefilt manufactured by NGK Insulators, Ltd.; Microza U series and Microza P series manufactured by Asahi Kasei Corporation; Poreflon SPMW, Poreflon OPMW, and Poreflon PM manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.; Torayfil manufactured by Toray Industries, Inc.; NADIR MP005 and NADIR MV020 manufactured by Microdyn-Nadir GmbH, and X-flow manufactured by Norit N.V.
[0198] Микрофильтрацию предпочтительно осуществляют при давлении 0,01 МПа или более с точки зрения эффективности удаления димера и тримера. Более предпочтительно оно составляет 0,03 МПа или более, а еще более предпочтительно 0,05 МПа или более. Кроме того, с точки зрения сопротивления давлению, давление предпочтительно составляет 0,5 МПа или менее, более предпочтительно 0,25 МПа или менее, а еще более предпочтительно 0,2 МПа или менее.[0198] Microfiltration is preferably performed at a pressure of 0.01 MPa or more from the viewpoint of the efficiency of removing the dimer and trimer. More preferably, it is 0.03 MPa or more, and even more preferably 0.05 MPa or more. Furthermore, from the viewpoint of pressure resistance, the pressure is preferably 0.5 MPa or less, more preferably 0.25 MPa or less, and even more preferably 0.2 MPa or less.
[0199] Микрофильтрацию предпочтительно осуществляют при скорости потока 10 мл/мин или более, а более предпочтительно осуществляют при скорости потока 50 мл/мин или более, а также предпочтительно осуществляют при скорости потока 5000 мл/мин. мин или менее и более предпочтительно осуществляют при скорости потока 1000 мл/мин или менее с точки зрения эффективности удаления димера и тримера.[0199] Microfiltration is preferably performed at a flow rate of 10 ml/min or more, and is more preferably performed at a flow rate of 50 ml/min or more, and is also preferably performed at a flow rate of 5000 ml/min or less, and is more preferably performed at a flow rate of 1000 ml/min or less from the viewpoint of the efficiency of removing the dimer and trimer.
[0200] Обработку на диализной мембране осуществляют с использованием диализной мембраны. Отсечка по молекулярной массе диализной мембраны обычно составляет от 0,05×104 до 100×104 Да.[0200] Dialysis membrane treatment is performed using a dialysis membrane. The molecular weight cutoff of the dialysis membrane is typically between 0.05×10 4 and 100×10 4 Da.
Диализная мембрана предпочтительно имеет отсечку по молекулярной массе 0,3×104 Да или более, поскольку это может подавлять забивание мембраны и эффективно удалять димер и тример. более предпочтительно, отсечка по молекулярной массе составляет 0,5×104 Да или более, еще более предпочтительно 1,0×104 Да или более, еще более предпочтительно 1,5×104 Да или более, еще более предпочтительно 2,0×104 Да или более, особенно предпочтительно 3,0×104 Да или более, а наиболее предпочтительно 5,0×104 Да или более. Отсечка по молекулярной массе может составлять 8,0×104 Да или более.The dialysis membrane preferably has a molecular weight cutoff of 0.3× 104 Da or more, since this can suppress membrane clogging and effectively remove dimer and trimer. More preferably, the molecular weight cutoff is 0.5× 104 Da or more, even more preferably 1.0× 104 Da or more, even more preferably 1.5× 104 Da or more, even more preferably 2.0× 104 Da or more, particularly preferably 3.0× 104 Da or more, and most preferably 5.0× 104 Da or more. The molecular weight cutoff may be 8.0× 104 Da or more.
Кроме того, отсечка по молекулярной массе предпочтительно составляет 20×104 Да или менее, а более предпочтительно 10×104 Да или менее, с точки зрения эффективности удаления димера и тримера.In addition, the molecular weight cutoff is preferably 20×10 4 Da or less, and more preferably 10×10 4 Da or less, from the viewpoint of the dimer and trimer removal efficiency.
Отсечка по молекулярной массе диализной мембраны может измеряться, например, тем же способом, что и для ультрафильтрационной мембраны.The molecular weight cutoff of a dialysis membrane can be measured, for example, in the same way as for an ultrafiltration membrane.
[0201] Хотя материал диализной мембраны не ограничивается, его примеры включают целлюлозу, полиакрилонитрил, полиметилметакрилат, сополимеры этилена и винилового спирта, полисульфон, полиамид и сплавы полиэфирных полимеров.[0201] Although the material of the dialysis membrane is not limited, examples thereof include cellulose, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, ethylene-vinyl alcohol copolymers, polysulfone, polyamide, and polyester polymer alloys.
[0202] Конкретные примеры диализной мембраны включают Spectra/Рог (R) Float-A-Lyzer, Tube-A-Lyzer, трубки Dialysis, трубки 6 Dialysis и трубки 7 Dialysis, производимые Spectrum Laboratories Inc.[0202] Specific examples of dialysis membrane include Spectra/Rog (R) Float-A-Lyzer, Tube-A-Lyzer, Dialysis Tubes, 6 Dialysis Tubes, and 7 Dialysis Tubes, manufactured by Spectrum Laboratories Inc.
[0203] Предпочтительно, чтобы ультрафильтрацию, микрофильтрацию или диализную мембранную обработку осуществляли при температуре 10°С или выше. Более предпочтительно температура составляет 15°С или выше, еще более предпочтительно 20°С или выше и особенно предпочтительно 30°С или выше. Установив температуру в указанном выше диапазоне, содержание димера и тримера можно уменьшить более эффективно. Температура предпочтительно составляет 90°С или ниже, более предпочтительно 80°С или ниже, еще более предпочтительно 70°С или ниже и особенно предпочтительно 60°С или ниже.[0203] It is preferable that the ultrafiltration, microfiltration or dialysis membrane treatment is carried out at a temperature of 10°C or higher. More preferably, the temperature is 15°C or higher, even more preferably 20°C or higher, and particularly preferably 30°C or higher. By setting the temperature in the above range, the content of the dimer and trimer can be reduced more effectively. The temperature is preferably 90°C or lower, more preferably 80°C or lower, even more preferably 70°C or lower, and particularly preferably 60°C or lower.
[0204] Ультрафильтрацию, микрофильтрацию или диализную мембранную обработку можно осуществлять при добавлении воды к неочищенной композиции или при регулировании рН неочищенной композиции. Воду можно добавлять к неочищенной композиции периодически или ее можно добавлять к неочищенной композиции непрерывно.[0204] Ultrafiltration, microfiltration, or dialysis membrane treatment can be performed by adding water to the crude composition or by adjusting the pH of the crude composition. Water can be added to the crude composition periodically or it can be added to the crude composition continuously.
[0205] Конечная точка ультрафильтрации, микрофильтрации или диализной мембранной обработки может определяться соответствующим образом и не является ограниченной. В дополнение к этому, при ультрафильтрации, микрофильтрации или диализной мембранной обработке мембрану можно промывать водой примерно один раз каждые 1-24 часа в ходе фильтрации, для повышения долговечности фильтрующей мембраны.[0205] The end point of the ultrafiltration, microfiltration, or dialysis membrane treatment can be determined accordingly and is not limited. In addition, during ultrafiltration, microfiltration, or dialysis membrane treatment, the membrane can be washed with water approximately once every 1 to 24 hours during filtration to increase the durability of the filter membrane.
[0206] Разделение жидкости можно осуществлять, например, посредством добавления к композиции органического растворителя для разделения ее на две фазы, водную фазу и фазу органического растворителя, и отбора водной фазы.[0206] Liquid separation can be accomplished, for example, by adding an organic solvent to the composition to separate it into two phases, an aqueous phase and an organic solvent phase, and collecting the aqueous phase.
[0207] Повторное осаждение можно осуществлять, например, посредством прокапывания композиции в плохой растворитель для осаждения полимера, отбора осажденного полимера, растворения собранного полимера в хорошем растворителе, прокапывания полученного раствора в плохой растворитель для осаждения полимера снова и собирают осажденный полимер.[0207] Re-precipitation can be carried out, for example, by dropping the composition into a poor solvent to precipitate the polymer, collecting the precipitated polymer, dissolving the collected polymer in a good solvent, dropping the resulting solution into a poor solvent to precipitate the polymer again, and collecting the precipitated polymer.
[0208] Посредством удаления димера и тримера мономера (1) из неочищенной композиции, содержащей полимер мономера (1), обычно получают водный раствор, содержащий полимер (1), по существу, не содержащий димера и тримера. Полимер (1), используемый в способе получения по настоящему изобретению, может представлять собой полимер (1), содержащийся в полученном водном растворе, или полимер (1), полученный посредством выделения из водного раствора. Способ выделения полимера (1) из водного раствора не ограничивается. Например, полимер (1) можно разделить таким способом, как коагуляция, промывание и сушка полимера (1) в водном растворе.[0208] By removing the dimer and trimer of the monomer (1) from the crude composition containing the polymer of the monomer (1), an aqueous solution containing the polymer (1) that is substantially free of the dimer and trimer is usually obtained. The polymer (1) used in the production method of the present invention may be the polymer (1) contained in the obtained aqueous solution or the polymer (1) obtained by isolating from the aqueous solution. The method for isolating the polymer (1) from the aqueous solution is not limited. For example, the polymer (1) can be separated by a method such as coagulating, washing and drying the polymer (1) in the aqueous solution.
[0209] В качестве полимера (1) можно использовать водный раствор, содержащий полимер (1). Предпочтительное содержание димера и тримера мономера (1) или предпочтительное содержание димера и тримера, состоящего из единицы полимеризации (1) и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, как указано выше, берется по отношению к полимеру (1) в водном растворе.[0209] As the polymer (1), an aqueous solution containing the polymer (1) can be used. The preferred content of the dimer and trimer of the monomer (1) or the preferred content of the dimer and trimer consisting of the polymerization unit (1) and the polymerization unit obtained from another monomer, as indicated above, is taken relative to the polymer (1) in the aqueous solution.
[0210] <Полимеризация перфтормономера>[0210] <Polymerization of perfluoromonomer>
Первый способ получения по настоящему изобретению включает полимеризацию перфтормономера в водной среде в присутствии полимера (1) с получением фторполимера. Содержание единицы полимеризации, полученной из перфтормономера, во фторполимере составляет 90% моль или более по отношению ко всем единицам полимеризации фторполимера.The first method of production according to the present invention involves the polymerization of a perfluoromonomer in an aqueous medium in the presence of a polymer (1) to produce a fluoropolymer. The content of the polymerization unit derived from the perfluoromonomer in the fluoropolymer is 90% by mole or more relative to all polymerization units of the fluoropolymer.
[0211] Перфтормономер предпочтительно содержит, по меньшей мере, одну двойную связь. Перфтормономер предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из тетрафторэтилена (TFE), гексафторпропилена (HFP), простого перфтор(алкилвинилового эфира) и простого перфтор(алкилаллилового эфира).[0211] The perfluoromonomer preferably contains at least one double bond. The perfluoromonomer is preferably at least one monomer selected from the group consisting of tetrafluoroethylene (TFE), hexafluoropropylene (HFP), perfluoro(alkyl vinyl ether), and perfluoro(alkyl allyl ether).
[0212] Простой (перфторалкилвиниловый эфир) предпочтительно представляет собой, например, по меньшей мере, один простой эфир, выбранный из группы, состоящей из:[0212] The ether (perfluoroalkyl vinyl ether) is preferably, for example, at least one ether selected from the group consisting of:
фтормономера, представленного общей формулой (110): CF2=CF-ORf111 fluoromonomer represented by the general formula (110): CF 2 =CF-ORf 111
где Rf111 представляет собой перфторорганическую группу;where Rf 111 is a perfluoroorganic group;
фтормономера, представленного общей формулой (130): CF2=CFOCF2ORf131 fluoromonomer represented by the general formula (130): CF 2 =CFOCF 2 ORf 131
где Rf131 представляет собой линейную или разветвленную перфторалкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, циклическую перфторалкильную группу, содержащую от 5 до 6 атомов углерода, или линейную или разветвленную перфтороксиалкильную группу, содержащую от 2 до 6 атомов углерода и содержащую от 1 до 3 атомов кислорода;where Rf 131 is a linear or branched perfluoroalkyl group containing from 1 to 6 carbon atoms, a cyclic perfluoroalkyl group containing from 5 to 6 carbon atoms, or a linear or branched perfluorooxyalkyl group containing from 2 to 6 carbon atoms and containing from 1 to 3 oxygen atoms;
фтормономера, представленного общей формулой (140):fluoromonomer represented by the general formula (140):
CF2=CFO(CF2CF(Y141)O)m(CF2)nFCF 2 =CFO(CF 2 CF(Y 141 )O) m (CF 2 ) n F
где Y141 представляет атом фтора или трифторметильную группу; m представляет собой целое число от 1 до 4; и n представляет собой целое число от 1 до 4; иwhere Y 141 represents a fluorine atom or a trifluoromethyl group; m represents an integer from 1 to 4; and n represents an integer from 1 to 4; and
фтормономера, представленного общей формулой (150):fluoromonomer represented by the general formula (150):
CF2=CF-O-(CF2CFY151-O)n-(CFY152)m-A151 CF 2 =CF-O-(CF 2 CFY 151 -O) n -(CFY 152 ) m -A 151
где Y151 представляет собой атом фтора, группу -SO2F или перфторалкильную группу; перфторалкильную группу, необязательно содержащую эфирный кислород, и группу -SO2F; n представляет собой число от 0 до 3; n Y151 являются одинаковыми или различными; Y152 представляет собой атом фтора или группу -SO2F; m представляет собой число от 1 до 5; m Y152 являются одинаковыми или различными; А151 представляет собой -SO2X151, -COZ151 или -POZ152Z153; X151 представляет собой F, Cl, Br, I, -OR151 или -NR152R153; Z151, Z152 и Z153 являются одинаковыми или различными, и каждый из них представляет собой -NR154R155 или -OR156; R151, R152, R153, R154, R155 и R156 являются одинаковыми или различными, и каждый из них представляет собой Н, аммоний, щелочной металл или алкильную группу, арильную группу или сульфонилсодержащую группу, необязательно содержащую атом фтора.wherein Y 151 represents a fluorine atom, an -SO 2 F group or a perfluoroalkyl group; a perfluoroalkyl group optionally containing ether oxygen and an -SO 2 F group; n is a number from 0 to 3; n Y 151 are the same or different; Y 152 represents a fluorine atom or an -SO 2 F group; m is a number from 1 to 5; m Y 152 are the same or different; A 151 represents -SO 2 X 151 , -COZ 151 or -POZ 152 Z 153 ; X 151 represents F, Cl, Br, I, -OR 151 or -NR 152 R 153 ; Z 151 , Z 152 and Z 153 are the same or different and each of them represents -NR 154 R 155 or -OR 156 ; R 151 , R 152 , R 153 , R 154 , R 155 and R 156 are the same or different and each of them represents H, ammonium, an alkali metal or an alkyl group, an aryl group or a sulfonyl-containing group optionally containing a fluorine atom.
[0213] «Перфторорганическая группа» в настоящем описании означает органическую группу, в которой все атомы водорода, связанные с атомами углерода, заменены атомами фтора. Перфторорганическая группа необязательно содержит эфирный кислород.[0213] "Perfluoroorganic group" as used herein means an organic group in which all hydrogen atoms bonded to carbon atoms are replaced by fluorine atoms. The perfluoroorganic group optionally contains an etheric oxygen.
[0214] Пример фтормономера, представленного общей формулой (110), представляет собой фтормономер, в котором Rf111 представляет собой перфторалкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода. Перфторалкильная группа предпочтительно содержит от 1 до 5 атомов углерода.[0214] An example of a fluoromonomer represented by the general formula (110) is a fluoromonomer in which Rf 111 is a perfluoroalkyl group containing 1 to 10 carbon atoms. The perfluoroalkyl group preferably contains 1 to 5 carbon atoms.
[0215] Примеры перфторорганической группы в общей формуле (110) включают перфторметильную группу, перфторэтильную группу, перфторпропильную группу, перфторбутильную группу, перфторпентильную группу и перфторгексильную группу.[0215] Examples of the perfluoroorganic group in the general formula (110) include a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluoropentyl group, and a perfluorohexyl group.
Примеры фтормономеров, представленных общей формулой (110), также включают мономеры, представленные общей формулой (110), в которых Rf111 представляет собой перфтор(алкоксиалкильную) группу, содержащую от 4 до 9 атомов углерода; те, в которых Rf111 представляет собой группу, представленную следующей формулой:Examples of the fluoromonomers represented by the general formula (110) also include monomers represented by the general formula (110) in which Rf 111 is a perfluoro(alkoxyalkyl) group having 4 to 9 carbon atoms; those in which Rf 111 is a group represented by the following formula:
[0216][0216]
[0217] где m представляет собой 0 или целое число от 1 до 4; и те, в которых Rf представляет собой группу, представленную следующей формулой:[0217] where m is 0 or an integer from 1 to 4; and those in which Rf is a group represented by the following formula:
[0218] CF3CF2CF2-(O-CF(CF3)-CF2)n-[0218] CF 3 CF 2 CF 2 -(O-CF(CF 3 )-CF 2 ) n -
где n представляет собой целое число от 1 до 4.where n is an integer from 1 to 4.
[0219] Из них фтормономер, представленный общей формулой (110), предпочтительно представляет собой[0219] Of these, the fluoromonomer represented by the general formula (110) is preferably
фтормономер, представленный общей формулой (160): CF2=CF-ORf161 fluoromonomer represented by the general formula (160): CF 2 =CF-ORf 161
где Rf161 представляет собой перфторалкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода. Rf161 предпочтительно представляет собой перфторалкильную группу, содержащую от 1 до 5 атомов углерода.where Rf 161 is a perfluoroalkyl group containing from 1 to 10 carbon atoms. Rf 161 is preferably a perfluoroalkyl group containing from 1 to 5 carbon atoms.
[0220] Простой (перфторалкилвиниловый эфир) предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один эфир, выбранный из группы, состоящей из фтормономеров, представленных общими формулами (160), (130) и (140).[0220] The (perfluoroalkyl vinyl ether) is preferably at least one ether selected from the group consisting of fluoromonomers represented by the general formulas (160), (130) and (140).
[0221] Фтормономер, представленный общей формулой (160), предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из простого перфтор(метилвинилового эфира), простого перфтор(этилвинилового эфира) и простого перфтор(пропилвинилового эфира), более предпочтительно, по меньшей мере, один выбирается из группы, состоящей из простого перфтор(метилвинилового эфира) и простого перфтор(пропилвинилового эфира), а еще более предпочтительно простого перфтор(метилвинилового эфира).[0221] The fluoromonomer represented by the general formula (160) is preferably at least one monomer selected from the group consisting of perfluoro(methyl vinyl ether), perfluoro(ethyl vinyl ether), and perfluoro(propyl vinyl ether, more preferably at least one selected from the group consisting of perfluoro(methyl vinyl ether) and perfluoro(propyl vinyl ether, and even more preferably perfluoro(methyl vinyl ether).
[0222] Фтормономер, представленный общей формулой (130), предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из CF2=CFOCF2OCF3, CF2=CFOCF2OCF2CF3 и CF2=CFOCF2OCF2CF2OCF3.[0222] The fluoromonomer represented by the general formula (130) is preferably at least one monomer selected from the group consisting of CF 2 =CFOCF 2 OCF 3 , CF 2 =CFOCF 2 OCF 2 CF 3 and CF 2 =CFOCF 2 OCF 2 CF 2 OCF 3 .
[0223] Фтормономер, представленный общей формулой (140), предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)3F, CF2=CFO(CF2CF(CF3)О)2(CF2)3F и CF2=CFO(CF2CF(CF3)O)2(CF2)2F.[0223] The fluoromonomer represented by the general formula (140) is preferably at least one monomer selected from the group consisting of CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )O(CF 2 ) 3 F, CF 2 =CFO(CF 2 CF(CF 3 )O) 2 (CF 2 ) 3 F, and CF 2 =CFO(CF 2 CF(CF 3 )O) 2 (CF 2 ) 2 F.
[0224] Фтормономер, представленный общей формулой (150), предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из CF2=CFOCF2CF2SO2F, CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F, CF2=CFOCF2CF(CF2CF2SO2F) OCF2CF2SO2F и CF2=CFOCF2CF(SO2F)2.[0224] The fluoromonomer represented by the general formula (150) is preferably at least one monomer selected from the group consisting of CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 2 F, CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 SO 2 F, CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 2 CF 2 SO 2 F) OCF 2 CF 2 SO 2 F and CF 2 =CFOCF 2 CF(SO 2 F) 2 .
[0225] Примером перфтор(алкилаллилового эфира) является фтормономер, представленный общей формулой (180):[0225] An example of a perfluoro(alkylallyl ether) is a fluoromonomer represented by the general formula (180):
CF2=CF-CF2-ORf111 CF 2 =CF-CF 2 -ORf 111
где Rf111 представляет собой перфторорганическую группу.where Rf 111 represents a perfluoroorganic group.
[0226] Rf111 в общей формуле (180) является таким же как Rf111 в общей формуле (110). Rf111 предпочтительно представляет собой перфторалкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или перфторалкоксиалкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода. Простой перфтор(алкилаллиловый эфир), представленный общей формулой (180), предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один эфир, выбранный из группы, состоящей из CF2=CF-CF2-O-CF3, CF2=CF-CF2-O-C2F5, CF2=CF-CF2-O-C3F7, и CF2=CF-CF2-O-C4F9, более предпочтительно, по меньшей мере, один эфир, выбранный из группы, состоящей из CF2=CF-CF2-O-C2F5, CF2=CF-CF2-O-C3F7 и CF2=CF-CF2-O-C4F9, а еще более предпочтительно CF2=CF-CF2-O-CF2CF2CF3.[0226] Rf 111 in the general formula (180) is the same as Rf 111 in the general formula (110). Rf 111 is preferably a perfluoroalkyl group containing 1 to 10 carbon atoms or a perfluoroalkoxyalkyl group containing 1 to 10 carbon atoms. The perfluoro(alkylallyl) ether represented by the general formula (180) is preferably at least one ether selected from the group consisting of CF2 =CF- CF2 -O- CF3 , CF2 =CF-CF2-O-C2F5, CF2 =CF - CF2 - OC3F7 , and CF2 =CF- CF2 - OC4F9 , more preferably at least one ether selected from the group consisting of CF2 =CF- CF2 - OC2F5 , CF2 =CF- CF2 - OC3F7 , and CF2 =CF- CF2 -OC4F9 , and still more preferably CF2 =CF- CF2 -O - CF2CF2CF3 .
[0227] Наряду с перфтормономером можно также полимеризовать частично фторированный мономер. Частично фторированный мономер предпочтительно содержит, по меньшей мере, одну двойную связь. Частично фторированный мономер предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из хлортрифторэтилена (CTFE), винилфторида, винилиденфторида (VDF), трифторэтилена, простого фторалкилвинилового эфира, фторалкилэтилена, простого фторалкилаллилового эфира, трифторпропилена, пентафторпропилена, трифторбутена, тетрафторизобутена, гексафторизобутена, фтормономера, представленного общей формулой (100): CHX101=CX102Rf101 (где один из X101 и X102 представляет собой Н, а другой представляет собой F, a Rf101 представляет собой линейную или разветвленную фторалкильную группу, содержащую от 1 до 12 атомов углерода), фторированное виниловое гетероциклическое соединение и мономер, который обеспечивает активный центр поперечной сшивки.[0227] In addition to the perfluoromonomer, a partially fluorinated monomer can also be polymerized. The partially fluorinated monomer preferably contains at least one double bond. The partially fluorinated monomer is preferably at least one monomer selected from the group consisting of chlorotrifluoroethylene (CTFE), vinyl fluoride, vinylidene fluoride (VDF), trifluoroethylene, fluoroalkyl vinyl ether, fluoroalkyl ethylene, fluoroalkyl allyl ether, trifluoropropylene, pentafluoropropylene, trifluorobutene, tetrafluoroisobutene, hexafluoroisobutene, a fluoromonomer represented by the general formula (100): CHX 101 =CX 102 Rf 101 (where one of X 101 and X 102 is H and the other is F, and Rf 101 is a linear or branched fluoroalkyl group containing from 1 to 12 carbon atoms), a fluorinated vinyl heterocyclic compound and a monomer that provides an active crosslinking center.
[0228] Пример простого фторалкилвинилового эфира представляет собой фтормономер, представленный общей формулой (120):[0228] An example of a fluoroalkyl vinyl ether is a fluoromonomer represented by the general formula (120):
CF2=CF-OCH2-Rf121 CF 2 =CF-OCH 2 -Rf 121
где Rf121 представляет собой перфторалкильную группу, содержащую от 1 до 5 атомов углерода.where Rf 121 is a perfluoroalkyl group containing from 1 to 5 carbon atoms.
[0229] Фтормономер, представленный общей формулой (100), предпочтительно представляет собой фтормономер, в котором Rf101 представляет собой линейную фторалкильную группу, а более предпочтительно фтормономер, в котором Rf101 представляет собой линейную перфторалкильную группу. Rf101 предпочтительно содержит от 1 до 6 атомов углерода. Примеры фтормономера, представленного общей формулой (100), включают: CH2=CFCF3, CH2=CFCF2CF3, CH2=CFCF2CF2CF3, CH2=CFCF2CF2CF2H, CH2=CFCF2CF2CF2CF3, CHF=CHCF3 (E изомер) и CHF=CHCF3 (Z изомер), из которых предпочтительным является 2,3,3,3-тетрафторпропилен, представленный формулой CH2=CFCF3.[0229] The fluoromonomer represented by the general formula (100) is preferably a fluoromonomer in which Rf 101 is a linear fluoroalkyl group, and more preferably a fluoromonomer in which Rf 101 is a linear perfluoroalkyl group. Rf 101 preferably contains 1 to 6 carbon atoms. Examples of the fluoromonomer represented by the general formula (100) include: CH2 = CFCF3 , CH2 = CFCF2CF3 , CH2 = CFCF2CF2CF3 , CH2 =CFCF2CF2CF2H , CH2= CFCF2CF2CF2CF3 , CHF = CHCF3 (E isomer) and CHF= CHCF3 (Z isomer ) , of which 2,3,3,3-tetrafluoropropylene represented by the formula CH2 = CFCF3 is preferable .
[0230] Фторалкилэтилен предпочтительно представляет собой фторалкилэтилен, представленный общей формулой (170):[0230] The fluoroalkylethylene is preferably a fluoroalkylethylene represented by the general formula (170):
СН2=СН-(CF2)n-Х171 CH 2 =CH-(CF 2 ) n -X 171
(где X171 представляет собой Н или F; и n представляет собой целое число от 3 до 10), а более предпочтительно, по меньшей мере, один фторалкилэтилен, выбранный из группы, состоящей из CH2=CH-C4F9 и CH2=CH-C6F13.(where X 171 is H or F; and n is an integer from 3 to 10), and more preferably at least one fluoroalkylethylene selected from the group consisting of CH 2 =CH-C 4 F 9 and CH 2 =CH-C 6 F 13 .
[0231] Пример фторированного винилгетероциклического соединения представляет собой фторированное винилгетероциклическое соединение, представленное общей формулой (230):[0231] An example of a fluorinated vinyl heterocyclic compound is a fluorinated vinyl heterocyclic compound represented by the general formula (230):
где каждый из X231 и X232 независимо представляет собой F, Cl, метоксигруппу или фторированную метоксигруппу и Y231 представлен формулой Y232 или формулой Y233:where each of X 231 and X 232 independently represents F, Cl, a methoxy group or a fluorinated methoxy group and Y 231 is represented by the formula Y 232 or the formula Y 233 :
[0232][0232]
где Z231 и Z232, каждый, независимо представляют собой F или фторированную алкильную группу, содержащую от 1 до 3 атомов углерода.where Z 231 and Z 232 each independently represent F or a fluorinated alkyl group containing from 1 to 3 carbon atoms.
[0233] Мономер, который обеспечивает активный винил гетероциклическое центр поперечной сшивки, предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из:[0233] The monomer that provides the active vinyl heterocyclic crosslinking center is preferably at least one monomer selected from the group consisting of:
фтормономера, представленного общей формулой (181):fluoromonomer represented by the general formula (181):
CX181 2=CX182-Rf 181CHR181X183 CX 181 2 =CX 182 -R f 181 CHR 181 X 183
где X181 и X182, каждый, независимо представляют собой атом водорода, атом фтора или СН3; Rf181 представляет собой фторалкиленовую группу, перфторалкиленовую группу, фтор(поли)оксиалкиленовую группу или перфтор(поли)оксиалкиленовую группу; R181 представляет собой атом водорода или СН3 и X183 представляет собой атом йода или атом брома;wherein X 181 and X 182 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom or CH 3 ; Rf 181 represents a fluoroalkylene group, a perfluoroalkylene group, a fluoro(poly)oxyalkylene group or a perfluoro(poly)oxyalkylene group; R 181 represents a hydrogen atom or CH 3 and X 183 represents an iodine atom or a bromine atom;
фтормономера, представленного общей формулой (190):fluoromonomer represented by the general formula (190):
CX191 2=CX192-Rf 191X193 CX 191 2 =CX 192 -R f 191 X 193
где X191 и X192, каждый, независимо представляют собой атом водорода, атом фтора или СН3; Rf191 представляет собой фторалкиленовую группу, перфторалкиленовую группу, фторполиоксиалкиленовую группу или перфторполиоксиалкиленовую группу и X193 представляет собой атом йода или атом брома;wherein X 191 and X 192 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom or CH 3 ; Rf 191 represents a fluoroalkylene group, a perfluoroalkylene group, a fluoropolyoxyalkylene group or a perfluoropolyoxyalkylene group and X 193 represents an iodine atom or a bromine atom;
фтормономера, представленного общей формулой (200): CF2=CFO(CF2CF(CF3)О)m(CF2)n-X201 fluoromonomer represented by the general formula (200): CF 2 =CFO(CF 2 CF(CF 3 )O) m (CF 2 ) n -X 201
где m представляет собой целое число от 0 до 5; n представляет собой целое число от 1 до 3 и X201 представляет собой цианогруппу, карбоксильную группу, алкоксикарбонильную группу, атом йода, атом брома или -CH2I; иwhere m is an integer from 0 to 5; n is an integer from 1 to 3 and X 201 is a cyano group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an iodine atom, a bromine atom or -CH 2 I; and
фтормономера, представленного общей формулой (210): CH2=CFCF2O(CF(CF3)CF2O)m(CF(CF3))n-X211 fluoromonomer represented by the general formula (210): CH 2 =CFCF 2 O(CF(CF 3 )CF 2 O) m (CF(CF 3 )) n -X 211
где m представляет собой целое число от 0 до 5; n представляет собой целое число от 1 до 3; и d X211 представляет собой цианогруппу, карбоксильную группу, алкоксикарбонильную группу, атом йода, атом брома или -СН2ОН; иwhere m is an integer from 0 to 5; n is an integer from 1 to 3; and d X 211 is a cyano group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an iodine atom, a bromine atom, or -CH 2 OH; and
мономера, представленного общей формулой (220):monomer represented by the general formula (220):
CR221R222=CR223-Z221-CR224=CR225R226 CR 221 R 222 =CR 223 -Z 221 -CR 224 =CR 225 R 226
где R221, R222, R223, R224, R225 и R226 являются одинаковыми или различными и каждый из них представляет собой атом водорода или алкильную группу, содержащую от 1 до 5 атомов углерода; Z221 представляет собой линейную или разветвленную алкиленовую группу, содержащую от 1 до 18 атомов углерода и необязательно содержащую атом кислорода, циклоалкиленовую группу, содержащую от 3 до 18 атомов углерода, по меньшей мере, частично фторированную алкиленовую или оксиалкиленовую группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или (пер)фторполиоксиалкиленовую группу, которая представлена формулой:wherein R 221 , R 222 , R 223 , R 224 , R 225 and R 226 are the same or different and each of them represents a hydrogen atom or an alkyl group containing from 1 to 5 carbon atoms; Z 221 represents a linear or branched alkylene group containing from 1 to 18 carbon atoms and optionally containing an oxygen atom, a cycloalkylene group containing from 3 to 18 carbon atoms, an at least partially fluorinated alkylene or oxyalkylene group containing from 1 to 10 carbon atoms, or a (per)fluoropolyoxyalkylene group, which is represented by the formula:
-(Q)p-CF2O-(CF2CF2O)m(CF2O)n-CF2-(Q)p--(Q) p -CF 2 O-(CF 2 CF 2 O) m (CF 2 O) n -CF 2 -(Q) p -
(где Q представляет собой алкиленовую группу или оксиалкиленовую группу; р равно 0 или 1; и m/n составляет от 0,2 до 5) и имеет молекулярную массу от 500 до 10000.(where Q is an alkylene group or an oxyalkylene group; p is 0 or 1; and m/n is from 0.2 to 5) and has a molecular weight of from 500 to 10,000.
[0234] Каждый из X183 и X193 предпочтительно представляет собой атом йода. Rf181 и Rf191 предпочтительно представляют собой перфторалкиленовую группу, содержащую от 1 до 5 атомов углерода. R181 предпочтительно представляет собой атом водорода. X201 предпочтительно представляет собой цианогруппу, алкоксикарбонильную группу, атом йода, атом брома или -CH2I. X211 предпочтительно представляет собой цианогруппу, алкоксикарбонильную группу, атом йода, атом брома или -СН2ОН.[0234] Each of X 183 and X 193 is preferably an iodine atom. Rf 181 and Rf 191 are preferably a perfluoroalkylene group containing from 1 to 5 carbon atoms. R 181 is preferably a hydrogen atom. X 201 is preferably a cyano group, an alkoxycarbonyl group, an iodine atom, a bromine atom, or —CH 2 I. X 211 is preferably a cyano group, an alkoxycarbonyl group, an iodine atom, a bromine atom, or —CH 2 OH.
[0235] Мономер, который обеспечивает активный центр поперечной сшивки, предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN, CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOH, CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CH2I, CF2=CFOCF2CF2CH2I, CH2=CFCF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CN, CH2=CFCF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COOH, CH2=CFCF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CH2OH, CH2=CHCF2CF2I, CH2=CH(CF2)2CH=CH2, CH2=CH(CF2)6CH=CH2 и CF2=CFO(CF2)5CN, а более предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN и CF2=CFOCF2CF2CH2I.[0235] The monomer that provides the active cross-linking site is preferably at least one monomer selected from the group consisting of CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 CN, CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 COOH, CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 CH 2 I, CF 2 =CFOCF 2 CF 2 CH 2 I, CH 2 =CFCF 2 OCF(CF 3 )CF 2 OCF(CF 3 )CN, CH 2 =CFCF 2 OCF(CF 3 )CF 2 OCF(CF 3 )COOH, CH 2 =CFCF 2 OCF(CF 3 )CF 2 OCF(CF 3 )CH 2 OH, CH 2 =CHCF 2 CF 2 I, CH 2 =CH(CF 2 ) 2 CH=CH 2 , CH 2 =CH(CF 2 ) 6 CH=CH 2 and CF 2 =CFO(CF 2 ) 5 CN, and more preferably is at least one monomer selected from the group consisting of CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 CN and CF 2 =CFOCF 2 CF 2 CH 2 I.
[0236] При полимеризации, перфтормономер может полимеризоваться вместе с мономером, не содержащим фтора. Примером не содержащего фтора мономера является углеводородный мономер, взаимодействующий с фтормономером. Примеры углеводородного мономера включают алкены, такие как этилен, пропилен, бутилен и изобутилен; простые алкилвиниловые эфиры, такие как простой этилвиниловый эфир, простой пропилвиниловый эфир, простой бутилвиниловый эфир, простой изобутилвиниловый эфир и простой циклогексилвиниловый эфир; сложные виниловые эфиры, такие как винилацетат, винилпропионат, винил-н-бутират, винилизобутират, винилвалерат, винилпивалат, винилкапроат, винилкаприлат, винилкапрат, винилверсатат, виниллаурат, винилмиристат, винилпальмитат, винилстеарат, винилбензоат, винилпара-трет-бутилбензоат, винилциклогексанкарбоксилат, монохлорвинилацетат, виниладипат, винилакрилат, винилметакрилат, винилкротонат, винилсорбат, винилциннамат, винилундециленат, винилгидроксиацетат, винилгидроксипропионат, винилгидроксибутират, винилгидроксивалерат, винилгидроксиизобутират и винилгидроксициклогексанкарбоксилат; простые алкилаллиловые эфиры, такие как простой этилаллиловый эфир, простой пропилаллиловый эфир, простой бутилаллиловый эфир, простой изобутилаллиловый эфир и простой циклогексилаллиловый эфир; сложные алкилаллиловые эфиры, такие как сложный этилаллиловый эфир, сложный пропилаллиловый эфир, сложный бутилаллиловый эфир, сложный изобутилаллиловый эфир и сложный циклогексилаллиловый эфир; и сложные эфиры (мет)акриловой кислоты, такие как метилакрилат, метилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, пропилакрилат, пропилметакрилат, бутилакрилат, бутилметакрилат, гексилметакрилат, циклогексилметакрилат и винилметакрилат.[0236] In polymerization, the perfluoromonomer may be polymerized together with a non-fluorine-containing monomer. An example of a non-fluorine-containing monomer is a hydrocarbon monomer reacting with the fluoromonomer. Examples of the hydrocarbon monomer include alkenes such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene; alkyl vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, and cyclohexyl vinyl ether; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl-n-butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl valerate, vinyl pivalate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl caprate, vinyl versatate, vinyl laurate, vinyl myristate, vinyl palmitate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl para-tert-butyl benzoate, vinyl cyclohexane carboxylate, monochlorovinyl acetate, vinyl adipate, vinyl acrylate, vinyl methacrylate, vinyl crotonate, vinyl sorbate, vinyl cinnamate, vinyl undecylenate, vinyl hydroxyacetate, vinyl hydroxypropionate, vinyl hydroxybutyrate, vinyl hydroxyvalerate, vinyl hydroxyisobutyrate and vinyl hydroxycyclohexane carboxylate; Alkyl allyl ethers such as ethyl allyl ether, propyl allyl ether, butyl allyl ether, isobutyl allyl ether and cyclohexyl allyl ether; alkyl allyl esters such as ethyl allyl ester, propyl allyl ether, butyl allyl ether, isobutyl allyl ether and cyclohexyl allyl ether; and (meth)acrylic acid esters such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate and vinyl methacrylate.
[0237] Не содержащий фтора мономер может также представлять собой углеводородный мономер, содержащий функциональные группы (отличный от мономеров, которые обеспечивают активный центр поперечной сшивки). Примеры углеводородного мономера, содержащего функциональные группы, включают простые гидроксиалкилвиниловые эфиры, такие как простой гидроксиэтилвиниловый эфир, простой гидроксипропилвиниловый эфир, простой гидроксибутилвиниловый эфир, простой гидроксиизобутилвиниловый эфир и простой гидроксициклогексилвиниловый эфир; не содержащие фтора мономеры, содержащие карбоксильную группу, такие как акриловая кислота, метакриловая кислота, итаконовая кислота, янтарная кислота, янтарный ангидрид, фумаровая кислота, фумаровый ангидрид, кротоновая кислота, малеиновая кислота, малеиновый ангидрид и перфторбутеновая кислота; не содержащие фтора мономеры, содержащие сульфогруппу, такие как винилсульфоновая кислота; не содержащие фтора мономеры, содержащие глицидильную группу, такие как простой глицидилвиниловый эфир и простой глицидилаллиловый эфир; не содержащие фтора мономеры, содержащие аминогруппу, такие как простой аминоалкилвиниловый эфир и простой аминоалкилаллиловый эфир; не содержащие фтора мономеры, содержащие амидную группу, такие как (мет)акриламид и метилолакриламид; и не содержащие фтора мономеры, содержащие нитрильную группу, такие как акрилонитрил и метакрилонитрил.[0237] The fluorine-free monomer may also be a hydrocarbon monomer containing functional groups (other than monomers that provide an active crosslinking site). Examples of the hydrocarbon monomer containing functional groups include hydroxyalkyl vinyl ethers such as hydroxyethyl vinyl ether, hydroxypropyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, hydroxyisobutyl vinyl ether, and hydroxycyclohexyl vinyl ether; fluorine-free monomers containing a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, succinic acid, succinic anhydride, fumaric acid, fumaric anhydride, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, and perfluorobutenoic acid; fluorine-free monomers containing a sulfo group such as vinyl sulfonic acid; Fluorine-free monomers containing a glycidyl group such as glycidyl vinyl ether and glycidyl allyl ether; fluorine-free monomers containing an amino group such as aminoalkyl vinyl ether and aminoalkyl allyl ether; fluorine-free monomers containing an amide group such as (meth)acrylamide and methylolacrylamide; and fluorine-free monomers containing a nitrile group such as acrylonitrile and methacrylonitrile.
[0238] При полимеризации, желаемые частицы фторполимера можно получить посредством полимеризации одного, двух или более мономеров, таких как перфтормономеры.[0238] In polymerization, the desired fluoropolymer particles can be obtained by polymerizing one, two or more monomers, such as perfluoromonomers.
[0239] Количество полимера (1), добавленного при полимеризации, предпочтительно составляет более 0,0001% масс. и 20% масс. или менее по отношению к водной среде, более предпочтительно 0,001% масс. или более и более предпочтительно 10% масс. или менее, а еще более предпочтительно 5% масс. или менее. Когда количество добавленного полимера (1) находится указанном выше диапазоне, полимеризация перфтормономера в водной среде может протекать плавно. Количество добавленного полимера (1) представляет собой общее количество полимера (1), добавленного при полимеризации.[0239] The amount of the polymer (1) added in the polymerization is preferably more than 0.0001% by mass and 20% by mass or less with respect to the aqueous medium, more preferably 0.001% by mass or more, and more preferably 10% by mass or less, and still more preferably 5% by mass or less. When the amount of the added polymer (1) is in the above range, the polymerization of the perfluoromonomer in the aqueous medium can proceed smoothly. The amount of the added polymer (1) is the total amount of the polymer (1) added in the polymerization.
[0240] При полимеризации полимер (1) можно добавлять весь сразу или полимер (1) можно добавлять непрерывно. Добавление полимера (1) непрерывно означает, например, добавление полимера (1) не всего сразу, а добавление с течением времени и без перерыва или добавление порциями. При полимеризации можно приготовить водный раствор, содержащий полимер (1) и воду, и этот водный раствор можно добавлять.[0240] During polymerization, the polymer (1) can be added all at once or the polymer (1) can be added continuously. Adding the polymer (1) continuously means, for example, adding the polymer (1) not all at once, but adding it over time and without interruption or adding it in portions. During polymerization, an aqueous solution containing the polymer (1) and water can be prepared, and this aqueous solution can be added.
[0241] При полимеризации, присутствие, по меньшей мере, одного из полимеров (1) может эффективно производить фторполимер. Кроме того, два или более соединений, включенных в полимер (1), могут использоваться одновременно, и соединение, имеющее функцию поверхностно-активного вещества, отличное от полимера (1), также может использоваться в сочетании, при условии, что соединение является летучим или оно может оставаться в формованной массе, изготовленной из фторполимера или чего-либо подобного.[0241] In polymerization, the presence of at least one of the polymers (1) can effectively produce a fluoropolymer. In addition, two or more compounds included in the polymer (1) can be used simultaneously, and a compound having a surfactant function other than the polymer (1) can also be used in combination, provided that the compound is volatile or it can remain in the molded mass made of the fluoropolymer or the like.
[0242] При полимеризации можно использовать зародышеобразователь. Количество добавляемого зародышеобразователя может выбираться соответствующим образом в соответствии с типом зародышеобразователя. Количество добавляемого зародышеобразователя может составлять 5000 м.д. масс. или менее по отношению к водной среде, предпочтительно оно составляет 1000 м.д. масс. или меньше, более предпочтительно 500 м.д. масс. или меньше, еще более предпочтительно 100 м.д. масс. или меньше, особенно предпочтительно 50 м.д. масс. или менее, а наиболее предпочтительно 10 м.д. масс. или менее.[0242] A nucleating agent may be used in the polymerization. The amount of the nucleating agent added may be appropriately selected according to the type of the nucleating agent. The amount of the nucleating agent added may be 5000 ppm by mass or less with respect to the aqueous medium, preferably 1000 ppm by mass or less, more preferably 500 ppm by mass or less, even more preferably 100 ppm by mass or less, particularly preferably 50 ppm by mass or less, and most preferably 10 ppm by mass or less.
[0243] При полимеризации предпочтительно добавлять зародышеобразователь в водную среду до начала полимеризации или до того, как содержание твердых продуктов фторполимера, образующегося в водной среде, достигнет 5,0% масс. Добавление зародышеобразователя на начальной стадии полимеризации позволяет получить водную дисперсию, имеющую небольшой средний размер первичных частиц и превосходную стабильность.[0243] During polymerization, it is preferable to add a nucleating agent to the aqueous medium before the polymerization begins or before the solids content of the fluoropolymer formed in the aqueous medium reaches 5.0% by weight. Adding a nucleating agent at the initial stage of polymerization makes it possible to obtain an aqueous dispersion having a small average primary particle size and excellent stability.
[0244] Количество зародышеобразователя, добавляемого на начальной стадии полимеризации, предпочтительно составляет 0,001% масс. или более, более предпочтительно 0,01% масс. или более, еще более предпочтительно 0,05% масс. или более, а особенно предпочтительно 0,1% масс. или более по отношению к полученному фторполимеру. Верхний предел количества зародышеобразователя, добавляемого на начальной стадии полимеризации, может составлять, но, не ограничиваясь этим, 2000% масс.[0244] The amount of the nucleating agent added in the initial stage of polymerization is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, even more preferably 0.05% by mass or more, and particularly preferably 0.1% by mass or more, with respect to the obtained fluoropolymer. The upper limit of the amount of the nucleating agent added in the initial stage of polymerization may be, but is not limited to, 2000% by mass.
[0245] Использование зародышеобразователя позволяет получить фторполимер, имеющий меньший размер первичных частиц, чем в случае полимеризации в отсутствие указанного выше зародышеобразователя.[0245] The use of a nucleating agent makes it possible to obtain a fluoropolymer having a smaller primary particle size than in the case of polymerization in the absence of the above-mentioned nucleating agent.
[0246] Примеры зародышеобразователя включают дикарбоновые кислоты, перфторполиэфирные (PFPE) кислоты или их соли и углеводородсодержащие поверхностно-активные вещества. Зародышеобразователь предпочтительно не содержит ароматического кольца и предпочтительно представляет собой алифатическое соединение.[0246] Examples of the nucleating agent include dicarboxylic acids, perfluoropolyether (PFPE) acids or their salts, and hydrocarbon-containing surfactants. The nucleating agent preferably does not contain an aromatic ring and is preferably an aliphatic compound.
[0247] Хотя зародышеобразователь предпочтительно добавляют перед добавлением инициатора полимеризации или одновременно с добавлением инициатора полимеризации, также возможно[0247] Although the nucleating agent is preferably added before the addition of the polymerization initiator or simultaneously with the addition of the polymerization initiator, it is also possible
регулировать распределение частиц по размерам посредством добавления зародышеобразователя во время полимеризации.control the particle size distribution by adding a nucleating agent during polymerization.
[0248] Количество дикарбоновой кислоты предпочтительно составляет 1000 м.д. масс. или менее, более предпочтительно 500 м.д. масс. или менее, а еще более предпочтительно 100 м.д. масс. или менее по отношению к водной среде.[0248] The amount of the dicarboxylic acid is preferably 1000 ppm by mass or less, more preferably 500 ppm by mass or less, and still more preferably 100 ppm by mass or less, with respect to the aqueous medium.
[024 9] Перфторполиэфирные (PFPE) кислоты или их соли могут иметь любую цепную структуру, в которой атомы кислорода в основной цепи молекулы разделятся насыщенными группами фторида углерода, содержащими от 1 до 3 атомов углерода. В молекуле могут присутствовать две или более группы фторида углерода. Репрезентативные структуры содержат повторяющиеся единицы, представленные следующими формулами:[024 9] Perfluoropolyether (PFPE) acids or their salts may have any chain structure in which the oxygen atoms in the main chain of the molecule are separated by saturated carbon fluoride groups containing from 1 to 3 carbon atoms. Two or more carbon fluoride groups may be present in the molecule. Representative structures contain repeating units represented by the following formulas:
[0250] Эти структуры описаны в Kasai, J. Appl. Polymer Sci., 57, 7 97 (1995). Как описано в этом документе, кислота PFPE или ее соль может содержать группу карбоновой кислоты или ее соли на одном конце или на обоих концах. PFPE-кислота или ее соль также может содержать сульфоновую кислоту, группу фосфоновой кислоты или ее соли на одном или обоих концах. PFPE-кислота или ее соль может содержать разные группы на каждом из концевых групп. Относительно монофункционального PFPE, другой конец молекулы обычно перфторируется, но может содержать атом водорода или хлора. PFPE-кислота или ее соль содержит, по меньшей мере, два эфирных атома кислорода, предпочтительно, по меньшей мере, четыре эфирных атома кислорода, а еще более предпочтительно, по меньшей мере, шесть эфирных атомов кислорода. Предпочтительно, по меньшей мере, одна фторуглеродная группа, разделяющая эфирные атомы кислорода, более предпочтительно, по меньшей мере, две из таких фторуглеродных групп содержат 2 или 3 атома углерода. Еще более предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, 50% фторуглеродных групп, разделяющих эфирные атомы кислорода, содержали 2 или 3 атома углерода. Также предпочтительно, чтобы кислота PFPE или ее соль содержала в целом, по меньшей мере, 15 атомов углерода, и, например, предпочтительное минимальное значение п или n+m в структуре повторяющихся единиц предпочтительно составляет, по меньшей мере, 5. Две или более PFPE кислоты и их соли, имеющие кислотную группу на одном конце или на обоих концах, можно использовать в способе получения по настоящему изобретению. PFPE-кислота или ее соль предпочтительно имеет среднечисленную молекулярную массу менее 6000 г/моль.[0250] These structures are described in Kasai, J. Appl. Polymer Sci., 57, 7 97 (1995). As described in this document, the PFPE acid or its salt may contain a carboxylic acid group or its salt at one end or at both ends. The PFPE acid or its salt may also contain a sulfonic acid, a phosphonic acid group or its salts at one or both ends. The PFPE acid or its salt may contain different groups at each of the end groups. Relative to monofunctional PFPE, the other end of the molecule is typically perfluorinated, but may contain a hydrogen or chlorine atom. The PFPE acid or its salt contains at least two etheric oxygen atoms, preferably at least four etheric oxygen atoms, and even more preferably at least six etheric oxygen atoms. Preferably, at least one fluorocarbon group separating the ether oxygen atoms, more preferably at least two of such fluorocarbon groups contain 2 or 3 carbon atoms. Even more preferably, at least 50% of the fluorocarbon groups separating the ether oxygen atoms contain 2 or 3 carbon atoms. It is also preferable that the PFPE acid or its salt contain at least 15 carbon atoms in total, and, for example, the preferred minimum value of n or n+m in the repeating unit structure is preferably at least 5. Two or more PFPE acids and their salts having an acid group at one end or at both ends can be used in the production method of the present invention. The PFPE acid or its salt preferably has a number average molecular weight of less than 6000 g/mol.
[0251] Поверхностно-активное вещество, содержащее углеводород, предпочтительно добавляют в количестве 40 м.д. масс. или менее, более предпочтительно 30 м.д. масс. или менее, а еще более предпочтительно 20 м.д. масс. или менее по отношению к водной среде. Количества олеофильных центров зародышеобразования, выраженные в м.д., которые присутствуют в водной среде, будут меньше, чем количества в м.д., описанные в настоящем документе, при добавлении к водной среде. Таким образом, каждое количество олеофильных центров зародышеобразования будет меньше 40 м.д. масс., 30 м.д. масс. и 20 м.д. масс., как описано выше. Поскольку считается, что олеофильные центры зародышеобразования существуют в виде молекул, всего лишь небольшое количество поверхностно-активного вещества, содержащего углеводород, может генерировать большое количество олеофильных центров зародышеобразования. Таким образом, добавление всего лишь 1 м.д. масс. поверхностно-активного вещества, содержащего углеводород, в водную среду может обеспечить полезный эффект. Его нижнее предельное значение предпочтительно составляет 0,01 м.д. масс.[0251] The hydrocarbon-containing surfactant is preferably added in an amount of 40 ppm by weight or less, more preferably 30 ppm by weight or less, and even more preferably 20 ppm by weight or less, relative to the aqueous medium. The amounts of oleophilic nucleating sites, expressed in ppm, that are present in the aqueous medium will be less than the amounts in ppm described herein when added to the aqueous medium. Thus, each amount of oleophilic nucleating sites will be less than 40 ppm by weight, 30 ppm by weight, and 20 ppm by weight, as described above. Since the oleophilic nucleating sites are considered to exist in the form of molecules, only a small amount of the hydrocarbon-containing surfactant can generate a large amount of oleophilic nucleating sites. Thus, adding as little as 1 ppm by weight of a hydrocarbon-containing surfactant to an aqueous medium can provide a beneficial effect. Its lower limit is preferably 0.01 ppm by weight.
[0252] Поверхностно-активное вещество, содержащее углеводород, охватывает неионные поверхностно-активные вещества и катионные поверхностно-активные вещества, включая силоксановые поверхностно-активные вещества, такие как описаны в патенте США №7897682 (Brothers et al.) и патенте США №7977438 (Brothers et al.).[0252] The hydrocarbon-containing surfactant encompasses nonionic surfactants and cationic surfactants, including siloxane surfactants such as those described in U.S. Patent No. 7,897,682 (Brothers et al.) and U.S. Patent No. 7,977,438 (Brothers et al.).
[0253] Поверхностно-активное вещество, содержащее углеводород, предпочтительно представляет собой неионное поверхностно-активное вещество (например, неионное углеводородное поверхностно-активное вещество). Другими словами, зародышеобразователь предпочтительно представляет собой неионное поверхностно-активное вещество.[0253] The hydrocarbon-containing surfactant is preferably a non-ionic surfactant (e.g., a non-ionic hydrocarbon surfactant). In other words, the nucleating agent is preferably a non-ionic surfactant.
[0254] (Неионное поверхностно-активное вещество)[0254] (Nonionic surfactant)
Неионное поверхностно-активное вещество, используемое в способе получения по настоящему изобретению, обычно не содержит заряженной группы и содержит гидрофобный остаток, который представляет собой длинноцепочечный углеводород. Гидрофильная часть неионного поверхностно-активного вещества содержит водорастворимые функциональные группы, такие как цепи простого этиленового эфира, полученные в результате полимеризации с этиленоксидом.The nonionic surfactant used in the production method of the present invention typically lacks a charged group and contains a hydrophobic moiety, which is a long-chain hydrocarbon. The hydrophilic portion of the nonionic surfactant contains water-soluble functional groups, such as ethylene ether chains obtained by polymerization with ethylene oxide.
[0255] Примеры неионного поверхностно-активного вещества включают следующие соединения.[0255] Examples of the nonionic surfactant include the following compounds.
Простой полиоксиэтиленалкиловый эфир, простой полиоксиэтиленалкилфениловый эфир, сложный полиоксиэтиленалкиловый эфир, сложный сорбитаналкиловый эфир, сложный полиоксиэтиленсорбитаналкиловый эфир, сложный эфир глицерина и их производные.Polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, sorbitan alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan alkyl ester, glycerol ester and derivatives thereof.
[0256] Конкретные примеры простых полиоксиэтиленалкиловых эфиров: простой полиоксиэтиленлауриловый эфир, простой полиоксиэтиленцетиловый эфир, простой полиоксиэтиленстеариловый эфира, простой полиоксиэтиленолеиловый эфир, простой полиоксиэтиленбегениловый эфир и тому подобное.[0256] Specific examples of polyoxyethylene alkyl ethers: polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene behenyl ether, and the like.
[0257] Конкретные примеры полиоксиэтиленалкилфенилового эфира: простой полиоксиэтиленнонилфениловый эфир, простой олиоксиэтиленоктилфениловый эфир и тому подобное.[0257] Specific examples of the polyoxyethylene alkyl phenyl ether: polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, and the like.
[0258] Конкретные примеры сложных полиоксиэтиленалкиловых эфиров: монолаурилат полиэтиленгликоля, моноолеат полиэтиленгликоля, моностеарат полиэтиленгликоля и тому подобное.[0258] Specific examples of polyoxyethylene alkyl ethers include polyethylene glycol monolaurylate, polyethylene glycol monooleate, polyethylene glycol monostearate, and the like.
[0259] Конкретные примеры сложного сорбитаналкилового эфира: монолаурат полиоксиэтиленсорбитана, монопальмитат полиоксиэтиленсорбитана, моностеарат полиоксиэтиленсорбитана, моноолеат полиоксиэтиленсорбитана и тому подобное.[0259] Specific examples of the sorbitan alkyl ester are: polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, and the like.
[0260] Конкретные примеры полиоксиэтиленсорбитаналкилового эфира: монолаурат полиоксиэтиленсорбитана, монопальмитат полиоксиэтиленсорбитана, моностеарат полиоксиэтиленсорбитана и тому подобное.[0260] Specific examples of the polyoxyethylene sorbitan alkyl ether are: polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, and the like.
[0261] Конкретные примеры сложного эфира глицерина: мономиристат глицерина, моностеарат глицерина, моноолеат глицерина и т.п.[0261] Specific examples of glycerol ester: glycerol monomyristate, glycerol monostearate, glycerol monooleate, etc.
[0262] Конкретные примеры производных: полиоксиэтиленалкиламин, конденсат полиоксиэтиленалкилфенилформальдегида и фосфат простого полиоксиэтиленалкилового эфира.[0262] Specific examples of derivatives are polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkyl phenyl formaldehyde condensate, and polyoxyethylene alkyl ether phosphate.
[0263] Простые и сложные эфиры могут иметь значение HLB от 10 до 18.[0263] Ethers and esters can have an HLB value from 10 to 18.
[0264] Примеры неионных поверхностно-активных веществ включают серию Triton(R) X (Х15, Х45, Х100 и тому подобное), серию Tergitol(R) 15-S, серию Tergitol (R) TMN (TMN-6, TMN-10, TMN-100 и тому подобное), а также серию Tergitol(R) L производства Dow Chemical Co., Ltd. и серию Pluronic(R) R (31R1, 17R2, 10R5, 25R4 (m ~22, n ~23), и серию Iconol(R) TDA (TDA-6, TDA-9, TDA-10) производства BASF.[0264] Examples of nonionic surfactants include the Triton(R) X series (X15, X45, X100, etc.), Tergitol(R) 15-S series, Tergitol (R) TMN series (TMN-6, TMN-10, TMN-100, etc.), and Tergitol(R) L series manufactured by Dow Chemical Co., Ltd. and the Pluronic(R) R series (31R1, 17R2, 10R5, 25R4 (m ~22, n ~23), and Iconol(R) TDA series (TDA-6, TDA-9, TDA-10) manufactured by BASF.
[0265] Неионное поверхностно-активное вещество предпочтительно представляет собой неионное поверхностно-активное вещество, не содержащее фтора. Его примеры включают неионные поверхностно-активные вещества типа простого эфира, такие как простой полиоксиэтиленалкилфениловый эфир, простой полиоксиэтиленалкиловый эфир и простой полиоксиэтиленалкиленалкиловый эфир; производные полиоксиэтилена, такие как блок-сополимеры этиленоксида и пропиленоксида; неионные поверхностно-активные вещества типа сложного эфира, такие как сложные эфиры сорбитана и жирных кислот, сложные эфиры полиоксиэтиленсорбитана и жирных кислот, сложные эфиры полиоксиэтиленсорбита и жирных кислот, сложные эфиры глицерина и жирных кислот и сложные эфиры полиоксиэтиленовых жирных кислот; и неионные поверхностно-активные вещества на основе амина, такие как полиоксиэтиленалкиламин и алкилалканоламид.[0265] The nonionic surfactant is preferably a fluorine-free nonionic surfactant. Examples thereof include ether-type nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether and polyoxyethylene alkylene alkyl ether; polyoxyethylene derivatives such as ethylene oxide and propylene oxide block copolymers; ester-type nonionic surfactants such as sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters, glycerol fatty acid esters and polyoxyethylene fatty acid esters; and amine-based nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkylamine and alkyl alkanolamide.
[0266] Гидрофобная группа неионного поверхностно-активного вещества может представлять собой любую группу из алкилфенольной группы, линейной алкильной группы и разветвленной алкильной группы.[0266] The hydrophobic group of the nonionic surfactant may be any one of an alkyl phenol group, a linear alkyl group, and a branched alkyl group.
[0267] Неионное поверхностно-активное вещество предпочтительно представляет собой неионное поверхностно-активное вещество, представленное общей формулой (i):[0267] The nonionic surfactant is preferably a nonionic surfactant represented by the general formula (i):
где R6 представляет собой линейную или разветвленную первичную или вторичную алкильную группу, содержащую от 8 до 18 атомов углерода, и А1 представляет собой полиоксиалкиленовую цепь.where R 6 is a linear or branched primary or secondary alkyl group containing from 8 to 18 carbon atoms, and A 1 is a polyoxyalkylene chain.
[0268] В общей формуле (i) количество атомов углерода в R6 предпочтительно составляет от 10 до 16, а более предпочтительно от 12 до 16. Когда количество атомов углерода в R6 составляет 18 или менее, легко получить превосходную устойчивость к преципитации у композиции. С другой стороны, когда количество атомов углерода в R6 превышает 18, с ней трудно манипулировать из-за высокой температуры текучести. Когда R6 содержит менее 8 атомов углерода, поверхностное натяжение композиции становится высоким, так что проницаемость и смачиваемость, вероятно, уменьшатся.[0268] In the general formula (i), the number of carbon atoms in R 6 is preferably 10 to 16, and more preferably 12 to 16. When the number of carbon atoms in R 6 is 18 or less, it is easy to obtain excellent precipitation resistance in the composition. On the other hand, when the number of carbon atoms in R 6 exceeds 18, it is difficult to handle due to a high pour point. When R 6 contains less than 8 carbon atoms, the surface tension of the composition becomes high, so that permeability and wettability are likely to decrease.
[0269] Полиоксиалкиленовая цепь А1 может состоять из оксиэтилена и оксипропилена. Полиоксиалкиленовая цепь представляет собой полиоксиалкиленовую цепь, в которой среднее количество повторяющихся оксиэтиленовых групп составляет от 5 до 20, а среднее количество повторяющихся оксипропиленовых групп составляет от 0 до 2, и представляет собой гидрофильную группу. Количество оксиэтиленовых единиц может иметь либо широкое, либо узкое мономодальное распределение, как это обычно бывает, либо более широкое или бимодальное распределение, которое можно получить посредством смешивания. Когда среднее количество повторяющихся оксипропиленовых групп превышает 0, оксиэтиленовые группы и оксипропиленовые группы в полиоксиалкиленовой цепи могут располагаться блоками или случайным образом. С точки зрения вязкости и стабильности осаждения композиции предпочтительной является полиоксиалкиленовая цепь, в которой среднее количество повторяющихся оксиэтиленовых групп составляет от 7 до 12, а среднее количество повторяющихся оксипропиленовых групп составляет от 0 до 2. В частности, когда А1 содержит в среднем от 0,5 до 1,5 оксипропиленовых групп, имеются хорошие свойства низкого пенообразования являются, что является предпочтительным.[0269] The polyoxyalkylene chain A 1 may be composed of oxyethylene and oxypropylene. The polyoxyalkylene chain is a polyoxyalkylene chain in which the average number of repeating oxyethylene groups is from 5 to 20, and the average number of repeating oxypropylene groups is from 0 to 2, and is a hydrophilic group. The number of oxyethylene units may have either a broad or narrow monomodal distribution, as is usually the case, or a broader or bimodal distribution, which can be obtained by mixing. When the average number of repeating oxypropylene groups exceeds 0, the oxyethylene groups and oxypropylene groups in the polyoxyalkylene chain may be arranged in blocks or randomly. From the viewpoint of viscosity and sedimentation stability of the composition, a polyoxyalkylene chain in which the average number of repeating oxyethylene groups is from 7 to 12 and the average number of repeating oxypropylene groups is from 0 to 2 is preferable. In particular, when A 1 contains an average of 0.5 to 1.5 oxypropylene groups, good low-foaming properties are present, which is preferable.
[0270] Более предпочтительно, R6 представляет собой (R')(R'')НС-, где R' и R'' представляют собой одинаковые или различные линейные, разветвленные или циклические алкильные группы и общее количество атомов углерода составляет, по меньшей мере, 5, предпочтительно 7-17. Предпочтительно, по меньшей мере, один остаток из R' и R'' представляет собой разветвленную или циклическую углеводородную группу.[0270] More preferably, R 6 is (R')(R'')HC-, where R' and R'' are the same or different linear, branched or cyclic alkyl groups and the total number of carbon atoms is at least 5, preferably 7-17. Preferably, at least one residue of R' and R'' is a branched or cyclic hydrocarbon group.
[0271] Конкретные примеры простого полиоксиэтиленалкилового эфира включают С13Н27-O-(C2H4O)n-Н, С12Н25-O-(C2H4O)n-Н, С10Н21СН(СН3)СН2-O-(C2H4O)n-Н, С13Н27-O-(C2H4O)n-(СН(СН3)CH2O)-Н, С16Н33-O-(C2H4O)n-Н и НС(С5Н11)(С7Н15)-О-(C2H4O)n-Н (где в каждой формуле n представляет собой целое число 1 или более). Примеры коммерчески доступных продуктов простого полиоксиэтиленалкилового эфира включают серию Genapol X (производства Clariant), примером которых является Genapol Х080 (торговое наименование), серию NOIGEN TDS (производства DKS Co., Ltd.), примером которых является NOIGEN TDS-80 (торговое наименование), серию LEOCOL TD (производства Lion Corp.), примером которых является LEOCOL TD-90 (торговое наименование), серию LIONOL(R) TD (производства Lion Corp.), серию T-Det А (производства Harcros Chemicals Inc.), примером которых является T-Det А 138 (торговое наименование) и серию Tergitol® 15S (производства Dow Chemical Co., Ltd.).[0271] Specific examples of polyoxyethylene alkyl ether include C 13 H 27 -O-(C 2 H 4 O) n -H, C 12 H 25 -O-(C 2 H 4 O) n -H, C 10 H 21 CH(CH 3 )CH 2 -O-(C 2 H 4 O) n -H, C 13 H 27 -O-(C 2 H 4 O) n -(CH(CH 3 )CH 2 O)-H, C 16 H 33 -O-(C 2 H 4 O) n -H and HC(C 5 H 11 )(C 7 H 15 )-O-(C 2 H 4 O) n -H (where in each formula n is an integer of 1 or more). Examples of commercially available polyoxyethylene alkyl ether products include the Genapol X series (manufactured by Clariant), of which Genapol X080 (trade name) is an example, the NOIGEN TDS series (manufactured by DKS Co., Ltd.), of which NOIGEN TDS-80 (trade name) is an example, the LEOCOL TD series (manufactured by Lion Corp.), of which LEOCOL TD-90 (trade name) is an example, the LIONOL(R) TD series (manufactured by Lion Corp.), the T-Det A series (manufactured by Harcros Chemicals Inc.), of which T-Det A 138 is an example, and the Tergitol® 15S series (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.).
[0272] Неионное поверхностно-активное вещество предпочтительно представляет собой этоксилат 2,6,8-триметил-4 -нонанола, содержащий в среднем от примерно 4 до примерно 18 единиц этиленоксида, этоксилат 2,6,8-триметил-4-нонанола, содержащий примерно в среднем от 6 до примерно 12 единиц этиленоксида, или их смеси. Этот тип неионного поверхностно-активного вещества также имеется в продаже, например, как TERGITOL TMN-6, TERGITOL TMN-10 и TERGITOL TMN-100X (все это торговые наименования, производства Dow Chemical Co., Ltd.).[0272] The nonionic surfactant is preferably 2,6,8-trimethyl-4-nonanol ethoxylate containing on average from about 4 to about 18 ethylene oxide units, 2,6,8-trimethyl-4-nonanol ethoxylate containing on average from about 6 to about 12 ethylene oxide units, or mixtures thereof. This type of nonionic surfactant is also commercially available, for example, as TERGITOL TMN-6, TERGITOL TMN-10, and TERGITOL TMN-100X (all trade names, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.).
[0273] Гидрофобная группа неионного поверхностно-активного вещества может представлять собой любую группу из алкилфенольной группы, линейной алкильной группы и разветвленной алкильной группы. Примеры неионного поверхностно-активного вещества включают неионное поверхностно-активное вещество, представленное общей формулой (ii):[0273] The hydrophobic group of the nonionic surfactant may be any one of an alkylphenol group, a linear alkyl group, and a branched alkyl group. Examples of the nonionic surfactant include a nonionic surfactant represented by the general formula (ii):
где R7 представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую от 4 до 12 атомов углерода, а А2 представляет собой полиоксиалкиленовую цепь. Конкретные примеры неионного поверхностно-активного вещества включают Triton® Х-100 (торговое наименование, производства Dow Chemical Co., Ltd.).where R 7 is a linear or branched alkyl group containing from 4 to 12 carbon atoms, and A 2 is a polyoxyalkylene chain. Specific examples of the nonionic surfactant include Triton® X-100 (trade name, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.).
[0274] Полиоксиалкиленовая цепь А2 может состоять из оксиэтилена и оксипропилена. Полиоксиалкиленовая цепь представляет собой полиоксиалкиленовую цепь, в которой среднее количество повторяющихся оксиэтиленовых групп составляет от 5 до 20, а среднее количество повторяющихся оксипропиленовых групп составляет от 0 до 2, и представляет собой гидрофильную группу. Количество этиленоксидных единиц может иметь либо широкое, либо узкое мономодальное распределение, как это обычно бывает, либо более широкое или бимодальное распределение, которое можно получить посредством смешивания. Когда среднее количество повторяющихся оксипропиленовых групп превышает 0, оксиэтиленовые группы и оксипропиленовые группы в полиоксиалкиленовой цепи могут располагаться блоками или случайным образом. С точки зрения вязкости и устойчивости к преципитации у композиции предпочтительной является полиоксиалкиленовая цепь, в которой среднее количество повторяющихся оксиэтиленовых групп составляет от 7 до 12, а среднее количество повторяющихся оксипропиленовых групп составляет от 0 до 2. В частности, когда А2 содержит в среднем от 0,5 до 1,5 оксипропиленовых групп, имеются хорошие свойства низкого пенообразования, что является предпочтительным.[0274] The polyoxyalkylene chain A2 may be composed of oxyethylene and oxypropylene. The polyoxyalkylene chain is a polyoxyalkylene chain in which the average number of repeating oxyethylene groups is from 5 to 20, and the average number of repeating oxypropylene groups is from 0 to 2, and is a hydrophilic group. The number of ethylene oxide units may have either a broad or narrow monomodal distribution, as is usually the case, or a broader or bimodal distribution, which can be obtained by mixing. When the average number of repeating oxypropylene groups exceeds 0, the oxyethylene groups and oxypropylene groups in the polyoxyalkylene chain may be arranged in blocks or randomly. From the viewpoint of viscosity and precipitation resistance, the composition is preferably a polyoxyalkylene chain in which the average number of repeating oxyethylene groups is 7 to 12 and the average number of repeating oxypropylene groups is 0 to 2. In particular, when A2 contains an average of 0.5 to 1.5 oxypropylene groups, it has good low-foaming properties, which is preferable.
[0275] Более предпочтительно, R7 представляет собой первичную или вторичную алкильную группу, а более предпочтительно она представляет собой (R')(R'')НС-, где R' и R'' представляют собой одинаковые или различные линейные, разветвленные или циклические алкильные группы, и общее количество атомов углерода составляет, по меньшей мере, 5, предпочтительно от 7 до 17. Предпочтительно, по меньшей мере, один остаток из R' и R'' представляет собой разветвленную или циклическую углеводородную группу.[0275] More preferably, R 7 is a primary or secondary alkyl group, and more preferably it is (R')(R'')HC-, where R' and R'' are the same or different linear, branched or cyclic alkyl groups, and the total number of carbon atoms is at least 5, preferably from 7 to 17. Preferably, at least one residue of R' and R'' is a branched or cyclic hydrocarbon group.
[0276] Примеры неионного поверхностно-активного вещества также включают полиольные соединения. Их конкретные примеры включают примеры, описанные в Международной публикации № WO 2011/014715. Типичные примеры полиольного соединения включают соединения, содержащие одну или несколько единиц сахара в качестве полиольных единиц. Единицы сахара могут модифицироваться так, чтобы они содержали, по меньшей мере, одну длинную цепь. Примеры соответствующих полиольных соединений, содержащих, по меньшей мере, один длинноцепочечный остаток, включают алкилгликозиды, модифицированные алкилгликозиды, сложные эфиры Сахаров и их сочетания. Примеры Сахаров включают, но не ограничиваясь этим, моносахариды, олигосахариды и сорбитаны. Примеры моносахаридов включают пентозы и гексозы. Типичные примеры моносахаридов включают рибозу, глюкозу, галактозу, маннозу, фруктозу, арабинозу и ксилозу. Примеры олигосахаридов включают олигомеры из 2-10 одинаковых или различных моносахаридов. Примеры олигосахаридов включают, но не ограничиваясь этим, сахарозу, мальтозу, лактозу, раффинозу и изомальтозу.[0276] Examples of the nonionic surfactant also include polyol compounds. Specific examples thereof include those described in International Publication No. WO 2011/014715. Representative examples of the polyol compound include compounds containing one or more sugar units as polyol units. The sugar units can be modified to contain at least one long chain. Examples of suitable polyol compounds containing at least one long chain residue include alkyl glycosides, modified alkyl glycosides, sugar esters, and combinations thereof. Examples of sugars include, but are not limited to, monosaccharides, oligosaccharides, and sorbitans. Examples of monosaccharides include pentoses and hexoses. Representative examples of monosaccharides include ribose, glucose, galactose, mannose, fructose, arabinose, and xylose. Examples of oligosaccharides include oligomers of 2-10 identical or different monosaccharides. Examples of oligosaccharides include, but are not limited to, sucrose, maltose, lactose, raffinose, and isomaltose.
[0277] Как правило, сахара, пригодные для использования в качестве полиольного соединения, включают циклические соединения, содержащие 5-членное кольцо из четырех атомов углерода и одного гетероатома (обычно кислорода или серы, предпочтительно атома кислорода), или циклические соединения, содержащие 6-членное кольцо из пяти атомов углерода и одного гетероатома, как описано выше, предпочтительно атома кислорода. Они дополнительно содержат, по меньшей мере, две или, по меньшей мере, три гидроксильные группы (-ОН-группы), связанные с атомами углерода в кольце. Как правило, сахара модифицируются таким образом, что один или несколько атомов водорода гидроксильной группы (и/или гидроксиалкильной группы), связанных с атомами углеродного кольца, изменяются остатками с длинной цепью, так что создается связь простого эфира или сложного эфира между длинноцепочечным остатком и фрагментом сахара. Полиол на основе сахара может содержать одну единицу сахара или множество единиц сахара. Отдельная единица сахара или множество единиц сахара могут модифицироваться длинноцепными остатками, как описано выше. Конкретные примеры полиольных соединений на основе Сахаров включают гликозиды, сложные эфиры Сахаров, сложные эфиры сорбитана, а также их смеси и сочетания.[0277] Typically, sugars suitable for use as a polyol compound include cyclic compounds containing a 5-membered ring of four carbon atoms and one heteroatom (usually oxygen or sulfur, preferably an oxygen atom), or cyclic compounds containing a 6-membered ring of five carbon atoms and one heteroatom, as described above, preferably an oxygen atom. They further contain at least two or at least three hydroxyl groups (-OH groups) bonded to the carbon atoms in the ring. Typically, the sugars are modified such that one or more hydrogen atoms of the hydroxyl group (and/or hydroxyalkyl group) bonded to the carbon ring atoms are altered by long-chain residues such that an ether or ester linkage is created between the long-chain residue and the sugar moiety. A sugar-based polyol may contain one sugar unit or multiple sugar units. A single sugar unit or multiple sugar units can be modified with long-chain residues, as described above. Specific examples of sugar-based polyol compounds include glycosides, sugar esters, sorbitan esters, and mixtures and combinations thereof.
[0278] Предпочтительным типом полиольных соединений являются алкилглюкозиды или модифицированные алкилглюкозиды. Этот тип поверхностно-активных веществ содержит, по меньшей мере, один остаток глюкозы. Примеры алкилглюкозидов или модифицированных алкилглюкозидов включают соединения, представленные формулой:[0278] A preferred type of polyol compound is an alkyl glucoside or modified alkyl glucoside. This type of surfactant contains at least one glucose residue. Examples of alkyl glucosides or modified alkyl glucosides include compounds represented by the formula:
где х представляет собой 0, 1, 2, 3, 4 или 5, и каждый из R1 и R2 независимо представляет собой Н или единицу с длинной цепью, содержащую, по меньшей мере, 6 атомов углерода, при условии, что, по меньшей мере, один остаток из R1 или R2 не представляет собой Н. Типичные примеры R1 и R2 включают остатки алифатических спиртов. Примеры алифатических спиртов включают гексанол, гептанол, октанол, нонанол, деканол, ундеканол, додеканол (лауриловый спирт), тетрадеканол, гексадеканол (цетиловый спирт), гептадеканол, октадеканол (стеариловый спирт), эйкозановую кислоту и их сочетания. Понятно, что приведенная выше формула представляет собой конкретные примеры алкилполиглюкозидов, в которых глюкоза находится в пиранозной форме, но также могут использоваться другие сахара или такие же самые сахара, но в разных энантиомерных или диастереомерных формах.where x is 0, 1, 2, 3, 4, or 5, and each of R 1 and R 2 is independently H or a long chain unit containing at least 6 carbon atoms, provided that at least one residue of R 1 or R 2 is not H. Representative examples of R 1 and R 2 include residues of aliphatic alcohols. Examples of aliphatic alcohols include hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol (lauryl alcohol), tetradecanol, hexadecanol (cetyl alcohol), heptadecanol, octadecanol (stearyl alcohol), eicosanoic acid, and combinations thereof. It is understood that the above formula represents specific examples of alkyl polyglucosides in which glucose is in the pyranose form, but other sugars or the same sugars but in different enantiomeric or diastereomeric forms may also be used.
Алкилглюкозиды, получаемые, например, посредством катализируемых кислотой реакций глюкозы, крахмала или н-бутилглюкозида с алифатическими спиртами, в результате чего как правило, образуется смесь различных алкилглюкозидов (Алкилполигликозид, Rompp, Lexikon Chemie, версия 2,0, Stuttgart/New York, Georg Thieme Verlag, 1999). Примеры алифатических спиртов включают гексанол, гептанол, октанол, нонанол, деканол, ундеканол, додеканол (лауриловый спирт), тетрадеканол, гексадеканол (цетиловый спирт), гептадеканол, октадеканол (стеариловый спирт), эйкозановую кислоту и их сочетания. Алкилглюкозиды также являются коммерчески доступными под торговыми наименованиями GLUCOPON или DISPONIL от Cognis GmbH, Dusseldorf, Germany.Alkyl glucosides, produced, for example, by acid-catalyzed reactions of glucose, starch, or n-butyl glucoside with aliphatic alcohols, typically resulting in a mixture of different alkyl glucosides (Alkyl polyglycoside, Rompp, Lexikon Chemie, version 2.0, Stuttgart/New York, Georg Thieme Verlag, 1999). Examples of aliphatic alcohols include hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol (lauryl alcohol), tetradecanol, hexadecanol (cetyl alcohol), heptadecanol, octadecanol (stearyl alcohol), eicosanoic acid, and combinations thereof. Alkyl glucosides are also commercially available under the trade names GLUCOPON or DISPONIL from Cognis GmbH, Dusseldorf, Germany.
[0279] Примеры других неионных поверхностно-активных веществ включают бифункциональные блок-сополимеры, поставляемые от BASF как серия Pluronic(R) R, и алкоксилаты тридецилового спирта, поставляемые от BASF как серия Iconol(R) TDA.[0279] Examples of other nonionic surfactants include bifunctional block copolymers available from BASF as the Pluronic(R) R series and tridecyl alcohol alkoxylates available from BASF as the Iconol(R) TDA series.
[0280] Неионное поверхностно-активное вещество предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, одно вещество, выбранное из группы, состоящей из неионного поверхностно-активного вещества, представленного общей формулой (i) и неионного поверхностно-активного вещества, представленного общей формулой (ii), а более предпочтительно из неионного поверхностно-активного вещества, представленного общей формулой (i).[0280] The non-ionic surfactant is preferably at least one substance selected from the group consisting of a non-ionic surfactant represented by the general formula (i) and a non-ionic surfactant represented by the general formula (ii), and more preferably a non-ionic surfactant represented by the general formula (i).
[0281] Предпочтительно, неионное поверхностно-активное вещество не содержит ароматического остатка.[0281] Preferably, the nonionic surfactant does not contain an aromatic residue.
[0282] При полимеризации вместе с полимером (1) может использоваться соединение, содержащее функциональную группу, способную взаимодействовать посредством радикальной полимеризации, и гидрофильную группу. В качестве соединения, содержащего функциональную группу, способную взаимодействовать посредством радикальной полимеризации, и гидрофильную группу, можно использовать то же соединение, что и модифицирующий мономер (А), который будет описываться позже.[0282] When polymerizing together with the polymer (1), a compound containing a functional group capable of interacting through radical polymerization and a hydrophilic group can be used. The compound containing the functional group capable of interacting through radical polymerization and the hydrophilic group can be the same as the modifying monomer (A), which will be described later.
[0283] При полимеризации, в дополнение к полимеру (1) и другим соединениям, имеющим функцию поверхностно-активного вещества, используемым по необходимости, также может использоваться добавка для стабилизации соединений. Примеры добавки включают буфер, регулятор рН, стабилизирующую добавку и стабилизатор дисперсии.[0283] In polymerization, in addition to the polymer (1) and other compounds having a surfactant function used as needed, an additive for stabilizing the compounds may also be used. Examples of the additive include a buffer, a pH adjuster, a stabilizing additive, and a dispersion stabilizer.
[0284] Стабилизирующая добавка предпочтительно представляет собой парафин, фторсодержащее масло, фторсодержащий растворитель, силиконовое масло или что-либо подобное. Стабилизирующие добавки можно использовать отдельно или в сочетании из двух или более. Стабилизирующая добавка более предпочтительно представляет собой парафиновый воск. Парафиновый воск может находиться в жидкой, полутвердой или твердой форме при комнатной температуре и предпочтительно представляет собой насыщенный углеводород, содержащий 12 или более атомов углерода. Парафиновый воск обычно предпочтительно имеет температуру плавления 40-65°С и более предпочтительно 50-65°С.[0284] The stabilizing additive is preferably paraffin, a fluorinated oil, a fluorinated solvent, a silicone oil, or the like. The stabilizing additives can be used alone or in combination of two or more. The stabilizing additive is more preferably paraffin wax. The paraffin wax may be in liquid, semi-solid, or solid form at room temperature and is preferably a saturated hydrocarbon containing 12 or more carbon atoms. Paraffin wax generally preferably has a melting point of 40-65°C, and more preferably 50-65°C.
[0285] Количество используемой стабилизирующей добавки предпочтительно составляет от 0,1 до 12% масс., а более предпочтительно от 0,1 до 8% масс., по отношению к массе используемой водной среды. Является желательным, чтобы стабилизирующая добавка была достаточно гидрофобной, чтобы после полимеризации стабилизирующая добавка полностью отделялась от водной дисперсии и не служила загрязняющим компонентом.[0285] The amount of the stabilizing additive used is preferably from 0.1 to 12% by weight, and more preferably from 0.1 to 8% by weight, relative to the weight of the aqueous medium used. It is desirable that the stabilizing additive be sufficiently hydrophobic so that after polymerization, the stabilizing additive is completely separated from the aqueous dispersion and does not serve as a contaminating component.
[0286] Полимеризацию осуществляют посредством загрузки в реактор полимеризации водной среды, полимера (1), мономеров и, необязательно, других добавок, перемешивания содержимого реактора, поддержания реактора при заданной температуре полимеризации и добавления заранее заданного количества инициатора полимеризации, чтобы тем самым инициировать реакцию полимеризации. После инициирования реакции полимеризации в зависимости от цели дополнительно могут добавляться такие компоненты, как мономеры, инициатор полимеризации, агент передачи цепи и полимер (1). Полимер (1) можно добавлять после начала реакции полимеризации.[0286] The polymerization is carried out by loading an aqueous medium, a polymer (1), monomers and, optionally, other additives into a polymerization reactor, mixing the contents of the reactor, maintaining the reactor at a predetermined polymerization temperature and adding a predetermined amount of a polymerization initiator to thereby initiate the polymerization reaction. After initiation of the polymerization reaction, components such as monomers, a polymerization initiator, a chain transfer agent and the polymer (1) may be further added depending on the purpose. The polymer (1) may be added after the polymerization reaction has begun.
[0287] Полимеризацию обычно осуществляют при температуре полимеризации от 5 до 120°С и давлении полимеризации от 0,05 до 10 МПа изб. Температуру полимеризации и давление полимеризации определяют соответствующим образом в соответствии с типами используемых мономеров, целевой молекулярной масс. ой фторполимера и скоростью реакции.[0287] The polymerization is usually carried out at a polymerization temperature of 5 to 120°C and a polymerization pressure of 0.05 to 10 MPa g. The polymerization temperature and the polymerization pressure are appropriately determined in accordance with the types of monomers used, the target molecular weight of the fluoropolymer, and the reaction rate.
[0288] Инициатор полимеризации может представлять собой любой инициатор полимеризации, способный генерировать радикалы в диапазоне температур полимеризации, и можно использовать известные маслорастворимые и/или водорастворимые инициаторы полимеризации. Инициатор полимеризации может объединяться с восстановителем, например, с образованием окислительно-восстановительного агента, который инициирует полимеризацию. Концентрацию инициатора полимеризации определяют соответствующим образом в зависимости от типов мономеров, целевой молекулярной массы фторполимера и скорости реакции.[0288] The polymerization initiator may be any polymerization initiator capable of generating radicals in the polymerization temperature range, and known oil-soluble and/or water-soluble polymerization initiators may be used. The polymerization initiator may be combined with a reducing agent, for example, to form a redox agent that initiates polymerization. The concentration of the polymerization initiator is determined appropriately depending on the types of monomers, the target molecular weight of the fluoropolymer, and the reaction rate.
[0289] Используемый инициатор полимеризации может представлять собой маслорастворимый инициатор радикальной полимеризации, водорастворимый инициатор радикальной полимеризации или азосоединение.[0289] The polymerization initiator used may be an oil-soluble radical polymerization initiator, a water-soluble radical polymerization initiator, or an azo compound.
[0290] Маслорастворимый инициатор радикальной полимеризации может представлять собой известный маслорастворимый пероксид, и его репрезентативные примеры включают диалкилпероксикарбонаты, такие как диизопропилпероксидикарбонат и ди-втор-бутилпероксидикарбонат; сложные пероксиэфиры, такие как трет-бутилпероксиизобутират и трет-бутилпероксипивалат; и диалкилпероксиды, такие как ди-трет-бутилпероксид, а также ди[перфтор (или фторхлор)ацил]пероксиды, такие как ди(ω-гидрододекафторгексаноил)пероксид, ди(ω-гидротетрадекафторгептаноил)пероксид, ди(ω-гидрогексадекафторнонаноил)пероксид, ди(перфторбутирил)пероксид, ди(перфторвалерил)пероксид, ди(перфторгексаноил)пероксид, ди(перфторгептаноил)пероксид, ди(перфтороктаноил)пероксид, ди(перфторнонаноил)пероксид, ди(ω-хлоргексафторбутирил)пероксид, ди(ω-хлордекафторгексаноил)пероксид, ди(ω-хлортетрадекафтороктаноил)пероксид, ω-гидрододекафторгептаноил-ω-гидрогексадекафторнонаноилпероксид, ω-хлоргексафторбутирил-ω-хлоргекафторгексаноилпероксид, ω-гидрододекафторгептаноилперфторбутирилпероксид, ди(дихлорпентафторбутаноил)пероксид, ди(трихлороктафторгексаноил)пероксид, ди(тетрахлорундекафтороктаноил)пероксид, ди(пентахлортетрадекафтордеканоил)пероксид и ди(ундекахлордоторияконтафтордокозаноил)пероксид.[0290] The oil-soluble radical polymerization initiator may be a known oil-soluble peroxide, and representative examples thereof include dialkyl peroxycarbonates such as diisopropyl peroxydicarbonate and di-sec-butyl peroxydicarbonate; peroxyesters such as tert-butyl peroxyisobutyrate and tert-butyl peroxypivalate; and dialkyl peroxides such as di-tert-butyl peroxide, as well as di[perfluoro (or fluorochloro)acyl]peroxides such as di(ω-hydrododecafluorohexanoyl) peroxide, di(ω-hydrotetradecafluoroheptanoyl) peroxide, di(ω-hydrohexadecafluorononanoyl) peroxide, di(perfluorobutyryl) peroxide, di(perfluorovaleryl) peroxide, di(perfluorohexanoyl) peroxide, di(perfluoroheptanoyl) peroxide, di(perfluorooctanoyl) peroxide, di(perfluorononanoyl) peroxide, di(ω-chlorohexafluorobutyryl) peroxide, di(ω-chlorodecafluorohexanoyl) peroxide, di(ω-chlorotetradecafluoroctanoyl) peroxide, ω-hydrododecafluoroheptanoyl-ω-hydrohexadecafluorononanoyl peroxide, ω-chlorohexafluorobutyryl-ω-chlorohecafluorohexanoyl peroxide, ω-hydrododecafluoroheptanoylperfluorobutyryl peroxide, di(dichloropentafluorobutanoyl) peroxide, di(trichlorooctafluorohexanoyl) peroxide, di(tetrachloroundecafluorooctanoyl) peroxide, di(pentachlorotetradecafluorodecanoyl) peroxide and di(undecachlorothoriumcontafluorodocosanoyl) peroxide.
[0291] Водорастворимый инициатор радикальной полимеризации может представлять собой известный водорастворимый пероксид, и его примеры включают соли аммония, соли калия и натриевые соли надсерной кислоты, перборной кислоты, хлорной кислоты, перфосфорной кислоты и надугольной кислоты, органические пероксиды, такие как пероксид диянтарной кислоты и пероксид диглутаровой кислоты, трет-бутилпермалеат и трет-бутилгидропероксид. Восстановитель, такой как сульфит, также может содержаться, и используемое его количество может составлять от 0,1 до 20 раз больше количества пероксида.[0291] The water-soluble radical polymerization initiator may be a known water-soluble peroxide, and examples thereof include ammonium salts, potassium salts and sodium salts of persulfuric acid, perboric acid, perchloric acid, perphosphoric acid and percarbonic acid, organic peroxides such as disuccinic acid peroxide and diglutaric acid peroxide, tert-butyl permaleate and tert-butyl hydroperoxide. A reducing agent such as sulfite may also be contained, and the amount used may be from 0.1 to 20 times the amount of the peroxide.
[0292] Например, в случае, когда полимеризацию осуществляют при низкой температуре 30°С или ниже, используемый инициатор полимеризации предпочтительно представляет собой окислительно-восстановительный инициатор, полученный посредством объединения окислителя и восстановителя. Примеры окислителя включают персульфаты, органические пероксиды, перманганат калия, триацетат марганца и нитрат церия аммония. Примеры восстановителя включают сульфиты, бисульфиты, броматы, диимины и щавелевую кислоту. Примеры персульфатов включают персульфат аммония, персульфат калия и персульфат натрия. Примеры сульфитов включают сульфит натрия и сульфит аммония. Чтобы повысить скорость разложения инициатора, сочетание окислительно-восстановительного инициатора предпочтительно может содержать соль меди или соль железа. Пример соли меди представляет собой сульфат меди(II), а пример соли железа представляет собой сульфат железа(II).[0292] For example, in the case where polymerization is performed at a low temperature of 30°C or lower, the polymerization initiator used is preferably a redox initiator obtained by combining an oxidizing agent and a reducing agent. Examples of the oxidizing agent include persulfates, organic peroxides, potassium permanganate, manganese triacetate, and ceric ammonium nitrate. Examples of the reducing agent include sulfites, bisulfites, bromates, diimines, and oxalic acid. Examples of persulfates include ammonium persulfate, potassium persulfate, and sodium persulfate. Examples of sulfites include sodium sulfite and ammonium sulfite. In order to increase the decomposition rate of the initiator, the redox initiator combination may preferably contain a copper salt or an iron salt. An example of a copper salt is copper(II) sulfate, and an example of an iron salt is iron(II) sulfate.
[0293] Примеры окислительно-восстановительного инициатора включают перманганат калия/щавелевую кислоту, персульфат аммония/бисульфит/сульфат железа, триацетат марганца/щавелевую кислоту, нитрат аммония-церия/щавелевую кислоту и бромат/бисульфит, а перманганат калия/щавелевая кислота является предпочтительным. В случае использования окислительно-восстановительного инициатора в танк для полимеризации можно заранее загрузить либо окислитель, либо восстановитель, с последующим добавлением к нему другого агента непрерывно или периодически для инициирования полимеризации. Например, в случае использования перманганата калия/щавелевой кислоты щавелевую кислоту предпочтительно загружают в танк для полимеризации и непрерывно добавляют туда перманганат калия.[0293] Examples of the redox initiator include potassium permanganate/oxalic acid, ammonium persulfate/bisulfite/ferric sulfate, manganese triacetate/oxalic acid, ammonium cerium nitrate/oxalic acid, and bromate/bisulfite, and potassium permanganate/oxalic acid is preferred. In the case of using a redox initiator, either an oxidizing agent or a reducing agent can be pre-loaded into the polymerization tank, and then the other agent can be continuously or intermittently added thereto to initiate the polymerization. For example, in the case of using potassium permanganate/oxalic acid, oxalic acid is preferably loaded into the polymerization tank and potassium permanganate is continuously added thereto.
[0294] Инициатор полимеризации может добавляться в любом количестве, и инициатор в количестве, которое существенно не снижает скорость полимеризации (например, при концентрации в несколько м.д. в воде), или более, может добавляться сразу на начальной стадии полимеризации или может добавляться периодически или непрерывно. Верхний предел его количества находится в диапазоне, в котором температуре реакции дают возможность повышаться, в то время как теплота реакции полимеризации отводится через поверхности устройства. Его верхний предел более предпочтительно находится в диапазоне, в котором теплота реакции полимеризации может удаляться через поверхности устройства.[0294] The polymerization initiator may be added in any amount, and the initiator in an amount that does not significantly reduce the polymerization rate (for example, at a concentration of several ppm in water) or more may be added immediately at the initial stage of polymerization or may be added periodically or continuously. The upper limit of its amount is in the range in which the reaction temperature is allowed to rise while the heat of the polymerization reaction is removed through the surfaces of the device. Its upper limit is more preferably in the range in which the heat of the polymerization reaction can be removed through the surfaces of the device.
[0295] Водная среда представляет собой реакционную среду, в которой осуществляется полимеризация, и означает жидкость, содержащую воду. Водная среда может представлять собой любую среду, содержащую воду, и она может представлять собой среду, содержащую воду и, например, любой из не содержащих фтора органических растворителей, таких как спирты, простые эфиры и кетоны, и/или фторсодержащие органические растворители, имеющие температуру кипения 40°С или ниже.[0295] The aqueous medium is the reaction medium in which the polymerization is carried out and means a liquid containing water. The aqueous medium may be any medium containing water, and it may be a medium containing water and, for example, any of the fluorine-free organic solvents such as alcohols, ethers and ketones, and/or fluorine-containing organic solvents having a boiling point of 40°C or lower.
[0296] При полимеризации можно добавлять известные агенты передачи цепи, поглотители радикалов и разлагатели для регулирования скорости полимеризации и молекулярной массы в зависимости от цели.[0296] During polymerization, known chain transfer agents, radical scavengers, and decomposers can be added to control the polymerization rate and molecular weight depending on the purpose.
[0297] Примеры агента передачи цепи включают сложные эфиры, такие как диметилмалонат, диэтилмалонат, метилацетат, этилацетат, бутилацетат и диметилсукцинат, а также изопентан, метан, этан, пропан, метанол, изопропанол, ацетон, различные меркаптаны, различные галогенированные углеводороды, такие как четыреххлористый углерод и циклогексан.[0297] Examples of the chain transfer agent include esters such as dimethyl malonate, diethyl malonate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate and dimethyl succinate, as well as isopentane, methane, ethane, propane, methanol, isopropanol, acetone, various mercaptans, various halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride and cyclohexane.
[0298] Используемый агент передачи цепи может представлять собой соединение брома или соединение йода. Примером способа полимеризации с использованием соединения брома или соединения йода является способ проведения полимеризации фтормономера в водной среде, по существу, в отсутствие кислорода и в присутствии соединения брома или соединения йода (полимеризация с переносом йода). Репрезентативные примеры соединения брома или соединения йода, которые должны использоваться, включают соединения, представленные общей формулой:[0298] The chain transfer agent used may be a bromine compound or an iodine compound. An example of a polymerization method using a bromine compound or an iodine compound is a method of carrying out polymerization of a fluoromonomer in an aqueous medium substantially in the absence of oxygen and in the presence of a bromine compound or an iodine compound (iodine transfer polymerization). Representative examples of a bromine compound or an iodine compound to be used include compounds represented by the general formula:
RaIxBry R a I x Br y
где каждый из х и у представляет собой целое число от 0 до 2 и удовлетворяет условию 1≤х+у≤2; и Ra представляет собой насыщенную или ненасыщенную фторуглеводородную или хлорфторуглеводородную группу, содержащую от 1 до 16 атомов углерода, или углеводородную группу, содержащую от 1 до 3 атомов углерода, каждая из которых необязательно содержит атом кислорода. При использовании соединения брома или соединения йода, в полимер вводят йод или бром, и они служат в качестве точки поперечной сшивки.where each of x and y is an integer from 0 to 2 and satisfies the condition 1≤x+y≤2; and R a is a saturated or unsaturated fluorocarbon or chlorofluorocarbon group containing from 1 to 16 carbon atoms, or a hydrocarbon group containing from 1 to 3 carbon atoms, each of which optionally contains an oxygen atom. When using a bromine compound or an iodine compound, iodine or bromine is introduced into the polymer and serves as a cross-linking point.
[0299] Примеры соединения брома или соединения йода включают 1,3-дииодперфторпропан, 2-йодперфторпропан, 1,3-дииод-2-хлорперфторпропан, 1,4-дийодперфторбутан, 1,5-дийод-2,4-дихлорперфторпентан, 1,6-дииодперфторгексан, 1,8-дииодперфтороктан, 1,12-дииодперфтордодекан, 1,16-дииодперфторгексадекан, дииодметан, 1,2-дииодэтан, 1,3-дииод-н-пропан, CF2Br2, BrCF2CF2Br, CF3CFBrCF2Br, CFClBr2, BrCF2CFClBr, CFBrClCFClBr, BrCF2CF2CF2Br, BrCF2CFBrOCF3, 1-бром-2-иодперфторэтан, 1-бром-3-йодперфторпропан, 1-бром-4-йодперфторбутан, 2-бром-3-иодперфторбутан, 3-бром-4-йодперфторбутен-1,2-бром-4-иодперфторбутен-1, продукт монойод- и монобромзамещения, продукт дийод- и монобромзамещения, а также продукт (2-йодэтил)- и (2-бромэтил)замещения бензола. Эти соединения можно использовать по отдельности или в любом сочетании.[0299] Examples of the bromine compound or the iodine compound include 1,3-diiodoperfluoropropane, 2-iodoperfluoropropane, 1,3-diiodo-2-chloroperfluoropropane, 1,4-diiodoperfluorobutane, 1,5-diiodo-2,4-dichloroperfluoropentane, 1,6-diiodoperfluorohexane, 1,8-diiodoperfluorooctane, 1,12-diiodoperfluorododecane, 1,16-diiodoperfluorohexadecane, diiodomethane, 1,2-diiodoethane, 1,3-diiodo-n-propane, CF 2 Br 2 , BrCF 2 CF 2 Br, CF 3 CFBrCF 2 Br, CFClBr 2 , BrCF 2 CFClBr, CFBrClCFClBr, BrCF 2 CF 2 CF 2 Br, BrCF 2 CFBrOCF 3 , 1-bromo-2-iodoperfluoroethane, 1-bromo-3-iodoperfluoropropane, 1-bromo-4-iodoperfluorobutane, 2-bromo-3-iodoperfluorobutane, 3-bromo-4-iodoperfluorobutene-1,2-bromo-4-iodoperfluorobutene-1, the product of monoiodo- and monobromosubstitution, the product of diiodine- and monobromosubstitution, as well as the product of (2-iodoethyl)- and (2-bromoethyl)substitution of benzene. These compounds can be used individually or in any combination.
[0300] Из них предпочтительно используются 1,4-дииодперфторбутан, 1,6-дииодперфторгексан и 2-йодперфторпропан с точки зрения реакционной способности полимеризации, способности к поперечной сшивке, доступности и тому подобное.[0300] Of these, 1,4-diiodoperfluorobutane, 1,6-diiodoperfluorohexane and 2-iodoperfluoropropane are preferably used from the viewpoint of polymerization reactivity, cross-linkability, availability and the like.
[0301] Количество используемого агента передачи цепи обычно составляет от 1 до 50000 м.д. масс., предпочтительно от 1 до 20000 м.д. масс., по отношению к общему количеству вводимого фтормономера.[0301] The amount of the chain transfer agent used is usually from 1 to 50,000 ppm by weight, preferably from 1 to 20,000 ppm by weight, relative to the total amount of the fluoromonomer introduced.
[0302] Агент передачи цепи можно добавлять в реакционную емкость сразу перед началом полимеризации, можно добавлять сразу после начала полимеризации, можно добавлять несколькими порциями во время полимеризации или можно добавлять непрерывно в ходе полимеризации.[0302] The chain transfer agent may be added to the reaction vessel immediately before the start of the polymerization, may be added immediately after the start of the polymerization, may be added in several portions during the polymerization, or may be added continuously during the polymerization.
[0303] Используемый инициатор полимеризации может представлять собой органический пероксид, такой как персульфат (например, персульфат аммония), пероксид диянтарной кислоты или пероксид диглутаровой кислоты, отдельно или как их смесь. Органический пероксид можно использовать вместе с восстановителем, таким как сульфит натрия, для формирования окислительно-восстановительной системы. Кроме того, во время полимеризации можно добавлять поглотитель радикалов, такой как гидрохинон или катехол, или можно добавлять разлагатель пероксидов, такой как сульфит аммония, для регулирования концентрации радикалов в системе.[0303] The polymerization initiator used may be an organic peroxide such as a persulfate (e.g., ammonium persulfate), disuccinic acid peroxide, or diglutaric acid peroxide, alone or as a mixture thereof. The organic peroxide may be used together with a reducing agent such as sodium sulfite to form a redox system. Additionally, a radical scavenger such as hydroquinone or catechol may be added during the polymerization, or a peroxide decomposer such as ammonium sulfite may be added to control the concentration of radicals in the system.
[0304] При полимеризации фторполимер может получаться посредством полимеризации перфтормономера в водной среде в присутствии полимера (1) с получением водной дисперсии частиц фторполимера и посредством затравочной полимеризации перфтормономера с частицами фторполимера в водной дисперсии частиц фторполимера.[0304] In the polymerization, the fluoropolymer can be obtained by polymerizing the perfluoromonomer in an aqueous medium in the presence of the polymer (1) to obtain an aqueous dispersion of fluoropolymer particles and by seed polymerization of the perfluoromonomer with the fluoropolymer particles in the aqueous dispersion of fluoropolymer particles.
[0305] Полимеризация предпочтительно представляет собой полимеризацию, при которой перфтормономер полимеризуется, по существу, в отсутствие фторсодержащего поверхностно-активного вещества (за исключением соединения, содержащего функциональную группу, способную взаимодействовать посредством радикальной полимеризации, и гидрофильную группу). Обычно для полимеризации перфтормономеров в водной среде используют фторсодержащие поверхностно-активные вещества, но способ получения по настоящему изобретению позволяет получать фторполимер даже без использования фторсодержащих поверхностно-активных веществ.[0305] The polymerization is preferably a polymerization in which the perfluoromonomer is polymerized substantially in the absence of a fluorosurfactant (except for a compound containing a functional group capable of reacting by radical polymerization and a hydrophilic group). Typically, fluorosurfactants are used to polymerize perfluoromonomers in an aqueous medium, but the production method according to the present invention makes it possible to produce a fluoropolymer even without using fluorosurfactants.
[0306] В настоящем изобретении выражение «по существу, в отсутствие фторсодержащего поверхностно-активного вещества» означает, что количество фторсодержащего поверхностно-активного вещества составляет 10 м.д. масс. или менее по отношению к водной среде. Количество фторсодержащего поверхностно-активного вещества по отношению к водной среде составляет 1 м.д. масс. или менее, более предпочтительно 100 м.д. масс. или менее, еще более предпочтительно 10 м.д. масс. или менее, а еще более предпочтительно 1 м.д. масс. или менее.[0306] In the present invention, the expression "substantially free of a fluorosurfactant" means that the amount of the fluorosurfactant is 10 ppm by mass or less with respect to the aqueous medium. The amount of the fluorosurfactant with respect to the aqueous medium is 1 ppm by mass or less, more preferably 100 ppm by mass or less, even more preferably 10 ppm by mass or less, and still more preferably 1 ppm by mass or less.
[0307] Примеры фторсодержащего поверхностно-активного вещества включают анионные фторсодержащие поверхностно-активные вещества. Анионное фторсодержащее поверхностно-активное вещество может представлять собой, например, поверхностно-активное вещество, содержащее атом фтора, содержащее в целом 20 или менее атомов углерода в части, не содержащей анионной группы.[0307] Examples of the fluorine-containing surfactant include anionic fluorine-containing surfactants. The anionic fluorine-containing surfactant may be, for example, a surfactant containing a fluorine atom containing a total of 20 or less carbon atoms in the portion not containing an anionic group.
[0308] Фторсодержащее поверхностно-активное вещество может также представлять собой поверхностно-активное вещество, содержащее фтор, имеющее молекулярную массу 1000 или менее, предпочтительно 800 или менее, в анионном фрагменте.[0308] The fluorine-containing surfactant may also be a fluorine-containing surfactant having a molecular weight of 1000 or less, preferably 800 or less, in the anionic moiety.
«Анионный остаток» означает часть фторсодержащего поверхностно-активного вещества, не содержащую катиона. Например, в случае F(CF2)n1COOM, представленного формулой (I), описанной ниже, анионный остаток представляет собой часть «F(CF2)n1COO»."Anionic moiety" means the portion of a fluorosurfactant that does not contain a cation. For example, in the case of F( CF2 ) n1COOM , represented by formula (I) described below, the anionic moiety is the portion "F( CF2 ) n1COO ".
[0309] Примеры фторсодержащего поверхностно-активного вещества также включают фторсодержащие поверхностно-активные вещества, имеющие Log POW 3,5 или менее. Log POW представляет собой коэффициент распределения между 1-октанолом и водой, который представлен Log Р (где Р представляет собой отношение между концентрацией фторсодержащего поверхностно-активного вещества в октаноле и концентрацией фторсодержащего поверхностно-активного вещества в воде в жидкой смеси октанол/вода с разделенными фазами (1:1), содержащей фторсодержащее поверхностно-активное вещество).[0309] Examples of the fluorosurfactant also include fluorosurfactants having a Log POW of 3.5 or less. Log POW is the partition coefficient between 1-octanol and water, which is represented by Log P (where P is the ratio between the concentration of the fluorosurfactant in octanol and the concentration of the fluorosurfactant in water in a phase-separated octanol/water liquid mixture (1:1) containing the fluorosurfactant).
Log POW определяется следующим образом. В частности, осуществляется ВЭЖХ на стандартных веществах (гептановая кислота, октановая кислота, нонановая кислота и декановая кислота), каждое из которых имеет известный коэффициент распределения октанол/вода, с использованием колонки TOSOH ODS-120Т (ϕ4,6 мм × 250 мм, Tosoh Corp.) в качестве колонки и водный раствор ацетонитрил/0,6% масс. HClO4 =1/1 (% объем/объем) в качестве элюента при скорости потока 1,0 мл/мин, количество образца 300 мкл, и температура колонки 40°С; с УФ излучением детектирования 210 нм. Для каждого стандартного вещества строят калибровочную кривую с учетом времени элюирования и известного коэффициента распределения октанол/вода. На основании калибровочной кривой вычисляют Log POW по времени элюирования образца жидкости при ВЭЖХ.Log POW is determined as follows. Specifically, HPLC is carried out on standard substances (heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, and decanoic acid), each with a known octanol/water partition coefficient, using a TOSOH ODS-120T column (ϕ4.6 mm × 250 mm, Tosoh Corp.) and an aqueous solution of acetonitrile/0.6% wt. HClO4 = 1 /1 (% v/v) as an eluent at a flow rate of 1.0 mL/min, a sample amount of 300 μL, and a column temperature of 40°C; with a UV detection radiation of 210 nm. For each standard substance, a calibration curve is constructed taking into account the elution time and the known octanol/water partition coefficient. Based on the calibration curve, Log POW is calculated from the elution time of the liquid sample during HPLC.
[0310] Конкретные примеры фторсодержащего поверхностно-активного вещества включают те, которые описаны в публикации заявки на Патент США №2007/0015864, публикации заявки на Патент США №2007/0015865, публикации заявки на Патент США №2007/0015866 и публикации заявки на Патент США №2007/027 6103, публикации заявки на Патент США №2007/0117 914, публикации заявки на Патент США №2007/142541, публикации заявки на Патент США №2008/0015319, в патенте США №3250808, патенте США №3271341, в Выложенном патенте Японии №2003-119204, в Международной публикации № WO 20 05/0425 93, Международной публикации № WO 2008/060461, Международной публикации № WO 2007/046377, в Выложенном патенте Японии №2007-119526, в Международной публикация № WO 2007/046482, Международной публикации № WO 2007/046345, публикации заявки на Патент США №2014/0228531, Международной публикации № WO 2013/189824 и Международной публикации № WO 2013/18 9826.[0310] Specific examples of the fluorosurfactant include those described in U.S. Patent Application Publication No. 2007/0015864, U.S. Patent Application Publication No. 2007/0015865, U.S. Patent Application Publication No. 2007/0015866, and U.S. Patent Application Publication No. 2007/027 6103, U.S. Patent Application Publication No. 2007/0117 914, U.S. Patent Application Publication No. 2007/142541, U.S. Patent Application Publication No. 2008/0015319, U.S. Patent No. 3,250,808, U.S. Patent No. 3,271,341, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-119204, in International Publication No. WO 20 05/0425 93, International Publication No. WO 2008/060461, International Publication No. WO 2007/046377, Japanese Patent Laid-Open No. 2007-119526, International Publication No. WO 2007/046482, International Publication No. WO 2007/046345, U.S. Patent Application Publication No. 2014/0228531, International Publication No. WO 2013/189824, and International Publication No. WO 2013/18 9826.
[0311] Примеры анионного фторсодержащего поверхностно-активного вещества включают соединение, представленное следующей далее общей формулой (N0):[0311] Examples of the anionic fluorine-containing surfactant include a compound represented by the following general formula (N 0 ):
где Xn0 представляет собой Н, Cl или F; Rfn0 представляет собой линейную, разветвленную или циклическую алкиленовую группу, содержащую от 3 до 20 атомов углерода, в которой весь Н или его часть заменяется F; алкиленовую группу, необязательно содержащую одну или несколько связей простого эфира, в которых часть Н заменяется Cl и Y0 представляет собой анионную группу.where Xn 0 is H, Cl or F; Rf n0 is a linear, branched or cyclic alkylene group containing from 3 to 20 carbon atoms in which all or part of the H is replaced by F; an alkylene group optionally containing one or more ether bonds in which part of the H is replaced by Cl and Y 0 is an anionic group.
Анионная группа Y0 может представлять собой -СООМ, -SO2M или -SO3M и может представлять собой -СООМ или -SO3M.The anionic group Y 0 may be -СООМ, -SO 2 M or -SO 3 M and may be -СООМ or -SO 3 M.
М представляет собой Н, атом металла, NR7 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель, где R7 представляет собой Н или органическую группу.M is H, a metal atom, NR 7 4 , imidazolium optionally containing a substituent, pyridinium optionally containing a substituent, or phosphonium optionally containing a substituent, where R 7 is H or an organic group.
Примеры металла включают щелочные металлы (Группа 1) и щелочноземельные металлы (Группа 2), такие как Na, K или Li.Examples of metal include the alkali metals (Group 1) and alkaline earth metals (Group 2), such as Na, K, or Li.
R7 может представлять собой Н или органическую группу C1-10, может представлять собой Н или органическую группу С1-4 и может представлять собой Н или C1-4 алкильную группу.R 7 may be H or a C 1-10 organic group, may be H or a C 1-4 organic group, and may be H or a C 1-4 alkyl group.
М может представлять собой Н, атом металла или NR7 4, может представлять собой Н, щелочной металл (Группа 1), щелочноземельный металл (Группа 2) или NR7 4, и может представлять собой Н, Na, K, Li или NH4.M may be H, a metal atom, or NR 7 4 , may be H, an alkali metal (Group 1), an alkaline earth metal (Group 2), or NR 7 4 , and may be H, Na, K, Li, or NH 4 .
Rfn0 может быть таким, в котором 50% или более атомов Н заменяется фтором.Rf n0 may be one in which 50% or more of the H atoms are replaced by fluorine.
[0312] Примеры соединения, представленного общей формулой (N0), включают:[0312] Examples of the compound represented by the general formula (N 0 ) include:
соединение, представленное следующей далее общей формулой (N1):a compound represented by the following general formula (N 1 ):
где Xn0 представляет собой Н, Cl или F; m1 представляет собой целое число от 3 до 15 и Y0 является таким как определено выше;where Xn 0 is H, Cl or F; m1 is an integer from 3 to 15 and Y 0 is as defined above;
соединение, представленное следующей далее общей формулой (N2):a compound represented by the following general formula (N 2 ):
где Rfn1 представляет собой перфторалкильную группу, содержащую 1-5 атомов углерода; m2 представляет собой целое число от 0 до 3; Xn1 представляет собой F или CF3 и Y0 является таким как определено выше;where Rf n1 is a perfluoroalkyl group containing 1-5 carbon atoms; m2 is an integer from 0 to 3; X n1 is F or CF 3 and Y 0 is as defined above;
соединение, представленное следующей далее общей формулой (N3):a compound represented by the following general formula (N 3 ):
где Rfn2 представляет собой частично или полностью фторированную алкильную группу, содержащую 1-13 атомов углерода и необязательно содержащую эфирную связь; m3 представляет собой целое число от 1 до 3; Rfn3 представляет собой линейную или разветвленную перфторалкиленовую группу, содержащую 1-3 атома углерода; q равно 0 или 1 и Y0 является таким как определено выше;where Rf n2 is a partially or fully fluorinated alkyl group containing 1-13 carbon atoms and optionally containing an ether linkage; m3 is an integer from 1 to 3; Rf n3 is a linear or branched perfluoroalkylene group containing 1-3 carbon atoms; q is 0 or 1 and Y 0 is as defined above;
соединение, представленное следующей далее общей формулой (N4):a compound represented by the following general formula (N 4 ):
где Rfn4 представляет собой линейную или разветвленную, частично или полностью фторированную алкильную группу, содержащую от 1 до 12 атомов углерода и необязательно содержащую эфирную связь и/или атом хлора и Yn1 и Yn2 являются одинаковыми или различными и каждый из них представляет собой Н или F; р равно 0 или 1; иwhere Rf n4 is a linear or branched, partially or fully fluorinated alkyl group containing from 1 to 12 carbon atoms and optionally containing an ether linkage and/or a chlorine atom and Y n1 and Y n2 are the same or different and each of them is H or F; p is 0 or 1; and
соединение, представленное общей формулой (N5):a compound represented by the general formula (N 5 ):
где Xn2, Xn3 и Xn4 могут быть одинаковыми или различными, и каждый из них представляет собой Н, F или линейную или разветвленную, частично или полностью фторированную алкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода и необязательно содержащую эфирную связь; Rfn5 представляет собой линейную или разветвленную, частично или полностью фторированную алкиленовую группу, содержащую от 1 до 3 атомов углерода и необязательно содержащую эфирную связь; L представляет собой связывающую группу и Y0 имеет значения, определенные выше, при условии, что общее количество атомов углерода в Xn2, Xn3, Xn4 и Rfn5 составляет 18 или менее.where X n2 , X n3 and X n4 may be the same or different and each represents H, F or a linear or branched, partially or fully fluorinated alkyl group containing from 1 to 6 carbon atoms and optionally containing an ether linkage; Rf n5 represents a linear or branched, partially or fully fluorinated alkylene group containing from 1 to 3 carbon atoms and optionally containing an ether linkage; L represents a linking group and Y 0 has the meanings defined above, provided that the total number of carbon atoms in X n2 , X n3 , X n4 and Rf n5 is 18 or less.
[0313] Более конкретные примеры соединения, представленного общей формулой (N0), включают перфторкарбоновую кислоту (I), представленную следующей далее общей формулой (I), ω-Н перфторкарбоновую кислоту (II), представленную следующей далее общей формулой (II), перфторалкоксифторкарбоновую кислоту (III), представленную следующей далее общей формулой (III), перфторалкилалкиленкарбоновую кислоту (IV), представленную следующей далее общей формулой (IV), перфторалкоксифторкарбоновую кислоту (V), представленную следующей далее общей формулой (V), перфторалкилсульфоновую кислоту (VI), представленную следующей далее общей формулой (VI), ω-Н перфторсульфоновую кислоту (VII), представленную следующей далее общей формулой (VII), перфторалкилалкиленсульфоновую кислоту (VIII), представленную следующей далее общей формулой (VIII), алкилалкиленкарбоновую кислоту (IX), представленную следующей далее общей формулой (IX), фторкарбоновую кислоту (X), представленную следующей далее общей формулой (X), алкоксифторсульфоновую кислоту (XI), представленную следующей далее общей формулой (XI), соединение (XII), представленное следующей далее общей формулой (XII) и соединение (XIII), представленное следующей далее общей формулой (XIII).[0313] More specific examples of the compound represented by the general formula (N 0 ) include a perfluorocarboxylic acid (I) represented by the following general formula (I), an ω-H perfluorocarboxylic acid (II) represented by the following general formula (II), a perfluoroalkoxyfluorocarboxylic acid (III) represented by the following general formula (III), a perfluoroalkylalkylenecarboxylic acid (IV) represented by the following general formula (IV), a perfluoroalkoxyfluorocarboxylic acid (V) represented by the following general formula (V), a perfluoroalkylsulfonic acid (VI) represented by the following general formula (VI), an ω-H perfluorosulfonic acid (VII) represented by the following general formula (VII), a perfluoroalkylalkylenesulfonic acid (VIII) represented by the following general formula (VIII), an alkylalkylenecarboxylic acid (IX) represented by the following general formula (IX), a fluorocarboxylic acid (X) represented by the following general formula (X), an alkoxyfluorosulfonic acid (XI) represented by the following general formula (XI), a compound (XII) represented by the following general formula (XII), and a compound (XIII) represented by the following general formula (XIII).
[0314] Перфторкарбоновая кислота (I) представлена следующей далее общей формулой (I):[0314] Perfluorocarboxylic acid (I) is represented by the following general formula (I):
где n1 представляет собой целое число от 3 до 14 и М представляет собой Н, атом металла, NR7 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель, где R7 представляет собой Н или органическую группу.where n1 is an integer from 3 to 14 and M is H, a metal atom, NR 7 4 , imidazolium optionally containing a substituent, pyridinium optionally containing a substituent, or phosphonium optionally containing a substituent, where R 7 is H or an organic group.
[0315] ω-Н перфторкарбоновая кислота (II) представлена следующей далее общей формулой (II):[0315] ω-H perfluorocarboxylic acid (II) is represented by the following general formula (II):
где n2 представляет собой целое число от 4 до 15 и М является таким как определено выше.where n2 is an integer from 4 to 15 and M is as defined above.
[0316] Перфторэфиркарбоновая кислота (III) представлена следующей далее общей формулой (III):[0316] Perfluoroethercarboxylic acid (III) is represented by the following general formula (III):
где Rf1 представляет собой перфторалкильную группу, содержащую 1-5 атомов углерода; n3 представляет собой целое число от 0 до 3 и М является таким как определено выше.where Rf 1 is a perfluoroalkyl group containing 1-5 carbon atoms; n3 is an integer from 0 to 3 and M is as defined above.
[0317] Перфторалкилалкиленкарбоновая кислота (IV) представлена следующей далее общей формулой (IV):[0317] Perfluoroalkylalkylenecarboxylic acid (IV) is represented by the following general formula (IV):
где Rf2 представляет собой перфторалкильную группу, содержащую 1-5 атомов углерода; Rf3 представляет собой линейную или разветвленную перфторалкиленовую группу, содержащую 1-3 атома углерода; n4 представляет собой целое число от 1 до 3 и М является таким как определено выше.where Rf 2 is a perfluoroalkyl group containing 1-5 carbon atoms; Rf 3 is a linear or branched perfluoroalkylene group containing 1-3 carbon atoms; n4 is an integer from 1 to 3 and M is as defined above.
[0318] Алкоксифторкарбоновая кислота (V) представлена следующей далее общей формулой (V):[0318] Alkoxyfluorocarboxylic acid (V) is represented by the following general formula (V):
где Rf4 представляет собой линейную или разветвленную, частично или полностью фторированную алкильную группу, содержащую от 1 до 12 атомов углерода и необязательно содержащую эфирную связь и/или атом хлора; Y1 и Y2 являются одинаковыми или различными и каждый из них представляет собой Н или F и М является таким, как определено выше.wherein Rf 4 is a linear or branched, partially or fully fluorinated alkyl group containing from 1 to 12 carbon atoms and optionally containing an ether linkage and/or a chlorine atom; Y 1 and Y 2 are the same or different and each of them is H or F and M is as defined above.
[0319] Перфторалкилсульфоновая кислота (VI) представлена следующей далее общей формулой (VI):[0319] Perfluoroalkyl sulfonic acid (VI) is represented by the following general formula (VI):
где n5 представляет собой целое число от 3 до 14 и М является таким как определено выше.where n5 is an integer from 3 to 14 and M is as defined above.
[0320] ω-Н перфторсульфоновая кислота (VII) представлена следующей далее общей формулой (VII):[0320] ω-H perfluorosulfonic acid (VII) is represented by the following general formula (VII):
где n6 представляет собой целое число от 4 до 14 и М является таким как определено выше.where n6 is an integer from 4 to 14 and M is as defined above.
[0321] Перфторалкилалкиленсульфоновая кислота (VIII) представлена следующей далее общей формулой (VIII):[0321] Perfluoroalkylalkylene sulfonic acid (VIII) is represented by the following general formula (VIII):
где Rf5 представляет собой перфторалкильную группу, содержащую 1-13 атомов углерода; n7 представляет собой целое число от 1 до 3 и М является таким как определено выше.where Rf 5 is a perfluoroalkyl group containing 1-13 carbon atoms; n 7 is an integer from 1 to 3 and M is as defined above.
[0322] Алкилкиленкарбоновая кислота (IX) представлена следующей далее общей формулой (IX):[0322] Alkyl alkylene carboxylic acid (IX) is represented by the following general formula (IX):
где Rf6 представляет собой линейную или разветвленную, частично или полностью фторированную алкильную группу, содержащую 1-13 атомов углерода и необязательно содержащую эфирную связь; n8 представляет собой целое число от 1 до 3 и М является таким как определено выше.where Rf 6 is a linear or branched, partially or fully fluorinated alkyl group containing 1-13 carbon atoms and optionally containing an ether linkage; n8 is an integer from 1 to 3 and M is as defined above.
[0323] Фторкарбоновая кислота (X) представлена следующей далее общей формулой (X):[0323] Fluorocarboxylic acid (X) is represented by the following general formula (X):
где Rf7 представляет собой линейную или разветвленную, частично или полностью фторированную алкильную группу, содержащую 1-6 атомов углерода и необязательно содержащую эфирную связь и/или атом хлора; Rf8 представляет собой линейную или разветвленную, частично или полностью фторированную алкильную группу, содержащую 1-6 атомов углерода и М является таким как определено выше.where Rf 7 is a linear or branched, partially or fully fluorinated alkyl group containing 1-6 carbon atoms and optionally containing an ether linkage and/or a chlorine atom; Rf 8 is a linear or branched, partially or fully fluorinated alkyl group containing 1-6 carbon atoms and M is as defined above.
[0324] Алкоксифторсульфоновая кислота (XI) представлена следующей далее общей формулой (XI):[0324] Alkoxyfluorosulfonic acid (XI) is represented by the following general formula (XI):
где Rf9 представляет собой линейную или разветвленную, частично или полностью фторированную алкильную группу, содержащую 1-12 атомов углерода и, необязательно, содержащую эфирную связь и необязательно содержащую хлор; Y1 и Y2 являются одинаковыми или различными и, каждый, представляют собой Н или F и М является таким как определено выше.wherein Rf 9 is a linear or branched, partially or fully fluorinated alkyl group containing 1-12 carbon atoms and optionally containing an ether linkage and optionally containing chlorine; Y 1 and Y 2 are the same or different and each represent H or F and M is as defined above.
[0325] Соединение (XII) представлено следующей далее общей формулой (XII):[0325] Compound (XII) is represented by the following general formula (XII):
где X1, X2 и X3 являются одинаковыми или различными и представляют собой Н, F, и линейную или разветвленную, частично или полностью фторированную алкильную группу, содержащую 1-6 атомов углерода и необязательно содержащую эфирную связь; Rf10 представляет собой перфторалкиленовую группу, содержащую 1-3 атома углерода; L представляет собой связывающую группу и Y0 представляет собой анионную группу.where X 1 , X 2 and X 3 are the same or different and represent H, F, and a linear or branched, partially or fully fluorinated alkyl group containing 1-6 carbon atoms and optionally containing an ether linkage; Rf 10 is a perfluoroalkylene group containing 1-3 carbon atoms; L is a linking group and Y 0 is an anionic group.
Y0 может представлять собой -СООМ, -SO2M или -SO3M, и может представлять собой -SO3M или СООМ, где М является таким как определено выше.Y 0 may be -СООМ, -SO 2 M, or -SO 3 M, and may be -SO 3 M or СООМ, where M is as defined above.
Примеры L включают одинарную связь и частично или полностью фторированную алкиленовую группу, содержащую 1-10 атомов углерода и необязательно содержащую эфирную связь.Examples of L include a single bond and a partially or fully fluorinated alkylene group containing 1 to 10 carbon atoms and optionally containing an ether linkage.
[0326] Соединение (XIII) представлено следующей далее общей формулой (XIII):[0326] Compound (XIII) is represented by the following general formula (XIII):
где Rf11 представляет собой фторалкильную группу, содержащую 1-5 атомов углерода и содержащую хлор; n9 представляет собой целое число 0-3; n10 представляет собой целое число 0-3 и М является таким как определено выше. Пример соединения (XIII) представляет собой CF2ClO (CF2CF(CF3)О)n9(CF2O)n10CF2COONH4 (смесь, имеющая среднюю молекулярную массу 750, n9 и n10 в формуле такие, как описано выше).where Rf 11 is a fluoroalkyl group containing 1-5 carbon atoms and containing chlorine; n9 is an integer of 0-3; n10 is an integer of 0-3 and M is as defined above. An example of compound (XIII) is CF2ClO (CF2CF( CF3 ) O) n9 ( CF2O ) n10CF2COONH4 (a mixture having an average molecular weight of 750 , n9 and n10 in the formula are as described above).
[0327] Как упоминается выше, примеры анионного фторсодержащего поверхностно-активного вещества включают поверхностно-активное вещество на основе карбоновой кислоты и поверхностно-активное вещество на основе сульфоновой кислоты.[0327] As mentioned above, examples of the anionic fluorine-containing surfactant include a carboxylic acid-based surfactant and a sulfonic acid-based surfactant.
[0328] Фторсодержащее поверхностно-активное вещество может представлять собой один тип фторсодержащего поверхностно-активного вещества или оно может представлять собой смесь, содержащую два или более типов фторсодержащих поверхностно-активных веществ.[0328] The fluorosurfactant may be a single type of fluorosurfactant or it may be a mixture containing two or more types of fluorosurfactants.
[0329] Примеры фторсодержащего поверхностно-активного вещества включают соединения, представленные формулами, приведенными ниже. Фторсодержащее поверхностно-активное вещество может представлять собой смесь этих соединений. В одном варианте полимеризации фтормономер полимеризуют, по существу, в отсутствие соединений, представленных следующими формулами:[0329] Examples of the fluorosurfactant include compounds represented by the formulas below. The fluorosurfactant may be a mixture of these compounds. In one embodiment of the polymerization, the fluoromonomer is polymerized in the substantial absence of compounds represented by the following formulas:
F(CF2)7СООМ,F(CF 2 ) 7 COOM,
F(CF2)5COOM,F(CF 2 ) 5 COOM,
H(CF2)6СООМ,H(CF 2 ) 6 СООМ,
Н(CF2)7СООМ,H(CF 2 ) 7 COOM,
CF3O(CF2)3OCHFCF2COOM,CF 3 O(CF 2 ) 3 OCHFCF 2 COOM,
C3F7OCF(CF3)cF2OCF(CF3)СООМ,C 3 F 7 OCF(CF 3 ) c F 2 OCF(CF 3 ) COOM,
CF3CF2CF2OCF(CF3)cOOM,CF 3 CF 2 CF 2 OCF(CF 3 ) with OOM,
CF3CF2OCF2CF2OCF2COOM,CF 3 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 COOM,
C2F5OCF(CF3)cF2OCF(CF3)cOOM,C 2 F 5 OCF(CF 3 ) c F 2 OCF(CF 3 ) c OOM,
CF3OCF(CF3)cF2OCF(CF3)cOOM,CF 3 OCF(CF 3 ) with F 2 OCF(CF 3 ) with OOM,
CF2ClCF2CF2OCF(CF3)cF2OCF2COOM,CF 2 ClCF 2 CF 2 OCF(CF 3 ) c F 2 OCF 2 COOM,
CF2ClCF2CF2OCF2CF(CF3)OCF2COOM,CF 2 ClCF 2 CF 2 OCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 COOM,
CF2ClCF(CF3)OCF(CF3)cF2OCF2COOM иCF 2 ClCF(CF 3 )OCF(CF 3 ) with F 2 OCF 2 COOM and
CF2ClCF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2COOM,CF 2 ClCF(CF 3 )OCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 COOM,
где в каждой формуле М представляет собой Н, атом металла, NR7 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель; и R7 представляет собой Н или органическую группу.wherein in each formula M is H, a metal atom, NR 7 4 , imidazolium optionally containing a substituent, pyridinium optionally containing a substituent, or phosphonium optionally containing a substituent; and R 7 is H or an organic group.
[0330] Посредством полимеризации можно получить водную дисперсию, содержащую фторполимер. Фторполимер обычно присутствует при концентрации от 8 до 50% масс. в водной дисперсии, полученной посредством полимеризации. В водной дисперсии, нижний предел концентрации фторполимера предпочтительно составляет 10% масс., более предпочтительно 15% масс., тогда как верхний предел предпочтительно составляет 40% масс., а более предпочтительно 35% масс.[0330] An aqueous dispersion containing a fluoropolymer can be obtained by polymerization. The fluoropolymer is typically present at a concentration of 8 to 50% by weight in the aqueous dispersion obtained by polymerization. In the aqueous dispersion, the lower limit of the fluoropolymer concentration is preferably 10% by weight, more preferably 15% by weight, while the upper limit is preferably 40% by weight, and more preferably 35% by weight.
[0331] Содержание фторполимера в водной дисперсии представляет собой значение, полученное посредством сушки 1 г водной дисперсии в воздушной сушилке при 150°С в течение 60 минут, измерения массы нелетучего вещества и вычисления процентного содержания массы нелетучего вещества по отношению к массе водной дисперсии (1 г).[0331] The fluoropolymer content of the aqueous dispersion is a value obtained by drying 1 g of the aqueous dispersion in an air dryer at 150°C for 60 minutes, measuring the mass of the non-volatile matter, and calculating the percentage of the mass of the non-volatile matter relative to the mass of the aqueous dispersion (1 g).
[0332] <Фторполимер>[0332] <Fluoropolymer>
Согласно первому способу получения по настоящему изобретению получают фторполимер, в котором содержание единицы полимеризации, полученной из перфтормономера, во фторполимере составляет 90% моль или более по отношению ко всем единицам полимеризации фторполимера. Фторполимер, в котором содержание единицы полимеризации, полученной из перфтормономера, составляет 90% моль или более, не включает частично фторированный эластомер.According to the first method of production according to the present invention, a fluoropolymer is obtained in which the content of the polymerization unit derived from the perfluoromonomer in the fluoropolymer is 90% by mole or more relative to all polymerization units of the fluoropolymer. A fluoropolymer in which the content of the polymerization unit derived from the perfluoromonomer is 90% by mole or more does not include a partially fluorinated elastomer.
[0333] Предпочтительно, чтобы фторполимер имел долю ионного обмена (IXR) выше 53. Предпочтительный фторполимер либо вообще не содержит ионных групп, либо содержит ограниченное количество ионных групп, что приводит к доле ионного обмена примерно выше 100. Предпочтительная доля ионного обмена фторполимера предпочтительно составляет 1000 или более, более предпочтительно 2000 или более, а еще более предпочтительно 5000 или более.[0333] It is preferred that the fluoropolymer have an ion exchange ratio (IXR) greater than 53. A preferred fluoropolymer either contains no ionic groups at all or contains a limited number of ionic groups, resulting in an ion exchange ratio greater than about 100. The preferred ion exchange ratio of the fluoropolymer is preferably 1000 or more, more preferably 2000 or more, and even more preferably 5000 or more.
[0334] Процент замещения фтора во фторполимере, полученном первым способом получения по настоящему изобретению, предпочтительно составляет от 90 до 100% масс., а более предпочтительно 95% масс. или более. Фторполимер может представлять собой перфторполимер или перфторэластомер.[0334] The fluorine substitution percentage in the fluoropolymer obtained by the first production method of the present invention is preferably from 90 to 100% by mass, and more preferably 95% by mass or more. The fluoropolymer may be a perfluoropolymer or a perfluoroelastomer.
[0335] Процент замещения фтора можно вычислить по следующему уравнению.[0335] The percentage of fluorine substitution can be calculated using the following equation.
Процент замещения фтора (%) = (количество атомов фтора, связанных с атомами углерода, составляющими фторполимер) / ((количество атомов водорода, связанных с атомами углерода, составляющими фторполимер) + (количество атомов фтора и атомов хлора, связанных с атомами углерода, составляющими фторполимер)) × 100Percent fluorine substitution (%) = (number of fluorine atoms bonded to the carbon atoms that make up the fluoropolymer) / ((number of hydrogen atoms bonded to the carbon atoms that make up the fluoropolymer) + (number of fluorine atoms and chlorine atoms bonded to the carbon atoms that make up the fluoropolymer)) × 100
[0336] Примеры фторполимера, полученного первым способом получения по настоящему изобретению, включают политетрафторэтилен (PTFE); фтористую смолу, приготавливаемую из расплава, такого как сополимер TFE/HFP (FEP), сополимер TFE/простой (перфторалкилвиниловый эфир) (PFA, MFA и тому подобное), сополимер TFE/простой (перфторалкилаллиловый эфир) и электролитного предшественника полимера; и перфторэластомер.[0336] Examples of the fluoropolymer obtained by the first production method of the present invention include polytetrafluoroethylene (PTFE); a fluororesin prepared from a melt such as a TFE/HFP copolymer (FEP), a TFE/ether (perfluoroalkyl vinyl ether) copolymer (PFA, MFA, etc.), a TFE/ether (perfluoroalkyl allyl ether) copolymer and an electrolyte precursor polymer; and a perfluoroelastomer.
[0337] Среди них фторполимер предпочтительно представляет собой, по меньшей мере полимер, один, выбранный из группы, состоящей из PTFE и перфторэластомера.[0337] Among them, the fluoropolymer is preferably at least one polymer selected from the group consisting of PTFE and a perfluoroelastomer.
[0338] Фторполимер может иметь структуру сердцевина-оболочка. Пример фторполимера, имеющего структуру сердцевина-оболочка, представляет собой PTFE, содержащий сердцевину из высокомолекулярного PTFE и оболочку из PTFE с более низкой молекулярной масс. ой или из модифицированного PTFE в частице. Пример такого PTFE представляет собой PTFE, описанный в национальной публикации Международной патентной заявки №2005-527652.[0338] The fluoropolymer may have a core-shell structure. An example of a fluoropolymer having a core-shell structure is PTFE comprising a core of high molecular weight PTFE and a shell of PTFE with a lower molecular weight or modified PTFE in a particle. An example of such PTFE is PTFE described in National Publication of International Patent Application No. 2005-527652.
[0339] Структура сердцевина-оболочка может иметь следующие структуры[0339] The core-shell structure may have the following structures
Сердцевина: гомополимер TFE, оболочка: гомополимер TFE Сердцевина: модифицированный PTFE, оболочка: гомополимер TFECore: TFE homopolymer, shell: TFE homopolymer Core: modified PTFE, shell: TFE homopolymer
Сердцевина: модифицированный PTFE, оболочка: модифицированный PTFECore: modified PTFE, shell: modified PTFE
Сердцевина: гомополимер TFE, оболочка: модифицированный PTFECore: TFE homopolymer, shell: modified PTFE
Сердцевина: низкомолекулярный PTFE, оболочка: высокомолекулярный PTFECore: low molecular weight PTFE, shell: high molecular weight PTFE
Сердцевина: высокомолекулярный PTFE, оболочка: низкомолекулярный PTFECore: high molecular weight PTFE, shell: low molecular weight PTFE
[0340] Во фторполимере, имеющем структуру сердцевина-оболочка, нижний предел доли сердцевины предпочтительно составляет 0,5% масс., более предпочтительно 1,0% масс., еще более предпочтительно 3,0% масс., особенно предпочтительно 5,0% масс. и наиболее предпочтительно 10,0% масс. Верхний предел доли сердцевины предпочтительно составляет 99,5% масс., более предпочтительно 99,0% масс., еще более предпочтительно 98,0% масс., еще более предпочтительно 97,0% масс., особенно предпочтительно 95,0% масс., а наиболее предпочтительно 90,0% масс.[0340] In the fluoropolymer having a core-shell structure, the lower limit of the core proportion is preferably 0.5% by mass, more preferably 1.0% by mass, even more preferably 3.0% by mass, particularly preferably 5.0% by mass, and most preferably 10.0% by mass. The upper limit of the core proportion is preferably 99.5% by mass, more preferably 99.0% by mass, even more preferably 98.0% by mass, even more preferably 97.0% by mass, particularly preferably 95.0% by mass, and most preferably 90.0% by mass.
[0341] Во фторполимере, имеющем структуру сердцевина-оболочка, нижний предел доли оболочки предпочтительно составляет 0,5% масс., более предпочтительно 1,0% масс., еще более предпочтительно 3,0% масс., особенно предпочтительно 5,0% масс. и наиболее предпочтительно 10,0% масс. Верхний предел доли оболочки предпочтительно составляет 99,5% масс., более предпочтительно 99,0% масс., еще более предпочтительно 98,0% масс., еще более предпочтительно 97,0% масс., особенно предпочтительно 95,0% масс., а наиболее предпочтительно 90,0% масс.[0341] In the fluoropolymer having a core-shell structure, the lower limit of the shell proportion is preferably 0.5 mass%, more preferably 1.0 mass%, even more preferably 3.0 mass%, particularly preferably 5.0 mass%, and most preferably 10.0 mass%. The upper limit of the shell proportion is preferably 99.5 mass%, more preferably 99.0 mass%, even more preferably 98.0 mass%, even more preferably 97.0 mass%, particularly preferably 95.0 mass%, and most preferably 90.0 mass%.
[0342] Во фторполимере, имеющем структуру сердцевина-оболочка, сердцевина или оболочка могут состоять из двух или более слоев. Например, фторполимер может иметь трехслойную структуру, включающую центральную часть сердцевины из модифицированного PTFE, часть внешнего слоя сердцевины из гомополимера TFE и оболочку из модифицированного PTFE.[0342] In a fluoropolymer having a core-shell structure, the core or shell may consist of two or more layers. For example, the fluoropolymer may have a three-layer structure comprising a central core portion of modified PTFE, a portion of the outer core layer of a TFE homopolymer, and a shell of modified PTFE.
[0343] Примеры фторполимера, имеющего структуру сердцевина-оболочка, также включают структуры, в которых одна частица фторполимера имеет множество сердцевин.[0343] Examples of a fluoropolymer having a core-shell structure also include structures in which a single fluoropolymer particle has a plurality of cores.
[0344] Упомянутые выше (I) PTFE, (II) фтористая смола, перерабатываемая в расплаве, и (III) перфторэластомер, соответствующим образом полученные с помощью способа получения по настоящему изобретению, предпочтительно получают следующим образом.[0344] The above-mentioned (I) PTFE, (II) melt-processable fluororesin, and (III) perfluoroelastomer, respectively obtained by the production method of the present invention, are preferably obtained as follows.
[0345] (I) PTFE[0345] (I) PTFE
В первом способе получения по настоящему изобретению посредством полимеризации TFE в качестве перфтормономера можно получить PTFE (полимер TFE) в качестве фторполимера. PTFE предпочтительно представляет собой неплавкий PTFE.In the first production method of the present invention, PTFE (TFE polymer) can be obtained as a fluoropolymer by polymerizing TFE as a perfluoromonomer. PTFE is preferably non-melting PTFE.
[0346] В способе получения по настоящему изобретению полимеризацию TFE обычно осуществляют при температуре полимеризации от 10 до 150°С и давлении полимеризации от 0,05 до 5 МПа изб. Например, температура полимеризации более предпочтительно составляет 30°С или выше, а еще более предпочтительно 50°С или выше. Кроме того, температура полимеризации более предпочтительно составляет 120°С или ниже, а еще более предпочтительно 100°С или ниже. Кроме того, давление полимеризации более предпочтительно составляет 0,3 МПа изб. или выше, еще более предпочтительно 0,5 МПа изб. или выше, более предпочтительно 5,0 МПа изб. или ниже, а еще более предпочтительно 3,0 МПа изб. или ниже. В частности, с точки зрения улучшения выхода фторполимера давление полимеризации предпочтительно составляет 1,0 МПа изб. или выше, более предпочтительно 1,2 МПа изб. или выше, еще более предпочтительно 1,5 МПа изб. или выше и более предпочтительно 2,0. МПа изб. или выше.[0346] In the production method of the present invention, the polymerization of TFE is usually carried out at a polymerization temperature of 10 to 150°C and a polymerization pressure of 0.05 to 5 MPaG. For example, the polymerization temperature is more preferably 30°C or higher, and even more preferably 50°C or higher. In addition, the polymerization temperature is more preferably 120°C or lower, and even more preferably 100°C or lower. In addition, the polymerization pressure is more preferably 0.3 MPaG or higher, even more preferably 0.5 MPaG or higher, more preferably 5.0 MPaG or lower, and even more preferably 3.0 MPaG or lower. In particular, from the viewpoint of improving the yield of the fluoropolymer, the polymerization pressure is preferably 1.0 MPaG or higher, more preferably 1.2 MPaG or higher, even more preferably 1.5 MPaG or higher, and more preferably 2.0. MPa excess or higher.
[0347] В одном варианте осуществления реакцию полимеризации инициируют посредством загрузки чистой воды в реакционную емкость высокого давления, оборудованную мешалкой, системы раскисления, загрузки TFE, повышения температуры до заданного уровня и добавления инициатора полимеризации. Когда давление снижается по мере развития реакции, дополнительный TFE подается непрерывно или периодически для поддержания начального давления. Когда количество подаваемого TFE достигает заданного уровня, подачу прекращают, а затем TFE в реакционной емкости продувают и температуру возвращают к комнатной температуре, в результате чего реакция завершается. Дополнительный TFE можно добавлять непрерывно или периодически, чтобы предотвратить падение давления.[0347] In one embodiment, the polymerization reaction is initiated by loading pure water into a high-pressure reaction vessel equipped with a stirrer, a deoxidation system, loading TFE, raising the temperature to a predetermined level, and adding a polymerization initiator. As the pressure decreases as the reaction progresses, additional TFE is fed continuously or intermittently to maintain the initial pressure. When the amount of TFE fed reaches the predetermined level, the feed is stopped, and then the TFE in the reaction vessel is purged and the temperature is returned to room temperature, resulting in the completion of the reaction. Additional TFE can be added continuously or intermittently to prevent a pressure drop.
[0348] При получении полимера TFE (PTFE) можно использовать в сочетании различные известные модифицирующие мономеры. Полимер TFE по настоящему изобретению представляет собой концепцию, которая охватывает не только гомополимер TFE, но также неплавкий сополимер TFE и модифицирующий мономер (далее упоминаемый «модифицированный PTFE»).[0348] In producing a TFE (PTFE) polymer, various known modifying monomers can be used in combination. The TFE polymer of the present invention is a concept that encompasses not only a TFE homopolymer, but also a non-melting TFE copolymer and a modifying monomer (hereinafter referred to as "modified PTFE").
[0349] Модифицирующий мономер может представлять собой любой модифицирующий мономер, сополимеризуемый с TFE, и его примеры включают фтормономер и мономер отличный от фтормономера. Кроме того, можно использовать один или несколько видов модифицирующих мономеров.[0349] The modifying monomer may be any modifying monomer copolymerizable with TFE, and examples thereof include a fluoromonomer and a monomer other than a fluoromonomer. Furthermore, one or more kinds of modifying monomers may be used.
[0350] Пример мономера отличного от фтормономера представляет собой, но, не ограничиваясь этим, мономер, представленный общей формулой:[0350] An example of a monomer other than a fluoromonomer includes, but is not limited to, a monomer represented by the general formula:
CH2=CRQ1-LRQ2 CH 2 =CR Q1 -LR Q2
где RQ1 представляет собой атом водорода или алкильную группу; L представляет собой одинарную связь -СО-О-*, -O-СО-* или -О-; * представляет положение связи с RQ2; и RQ2 представляет собой атом водорода, алкильную группу или нитрильную группу.where R Q1 represents a hydrogen atom or an alkyl group; L represents a single bond -CO-O-*, -O-CO-*, or -O-; * represents the bond position with R Q2 ; and R Q2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a nitrile group.
[0351] Примеры мономера отличного от фтормономера включают метилакрилат, метилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, пропилакрилат, пропилметакрилат, бутилакрилат, бутилметакрилат, гексилметакрилат, циклогексилметакрилат, винилметакрилат, винилацетат, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, акрилонитрил, метакрилонитрил, простой этилвиниловый эфир и простой циклогексилвиниловый эфир. Из них мономер отличный от фтормономера предпочтительно представляет собой бутилметакрилат, винилацетат или акриловую кислоту.[0351] Examples of the monomer other than the fluoromonomer include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, vinyl methacrylate, vinyl acetate, acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, methacrylonitrile, ethyl vinyl ether, and cyclohexyl vinyl ether. Of these, the monomer other than the fluoromonomer is preferably butyl methacrylate, vinyl acetate, or acrylic acid.
[0352] Примеры фтормономера включают перфторолефины, такие как гексафторпропилен (HFP); фторолефины, содержащие водород, такие как трифторэтилен и винилиденфторид (VDF); пергалогенолефины, такие как хлортрифторэтилен; простые перфторвиниловые эфиры; (перфторалкил)этилены; и простые перфтораллиловые эфиры.[0352] Examples of the fluoromonomer include perfluoroolefins such as hexafluoropropylene (HFP); hydrogen-containing fluoroolefins such as trifluoroethylene and vinylidene fluoride (VDF); perhaloolefins such as chlorotrifluoroethylene; perfluorovinyl ethers; (perfluoroalkyl)ethylenes; and perfluoroallyl ethers.
[0353] Примеры простого перфторвинилового эфира включают, но, не ограничиваясь этим, перфтор-ненасыщенное соединение, представленное следующей далее общей формулой (А):[0353] Examples of the perfluorovinyl ether include, but are not limited to, a perfluoro-unsaturated compound represented by the following general formula (A):
где Rf представляет собой перфторорганическую группу. «Перфторорганическая группа» в настоящем описании означает органическую группу, в которой все атомы водорода, связанные с атомами углерода, изменяются атомами фтора. Перфторорганическая группа необязательно содержит эфирный кислород.where Rf represents a perfluoroorganic group. "Perfluoroorganic group" as used herein means an organic group in which all hydrogen atoms bonded to carbon atoms are replaced by fluorine atoms. The perfluoroorganic group optionally contains an etheric oxygen.
[0354] Примеры простого перфторвинилового эфира включают простой (перфторалкилвиниловый эфир) (PAVE), в котором Rf представляет собой перфторалкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, в общей формуле (А). Перфторалкильная группа предпочтительно содержит от 1 до 5 атомов углерода.[0354] Examples of the perfluorovinyl ether include a (perfluoroalkyl vinyl ether) (PAVE) in which Rf is a perfluoroalkyl group containing 1 to 10 carbon atoms in the general formula (A). The perfluoroalkyl group preferably contains 1 to 5 carbon atoms.
[0355] Примеры простой перфторалкильной группы в PAVE включают перфторметильную группу, перфторэтильную группу, перфторпропильную группу, перфторбутильную группу, перфторпентильную группу и перфторгексильную группу.[0355] Examples of a simple perfluoroalkyl group in PAVE include a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluoropentyl group, and a perfluorohexyl group.
[0356] Примеры простого перфторвинилового эфира также включают: эфиры, представленные общей формулой (А), в которой Rf представляет собой перфтор(алкоксиалкильную) группу, содержащую от 4 до 9 атомов углерода; простые эфиры, в которых Rf представляет собой группу, представленную следующей формулой:[0356] Examples of the perfluorovinyl ether also include: ethers represented by the general formula (A) in which Rf is a perfluoro(alkoxyalkyl) group having 4 to 9 carbon atoms; ethers in which Rf is a group represented by the following formula:
[0357][0357]
[0358] где m представляет собой 0 или целое число от 1 до 4; и те, в которых Rf представляет собой группу, представленную следующей формулой:[0358] where m is 0 or an integer from 1 to 4; and those in which Rf is a group represented by the following formula:
[0359] CF3CF2CF2-(O-CF(CF3)-CF2)n-[0359] CF 3 CF 2 CF 2 -(O-CF(CF 3 )-CF 2 ) n -
где n представляет собой целое число от 1 до 4.where n is an integer from 1 to 4.
[0360] Примеры водородсодержащего фторолефина включают CH2=CF2, CFH=CH2, CFH=CF2, CH2=CFCF3, CH2=CHCF3, CHF=CHCF3 (E изомер) и CHF=CHCF3 (Z изомер).[0360] Examples of the hydrogen-containing fluoroolefin include CH2 = CF2 , CFH= CH2 , CFH= CF2 , CH2 = CFCF3 , CH2 = CHCF3 , CHF= CHCF3 (E isomer), and CHF= CHCF3 (Z isomer).
[0361] Примеры (перфторалкил)этилена (PFAE) включают, но, не ограничиваясь этим, (перфторбутил)этилен (PFBE) и (перфторгексил)этилен.[0361] Examples of (perfluoroalkyl)ethylene (PFAE) include, but are not limited to, (perfluorobutyl)ethylene (PFBE) and (perfluorohexyl)ethylene.
[0362] Пример простого перфтораллилового эфира представляет собой фтормономер, представленный общей формулой:[0362] An example of a simple perfluoroallyl ether is a fluoromonomer represented by the general formula:
CF2=CF-CF2-ORfCF 2 =CF-CF 2 -ORf
где Rf представляет перфторорганическую группу.where Rf represents the perfluoroorganic group.
[0363] Rf в приведенной выше общей формуле такой же, как Rf в общей формуле (А). Rf предпочтительно представляет собой перфторалкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или перфторалкоксиалкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода. Простой перфтораллиловый эфир предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один эфир, выбранный из группы, состоящей из CF2=CF-CF2-O-CF3, CF2=CF-CF2-O-C2F5, CF2=CF-CF2-O-C3F7, и CF2=CF-CF2-O-C4F9, более предпочтительно, по меньшей мере, один простой эфир, выбранный из группы, состоящей из CF2=CF-CF2-O-C2F5, CF2=CF-CF2-O-C3F7 и CF2=CF-CF2-O-C4F9, а еще более предпочтительно CF2=CF-CF2-O-CF2CF2CF3.[0363] Rf in the above general formula is the same as Rf in the general formula (A). Rf is preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a perfluoroalkoxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms. The perfluoroallyl ether is preferably at least one ether selected from the group consisting of CF2 =CF- CF2 - O - CF3 , CF2 =CF- CF2 - OC2F5 , CF2 = CF-CF2- OC3F7 , and CF2 =CF- CF2 - OC4F9 , more preferably at least one ether selected from the group consisting of CF2 =CF- CF2 - OC2F5 , CF2 =CF- CF2 - OC3F7 , and CF2 =CF- CF2 - OC4F9 , and even more preferably CF2 = CF-CF2 - O - CF2CF2CF3 .
[0364] Модифицирующий мономер также предпочтительно представляет собой модифицирующий мономер (3), имеющий отношение реакционных способностей мономера от 0,1 до 8. Присутствие модифицирующего мономера (3) позволяет получать частицы PTFE, имеющие малый размер частиц и тем самым получать водную дисперсию, имеющую высокую стабильность дисперсии.[0364] The modifying monomer is also preferably a modifying monomer (3) having a monomer reactivity ratio of 0.1 to 8. The presence of the modifying monomer (3) makes it possible to obtain PTFE particles having a small particle size and thereby obtain an aqueous dispersion having high dispersion stability.
[0365] Здесь отношение реакционных способностей мономера при сополимеризации с TFE представляет собой значение, полученное посредством деления константы скорости в случае, когда растущие радикалы реагируют с TFE, на константу скорости в случае, когда растущие радикалы реагируют с модифицирующими мономерами, в случае что растущих радикалов меньше, чем повторяющихся единиц, полученных из TFE. Меньшее отношение реакционных способностей мономера указывает на более высокую реакционную способность модифицирующих мономеров с TFE. Отношение реакционных способностей мономера можно определить посредством сополимеризации TFE с модифицирующими мономерами, определяющими композиционные особенности полимера, образующегося сразу после инициирования, и вычисления отношения реакционных способностей мономера по уравнению Файнмана-Росса.[0365] Here, the ratio of monomer reactivities in copolymerization with TFE is a value obtained by dividing the rate constant in the case where the propagating radicals react with TFE by the rate constant in the case where the propagating radicals react with the modifying monomers, in the case where the propagating radicals are fewer than the repeating units derived from TFE. A lower ratio of monomer reactivities indicates a higher reactivity of the modifying monomers with TFE. The ratio of monomer reactivities can be determined by copolymerizing TFE with modifying monomers that determine the compositional features of the polymer formed immediately after initiation and calculating the ratio of monomer reactivities using the Fineman-Ross equation.
[0366] Сополимеризацию осуществляют, используя 3600 г деионизированной дегазированной воды, 1000 м.д. масс. перфтороктаноата аммония по отношению к воде и 100 г парафинового воска, содержащихся в автоклаве из нержавеющей стали с внутренним объемом 6,0 л при давлении 0,7 8 МПа изб. и температуре 70°С. В реактор добавляют модифицирующий мономер в количестве 0,05 г, 0,1 г, 0,2 г, 0,5 г или 1,0 г, а затем 0,072 г персульфата аммония (20 м.д. масс. ) по отношению к воде). Для поддержания давления полимеризации на уровне 0,78 МПа изб. в него непрерывно вводят TFE. Когда загруженное количество TFE достигнет 1000 г, перемешивание прекращают и давление сбрасывают до тех пор, пока давление в реакторе не снизится до атмосферного. После охлаждения парафиновый воск отделяют с получением водной дисперсии, содержащей полученный полимер. Водную дисперсию перемешивают до коагуляции полученного полимера и сушат полимер при температуре 150°С. Композиционные особенности полученного полимера вычисляются посредством соответствующего сочетания ЯМР, FT-IR, элементного анализа и рентгенофлуоресцентного анализа в зависимости от типов мономеров.[0366] The copolymerization is carried out using 3600 g of deionized degassed water, 1000 ppm by weight of ammonium perfluorooctanoate relative to water and 100 g of paraffin wax contained in a stainless steel autoclave with an internal volume of 6.0 L at a pressure of 0.7 8 MPa g and a temperature of 70°C. The modifying monomer is added to the reactor in an amount of 0.05 g, 0.1 g, 0.2 g, 0.5 g or 1.0 g, followed by 0.072 g of ammonium persulfate (20 ppm by weight relative to water). TFE is continuously introduced into the reactor to maintain the polymerization pressure at 0.78 MPa g. When the charged amount of TFE reaches 1000 g, stirring is stopped and the pressure is released until the pressure in the reactor decreases to atmospheric pressure. After cooling, the paraffin wax is separated to yield an aqueous dispersion containing the resulting polymer. The aqueous dispersion is stirred until the resulting polymer coagulates and then dried at 150°C. The compositional properties of the resulting polymer are determined using an appropriate combination of NMR, FT-IR, elemental analysis, and X-ray fluorescence analysis, depending on the monomer types.
[0367] Модифицирующий мономер (3), имеющий отношение реакционных способностей мономера от 0,1 до 8, предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из модифицирующих мономеров, представленных формулами (3а)-(3d):[0367] The modifying monomer (3) having a monomer reactivity ratio of 0.1 to 8 is preferably at least one monomer selected from the group consisting of modifying monomers represented by formulas (3a) to (3d):
где Rf1 представляет собой перфторалкильную группу, содержащую 1-10 атомов углерода;where Rf 1 is a perfluoroalkyl group containing 1-10 carbon atoms;
где Rf2 представляет собой перфторалкильную группу, содержащую 1-2 атомов углерода;where Rf 2 is a perfluoroalkyl group containing 1-2 carbon atoms;
где n равно 1 или 2; иwhere n is 1 or 2; and
[0368][0368]
где каждый из X3 и X4 представляет собой F, Cl или метоксигруппу и Y представлен формулой Y1 или Y2;where each of X 3 and X 4 is F, Cl or a methoxy group and Y is represented by the formula Y 1 or Y 2 ;
[0369][0369]
в формуле Y2 каждый из Z и Z' представляют собой F или фторированную алкильную группу, содержащую от 1 до 3 атомов углерода.in formula Y 2, each of Z and Z' represents F or a fluorinated alkyl group containing from 1 to 3 carbon atoms.
[0370] Содержание модифицирующей единицы мономера (3) предпочтительно находится в диапазоне от 0,00001 до 1,0% масс. по отношению ко всем единицам полимеризации в PTFE. Его нижний предел более предпочтительно составляет 0,0001% масс., более предпочтительно 0,0005% масс., еще более предпочтительно 0,001% масс., еще более предпочтительно 0,005% масс. Верхний предел составляет в порядке предпочтительности 0,90% масс., 0,50% масс., 0,40% масс., 0,30% масс., 0,20% масс., 0,15% масс., 0,10% масс., 0,08% масс., 0,05% масс. или 0,01% масс.[0370] The content of the modifying unit of the monomer (3) is preferably in the range of 0.00001 to 1.0 mass % with respect to all polymerization units in PTFE. The lower limit thereof is more preferably 0.0001 mass %, more preferably 0.0005 mass %, still more preferably 0.001 mass %, still more preferably 0.005 mass %. The upper limit is, in order of preference, 0.90 mass %, 0.50 mass %, 0.40 mass %, 0.30 mass %, 0.20 mass %, 0.15 mass %, 0.10 mass %, 0.08 mass %, 0.05 mass % or 0.01 mass %.
[0371] Модифицирующий мономер предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из гексафторпропилена, хлортрифторэтилена, винилиденфторида, простых(перфторалкилвиниловых эфиров), (перфторалкил)этиленов, этилена и модифицирующих мономеров, содержащих функциональную группу, способную взаимодействовать посредством радикальной полимеризации, и гидрофильную группу, с целью получения водной дисперсии с небольшим средним размером первичных частиц, небольшим отношением размеров первичных частиц и превосходной стабильностью. Использование модифицирующего мономера позволяет получить водную дисперсию PTFE с меньшим средним размером первичных частиц, малым аспектным отношением первичных частиц и превосходной стабильностью дисперсии, а также можно получить водную дисперсию с небольшим количеством некоагулированного полимера.[0371] The modifying monomer is preferably at least one monomer selected from the group consisting of hexafluoropropylene, chlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride, (perfluoroalkyl vinyl ethers), (perfluoroalkyl)ethylenes, ethylene and modifying monomers containing a functional group capable of reacting by radical polymerization and a hydrophilic group, in order to obtain an aqueous dispersion with a small average primary particle size, a small aspect ratio of the primary particles and excellent stability. The use of the modifying monomer makes it possible to obtain an aqueous PTFE dispersion with a smaller average primary particle size, a small aspect ratio of the primary particles and excellent dispersion stability, and it is also possible to obtain an aqueous dispersion with a small amount of uncoagulated polymer.
[0372] С точки зрения реакционной способности относительно TFE, модифицирующий мономер предпочтительно содержит, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из гексафторпропилена, простого (перфторалкилвинилового эфира) и (перфторалкил)этилена.[0372] From the viewpoint of reactivity with respect to TFE, the modifying monomer preferably contains at least one monomer selected from the group consisting of hexafluoropropylene, (perfluoroalkyl vinyl ether) and (perfluoroalkyl)ethylene.
Более предпочтительно, чтобы модифицирующий мономер содержал, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из гексафторпропилена, простого (перфторметилвинилового эфира), простого (перфторпропилвинилового эфира), (перфторбутил)этилена, (перфторгексил)этилена и (перфтороктил)этилена.More preferably, the modifying monomer comprises at least one monomer selected from the group consisting of hexafluoropropylene, (perfluoromethyl vinyl ether), (perfluoropropyl vinyl ether), (perfluorobutyl)ethylene, (perfluorohexyl)ethylene and (perfluorooctyl)ethylene.
Общее количество единицы гексафторпропилена, единицы простого (перфторалкилвинилового эфира) и единицы (перфторалкил)этилена предпочтительно находится в диапазоне от 0,00001 до 1% масс. по отношению ко всем единицам полимеризации в PTFE. Нижний предел их общего количества более предпочтительно составляет 0,0001% масс., более предпочтительно 0,0005% масс., еще более предпочтительно 0,001% масс., а еще более предпочтительно 0,005% масс. Верхний предел составляет в порядке предпочтительности 0,80% масс., 0,70% масс., 0,50% масс., 0,40% масс., 0,30% масс., 0,20% масс., 0,15% масс., 0,10% масс., 0,08% масс., 0,05% масс. или 0,01% масс.The total amount of the hexafluoropropylene unit, the (perfluoroalkyl vinyl ether) unit and the (perfluoroalkyl)ethylene unit is preferably in the range of 0.00001 to 1% by mass with respect to all polymerization units in PTFE. The lower limit of their total amount is more preferably 0.0001% by mass, more preferably 0.0005% by mass, even more preferably 0.001% by mass, and still more preferably 0.005% by mass. The upper limit is, in order of preference, 0.80% by mass, 0.70% by mass, 0.50% by mass, 0.40% by mass, 0.30% by mass, 0.20% by mass, 0.15% by mass, 0.10% by mass, 0.08% by mass, 0.05% by mass or 0.01% by mass.
[0373] Модифицирующий мономер предпочтительно включает модифицирующий мономер, содержащий функциональную группу, способную взаимодействовать посредством радикальной полимеризации, и гидрофильную группу (далее именуемый «модифицирующий мономер (А)»).[0373] The modifying monomer preferably includes a modifying monomer containing a functional group capable of reacting through radical polymerization and a hydrophilic group (hereinafter referred to as “modifying monomer (A)”).
[0374] Присутствие модифицирующего мономера (А) позволяет получить частицы PTFE, имеющие малый размер первичных частиц, и тем самым получить водную дисперсию, имеющую высокую стабильность дисперсии. Также можно уменьшить количество некоагулированного полимера. Кроме того, можно уменьшить аспектное отношение первичных частиц.[0374] The presence of the modifying monomer (A) makes it possible to obtain PTFE particles having a small primary particle size, and thereby to obtain an aqueous dispersion having high dispersion stability. It is also possible to reduce the amount of uncoagulated polymer. In addition, it is possible to reduce the aspect ratio of the primary particles.
[0375] Количество используемого модифицирующего мономера (А) предпочтительно представляет собой количество, превышающее количество, эквивалентное 0,1 м.д. масс. водной среды, более предпочтительно количество, превышающее 0,5 м.д. масс., еще более предпочтительно количество, превышающее 1,0 м.д. масс., более предпочтительно 5 м.д. масс. или более, а особенно предпочтительно 10 м.д. масс. или более. Когда количество используемого модифицирующего мономера (А) слишком мало, средний размер первичных частиц полученного PTFE может быть недостаточно малым.[0375] The amount of the modifying monomer (A) used is preferably an amount exceeding an amount equivalent to 0.1 ppm by mass of the aqueous medium, more preferably an amount exceeding 0.5 ppm by mass, still more preferably an amount exceeding 1.0 ppm by mass, more preferably 5 ppm by mass or more, and particularly preferably 10 ppm by mass or more. When the amount of the modifying monomer (A) used is too small, the average primary particle size of the obtained PTFE may not be small enough.
Количество используемого модифицирующего мономера (А) может находиться в указанном выше диапазоне, но, например, верхний предел может устанавливается на уровне 5000 м.д. масс. В способе получения, модифицирующий мономер (А) также может добавляться в систему во время реакции, чтобы улучшить стабильность водной дисперсии во время реакции или после нее.The amount of modifying monomer (A) used may be within the range specified above, but, for example, the upper limit may be set at 5000 ppm by weight. In the production method, the modifying monomer (A) may also be added to the system during the reaction to improve the stability of the aqueous dispersion during or after the reaction.
[0376] Поскольку модифицирующий мономер (А) обладает высокой водорастворимостью, даже если непрореагировавший модифицирующий мономер (А) остается в водной дисперсии, его можно легко удалить на стадии концентрирования или на стадиях коагуляции и промывания.[0376] Since the modifying monomer (A) has high water solubility, even if unreacted modifying monomer (A) remains in the aqueous dispersion, it can be easily removed in the concentration step or in the coagulation and washing steps.
[0377] Модифицирующий мономер (А) включается в полученный полимер в процессе полимеризации, но поскольку концентрация модифицирующего мономера (А) в самой системе полимеризации низкая, а количество, включенное в полимер, невелико, то не имеется проблемы термостойкости PTFE или изменения цвета после спекания.[0377] The modifying monomer (A) is incorporated into the obtained polymer during the polymerization process, but since the concentration of the modifying monomer (A) in the polymerization system itself is low and the amount incorporated into the polymer is small, there is no problem of heat resistance of PTFE or color change after sintering.
[037 8] Примеры гидрофильной группы в модифицирующем мономере (А) включают -NH2, -PO3M, -OPO3M, -SO3M, -OSO3M и -СООМ, где М представляет собой Н, атом металла, NR7 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель, где R7y представляют собой Н или органическую группу и могут быть одинаковыми или различными, и любые два из этих остатков могут связываться друг с другом с образованием кольца. Из них гидрофильная группа предпочтительно представляет собой -SO3M или -СООМ. Органическая группа в R7y предпочтительно представляет собой алкильную группу. R7y предпочтительно представляет собой Н или органическую группу С1-10, более предпочтительно Н или органическую группу С1-4, а еще более предпочтительно Н или C1-4 алкильную группу.[037 8] Examples of the hydrophilic group in the modifying monomer (A) include -NH 2 , -PO 3 M, -OPO 3 M, -SO 3 M, -OSO 3 M and -COOM, wherein M is H, a metal atom, NR 7 4 , imidazolium optionally having a substituent, pyridinium optionally having a substituent, or phosphonium optionally having a substituent, wherein R 7y are H or an organic group and may be the same or different, and any two of these residues can bond to each other to form a ring. Of these, the hydrophilic group is preferably -SO 3 M or -COOM. The organic group in R 7y is preferably an alkyl group. R 7y is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or a C 1-4 organic group, and even more preferably H or a C 1-4 alkyl group.
Примеры атома металла включают атомы одновалентных и двухвалентных металлов, щелочных металлов (Группа 1) и щелочноземельных металлов (Группа 2), а предпочтительными являются Na, K или Li.Examples of the metal atom include atoms of monovalent and divalent metals, alkali metals (Group 1) and alkaline earth metals (Group 2), and Na, K or Li are preferred.
[0379] Примеры «функциональной группы, способной взаимодействовать посредством радикальной полимеризации» в модифицирующем мономере (А) включают группы, имеющие этилен-ненасыщенную связь, такие как винильная группа или аллильная группа. Группу, содержащую этилен-ненасыщенную связь, можно представить следующей формулой:[0379] Examples of the "functional group capable of reacting through radical polymerization" in the modifying monomer (A) include groups having an ethylenically unsaturated bond, such as a vinyl group or an allyl group. The group containing an ethylenically unsaturated bond can be represented by the following formula:
CXeXg=CXfR-CX e X g =CX f R-
где Xe, Xf и Xg, каждый, независимо представляют собой F, Cl, Н, CF3, CF2H, CFH2 или СН3; и R представляет собой связывающую группу. Примеры связывающей группы R включают связывающую группу Ra, описанную ниже. Предпочтительными являются группы, содержащие ненасыщенную связь, такие как -СН=СН2, -CF=CH2, -CH=CF2, -CF=CF2, -СН2-СН=СН2, -CF2-CF=CH2, -CF2-CF=CF2, - (C=O)-CH=CH2, -(C=O)-CF=CH2, -(C=O)-CH=CF2, -(C=O)-CF=CF2, -(C=O)-C(CH3)=CH2, -(C=O)-C(CF3)=CH2, -(C=O)-C(CH3)=CF2, -(C=O)-C(CF3)=CF2, -O-CH2-CH=CH2, -O-CF2-CF=CH2, -O-CH2-CH=CF2 и -O-CF2-CF=CF2.where X e , X f , and X g each independently represent F, Cl, H, CF 3 , CF 2 H, CFH 2 , or CH 3 ; and R represents a linking group. Examples of the linking group R include the linking group R a , described below. Preferred are groups containing an unsaturated bond such as -CH=CH 2 , -CF=CH 2 , -CH=CF 2 , -CF=CF 2 , -CH 2 -CH=CH 2 , -CF 2 -CF=CH 2 , -CF 2 -CF=CF 2 , - (C=O)-CH=CH 2 , -(C=O)-CF=CH 2 , -(C=O)-CH=CF 2 , -(C=O)-CF=CF 2 , -(C=O)-C(CH 3 )=CH 2 , -(C=O)-C(CH 3 )=CF 2 , -(C=O)-C(CF 3 )=CF 2 , -(C=O)-C(CF 3 )=CF 2 , -O-CH 2 -CH=CH 2 , -O-CF 2 -CF=CH 2 , -O-CH 2 -CH=CF 2 and -O-CF 2 -CF=CF 2 .
[0380] Поскольку модифицирующий мономер (А) содержит функциональную группу, способную взаимодействовать посредством радикальной полимеризации, предполагается, что при использовании во время полимеризации он взаимодействует с фторсодержащим мономером на начальной стадии реакции полимеризации с образованием частиц, которые содержат гидрофильную группу, полученную из модифицирующего мономера (А), и обладают высокой стабильностью. Таким образом, считается, что полимеризация в присутствии модифицирующего мономера (А) приводит к увеличению количества частиц.[0380] Since the modifying monomer (A) contains a functional group capable of reacting via radical polymerization, it is assumed that when used during polymerization, it reacts with the fluorine-containing monomer at the initial stage of the polymerization reaction to form particles that contain a hydrophilic group derived from the modifying monomer (A) and have high stability. Thus, it is believed that polymerization in the presence of the modifying monomer (A) leads to an increase in the number of particles.
[0381] Полимеризацию можно осуществлять в присутствии одного вида модифицирующего мономера (А) или в присутствии двух или более его видов.[0381] The polymerization can be carried out in the presence of one type of modifying monomer (A) or in the presence of two or more types thereof.
[0382] При полимеризации в качестве модифицирующего мономера (А) можно использовать соединение, содержащее ненасыщенную связь.[0382] In polymerization, a compound containing an unsaturated bond can be used as a modifying monomer (A).
[0383] Модифицирующий мономер (А) предпочтительно представляет собой соединение, представленное общей формулой (4):[0383] The modifying monomer (A) is preferably a compound represented by the general formula (4):
где Xi, Xj и Xk, каждый, независимо представляют собой F, Cl, Н или CF3; Y3 представляет собой гидрофильную группу; Ra представляет собой связывающую группу; Z1 и Z2, каждый, независимо представляют собой Н, F или CF3 и k равно 0 или 1.where X i , X j and X k each independently represent F, Cl, H or CF 3 ; Y 3 represents a hydrophilic group; Ra represents a linking group; Z 1 and Z 2 each independently represent H, F or CF 3 and k is 0 or 1.
Примеры гидрофильной группы включают -NH2, -PO3M, -OPO3M, -SO3M, -OSO3M и -СООМ, где М представляет Н, атом металла, NR7y 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащей заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель, где R7y представляют собой Н или органическую группу и могут быть одинаковыми или различными, и любые два из этих остатков могут связываться друг с другом с образованием кольца. Из них гидрофильная группа предпочтительно представляет собой -SO3M или -СООМ. Органическая группа в R7y предпочтительно представляет собой алкильную группу. R7y предпочтительно представляет собой Н или органическую группу C1-10, более предпочтительно Н или органическую группу C1-4 и еще более предпочтительно Н или C1-4 алкильную группу. Примеры атома металла включают атомы одновалентных и двухвалентных металлов, щелочных металлов (Группа 1) и щелочноземельных металлов (Группа 2), и предпочтительными являются Na, K или Li.Examples of the hydrophilic group include -NH2, -PO3M, -OPO3M, -SO3M, -OSO3M and -COOM, wherein M is H, a metal atom, NR7y4 , imidazolium optionally having a substituent , pyridinium optionally having a substituent, or phosphonium optionally having a substituent, wherein R7y are H or an organic group and may be the same or different, and any two of these residues can bond to each other to form a ring. Of these, the hydrophilic group is preferably -SO3M or -COOM. The organic group in R7y is preferably an alkyl group. R7y is preferably H or a C1-10 organic group, more preferably H or a C1-4 organic group, and even more preferably H or a C1-4 alkyl group. Examples of the metal atom include atoms of monovalent and divalent metals, alkali metals (Group 1) and alkaline earth metals (Group 2), and Na, K or Li are preferred.
Использование модифицирующего мономера (А) позволяет получить водную дисперсию, имеющую меньший средний размер первичных частиц и превосходную стабильность. Также, можно уменьшить аспектное отношение первичных частиц.The use of a modifying monomer (A) allows for the production of an aqueous dispersion with a smaller average primary particle size and superior stability. The aspect ratio of the primary particles can also be reduced.
[0384] Ra представляет собой связывающую группу. В настоящем изобретении термин «связывающая группа» относится к двухвалентной связывающей группе. Связывающая группа может представлять собой одинарную связь и предпочтительно содержит, по меньшей мере, один атом углерода, а количество атомов углерода может составлять 2 или более, 4 или более, 8 или более, 10 или более или 20 или более. Его верхний предел не ограничивается и может составлять, например, 100 или меньше, а также может составлять 50 или меньше.[0384] R a is a linking group. In the present invention, the term "linking group" refers to a divalent linking group. The linking group may be a single bond and preferably contains at least one carbon atom, and the number of carbon atoms may be 2 or more, 4 or more, 8 or more, 10 or more, or 20 or more. Its upper limit is not limited and may be, for example, 100 or less, and may also be 50 or less.
Связывающая группа может быть линейной или разветвленной, циклической или ациклической, насыщенной или ненасыщенной, замещенной или незамещенной и необязательно содержит один или несколько гетероатомов, выбранных из группы, состоящей из серы, кислорода и азота, и необязательно содержит одну или несколько функциональных групп, выбранных из группы, состоящей из сложных эфиров, амидов, сульфаниламидов, карбонилов, карбонатов, уретанов, мочевин и карбаматов. Связывающая группа может не содержать атомов углерода и может представлять собой катенарный гетероатом, такой как кислород, сера или азот.The linking group may be linear or branched, cyclic or acyclic, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted, and optionally contains one or more heteroatoms selected from the group consisting of sulfur, oxygen, and nitrogen, and optionally contains one or more functional groups selected from the group consisting of esters, amides, sulfonamides, carbonyls, carbonates, urethanes, ureas, and carbamates. The linking group may not contain carbon atoms and may be a catenary heteroatom such as oxygen, sulfur, or nitrogen.
[0385] Ra предпочтительно представляет собой катенарный гетероатом, такой как кислород, сера или азот, или двухвалентную органическую группу.[0385] R a is preferably a catenary heteroatom such as oxygen, sulfur or nitrogen, or a divalent organic group.
Когда Ra представляет собой двухвалентную органическую группу, атом водорода, связанный с атомом углерода, может заменяться галогеном, отличным от фтора, таким как хлор, и может содержать или не содержать двойную связь. Кроме того, Ra может быть линейным или разветвленным и может быть циклическим или ациклическим. Ra также может содержать функциональную группу (например, сложный эфир, простой эфир, кетон, амин, галогенид и тому подобное).When R a is a divalent organic group, the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be replaced by a halogen other than fluorine, such as chlorine, and may or may not contain a double bond. Furthermore, R a may be linear or branched and may be cyclic or acyclic. R a may also contain a functional group (e.g., ester, ether, ketone, amine, halide, etc.).
Ra также может представлять собой не содержащую фтора двухвалентную органическую группу или частично фторированную или перфторированную двухвалентную органическую группу.R a may also be a non-fluorinated divalent organic group or a partially fluorinated or perfluorinated divalent organic group.
Ra может представлять собой, например, углеводородную группу, в которой атом фтора не связывается с атомом углерода, углеводородную группу, в которой некоторые атомы водорода, связанные с атомом углерода, изменяются атомами фтора, углеводородную группу, в которой все атомы водорода, связанные с атомами углерода, изменяются атомами фтора, -(С=O)-, -(С=O)-O- или углеводородной группой, содержащей эфирную связь, и эти группы необязательно содержат атом кислорода, необязательно содержат двойную связь и необязательно содержат функциональную группу.R a may be, for example, a hydrocarbon group in which a fluorine atom is not bonded to a carbon atom, a hydrocarbon group in which some hydrogen atoms bonded to a carbon atom are changed by fluorine atoms, a hydrocarbon group in which all hydrogen atoms bonded to carbon atoms are changed by fluorine atoms, -(C=O)-, -(C=O)-O-, or a hydrocarbon group containing an ether bond, and these groups optionally contain an oxygen atom, optionally contain a double bond, and optionally contain a functional group.
[0386] Ra предпочтительно представляет собой -(С=O)-, (С=O)-O- или углеводородную группу, содержащую от 1 до 100 атомов углерода, которая необязательно содержит эфирную связь и необязательно содержит карбонильную группу, где некоторые или все атомы водорода, связанные с атомами углерода в углеводородной группе, могут заменяться фтором.[0386] R a is preferably -(C=O)-, (C=O)-O-, or a hydrocarbon group containing from 1 to 100 carbon atoms, which optionally contains an ether linkage and optionally contains a carbonyl group, wherein some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the hydrocarbon group may be replaced by fluorine.
Ra предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один остаток, выбранный из - (СН2)а-, -(CF2)a-, -O-(CF2)a-, -(CF2)a-O-(CF2)b-, -O(CF2)a-O-(CF2)b-, -(CF2)a-[O-(CF2)b]c-, -O(CF2)a-[O-(CF2)b]c-, -[(CF2)a-O]b-[(CF2)c-O]d-, -O[(CF2)a-O]b-[(CF2)c-O]d-, -O-[CF2CF(CF3)O]a- (CF2)b-, -(C=O)-, -(C=O)-O-, -(C=O)-(CH2)a-, -(C=O)-(CF2)a-, -(C=O)-O-(CH2)a-, - (C=O)-O-(CF2)a-, -(C=O)-[(CH2)a-O]b-, -(C=O)-[(CF2)a-O]b-, -(C=O)-O[(CH2)a-O]b-, -(C=O)-O[(CF2)a-O]b-, -(C=O)-O[(CH2)a-O]b-(CH2)c-, -(C=O)-O[(CF2)a-O]b-(CF2)c-, -(C=O)-(CH2)a-O-(CH2)b-, - (C=O)-(CF2)a-O-(CF2)b-, -(C=O)-O-(CH2)a-O-(CH2)b-, -(C=O)-O-(CF2)a-O-(CF2)b-, -(C=O)-O-C6H4- и их сочетания.R a preferably represents at least one residue selected from - (CH 2 ) a -, - (CF 2 ) a -, -O-(CF 2 ) a -, - (CF 2 ) a -O-(CF 2 ) b -, -O(CF 2 ) a -O-(CF 2 ) b -, - (CF 2 ) a -[O-(CF 2 ) b ] c -, -O(CF 2 ) a -[O-(CF 2 ) b ]c-, -[(CF 2 ) a -O]b-[(CF 2 ) c -O] d -, -O[(CF 2 ) a -O]b-[(CF 2 ) c -O] d -, -O-[CF 2 CF(CF 3 )O] a - (CF 2 ) b -, -(C=O)-, -(C=O)-O-, -(C=O)-(CH 2 ) a -, -(C=O)-(CF 2 ) a -, -(C=O)-O-(CH 2 ) a -, - (C=O)-O-(CF 2 ) a -, -(C=O)-[(CH 2 ) a -O] b -, -(C=O)-[(CF 2 ) a -O] b -, -(C=O)-O[(CH 2 ) a -O] b -, -(C=O)-O[(CF 2 ) a -O] b -, -(C=O)-O[(CH 2 ) a -O]b-(CH 2 ) c -, -(C=O)-O[(CF 2 ) a -O] b -(CF 2 ) c -, -(C=O)-(CH 2 ) a -O-(CH 2 ) b -, - (C=O)-(CF 2 ) a -O-(CF 2 ) b -, -(C=O)-O-(CH 2 ) a -O-(CH 2 ) b -, -(C=O)-O-(CF 2 ) a -O-(CF 2 ) b -, -(C=O)-OC 6 H 4 - and their combinations.
В формуле а, b, с и d независимо равны, по меньшей мере, 1 или более, а, b, с и d могут независимо составлять 2 или более, 3 или более, 4 или более, 10 или более или 20 или более. Например, верхние пределы а, b, с и d равны 100.In the formula, a, b, c, and d are independently at least 1 or more, and a, b, c, and d may independently be 2 or more, 3 or more, 4 or more, 10 or more, or 20 or more. For example, the upper limits of a, b, c, and d are 100.
[0387] Конкретные примеры остатков пригодных в качестве Ra, включают -CF2-O-, -CF2-O-CF2-, -CF2-O-CH2-, -CF2-O-CH2CF2-, -CF2-O-CF2CF2-, -CF2-O-CF2CH2-, -CF2-O-CF2CF2CH2-, -CF2-O-CF(CF3)-, -CF2-O-CF(CF3)cF2-, -CF2-O-CF(CF3)cF2-O-, -CF2-O-CF(CF3)CH2-, -(C=O)-, -(C=O)-O-, -(C=O)-(CH2)-, -(C=O)-(CF2)-, -(C=O)-O-(CH2)-, -(C=O)-O-(CF2)-, -(C=O)-[(CH2)2-O]n-, -(C=O)-[(CF2)2-O]n-, -(C=O)-O[(CH2)2-O]n-, -(C=O)-O[(CF2)2-O]n-, -(C=O)-O[(CH2)2-O]n-(CH2)-, -(C=O)-O[(CF2)2-O]n-(CF2)-, -(C=O)-(CH2)2-O-(CH2)-, -(C=O)-(CF2)2-O-(CF2)-, -(C=O)-O-(CH2)2-O-(CH2)-, -(C=O)-O-(CF2)2-O-(CF2)- и -(C=O)-O-C6H4-. В частности, предпочтительным в качестве Ra среди них являются -CF2-O-, -CF2-O-CF2-, -CF2-O-CF2CF2-, -CF2-O-CF(CF3)-, -CF2-O-CF(CF3)cF2-, -CF2-O-CF(CF3)cF2-O-, -(C=O)-, -(C=O)-O-, -(C=O)-(CH2)-, -(C=O)-O-(CH2)-, -(C=O)-O[(CH2)2-O]n-, -(C=O)-O[(CH2)2-O]n-(CH2)-, -(C=O)-(CH2)2-O-(CH2)- или - (C=O)-O-C6H4-.[0387] Specific examples of residues useful as Ra include -CF 2 -O-, -CF 2 -O-CF 2 -, -CF 2 -O-CH 2 -, -CF 2 -O-CH 2 CF 2 -, -CF 2 -O-CF 2 CF 2 -, -CF 2 -O-CF 2 CH 2 -, -CF 2 -O-CF 2 CF 2 CH 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF(CF 3 ) c F 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 ) c F 2 -O-, -CF 2 -O-CF(CF 3 )CH 2 -, -(C=O)-, -(C=O)-O-, -(C=O)-(CH 2 )-, -(C=O)-(CF 2 )-, -(C=O)-O-(CH 2 )-, -(C=O)-O-(CF 2 )-, -(C=O)-[(CH 2 ) 2 -O] n -, -(C=O)-[(CF 2 ) 2 -O] n -, -(C=O)-O[(CH 2 ) 2 -O] n -, -(C=O)-O[(CF 2 ) 2 -O] n -, -(C=O)-O[(CH 2 ) 2 -O] n -(CH 2 )-, -(C=O)-O[(CF 2 ) 2 -O] n -(CF 2 )-, -(C=O)-(CH 2 ) 2 -O-(CH 2 )-, -(C=O)-(CF 2 ) 2 -O-(CF 2 )-, -(C=O)-O-(CH 2 ) 2 -O-(CH 2 )-, -(C=O)-O-(CF 2 ) 2 -O-(CF 2 )- and -(C=O)-OC 6 H 4 -. In particular, preferred as R a among them are -CF 2 -O-, -CF 2 -O-CF 2 -, -CF 2 -O-CF 2 CF 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF(CF 3 ) c F 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 ) c F 2 -O-, -(C=O)-, -(C=O)-O-, -(C=O)-(CH 2 )-, -(C=O)-O-(CH 2 )-, -(C=O)-O[(CH 2 ) 2 -O] n -, -(C=O)-O[(CH 2 ) 2 -O] n -(CH 2 )-, -(C=O)-(CH 2 ) 2 -O-(CH 2 )- or - (C=O)-OC 6 H 4 -.
В формуле, n представляет собой целое число от 1 до 10.In the formula, n is an integer between 1 and 10.
[0388] -Ra-(CZ1Z2)k- в общей формуле (4) предпочтительно представляет собой -CF2-O-CF2-, -CF2-O-CF(CF3)-, -CF2-O-C(CF3)2-, -CF2-O-CF2-CF2-, -CF2-O-CF2-CF(CF3)-, -CF2-O-CF2-C(CF3)2-, -CF2-O-CF2CF2-CF2-, -CF2-O-CF2CF2-CF(CF3)-, -CF2-O-CF2CF2-C(CF3)2-, -CF2-O-CF(CF3)-CF2-, -CF2-O-CF(CF3)-CF(CF3)-, -CF2-O-CF(CF3)-C(CF3)2-, CF2-O-CF(CF3)CF2-CF2-, -CF2-O-CF(CF3)CF2-CF(CF3)-, -CF2-O-CF(CF3)CF2-C(CF3)2-, -CF2-O-CF(CF3) CF2-O-CF2-, -CF2-O-CF(CF3)CF2-O-CF(CF3)-, -CF2-O-CF(CF3)CF2-O-C(CF3)2-, -(C=O)-, -(C=O)-O-, (С=O)-(СН2)-, -(C=O)-(CF2)-, -(C=O)-O-(CH2)-, -(C=O)-O-(CF2)-, -(C=O)-[(CH2)2-O]n-(CH2)-, -(C=O)-[(CF2)2-O]n-(CF2)-, -(C=O)-[(CH2)2-O]n-(CH2)-(CH2)-, -(C=O)-[(CF2)2-O]n-(CF2)-(CF2)-, -(C=O)-O[(CH2)2-O]n-(CF2)-, -(C=O)-O[(CH2)2-O]n-(CH2)-(CH2)-, -(C=O)-O[(CF2)2-O]n-(CF2)-, -(C=O)-O[(CF2)2-O]n-(CF2)-(CF2)-, - (C=O)-(CH2)2-O-(CH2)-(CH2)-, -(C=O)-(CF2)2-O-(CF2)-(CF2)-, - (C=O)-O-(CH2)2-O-(CH2)-(СН2)-, -(С=O)-О-(CF2)2-O-(CF2)-(CF2)-, -(С=O)-О-(СН2)2-O-(СН2)-C(CF3)2-, -(C=O)-O-(CF2)2-O-(CF2)-C(CF3)2-, или -(С=O)-O-С6Н4-C(CF3)2-, и более предпочтительно -CF2-O-CF(CF3)-, -CF2-O-CF2-CF(CF3)-, -CF2-O-CF2CF2-CF(CF3)-CF2-O-CF(CF3)-CF(CF3)-, -CF2-O-CF(CF3)CF2-CF(CF3)-, -CF2-O-CF(CF3)CF2-O-CF(CF3)-, -(C=O)-, -(C=O)-O-(CH2)-, -(C=O)-O-(CH2)-(CH2)-, -(C=O)-O[(CH2)2-O]n-(CH2)-(CH2)-, -(C=O)-O-(CH2)2-O-(CH2)-C(CF3)2- или -(C=O)-O-C6H4-C(CF3)2-.[0388] -R a -(CZ 1 Z 2 ) k - in the general formula (4) is preferably -CF 2 -O-CF 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 )-, -CF 2 -OC(CF 3 ) 2 -, -CF 2 -O-CF 2 -CF 2 -, -CF 2 -O-CF 2 -CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF 2 -C(CF 3 ) 2 -, -CF 2 -O-CF 2 CF 2 -CF 2 -, -CF 2 -O-CF 2 CF 2 -CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF 2 CF 2 -C(CF 3 ) 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 )-CF 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 )-CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF(CF 3 )-C(CF 3 ) 2 -, CF 2 -O-CF(CF 3 )CF 2 -CF 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 )CF 2 -CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF(CF 3 )CF 2 -C(CF 3 ) 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 ) CF 2 -O-CF 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 )CF 2 -O-CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF(CF 3 )CF 2 -OC(CF 3 ) 2 -, -(C=O)-, -(C=O)-O-, (C=O)-(CH 2 )-, -(C=O)-(CF 2 )-, -(C=O)-O-(CH 2 )-, -(C=O)-O-(CF 2 )-, -(C=O)-[(CH 2 ) 2 -O] n -(CH 2 )-, -(C=O)-[(CF 2 ) 2 -O] n -(CF 2 )-, -(C=O)-[(CH 2 ) 2 -O] n -(CH 2 )-(CH 2 )-, -(C=O)-[(CF 2 ) 2 -O] n -(CF 2 )-(CF 2 )-, -(C=O)-O[(CH 2 ) 2 -O] n -(CF 2 )-, -(C=O)-O[(CH 2 ) 2 -O] n -(CH 2 )-(CH 2 )-, -(C=O)-O[(CF 2 ) 2 -O] n -(CF 2 )-, -(C=O)-O[(CF 2 ) 2 -O] n -(CF 2 )-(CF 2 )-, - (C=O)-(CH 2 ) 2 -O-(CH 2 )-(CH 2 )-, -(C=O)-(CF 2 ) 2 -O-(CF 2 )-(CF 2 )-, - (C=O)-O-(CH 2 ) 2 -O-(CH 2 )-(CH 2 )-, -(C=O)-O-(CF 2 ) 2 -O-(CF 2 )-(CF 2 )-, -(C=O)-O-(CH 2 ) 2 -O-(CH 2 )-C(CF 3 ) 2 -, -(C=O)-O-(CF 2 ) 2 -O-(CF 2 )-C(CF 3 ) 2 -, or -(C=O)-O-C 6 H 4 -C(CF 3 ) 2 -, and more preferably -CF 2 -O-CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF 2 -CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF 2 CF 2 -CF(CF 3 )-CF 2 -O-CF(CF 3 )-CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF(CF 3 )CF 2 -CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF(CF 3 )CF 2 -O-CF(CF 3 )-, -(C=O)-, -(C=O)-O-(CH 2 )-, -(C=O)-O-(CH 2 )-(CH 2 )-, -(C=O)-O[(CH 2 ) 2 -O] n -(CH 2 )-(CH 2 )-, -(C=O)-O-(CH 2 ) 2 -O-(CH 2 )-C(CF 3 ) 2 - or -(C=O)-OC 6 H 4 -C(CF 3 ) 2 -.
В формуле, n представляет собой целое число от 1 до 10.In the formula, n is an integer between 1 and 10.
[0389] Конкретные примеры соединения, представленного общей формулой (4), включают соединения, представленные следующими формулами:[0389] Specific examples of the compound represented by the general formula (4) include compounds represented by the following formulas:
где Xj и Y3 являются такими как описано выше; и n представляет собой целое число от 1 до 10.where X j and Y 3 are as described above; and n is an integer from 1 to 10.
[0390] Ra предпочтительно представляет собой двухвалентную группу, представленную общей формулой (r1):[0390] R a is preferably a divalent group represented by the general formula (r1):
где каждый X6 независимо представляет собой Н, F или CF3; е представляет собой целое число от 0 до 3; f представляет собой целое число от 0 до 3; g равно 0 или 1; h равно 0 или 1; и i равно 0 или 1, а также предпочтительно представляет собой двухвалентную группу, представленную общей формулой (r2):wherein each X 6 is independently H, F or CF 3 ; e is an integer from 0 to 3; f is an integer from 0 to 3; g is 0 or 1; h is 0 or 1; and i is 0 or 1, and also preferably represents a divalent group represented by the general formula (r2):
где каждый X7 независимо представляет собой Н, F или CF3; е представляет собой целое число от 0 до 3; g равно 0 или 1; h равно 0 или 1; и i равно 0 или 1.where each X 7 is independently H, F, or CF 3 ; e is an integer from 0 to 3; g is 0 or 1; h is 0 or 1; and i is 0 or 1.
[0391] -Ra-(CZ1Z2)k- в общей формуле (4) также предпочтительно представляет собой двухвалентную группу, представленную следующей формулой (t1):[0391] -R a -(CZ 1 Z 2 ) k - in the general formula (4) is also preferably a divalent group represented by the following formula (t1):
где каждый X6 независимо представляет собой Н, F или CF3; е представляет собой целое число от 0 до 3; f представляет собой целое число от 0 до 3; g равно 0 или 1; h равно 0 или 1; i равно 0 или 1; и каждый из Z1 и Z2 независимо представляет собой F или CF3, а более предпочтительно представляет собой группу, в которой один из Z1 и Z2 представляет собой F, а другой представляет собой CF3 в формуле (t1).wherein each X 6 independently represents H, F or CF 3 ; e represents an integer from 0 to 3; f represents an integer from 0 to 3; g is 0 or 1; h is 0 or 1; i is 0 or 1; and each of Z 1 and Z 2 independently represents F or CF 3 , and more preferably represents a group in which one of Z 1 and Z 2 represents F and the other represents CF 3 in formula (t1).
Также, в общей формуле (4), -Ra-(CZ1Z2)k- предпочтительно представляет собой двухвалентную группу, представленную следующей формулой (t2):Also, in the general formula (4), -R a -(CZ 1 Z 2 ) k - is preferably a divalent group represented by the following formula (t2):
где каждый X7 независимо представляет собой Н, F или CF3; е представляет собой целое число от 0 до 3; g равно 0 или 1; h равно 0 или 1; i равно 0 или 1; и каждый Z1 и Z2 независимо представляют собой F или CF3, а более предпочтительно представляет собой группу, в которой один остаток из Z1 и Z2 представляет собой F, а другой представляет собой CF3 в формуле (t2).wherein each X 7 is independently H, F or CF 3 ; e is an integer from 0 to 3; g is 0 or 1; h is 0 or 1; i is 0 or 1; and each Z 1 and Z 2 is independently F or CF 3 , and more preferably is a group in which one residue of Z 1 and Z 2 is F and the other is CF 3 in formula (t2).
[0392] Соединение, представленное общей формулой (4), также предпочтительно содержит связь CF и не содержит связи СН в части, не содержащей гидрофильной группы (Y3). Другими словами, в общей формуле (4) все Xi, Xj и Xk представляют собой F, и Ra предпочтительно представляет собой перфторалкиленовую группу, содержащую 1 или более атомов углерода; перфторалкиленовая группа может быть либо линейной, либо разветвленной, может быть циклической или ациклической и может содержать, по меньшей мере, один катенарный гетероатом. Перфторалкиленовая группа может содержать от 2 до 20 атомов углерода или от 4 до 18 атомов углерода.[0392] The compound represented by the general formula (4) also preferably contains a CF bond and does not contain a CH bond in the portion not containing a hydrophilic group (Y 3 ). In other words, in the general formula (4), X i , X j , and X k are all F, and R a is preferably a perfluoroalkylene group containing 1 or more carbon atoms; the perfluoroalkylene group may be either linear or branched, may be cyclic or acyclic, and may contain at least one catenary heteroatom. The perfluoroalkylene group may contain from 2 to 20 carbon atoms or from 4 to 18 carbon atoms.
[0393] Соединение, представленное общей формулой (4), может быть частично фторированным. Другими словами, соединение, представленное общей формулой (4), также предпочтительно содержит, по меньшей мере, один атом водорода, связанный с атомом углерода, и, по меньшей мере, один атом фтора, связанный с атомом углерода, в части, не содержащей гидрофильной группы (Y3).[0393] The compound represented by the general formula (4) may be partially fluorinated. In other words, the compound represented by the general formula (4) also preferably contains at least one hydrogen atom bonded to a carbon atom and at least one fluorine atom bonded to a carbon atom in the portion not containing the hydrophilic group (Y3).
[0394] Соединение, представленное общей формулой (4), также предпочтительно представляет собой соединение, представленное следующей формулой (4а):[0394] The compound represented by the general formula (4) is also preferably a compound represented by the following formula (4a):
где Y3 представляет собой гидрофильную группу; и Rf0 представляет собой перфторированную двухвалентную связывающую группу, которая является перфторированной и может быть линейной или разветвленной, циклической или ациклической, насыщенной или ненасыщенной, замещенной или незамещенной, и необязательно содержит один или несколько гетероатомов, выбранных из группы, состоящей из серы, кислорода и азота.where Y 3 is a hydrophilic group; and Rf 0 is a perfluorinated divalent linking group, which is perfluorinated and may be linear or branched, cyclic or acyclic, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted, and optionally contains one or more heteroatoms selected from the group consisting of sulfur, oxygen and nitrogen.
[0395] Соединение, представленное общей формулой (4), также предпочтительно представляет собой соединение, представленное следующей формулой (4b):[0395] The compound represented by the general formula (4) is also preferably a compound represented by the following formula (4b):
где Y3 представляет собой гидрофильную группу; и Rf0 представляет собой перфторированную двухвалентную связывающую группу, определенную в формуле (4а)where Y 3 is a hydrophilic group; and Rf 0 is a perfluorinated divalent linking group defined in formula (4a)
[0396] В общей формуле (4), Y3 предпочтительно представляет собой -OSO3M. Примеры соединения, представленного общей формулой (4), когда Y3 представляет собой -OSO3M, включают CF2=CF(OCF2CF2CH2OSO3M), СН2=СН((CF2)4CH2OSO3M), CF2=CF(О(CF2)4CH2OSO3M), CF2=CF(OCF2CF(CF3)CH2OSO3M), CF2=CF(OCF2CF(CF3)OCF2CF2CH2OSO3M), CH2=CH((CF2)4CH2OSO3M), CF2=CF(OCF2CF2SO2N(CH3)CH2CH2OSO3M), CH2=CH(CF2CF2CH2OSO3M) и CF2=CF(OCF2CF2CF2CF2SO2N(CH3)CH2CH2OSO3M). В формуле, M является таким как описано выше.[0396] In the general formula (4), Y 3 is preferably -OSO 3 M. Examples of the compound represented by the general formula (4) when Y 3 is -OSO 3 M include CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 CH 2 OSO 3 M), CH 2 =CH((CF 2 ) 4 CH 2 OSO 3 M), CF 2 =CF(O(CF 2 ) 4 CH 2 OSO 3 M), CF 2 =CF(OCF 2 CF(CF 3 )CH 2 OSO 3 M), CF 2 =CF(OCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 CH 2 OSO 3 M), CH 2 =CH((CF 2 ) 4 CH 2 OSO 3 M), CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 SO 2 N(CH 3 )CH 2 CH 2 OSO 3 M), CH 2 =CH(CF 2 CF 2 CH 2 OSO 3 M) and CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 SO 2 N(CH 3 )CH 2 CH 2 OSO 3 M). In the formula, M is as described above.
[0397] В общей формуле (4), Y3 предпочтительно представляет собой -SO3M. Примеры соединения, представленного общей формулой (4), когда Y3 представляет собой -SO3M, включают CF2=CF(OCF2CF2SO3M), CF2=CF(О(CF2)4SO3M), CF2=CF(OCF2CF(CF3)SO3M), CF2=CF(OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3M), CH2=CH(CF2CF2SO3M), CF2=CF(OCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2CF2SO3M), CH2=CH((CF2)4SO3M) и CH2=CH((CF2)3SO3M). В формуле, M является таким как описано выше.[0397] In the general formula (4), Y 3 is preferably -SO 3 M. Examples of the compound represented by the general formula (4) when Y 3 is -SO 3 M include CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 SO 3 M), CF 2 =CF(O(CF 2 ) 4 SO 3 M), CF 2 =CF(OCF 2 CF(CF 3 )SO 3 M), CF 2 =CF(OCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 SO 3 M), CH 2 =CH(CF 2 CF 2 SO 3 M), CF 2 =CF(OCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 M), CH 2 =CH((CF 2 ) 4 SO 3 M) and CH 2 =CH((CF 2 ) 3 SO 3 M). In the formula, M is as described above.
[0398] В общей формуле (4), Y3 предпочтительно представляет собой -СООМ. Примеры соединения, представленного общей формулой (4), когда Y3 представляет собой -СООМ, включают CF2=CF(OCF2CF2COOM), CF2=CF(OCF2CF2CF2COOM), CF2=CF(О(CF2)5COOM), CF2=CF(OCF2CF(CF3)COOM), CF2=CF(OCF2CF(CF3)О(CF2)nCOOM) (n is greater than 1), CH2=CH((CF2)4COOM), CH2=CH(CF2CF2COOM), CH2=CH((CF2)3COOM), CF2=CF(OCF2CF2SO2NR'CH2COOM), CF2=CF(O(CF2)4SO2NR'CH2COOM), CF2=CF(OCF2CF(CF3)SO2NR'CH2COOM), CF2=CF(OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2NR'CH2COOM), CF2=CF(OCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2CF2SO2NR'CH2COOM), CH2=CH((CF2)4SO2NR'CH2COOM), CH2=CH(CF2CF2SO2NR'CH2COOM) и CH2=CH((CF2)3SO2NR'CH2COOM). В формуле, R' представляет собой H или C1-4 алкильную группу и М является таким как описано выше.[0398] In the general formula (4), Y 3 is preferably -COOM. Examples of the compound represented by the general formula (4) when Y 3 is -COOM include CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 COOM), CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 CF 2 COOM), CF 2 =CF(O(CF 2 ) 5 COOM), CF 2 =CF(OCF 2 CF(CF 3 )COOM), CF 2 =CF(OCF 2 CF(CF 3 )O(CF 2 ) n COOM) (n is greater than 1), CH 2 =CH((CF 2 ) 4 COOM), CH 2 =CH(CF 2 CF 2 COOM), CH 2 =CH((CF 2 ) 3 COOM), CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 SO 2 NR'CH 2 COOM), CF 2 =CF(O(CF 2 ) 4 SO 2 NR'CH 2 COOM), CF 2 =CF(OCF 2 CF(CF 3 )SO 2 NR'CH 2 COOM), CF 2 =CF(OCF 2 CF ( CF 3 )OCF 2 CF 2 SO 2 NR'CH 2 COOM), CF 2 =CF(OCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 NR'CH 2 COOM), CH 2 =CH((CF 2 ) 4 SO 2 NR'CH 2 COOM), CH 2 =CH(CF 2 CF 2 SO 2 NR'CH 2 COOM) and CH 2 =CH((CF 2 ) 3 SO 2 NR'CH 2 COOM). In the formula, R' represents H or a C 1-4 alkyl group and M is as described above.
[0399] В общей формуле (4), Y3 предпочтительно представляет собой -OPO3M или -ОР(О)(ОМ)2. Примеры соединения, представленного общей формулой (4), когда Y3 представляет собой -OPO3M или ОР(O)(ОМ)2, включают CF2=CF(OCF2CF2CH2OP(О)(ОМ)2), CF2=CF(O(CF2)4CH2OP(O)(ОМ)2), CF2=CF(OCF2CF(CF3)СН2ОР(О)(ОМ)2), CF2=CF(OCF2CF(CF3)OCF2CF2CH2OP(O)(ОМ)2), CF2=CF(OCF2CF2SO2N(CH3)cH2CH2OP(O)(ОМ)2), CF2=CF(OCF2CF2CF2CF2SO2N(CH3)cH2CH2OP(O)(ОМ)2), CH2=CH(CF2CF2CH2OP(O)(ОМ)2, СН2=СН((CF2)4СН2ОР(О)(ОМ)2) и СН2=СН((CF2)3СН2ОР(О)(ОМ)2). В формуле, М является таким как описано выше.[0399] In the general formula (4), Y 3 is preferably -OPO 3 M or -OP(O)(OM) 2 . Examples of the compound represented by the general formula (4) when Y 3 is -OPO 3 M or OP(O)(OM) 2 include CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 CH 2 OP(O)(OM) 2 ), CF 2 =CF(O(CF 2 ) 4 CH 2 OP(O)(OM) 2 ), CF 2 =CF(OCF 2 CF(CF 3 )CH 2 OR(O)(OM) 2 ), CF 2 =CF(OCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 CH 2 OP(O)(OM) 2 ), CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 SO 2 N(CH 3 ) c H 2 CH 2 OP(O)(OM) 2 ), CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 SO 2 N(CH 3 ) c H 2 CH 2 OP(O)(OM) 2 ), CH 2 =CH(CF 2 CF 2 CH 2 OP(O)(OM) 2 , CH 2 =CH((CF 2 ) 4 CH 2 OP(O)(OM) 2 ) and CH 2 =CH((CF 2 ) 3 CH 2 OP(O)(OM) 2 ). In the formula, M is as described above.
[04 00] В общей формуле (4), Y3 предпочтительно представляет собой -PO3M или -Р(О)(ОМ)2. Примеры соединения, представленного общей формулой (4), когда Y3 представляет собой -PO3M или Р(O)(ОМ)2, включают CF2=CF(OCF2CF2P(О)(ОМ)2), CF2=CF(O(CF2)4P(O)(ОМ)2), CF2=CF(OCF2CF(CF3)Р(О)(ОМ)2), CF2=CF(OCF2CF(CF3)OCF2CF2P(О)(ОМ)2), СН2=СН(CF2CF2P(О)(ОМ)2), СН2=СН((CF2)4P(O)(ОМ)2), и СН2=СН((CF2)3Р(О)(ОМ)2), где М является таким как описано выше.[04 00] In the general formula (4), Y 3 is preferably -PO 3 M or -P(O)(OM) 2 . Examples of the compound represented by the general formula (4) when Y3 is -PO3M or P(O)(OM) 2 include CF2 =CF( OCF2CF2P (O)(OM) 2 ), CF2 =CF(O( CF2 ) 4P (O)(OM) 2 ), CF2 =CF( OCF2CF ( CF3 )P(O)(OM) 2 ), CF2 =CF( OCF2CF ( CF3 ) OCF2CF2P (O) ( OM) 2 ), CH2 =CH( CF2CF2P ( O )(OM) 2 ), CH2 =CH(( CF2 ) 4P (O)(OM) 2 ) , and CH2 =CH(( CF2 ) 3P (O)(OM) 2 ), where M is as described above.
[0401] Соединение, представленное общей формулой (4), предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из:[0401] The compound represented by the general formula (4) is preferably at least one compound selected from the group consisting of:
соединения, представленного общей формулой (5):compound represented by the general formula (5):
где X являются одинаковыми или различными и представляют собой -Н или -F; Y представляет собой -Н, -F, алкильную группу или фторсодержащую алкильную группу; Z являются одинаковыми или различными, и представляют собой -Н, -F, алкильную группу или фторсодержащую алкильную группу; Rf представляет собой фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 1 до 4 0 атомов углерода, или фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь и Y3 является таким как описано выше;where X are the same or different and represent -H or -F; Y is -H, -F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group; Z are the same or different and represent -H, -F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group; Rf is a fluorine-containing alkylene group containing from 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkylene group containing from 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond and Y3 is as described above;
соединения, представленного общей формулой (6):compound represented by the general formula (6):
где X являются одинаковыми или различными и представляют собой -Н или -F; Y представляет собой -Н, -F, алкильную группу или фторсодержащую алкильную группу; Rf представляет собой фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 1 до 4 0 атомов углерода, или фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащих эфирную связь и Y3 является таким как описано выше; иwhere X are the same or different and represent -H or -F; Y represents -H, -F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group; Rf represents a fluorine-containing alkylene group containing from 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkylene group containing from 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond and Y3 is as described above; and
соединения, представленного общей формулой (7):compound represented by the general formula (7):
где X являются одинаковыми или различными и представляют собой -Н или -F; Y представляет собой -Н, -F, алкильную группу или фторсодержащую алкильную группу; Rf представляет собой фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 1 до 4 0 атомов углерода, или фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь и Y3 является таким как описано выше;where X are the same or different and represent -H or -F; Y represents -H, -F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group; Rf represents a fluorine-containing alkylene group containing from 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkylene group containing from 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond and Y3 is as described above;
Фторсодержащая алкиленовая группа, содержащая от 2 до 100 атомов углерода и содержащая эфирную связь, представляет собой алкиленовую группу, которая не включает структуру, в которой атом кислорода является концевым, и содержит эфирную связь между атомами углерода.A fluorine-containing alkylene group containing from 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond is an alkylene group that does not include a structure in which an oxygen atom is terminal and contains an ether bond between carbon atoms.
[0402] В общей формуле (5) каждый X представляет собой -Н или -F. Оба X могут представлять собой -F или, по меньшей мере, один из них может представлять собой -Н. Например, один из них может представлять собой -F, а другой может представлять собой -Н, или оба могут представлять собой -Н.[0402] In the general formula (5), each X is -H or -F. Both X may be -F, or at least one of them may be -H. For example, one of them may be -F and the other may be -H, or both may be -H.
[0403] В общей формуле (5) Y представляет собой -Н, -F, алкильную группу или фторсодержащую алкильную группу.[0403] In the general formula (5), Y represents -H, -F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group.
Алкильная группа представляет собой алкильную группу, не содержащую атомов фтора, и может содержать один или несколько атомов углерода. Алкильная группа предпочтительно содержит 6 или менее атомов углерода, более предпочтительно 4 или менее атомов углерода и еще более предпочтительно 3 или менее атомов углерода.An alkyl group is an alkyl group that does not contain fluorine atoms and may contain one or more carbon atoms. An alkyl group preferably contains 6 or fewer carbon atoms, more preferably 4 or fewer carbon atoms, and even more preferably 3 or fewer carbon atoms.
Фторсодержащая алкильная группа представляет собой алкильную группу, содержащую, по меньшей мере, один атом фтора, и может содержать один или несколько атомов углерода. Фторсодержащая алкильная группа предпочтительно содержит 6 или менее атомов углерода, более предпочтительно 4 или менее атомов углерода и еще более предпочтительно 3 или менее атомов углерода.A fluorine-containing alkyl group is an alkyl group containing at least one fluorine atom and may contain one or more carbon atoms. The fluorine-containing alkyl group preferably contains 6 or less carbon atoms, more preferably 4 or less carbon atoms, and even more preferably 3 or less carbon atoms.
Y предпочтительно представляет собой -Н, -F или -CF3 и более предпочтительно -F.Y is preferably -H, -F or -CF3 and more preferably -F.
[0404] В общей формуле (5) Z являются одинаковыми или различными и представляют собой -Н, -F, алкильную группу или фторалкильную группу.[0404] In the general formula (5), Z are the same or different and represent -H, -F, an alkyl group or a fluoroalkyl group.
Алкильная группа представляет собой алкильную группу, не содержащую атомов фтора, и может содержать один или несколько атомов углерода. Алкильная группа предпочтительно содержит 6 или менее атомов углерода, более предпочтительно 4 или менее атомов углерода и еще более предпочтительно 3 или менее атомов углерода.An alkyl group is an alkyl group that does not contain fluorine atoms and may contain one or more carbon atoms. An alkyl group preferably contains 6 or fewer carbon atoms, more preferably 4 or fewer carbon atoms, and even more preferably 3 or fewer carbon atoms.
Фторсодержащая алкильная группа представляет собой алкильную группу, содержащую, по меньшей мере, один атом фтора, и может содержать один или несколько атомов углерода. Фторсодержащая алкильная группа предпочтительно содержит 6 или менее атомов углерода, более предпочтительно 4 или менее атомов углерода и еще более предпочтительно 3 или менее атомов углерода.A fluorine-containing alkyl group is an alkyl group containing at least one fluorine atom and may contain one or more carbon atoms. The fluorine-containing alkyl group preferably contains 6 or less carbon atoms, more preferably 4 or less carbon atoms, and even more preferably 3 or less carbon atoms.
Z предпочтительно представляет собой -Н, -F или -CF3 и более предпочтительно -F.Z is preferably -H, -F or -CF3 and more preferably -F.
[0405] В общей формуле (5), по меньшей мере, один остаток из X, Y и Z предпочтительно содержит атом фтора. Например, X, Y и Z могут представлять собой -Н, -F и -F, соответственно.[0405] In the general formula (5), at least one of X, Y, and Z preferably contains a fluorine atom. For example, X, Y, and Z may be -H, -F, and -F, respectively.
[0406] В общей формуле (5), Rf представляет собой фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 1 до 4 0 атомов углерода, или фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную связь.[0406] In the general formula (5), Rf is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkylene group having 2 to 100 carbon atoms and containing an ether bond.
Фторсодержащая алкиленовая группа предпочтительно содержит 2 или более атомов углерода. Фторсодержащая алкиленовая группа также предпочтительно содержит 30 или менее атомов углерода, более предпочтительно 20 или менее атомов углерода, а еще более предпочтительно 10 или менее атомов углерода. Примеры фторсодержащей алкиленовой группы включают -CF2-, -CH2CF2-, CF2CF2-, -CF2CH2-, -CF2CF2CH2-, -CF(CF3)-, -CF(CF3)CF2- и CF(CF3)CH2-. Фторсодержащая алкиленовая группа предпочтительно представляет собой перфторалкиленовую группу.The fluorine-containing alkylene group preferably contains 2 or more carbon atoms. The fluorine-containing alkylene group also preferably contains 30 or less carbon atoms, more preferably 20 or less carbon atoms, and still more preferably 10 or less carbon atoms. Examples of the fluorine-containing alkylene group include -CF2- , -CH2CF2- , CF2CF2- , -CF2CH2- , -CF2CF2CH2- , -CF ( CF3 ) -, -CF( CF3 ) CF2- and CF( CF3 ) CH2- . The fluorine- containing alkylene group is preferably a perfluoroalkylene group.
[0407] Фторсодержащая алкиленовая группа, содержащая эфирную связь, предпочтительно содержит 3 или более атомов углерода. Фторсодержащая алкиленовая группа, содержащая эфирную связь, предпочтительно содержит 60 или менее атомов углерода, более предпочтительно 30 или менее атомов углерода и еще более предпочтительно 12 или менее атомов углерода.[0407] The fluorine-containing alkylene group containing an ether bond preferably contains 3 or more carbon atoms. The fluorine-containing alkylene group containing an ether bond preferably contains 60 or less carbon atoms, more preferably 30 or less carbon atoms, and even more preferably 12 or less carbon atoms.
Также предпочтительно, чтобы фторсодержащая алкиленовая группа, содержащая эфирную связь, представляла собой двухвалентную группу, представленную следующей формулой:It is also preferable that the fluorine-containing alkylene group containing an ether bond is a divalent group represented by the following formula:
где Z1 представляет собой F или CF3; каждый из Z2 и Z3 представляет собой Н или F; Z4 представляет собой Н, F или CF3; p1+q1+r1 представляет собой целое число от 1 до 10; s1 представляет собой 0 или 1; и t1 представляет собой целое число от 0 до 5.where Z 1 is F or CF 3 ; each of Z 2 and Z 3 is H or F; Z 4 is H, F, or CF 3 ; p1+q1+r1 is an integer from 1 to 10; s1 is 0 or 1; and t1 is an integer from 0 to 5.
Конкретные примеры фторсодержащей алкиленовой группы, содержащей эфирную связь, включают -CF(CF3)CF2-O-CF(CF3)-, (CF(CF3)CF2-O)n-CF(CF3)- (где n представляет собой целое число от 1 до 10), -CF(CF3)CF2-O-CF(CF3)СН2-, -(CF(CF3)CF2-O)n-CF(CF3)СН2- (где n представляет собой целое число от 1 до 10), -CH2CF2CF2O-CH2CF2CH2-, -CF2CF2CF2O-CF2CF2-, -CF2CF2CF2O-CF2CF2CH2-, -CF2CF2O-CF2- и -CF2CF2O-CF2CH2-. Фторсодержащая алкиленовая группа, содержащая эфирную связь, предпочтительно представляет собой перфторалкиленовую группу.Specific examples of the fluorine-containing alkylene group having an ether bond include -CF( CF3 ) CF2 -O-CF( CF3 )-, (CF( CF3 ) CF2 -O) n- CF( CF3 )- (wherein n is an integer of 1 to 10), -CF( CF3 ) CF2 -O-CF( CF3 ) CH2- , - (CF( CF3 ) CF2 -O) n -CF( CF3 ) CH2- (wherein n is an integer of 1 to 10), -CH2CF2CF2O - CH2CF2CH2- , -CF2CF2CF2O - CF2CF2- , -CF2CF2CF2O -CF2CF2- , -CF2CF2CF2O - CF2CF2CH2- , -CF2CF2O - CF2- and -CF 2 CF 2 O-CF 2 CH 2 -. The fluorine-containing alkylene group containing an ether bond is preferably a perfluoroalkylene group.
[0408] В общей формуле (5), Y3 предпочтительно представляет собой -СООМ, -SO3M или -OSO3M, где М представляет собой Н, атом металла, NR7y 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель, где R7y представляет собой Н или органическую группу и могут быть одинаковыми или различными, и любые два из них могут быть связаны друг с другом с образованием кольца.[0408] In the general formula (5), Y 3 is preferably -COOM, -SO 3 M or -OSO 3 M, wherein M is H, a metal atom, NR 7y 4 , imidazolium optionally having a substituent, pyridinium optionally having a substituent, or phosphonium optionally having a substituent, wherein R 7y is H or an organic group and may be the same or different, and any two of them may be bonded to each other to form a ring.
Органическая группа в R7y предпочтительно представляет собой алкильную группу.The organic group in R 7y is preferably an alkyl group.
R7y предпочтительно представляет собой Н или C1-10 органическую группу, более предпочтительно Н или C1-4 органическую группу, а еще более предпочтительно Н или C1-4 алкильную группу.R 7y is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or a C 1-4 organic group, and even more preferably H or a C 1-4 alkyl group.
Примеры металла включают щелочные металлы (Группа 1) и щелочноземельные металлы (Группа 2), и предпочтительными являются Na, K или Li.Examples of the metal include alkali metals (Group 1) and alkaline earth metals (Group 2), and Na, K or Li are preferred.
М предпочтительно представляет собой -Н, атом металла или -NR7 4, более предпочтительно -Н, щелочной металл (Группа 1), щелочноземельный металл (Группа 2), или -NR7 4, еще более предпочтительно -Н, -Na, -K, -Li или -NH4, более предпочтительно -Н, -Na, -K или -NH4, особенно предпочтительно -Н, -Na или -NH4, и наиболее предпочтительно -Н или -NH4.M is preferably -H, a metal atom or -NR 7 4 , more preferably -H, an alkali metal (Group 1), an alkaline earth metal (Group 2), or -NR 7 4 , even more preferably -H, -Na, -K, -Li or -NH 4 , more preferably -H, -Na, -K or -NH 4 , particularly preferably -H, -Na or -NH 4 , and most preferably -H or -NH 4 .
Y3 предпочтительно представляет собой -СООМ или -SO3M, а более предпочтительно -СООМ.Y 3 is preferably -СООМ or -SO 3 M, and more preferably -СООМ.
[0409] Соединение, представленное общей формулой (5), предпочтительно представляет собой соединение (5а), представленное общей формулой (5а):[0409] The compound represented by the general formula (5) is preferably a compound (5a) represented by the general formula (5a):
где Rf и Y3 являются такими как описано выше.where Rf and Y 3 are as described above.
[0410] Конкретные примеры соединения, представленного общей формулой (5а), включают соединение, представленное следующей формулой:[0410] Specific examples of the compound represented by the general formula (5a) include a compound represented by the following formula:
[0411][0411]
[0412] где Z1 представляет собой F или CF3; каждый из Z2 и Z3 представляет собой Н или F; Z4 представляет собой Н, F или CF3; p1+q1+r1 представляет собой целое число от 0 до 10; s1 представляет собой 0 или 1; t1 представляет собой целое число от 0 до 5 и Y3 являются такими как описано выше, при условии, что когда Z3 и Z4 оба представляют собой Н, p1+q1+r1+s1 не равна 0. Более конкретные предпочтительные примеры включают:[0412] where Z 1 is F or CF 3 ; each of Z 2 and Z 3 is H or F; Z 4 is H, F or CF 3 ; p1+q1+r1 is an integer from 0 to 10; s1 is 0 or 1; t1 is an integer from 0 to 5 and Y 3 are as described above, provided that when Z 3 and Z 4 are both H, p1+q1+r1+s1 is not equal to 0. More specific preferred examples include:
[0413][0413]
[0414] Из них, предпочтительными являются:[0414] Of these, the following are preferred:
[0415][0415]
[0416].[0416].
[0417] В соединении, представленном общей формулой (5а), Y3 в формуле (5а) предпочтительно представляет собой -СООМ. В частности, соединение, представленное общей формулой (5а), предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из CH2=CFCF2OCF(CF3)СООМ и CH2=CFCF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COOM (где М является таким как определено выше), а более предпочтительно представляет собой CH2=CFCF2OCF(CF3)СООМ.[0417] In the compound represented by the general formula (5a), Y 3 in the formula (5a) is preferably -COOM. In particular, the compound represented by the general formula (5a) is preferably at least one compound selected from the group consisting of CH 2 =CFCF 2 OCF(CF 3 )COOM and CH 2 =CFCF 2 OCF(CF 3 )CF 2 OCF(CF 3 )COOM (wherein M is as defined above), and is more preferably CH 2 =CFCF 2 OCF(CF 3 )COOM.
[0418] Соединение, представленное общей формулой (5), предпочтительно представляет собой соединение (5b), представленное общей формулой (5b):[0418] The compound represented by the general formula (5) is preferably a compound (5b) represented by the general formula (5b):
где любые X2 являются одинаковыми, и каждый из них представляет F или Н; n5 представляет собой 0 или целое число от 1 до 10 и Y3 является таким как определено выше.where any X 2 are the same and each represents F or H; n5 is 0 or an integer from 1 to 10 and Y 3 is as defined above.
[0419] В формуле (5b) n5 предпочтительно равно 0 или целому числу от 1 до 5, более предпочтительно 0, 1 или 2 и еще более предпочтительно 0 или 1 с точки зрения стабильности полученной водной дисперсии. Y3 предпочтительно представляет собой -СООМ с точки зрения получения соответствующей водорастворимости и стабильности водной дисперсии, а М представляет собой Н или NH4 с точки зрения уменьшения вероятности сохранения примесей и улучшения термостойкости полученного формованного изделия.[0419] In the formula (5b), n5 is preferably 0 or an integer of 1 to 5, more preferably 0, 1 or 2, and even more preferably 0 or 1 from the viewpoint of the stability of the obtained aqueous dispersion. Y3 is preferably -COOM from the viewpoint of obtaining appropriate water solubility and stability of the aqueous dispersion, and M is H or NH4 from the viewpoint of reducing the possibility of retaining impurities and improving the heat resistance of the obtained molded article.
[0420] Примеры соединения, представленного формулой (5b), включают[0420] Examples of the compound represented by formula (5b) include
CH2=CFCF2OCF(CF3)СООМ и CH2=CFCF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)СООМ, где М является таким как определено выше.CH 2 =CFCF 2 OCF(CF 3 )СООМ and CH 2 =CFCF 2 OCF(CF 3 )CF 2 OCF(CF 3 )СООМ, where M is as defined above.
[0421] Примеры соединения, представленного общей формулой (5), дополнительно включают соединение, представленное общей формулой (5с):[0421] Examples of the compound represented by the general formula (5) further include a compound represented by the general formula (5c):
[0422] [0422]
где Rf и Y3 являются такими как определено выше.where Rf and Y 3 are as defined above.
[0423] Их более конкретные примеры включают:[0423] Their more specific examples include:
и тому подобное.and the like.
[0424] В общей формуле (6), каждый X представляет собой -Н или -F. Оба X могут представлять собой -F или, по меньшей мере, один из них может представлять собой -Н. Например, один из них может представлять собой -F, а другой может представлять собой -Н, или оба могут представлять собой -Н.[0424] In the general formula (6), each X is -H or -F. Both X may be -F, or at least one of them may be -H. For example, one of them may be -F and the other may be -H, or both may be -H.
[0425] В общей формуле (6), Y представляет собой -Н, -F, алкильную группу или фторсодержащую алкильную группу.[0425] In the general formula (6), Y represents -H, -F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group.
Алкильная группа представляет собой алкильную группу, не содержащую атомов фтора, и может содержать один или несколько атомов углерода. Алкильная группа предпочтительно содержит 6 или менее атомов углерода, более предпочтительно 4 или менее атомов углерода, а еще более предпочтительно 3 или менее атомов углерода.An alkyl group is an alkyl group that does not contain fluorine atoms and may contain one or more carbon atoms. An alkyl group preferably contains 6 or fewer carbon atoms, more preferably 4 or fewer carbon atoms, and even more preferably 3 or fewer carbon atoms.
Фторсодержащая алкильная группа представляет собой алкильную группу, содержащую, по меньшей мере, один атом фтора, и может содержать один или несколько атомов углерода. Фторсодержащая алкильная группа предпочтительно содержит 6 или менее атомов углерода, более предпочтительно 4 или менее атомов углерода, а еще более предпочтительно 3 или менее атомов углерода.A fluorine-containing alkyl group is an alkyl group containing at least one fluorine atom and may contain one or more carbon atoms. The fluorine-containing alkyl group preferably contains 6 or less carbon atoms, more preferably 4 or less carbon atoms, and even more preferably 3 or less carbon atoms.
Y предпочтительно представляет собой -Н, -F или -CF3, а более предпочтительно -F.Y is preferably -H, -F or -CF 3 , and more preferably -F.
[0426] В общей формуле (6), по меньшей мере, один остаток из X и Y предпочтительно содержит атом фтора. Например, X, Y и Z могут представлять собой -Н, -F и -F, соответственно.[0426] In the general formula (6), at least one of X and Y preferably contains a fluorine atom. For example, X, Y and Z can be -H, -F and -F, respectively.
[0427] В общей формуле (6), Rf представляет собой фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода, или фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 2 до 100 атомов углерода и содержащую эфирную часть.[0427] In the general formula (6), Rf is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkylene group having 2 to 100 carbon atoms and containing an ether moiety.
Фторсодержащая алкиленовая группа предпочтительно содержит 2 или более атомов углерода. Фторсодержащая алкиленовая группа также предпочтительно содержит 30 или менее атомов углерода, более предпочтительно 20 или менее атомов углерода и еще более предпочтительно 10 или менее атомов углерода. Примеры фторсодержащей алкиленовой группы включают -CF2-, -CH2CF2-, CF2CF2-, -CF2CH2-, -CF2CF2CH2-, -CF(CF3)-, -CF(CF3)CF2- и CF(CF3)CH2-. Фторсодержащая алкиленовая группа предпочтительно представляет собой перфторалкиленовую группу.The fluorine-containing alkylene group preferably contains 2 or more carbon atoms. The fluorine-containing alkylene group also preferably contains 30 or less carbon atoms, more preferably 20 or less carbon atoms, and still more preferably 10 or less carbon atoms. Examples of the fluorine-containing alkylene group include -CF2- , -CH2CF2- , CF2CF2- , -CF2CH2- , -CF2CF2CH2- , -CF ( CF3 ) -, -CF( CF3 ) CF2- , and CF( CF3 ) CH2- . The fluorine-containing alkylene group is preferably a perfluoroalkylene group.
[0428] В общей формуле (6), Y3 предпочтительно представляет собой -СООМ, -SO3M или -OSO3M, где М представляет собой Н, атом металла, NR7y 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель, где R7y представляют собой Н или органическую группу и могут быть одинаковыми или различными, и любые два из них могут быть связаны друг с другом с образованием кольца.[0428] In the general formula (6), Y3 is preferably -COOM, -SO3M or -OSO3M , wherein M is H, a metal atom, NR7y4 , imidazolium optionally having a substituent, pyridinium optionally having a substituent, or phosphonium optionally having a substituent, wherein R7y are H or an organic group and may be the same or different, and any two of them may be bonded to each other to form a ring.
Органическая группа R7y предпочтительно представляет собой алкильную группу. R7y предпочтительно представляет собой Н или органическую группу С1-10, более предпочтительно Н или органическую группу C1-4, а еще более предпочтительно Н или С1-4 алкильную группу.The organic group R 7y is preferably an alkyl group. R 7y is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or a C 1-4 organic group, and even more preferably H or a C 1-4 alkyl group.
Примеры металла включают щелочные металлы (Группа 1) и щелочноземельные металлы (Группа 2), а предпочтительными являются Na, K или Li.Examples of the metal include alkali metals (Group 1) and alkaline earth metals (Group 2), and Na, K or Li are preferred.
М предпочтительно представляет собой -Н, атом металла, или -NR7 4, более предпочтительно -Н, щелочной металл (группа 1), щелочноземельный металл (группа 2) или -NR7 4, еще более предпочтительно -Н, -Na, -K, -Li или -NH4, еще более предпочтительно -Н, -Na, -K или -NH4, особенно предпочтительно -Н, -Na или -NH4, а наиболее предпочтительно -Н или -NH4.M is preferably -H, a metal atom, or -NR 7 4 , more preferably -H, an alkali metal (Group 1), an alkaline earth metal (Group 2) or -NR 7 4 , even more preferably -H, -Na, -K, -Li or -NH 4 , even more preferably -H, -Na, -K or -NH 4 , particularly preferably -H, -Na or -NH 4 , and most preferably -H or -NH 4 .
Y3 предпочтительно представляет собой -СООМ или -SO3M.Y 3 is preferably -СООМ or -SO 3 M.
[0429] Соединение, представленное общей формулой (6), предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из соединений, представленных общими формулами (6а), (6b), (6с), (6d) и (6е):[0429] The compound represented by the general formula (6) is preferably at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the general formulas (6a), (6b), (6c), (6d) and (6e):
где n1 представляет собой целое число от 1 до 10 и Y3 является таким как определено выше;where n1 is an integer from 1 to 10 and Y 3 is as defined above;
где n2 представляет собой целое число от 1 до 5 и Y3 является таким как определено выше;where n2 is an integer from 1 to 5 and Y 3 is as defined above;
где X1 представляет F или CF3; n3 представляет собой целое число от 1 до 10 и Y3 является таким как определено выше;where X 1 represents F or CF 3 ; n3 is an integer from 1 to 10 and Y 3 is as defined above;
где n4 представляет собой целое число от 1 до 10, n6 представляет собой целое число от 1 до 3, и Y3 и X1 являются таким как определено выше; иwhere n4 is an integer from 1 to 10, n6 is an integer from 1 to 3, and Y 3 and X 1 are as defined above; and
где n5 представляет собой целое число от 0 до 10, и Y3 и X1 являются таким как определено выше.where n5 is an integer from 0 to 10, and Y 3 and X 1 are as defined above.
[0430] В формуле (6а), n1 предпочтительно представляет собой целое число от 5 или менее, а более предпочтительно целое число от 2 или менее. Y3 предпочтительно представляет собой -СООМ или -SO3M с точки зрения получения соответствующей водорастворимости и стабильности водной дисперсии, а М представляет собой Н или NH4 с точки зрения того, что они с меньшей вероятностью остаются в виде примесей и улучшают термостойкость полученного формованного изделия.[0430] In the formula (6a), n1 is preferably an integer of 5 or less, and more preferably an integer of 2 or less. Y 3 is preferably -COOM or -SO 3 M from the viewpoint of obtaining appropriate water solubility and stability of the aqueous dispersion, and M is H or NH 4 from the viewpoint of being less likely to remain as impurities and improving the heat resistance of the resulting molded article.
[0431] Примеры соединения, представленного формулой (6а), включают CF2=CF-O-CF2COOM, CF2=CF(OCF2CF2COOM), CF2=CF(OCF2CF2CF2COOM), CF2=CF-O-CF2SO3M, CF2=CF(OCF2CF2SO3M) и CF2=CF(OCF2CF2CF2SO3M), где M является таким как определено выше.[0431] Examples of the compound represented by formula (6a) include CF 2 =CF-O-CF 2 COOM, CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 COOM), CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 CF 2 COOM), CF 2 =CF-O-CF 2 SO 3 M, CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 SO 3 M) and CF 2 =CF(OCF 2 CF 2 CF 2 SO 3 M), where M is as defined above.
[0432] В формуле (6b), n2 предпочтительно представляет собой целое число от 3 или менее с точки зрения стабильности полученной водной дисперсии, Y3 предпочтительно представляет собой -СООМ или -SO3M с точки зрения получения соответствующей водорастворимости и стабильности водной дисперсии, а М включает Н или NH4 с точки зрения того, что они с меньшей вероятностью останутся в качестве примесей и для повышения термостойкости получаемого формованного изделия.[0432] In the formula (6b), n2 is preferably an integer of 3 or less from the viewpoint of the stability of the obtained aqueous dispersion, Y3 is preferably -COOM or -SO3M from the viewpoint of obtaining appropriate water solubility and stability of the aqueous dispersion, and M includes H or NH4 from the viewpoint of being less likely to remain as impurities and to improve the heat resistance of the obtained molded article.
[0433] В формуле (6с), n3 предпочтительно представляет собой целое число от 5 или менее с точки зрения водорастворимости, Y3 предпочтительно представляет собой -СООМ или -SO3M с точки зрения получения соответствующей водорастворимости и стабильности водной дисперсии и М предпочтительно представляет собой Н или NH4 с точки зрения улучшения стабильности дисперсии.[0433] In the formula (6c), n3 is preferably an integer of 5 or less from the viewpoint of water solubility, Y3 is preferably -COOM or -SO3M from the viewpoint of obtaining appropriate water solubility and stability of an aqueous dispersion, and M is preferably H or NH4 from the viewpoint of improving the stability of the dispersion.
[0434] В формуле (6d), X1 предпочтительно представляет собой -CF3 с точки зрения стабильности водной дисперсии, n4 предпочтительно представляет собой целое число от 5 или менее с точки зрения водорастворимости, Y3 предпочтительно представляет собой -СООМ или -SO3M с точки зрения получения соответствующей водорастворимости и стабильности водной дисперсии и М предпочтительно представляет собой Н или NH4.[0434] In the formula (6d), X 1 is preferably -CF 3 from the viewpoint of the stability of the aqueous dispersion, n4 is preferably an integer of 5 or less from the viewpoint of water solubility, Y 3 is preferably -COOM or -SO 3 M from the viewpoint of obtaining appropriate water solubility and stability of the aqueous dispersion, and M is preferably H or NH 4 .
[0435] Примеры соединения, представленного формулой (6d), включают CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOM, CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2COOM, CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2COOM, CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3M, CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2SO3M и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO3M, где M представляет собой H, NH4 или щелочной металл.[0435] Examples of the compound represented by formula (6d) include CF2 = CFOCF2CF ( CF3 ) OCF2CF2COOM , CF2=CFOCF2CF( CF3 ) OCF2COOM , CF2 = CFOCF2CF (CF3)OCF2CF2CF2COOM, CF2 =CFOCF2CF( CF3 ) OCF2CF2SO3M , CF2 = CFOCF2CF ( CF3 ) OCF2SO3M , and CF2 = CFOCF2CF ( CF3 ) OCF2CF2CF2SO3M , where M is H , NH4 or an alkali metal .
[0436] В общей формуле (6е), n5 предпочтительно представляет собой целое число от 5 или менее с точки зрения водорастворимости, Y3 предпочтительно представляет собой -СООМ или -SO3M с точки зрения получения соответствующей водорастворимости и стабильности водной дисперсии и М предпочтительно представляет собой Н или NH4.[0436] In the general formula (6e), n5 is preferably an integer of 5 or less from the viewpoint of water solubility, Y3 is preferably -COOM or -SO3M from the viewpoint of obtaining appropriate water solubility and stability of an aqueous dispersion, and M is preferably H or NH4 .
[0437] Примеры соединения, представленного общей формулой (6е), включают CF2=CFOCF2CF2CF2COOM и CF2=CFOCF2CF2CF2SO3M, где М представляет собой Н, NH4 или щелочной металл.[0437] Examples of the compound represented by the general formula (6e) include CF 2 =CFOCF 2 CF 2 CF 2 COOM and CF 2 =CFOCF 2 CF 2 CF 2 SO 3 M, wherein M is H, NH 4 or an alkali metal.
[0438] В общей формуле (7), Rf предпочтительно представляет собой фторсодержащую алкиленовую группу, содержащую от 1 до 40 атомов углерода. В общей формуле (7), по меньшей мере, один остаток из X и Y предпочтительно содержит атом фтора.[0438] In the general formula (7), Rf is preferably a fluorine-containing alkylene group containing 1 to 40 carbon atoms. In the general formula (7), at least one residue of X and Y preferably contains a fluorine atom.
[0439] Соединение, представленное общей формулой (7), предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из:[0439] The compound represented by the general formula (7) is preferably at least one compound selected from the group consisting of:
соединения, представленного общей формулой (7а):compound represented by the general formula (7a):
где n1 представляет собой целое число от 1 до 10 и Y3 является таким как определено выше; иwhere n1 is an integer from 1 to 10 and Y 3 is as defined above; and
соединения, представленного общей формулой (7b):compound represented by the general formula (7b):
где n2 представляет собой целое число от 1 до 5 и Y3 является таким как определено выше.where n2 is an integer from 1 to 5 and Y 3 is as defined above.
Y3 предпочтительно представляет собой -SO3M или -СООМ и М предпочтительно представляет собой Н, атом металла, NR7y 4, имидазолий, необязательно содержащий заместитель, пиридиний, необязательно содержащий заместитель, или фосфоний, необязательно содержащий заместитель. R7y представляет собой Н или органическую группу.Y 3 is preferably -SO 3 M or -COOM and M is preferably H, a metal atom, NR 7y 4 , imidazolium optionally containing a substituent, pyridinium optionally containing a substituent, or phosphonium optionally containing a substituent. R 7y is H or an organic group.
[0440] В формуле (7а), n1 предпочтительно представляет собой целое число от 5 или менее, а более предпочтительно целое число от 2 или менее. Y3 предпочтительно представляет собой -СООМ или -SO3M с точки зрения получения соответствующей водорастворимости и стабильности водной дисперсии и М предпочтительно представляет собой Н или NH4 с точки зрения того, что он с меньшей вероятностью останется в качестве примесей и для повышения термостойкости получаемого формованного изделия. Примеры соединения, представленного формулой (7а), включают CF2=CFCF2COOM и CF2=CFCF2SO3M, где М является таким как определено выше.[0440] In the formula (7a), n1 is preferably an integer of 5 or less, and more preferably an integer of 2 or less. Y 3 is preferably -COOM or -SO 3 M from the viewpoint of obtaining appropriate water solubility and stability of the aqueous dispersion, and M is preferably H or NH 4 from the viewpoint of being less likely to remain as impurities and for improving the heat resistance of the resulting molded article. Examples of the compound represented by the formula (7a) include CF 2 =CFCF 2 COOM and CF 2 =CFCF 2 SO 3 M, wherein M is as defined above.
[0441] В формуле (7b), п2 предпочтительно представляет собой целое число от 3 или менее с точки зрения стабильности водной дисперсии, Y3 предпочтительно представляет собой -СООМ или -SO3M с точки зрения получения соответствующей водорастворимости и стабильности водной дисперсии и М предпочтительно представляет собой Н или NH4 с точки зрения того, что он с меньшей вероятностью останется в качестве примесей и для повышения термостойкости получаемого формованного изделия.[0441] In the formula (7b), n2 is preferably an integer of 3 or less from the viewpoint of the stability of the aqueous dispersion, Y3 is preferably -COOM or -SO3M from the viewpoint of obtaining adequate water solubility and stability of the aqueous dispersion, and M is preferably H or NH4 from the viewpoint of being less likely to remain as impurities and for improving the heat resistance of the resulting molded article.
[0442] Модифицирующий мономер предпочтительно включает модифицирующий мономер (А), предпочтительно включает, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из соединений, представленных общей формулой (5а), общей формулой (5с), общей формулой (6а), общей формулой (6b), общей формулой (6с) и общей формулой (6d), а более предпочтительно включает соединение, представленное общей формулой (5а) или общей формулой (5с).[0442] The modifying monomer preferably includes a modifying monomer (A), preferably includes at least one monomer selected from the group consisting of compounds represented by general formula (5a), general formula (5c), general formula (6a), general formula (6b), general formula (6c), and general formula (6d), and more preferably includes a compound represented by general formula (5a) or general formula (5c).
[0443] Когда модифицирующий мономер (А) используется в качестве модифицирующего мономера, содержание единицы модифицирующего мономерного (А) предпочтительно находится в диапазоне от 0,00001 до 1,0% масс. по отношению ко всем единицам полимеризации в полимере TFE (PTFE). Его нижний предел более предпочтительно составляет 0,0001% масс., более предпочтительно 0,0005% масс., еще более предпочтительно 0,001% масс., еще более предпочтительно 0,005% масс. Верхний предел составляет в порядке предпочтительности 0,90% масс., 0,50% масс., 0,40% масс., 0,30% масс., 0,20% масс., 0,15% масс. масс., 0,10% масс., 0,08% масс., 0,05% масс. или 0,01% масс.[0443] When the modifying monomer (A) is used as the modifying monomer, the unit content of the modifying monomer (A) is preferably in the range of 0.00001 to 1.0 mass % relative to all polymerization units in the TFE polymer (PTFE). The lower limit thereof is more preferably 0.0001 mass %, more preferably 0.0005 mass %, still more preferably 0.001 mass %, still more preferably 0.005 mass %. The upper limit is, in order of preference, 0.90 mass %, 0.50 mass %, 0.40 mass %, 0.30 mass %, 0.20 mass %, 0.15 mass %, 0.10 mass %, 0.08 mass %, 0.05 mass % or 0.01 mass %.
[0444] При получении полимера TFE полимер (1) может использоваться в пределах применения описанного для способа получения по настоящему изобретению. Концентрация полимера (1) не ограничивается до тех пор, пока она находится в указанном выше диапазоне. Слишком большое добавленное количество полимера (1) вызывает образование игольчатых частиц с большим аспектным отношением и гелеобразование водной дисперсии, ухудшая стабильность. Нижний предел количества используемого полимера (1) составляет предпочтительно 0,0001% масс., более предпочтительно 0,001% масс., еще более предпочтительно 0,01% масс. и особенно предпочтительно 0,02% масс. по отношению к водной среде. Верхний предел количества используемого полимера (1) предпочтительно составляет 10% масс., а более предпочтительно 5% масс. по отношению к водной среде.[0444] In producing the TFE polymer, the polymer (1) can be used within the scope of application described for the producing method of the present invention. The concentration of the polymer (1) is not limited as long as it is in the above-mentioned range. Too much addition of the polymer (1) causes the formation of needle-like particles with a large aspect ratio and gelation of the aqueous dispersion, deteriorating the stability. The lower limit of the amount of the polymer (1) used is preferably 0.0001% by mass, more preferably 0.001% by mass, even more preferably 0.01% by mass, and particularly preferably 0.02% by mass, with respect to the aqueous medium. The upper limit of the amount of the polymer (1) used is preferably 10% by mass, and more preferably 5% by mass, with respect to the aqueous medium.
[0445] Полимер (1) можно добавлять в реакционную емкость сразу перед началом полимеризации, можно добавлять сразу после начала полимеризации, можно добавлять несколькими порциями во время полимеризации или можно добавлять непрерывно во время полимеризации.[0445] The polymer (1) can be added to the reaction vessel immediately before the start of polymerization, can be added immediately after the start of polymerization, can be added in several portions during polymerization, or can be added continuously during polymerization.
[0446] При получении полимера TFE используемый инициатор полимеризации может представлять собой органический пероксид, такой как персульфат (например, персульфат аммония), пероксид диянтарной кислоты или пероксид диглутаровой кислоты, отдельно или в форме их смеси. Органический пероксид можно использовать вместе с восстановителем, таким как сульфит натрия, для образования окислительно-восстановительной системы. Кроме того, во время полимеризации можно добавить поглотитель радикалов, такой как гидрохинон или катехол, или можно добавить разлагатель пероксидов, такой как сульфит аммония, для регулирования концентрации радикалов в системе.[0446] When producing a TFE polymer, the polymerization initiator used may be an organic peroxide such as a persulfate (e.g., ammonium persulfate), disuccinic acid peroxide, or diglutaric acid peroxide, alone or in the form of a mixture thereof. The organic peroxide may be used together with a reducing agent such as sodium sulfite to form a redox system. In addition, a radical scavenger such as hydroquinone or catechol may be added during the polymerization, or a peroxide decomposer such as ammonium sulfite may be added to control the concentration of radicals in the system.
[0447] Инициатор окислительно-восстановительной полимеризации предпочтительно представляет собой окислительно-восстановительный инициатор, полученный посредством объединения окислителя и восстановителя. Примеры окислителя включают персульфаты, органические пероксиды, перманганат калия, триацетат марганца и нитрат церия аммония. Примеры восстановителя включают сульфиты, бисульфиты, броматы, диимины и щавелевую кислоту. Примеры персульфатов включают персульфат аммония и персульфат калия. Примеры сульфитов включают сульфит натрия и сульфит аммония. Чтобы увеличить скорость разложения инициатора, сочетание окислительно-восстановительного инициатора предпочтительно может содержать соль меди или соль железа. Примером соли меди является сульфат меди(II), а примером соли железа является сульфат железа(II).[0447] The redox polymerization initiator is preferably a redox initiator obtained by combining an oxidizing agent and a reducing agent. Examples of the oxidizing agent include persulfates, organic peroxides, potassium permanganate, manganese triacetate, and ceric ammonium nitrate. Examples of the reducing agent include sulfites, bisulfites, bromates, diimines, and oxalic acid. Examples of persulfates include ammonium persulfate and potassium persulfate. Examples of sulfites include sodium sulfite and ammonium sulfite. To increase the decomposition rate of the initiator, the redox initiator combination may preferably contain a copper salt or an iron salt. An example of a copper salt is copper(II) sulfate, and an example of an iron salt is iron(II) sulfate.
[0448] Примеры окислительно-восстановительного инициатора включают перманганат калия/щавелевую кислоту, персульфат аммония/бисульфит/сульфат железа, триацетат марганца/щавелевую кислоту, нитрат аммония-церия/щавелевую кислоту и бромат/бисульфит, а перманганат калия/щавелевая кислота является предпочтительным. В случае использования окислительно-восстановительного инициатора в танк для полимеризации можно заранее загрузить либо окислитель, либо восстановитель, с последующим непрерывным или периодическим добавлением к нему другого агента для инициирования полимеризации. Например, в случае использования перманганата калия/щавелевой кислоты предпочтительно щавелевую кислоту загружают в танк для полимеризации и туда непрерывно добавляют перманганат калия.[0448] Examples of the redox initiator include potassium permanganate/oxalic acid, ammonium persulfate/bisulfite/ferric sulfate, manganese triacetate/oxalic acid, ammonium cerium nitrate/oxalic acid, and bromate/bisulfite, and potassium permanganate/oxalic acid is preferred. In the case of using a redox initiator, either an oxidizing agent or a reducing agent can be pre-loaded into the polymerization tank, and then another agent can be continuously or periodically added thereto to initiate the polymerization. For example, in the case of using potassium permanganate/oxalic acid, oxalic acid is preferably loaded into the polymerization tank and potassium permanganate is continuously added thereto.
[0449] При получении полимера TFE можно использовать известный агент передачи цепи. Его примеры включают насыщенные углеводороды, такие как метан, этан, пропан и бутан, галогенированные углеводороды, такие как хлорметан, дихлорметан и дифторэтан, спирты, такие как метанол, этанол и изопропанол, и водород. Агент передачи цепи предпочтительно находится в газообразном состоянии при нормальной температуре и нормальном давлении.[0449] A known chain transfer agent can be used in the production of the TFE polymer. Examples thereof include saturated hydrocarbons such as methane, ethane, propane and butane, halogenated hydrocarbons such as chloromethane, dichloromethane and difluoroethane, alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, and hydrogen. The chain transfer agent is preferably in a gaseous state at normal temperature and pressure.
[0450] Количество используемого агента передачи цепи обычно составляет от 1 до 10000 м.д. масс., предпочтительно от 1 до 5000 м.д. масс., по отношению к общему количеству подаваемого TFE.[0450] The amount of chain transfer agent used is usually from 1 to 10,000 ppm by weight, preferably from 1 to 5,000 ppm by weight, relative to the total amount of TFE supplied.
[0451] При получении полимера TFE в качестве стабилизатора дисперсии можно использовать насыщенный углеводород, который является, по существу, инертным по отношению к реакции, находится в жидком состоянии в условиях реакции и который содержит 12 или более атомов углерода для системы реакции в количестве от 2 до 10 частей масс. овых по отношению к 100 частям масс. овым водной среды. Карбонат аммония, фосфат аммония или что-либо подобное могут добавляться в качестве буфера для регулирования рН во время реакции.[0451] In the production of the TFE polymer, a saturated hydrocarbon which is substantially inert to the reaction, is in a liquid state under the reaction conditions and which contains 12 or more carbon atoms for the reaction system can be used as a dispersion stabilizer in an amount of 2 to 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of an aqueous medium. Ammonium carbonate, ammonium phosphate or the like can be added as a buffer to adjust the pH during the reaction.
[0452] По завершении полимеризации TFE можно получить полимеризационную дисперсию, имеющую концентрацию твердых продуктов от 1,0 до 50% масс. и средний размер первичных частиц от 50 до 500 нм.[0452] Upon completion of the polymerization of TFE, a polymerization dispersion can be obtained having a solids concentration of 1.0 to 50% by weight and an average primary particle size of 50 to 500 nm.
Нижний предел концентрации твердых продуктов предпочтительно составляет 5% масс., а более предпочтительно 8% масс. Его верхний предел может составлять, но, не ограничиваясь этим, 40% масс. или 35% масс.The lower limit of solids concentration is preferably 5% by weight, and more preferably 8% by weight. Its upper limit may be, but is not limited to, 40% by weight or 35% by weight.
Нижний предел среднего размера первичных частиц предпочтительно составляет 100 нм, а более предпочтительно 150 нм. Его верхний предел предпочтительно составляет 400 нм, а более предпочтительно 350 нм.The lower limit of the average size of the primary particles is preferably 100 nm, and more preferably 150 nm. Its upper limit is preferably 400 nm, and more preferably 350 nm.
Средний размер первичных частиц можно измерить методом динамического рассеяния света. Средний размер первичных частиц можно измерить посредством приготовления водной дисперсии с концентрацией твердых продуктов, установленной до 1,0% масс., и используя динамическое рассеяние света при 25°С с помощью 70 процессов измерения, в которых растворитель (вода) имеет коэффициент преломления 1,3328, и растворитель (вода) имеет вязкость 0,8878 мПа⋅сек. Для динамического рассеяния света можно использовать, например, ELSZ-1000S (производство Otsuka Electronics Co., Ltd.).The average primary particle size can be measured using dynamic light scattering. The average primary particle size can be measured by preparing an aqueous dispersion with a solids concentration adjusted to 1.0% by weight and using dynamic light scattering at 25°C with 70 measurement processes in which the solvent (water) has a refractive index of 1.3328 and a viscosity of 0.8878 mPa⋅s. For dynamic light scattering, an example of an ELSZ-1000S (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) can be used.
Кроме того, средний размер первичных частиц можно определить посредством измерения коэффициента пропускания падающего света с длиной волны 550 нм на единичной длине водной дисперсии, имеющей концентрацию твердых продуктов, установленную до 0,15% масс., а также среднечисленное значение длины первичных частиц определяют посредством измерения диаметра Ферета с помощью изображения, полученного просвечивающим электронным микроскопом, для построения калибровочной кривой и определения размера частиц по измеренному коэффициенту пропускания падающего света 550 нм каждого образца с использованием калибровочной кривой.In addition, the average size of the primary particles can be determined by measuring the transmittance of incident light with a wavelength of 550 nm per unit length of an aqueous dispersion having a solid concentration set to 0.15% by mass, and the number average value of the length of the primary particles is determined by measuring the Feret diameter using an image obtained by a transmission electron microscope to construct a calibration curve and determine the particle size from the measured transmittance of incident light of 550 nm of each sample using the calibration curve.
[0453] Мелкодисперсный порошок можно получить посредством коагуляции водной дисперсии полимера TFE. Водную дисперсию полимера TFE можно превратить в мелкий порошок посредством коагуляции, промывания и сушки. Полученный мелкодисперсный порошок можно использовать для различных целей. Коагуляцию водной дисперсии полимера TFE обычно осуществляют посредством разбавления водной дисперсии, полученной с помощью полимеризации полимерного латекса, например, водой до концентрации полимера от 5 до 20% масс., необязательно доводя рН до нейтрального или щелочного значения и перемешивая полимер более энергично, чем при реакции в емкости, снабженной мешалкой. Коагуляцию можно осуществлять при перемешивании с добавлением водорастворимого органического соединения, такого как метанол или ацетон, неорганической соли, такой как нитрат калия или карбонат аммония, или неорганической кислоты, такой как хлористоводородная кислота, серная кислота или азотная кислота, в качестве коагулирующего агента. Коагуляция может осуществляться непрерывно с использованием такого устройства, как проточный смеситель.[0453] A fine powder can be obtained by coagulating an aqueous dispersion of a TFE polymer. The aqueous dispersion of a TFE polymer can be converted into a fine powder by coagulation, washing and drying. The obtained fine powder can be used for various purposes. Coagulation of an aqueous dispersion of a TFE polymer is usually carried out by diluting an aqueous dispersion obtained by polymerizing a polymer latex, for example, with water to a polymer concentration of 5 to 20% by weight, optionally adjusting the pH to a neutral or alkaline value and stirring the polymer more vigorously than in a reaction in a vessel equipped with a stirrer. Coagulation can be carried out by stirring with the addition of a water-soluble organic compound such as methanol or acetone, an inorganic salt such as potassium nitrate or ammonium carbonate, or an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid, as a coagulating agent. Coagulation can be carried out continuously using a device such as a flow mixer.
[0454] С точки зрения производительности, концентрация неагломерированного полимера TFE в отработанной воде, образующейся при агломерации, предпочтительно является низкой, более предпочтительно она составляет менее 0,4% масс., а особенно предпочтительно менее 0,3% масс.[0454] From the viewpoint of productivity, the concentration of the non-agglomerated TFE polymer in the waste water generated by the agglomeration is preferably low, more preferably less than 0.4% by mass, and particularly preferably less than 0.3% by mass.
[0455] Содержащий пигмент или содержащий наполнитель мелкодисперсный порошок полимера TFE, в котором пигменты и наполнители перемешиваются равномерно, можно получить посредством добавления пигментов для окрашивания и различных наполнителей для улучшения механических свойств до коагуляции или во время нее.[0455] A pigment-containing or filler-containing fine powder of TFE polymer in which pigments and fillers are uniformly mixed can be obtained by adding pigments for coloring and various fillers for improving mechanical properties before or during coagulation.
[0456] Влажный порошок, полученный посредством коагуляции полимера TFE в водной дисперсии, обычно сушат с помощью вакуума, высокочастотного электромагнитного поля, горячего воздуха или чего-либо подобного, сохраняя при этом влажный порошок в состоянии, в котором влажный порошок является менее текучим, предпочтительно в стационарном состоянии. Трение между частицами порошка, особенно при высокой температуре, обычно оказывает неблагоприятное воздействие на полимер TFE в виде мелкодисперсного порошка. Это связано с тем, что частицы, полученные из такого полимера TFE, легко формируются в фибриллы даже при небольшом сдвиговом усилии и теряют свою первоначальную, стабильную структуру частиц.[0456] The wet powder obtained by coagulating the TFE polymer in an aqueous dispersion is usually dried using a vacuum, a high-frequency electromagnetic field, hot air, or the like, while maintaining the wet powder in a state in which the wet powder is less fluid, preferably in a stationary state. Friction between powder particles, especially at high temperatures, usually has an adverse effect on the TFE polymer in the form of a fine powder. This is because particles obtained from such a TFE polymer easily form fibrils even under a small shear force and lose their original, stable particle structure.
[0457] Сушку осуществляют при температуре сушки от 10 до 300°С, предпочтительно от 100 до 300°С.[0457] Drying is carried out at a drying temperature of 10 to 300°C, preferably 100 to 300°C.
[0458] Полимер TFE в водной дисперсии может коагулировать с использованием кислоты, не содержащей элементарных металлов, или коагулировать посредством перемешивания, а коагулированный полимер TFE можно промыть жидкой средой с пониженным содержанием элементарного металла. Кроме того, промытый полимер TFE можно высушить. Посредством такого способа получения можно получить полимер TFE с содержанием металла 10 м.д. масс. или менее в полимере TFE. Жидкая среда представляет собой воду, а еще более предпочтительно сверхчистую воду. Содержание металла в жидкой среде составляет 2 м.д. масс. или менее, более предпочтительно 1 м.д. масс. или менее, а еще более предпочтительно 0,5 м.д. масс. или менее.[0458] The TFE polymer in the aqueous dispersion can be coagulated using an acid containing no elemental metals or coagulated by stirring, and the coagulated TFE polymer can be washed with a liquid medium having a reduced elemental metal content. In addition, the washed TFE polymer can be dried. By such a production method, a TFE polymer having a metal content of 10 ppm by mass or less in the TFE polymer can be obtained. The liquid medium is water, and even more preferably ultrapure water. The metal content in the liquid medium is 2 ppm by mass or less, more preferably 1 ppm by mass or less, and even more preferably 0.5 ppm by mass or less.
[0459] Полученный мелкодисперсный порошок полимера TFE является предпочтительным для формования, и его соответствующие применения включают трубы для гидравлических систем или топливных систем самолетов или автомобилей, гибкие шланги для химикатов или паров, а также оболочки электрических проводов.[0459] The resulting finely divided TFE polymer powder is preferred for molding, and its suitable applications include pipes for hydraulic systems or fuel systems of aircraft or automobiles, flexible hoses for chemicals or vapors, and sheaths of electrical wires.
[0460] Водную дисперсию полимера TFE предпочтительно смешивают с неионным поверхностно-активным веществом для стабилизации и дальнейшего концентрирования водной дисперсии, а затем дополнительно смешивают, в зависимости от ее назначения, с органическим или неорганическим наполнителем для формирования композиции и используют в различных применениях. При нанесении на металлическую или керамическую подложку композиция может обеспечить поверхность покрытия, имеющую нелипкость, низкий коэффициент трения и превосходный лоск, гладкость, стойкость к истиранию, атмосферостойкость и термостойкость, которая подходит для покрытия валков и кухонной посуды и для пропитки стеклоткани.[0460] An aqueous dispersion of TFE polymer is preferably mixed with a nonionic surfactant to stabilize and further concentrate the aqueous dispersion, and then further mixed, depending on its purpose, with an organic or inorganic filler to form a composition and used in various applications. When applied to a metal or ceramic substrate, the composition can provide a coating surface having non-tackiness, a low coefficient of friction and excellent gloss, smoothness, abrasion resistance, weather resistance and heat resistance, which is suitable for coating rollers and kitchen utensils and for impregnating fiberglass.
[0461] Водную дисперсию также можно использовать для приготовления органозоля полимера TFE. Органозоль может содержать полимер TFE и органический растворитель, и примеры органического растворителя включают растворители на основе простых эфиров, растворители на основе кетонов, растворители на основе спиртов, растворители на основе амидов, растворители на основе сложных эфиров, растворители на основе алифатических углеводородов, растворители на основе ароматических углеводородов и растворители на основе галогенированных углеводородов. Предпочтительно используют N-метил-2-пирролидон и диметилацетамид. Органозоль можно приготовить, например, способом, описанным в Международной публикации № WO 2012/002038.[0461] An aqueous dispersion can also be used to prepare an organosol of a TFE polymer. The organosol may contain a TFE polymer and an organic solvent, and examples of the organic solvent include ether-based solvents, ketone-based solvents, alcohol-based solvents, amide-based solvents, ester-based solvents, aliphatic hydrocarbon-based solvents, aromatic hydrocarbon-based solvents, and halogenated hydrocarbon-based solvents. N-methyl-2-pyrrolidone and dimethylacetamide are preferably used. The organosol can be prepared, for example, by the method described in International Publication No. WO 2012/002038.
[0462] Водную дисперсию полимера TFE или мелкодисперсный порошок полимера TFE также предпочтительно используют в качестве технологической добавки. При использовании в качестве технологической добавки водную дисперсию или мелкодисперсный порошок смешивают с полимером-основой, например, для улучшения прочности расплава полимера-основы при переработке в расплаве, а также для улучшения механической прочности, электрических свойств, невоспламеняемости, антикапельных характеристик при горении и скольжения полученного полимера.[0462] An aqueous dispersion of a TFE polymer or a fine powder of a TFE polymer is also preferably used as a processing aid. When used as a processing aid, the aqueous dispersion or fine powder is mixed with a base polymer, for example, to improve the melt strength of the base polymer during melt processing, as well as to improve the mechanical strength, electrical properties, non-flammability, anti-drip properties during combustion, and slip of the resulting polymer.
[0463] Водную дисперсию полимера TFE или мелкодисперсный порошок полимера TFE также предпочтительно используют в качестве связывающего вещества для батарей или используют для пыленепроницаемых применений.[0463] The aqueous dispersion of the TFE polymer or the fine powder of the TFE polymer is also preferably used as a binder for batteries or used for dust-proof applications.
[0464] Водную дисперсию полимера TFE или мелкодисперсный порошок полимера ТФЭ также предпочтительно объединяют со смолой, отличной от полимера TFE, для получения технологической добавки перед использованием. Водная дисперсия или мелкодисперсный порошок является пригодным в качестве исходного материала PTFE, описанного, например, в Выложенном патенте Японии №11-49912, патенте США №5804654, Выложенном патенте Японии №11-29679 и Выложенном патент Японии №2003-2980. Технологические добавки, содержащие водную дисперсию или мелкодисперсный порошок, ни в чем не уступают технологическим добавкам, описанным в публикациях.[0464] An aqueous dispersion of a TFE polymer or a fine powder of a TFE polymer is also preferably combined with a resin other than a TFE polymer to obtain a processing aid before use. The aqueous dispersion or the fine powder is suitable as a PTFE raw material described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-49912, U.S. Patent No. 5804654, Japanese Patent Laid-Open No. 11-29679, and Japanese Patent Laid-Open No. 2003-2980. Processing aids containing the aqueous dispersion or the fine powder are not inferior to the processing aids described in the publications.
[0465] Водную дисперсию полимера TFE также предпочтительно смешивают с водной дисперсией фтористой смолы, перерабатываемой в расплаве, так, чтобы компоненты коагулировали с образованием совместно коагулированного порошка. Совместно коагулированный порошок является пригодным в качестве технологической добавки.[0465] The aqueous dispersion of the TFE polymer is also preferably mixed with the aqueous dispersion of the melt-processable fluororesin so that the components coagulate to form a co-coagulated powder. The co-coagulated powder is useful as a processing aid.
[0466] Примеры фтористой смолы, перерабатываемой в расплаве, включают FEP, PFA, сополимеры TFE/простого перфтораллилового эфира, ETFE и сополимеры этилена/TFE/HFP (EFEP), из которых PFA или FEP являются предпочтительными.[0466] Examples of melt-processable fluororesin include FEP, PFA, TFE/perfluoroallyl ether copolymers, ETFE, and ethylene/TFE/HFP copolymers (EFEP), of which PFA or FEP are preferred.
[0467] Водная дисперсия также предпочтительно содержит фтористую смолу, перерабатываемую в расплаве. Примеры фтористой смолы, перерабатываемой в расплаве, включают FEP, PFA, сополимеры TFE/простого перфтораллилового эфира, ETFE и EFEP. Водная дисперсия, содержащая фтористую смолу, перерабатываемую в расплаве, может использоваться в качестве материала покрытия. Фтористая смола, перерабатываемая в расплаве, обеспечивает достаточное сплавление частиц полимера TFE, улучшая способность к формованию пленки и придавая получаемой пленке лоск.[0467] The aqueous dispersion also preferably contains a melt-processable fluororesin. Examples of the melt-processable fluororesin include FEP, PFA, TFE/perfluoroallyl ether copolymers, ETFE, and EFEP. The aqueous dispersion containing the melt-processable fluororesin can be used as a coating material. The melt-processable fluororesin ensures sufficient fusion of the TFE polymer particles, improving film formability and imparting gloss to the resulting film.
[0468] Не содержащая фтора смола, к которой добавляют совместно коагулированный порошок, может иметь форму порошка, гранул или эмульсии. Чтобы добиться достаточного смешивания смол, добавление предпочтительно осуществляют с помощью известного способа, такого как экструзионное замешивание или вальцовое замешивание под действием сдвигового усилия.[0468] The fluorine-free resin to which the co-coagulated powder is added may be in the form of a powder, granules, or emulsion. In order to achieve sufficient mixing of the resins, the addition is preferably carried out by a known method such as extrusion kneading or roller kneading under shear.
[0469] Водную дисперсию полимера TFE также предпочтительно используют в качестве агента пылеподавляющей обработки. Агент пылеподавляющей обработки может использоваться в способе подавления пыли от генерирующих пыль веществ посредством смешивания агента пылеподавляющей обработки с веществом, генерирующим пыль, и воздействия на смесь сжатия-сдвига при температуре от 20 до 200°С для фибриллирования полимера TFE, например, как в способах, описанных в патенте Японии №2827152 и патенте Японии №2538783.[0469] An aqueous dispersion of a TFE polymer is also preferably used as a dust suppression treatment agent. The dust suppression treatment agent can be used in a method for suppressing dust from dust-generating substances by mixing the dust suppression treatment agent with a dust-generating substance and subjecting the mixture to compression-shear at a temperature of 20 to 200°C to fibrillate the TFE polymer, for example, as in the methods described in Japanese Patent No. 2827152 and Japanese Patent No. 2538783.
Водная дисперсия полимера TFE может соответствующим образом использоваться для композиции агента пылеподавляющей обработки, описанной в Международной публикации № WO 2007/004250, а также может соответствующим образом использоваться в способе пылеподавляющей обработки, описанном в Международной публикации № WO 2007/000812.The aqueous dispersion of the TFE polymer can be suitably used for the dust suppression treatment agent composition described in International Publication No. WO 2007/004250, and can also be suitably used in the dust suppression treatment method described in International Publication No. WO 2007/000812.
[0470] Агент для пылезащитной обработки соответствующим образом используется для пылеподавляющей обработки в областях строительных изделий, стабилизаторов грунта, отверждающих материалов, удобрений, отвалов золы от сжигания и вредных веществ, а также взрывозащищенного оборудования, косметики и гранул для выделений домашних животных, представленных кошачьими гранулами.[0470] The dust-control treatment agent is suitably used for dust-control treatment in the fields of building products, soil stabilizers, curing materials, fertilizers, incineration ash and hazardous substance waste heaps, and explosion-proof equipment, cosmetics, and pet excrement granules such as cat granules.
[0471] Водную дисперсию полимера TFE также предпочтительно используют в качестве исходного материала для получения волокон из полимера TFE способом дисперсионного прядения. Способ дисперсионного прядения представляет собой способ, при котором смешивают водную дисперсию полимера TFE и водную дисперсию матричного полимера и смесь экструдируют с образованием промежуточной волокнистой структуры, а затем промежуточную волокнистую структуру обжигают для разложения матричного полимера и спекают частицы полимера TFE, получая тем самым полимерные волокна TFE.[0471] An aqueous dispersion of a TFE polymer is also preferably used as a starting material for producing TFE polymer fibers by a dispersion spinning method. The dispersion spinning method is a method in which an aqueous dispersion of a TFE polymer and an aqueous dispersion of a matrix polymer are mixed and the mixture is extruded to form an intermediate fiber structure, and then the intermediate fiber structure is calcined to decompose the matrix polymer and the TFE polymer particles are sintered, thereby obtaining TFE polymer fibers.
[0472] Порошок PTFE с высокой молекулярной масс. ой, полученный посредством полимеризации, обладает растяжимостью и способностью к переработке без плавления, а также является пригодным для использования в качестве исходного материала для растянутой массы (пористой массы).[0472] The high molecular weight PTFE powder obtained by polymerization has stretchability and non-melting processability, and is suitable for use as a raw material for a stretched mass (porous mass).
Когда растянутая масса имеет форму пленки (растянутая пленка из PTFE или пористая пленка из PTFE), растянутая масса может формироваться посредством растягивания PTFE известным способом растяжения. Растяжение позволяет легко формировать фибриллы из PTFE, в результате чего образуется пористая масса (пленка) из высокомолекулярного PTFE, содержащая узлы и волокна.When the stretched mass is in the form of a film (PTFE stretched film or porous PTFE film), the stretched mass can be formed by stretching the PTFE using a known stretching method. Stretching allows for the easy formation of PTFE fibrils, resulting in a porous mass (film) of high-molecular-weight PTFE containing nodes and fibers.
Предпочтительно, растяжение листового или стержнеобразного пастообразного экструдата в направлении экструзии может обеспечить одноосно растянутую пленку.Preferably, stretching the sheet or rod-shaped paste extrudate in the extrusion direction can provide a uniaxially stretched film.
Дальнейшее растяжение в поперечном направлении с использованием, например, ширительной машины может дать пленку, растянутую по двум осям.Further stretching in the transverse direction using, for example, a spreading machine can produce a film stretched along two axes.
Также предпочтительно осуществлять предварительный отжиг перед растяжением.It is also preferable to carry out pre-annealing before stretching.
[0473] Это растянутая масса из PTFE представляет собой пористую массу, имеющую высокую пористость, и ее можно соответственно использовать в качестве фильтрующего материала для различных фильтров для микрофильтрации, таких как воздушные фильтры и химические фильтры, а также элемента подложки для пленок с полимерным электролитом.[0473] This expanded PTFE mass is a porous mass having high porosity, and it can be suitably used as a filter material for various microfiltration filters such as air filters and chemical filters, and as a support element for polymer electrolyte films.
Растянутая масса из PTFE также является пригодной для использования в качестве материала продуктов, используемых в текстильной промышленности, медицине, электрохимии, герметиках, воздушных фильтрах, системах вентиляции/регулировки внутреннего давления, жидкостных фильтрах и потребительских товарах.PTFE expanded material is also suitable for use as a material in products used in textiles, medicine, electrochemistry, sealants, air filters, ventilation/internal pressure control systems, liquid filters and consumer goods.
Ниже приводятся примеры конкретных примененийBelow are examples of specific applications.
[0474] массы- Область электрохимии[0474] masses - Field of electrochemistry
Примеры применений в этой области включают препреги для диэлектрических материалов, материалы для защиты от электромагнитных помех и теплопроводящие материалы. Более конкретно, их примеры включают в себя печатные платы, материалы, защищающие от электромагнитных помех, изолирующие теплопроводящие материалы и изолирующие материалы.Examples of applications in this field include prepregs for dielectric materials, EMI shielding materials, and thermally conductive materials. More specifically, examples include printed circuit boards, EMI shielding materials, thermally conductive insulating materials, and insulating materials.
- Область герметиков- Sealants area
Примеры применения в этой области включают прокладки, набивки, диафрагмы насосов, насосные трубки и герметики для самолетов.Examples of applications in this area include gaskets, packings, pump diaphragms, pump tubes and aircraft sealants.
[0475] - Область воздушных фильтров[0475] - Air filter area
Примеры применения в этой области включают ULPA-фильтры (для получения полупроводников), НЕРА-фильтры (для больниц и для получения полупроводников), цилиндрические картриджные фильтры (для промышленности), рукавные фильтры (для промышленности), термостойкие рукавные фильтры (для очистки выхлопных газов), термостойкие гофрированные фильтры (для очистки выхлопных газов), фильтры SINBRAN (для промышленности), каталитические фильтры (для очистки выхлопных газов), фильтры с адсорбентом (для заделки HDD), вентиляционные фильтры с адсорбентом (для заделки HDD), вентиляционные фильтры (например, для заделки HDD), фильтры для очистителей (для очистителей), многослойные войлочные материалы общего назначения, картриджные фильтры для GT (для сменных элементов для GT), фильтры охлаждения (для корпусов электронных устройств).Examples of applications in this field include ULPA filters (for semiconductor production), HEPA filters (for hospitals and semiconductor production), cylindrical cartridge filters (for industry), bag filters (for industry), high-temperature bag filters (for exhaust gas cleaning), high-temperature pleated filters (for exhaust gas cleaning), SINBRAN filters (for industry), catalytic filters (for exhaust gas cleaning), adsorbent filters (for HDD embedding), adsorbent vent filters (for HDD embedding), vent filters (e.g. for HDD embedding), purifier filters (for purifiers), general purpose multi-layer felts, GT cartridge filters (for GT replacement elements), cooling filters (for electronic device housings).
[0476] - Область регулировки вентиляции/внутреннего давления[0476] - Ventilation/Internal Pressure Adjustment Area
Примеры применений в этой области включают материалы для сублимационной сушки, такие как емкости для сублимационной сушки, вентиляционные материалы для автомобилей для электронных схем и ламп, применения, относящиеся к емкостям, такие как крышки сосудов, в защитной вентиляции для электронных устройств, включая небольшие устройства, такие как устройства ввода-вывода планшетов и устройства ввода-вывода мобильных телефонов, и вентиляция для медицинских целей.Examples of applications in this field include freeze-drying materials such as freeze-drying vessels, automotive ventilation materials for electronic circuits and lamps, container-related applications such as vessel lids, protective ventilation for electronic devices including small devices such as tablet I/O devices and mobile phone I/O devices, and ventilation for medical purposes.
[0477] - Область жидкостных фильтров[0477] - Liquid filter area
Примеры применения в этой области включают жидкостные фильтры для полупроводников (для получения полупроводников), гидрофильные фильтры из PTFE (для получения полупроводников), фильтры для химикатов (для химической обработки), фильтры для линий по производству чистой воды (для получения чистой воды) и жидкостные фильтры обратной промывки (для очистки промышленных отработанных вод).Examples of applications in this field include semiconductor liquid filters (for semiconductor production), hydrophilic PTFE filters (for semiconductor production), chemical filters (for chemical processing), pure water line filters (for pure water production), and backwash liquid filters (for industrial wastewater treatment).
[0478] - Область потребительских товаров[0478] - Consumer goods area
Примеры применения в этой области включают одежду, кабельные направляющие (подвижные провода для мотоциклов), одежду для мотоциклистов, литые вкладыши (медицинские приспособления), фильтры для чистящих средств, волынки (музыкальные инструменты), кабели (сигнальные кабели для гитар и тому подобное) и струнные изделия (для струнного инструмента).Examples of applications in this field include clothing, cable guides (movable wires for motorcycles), motorcycle clothing, molded liners (medical devices), filters for cleaning agents, bagpipes (musical instruments), cables (signal cables for guitars and the like), and string products (for stringed instruments).
[0479] - Область текстиля[0479] - Textiles area
Примеры применения в этой области включают волокна PTFE (волокнистые материалы), нитки для швейных машин (текстиль), ткацкую пряжу (текстиль) и канаты.Examples of applications in this field include PTFE fibers (fibrous materials), sewing machine threads (textiles), weaving yarns (textiles), and ropes.
[0480] - Область медицинского лечения[0480] - Field of medical treatment
Примеры применения в этой области включают имплантаты (растянутые изделия), искусственные кровеносные сосуды, катетеры, изделия для общехирургических операций (материалы для армирования тканей), изделия для головы и шеи (альтернативы твердой мозговой оболочки), изделия для здоровья полости рта (регенеративная медицина тканей) и ортопедии (бандажи).Examples of applications in this area include implants (stretchable devices), artificial blood vessels, catheters, general surgical devices (tissue reinforcement materials), head and neck devices (dural alternatives), oral health devices (tissue regenerative medicine), and orthopedics (bandages).
[0481] С помощью способа получения по настоящему изобретению также можно получить низкомолекулярный PTFE.[0481] By the production method of the present invention, it is also possible to produce low molecular weight PTFE.
Низкомолекулярный PTFE можно получить с помощью полимеризации или его можно получить посредством уменьшения молекулярной массы высокомолекулярного PTFE, полученного с помощью полимеризации, известным способом (например, термолизом, радиолизом).Low molecular weight PTFE can be obtained by polymerization, or it can be obtained by reducing the molecular weight of high molecular weight PTFE obtained by polymerization by a known method (e.g., thermolysis, radiolysis).
[0482] Низкомолекулярный PTFE, имеющий молекулярную массу 600000 или менее (также называемый микропорошком PTFE), обладает превосходной химической стабильностью и очень низкой поверхностной энергией и с меньшей вероятностью образует фибриллы, и поэтому его можно использовать соответствующим образом в качестве добавки для улучшения смазывающей способности и текстуры поверхности покрытия при производстве пластмасс., чернил, косметики, материалов для покрытий, смазок, деталей офисного оборудования и тонеров (например, смотри Выложенный патент Японии №10-147617).[0482] Low molecular weight PTFE having a molecular weight of 600,000 or less (also referred to as PTFE micropowder) has excellent chemical stability and very low surface energy and is less likely to form fibrils, and therefore it can be suitably used as an additive for improving lubricity and surface texture of a coating in the production of plastics, inks, cosmetics, coating materials, lubricants, office equipment parts, and toners (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 10-147617).
[0483] Низкомолекулярный PTFE также можно получить посредством диспергирования инициатора полимеризации и полимера (1) в водной среде в присутствии агента передачи цепи, а затем полимеризации TFE отдельно или TFE и мономера, сополимеризуемого с TFE. В этом случае агентом передачи цепи предпочтительно является, по меньшей мере, один агент, выбранный из группы, состоящей из алканов, содержащих от 2 до 4 атомов углерода. В частности, агентом передачи цепи более предпочтительно является метан, этан, пропан, бутан или изобутан, а еще более предпочтительно этан или пропан. В этом случае количество агента передачи цепи предпочтительно составляет 10 м.д. масс. или более или более чем 10 м.д. масс. по отношению к водной среде.[0483] Low molecular weight PTFE can also be produced by dispersing a polymerization initiator and a polymer (1) in an aqueous medium in the presence of a chain transfer agent, and then polymerizing TFE alone or TFE and a monomer copolymerizable with TFE. In this case, the chain transfer agent is preferably at least one agent selected from the group consisting of alkanes containing 2 to 4 carbon atoms. In particular, the chain transfer agent is more preferably methane, ethane, propane, butane or isobutane, and even more preferably ethane or propane. In this case, the amount of the chain transfer agent is preferably 10 ppm by mass or more or more than 10 ppm by mass relative to the aqueous medium.
[0484] В случае использования низкомолекулярного PTFE, полученного с помощью полимеризации, в форме порошка, частицы порошка можно получить посредством коагуляции водной дисперсии.[0484] In the case of using low molecular weight PTFE obtained by polymerization in the form of powder, the powder particles can be obtained by coagulating an aqueous dispersion.
[0485] В настоящем изобретении, высокомолекулярный PTFE предпочтительно является неплавким и фибриллируемым. С другой стороны, низкомолекулярный PTFE предпочтительно перерабатывается в расплаве и не образует фибрилл.[0485] In the present invention, the high molecular weight PTFE is preferably non-meltable and fibrillable. On the other hand, the low molecular weight PTFE is preferably melt-processable and does not form fibrils.
[0486] Термин «неплавкий» означает свойство полимера, при котором скорость течения его расплава не может измеряться при температуре выше, чем температура плавления кристаллов, в соответствии с ASTM D 1238 и D 2116.[0486] The term "non-melting" means the property of a polymer such that its melt flow rate cannot be measured at a temperature higher than the crystalline melting point, in accordance with ASTM D 1238 and D 2116.
[0487] Присутствие или отсутствие способности к фибрилляции можно определить с помощью «экструзии пасты», типичного метода формования «высокомолекулярного порошка PTFE», который представляет собой порошок полимера TFE. Обычно[0487] The presence or absence of fibrillation ability can be determined using “paste extrusion,” a typical method for molding “high molecular weight PTFE powder,” which is a TFE polymer powder. Typically,
высокомолекулярный PTFE можно экструдировать в виде пасты, если он обладает способностью к фибриллированию. Когда необожженное формованное изделие, полученное экструзией пасты, по существу, не демонстрирует ни прочности, ни удлинения (например, когда оно демонстрирует удлинение 0% и разрушается при растяжении), его можно рассматривать как нефибриллируемое.High-molecular-weight PTFE can be extruded as a paste if it exhibits fibrillation. When the unfired molded part obtained by paste extrusion exhibits essentially no strength or elongation (e.g., when it exhibits 0% elongation and fails under tension), it can be considered non-fibrillable.
[0488] Высокомолекулярный PTFE предпочтительно имеет стандартную относительную плотность (SSG) от 2130 до 2280. Стандартную относительную плотность определяют методом замещения воды в соответствии с ASTM D 792 с использованием образца, отформованного в соответствии с ASTM D4895-89. В настоящем описании «высокомолекулярный» означает, что стандартная относительная плотность находится в указанном выше диапазоне.[0488] The high molecular weight PTFE preferably has a standard relative density (SSG) of 2130 to 2280. The standard relative density is determined by the water displacement method in accordance with ASTM D 792 using a specimen molded in accordance with ASTM D4895-89. As used herein, "high molecular weight" means that the standard relative density is in the range specified above.
[0489] Низкомолекулярный PTFE имеет вязкость расплава при 380°С от 1×102 до 7×105 Па⋅сек. В настоящем описании «низкомолекулярный» означает, что вязкость расплава находится в указанном выше диапазоне. Вязкость расплава представляет собой величину, измеренную в соответствии со стандартом ASTM D 1238 с использованием расходомера (производства Shimadzu Corporation) и фильеры 2ϕ-8 L, выдерживая 2 г образца, предварительно нагретого до 380°С, в течение 5 минут, при указанной выше температуре под нагрузкой 0,7 МПа.[0489] The low molecular weight PTFE has a melt viscosity at 380°C of 1×10 2 to 7×10 5 Pa⋅sec. In the present description, "low molecular weight" means that the melt viscosity is in the above-mentioned range. The melt viscosity is a value measured in accordance with ASTM D 1238 using a flow meter (manufactured by Shimadzu Corporation) and a 2ϕ-8 L die, by holding 2 g of a sample preheated to 380°C for 5 minutes at the above-mentioned temperature under a load of 0.7 MPa.
[0490] Высокомолекулярный PTFE имеет вязкость расплава значительно выше, чем вязкость низкомолекулярного PTFE, и его вязкость расплава трудно точно измерить. Вязкость расплава низкомолекулярного PTFE поддается измерению, но низкомолекулярный PTFE с трудом обеспечивает изготовление формованного изделия, которое можно использовать для измерения стандартной относительной плотности. Таким образом, трудно измерить его точную стандартную относительную плотность. Соответственно, в настоящем описании стандартная относительная плотность используется как показатель молекулярной массы высокомолекулярного PTFE, тогда как вязкость расплава используется как показатель молекулярной массы низкомолекулярного PTFE. Необходимо отметить, что не существует известного способа измерения для непосредственного определения молекулярной массы ни высокомолекулярного PTFE, ни низкомолекулярного PTFE.[0490] High-molecular-weight PTFE has a melt viscosity significantly higher than that of low-molecular-weight PTFE, and its melt viscosity is difficult to accurately measure. The melt viscosity of low-molecular-weight PTFE is measurable, but low-molecular-weight PTFE is difficult to produce a molded article that can be used to measure the standard relative density. Therefore, it is difficult to accurately measure its standard relative density. Accordingly, in the present description, the standard relative density is used as an indicator of the molecular weight of high-molecular-weight PTFE, while the melt viscosity is used as an indicator of the molecular weight of low-molecular-weight PTFE. It should be noted that there is no known measurement method for directly determining the molecular weight of either high-molecular-weight PTFE or low-molecular-weight PTFE.
[0491] Высокомолекулярный PTFE предпочтительно имеет пиковую температуру от 333 до 347°С, более предпочтительно от 335 до 345°С. Низкомолекулярный PTFE предпочтительно имеет пиковую температуру от 322 до 333°С, более предпочтительно от 324 до 332°С. Пиковая температура может указываться как температура, соответствующая максимальному значению, появляющемуся на дифференциальной термической кривой (DTA), полученной посредством увеличения температуры PTFE без истории нагрева до температуры 300°С или выше при 10°С/мин с использованием TG/DTA (синхронного термогравиметрического анализатора).[0491] The high molecular weight PTFE preferably has a peak temperature of 333 to 347°C, more preferably of 335 to 345°C. The low molecular weight PTFE preferably has a peak temperature of 322 to 333°C, more preferably of 324 to 332°C. The peak temperature may be indicated as the temperature corresponding to the maximum value appearing on the differential thermal curve (DTA) obtained by increasing the temperature of PTFE without heating history to a temperature of 300°C or higher at 10°C/min using a TG/DTA (synchronous thermogravimetric analyzer).
[0492] Пиковая температура PTFE может составлять от 322 до 347°С.[0492] The peak temperature of PTFE can range from 322 to 347°C.
Когда PTFE представляет собой PTFE с высокой молекулярной масс. ой, верхний предел пиковой температуры PTFE может составлять 347°С или ниже, 346°С или ниже, 345°С или ниже, 344°С или ниже, 343°С или ниже, 342°С или ниже, 341°С или ниже, или 340°С или ниже.When the PTFE is high molecular weight PTFE, the upper limit of the peak temperature of the PTFE may be 347°C or lower, 346°C or lower, 345°C or lower, 344°C or lower, 343°C or lower, 342°C or lower, 341°C or lower, or 340°C or lower.
Когда PTFE представляет собой высокомолекулярный PTFE, нижний предел пиковой температуры PTFE может составлять 333°С или выше или 335°С или выше.When the PTFE is high molecular weight PTFE, the lower limit of the peak temperature of the PTFE may be 333°C or higher or 335°C or higher.
Когда PTFE представляет собой низкомолекулярный PTFE, верхний предел пиковой температуры PTFE может составлять 333°С или ниже, или 332°С или ниже.When the PTFE is low molecular weight PTFE, the upper limit of the peak temperature of the PTFE may be 333°C or lower, or 332°C or lower.
Когда PTFE представляет собой низкомолекулярный PTFE, нижний предел пиковой температуры PTFE может составлять 322°С или выше, или 324°С или выше.When the PTFE is low molecular weight PTFE, the lower limit of the peak temperature of the PTFE may be 322°C or higher, or 324°C or higher.
[0493] Средний размер первичных частиц низкомолекулярного PTFE предпочтительно составляет от 10 до 200 нм, а более предпочтительно он составляет 20 нм или более, более предпочтительно 150 нм или менее, еще более предпочтительно 140 нм или менее, а особенно предпочтительно 90 нм или менее. Относительно небольшой средний размер первичных частиц можно получить, например, посредством добавления модифицирующего мономера в полимеризационную систему на начальной стадии полимеризации TFE.[0493] The average primary particle size of the low molecular weight PTFE is preferably from 10 to 200 nm, and more preferably it is 20 nm or more, more preferably 150 nm or less, even more preferably 140 nm or less, and particularly preferably 90 nm or less. A relatively small average primary particle size can be obtained, for example, by adding a modifying monomer to the polymerization system at the initial stage of TFE polymerization.
[0494] Средний размер первичных частиц низкомолекулярного PTFE можно измерить методом динамического рассеяния света. Его можно измерить, сначала приготовив водную дисперсию низкомолекулярного PTFE с концентрацией твердого полимера, доведенной примерно до 1,0% масс., и используя затем динамическое рассеяние света при температуре измерения 25°С с 70-кратным повторением измерений, когда растворитель (вода) имеет коэффициент преломления 1,3328, а растворитель (вода) имеет вязкость 0,8878 мПа⋅сек. Для динамического рассеяния света можно использовать, например, ELSZ-1000S (производства Otsuka Electronics Co., Ltd.).[0494] The average primary particle size of low molecular weight PTFE can be measured by dynamic light scattering. It can be measured by first preparing an aqueous dispersion of low molecular weight PTFE with a solid polymer concentration adjusted to approximately 1.0% by mass, and then using dynamic light scattering at a measurement temperature of 25°C with 70 repetitions of measurements when the solvent (water) has a refractive index of 1.3328 and the solvent (water) has a viscosity of 0.8878 mPa⋅s. For dynamic light scattering, for example, ELSZ-1000S (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) can be used.
[0495] Предпочтительно, высокомолекулярный PTFE имеет, по меньшей мере, один эндотермический пик в диапазоне от 333 до 347°С на кривой теплоты плавления со скоростью повышения температуры 10°С/мин с использованием дифференциального сканирующего калориметра (DSC) для PTFE, который никогда не нагревается до 300°С или выше и имеет энтальпию плавления 52 мДж/мг или выше при температуре от 290 до 350°С, вычисленную по кривой теплоты плавления. DSC более предпочтительно имеет энтальпию плавления 55 мДж/мг или выше, а еще более предпочтительно 58 мДж/мг или выше.[0495] Preferably, the high molecular weight PTFE has at least one endothermic peak in the range of 333 to 347°C in the heat of fusion curve at a temperature increase rate of 10°C/min using a differential scanning calorimeter (DSC) for PTFE, which never heats up to 300°C or higher and has an enthalpy of fusion of 52 mJ/mg or higher at a temperature of 290 to 350°C, calculated from the heat of fusion curve. The DSC more preferably has an enthalpy of fusion of 55 mJ/mg or higher, and even more preferably 58 mJ/mg or higher.
[0496] Мелкодисперсный порошок PTFE, полученный описанным выше способом, также можно использовать для получения неспеченной ленты (зеленой ленты).[0496] The fine PTFE powder obtained by the above-described method can also be used to produce green tape (green tape).
[0497] (II) Фтористые смолы, перерабатываемые в расплаве[0497] (II) Melt-processable fluororesins
В первом способе получения по настоящему изобретению посредством полимеризации перфтормономера, такого как TFE, можно получить фтористую смолу, перерабатываемую в расплаве, в виде фторполимера, такого как сополимер TFE/HFP (FEP), сополимер TFE/простой (перфторалкилвиниловый эфир), (PFA, MFA и тому подобное), сополимер TFE/простой (перфторалкилаллиловый эфир) и электролитного предшественника полимера.In the first production method of the present invention, by polymerizing a perfluoromonomer such as TFE, a melt-processable fluororesin can be produced in the form of a fluoropolymer such as a TFE/HFP (FEP) copolymer, a TFE/ether (perfluoroalkyl vinyl ether) copolymer (PFA, MFA, etc.), a TFE/ether (perfluoroalkyl allyl ether) copolymer and an electrolyte precursor polymer.
[0498] (1) В способе получения по настоящему изобретению полимеризацию FEP предпочтительно осуществляют при температуре полимеризации от 10 до 150°С и давлении полимеризации от 0,3 до 6,0 МПа изб.[0498] (1) In the production method of the present invention, the polymerization of FEP is preferably carried out at a polymerization temperature of 10 to 150°C and a polymerization pressure of 0.3 to 6.0 MPag.
[0499] FEP предпочтительно имеет соотношение мономеров в составе (% масс. ) TFE:HFP=(60-95):(5-40), более предпочтительно (85-92):(8-15).[0499] FEP preferably has a monomer composition ratio (% by weight) of TFE:HFP=(60-95):(5-40), more preferably (85-92):(8-15).
[0500] В дополнение к TFE и HFP, другой мономер, способный сополимеризоваться с этими мономерами, может полимеризоваться с получением сополимера TFE, HFP и другого мономера в виде FEP. Примеры другого мономера включают упомянутые выше фторсодержащие мономеры (за исключением TFE и HFP) и не содержащие фтора мономеры. В качестве другого мономера можно использовать один их тип или несколько типов. Другой мономер предпочтительно представляет собой простой (перфторалкилвиниловый эфир). Содержание другой единицы мономера в FEP может составлять от 0,1 до 2% масс. по отношению ко всем единицам мономера.[0500] In addition to TFE and HFP, another monomer capable of copolymerizing with these monomers can be polymerized to obtain a copolymer of TFE, HFP and another monomer as FEP. Examples of the other monomer include the above-mentioned fluorine-containing monomers (except TFE and HFP) and fluorine-free monomers. One type or several types thereof can be used as the other monomer. The other monomer is preferably a ether (perfluoroalkyl vinyl ether). The content of the other monomer unit in FEP can be from 0.1 to 2% by mass relative to all monomer units.
[0501] При полимеризации FEP полимер (1) можно использовать в пределах применения способа получения по настоящему изобретению, и его обычно добавляют в количестве от 0,0001 до 10% масс. по отношению к 100% масс. водной среды.[0501] In the polymerization of FEP, the polymer (1) can be used within the scope of application of the production method of the present invention, and it is usually added in an amount of 0.0001 to 10% by mass relative to 100% by mass of the aqueous medium.
[0502] При полимеризации FEP используемый агент передачи цепи предпочтительно представляет собой циклогексан, метанол, этанол, пропанол, этан, пропан, бутан, пентан, гексан, четыреххлористый углерод, хлороформ, метиленхлорид, метилхлорид или что-либо подобное и используемый рН-буфер предпочтительно представляет собой карбонат аммония, гидрофосфат динатрия или что-либо подобное.[0502] In the polymerization of FEP, the chain transfer agent used is preferably cyclohexane, methanol, ethanol, propanol, ethane, propane, butane, pentane, hexane, carbon tetrachloride, chloroform, methylene chloride, methyl chloride or the like, and the pH buffer used is preferably ammonium carbonate, disodium hydrogen phosphate or the like.
[0503] В способе получения по настоящему изобретению полученная водная дисперсия FEP может необязательно подвергаться последующей обработке, такой как концентрирование, а затем концентрат может сушиться и превращаться в порошок, а порошок может экструдироваться из расплава в гранулы. Водная среда в водной дисперсии FEP может необязательно содержать добавку, такую как неионное поверхностно-активное вещество, и может содержать водорастворимый органический растворитель, такой как водорастворимый спирт, или может не содержать водорастворимого органического растворителя.[0503] In the production method of the present invention, the obtained aqueous FEP dispersion may optionally undergo subsequent processing such as concentration, and then the concentrate may be dried and converted into powder, and the powder may be extruded from the melt into granules. The aqueous medium in the aqueous FEP dispersion may optionally contain an additive such as a non-ionic surfactant, and may contain a water-soluble organic solvent such as a water-soluble alcohol, or may not contain a water-soluble organic solvent.
[0504] Экструзию расплава можно осуществлять при любых соответствующих условиях экструзии, обычно обеспечивающих получение гранул.[0504] Melt extrusion may be carried out under any suitable extrusion conditions that typically produce pellets.
[0505] В способе получения по настоящему изобретению полученный FEP может содержать концевую группу, такую как -CF3 или -CF2H, по меньшей мере, на одной цепи из основной цепи полимера и боковой цепи полимера, но Предпочтительно, чтобы содержание таких термически нестабильных групп, как -СООН, -CH2OH, -COF, -CF=CF-, -CONH2 или -COOCH3 (далее упоминаемых как «нестабильная концевая группа»), являлось низким или нулевым.[0505] In the production method of the present invention, the obtained FEP may contain an end group such as -CF 3 or -CF 2 H on at least one chain of the polymer backbone and the polymer side chain, but it is preferable that the content of thermally unstable groups such as -COOH, -CH 2 OH, -COF, -CF=CF-, -CONH 2 or -COOCH 3 (hereinafter referred to as "unstable end group") is low or zero.
[0506] Нестабильная концевая группа является химически нестабильной и, таким образом, не только снижает термостойкость смолы, но также вызывает увеличение потерь получаемого электрического провода.[0506] The unstable end group is chemically unstable and thus not only reduces the heat resistance of the resin but also causes an increase in the loss of the resulting electrical wire.
[0507] Способ получения по настоящему изобретению предпочтительно осуществляют таким образом, чтобы получить полимер, в котором общее количество нестабильных концевых групп и концевых групп -CF2H при завершении полимеризации составляло 50 или менее на 1×106 атомов углерода. Более предпочтительно количество таких групп составляет менее 20, еще более предпочтительно 5 или менее на 1×106 атомов углерода. Также не может присутствовать ни нестабильных концевых групп, ни концевых групп -CF2H, то есть все концевые группы могут представлять только собой концевые группы -CF3.[0507] The production method according to the present invention is preferably carried out in such a way as to obtain a polymer in which the total number of unstable end groups and -CF 2 H end groups at the end of the polymerization is 50 or less per 1×10 6 carbon atoms. More preferably, the number of such groups is less than 20, even more preferably 5 or less per 1×10 6 carbon atoms. Also, neither unstable end groups nor -CF 2 H end groups may be present, that is, all end groups may be only -CF 3 end groups.
[0508] Нестабильные концевые группы и концевые группы -CF2H могут фторироваться и преобразовываться в концевые группы -CF3 и тем самым стабилизироваться. Примеры способа фторирования включают, но, не ограничиваясь этим, способы экспонирования полимера для источника радикалов фтора, который генерирует радикалы фтора в условиях фторирования. Примеры источника радикалов фтора включают газообразный фтор, CoF3, AgF2, UF6, OF2, N2F2, CF3OF и фториды галогенов, такие как IF5 и ClF3. Из них предпочтительным является способ приведения газообразного фтора и FEP, полученных способом получения по настоящему изобретению, в непосредственный контакт друг с другом. Чтобы контролировать реакцию, контакт предпочтительно осуществляют с использованием разбавленного газообразного фтора, имеющего концентрацию газообразного фтора от 10 до 50% масс. Разбавленный газообразный фтор можно получить посредством разбавления газообразного фтора инертным газом, таким как газообразный азот или газообразный аргон. Обработку газообразным фтором можно осуществлять при температуре от 100 до 250°С. Температура обработки не ограничивается этим диапазоном и может соответствующим образом устанавливаться в соответствии с ситуацией. Обработку газообразным фтором предпочтительно осуществляют посредством непрерывной или периодической подачи разбавленного газообразного фтора в реактор. Это фторирование может осуществляться на сухом порошке после полимеризации или на гранулах, экструдированных из расплава.[0508] Unstable end groups and -CF2H end groups can be fluorinated and converted into -CF3 end groups and thereby stabilized. Examples of the fluorination method include, but are not limited to, methods of exposing the polymer to a fluorine radical source that generates fluorine radicals under fluorination conditions. Examples of the fluorine radical source include fluorine gas, CoF3 , AgF2 , UF6, OF2 , N2F2 , CF3OF , and halogen fluorides such as IF5 and ClF3 . Of these, a method of bringing fluorine gas and FEP obtained by the production method of the present invention into direct contact with each other is preferable. In order to control the reaction, the contact is preferably carried out using dilute fluorine gas having a fluorine gas concentration of 10 to 50% by mass. Diluted gaseous fluorine can be produced by diluting gaseous fluorine with an inert gas, such as nitrogen or argon. Fluorine gas treatment can be carried out at temperatures ranging from 100 to 250°C. The treatment temperature is not limited to this range and can be adjusted according to the situation. Fluorine gas treatment is preferably carried out by continuously or intermittently feeding diluted gaseous fluorine into the reactor. This fluorination can be carried out on dry powder after polymerization or on granules extruded from the melt.
[0509] FEP, полученный с помощью способа получения по настоящему изобретению, обладает хорошей формуемостью и с меньшей вероятностью вызывает дефекты при формовании, а также обладает такими свойствами, как термостойкость, химическая стойкость, стойкость к растворителям, электроизоляция и электрические свойства.[0509] The FEP obtained by the production method of the present invention has good moldability and is less likely to cause molding defects, and also has properties such as heat resistance, chemical resistance, solvent resistance, electrical insulation and electrical properties.
[0510] Порошок FEP можно получить с помощью способа сушки FEP, полученного с помощью указанного выше способа получения по настоящему изобретению, с получением порошка FEP.[0510] The FEP powder can be obtained by a method of drying the FEP obtained by the above-mentioned production method of the present invention to obtain the FEP powder.
[0511] Порошок может фторироваться. Фторированный порошок можно получить с помощью способа подачи газообразного фтора в порошок, полученный с помощью описанного выше способа получения порошка, для фторирования порошка с получением фторированного порошка.[0511] The powder can be fluorinated. The fluorinated powder can be obtained by a method of supplying fluorine gas to the powder obtained by the powder production method described above to fluorinate the powder to obtain the fluorinated powder.
[0512] Гранулы FEP можно получить с помощью способа гранулирования FEP, полученного с помощью указанного выше способа получения по настоящему изобретению.[0512] FEP granules can be obtained by a method of granulating FEP obtained by the above-mentioned production method of the present invention.
[0513] Гранулы могут фторироваться. Фторированные гранулы можно получить с помощью способа подачи газообразного фтора в гранулы, полученные описанным выше способом получения гранул, для фторирования гранул с получением фторированных гранул.[0513] The granules can be fluorinated. The fluorinated granules can be produced by a method of supplying fluorine gas to the granules produced by the above-described method for producing the granules to fluorinate the granules to produce the fluorinated granules.
[0514] Таким образом, этот FEP можно использовать при получении различных формованных изделий, таких как материалы покрытия для электрических проводов, запененные электрические провода, кабели и провода, трубки, пленки, листы и нити.[0514] Thus, this FEP can be used in producing various molded articles such as coating materials for electrical wires, foamed electrical wires, cables and wires, tubes, films, sheets and threads.
[0515] (2) В способе получения по настоящему изобретению, полимеризацию сополимера TFE/простой (перфторалкилвиниловый эфира), такого как PFA или MFA, и сополимера TFE/простой (перфторалкилаллиловый эфир) обычно предпочтительно осуществляют при температуре полимеризации от 10 до 100°С и давлении полимеризации от 0,3 до 6,0 МПа изб.[0515] (2) In the production method of the present invention, the polymerization of a TFE/(perfluoroalkyl vinyl ether) copolymer such as PFA or MFA and a TFE/(perfluoroalkyl allyl ether) copolymer is usually preferably carried out at a polymerization temperature of 10 to 100°C and a polymerization pressure of 0.3 to 6.0 MPaG.
[0516] Сополимер TFE/простой (перфтор алкилвиниловый эфир) предпочтительно имеет отношение мономеров в композиции (% моль) TFE : простой (перфторалкилвиниловый эфир) = (90-99,7):(0,3-10), более предпочтительно (97-99):(1-3). Используемый простой (перфтоалкилвиниловый эфир) предпочтительно представляет собой простой эфир, представленный формулой: CF2=CFORf4, где Rf4 представляет собой перфторалкильную группу, содержащую 1-6 атомов углерода.[0516] The TFE/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer preferably has a monomer composition ratio (mol%) of TFE:perfluoroalkyl vinyl ether = (90-99.7):(0.3-10), more preferably (97-99):(1-3). The perfluoroalkyl vinyl ether used is preferably an ether represented by the formula: CF 2 =CFORf 4 , wherein Rf 4 is a perfluoroalkyl group containing 1-6 carbon atoms.
[0517] В дополнение к TFE и простому (перфторалкилвиниловому эфиру), другой мономер, способный к сополимеризации с этими мономерами, может полимеризоваться с получением сополимера TFE, простого перфтор(алкилвинилового эфира) и другого мономера, такого как сополимер TFE/простой (перфторалкилвиниловый эфир). Примеры другого мономера включают указанные выше фторсодержащие мономеры (за исключением TFE и простого перфтор(алкилвинилового эфира)) и мономеры, не содержащие фтора. В качестве другого мономера можно использовать один его тип или несколько типов. Содержание другой единицы мономера в сополимере TFE/простой (перфтор алкилвиниловый эфир) может составлять от 0,1 до 2% масс. по отношению ко всем единицам мономера.[0517] In addition to TFE and perfluoroalkyl vinyl ether, another monomer capable of copolymerizing with these monomers can be polymerized to obtain a copolymer of TFE, perfluoroalkyl vinyl ether, and another monomer such as a TFE/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer. Examples of the other monomer include the above-mentioned fluorine-containing monomers (except TFE and perfluoroalkyl vinyl ether)) and monomers not containing fluorine. As the other monomer, one type or several types thereof can be used. The content of the other monomer unit in the TFE/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer may be from 0.1 to 2 mass% based on the total monomer units.
[0518] Сополимер TFE/простой (перфторалкилаллиловый эфир) предпочтительно имеет отношение мономеров в композиции (% моль) TFE : простой (перфторалкилаллиловый эфир) = (90-99,7):(0,3-10), более предпочтительно (97-99):(1-3). Используемый простой (перфторалкилаллиловый эфир) предпочтительно представляет собой простой эфир, представленный формулой: CF2=CFCF2ORf4, где Rf4 представляет собой перфторалкильную группу, содержащую 1-6 атомов углерода.[0518] The TFE/(perfluoroalkyl allyl ether) copolymer preferably has a monomer composition ratio (mol%) of TFE:(perfluoroalkyl allyl ether) = (90-99.7):(0.3-10), more preferably (97-99):(1-3). The (perfluoroalkyl allyl ether) used is preferably an ether represented by the formula: CF 2 =CFCF 2 ORf 4 , wherein Rf 4 is a perfluoroalkyl group containing 1-6 carbon atoms.
[0519] В дополнение к TFE и простому (перфтор алкилаллиловому эфиру) другой мономер, способный сополимеризоваться с этими мономерами, может полимеризоваться с получением сополимера TFE, простого (перфторалкилаллилового эфира) и другого мономера, такого как сополимер TFE/простой (перфторалкилаллиловый эфир). Примеры другого мономера включают упомянутые выше фторсодержащие мономеры (за исключением TFE и простого (перфторалкилаллилового эфира)) и мономеры, не содержащие фтора. В качестве другого мономера можно использовать один тип или несколько типов. Содержание другой единицы мономера в сополимере TFE/простой (перфторалкилаллиловый эфир) может составлять от 0,1 до 2% масс. по отношению ко всем единицам мономера.[0519] In addition to TFE and the (perfluoroalkyl allyl ether), another monomer capable of copolymerizing with these monomers can be polymerized to obtain a copolymer of TFE, the (perfluoroalkyl allyl ether), and another monomer such as a TFE/(perfluoroalkyl allyl ether) copolymer. Examples of the other monomer include the above-mentioned fluorine-containing monomers (except TFE and the (perfluoroalkyl allyl ether)) and monomers not containing fluorine. As the other monomer, one type or more types can be used. The content of the other monomer unit in the TFE/(perfluoroalkyl allyl ether) copolymer may be from 0.1 to 2 mass% based on all monomer units.
[0520] При полимеризации сополимера TFE/простой (перфторалкилвиниловый эфир) и сополимера TFE/простой (перфторалкилаллиловый эфир), полимер (1) может использоваться в пределах применения способа получения по настоящему изобретению, и обычно предпочтительно добавляют в количестве от 0,0001 до 10% масс. по отношению к 100% масс. водной среды.[0520] In the polymerization of the TFE/ether (perfluoroalkyl vinyl ether) copolymer and the TFE/ether (perfluoroalkyl allyl ether) copolymer, the polymer (1) can be used within the scope of application of the production method of the present invention, and is usually preferably added in an amount of 0.0001 to 10% by mass relative to 100% by mass of the aqueous medium.
[0521] При полимеризации сополимера TFE/простой (перфторалкилвиниловый эфир) и сополимера TFE/простой (перфторалкилаллиловый эфира) используемый агент передачи цепи предпочтительно представляет собой циклогексан, метанол, этанол, пропанол, пропан, бутан, пентан, гексан, четыреххлористый углерод, хлороформ, метиленхлорид, метилхлорид, метан, этан или что-либо подобное, а используемый рН-буфер предпочтительно представляет собой карбонат аммония, гидрофосфат динатрия или что-либо подобное.[0521] In the polymerization of the TFE/(perfluoroalkyl vinyl ether) copolymer and the TFE/(perfluoroalkyl allyl ether) copolymer, the chain transfer agent used is preferably cyclohexane, methanol, ethanol, propanol, propane, butane, pentane, hexane, carbon tetrachloride, chloroform, methylene chloride, methyl chloride, methane, ethane or the like, and the pH buffer used is preferably ammonium carbonate, disodium hydrogen phosphate or the like.
[0522] Водная дисперсия сополимера TFE/простой (перфторалкилвиниловый эфир), такого как PFA или MFA, и сополимера TFE/простой (перфторалкилаллиловый эфир), полученная с помощью способа получения по настоящему изобретению, необязательно может подвергаться последующей обработке, такой как концентрирование, а затем концентрат можно высушить и превратить в порошок, а порошок можно экструдировать из расплава в виде гранул. Водная среда в водной дисперсии может необязательно содержать добавку, такую как неионное поверхностно-активное вещество, и может содержать водорастворимый органический растворитель, такой как водорастворимый спирт, или может не содержать водорастворимого органического растворителя.[0522] An aqueous dispersion of a TFE/(perfluoroalkyl vinyl ether) copolymer, such as PFA or MFA, and a TFE/(perfluoroalkyl allyl ether) copolymer obtained by the production method of the present invention may optionally be subjected to subsequent processing such as concentration, and then the concentrate may be dried and converted into powder, and the powder may be melt-extruded into granules. The aqueous medium in the aqueous dispersion may optionally contain an additive such as a nonionic surfactant, and may contain a water-soluble organic solvent such as a water-soluble alcohol, or may not contain a water-soluble organic solvent.
[0523] Экструзию расплава можно осуществить при любых соответствующих условиях экструзии, обычно обеспечивающих получение гранул.[0523] Melt extrusion may be carried out under any suitable extrusion conditions that generally produce pellets.
[0524] Чтобы улучшить термостойкость сополимера и усилить эффект подавления химического проникновения формованного изделия, сополимер предпочтительно подвергают обработке газообразным фтором.[0524] In order to improve the heat resistance of the copolymer and enhance the chemical penetration suppression effect of the molded article, the copolymer is preferably treated with fluorine gas.
[0525] Обработку газообразным фтором осуществляют посредством приведения газообразного фтора в контакт с сополимером. Однако, поскольку реакция с фтором является чрезвычайно экзотермической, предпочтительно разбавлять фтор инертным газом, таким как азот.Количество фтора в смеси газообразный фтор/инертный газ составляет от 1 до 100% масс., предпочтительно от 10 до 25% масс. Температура обработки составляет от 150 до 250°С, предпочтительно от 200 до 250°С, а продолжительность обработки газообразным фтором составляет от 3 до 16 часов, предпочтительно от 4 до 12 часов. Обработку газообразным фтором осуществляют при давлении газа в диапазоне от 1 до 10 атм, предпочтительно при атмосферном давлении. В случае применения реактора при атмосферном давлении смесь газообразного фтора/инертного газа может непрерывно пропускаться через реактор. Это приводит к преобразованию нестабильных концевых групп сополимера в концевые группы -CF3, термически стабилизируя сополимер.[0525] The treatment with fluorine gas is carried out by bringing fluorine gas into contact with the copolymer. However, since the reaction with fluorine is extremely exothermic, it is preferable to dilute the fluorine with an inert gas such as nitrogen. The amount of fluorine in the fluorine gas/inert gas mixture is from 1 to 100% by weight, preferably from 10 to 25% by weight. The treatment temperature is from 150 to 250°C, preferably from 200 to 250°C, and the treatment time with fluorine gas is from 3 to 16 hours, preferably from 4 to 12 hours. The treatment with fluorine gas is carried out at a gas pressure in the range of from 1 to 10 atm, preferably at atmospheric pressure. In the case of using a reactor at atmospheric pressure, the fluorine gas/inert gas mixture can be continuously passed through the reactor. This results in the conversion of the unstable end groups of the copolymer to -CF3 end groups, thermally stabilizing the copolymer.
[0526] Сополимер и его композиция могут формоваться посредством компрессионного формования, трансферного формования, экструзионного формования, литьевого формования, формования раздувом или чего-либо подобного, как в случае обычного PFA.[0526] The copolymer and its composition may be molded by compression molding, transfer molding, extrusion molding, injection molding, blow molding, or the like, as in the case of conventional PFA.
[0527] Такая технология формования может обеспечить получение желаемого формованного изделия. Примеры формованных изделий включают листы, пленки, упаковки, круглые стержни, квадратные стержни, трубы, трубки, круглые резервуары, квадратные резервуары, резервуары, вафельные носители, вафельные коробки, стаканы, корпуса фильтров, расходомеры, насосы, клапаны, краны, коннекторы, гайки, электрические провода и термостойкие электрические провода.[0527] Such a molding technology can provide a desired molded article. Examples of molded articles include sheets, films, packages, round rods, square rods, pipes, tubes, round tanks, square tanks, tanks, wafer carriers, wafer boxes, cups, filter housings, flow meters, pumps, valves, taps, connectors, nuts, electrical wires, and heat-resistant electrical wires.
[0528] Предпочтительными среди них являются трубы, трубки, резервуары, соединители и тому подобное, для использования в различных устройствах для химических реакций, устройствах для получения полупроводников и устройствах подачи кислотных или щелочных химикатов, каждое из которых требует химической непроницаемости.[0528] Preferred among these are pipes, tubes, tanks, connectors and the like, for use in various chemical reaction apparatuses, semiconductor production apparatuses and acid or alkaline chemical feed apparatuses, each of which requires chemical impermeability.
[0529] Водная дисперсия сополимера TFE/простой (перфторалкилвиниловый эфир), такого как PFA или MFA, и сополимера TFE/простой (перфторалкилаллиловый эфир) также может соответствующим образом смешиваться с неионным поверхностно-активным веществом и, необязательно, с полиэфирсульфоном, полиамидимидом и/или полиимидом, и металлический порошок растворяют или диспергируют в органическом растворителе. Таким образом, можно получить грунтовочную композицию. Эту грунтовочную композицию можно использовать для способа нанесения фторсодержащей смолы на металлическую поверхность. Способ включает нанесение грунтовочной композиции на металлическую поверхность, нанесение композиции фторполимера, перерабатываемого в расплаве, на полученный слой грунтовки и обжиг слоя композиции фтористой смолы, перерабатываемой в расплаве, вместе со слоем грунтовки.[0529] An aqueous dispersion of a TFE/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, such as PFA or MFA, and a TFE/perfluoroalkyl allyl ether copolymer can also be suitably mixed with a nonionic surfactant and, optionally, with a polyethersulfone, a polyamideimide and/or a polyimide, and the metal powder is dissolved or dispersed in an organic solvent. In this way, a primer composition can be obtained. This primer composition can be used for a method of applying a fluororesin to a metal surface. The method includes applying the primer composition to a metal surface, applying a melt-processable fluororesin composition to the resulting primer layer, and baking the melt-processable fluororesin composition layer together with the primer layer.
[0530] (4) Способ получения по настоящему изобретению может использоваться для получения электролитного предшественника полимера. В способе получения по настоящему изобретению полимеризацию электролитного предшественника полимера предпочтительно осуществляют при температуре полимеризации от 10 до 100°С и давлении полимеризации от 0,1 до 2,0 МПа изб. Электролитный предшественник полимера содержит мономер, содержащий функциональную группу, представленную -SO2X151, -COZ151 или -POZ152Z153 (X151, Z151, Z152 и Z153 такие, как описано ниже), и может преобразовываться в ионообменный полимер посредством обработки гидролизом.[0530] (4) The production method of the present invention can be used to produce an electrolyte precursor polymer. In the production method of the present invention, polymerization of the electrolyte precursor polymer is preferably carried out at a polymerization temperature of 10 to 100°C and a polymerization pressure of 0.1 to 2.0 MPaG. The electrolyte precursor polymer contains a monomer containing a functional group represented by -SO2X151 , -COZ151 , or -POZ152Z153 ( X151 , Z151 , Z152 , and Z153 are as described below), and can be converted into an ion-exchange polymer by hydrolysis treatment.
[0531] Примером мономера, который будет использоваться в качестве электролитного предшественника полимера, является фторсодержащий мономер, представленный общей формулой (150):[0531] An example of a monomer that will be used as an electrolyte precursor of the polymer is a fluorine-containing monomer represented by the general formula (150):
CF2=CF-O-(CF2CFY151-O)n-(CFY152)m-A151 CF 2 =CF-O-(CF 2 CFY 151 -O) n -(CFY 152 ) m -A 151
где Y151 представляет собой атом фтора, атом хлора, группу -SO2F или перфторалкильную группу; перфторалкильную группу, необязательно содержащую эфирный кислорода и группу -SO2F; перфторалкильную группу, необязательно содержащую эфирный кислород и группу -SO2F; n представляет собой целое число от 0 до 3; n Y151 являются одинаковыми или различными; Y152 представляет собой атом фтора, атом хлора или группу -SO2F; m представляет собой целое число от 1 до 5; m Y152 являются одинаковыми или различными; А151 представляет собой -SO2X151, -COZ151 или -POZ152Z153; X151 представляет собой F, Cl, Br, I, -OR151 или -NR152R153; Z151, Z152 и Z153 являются одинаковыми или различными, и каждый из них представляет собой -NR154R155 или -OR156; R151, R152, R153, R154, R155 и R156 являются одинаковыми или различными, и каждый из них представляет собой Н, аммоний, щелочной металл или алкильную группу, арильную группу или сульфонилсодержащую группу, необязательно содержащую атом фтора. Примеры мономера, который будет использоваться в качестве электролитного предшественника полимера, также включают соединение, содержащее две фторсульфонильные группы, описанное в Международной публикации № WO 2007/013532, и перфтормономер, содержащий группу -SO2F и диоксолановое кольцо, описанный в Международной публикации № WO 2014/175123. Электролитный предшественник полимера предпочтительно имеет отношение мономеров в композиции (% моль) TFE : виниловый эфир = (50-99):(50-1), более предпочтительно TFE : виниловый эфир = (50-93):(50-7).wherein Y 151 represents a fluorine atom, a chlorine atom, an -SO 2 F group or a perfluoroalkyl group; a perfluoroalkyl group optionally containing an etheric oxygen and an -SO 2 F group; a perfluoroalkyl group optionally containing an etheric oxygen and an -SO 2 F group; n represents an integer from 0 to 3; n Y 151 are the same or different; Y 152 represents a fluorine atom, a chlorine atom or a -SO 2 F group; m represents an integer from 1 to 5; m Y 152 are the same or different; A 151 represents -SO 2 X 151 , -COZ 151 or -POZ 152 Z 153 ; X 151 represents F, Cl, Br, I, -OR 151 or -NR 152 R 153 ; Z 151 , Z 152 and Z 153 are the same or different and each is -NR 154 R 155 or -OR 156 ; R 151 , R 152 , R 153 , R 154 , R 155 and R 156 are the same or different and each is H, ammonium, an alkali metal or an alkyl group, an aryl group or a sulfonyl-containing group optionally containing a fluorine atom. Examples of the monomer to be used as the electrolyte precursor of the polymer also include a compound containing two fluorosulfonyl groups described in International Publication No. WO 2007/013532 and a perfluoromonomer containing an -SO 2 F group and a dioxolane ring described in International Publication No. WO 2014/175123. The electrolyte precursor of the polymer preferably has a monomer composition ratio (mol%) of TFE:vinyl ether = (50-99):(50-1), more preferably TFE:vinyl ether = (50-93):(50-7).
[0532] Электролитный предшественник полимера может модифицироваться третьим мономером, присутствующим в диапазоне от 0 до 20% масс. от всех мономеров. Примеры третьего мономера включают CTFE, винилиденфторид, простой перфторалкилвиниловый эфир и простой перфторбутенилвиниловый эфир; циклические мономеры, такие как перфтор-2,2-диметил-1,3-диоксолан и перфтор-2-метилен-4-метил-1,3-диоксол; многофункциональные мономеры, такие как дивинилбензол.[0532] The electrolyte precursor of the polymer may be modified with a third monomer present in the range of 0 to 20% by weight of all monomers. Examples of the third monomer include CTFE, vinylidene fluoride, perfluoroalkyl vinyl ether, and perfluorobutenyl vinyl ether; cyclic monomers such as perfluoro-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane and perfluoro-2-methylene-4-methyl-1,3-dioxole; multifunctional monomers such as divinylbenzene.
[0533] Полученный таким образом электролитный предшественник полимера может формоваться в пленку с последующим гидролизом с использованием раствора щелочи и обработкой с использованием минеральной кислоты и, таким образом, используется в качестве пленки электролитного полимера для топливных элементов, электролизных устройств, проточных редокс-аккумуляторов, и тому подобное.[0533] The electrolyte polymer precursor thus obtained can be formed into a film by subsequent hydrolysis using an alkali solution and treatment using a mineral acid, and thus used as an electrolyte polymer film for fuel cells, electrolysis devices, redox flow batteries, and the like.
Электролитный предшественник полимера может гидролизоваться с использованием раствора щелочи, сохраняя при этом его дисперсное состояние, тем самым обеспечивая дисперсию полимерного электролита.The polymer electrolyte precursor can be hydrolyzed using an alkali solution while maintaining its dispersed state, thereby ensuring dispersion of the polymer electrolyte.
Эту дисперсию затем можно нагревать до 120°С или выше в емкости под давлением и таким образом растворить, например, в смеси растворителей из воды и спирта, то есть, преобразовать в состояние раствора.This dispersion can then be heated to 120°C or higher in a pressure vessel and thus dissolved, for example, in a solvent mixture of water and alcohol, i.e. converted into a solution state.
Полученный таким образом раствор можно использовать в качестве связывающего для электродов. Кроме того, раствор можно объединить с различными добавками и нанести на подложку наливом с образованием пленки, а пленку можно использовать для получения необрастающих пленок, органических активаторов или чего-либо подобного.The resulting solution can be used as a binder for electrodes. Furthermore, the solution can be combined with various additives and applied to a substrate by casting to form a film, which can then be used to produce antifouling films, organic activators, or similar materials.
[0534] Порошок фтористой смолы, перерабатываемой в расплаве, используется соответствующим образом в качестве порошкообразного материала покрытия. При нанесении на подложку порошкообразный материал покрытия, полученный из порошка фтористой смолы, перерабатываемой в расплаве, может образовывать пленку, имеющую гладкую поверхность. Порошок фтористой смолы, перерабатываемой в расплаве, имеющий средний размер частиц 1 мкм или более и менее 100 мкм, является особенно пригодным в качестве порошкообразного материала покрытия, используемого для электростатического покрытия. Порошок фтористой смолы, перерабатываемой в расплаве, имеющий средний размер частиц 100 мкм или более и 1000 мкм или менее, является особенно пригодным в качестве порошкообразного материала покрытия, используемого для центробежного нанесения покрытия или центробежного формования.[0534] The melt-processed fluororesin powder is suitably used as a powder coating material. When applied to a substrate, the powder coating material obtained from the melt-processed fluororesin powder can form a film having a smooth surface. The melt-processed fluororesin powder having an average particle size of 1 μm or more and less than 100 μm is particularly suitable as a powder coating material used for electrostatic coating. The melt-processed fluororesin powder having an average particle size of 100 μm or more and 1000 μm or less is particularly suitable as a powder coating material used for rotational coating or rotational molding.
[0535] Порошок фтористой смолы, перерабатываемой в расплаве, можно получить с помощью способа сушки фтористой смолы, перерабатываемой в расплаве, полученной с помощью указанного выше способа получения по настоящему изобретению, с получением порошка фтористой смолы, перерабатываемой в расплаве. Способ получения порошка фтористой смолы, перерабатываемой в расплаве, также является одним из аспектов настоящего изобретения.[0535] The melt-processable fluororesin powder can be obtained by a method of drying the melt-processable fluororesin obtained by the above-mentioned production method of the present invention to obtain the melt-processable fluororesin powder. The method of producing the melt-processable fluororesin powder is also one aspect of the present invention.
[0536] (III) Перфторэластомер[0536] (III) Perfluoroelastomer
В первом способе получения по настоящему изобретению посредством полимеризации перфтормономера, такого как TFE, перфторэластомер можно получить в виде фторполимера.In the first production method of the present invention, by polymerizing a perfluoromonomer such as TFE, the perfluoroelastomer can be obtained as a fluoropolymer.
[0537] Перфтормономер, используемый при полимеризации перфторэластомера, предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из:[0537] The perfluoromonomer used in the polymerization of the perfluoroelastomer is preferably at least one monomer selected from the group consisting of:
тетрафторэтилена (TFE);tetrafluoroethylene (TFE);
гексафторпропилена (HFP);hexafluoropropylene (HFP);
фтормономера, представленного общей формулой: CF2=CF-ORf13,fluoromonomer represented by the general formula: CF 2 =CF-ORf 13 ,
где Rf13 представляет собой перфторалкильную группу, содержащую от 1 до 8 атомов углерода;where Rf 13 is a perfluoroalkyl group containing from 1 to 8 carbon atoms;
фтормономера, представленного общей формулой: CF2=CFOCF2ORf14,fluoromonomer represented by the general formula: CF 2 =CFOCF 2 ORf 14 ,
где Rf14 представляет собой линейную или разветвленную перфторалкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, циклическую перфторалкильную группу, содержащую от 5 до 6 атомов углерода, или линейную или разветвленную перфтороксиалкильную группу, содержащую от 2 до 6 атомов углерода и содержащую от 1 до 3 атомов кислорода; иwhere Rf 14 is a linear or branched perfluoroalkyl group containing from 1 to 6 carbon atoms, a cyclic perfluoroalkyl group containing from 5 to 6 carbon atoms, or a linear or branched perfluorooxyalkyl group containing from 2 to 6 carbon atoms and containing from 1 to 3 oxygen atoms; and
фтормономера, представленного общей формулой: CF2=CFO(CF2CF(Y15)О)m(CF2)nF,fluoromonomer represented by the general formula: CF 2 =CFO(CF 2 CF(Y 15 )O)m(CF 2 )nF,
где Y15 представляет собой атом фтора или трифторметильную группу, m представляет собой число от 1 до 4, a n представляет собой число от 1 до 4.where Y 15 represents a fluorine atom or a trifluoromethyl group, m represents a number from 1 to 4, an represents a number from 1 to 4.
[0538] Кроме того, при полимеризации перфтормономера мономер, который обеспечивает активный центр поперечной сшивки, может полимеризоваться вместе с перфтормономером.[0538] Furthermore, when a perfluoromonomer is polymerized, the monomer that provides the active cross-linking center may polymerize together with the perfluoromonomer.
[0539] Полимеризацию перфтормономера можно осуществлять в присутствии инициатора полимеризации. Инициатор полимеризации указывается выше. Количество добавляемого инициатора полимеризации предпочтительно составляет от 0,0001 до 10% масс., а более предпочтительно от 0,01 до 5% масс. по отношению к 100% масс. перфтормономера. Когда количество инициатора полимеризации, добавленного при полимеризации (присутствующее количество), находится в указанном выше диапазоне, реакция полимеризации перфтормономера протекает гладко и перфторэластомер можно получить эффективно. Когда количество добавленного инициатора полимеризации слишком мало, нельзя получить достаточную скорость полимеризации или нельзя получить достаточный выход.[0539] The polymerization of the perfluoromonomer can be carried out in the presence of a polymerization initiator. The polymerization initiator is mentioned above. The amount of the polymerization initiator added is preferably 0.0001 to 10% by mass, and more preferably 0.01 to 5% by mass, based on 100% by mass of the perfluoromonomer. When the amount of the polymerization initiator added during polymerization (the present amount) is in the above-mentioned range, the polymerization reaction of the perfluoromonomer proceeds smoothly and the perfluoroelastomer can be obtained efficiently. When the amount of the added polymerization initiator is too small, a sufficient polymerization rate cannot be obtained or a sufficient yield cannot be obtained.
[0540] Полимеризацию перфтормономера можно осуществлять в присутствии регулятора рН. При осуществлении полимеризации в присутствии регулятора рН можно получить достаточное количество частиц перфторэластомера с достаточной скоростью полимеризации, одновременно подавляя прилипание перфторэластомера к емкости для полимеризации. Регулятор рН можно добавлять до начала полимеризации или его можно добавлять после начала полимеризации.[0540] The polymerization of the perfluoromonomer can be carried out in the presence of a pH regulator. By carrying out the polymerization in the presence of a pH regulator, it is possible to obtain a sufficient amount of perfluoroelastomer particles at a sufficient polymerization rate, while simultaneously suppressing the adhesion of the perfluoroelastomer to the polymerization vessel. The pH regulator can be added before the start of the polymerization or it can be added after the start of the polymerization.
[0541] Примеры регулятора рН включают водный раствор аммиака, гидроксида натрия, гидроксида калия, карбоната натрия, карбоната калия, карбоната аммония, гидрокарбоната натрия, гидрокарбоната калия, гидрокарбоната аммония, фосфата натрия, фосфата калия, гидрофосфата натрия, дигидрофосфата натрия, гидрофосфата калия, дигидрофосфата калия, цитрата натрия, цитрата калия, цитрата аммония, глюконата натрия, глюконата калия и глюконата аммония.[0541] Examples of the pH adjuster include an aqueous solution of ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, sodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, potassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, sodium citrate, potassium citrate, ammonium citrate, sodium gluconate, potassium gluconate, and ammonium gluconate.
[0542] Перфторэластомер предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один эластомер, выбранный из группы, состоящей из перфторэластомеров, содержащих TFE, таких как сополимер, содержащий TFE и фтормономер, представленный общей формулой (160), (130) или (140), и сополимер, содержащий TFE, фтормономер, представленный общей формулой (160), (130) или (140), и мономер, который обеспечивает активный центр поперечной сшивки.[0542] The perfluoroelastomer is preferably at least one elastomer selected from the group consisting of TFE-containing perfluoroelastomers, such as a copolymer containing TFE and a fluoromonomer represented by the general formula (160), (130) or (140), and a copolymer containing TFE, a fluoromonomer represented by the general formula (160), (130) or (140), and a monomer that provides an active crosslinking center.
[0543] В случае сополимера TFE/PMVE его доля в композиции предпочтительно составляет 45-90/10-55 (% моль), более предпочтительно 55-80/20-45, еще более предпочтительно 55-70/30-45, а наиболее предпочтительно 56-69,5/30,5-44.[0543] In the case of the TFE/PMVE copolymer, its proportion in the composition is preferably 45-90/10-55 (% mol), more preferably 55-80/20-45, even more preferably 55-70/30-45, and most preferably 56-69.5/30.5-44.
[0544] В случае сополимера TFE, PMVE и мономера, который обеспечивает активный центр поперечной сшивки, его доля в композиции предпочтительно составляет 45-89,9/10-54,9/0,01-4 (% моль) более предпочтительно 55-77,9/20-49,9/0,1-3,5, еще более предпочтительно 55-69,8/30-44,8/0,2-3, а наиболее предпочтительно 55,3-69,5/30,3-44,5/0,2-2,8.[0544] In the case of a copolymer of TFE, PMVE and a monomer that provides an active cross-linking center, its proportion in the composition is preferably 45-89.9/10-54.9/0.01-4 (% mol), more preferably 55-77.9/20-49.9/0.1-3.5, even more preferably 55-69.8/30-44.8/0.2-3, and most preferably 55.3-69.5/30.3-44.5/0.2-2.8.
[0545] В случае сополимера TFE и фтормономера, представленного общей формулой (160), (130) или (140), содержащего от 4 до 12 атомов углерода, его доля в композиции предпочтительно составляет от 50 до 90/10 к 50 (% моль), более предпочтительно 60-88/12-40, еще более предпочтительно 65-85/15-35, а наиболее предпочтительно 66-84/16-34.[0545] In the case of a copolymer of TFE and a fluoromonomer represented by the general formula (160), (130) or (140) containing 4 to 12 carbon atoms, the proportion thereof in the composition is preferably 50 to 90/10 to 50 (% mol), more preferably 60-88/12-40, even more preferably 65-85/15-35, and most preferably 66-84/16-34.
[0546] В случае сополимера TFE, фтормономера, представленного общей формулой (160), (130) или (140), содержащего от 4 до 12 атомов углерода, и мономера, который обеспечивает активный центр поперечной сшивки, отношение в композиции предпочтительно составляет 50-89,9/10-49,9/0,01-4 (% моль), более предпочтительно 60-87,9/12-39,9/0,1-3,5, еще более предпочтительно 65-84,8/15-34,8/0,2-3, а наиболее предпочтительно 66-84,3/15,5-33,8/0,2-2,8.[0546] In the case of a TFE copolymer, a fluoromonomer represented by the general formula (160), (130) or (140) containing 4 to 12 carbon atoms, and a monomer that provides an active crosslinking center, the composition ratio is preferably 50-89.9/10-49.9/0.01-4 (% mol), more preferably 60-87.9/12-39.9/0.1-3.5, even more preferably 65-84.8/15-34.8/0.2-3, and most preferably 66-84.3/15.5-33.8/0.2-2.8.
[0547] Когда эти сополимеры имеют композиционные особенности, выходящие за пределы этих диапазонов, свойства каучуковой эластичной массы теряются, и свойства имеют тенденцию приближаться к свойствам смолы.[0547] When these copolymers have compositional features outside these ranges, the rubbery elastic properties are lost and the properties tend to approach those of a resin.
[0548] Перфторэластомер предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один эластомер, выбранный из группы, состоящей из сополимеров TFE, фтормономера, представленного общей формулой (140) и фтормономера, который обеспечивает активный центр поперечной сшивки, сополимеров TFE и простого перфторвинилового эфира, представленного общей формулой (140), сополимеров TFE и фтормономера, представленного общей формулой (160) и сополимеров TFE, фтормономера, представленного общей формулой (160) и мономера, который обеспечивает активный центр поперечной сшивки.[0548] The perfluoroelastomer is preferably at least one elastomer selected from the group consisting of copolymers of TFE, a fluoromonomer represented by the general formula (140) and a fluoromonomer that provides an active crosslinking center, copolymers of TFE and a perfluorovinyl ether represented by the general formula (140), copolymers of TFE and a fluoromonomer represented by the general formula (160) and copolymers of TFE, a fluoromonomer represented by the general formula (160) and a monomer that provides an active crosslinking center.
[0549] Примеры перфторэластомера дополнительно включают перфторэластомеры, описанные в таких документах, как Международная публикация № WO 97/24381, публикация патента Японии №61-57324, публикация патента Японии №04-81608 и публикация патента Японии №05-13961.[0549] Examples of the perfluoroelastomer further include perfluoroelastomers described in documents such as International Publication No. WO 97/24381, Japanese Patent Publication No. 61-57324, Japanese Patent Publication No. 04-81608, and Japanese Patent Publication No. 05-13961.
[0550] С точки зрения достижения превосходных характеристик остаточной деформации при сжатии при высокой температуре, перфторэластомер предпочтительно имеет температуру стеклования -70°С или выше, более предпочтительно -60°С или выше, и еще более предпочтительно -50°С или выше. С точки зрения достижения хорошей холодостойкости температура стеклования предпочтительно составляет 5°С или ниже, более предпочтительно 0°С или ниже, а еще более предпочтительно -3°С или ниже.[0550] From the viewpoint of achieving excellent compression set properties at high temperature, the perfluoroelastomer preferably has a glass transition temperature of -70°C or higher, more preferably -60°C or higher, and even more preferably -50°C or higher. From the viewpoint of achieving good cold resistance, the glass transition temperature is preferably 5°C or lower, more preferably 0°C or lower, and even more preferably -3°C or lower.
[0551] Температуру стеклования можно определить следующим образом. В частности, с помощью дифференциального сканирующего калориметра (DSC822e, производства Mettler-Toledo International Inc.) 10 мг образца нагревают со скоростью 10°С/мин для получения кривой DSC и положение точки, в которой достигается максимальное значение на дифференциальной кривой DSC при вторичном переходе, считывается в качестве температуры стеклования.[0551] The glass transition temperature can be determined as follows. Specifically, using a differential scanning calorimeter (DSC822e, manufactured by Mettler-Toledo International Inc.), 10 mg of a sample is heated at a rate of 10°C/min to obtain a DSC curve, and the position of the point at which the maximum value is reached on the differential DSC curve in the secondary transition is read as the glass transition temperature.
[0552] Перфторэластомер предпочтительно имеет вязкость по Муни ML (1+20) при 170°С 30 или более, более предпочтительно 40 или более, а еще более предпочтительно 50 или более, с точки зрения хорошей термостойкости. Также, с точки зрения хорошей технологичности он предпочтительно имеет вязкость по Муни 150 или менее, более предпочтительно 120 или менее, а еще более предпочтительно 110 или менее.[0552] The perfluoroelastomer preferably has a Mooney viscosity ML (1+20) at 170°C of 30 or more, more preferably 40 or more, and even more preferably 50 or more, from the viewpoint of good heat resistance. Also, from the viewpoint of good processability, it preferably has a Mooney viscosity of 150 or less, more preferably 120 or less, and even more preferably 110 or less.
[0553] Перфторэластомер предпочтительно имеет вязкость по Муни ML (1+20) при 140°С 30 или более, более предпочтительно 40 или более, а еще более предпочтительно 50 или более, с точки зрения хорошей термостойкости. Кроме того, с точки зрения хорошей технологичности он предпочтительно имеет вязкость по Муни 180 или менее, более предпочтительно 150 или менее, а еще более предпочтительно 110 или менее.[0553] The perfluoroelastomer preferably has a Mooney viscosity ML (1+20) at 140°C of 30 or more, more preferably 40 or more, and even more preferably 50 or more, from the viewpoint of good heat resistance. Furthermore, from the viewpoint of good processability, it preferably has a Mooney viscosity of 180 or less, more preferably 150 or less, and even more preferably 110 or less.
[0554] Перфторэластомер предпочтительно имеет вязкость по Муни ML (1+10) при 100°С, равную 10 или более, более предпочтительно 20 или более, а еще более предпочтительно 30 или более, с точки зрения хорошей термостойкости. Кроме того, с точки зрения хорошей технологичности он предпочтительно имеет вязкость по Муни 120 или менее, более предпочтительно 100 или менее и еще более предпочтительно 80 или менее.[0554] The perfluoroelastomer preferably has a Mooney viscosity ML (1+10) at 100°C of 10 or more, more preferably 20 or more, and even more preferably 30 or more, from the viewpoint of good heat resistance. Furthermore, from the viewpoint of good processability, it preferably has a Mooney viscosity of 120 or less, more preferably 100 or less, and even more preferably 80 or less.
[0555] Вязкость по Муни можно измерить в соответствии со стандартом JIS К6300 при 170°С, 140°С или 100°С, используя вискозиметр Муни модели MV2000E, производимый ALPHA TECHNOLOGIES.[0555] Mooney viscosity can be measured in accordance with JIS K6300 at 170°C, 140°C or 100°C using a Mooney viscometer model MV2000E manufactured by ALPHA TECHNOLOGIES.
[0556] Согласно первому способу получения по настоящему изобретению водную дисперсию перфторэластомера можно получить в виде фторполимера. Полученная водная дисперсия перфторэластомера предпочтительно имеет концентрацию твердого вещества (содержание перфторэластомера) от 10 до 50% масс., более предпочтительно от 15 до 40% масс., и еще более предпочтительно от 20 до 30% масс. по завершении полимеризации.[0556] According to the first production method of the present invention, an aqueous dispersion of a perfluoroelastomer can be obtained in the form of a fluoropolymer. The obtained aqueous dispersion of a perfluoroelastomer preferably has a solids concentration (perfluoroelastomer content) of 10 to 50% by mass, more preferably 15 to 40% by mass, and even more preferably 20 to 30% by mass upon completion of the polymerization.
[0557] Концентрацию твердых продуктов (содержание перфторэластомера) в водной дисперсии перфторэластомера можно определить посредством сушки 1 г водной дисперсии при температуре 150°С в течение 60 минут, измерения массы нелетучего вещества и расчета отношения массы нелетучего вещества к массе водной дисперсии.[0557] The concentration of solids (perfluoroelastomer content) in an aqueous dispersion of the perfluoroelastomer can be determined by drying 1 g of the aqueous dispersion at 150°C for 60 minutes, measuring the mass of non-volatile matter, and calculating the ratio of the mass of non-volatile matter to the mass of the aqueous dispersion.
[0558] Может осуществляться обработка водной дисперсии перфторэластомера такая как коагуляция или нагревание.[0558] The aqueous dispersion of the perfluoroelastomer may be subjected to treatment such as coagulation or heating.
[0559] Коагуляцию можно осуществлять посредством добавления к водной дисперсии коагулирующего агента. Примеры коагулирующего агента включают кислоты, такие как хлористоводородная кислота, азотная кислота, плавиковая кислота, серная кислота и трифторуксусная кислота, а предпочтительной является, по меньшей мере, одна кислота, выбранная из группы, состоящей из азотной кислоты и хлористоводородной кислоты.[0559] Coagulation can be carried out by adding a coagulating agent to the aqueous dispersion. Examples of the coagulating agent include acids such as hydrochloric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, and trifluoroacetic acid, and at least one acid selected from the group consisting of nitric acid and hydrochloric acid is preferred.
[0560] Коагулированный перфторэластомер можно промывать водой для удаления небольшого количества примесей, таких как буфер и соль, присутствующих в перфторэластомере, а затем промытый перфторэластомер можно высушить. Температура сушки предпочтительно составляет от 40 до 200°С, более предпочтительно от 50 до 180°С, а еще более предпочтительно от 70 до 150°С.[0560] The coagulated perfluoroelastomer can be washed with water to remove a small amount of impurities such as a buffer and salt present in the perfluoroelastomer, and then the washed perfluoroelastomer can be dried. The drying temperature is preferably from 40 to 200°C, more preferably from 50 to 180°C, and even more preferably from 70 to 150°C.
[0561] Форма перфторэластомера, полученного после коагуляции, не ограничивается, он может представлять собой камедь, крошку, порошок, гранулы или что-либо подобное, а предпочтительно представляет собой камедь или крошку. Камедь представляет собой частицы перфторэластомера небольшой массы. Крошка представляет собой аморфную массу перфторэластомера, образующуюся в результате сплавления частиц, которая не может сохранять форму мелких частиц, как камедь, при комнатной температуре. Камедь или крошку получают соответствующим образом посредством коагуляции, сушки и тому подобное традиционно известным способом из водной дисперсии, полученной с помощью способа получения по настоящему изобретению.[0561] The form of the perfluoroelastomer obtained after coagulation is not limited, it may be a gum, crumbs, powder, granules or the like, and is preferably a gum or crumbs. The gum is small mass particles of the perfluoroelastomer. The crumbs are an amorphous mass of the perfluoroelastomer formed by fusing the particles, which cannot maintain the shape of small particles like gum at room temperature. The gum or crumbs are appropriately obtained by coagulation, drying and the like in a conventionally known manner from the aqueous dispersion obtained by the production method of the present invention.
[0562] В способе получения по настоящему изобретению перфторэластомер в водной дисперсии может коагулировать с использованием кислоты, не содержащей металлических элементов, и коагулированный перфторэластомер может промываться жидкой средой с пониженным содержанием металлических элементов. Кроме того, в способе получения по настоящему изобретению, промытый перфторэластомер можно сушить. Подобным способом получения можно получить перфторэластомер с содержанием металла 10 м.д. масс. или менее в перфторэластомере. Жидкая среда представляет собой воду, а еще более предпочтительно сверхчистую воду. Содержание металла в жидкой среде составляет 2 м.д. масс. или менее, более предпочтительно 1 м.д. масс. или менее, а еще более предпочтительно 0,5 м.д. масс. или менее. Кроме того, в способе получения по настоящему изобретению может использоваться способ получения, описанный в Международной публикации № WO 2018/225586. Согласно такому способу получения можно получать перфторэластомер с пониженным содержанием металла, а также перфторэластомер, пригодный для получения компонентов полупроводниковых устройств.[0562] In the production method of the present invention, a perfluoroelastomer in an aqueous dispersion can be coagulated using an acid containing no metal elements, and the coagulated perfluoroelastomer can be washed with a liquid medium having a reduced content of metal elements. In addition, in the production method of the present invention, the washed perfluoroelastomer can be dried. By such a production method, a perfluoroelastomer having a metal content of 10 ppm by mass or less in the perfluoroelastomer can be obtained. The liquid medium is water, and even more preferably ultrapure water. The metal content in the liquid medium is 2 ppm by mass or less, more preferably 1 ppm by mass or less, and even more preferably 0.5 ppm by mass or less. In addition, the production method described in International Publication No. WO 2018/225586 can be used in the production method of the present invention. According to this production method, it is possible to obtain a perfluoroelastomer with a reduced metal content, as well as a perfluoroelastomer suitable for producing components of semiconductor devices.
[0563] Полимер (1), продукты разложения и побочные продукты полимера (1), образующиеся побочно из полимера (1), остаточные мономеры и тому подобное могут отбираться из отработанной воды, генерируемой при коагуляции или промывке, и/или из отходящего газа, генерируемого при сушке, а затем очищенного для повторного использования полимера (1), продуктов разложения и побочных продуктов полимера (1), образующихся побочно из полимера (1), остаточных мономеров и тому подобное. Способ осуществления отбора и очистки не ограничивается, его можно осуществлять известным способом. Например, его можно осуществить способом, описанным в национальной публикации Международной заявки на Патент №2011-520020.[0563] The polymer (1), the decomposition products and by-products of the polymer (1) generated side-by-side from the polymer (1), residual monomers and the like can be collected from the waste water generated during coagulation or washing and/or from the exhaust gas generated during drying and then purified for reuse of the polymer (1), the decomposition products and by-products of the polymer (1) generated side-by-side from the polymer (1), residual monomers and the like. The method for carrying out the collection and purification is not limited, and it can be carried out by a known method. For example, it can be carried out by the method described in the National Publication of International Patent Application No. 2011-520020.
[0564] В способе получения по настоящему изобретению, когда фторполимер подвергается коагуляции, промывке, сушке или чему-либо подобному, генерируется отработанная вода или отходящий газ. Полимер (1), продукты разложения и побочные продукты полимера (1), образующиеся побочно из полимера (1), остаточные мономеры и тому подобное, могут отбираться из отработанной воды, генерируемой при коагуляции или промывке, и/или из отходящего газа, генерируемого при сушке, а затем очищенного для повторного использования полимера (1), продуктов разложения и побочных продуктов полимера (1), образующиеся побочно из полимера (1), остаточных мономеров и тому подобное. Способ проведения отбора и очистки не ограничивается, он может осуществляться с помощью известного способа. Например, его можно осуществить способом, описанным в национальной публикации Международной заявки на Патент №2011-520020. Примеры способов дополнительно включают способы, описанные в публикации заявки на Патент США №2007/15937, публикации заявки на Патент США №2007/25902 и публикации заявки на Патент США №2007/27251. Конкретные примеры способов являются следующими.[0564] In the production method of the present invention, when a fluoropolymer is subjected to coagulation, washing, drying or the like, waste water or exhaust gas is generated. The polymer (1), decomposition products and by-products of the polymer (1) generated side by side from the polymer (1), residual monomers and the like can be collected from the waste water generated by the coagulation or washing and/or from the exhaust gas generated by drying and then purified for reuse of the polymer (1), decomposition products and by-products of the polymer (1) generated side by side from the polymer (1), residual monomers and the like. The method for carrying out the collection and purification is not limited, and it can be carried out using a known method. For example, it can be carried out by the method described in National Publication of International Patent Application No. 2011-520020. Examples of methods further include those described in U.S. Patent Application Publication No. 2007/15937, U.S. Patent Application Publication No. 2007/25902, and U.S. Patent Application Publication No. 2007/27251. Specific examples of methods are as follows.
[0565] Примером способа отбора полимера (1), продуктов разложения и побочных продуктов полимера (1), образующихся побочно из полимера (1), остаточных мономеров и тому подобное, из отработанной воды, представляет собой способ, при котором отработанную воду приводят в контакт с частицами адсорбента, сформированных из ионообменной смолы, активированного угля, силикагеля, глины, цеолита или чего-либо подобного, так что частицы могут адсорбировать полимер (1) и другие вещества, а затем отработанную воду и частицы адсорбента разделяют. Сжигание частиц адсорбента, адсорбировавших полимер (1) и другие вещества, может предотвратить выброс полимера (1) и других веществ в окружающую среду.[0565] An example of a method for collecting a polymer (1), decomposition products and by-products of the polymer (1) generated side-by-side from the polymer (1), residual monomers and the like from waste water is a method in which the waste water is brought into contact with adsorbent particles formed from an ion-exchange resin, activated carbon, silica gel, clay, zeolite or the like so that the particles can adsorb the polymer (1) and other substances, and then the waste water and the adsorbent particles are separated. Combustion of the adsorbent particles that have adsorbed the polymer (1) and other substances can prevent the release of the polymer (1) and other substances into the environment.
[0566] Альтернативно, полимер (1) и другие частицы могут удаляться и элюироваться с помощью известного способа из частиц ионообменной смолы, адсорбировавших полимер (1), и других, и собраться. Например, в случае использования частиц анионообменной смолы в качестве частиц ионообменной смолы полимер (1) и другие вещества могут элюироваться посредством приведения минеральной кислоты в контакт с анионообменной смолой. Когда к полученному элюату добавляют водорастворимый органический растворитель, смесь обычно разделяется на две фазы. Поскольку нижняя фаза содержит полимер (1) и другие вещества, полимер (1) и другие вещества можно отбирать посредством отбора и нейтрализации нижней фазы. Примеры водорастворимого органического растворителя включают полярные растворители, такие как спирты, кетоны и простые эфиры.[0566] Alternatively, the polymer (1) and other particles can be removed and eluted by a known method from the ion exchange resin particles adsorbed by the polymer (1) and others, and collected. For example, in the case of using anion exchange resin particles as the ion exchange resin particles, the polymer (1) and other substances can be eluted by bringing a mineral acid into contact with the anion exchange resin. When a water-soluble organic solvent is added to the resulting eluate, the mixture usually separates into two phases. Since the lower phase contains the polymer (1) and other substances, the polymer (1) and other substances can be collected by collecting and neutralizing the lower phase. Examples of the water-soluble organic solvent include polar solvents such as alcohols, ketones, and ethers.
[0567] Другие способы отбора полимера (1) и других из частиц ионообменной смолы включают способ использования соли аммония и водорастворимого органического растворителя и способ использования спирта и, при необходимости, кислоты. В последнем способе генерируются производные сложного эфира полимера (1) и другие вещества, и, таким образом, их можно легко отделить от спирта перегонкой.[0567] Other methods for collecting the polymer (1) and others from the ion-exchange resin particles include a method using an ammonium salt and a water-soluble organic solvent and a method using an alcohol and, if necessary, an acid. In the latter method, ester derivatives of the polymer (1) and other substances are generated, and thus they can be easily separated from the alcohol by distillation.
[0568] Когда отработанная вода содержит частицы фторполимера и другие твердые продукты, они предпочтительно удаляются до того, как отработанная вода и частицы адсорбента вступят в контакт друг с другом. Примеры способов удаления частиц фторполимера и других твердых продуктов включают способ добавления соли алюминия, например, для осаждения этих компонентов, а затем разделения отработанной воды и отложений, а также метод электрокоагуляции. Компоненты также могут удаляться механическим методом, и его примеры включают способ фильтрации в поперечном потоке, способ адсорбционной фильтрации и способ фильтрации с предварительным нанесением слоя.[0568] When the wastewater contains fluoropolymer particles and other solids, they are preferably removed before the wastewater and adsorbent particles come into contact with each other. Examples of methods for removing fluoropolymer particles and other solids include a method of adding an aluminum salt, for example, to precipitate these components and then separating the wastewater and sediments, as well as an electrocoagulation method. The components can also be removed by a mechanical method, and examples thereof include a cross-flow filtration method, an adsorption filtration method, and a pre-layer filtration method.
С точки зрения производительности отработанная вода предпочтительно содержит фторполимер в неагломерированной форме при низкой концентрации, более предпочтительно менее 0,4% масс. и особенно предпочтительно менее 0,3% масс.From the viewpoint of performance, the waste water preferably contains the fluoropolymer in a non-agglomerated form at a low concentration, more preferably less than 0.4% by weight and particularly preferably less than 0.3% by weight.
[0569] Пример способа отбора полимера (1) и других полимеров из отходящего газа представляет собой способ, в котором скруббер приводится в контакт с деионизированной водой, водным щелочным раствором, органическим растворителем, таким как растворитель на основе простого эфира гликоля или что-либо подобное, для получения скрубберного раствора, содержащего полимер (1), и другие. Когда используемый водный щелочной раствор представляет собой высоко концентрированный водный раствор щелочи, скрубберный раствор можно собрать в состоянии, в котором полимер (1) и другие разделены по фазам, и, таким образом, полимер (1) и другие могут легко отбираться и использоваться повторно. Примеры щелочного соединения включают гидроксиды щелочных металлов и соли четвертичного аммония.[0569] An example of a method for collecting the polymer (1) and other polymers from the exhaust gas is a method in which a scrubber is contacted with deionized water, an aqueous alkaline solution, an organic solvent such as a glycol ether solvent, or the like to obtain a scrubbing solution containing the polymer (1) and others. When the aqueous alkaline solution used is a highly concentrated aqueous alkaline solution, the scrubbing solution can be collected in a state in which the polymer (1) and others are phase separated, and thus the polymer (1) and others can be easily collected and reused. Examples of the alkaline compound include alkali metal hydroxides and quaternary ammonium salts.
[0570] Раствор скруббера, содержащий полимер (1) и другие полимеры, можно концентрировать, например, с использованием мембраны для обратного осмоса. Концентрированный раствор скруббера обычно содержит ионы фтора. Тем не менее, ионы фтора можно удалить, добавив оксид алюминия после концентрирования, чтобы полимер (1) и другие вещества можно было легко использовать повторно. Альтернативно, скрубберный раствор можно привести в контакт с частицами адсорбента, чтобы частицы адсорбента могли адсорбировать полимер (1) и другие вещества, и, таким образом, полимер (1) и другие вещества могут отбираться с помощью указанного выше способа.[0570] The scrubber solution containing the polymer (1) and other polymers can be concentrated, for example, using a reverse osmosis membrane. The concentrated scrubber solution typically contains fluoride ions. However, the fluoride ions can be removed by adding aluminum oxide after concentration so that the polymer (1) and other substances can be easily reused. Alternatively, the scrubber solution can be contacted with adsorbent particles so that the adsorbent particles can adsorb the polymer (1) and other substances, and thus the polymer (1) and other substances can be collected using the above method.
[0571] Полимер (1) и другие полимеры, отобранные любым из способов, могут использоваться повторно при получении фторполимера.[0571] The polymer (1) and other polymers selected by any of the methods can be reused in the production of the fluoropolymer.
[0572] Способ получения по настоящему изобретению представляет собой способ получения PTFE, при этом способ включает полимеризацию TFE в водной среде с получением PTFE, где PTFE представляет собой высокомолекулярный PTFE, полимер (1) представляет собой полимер мономера (1), представленный общей формулой (1), в котором содержание димера и тримера мономера (1) в полимере (1) составляет 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1) (далее он может упоминаться как второй способ получения по настоящему изобретению).[0572] The production method of the present invention is a method for producing PTFE, wherein the method comprises polymerizing TFE in an aqueous medium to obtain PTFE, wherein PTFE is high molecular weight PTFE, the polymer (1) is a polymer of the monomer (1) represented by the general formula (1), in which the content of the dimer and trimer of the monomer (1) in the polymer (1) is 1.0 mass% or less relative to the polymer (1) (hereinafter, it may be referred to as the second production method of the present invention).
[0573] Поскольку второй способ получения по настоящему изобретению включает полимеризацию TFE в присутствии полимера (1), является возможным получить PTFE, который, по существу, не содержит димера и тримера мономера, составляющего полимер (1). Также, согласно способу получения по настоящему изобретению можно получить PTFE, имеющий высокую молекулярную массу.[0573] Since the second production method of the present invention involves polymerizing TFE in the presence of the polymer (1), it is possible to obtain PTFE which is substantially free of the dimer and trimer of the monomer constituting the polymer (1). Also, according to the production method of the present invention, it is possible to obtain PTFE having a high molecular weight.
[0574] Во втором способе получения по настоящему изобретению в качестве полимера (1) можно использовать полимер (1) с содержанием единицы полимеризации (1) 50% масс. или более, таким же образом, как и в первом способе получения по настоящему изобретению или можно использовать полимер (1) с содержанием единицы полимеризации (1) менее 50% масс.[0574] In the second production method of the present invention, as the polymer (1), a polymer (1) having a content of the polymerization unit (1) of 50% by mass or more may be used in the same manner as in the first production method of the present invention, or a polymer (1) having a content of the polymerization unit (1) of less than 50% by mass may be used.
[0575] В полимере (1), используемом во втором способе получения по настоящему изобретению, содержание единицы полимеризации (1) составляет в порядке предпочтительности 1,0% по масс. или более, 3,0% масс. или более, 5,0% масс. или более, 10% масс. или более, 20% масс. или более, 30% масс. или более, 40% масс. или более, 50% масс. или более, 60% масс. или более, 70% масс. или более, 80% масс. или более или 90% масс. или более по отношению ко всем единицам полимеризации. Особенно предпочтительно, чтобы содержание единицы полимеризации (1) составляло, по существу, 100% масс., а наиболее предпочтительно, чтобы полимер (1) содержал только единицы полимеризации (1).[0575] In the polymer (1) used in the second production method of the present invention, the content of the polymerization unit (1) is, in the order of preference, 1.0% by mass or more, 3.0% by mass or more, 5.0% by mass or more, 10% by mass or more, 20% by mass or more, 30% by mass or more, 40% by mass or more, 50% by mass or more, 60% by mass or more, 70% by mass or more, 80% by mass or more, or 90% by mass or more, with respect to all the polymerization units. It is particularly preferable that the content of the polymerization unit (1) is substantially 100% by mass, and it is most preferable that the polymer (1) contains only the polymerization units (1).
[0576] В полимере (1), используемом во втором способе получения по настоящему изобретению, содержание единицы полимеризации, полученной из другого мономера, способного сополимеризоваться с мономером (1), составляет в порядке предпочтительности 99,0% по масс. или менее, 97,0% масс. или менее, 95,0% масс. или менее, 90% масс. или менее, 80% масс. или менее, 70% масс. или менее, 60% масс. или менее, 50% масс. или менее, 40% масс. или менее, 30% масс. или менее, 20% масс. или менее или 10% масс. или менее по отношению ко всем единицам полимеризации. Особенно предпочтительно, чтобы содержание единицы полимеризации, полученной из другого мономера, сополимеризующегося с мономером (1), составляло, по существу, 0% масс., а наиболее предпочтительно, чтобы полимер (1) не содержал единицы полимеризации, полученной из другого мономера.[0576] In the polymer (1) used in the second production method of the present invention, the content of the polymerization unit derived from another monomer copolymerizable with the monomer (1) is, in the order of preference, 99.0% by mass or less, 97.0% by mass or less, 95.0% by mass or less, 90% by mass or less, 80% by mass or less, 70% by mass or less, 60% by mass or less, 50% by mass or less, 40% by mass or less, 30% by mass or less, 20% by mass or less, or 10% by mass or less, with respect to all the polymerization units. It is particularly preferable that the content of the polymerization unit derived from another monomer copolymerizable with the monomer (1) is substantially 0% by mass, and it is most preferable that the polymer (1) does not contain a polymerization unit derived from another monomer.
[0577] Конфигурация полимера (1), используемого во втором способе получения по настоящему изобретению, такая же, как конфигурация полимера (1), используемого в первом способе получения по настоящему изобретению, за исключением того, что содержание единицы полимеризации (1) может выбираться из широкого диапазона.[0577] The configuration of the polymer (1) used in the second production method of the present invention is the same as the configuration of the polymer (1) used in the first production method of the present invention, except that the content of the polymerization unit (1) can be selected from a wide range.
[0578] Предпочтительно, чтобы второй способ получения по настоящему изобретению включал полимеризацию мономера (1) для получения неочищенной композиции, содержащей полимер мономера (1), и удаление димера и тримера мономера (1), содержащихся в неочищенной композиции, из сырой композиции для получения полимера (1), в котором содержание димера и тримера мономера (1) составляет 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1).[0578] It is preferable that the second production method according to the present invention comprises polymerizing the monomer (1) to obtain a crude composition containing a polymer of the monomer (1), and removing the dimer and trimer of the monomer (1) contained in the crude composition from the crude composition to obtain a polymer (1) in which the content of the dimer and trimer of the monomer (1) is 1.0% by mass or less with respect to the polymer (1).
[0579] Во втором способе получения по настоящему изобретению, в случае осуществления полимеризации мономера (1) и другого мономера, сополимеризуемого с мономером (1), при получении неочищенной композиции, в полученной неочищенной композиции обычно содержатся димер и тример, состоящие из единицы полимеризации (1), полученной из мономера (1), и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, сополимеризующегося с мономером (1). Посредством удаления димера и тримера, состоящих из единицы полимеризации (1), и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, содержащихся в неочищенной композиции, из сырой композиции, можно получить полимер (1), в котором содержание димера и тримера, состоящих из единицы полимеризации (1), и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, составляет 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1).[0579] In the second production method of the present invention, in the case of polymerizing the monomer (1) and another monomer copolymerizable with the monomer (1) to obtain a crude composition, the obtained crude composition usually contains a dimer and a trimer consisting of a polymerization unit (1) obtained from the monomer (1) and a polymerization unit obtained from another monomer copolymerizable with the monomer (1). By removing the dimer and the trimer consisting of the polymerization unit (1) and the polymerization unit obtained from another monomer contained in the crude composition from the crude composition, it is possible to obtain a polymer (1) in which the content of the dimer and the trimer consisting of the polymerization unit (1) and the polymerization unit obtained from another monomer is 1.0 mass% or less with respect to the polymer (1).
[0580] Полимеризацию мономера (1) можно осуществлять с помощью способа, описанного в первом способе получения по настоящему изобретению.[0580] The polymerization of the monomer (1) can be carried out by the method described in the first production method of the present invention.
[0581] Во втором способе получения по настоящему изобретению предпочтительно, чтобы полимеризация мономера (1) осуществлялась в водной среде, по существу, в отсутствие фторсодержащего поверхностно-активного вещества (за исключением мономера (1)).[0581] In the second production method of the present invention, it is preferable that the polymerization of the monomer (1) is carried out in an aqueous medium substantially in the absence of a fluorosurfactant (except for the monomer (1)).
[0582] Фторсодержащее поверхностно-активное вещество является таким, как описано выше.[0582] The fluorosurfactant is as described above.
[0583] После полимеризации мономера (1) димер и тример мономера (1), содержащиеся в неочищенной композиции, полученной с помощью полимеризации мономера (1), удаляют из неочищенной композиции. Способ удаления димера и тримера указывается выше.[0583] After polymerization of the monomer (1), the dimer and trimer of the monomer (1) contained in the crude composition obtained by polymerization of the monomer (1) are removed from the crude composition. The method for removing the dimer and trimer is indicated above.
[0584] Кроме того, фракция, имеющая молекулярную массу 3000 или менее, фракция, имеющая молекулярную массу 2000 или менее, фракция, имеющая молекулярную массу 1500 или менее, и фракция, имеющая молекулярную массу 1000 или менее, могут удаляться посредством соответствующего выбора средств удаления димера и тримера.[0584] In addition, a fraction having a molecular weight of 3,000 or less, a fraction having a molecular weight of 2,000 or less, a fraction having a molecular weight of 1,500 or less, and a fraction having a molecular weight of 1,000 or less can be removed by appropriately selecting dimer and trimer removing means.
[0585] Полимеризацию TFE можно осуществлять с помощью указанного выше способа. Наряду с TFE может полимеризоваться и модифицирующий мономер, как указано выше.[0585] The polymerization of TFE can be carried out using the method indicated above. In addition to TFE, the modifying monomer can also be polymerized as indicated above.
[0586] Настоящее изобретение также относится к композиции, содержащей полимер (1) и фторполимер, где фторполимер содержит единицу полимеризации, полученную из перфтормономера, и содержание единицы полимеризации, полученной из перфтормономера, во фторполимере составляет 90% моль или более по отношению ко всем единицам полимеризации фторполимера, полимер (1) представляет собой полимер мономера (1), представленный общей формулой (1), единица полимеризации (1), полученная из мономера (1), в полимере (1) составляет 50% масс. или более по отношению ко всем единицам полимеризации полимера (1), а содержание димера и тримера мономера (1) в полимере (1) составляет 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1) (далее это может упоминаться как первая композиция по настоящему изобретению).[0586] The present invention also relates to a composition comprising a polymer (1) and a fluoropolymer, wherein the fluoropolymer comprises a polymerization unit derived from a perfluoromonomer, and the content of the polymerization unit derived from the perfluoromonomer in the fluoropolymer is 90 mol% or more relative to the total polymerization units of the fluoropolymer, the polymer (1) is a polymer of the monomer (1) represented by the general formula (1), the polymerization unit (1) derived from the monomer (1) in the polymer (1) is 50 mass% or more relative to the total polymerization units of the polymer (1), and the content of the dimer and trimer of the monomer (1) in the polymer (1) is 1.0 mass% or less relative to the polymer (1) (hereinafter, this may be referred to as the first composition of the present invention).
[0587] Первую композицию по настоящему изобретению можно получить с помощью первого способа получения по настоящему изобретению.[0587] The first composition of the present invention can be obtained by the first production method of the present invention.
[0588] Форма первой композиции по настоящему изобретению не ограничивается, но она может иметь форму, например, водной дисперсии, коагулированного продукта, высушенного продукта, камеди, крошки, порошка, гранул или чего-либо подобного. Водная дисперсия относится к дисперсионной системе, в которой водная среда представляет собой дисперсионную среду, а фторполимер представляет собой дисперсоид. Указанная выше водная среда не ограничивается, пока она представляет собой жидкость, содержащую воду, и она может содержать помимо воды органический растворитель, такой как спирт, эфир, кетон, и парафиновый воск.[0588] The form of the first composition of the present invention is not limited, but it may be in the form of, for example, an aqueous dispersion, a coagulated product, a dried product, a gum, crumbs, powder, granules, or the like. An aqueous dispersion refers to a dispersion system in which an aqueous medium is a dispersion medium and a fluoropolymer is a dispersoid. The above-mentioned aqueous medium is not limited as long as it is a liquid containing water, and it may contain, in addition to water, an organic solvent such as an alcohol, an ether, a ketone, and paraffin wax.
[0589] Первая композиция по настоящему изобретению может представлять собой водную дисперсию фторполимера, в которой первичные частицы фторполимера диспергируются в водной среде. Водная дисперсия может представлять собой любую из водных дисперсий, полученных посредством указанной выше полимеризации, дисперсии, полученных посредством концентрирования этой водной дисперсии или проведения обработки водной дисперсии для стабилизации дисперсии, и водных дисперсий, полученных посредством диспергирования порошка фторполимера в водной среде в присутствии поверхностно-активного вещества. Композиция по настоящему изобретению также может представлять собой порошок фторполимера. Порошок фторполимера получают, например, посредством коагуляции фторполимера в водной дисперсии фторполимера с помощью известного способа.[0589] The first composition of the present invention may be an aqueous dispersion of a fluoropolymer in which primary particles of a fluoropolymer are dispersed in an aqueous medium. The aqueous dispersion may be any of aqueous dispersions obtained by the above-mentioned polymerization, dispersions obtained by concentrating this aqueous dispersion or subjecting the aqueous dispersion to a treatment to stabilize the dispersion, and aqueous dispersions obtained by dispersing a fluoropolymer powder in an aqueous medium in the presence of a surfactant. The composition of the present invention may also be a fluoropolymer powder. The fluoropolymer powder is obtained, for example, by coagulating a fluoropolymer in an aqueous dispersion of the fluoropolymer using a known method.
[0590] Содержание полимера (1) в композиции предпочтительно составляет 0,001% масс. или более, более предпочтительно 0,005% масс. или более, еще более предпочтительно 0,01% масс. или более, особенно предпочтительно 0,05% масс. или более, а наиболее предпочтительно 0,10% масс. или более по отношению к фторполимеру. Кроме того, содержание полимера (1) в композиции предпочтительно составляет 10% масс. или менее, более предпочтительно 5,0% масс. или менее, еще более предпочтительно 2,0% масс. или менее, особенно предпочтительно 1,0% масс. или менее, а наиболее предпочтительно 0,50% масс. или менее, по отношению к фторполимеру.[0590] The content of the polymer (1) in the composition is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.005% by mass or more, even more preferably 0.01% by mass or more, particularly preferably 0.05% by mass or more, and most preferably 0.10% by mass or more, with respect to the fluoropolymer. Further, the content of the polymer (1) in the composition is preferably 10% by mass or less, more preferably 5.0% by mass or less, even more preferably 2.0% by mass or less, particularly preferably 1.0% by mass or less, and most preferably 0.50% by mass or less, with respect to the fluoropolymer.
[0591] Содержание полимера (1) может определяться с помощью измерения методом твердофазного ЯМР.[0591] The content of the polymer (1) can be determined by solid-state NMR measurement.
Также, Международная публикация № WO 2014/099453, Международная публикация № WO 2010/075497, Международная публикация № WO 2010/075496, Международная публикация № WO 2011/008381, Международная публикация № WO 2009/055521, Международная публикация № WO 1987/007619, Выложенный патент Японии №61-293476, Международная публикация № WO 2010/075494, Международная публикация № WO 2010/075359, Международная публикация № WO 2006/119224, Международная публикация № WO 2013/085864, Международная публикация № WO 2012/082707, Международная публикация № WO 2012/082703, Международная публикация № WO 2012/082454, Международная публикация № WO 2012/082451, Международная публикация № WO 2006/135825, Международная публикация № WO 2004/067588, Международная публикация № WO 2009/068528, Выложенный патент Японии №2004-075978, Выложенный патент Японии №2001-226436, Международная публикация № WO 1992/017635, Международная публикация № WO 2014/069165, Выложенный патент Японии №11-181009 и тому подобное, описывают способы измерения содержания соответствующих полимеров, описанных в них. Описанные там способы измерения соответствующих полимеров можно использовать в качестве способа измерения содержания полимера (1).Also, International Publication No. WO 2014/099453, International Publication No. WO 2010/075497, International Publication No. WO 2010/075496, International Publication No. WO 2011/008381, International Publication No. WO 2009/055521, International Publication No. WO 1987/007619, Japanese Patent Laid-Open No. 61-293476, International Publication No. WO 2010/075494, International Publication No. WO 2010/075359, International Publication No. WO 2006/119224, International Publication No. WO 2013/085864, International Publication No. WO 2012/082707, International Publication No. WO 2012/082703, International Publication No. WO 2012/082454, International Publication No. WO 2012/082451, International Publication No. WO 2006/135825, International Publication No. WO 2004/067588, International Publication No. WO 2009/068528, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-075978, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-226436, International Publication No. WO 1992/017635, International Publication No. WO 2014/069165, Japanese Patent Laid-Open No. 11-181009, and the like, describe methods for measuring the content of the corresponding polymers described therein. The methods for measuring the corresponding polymers described therein can be used as a method for measuring polymer content (1).
[0592] Кроме того, когда фторполимер представляет собой перфторэластомер, содержание полимера (1) может измеряться с помощью следующего способа. Его можно измерить с помощью способа, при котором композицию смешивают с растворителем, растворяющим перфторэластомер, к полученному смешанному раствору добавляют деионизированную воду для извлечения полимера (1) из полученного смешанного раствора, верхнюю фазу (водную фазу) содержащую полимер (1), собирают и измеряют массу остатка (полимера (1)), полученного при нагревании и сушке собранной верхней фазы, для вычисления содержания полимера (1).[0592] In addition, when the fluoropolymer is a perfluoroelastomer, the content of the polymer (1) can be measured by the following method. It can be measured by a method in which the composition is mixed with a solvent that dissolves the perfluoroelastomer, deionized water is added to the resulting mixed solution to extract the polymer (1) from the resulting mixed solution, the upper phase (aqueous phase) containing the polymer (1) is collected, and the mass of the residue (polymer (1)) obtained by heating and drying the collected upper phase is measured to calculate the content of the polymer (1).
[0593] В качестве растворителя, который растворяет перфторэластомер, предпочтительным является растворитель, содержащий пергалоген, в котором все атомы водорода изменяются атомами галогена, и, в частности, предпочтительным является перфорированный растворитель, в котором все атомы водорода изменяются атомами фтора. Конкретные примеры перфторированного растворителя включают перфтор-третичные амины, такие как перфтортри-н-бутиламин и перфтортриэтиламин, перфорированный тетрагидрофуран, перфторбензол, Fluorinert FC-77 (производство 3М Company), растворитель Demnum (производство Daikin Industries, Ltd., основной компонент: C6F14), R-318 (производство Daikin Industries, Ltd., основной компонент: C4F8Cl2) и Fluorinert FC-43 (производство 3М Company, основной компонент: (C4F9)3N), и среди них перфтортри-н-бутиламин и Fluorinert FC-77 являются предпочтительными с точки зрения эксплуатационных свойств.[0593] As a solvent that dissolves the perfluoroelastomer, a solvent containing a perhalogen in which all hydrogen atoms are changed to halogen atoms is preferable, and in particular, a perfluorinated solvent in which all hydrogen atoms are changed to fluorine atoms is preferable. Specific examples of the perfluorinated solvent include perfluoro-tertiary amines such as perfluorotri-n-butylamine and perfluorotriethylamine, perfluorinated tetrahydrofuran, perfluorobenzene, Fluorinert FC-77 (manufactured by 3M Company), Demnum solvent (manufactured by Daikin Industries, Ltd. , main component: C6F14 ), R-318 (manufactured by Daikin Industries, Ltd., main component: C4F8Cl2 ) and Fluorinert FC- 43 (manufactured by 3M Company, main component: ( C4F9 ) 3N ), and among them , perfluorotri- n -butylamine and Fluorinert FC-77 are preferable in terms of performance properties.
[0594] Кроме того, в качестве растворителя, который растворяет перфторэластомер, предпочтительно используются различные фторсодержащие растворители кроме приведенных выше в качестве примера, и их конкретные примеры включают перфторалканы, HFC (гидрофторуглероды), HFE (гидрофторэфиры) и HCFC (гидрохлорфторуглероды). В частности, можно упомянуть HFE-7100 (производство 3М Company, основной компонент: C4F9OCH3), HFE-7200 (производство 3М Company, основной компонент: C4F9OC2H5) и Vertrel XF (производство The Chemours Company, основной компонент: C5H2F10).[0594] Furthermore, as a solvent that dissolves the perfluoroelastomer, various fluorinated solvents other than those exemplified above are preferably used, and specific examples thereof include perfluoroalkanes, HFCs ( hydrofluorocarbons), HFEs (hydrofluoroethers), and HCFCs (hydrochlorofluorocarbons). Specifically, HFE-7100 (manufactured by 3M Company, main component: C4F9OCH3 ) , HFE-7200 (manufactured by 3M Company, main component: C4F9OC2H5 ) , and Vertrel XF (manufactured by The Chemours Company, main component: C5H2F10 ) can be mentioned .
[0595] В первой композиции по настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы содержание димера и тримера мономера (1) в полимере (1) составляло 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1). Содержание димера и тримера в первой композиции по настоящему изобретению предпочтительно составляет 0,1% масс. или менее, более предпочтительно 0,01% масс. или менее, еще более предпочтительно 0,001% масс. или менее, а особенно предпочтительно 0,0001% масс. или менее по отношению к полимеру (1).[0595] In the first composition of the present invention, it is preferable that the content of the dimer and trimer of the monomer (1) in the polymer (1) is 1.0% by mass or less, relative to the polymer (1). The content of the dimer and trimer in the first composition of the present invention is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less, even more preferably 0.001% by mass or less, and particularly preferably 0.0001% by mass or less, relative to the polymer (1).
[0596] В первой композиции по настоящему изобретению Предпочтительно, чтобы содержание димера и тримера, состоящих из единицы полимеризации (1), полученной из мономера (1), и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, сополимеризующегося с мономером (1), в полимере (1) составляло 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1). Содержание димера и тримера, состоящего из единицы полимеризации (1) и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, в первой композиции по настоящему изобретению предпочтительно составляет 0,1% масс. или менее, более предпочтительно 0,01% масс. или менее, еще более предпочтительно 0,001% масс. или менее, а особенно предпочтительно 0,0001% масс. или менее по отношению к полимеру (1).[0596] In the first composition of the present invention, it is preferable that the content of the dimer and the trimer consisting of the polymerization unit (1) obtained from the monomer (1) and the polymerization unit obtained from another monomer copolymerizable with the monomer (1) in the polymer (1) is 1.0 mass% or less, based on the polymer (1). The content of the dimer and the trimer consisting of the polymerization unit (1) and the polymerization unit obtained from another monomer in the first composition of the present invention is preferably 0.1 mass% or less, more preferably 0.01 mass% or less, still more preferably 0.001 mass% or less, and particularly preferably 0.0001 mass% or less, based on the polymer (1).
[0597] Содержание димера и тримера в первой композиции по настоящему изобретению можно измерить с помощью способа, который является таким же, как и для содержания димера и тримера в полимере (1).[0597] The content of dimer and trimer in the first composition of the present invention can be measured by a method that is the same as for the content of dimer and trimer in the polymer (1).
[0598] Полимер (1) в первой композиции по настоящему изобретению может содержать фракцию, имеющую молекулярную массу 3000 или менее, фракцию, имеющую молекулярную массу 2000 или менее, фракцию, имеющую молекулярную массу 1500 или менее, или фракцию, имеющую молекулярную массу 1000 или менее, при том же содержании, что и для полимера (1), используемого в первом способе получения по настоящему изобретению, или может не содержать их.[0598] The polymer (1) in the first composition of the present invention may contain a fraction having a molecular weight of 3,000 or less, a fraction having a molecular weight of 2,000 or less, a fraction having a molecular weight of 1,500 or less, or a fraction having a molecular weight of 1,000 or less, in the same content as the polymer (1) used in the first production method of the present invention, or may not contain them.
[0599] Полимер (1) в первой композиции по настоящему изобретению может иметь ту же конфигурацию, что и полимер (1), используемый в первом способе получения по настоящему изобретению.[0599] The polymer (1) in the first composition of the present invention may have the same configuration as the polymer (1) used in the first production method of the present invention.
[0600] Фторполимер в первой композиции по настоящему изобретению содержит единицу полимеризации, полученную из перфтормономера, и содержание единицы полимеризации, полученную из перфтормономера, во фторполимере составляет 90% моль или более по отношению ко всем звеньям полимеризации фторполимера. Фторполимер в первой композиции по настоящему изобретению может иметь ту же конфигурацию, что и конфигурация фторполимера, полученную с помощью первого способа получения по настоящему изобретению. Фторполимер в первой композиции по настоящему изобретению может представлять собой, например, PTFE или перфторэластомер. PTFE может представлять собой гомополимер TFE, содержащий только единицу TFE, или модифицированный PTFE, содержащий единицу TFE и единицу модифицирующего мономера.[0600] The fluoropolymer in the first composition of the present invention contains a polymerization unit derived from a perfluoromonomer, and the content of the polymerization unit derived from a perfluoromonomer in the fluoropolymer is 90 mol% or more relative to all polymerization units of the fluoropolymer. The fluoropolymer in the first composition of the present invention may have the same configuration as the configuration of the fluoropolymer obtained by the first production method of the present invention. The fluoropolymer in the first composition of the present invention may be, for example, PTFE or a perfluoroelastomer. PTFE may be a TFE homopolymer containing only a TFE unit, or a modified PTFE containing a TFE unit and a unit of a modifying monomer.
[0601] Когда фторполимер представляет собой PTFE или перфторэластомер, предпочтительно, чтобы первая композиция по настоящему изобретению содержала немного или вообще не содержала металлических компонентов. Содержание металла в композиции предпочтительно составляет 10 м.д. масс. или менее, более предпочтительно 7 м.д. масс. или менее, еще более предпочтительно 5 м.д. масс. или менее и особенно предпочтительно 1 м.д. масс. или менее. Композиция с пониженным содержанием металла может представлять собой коагулированный продукт или высушенный продукт. Коагулированный продукт получают посредством коагуляции фторполимера в водной дисперсии, а высушенный продукт получают посредством сушки коагулированного продукта.[0601] When the fluoropolymer is PTFE or a perfluoroelastomer, it is preferable that the first composition of the present invention contains little or no metal components. The metal content in the composition is preferably 10 ppm by weight or less, more preferably 7 ppm by weight or less, even more preferably 5 ppm by weight or less, and particularly preferably 1 ppm by weight or less. The composition with a reduced metal content may be a coagulated product or a dried product. The coagulated product is obtained by coagulating the fluoropolymer in an aqueous dispersion, and the dried product is obtained by drying the coagulated product.
[0602] Содержание металла в композиции можно определить посредством помещения композиции в платиновый тигель, промывания ее разбавленной азотной кислотой и сверхчистой водой, ее сжигания с образованием золы с помощью горелки и электропечи, нагрева и разложения серной кислотой и плавиковой кислотой, растворения ее в разбавленной азотной кислоте для приготовления раствора для измерения, измерения содержания 30 металлических элементов (Fe, Na, K, Li, Be, Mg, Al, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Zr, Mo, Ag, Cd, In, Sn, Cs, Ba, Pb, Bi и Th) в полученном растворе для измерения с помощью масс. -спектрометра ICP (Agilent 8800, производства Agilent Technologies) и суммирования соответствующих измеренных значений.[0602] The metal content of the composition can be determined by placing the composition in a platinum crucible, washing it with dilute nitric acid and ultrapure water, burning it to form ash using a burner and an electric furnace, heating and decomposing it with sulfuric acid and hydrofluoric acid, dissolving it in dilute nitric acid to prepare a measurement solution, measuring the content of 30 metal elements (Fe, Na, K, Li, Be, Mg, Al, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Zr, Mo, Ag, Cd, In, Sn, Cs, Ba, Pb, Bi and Th) in the resulting measurement solution using an ICP mass spectrometer (Agilent 8800, manufactured by Agilent Technologies), and summing up the corresponding measured values.
[0603] Когда фторполимер представляет собой перфторэластомер, первая композиция по настоящему изобретению может дополнительно содержать отверждающий агент (агент для поперечной сшивки), наполнитель и тому подобное. Примеры отверждающего агента включают полиолы, полиамины, органические пероксиды, органические соединения олова, бис(аминофенол)тетраамин и бис(тиоаминофенол).[0603] When the fluoropolymer is a perfluoroelastomer, the first composition of the present invention may further contain a curing agent (crosslinking agent), a filler, and the like. Examples of the curing agent include polyols, polyamines, organic peroxides, organic tin compounds, bis(aminophenol)tetraamine, and bis(thioaminophenol).
[0604] Предпочтительно, чтобы композиция перфторэластомера по настоящему изобретению содержала, по меньшей мере, один материал, выбранный из группы, состоящей из неорганического нитрида, органического соединения олова, соединения, генерирующего аммиак и агента для поперечной сшивки.[0604] It is preferred that the perfluoroelastomer composition of the present invention comprises at least one material selected from the group consisting of an inorganic nitride, an organic tin compound, an ammonia-generating compound, and a crosslinking agent.
[0605] Примеры агента для поперечной сшивки включают агенты для поперечной сшивки, используемые при поперечной сшивке пероксидом, при поперечной сшивке полиолом, при поперечной сшивке полиамином, при поперечной сшивке триазином, при поперечной сшивке оксазолом, при поперечной сшивке имидазолом и при поперечной сшивке тиазолоом.[0605] Examples of the cross-linking agent include cross-linking agents used in peroxide cross-linking, polyol cross-linking, polyamine cross-linking, triazine cross-linking, oxazole cross-linking, imidazole cross-linking, and thiazole cross-linking.
[0606] С точки зрения термостойкости, стойкости к пару, стойкости к амину и хорошей поперечной сшивки 2,2-бис[3-амино-4-(N-фениламино)фенил]гексафторпропана (AFTA-Ph) является предпочтительным в качестве агента для поперечной сшивки.[0606] From the viewpoint of heat resistance, steam resistance, amine resistance and good cross-linking, 2,2-bis[3-amino-4-(N-phenylamino)phenyl]hexafluoropropane (AFTA-Ph) is preferable as a cross-linking agent.
[0607] Содержание агента для поперечной сшивки предпочтительно составляет от 0,05 до 10 частей масс. овых, а более предпочтительно от 0,5 до 5 частей масс. овых, по отношению к 100 частям масс. овым перфторэластомера.[0607] The content of the cross-linking agent is preferably 0.05 to 10 parts by mass, and more preferably 0.5 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the perfluoroelastomer.
[0608] Примеры наполнителя включают органические наполнители, изготовленные из конструкционных пластиков, таких как полиарилат, полисульфон, полиэфирсульфон, полифениленсульфид, полиоксибензоат и порошок политетрафторэтилена; наполнители из оксидов металлов, такие как оксид алюминия, оксид кремния, оксид иттрия и оксид титана; наполнители из карбида металла, такие как карбид кремния и карбид алюминия, и наполнители из нитрида металла, такие как нитрид кремния и нитрид алюминия; и неорганические наполнители, такие как фторид алюминия, фторуглерод, сульфат бария, технический углерод, диоксид кремния, глина и тальк.[0608] Examples of the filler include organic fillers made from engineering plastics such as polyarylate, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyoxybenzoate, and polytetrafluoroethylene powder; metal oxide fillers such as aluminum oxide, silicon oxide, yttrium oxide, and titanium oxide; metal carbide fillers such as silicon carbide and aluminum carbide, and metal nitride fillers such as silicon nitride and aluminum nitride; and inorganic fillers such as aluminum fluoride, fluorocarbon, barium sulfate, carbon black, silicon dioxide, clay, and talc.
[0609] Содержание наполнителя предпочтительно составляет от 0,5 до 100 частей масс. овых, а более предпочтительно от 5 до 50 частей масс. овых, по отношению к 100 частям масс. овым перфторэластомера.[0609] The content of the filler is preferably from 0.5 to 100 parts by mass, and more preferably from 5 to 50 parts by mass, based on 100 parts by mass of the perfluoroelastomer.
[0610] В частности, в области, где не требуются высокой чистоты и свойств защиты от пятен, обычные добавки компаундируются с перфторэластомерами при необходимости, такие как технологические добавки, пластификаторы и красители, а также могут компаундироваться один или несколько типов обычных агентов для поперечной сшивки или добавок для поперечной сшивки, отличных от описанных выше.[0610] In particular, in the field where high cleanliness and stain-resistant properties are not required, conventional additives are compounded with perfluoroelastomers as needed, such as processing aids, plasticizers and colorants, and one or more types of conventional cross-linking agents or cross-linking additives other than those described above may be compounded.
[0611] Настоящее изобретение также относится к композиции, содержащей полимер (1) и PTFE, где PTFE представляет собой высокомолекулярный PTFE, полимер (1) представляет собой полимер мономера (1), представленного общей формулой (1), а содержание димера и тримера мономера (1) в полимере (1) составляет 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1) (ниже это может упоминаться в качестве второй композиции по настоящему изобретению).[0611] The present invention also relates to a composition comprising a polymer (1) and PTFE, wherein PTFE is high molecular weight PTFE, the polymer (1) is a polymer of a monomer (1) represented by the general formula (1), and the content of a dimer and a trimer of the monomer (1) in the polymer (1) is 1.0% by mass or less relative to the polymer (1) (hereinafter, this may be referred to as the second composition of the present invention).
[0612] Вторую композицию по настоящему изобретению можно получить с помощью второго способа получения по настоящему изобретению.[0612] The second composition of the present invention can be obtained by the second production method of the present invention.
[0613] Вторая композиция по настоящему изобретению может представлять собой водную дисперсию PTFE, в которой первичные частицы PTFE диспергируются в водной среде. Водная дисперсия может представлять собой любую водную дисперсию, полученную посредством упомянутой выше полимеризации, дисперсию, полученную посредством концентрирования этой водной дисперсии или обработки водной дисперсии для стабилизации дисперсии, и водную дисперсию, полученную посредством диспергирования порошка PTFE в водной среде в присутствии поверхностно-активного вещества. Композиция по настоящему изобретению также может представлять собой порошок PTFE. Порошок PTFE получают, например, посредством коагуляции PTFE в водной дисперсии PTFE известным способом.[0613] The second composition of the present invention may be an aqueous PTFE dispersion in which PTFE primary particles are dispersed in an aqueous medium. The aqueous dispersion may be any aqueous dispersion obtained by the above-mentioned polymerization, a dispersion obtained by concentrating this aqueous dispersion or treating the aqueous dispersion to stabilize the dispersion, and an aqueous dispersion obtained by dispersing PTFE powder in an aqueous medium in the presence of a surfactant. The composition of the present invention may also be a PTFE powder. The PTFE powder is obtained, for example, by coagulating PTFE in an aqueous PTFE dispersion in a known manner.
[0614] Содержание полимера (1) в композиции предпочтительно составляет 0,001% масс. или более, более предпочтительно 0,005% масс. или более, еще более предпочтительно 0,01% масс. или более, особенно предпочтительно 0,05% масс. или более, а наиболее предпочтительно 0,10% масс. или более по отношению к PTFE. Кроме того, содержание полимера (1) в композиции предпочтительно составляет 10% масс. или менее, более предпочтительно 5,0% масс. или менее, еще более предпочтительно 2,0% масс. или менее, особенно предпочтительно 1,0% масс. или менее, а наиболее предпочтительно 0,50% масс. или менее, по отношению к PTFE.[0614] The content of the polymer (1) in the composition is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.005% by mass or more, even more preferably 0.01% by mass or more, particularly preferably 0.05% by mass or more, and most preferably 0.10% by mass or more, with respect to PTFE. Further, the content of the polymer (1) in the composition is preferably 10% by mass or less, more preferably 5.0% by mass or less, even more preferably 2.0% by mass or less, particularly preferably 1.0% by mass or less, and most preferably 0.50% by mass or less, with respect to PTFE.
[0615] Содержание полимера (1) можно определить с помощью измерения методом твердофазного ЯМР.[0615] The content of polymer (1) can be determined by solid-phase NMR measurement.
В дополнение к этому, Международная публикация № WO 2014/099453, Международная публикация № WO 2010/075497, Международная публикация № WO 2010/07 54 96, Международная публикация № WO 2011/008381, Международная публикация № WO 2009/055521, Международная публикация № WO 1987/007619, Выложенный патент Японии №61-2 9347 6, Международная публикация № WO 2010/075494, Международная публикация № WO 2010/075359, Международная публикация № WO 2006/119224, Международная публикация № WO 2013/085864, Международная публикация № WO 2012/082707, Международная публикация № WO 2012/082703, Международная публикация № WO 2012/082454, Международная публикация № WO 2012/082451, Международная публикация № WO 2006/135825, Международная публикация № WO 2004/067588, Международная публикация № WO 2009/068528, Выложенный патент Японии №2004-075978, Выложенный патент Японии №2001-226436, Международная публикация № WO 1992/017635, Международная публикация В WO 2014/069165, Выложенный патенте Японии №11-181009 и тому подобное, описывают способы измерения содержания соответствующих полимеров, описанных в них. Описанные там способы измерения соответствующих полимеров можно использовать в качестве способа измерения содержания полимера (1).In addition, International Publication No. WO 2014/099453, International Publication No. WO 2010/075497, International Publication No. WO 2010/07 54 96, International Publication No. WO 2011/008381, International Publication No. WO 2009/055521, International Publication No. WO 1987/007619, Japanese Patent Laid-Open No. 61-2 9347 6, International Publication No. WO 2010/075494, International Publication No. WO 2010/075359, International Publication No. WO 2006/119224, International Publication No. WO 2013/085864, International Publication No. WO 2012/082707, International Publication No. WO 2012/082703, International Publication No. WO 2012/082454, International Publication No. WO 2012/082451, International Publication No. WO 2006/135825, International Publication No. WO 2004/067588, International Publication No. WO 2009/068528, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-075978, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-226436, International Publication No. WO 1992/017635, International Publication No. WO 2014/069165, Japanese Patent Laid-Open No. 11-181009 and and the like, describe methods for measuring the content of the corresponding polymers described therein. The methods for measuring the corresponding polymers described therein can be used as a method for measuring the polymer content (1).
[0616] Во второй композиции по настоящему изобретению предпочтительно, чтобы содержание димера и тримера мономера (1) в полимере (1) составляло 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1). Содержание димера и тримера во второй композиции по настоящему изобретению предпочтительно составляет 0,1% масс. или менее, более предпочтительно 0,01% масс. или менее, еще более предпочтительно 0,001% масс. или менее, а особенно предпочтительно 0,0001% масс. или менее по отношению к полимеру (1).[0616] In the second composition of the present invention, it is preferable that the content of the dimer and trimer of the monomer (1) in the polymer (1) is 1.0% by mass or less, based on the polymer (1). The content of the dimer and trimer in the second composition of the present invention is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less, even more preferably 0.001% by mass or less, and particularly preferably 0.0001% by mass or less, based on the polymer (1).
[0617] Во второй композиции по настоящему изобретению предпочтительно, чтобы содержание димера и тримера, состоящих из единицы полимеризации (1), полученной из мономера (1), и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, сополимеризующегося с мономером (1), в полимере (1) составляло 1,0% масс. или менее по отношению к полимеру (1). Содержание димера и тримера, состоящих из единицы полимеризации (1), и единицы полимеризации, полученной из другого мономера, во второй композиции по настоящему изобретению предпочтительно составляет 0,1% масс. или менее, более предпочтительно 0,01% масс. или менее, еще более предпочтительно 0,001% масс. или менее, а особенно предпочтительно 0,0001% масс. или менее по отношению к полимеру (1).[0617] In the second composition of the present invention, it is preferable that the content of the dimer and the trimer consisting of the polymerization unit (1) obtained from the monomer (1) and the polymerization unit obtained from another monomer copolymerizable with the monomer (1) in the polymer (1) is 1.0 mass% or less, based on the polymer (1). The content of the dimer and the trimer consisting of the polymerization unit (1) and the polymerization unit obtained from another monomer in the second composition of the present invention is preferably 0.1 mass% or less, more preferably 0.01 mass% or less, even more preferably 0.001 mass% or less, and particularly preferably 0.0001 mass% or less, based on the polymer (1).
[0618] Содержание димера и тримера во второй композиции по настоящему изобретению можно измерить способом, который является таким же, как и для измерения содержания димера и тримера в полимере (1).[0618] The content of dimer and trimer in the second composition of the present invention can be measured by a method that is the same as for measuring the content of dimer and trimer in the polymer (1).
[0619] Полимер (1) во второй композиции по настоящему изобретению может содержать фракцию, имеющую молекулярную массу 3000 или менее, фракцию, имеющую молекулярную массу 2 ООО или менее, фракцию, имеющую молекулярную массу 1500 или менее или фракцию, имеющую молекулярную массу 1000 или менее, с тем же содержанием, что и для полимера (1), используемого во втором способе получения по настоящему изобретению.[0619] The polymer (1) in the second composition of the present invention may contain a fraction having a molecular weight of 3,000 or less, a fraction having a molecular weight of 2,000 or less, a fraction having a molecular weight of 1,500 or less, or a fraction having a molecular weight of 1,000 or less, in the same content as the polymer (1) used in the second production method of the present invention.
[0620] Полимер (1) во второй композиции по настоящему изобретению может иметь ту же конфигурацию, что и полимер (1), используемый во втором способе получения по настоящему изобретению.[0620] The polymer (1) in the second composition of the present invention may have the same configuration as the polymer (1) used in the second production method of the present invention.
[0621] PTFE во второй композиции по настоящему изобретению может иметь ту же конфигурацию, что и PTFE (высокомолекулярный PTFE), полученный с помощью второго способа получения по настоящему изобретению. PTFE может представлять собой гомополимер PTFE, содержащий только единицу TFE, или модифицированный PTFE, содержащий звено TFE и единицу модифицирующего мономера.[0621] The PTFE in the second composition of the present invention may have the same configuration as the PTFE (high molecular weight PTFE) obtained by the second production method of the present invention. The PTFE may be a PTFE homopolymer containing only a TFE unit, or a modified PTFE containing a TFE unit and a unit of a modifying monomer.
[0622] В первой композиции по настоящему изобретению и второй композиции по настоящему изобретению модифицированный PTFE предпочтительно содержит единицу полимеризации, полученную из модифицирующего мономера (далее также упоминается «модифицирующая единица мономера»), в диапазоне от 0,00001 до 1% масс. по отношению ко всем единицам полимеризации PTFE. Нижний предел содержания единицы модифицирующего мономера более предпочтительно составляет 0,0001% масс., еще более предпочтительно 0,001% масс., а еще более предпочтительно 0,005% масс. Верхний предел содержания единицы модифицирующего мономера составляет в порядке предпочтительности 0,80% масс., 0,70% масс., 0,50% масс., 0,30% масс., 0,20% масс., 0,15% масс., 0,10% масс. или 0,05% масс. В настоящем изобретении единица модифицирующего мономера означает часть молекулярной структуры PTFE как часть, полученную из модифицирующего мономера.[0622] In the first composition of the present invention and the second composition of the present invention, the modified PTFE preferably contains a polymerization unit derived from a modifying monomer (hereinafter also referred to as a "modifying monomer unit") in a range of 0.00001 to 1% by mass relative to the total polymerization units of the PTFE. The lower limit of the content of the modifying monomer unit is more preferably 0.0001% by mass, still more preferably 0.001% by mass, and still more preferably 0.005% by mass. The upper limit of the content of the modifying monomer unit is, in order of preference, 0.80% by mass, 0.70% by mass, 0.50% by mass, 0.30% by mass, 0.20% by mass, 0.15% by mass, 0.10% by mass, or 0.05% by mass. In the present invention, a unit of modifying monomer means a part of the molecular structure of PTFE as a part derived from the modifying monomer.
[0623] В настоящем изобретении содержание каждой единицы мономера, составляющей PTFE, может вычисляться посредством объединения ЯМР, FT-IR, элементного анализа и флуоресцентного рентгеновского анализа, в зависимости от типа мономера. Содержание каждой единицы мономера, составляющего PTFE, также можно определить посредством вычисления по количеству модифицирующего мономера, добавленного для использования при полимеризации.[0623] In the present invention, the content of each monomer unit constituting PTFE can be calculated by combining NMR, FT-IR, elemental analysis, and fluorescence X-ray analysis, depending on the type of monomer. The content of each monomer unit constituting PTFE can also be determined by calculation based on the amount of modifying monomer added for use in polymerization.
[0624] Когда модифицирующий мономер содержит модифицирующий мономер (А), содержание единицы полимеризации, полученной из модифицирующего мономера (А), предпочтительно находится в диапазоне от 0,00001 до 1,0% масс. по отношению ко всем единицам полимеризации в PTFE. Его нижний предел более предпочтительно составляет 0,0001% масс., более предпочтительно 0,0005% масс., еще более предпочтительно 0,001% масс., еще более предпочтительно 0,005% масс. Верхний предел составляет в порядке предпочтительности 0,90% масс., 0,50% масс., 0,40% масс., 0,30% масс., 0,20% масс., 0,15% масс., 0,10% масс., 0,08% масс., 0,05% масс. или 0,01% масс.[0624] When the modifying monomer contains the modifying monomer (A), the content of the polymerization unit derived from the modifying monomer (A) is preferably in the range of 0.00001 to 1.0 mass % relative to all polymerization units in PTFE. The lower limit thereof is more preferably 0.0001 mass %, more preferably 0.0005 mass %, still more preferably 0.001 mass %, still more preferably 0.005 mass %. The upper limit is, in order of preference, 0.90 mass %, 0.50 mass %, 0.40 mass %, 0.30 mass %, 0.20 mass %, 0.15 mass %, 0.10 mass %, 0.08 mass %, 0.05 mass % or 0.01 mass %.
[0625] Средний размер первичных частиц PTFE предпочтительно составляет 500 нм или менее, более предпочтительно 400 нм или менее, а еще более предпочтительно 350 нм или менее. Согласно способу получения по настоящему изобретению можно получить первичные частицы, имеющие относительно небольшой средний размер первичных частиц. Кроме того, еще меньший средний размер первичных частиц можно получить, например, добавляя в систему полимеризации модифицирующий мономер на начальной стадии полимеризации TFE. Нижний предел среднего размера первичных частиц может составлять, например, но, не ограничиваясь этим, 50 нм или 100 нм. С точки зрения молекулярной массы он предпочтительно составляет 100 нм или более, а еще более предпочтительно 150 нм или более.[0625] The average primary particle size of PTFE is preferably 500 nm or less, more preferably 400 nm or less, and even more preferably 350 nm or less. According to the production method of the present invention, primary particles having a relatively small average primary particle size can be obtained. In addition, an even smaller average primary particle size can be obtained, for example, by adding a modifying monomer to the polymerization system at the initial stage of TFE polymerization. The lower limit of the average primary particle size may be, for example, but not limited to, 50 nm or 100 nm. From the viewpoint of molecular weight, it is preferably 100 nm or more, and even more preferably 150 nm or more.
[0626] Средний размер первичных частиц PTFE можно измерить с помощью динамического рассеяния света. Его можно измерить, сначала приготовив водную дисперсию PTFE с концентрацией твердого полимера, доведенной примерно до 1,0% масс., а затем используя динамическое рассеяние света при температуре измерения 25°С с 70-кратным повторением измерений, при этом растворитель (вода) имеет показатель преломления 1,3328 и растворитель (вода) имеет вязкость 0,8878 мПа⋅сек. Для динамического рассеяния света можно использовать, например, ELSZ-1000S (производство Otsuka Electronics Co., Ltd.).[0626] The average primary particle size of PTFE can be measured by dynamic light scattering. It can be measured by first preparing an aqueous dispersion of PTFE with a solid polymer concentration adjusted to approximately 1.0% by mass, and then using dynamic light scattering at a measurement temperature of 25°C with 70 repetitions of measurements, wherein the solvent (water) has a refractive index of 1.3328 and the solvent (water) has a viscosity of 0.8878 mPa⋅s. For dynamic light scattering, for example, ELSZ-1000S (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) can be used.
[0627] Предпочтительно, чтобы PTFE имел аспектное отношение менее 2,00. Аспектное отношение представляет собой аспектное отношение первичных частиц PTFE. Верхний предел аспектного отношения первичных частиц PTFE составляет в порядке предпочтительности 1,90 или менее, 1,80 или менее, 1,70 или менее, 1,60 или менее, 1,50 или менее, 1,45 или меньше, 1,40 или меньше, 1,35 или меньше, 1,30 или меньше, 1,20 или меньше или 1,10 или меньше. Согласно способу получения по настоящему изобретению можно получить первичные частицы, имеющие относительно небольшое аспектное отношение. Также, еще меньшее аспектное отношение первичных частиц можно получить, например, добавляя в систему полимеризации модифицирующий мономер на начальной стадии полимеризации TFE.[0627] It is preferable that PTFE has an aspect ratio of less than 2.00. The aspect ratio is the aspect ratio of the PTFE primary particles. The upper limit of the aspect ratio of the PTFE primary particles is, in order of preference, 1.90 or less, 1.80 or less, 1.70 or less, 1.60 or less, 1.50 or less, 1.45 or less, 1.40 or less, 1.35 or less, 1.30 or less, 1.20 or less, or 1.10 or less. According to the production method of the present invention, primary particles having a relatively small aspect ratio can be obtained. Also, an even smaller aspect ratio of the primary particles can be obtained, for example, by adding a modifying monomer to the polymerization system at the initial stage of TFE polymerization.
[0628] В случае измерения аспектного соотношения PTFE с использованием водной дисперсии PTFE его можно определить, приготовив водную дисперсию PTFE, имеющую концентрацию твердого полимера, доведенную примерно до 1,0% масс., и наблюдая ее с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), подвергая обработке изображения 4 00 или более случайно извлеченных частиц и получая аспектное отношение из среднего значения отношений их большой оси к малой оси. В случае измерения аспектного соотношения PTFE с использованием порошка PTFE его можно определить посредством облучения порошка PTFE электронным лучом, затем добавления его в водный раствор фторсодержащего поверхностно-активного вещества, применения ультразвуковых волн для его повторного диспергирования в водном растворе, чтобы таким образом получить водную дисперсию PTFE. Аспектное отношение можно получить описанным выше способом, используя приготовленную таким образом водную дисперсию.[0628] In the case of measuring the aspect ratio of PTFE using an aqueous PTFE dispersion, it can be determined by preparing an aqueous PTFE dispersion having a solid polymer concentration adjusted to about 1.0 mass% and observing it with a scanning electron microscopy (SEM), subjecting 400 or more randomly extracted particles to image processing and obtaining the aspect ratio from the average value of the ratios of their major axis to minor axis. In the case of measuring the aspect ratio of PTFE using a PTFE powder, it can be determined by irradiating the PTFE powder with an electron beam, then adding it to an aqueous solution of a fluorosurfactant, using ultrasonic waves to redisperse it in the aqueous solution to thereby obtain an aqueous PTFE dispersion. The aspect ratio can be obtained in the above-described manner using the aqueous dispersion thus prepared.
[0629] Стандартная относительная плотность PTFE (SSG) предпочтительно составляет 2280 или менее, более предпочтительно 2200 или менее, еще более предпочтительно 2190 или менее и еще более предпочтительно 2180 или менее. Также, предпочтительно оно составляет 2130 или более. SSG измеряется способом вытеснения воды в соответствии с ASTM D 7 92 с использованием образца, отформованного в соответствии с ASTM D 4895-89.[0629] The standard relative density of PTFE (SSG) is preferably 2280 or less, more preferably 2200 or less, even more preferably 2190 or less, and still more preferably 2180 or less. It is also preferably 2130 or more. SSG is measured by the water displacement method in accordance with ASTM D 7 92 using a specimen molded in accordance with ASTM D 4895-89.
[0630] PTFE может иметь индекс термической нестабильности (TII) 20 или более. Индекс термической нестабильности (TII) PTFE можно регулировать в указанном выше диапазоне, например, используя полимер (1) для получения PTFE. TII предпочтительно составляет 25 или более, более предпочтительно 30 или более, а еще более предпочтительно 35 или более. Особенно предпочтительно он составляет 40 или более. TII измеряется в соответствии со стандартом ASTM D 4895-89.[0630] PTFE may have a thermal instability index (TII) of 20 or more. The thermal instability index (TII) of PTFE can be adjusted within the above-mentioned range, for example, by using the polymer (1) to produce PTFE. The TII is preferably 25 or more, more preferably 30 or more, and even more preferably 35 or more. It is particularly preferably 40 or more. The TII is measured in accordance with ASTM D 4895-89.
[0631] Температура потери массы 0,1% PTFE может составлять 400°С или ниже. Температуру потери массы PTFE, составляющую 0,1%, можно регулировать в указанном выше диапазоне, например, используя полимер (1) для получения PTFE.[0631] The weight loss temperature of 0.1% PTFE may be 400°C or lower. The weight loss temperature of 0.1% PTFE can be controlled within the above range, for example, by using the polymer (1) to produce PTFE.
[0632] Температуру потери 0,1% массы можно измерить посредством точного взвешивания примерно 10 мг порошка PTFE без истории нагревания до температуры 300°С или выше, помещения его в специальный алюминиевый поддон и использования TG/DTA (синхронный термогравиметрический анализатор). Температуру потери 0,1% массы можно определить как температуру, соответствующую точке нагрева алюминиевого поддона в диапазоне температур от 25°С до 600°С со скоростью 10°С/мин в атмосфере воздуха, когда масса снижается на 0,1% масс.[0632] The 0.1% mass loss temperature can be measured by accurately weighing approximately 10 mg of PTFE powder with no history of heating to a temperature of 300°C or higher, placing it in a special aluminum pan, and using a TG/DTA (Dynamic Thermogravimetric Analyzer). The 0.1% mass loss temperature can be defined as the temperature corresponding to the heating point of the aluminum pan in the temperature range from 25°C to 600°C at a rate of 10°C/min in an air atmosphere, when the mass decreases by 0.1% by weight.
[0633] Температура потери 1,0% массы PTFE может составлять 4 92°С или ниже. Температуру потери массы PTFE, составляющую 1,0%, можно регулировать в указанном выше диапазоне, например, используя полимер (1) для получения PTFE.[0633] The 1.0% weight loss temperature of PTFE may be 4 92°C or lower. The 1.0% weight loss temperature of PTFE can be controlled within the above range, for example, by using the polymer (1) to produce PTFE.
[0634] Температуру потери 1,0% массы можно измерить посредством точного взвешивания примерно 10 мг порошка PTFE без истории нагрева до температуры 300°С или выше, помещения его в специальный алюминиевый поддон и использования TG/DTA (синхронный термогравиметрический анализатор). Температуру потери 1,0% массы можно определить как температуру, соответствующую точке нагрева алюминиевого поддона в диапазоне температур от 25°С до 600°С со скоростью 10°С/мин в атмосфере воздуха, когда масса снижается на 1,0% масс.[0634] The 1.0% mass loss temperature can be measured by accurately weighing approximately 10 mg of PTFE powder with no history of heating to a temperature of 300°C or higher, placing it in a special aluminum pan, and using a TG/DTA (Dynamic Thermogravimetric Analyzer). The 1.0% mass loss temperature can be defined as the temperature corresponding to the heating point of the aluminum pan in the temperature range from 25°C to 600°C at a rate of 10°C/min in an air atmosphere, when the mass decreases by 1.0% by mass.
[0635] Пиковая температура PTFE предпочтительно составляет 347°С или ниже, более предпочтительно 346°С или ниже, и еще более предпочтительно 345°С или ниже. Нижний предел пиковой температуры PTFE может составлять 333°С или выше или 335°С или выше.[0635] The peak temperature of the PTFE is preferably 347°C or lower, more preferably 346°C or lower, and even more preferably 345°C or lower. The lower limit of the peak temperature of the PTFE may be 333°C or higher or 335°C or higher.
[0636] Пиковую температуру PTFE можно измерить посредством точного взвешивания примерно 10 мг порошка PTFE без истории нагревания до температуры 300°С или выше, помещения его в специальный алюминиевый поддон и использования TG/DTA. (синхронный термогравиметрический анализатор). Пиковая температура может указываться как температура, соответствующая максимальному значению, появляющемуся на дифференциальной термической кривой (DTA), полученной посредством повышения температуры PTFE без истории нагрева до температуры 300°С или выше при 10°С/мин с использованием TG/DTA (синхронного термогравиметрического анализатора).[0636] The peak temperature of PTFE can be measured by accurately weighing approximately 10 mg of PTFE powder with no history of heating to a temperature of 300°C or higher, placing it in a special aluminum pan, and using a TG/DTA (synchronous thermogravimetric analyzer). The peak temperature can be reported as the temperature corresponding to the maximum value appearing on the differential thermal curve (DTA) obtained by increasing the temperature of PTFE with no history of heating to a temperature of 300°C or higher at 10°C/min using a TG/DTA (synchronous thermogravimetric analyzer).
[0637] В одном из вариантов осуществления первая композиция по настоящему изобретению и вторая композиция по настоящему изобретению содержат фторсодержащее поверхностно-активное вещество. Композиция, содержащая фторсодержащее поверхностно-активное вещество, имеет то преимущество, что ее можно стабильно получать с высокой производительностью, используя фторсодержащее поверхностно-активное вещество.[0637] In one embodiment, the first composition of the present invention and the second composition of the present invention comprise a fluorosurfactant. The composition comprising the fluorosurfactant has the advantage that it can be stably produced at high productivity using the fluorosurfactant.
[0638] В одном варианте осуществления первая композиция по настоящему изобретению и вторая композиция по настоящему изобретению, по существу, не содержат фторсодержащего поверхностно-активного вещества. Чтобы получить композицию, практически не содержащую фторсодержащего поверхностно-активного вещества, перфтормономер, такой как TFE, необходимо полимеризовать без использования фторсодержащего поверхностно-активного вещества, но способ получения по настоящему изобретению, в котором используется полимер (1), позволяет получить такую композицию.[0638] In one embodiment, the first composition of the present invention and the second composition of the present invention are substantially free of fluorosurfactant. To obtain a composition substantially free of fluorosurfactant, a perfluoromonomer such as TFE must be polymerized without the use of a fluorosurfactant, but the production method of the present invention, which uses polymer (1), allows for the preparation of such a composition.
[0639] В настоящем описании выражение «по существу, не содержит фторсодержащего поверхностно-активного вещества» означает, что содержание фторсодержащего поверхностно-активного вещества в композиции составляет 10 м.д. масс. или менее, и предпочтительно оно составляет 1 м.д. масс. или менее, более предпочтительно 100 частей на миллиард по массе или меньше, еще более предпочтительно 10 частей на миллиард по массе или меньше, еще более предпочтительно 1 часть на миллиард по массе или меньше, а особенно предпочтительно фторсодержащее поверхностно-активное вещество находится на пределе обнаружения или ниже его, как измерено с помощью жидкостной хроматографии-масс. -спектрометрии (LC/MS).[0639] In the present description, the expression "substantially free of a fluorosurfactant" means that the content of the fluorosurfactant in the composition is 10 ppm by weight or less, and preferably it is 1 ppm by weight or less, more preferably 100 ppb by weight or less, even more preferably 10 ppb by weight or less, even more preferably 1 ppb by weight or less, and particularly preferably the fluorosurfactant is at or below the detection limit as measured by liquid chromatography-mass spectrometry (LC/MS).
[0640] Содержание фторсодержащего поверхностно-активного вещества можно определить количественно с помощью известного способа. Например, его можно определить количественно с помощью анализа LC/MS.[0640] The content of the fluorosurfactant can be quantified using a known method. For example, it can be quantified using LC/MS analysis.
Сначала к композиции для экстракции добавляют метанол и полученную экстрагированную жидкость подвергают анализу LC/MS. Для дальнейшего повышения эффективности экстракции можно осуществить экстракцию в аппарате Сокслета, ультразвуковую обработку или что-либо подобное.First, methanol is added to the extraction mixture, and the resulting extracted liquid is analyzed by LC/MS. To further enhance extraction efficiency, Soxhlet extraction, ultrasonication, or similar techniques can be used.
Информация о молекулярной массе извлекается из полученного спектра LC/MS для подтверждения соответствия структурной формуле кандидата в фторсодержащее поверхностно-активное вещество.Molecular weight information is extracted from the obtained LC/MS spectrum to confirm the structural formula match of the fluorosurfactant candidate.
После этого приготавливают водные растворы, имеющие пять или более различных уровней содержания подтвержденного фторсодержащего поверхностно-активного вещества, и осуществляют анализ LC/MS водных растворов с соответствующими уровнями содержания, а также отображают соотношение между уровнем содержания и площадью, соответствующей этому уровню содержания, в виде калибровочной кривой.Thereafter, aqueous solutions having five or more different levels of content of the confirmed fluorosurfactant are prepared and LC/MS analysis of the aqueous solutions with the corresponding content levels is performed, and the relationship between the content level and the area corresponding to that content level is displayed as a calibration curve.
Затем, используя калибровочную кривую, площадь хроматограммы LC/MS фторсодержащего поверхностно-активного вещества в экстрагированной жидкости можно преобразовать в содержание фторсодержащего поверхностно-активного вещества.Then, using the calibration curve, the LC/MS chromatogram area of the fluorosurfactant in the extracted liquid can be converted into the fluorosurfactant content.
[0641] Первая композиция по настоящему изобретению и вторая композиция по настоящему изобретению могут соответствующим образом использоваться для применений, упомянутых выше.[0641] The first composition of the present invention and the second composition of the present invention can be suitably used for the applications mentioned above.
[0642] Хотя варианты осуществления были описаны выше, следует понимать, что можно внести самые разнообразные изменения в форме и деталях, без отклонения от сущности и рамок формулы изобретения.[0642] Although embodiments have been described above, it will be understood that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the claims.
ПримерыExamples
[0643] Далее варианты осуществления настоящего изобретения будут описываться со ссылкой на Примеры, но настоящее изобретение не ограничивается исключительно такими Примерами.[0643] Embodiments of the present invention will now be described with reference to Examples, but the present invention is not limited solely to such Examples.
[0644] Каждое численное значение в Примерах измеряют с помощью следующих способов.[0644] Each numerical value in the Examples is measured using the following methods.
[0645] концентрация кислорода в реакторе>[0645] oxygen concentration in the reactor>
Газ, выходящий из газопровода реактора в потоке N2, измеряется и анализируется с использованием анализатора низкой концентрации кислорода (торговое наименование «PS-820-L» производства Iijima Electronics Corporation) для определения таким образом концентрации кислорода во время реакции.The gas exiting the reactor gas pipeline in the N2 stream is measured and analyzed using a low oxygen concentration analyzer (trade name "PS-820-L" manufactured by Iijima Electronics Corporation) to thereby determine the oxygen concentration during the reaction.
[0646] <Способ измерения средневзвешенной молекулярной массы (Mw), среднечисленной молекулярной массы (Mn) и содержания фракции, имеющей молекулярную массу 3000 или менее>[0646] <Method for measuring weight-average molecular weight (Mw), number-average molecular weight (Mn) and content of fraction having molecular weight of 3000 or less>
Mw и Mn полимера (такого как полимеры К и L) определяют посредством осуществления измерений с помощью гель-проникающей хроматографии (GPC) с использованием 1260 Infinity II производства Agilent Technologies и с использованием соединенных колонок производства Tosoh Corporation (одна TSKgel G3000PWXL и одна TSGgel GMPWXL), в то же время делая возможным протекание смешанного растворителя из Трис-буфера и ацетонитрила (Трис-буфер: ацетонитрил = 8:2 (объем/объем)) со скоростью потока 0,5 мл/мин, и вычисляют молекулярные массы с использованием монодисперсного полиэтиленоксида (РЕО) и полиэтиленгликоля (PEG) в качестве стандартов.The Mw and Mn of a polymer (such as polymers K and L) are determined by performing gel permeation chromatography (GPC) measurements using a 1260 Infinity II manufactured by Agilent Technologies and using coupled columns manufactured by Tosoh Corporation (one TSKgel G3000PWXL and one TSGgel GMPWXL) while allowing a mixed solvent of Tris buffer and acetonitrile (Tris buffer: acetonitrile = 8:2 (volume/volume)) to flow at a flow rate of 0.5 mL/min, and the molecular weights are calculated using monodisperse polyethylene oxide (PEO) and polyethylene glycol (PEG) as standards.
[0647] (Отношение чередования)[0647] (Alternation relation)
Отношение чередования получают посредством измерений 19F-nMP на полимере и вычисления отношения чередования из соответствующих общих интегральных значений двух пиков (пика, появляющегося при -75 м.д. - -80 м.д., и пика, появляющегося при -80 м.д. - -84 м.д.), полученного из «OCF2*» CF2=CFOCF2CF2SO3Na, появляющегося в спектре ЯМР, в соответствии со следующей формулой:The alternation ratio is obtained by measuring 19 F-nMP on the polymer and calculating the alternation ratio from the corresponding total integral values of the two peaks (the peak appearing at -75 ppm to -80 ppm and the peak appearing at -80 ppm to -84 ppm) obtained from "OCF 2 *" CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 3 Na appearing in the NMR spectrum, according to the following formula:
Отношение чередования (%)≥(b×2)/(a+b)×100Alternation ratio (%)≥(b×2)/(a+b)×100
а: Общее интегральное значение пика в области от -75 м.д. до -80 м.д.a: The total integral value of the peak in the region from -75 ppm to -80 ppm.
b: Общее интегральное значение пика в области от -80 м.д. до -84 м.д.b: Total integral value of the peak in the region from -80 ppm to -84 ppm.
[0648] Вычисленное выше отношение чередования представляет собой долю единицы полимеризации, соседней с единицей полимеризации, полученной из VdF, среди единиц полимеризации, полученных из CF2=CFOCF2CF2SO3Na в полимере.[0648] The alternation ratio calculated above represents the proportion of the polymerization unit adjacent to the polymerization unit derived from VdF among the polymerization units derived from CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 3 Na in the polymer.
Доля атомов углерода (С*) в единице полимеризации, полученной из VdF(C*H2=CF2), связанной с атомом углерода (С*) в единице полимеризации, полученной из CF2=C*FOCF2CF2SO3Na, получается с помощью следующей формулы:The proportion of carbon atoms (C*) in the polymerization unit obtained from VdF(C*H 2 =CF 2 ) associated with a carbon atom (C*) in the polymerization unit obtained from CF 2 =C*FOCF 2 CF 2 SO 3 Na is obtained using the following formula:
Доля (%)=(b×2)/(а+b)×100Share (%) = (b x 2) / (a + b) x 100
Доля атомов углерода (атом углерода (С**) в единице полимеризации, полученной из С**F2=C**FOCF2CF2SO3Na, и атомов углерода (С**) в единице полимеризации, полученной из VdF (СН2=С**F2)) иных, чем атомы углерода (С*) в единице полимеризации, полученной из VdF(C*H2=CF2), связанных с атомами углерода (С*) в единице полимеризации, полученной из CF2=C*FOCF2CF2SO3Na, получается с помощью следующей формулы:The proportion of carbon atoms (carbon atom (C**) in the polymerization unit obtained from C**F 2 =C**FOCF 2 CF 2 SO 3 Na and carbon atoms (C**) in the polymerization unit obtained from VdF (CH 2 =C**F 2 )) other than carbon atoms (C*) in the polymerization unit obtained from VdF (C*H 2 =CF 2 ) bonded to carbon atoms (C*) in the polymerization unit obtained from CF 2 =C*FOCF 2 CF 2 SO 3 Na is obtained using the following formula:
Доля (%)=(а-b)/(а+b)×100Share (%) = (a-b)/(a+b)×100
[0649] (Способ измерения содержания димера и тримера мономера (такого как мономеры К и L) в полимере (таком как полимеры К и L)[0649] (Method of measuring the content of dimer and trimer of a monomer (such as monomers K and L) in a polymer (such as polymers K and L)
(1) Экстракция из водного раствора(1) Extraction from aqueous solution
Измеряют содержание твердых продуктов в водном растворе полимера и взвешивают водный раствор в количестве, соответствующем 0,2 г твердых продуктов полимера. Затем добавляют воду и метанол так, чтобы объемное отношение воды и метанола составляло 50/50 (% объем) в сочетании с водой, содержащейся в водном растворе, и получают смешанный раствор, содержащий полимер, воду и метанол. После этого полученный смешанный раствор фильтруют с использованием ультрафильтрационного диска (отсечка по молекулярной массе 3000 Да) и супернатант, содержащий полимер, отбирают в виде экстрагированной жидкости.The solids content of the aqueous polymer solution is measured, and an amount of the aqueous solution corresponding to 0.2 g of polymer solids is weighed. Water and methanol are then added to the water in the aqueous solution to obtain a 50/50 ratio (volume %), resulting in a mixed solution containing the polymer, water, and methanol. The resulting mixed solution is then filtered using an ultrafiltration disc (molecular weight cutoff of 3000 Da), and the supernatant containing the polymer is collected as the extracted liquid.
Анализ экстрагированной жидкости осуществляют с использованием жидкостного хроматографа-масс. -спектрометра (Waters, LC-MS ACQUITY UPLC/TQD) и получают хроматограмму экстрагированной жидкости.The analysis of the extracted liquid is carried out using a liquid chromatograph-mass spectrometer (Waters, LC-MS ACQUITY UPLC/TQD) and a chromatogram of the extracted liquid is obtained.
Содержание димера и тримера мономера, содержащихся в экстрагированной жидкости, определяют посредством преобразования пикового интегрального значения, полученного для димера и тримера мономера, присутствующего на хроматограмме экстрагированной жидкости, в содержание димера и тримера мономера, используя калибровочную кривую аналогичного мономера.The content of the dimer and trimer of the monomer contained in the extracted liquid is determined by converting the peak integral value obtained for the dimer and trimer of the monomer present in the chromatogram of the extracted liquid into the content of the dimer and trimer of the monomer using a calibration curve of the similar monomer.
[0650] Калибровочная кривая для мономера[0650] Calibration curve for monomer
Приготавливают стандартный раствор мономера в метаноле с пятью уровнями концентрации с известным содержанием от 1 нг/мл до 100 нг/мл и осуществляют измерения с использованием жидкостного хроматографа - масс. -спектрометра (Waters, LC-MS ACQUITY UPLC/TQD). Взаимосвязь между содержанием каждого мономера и интегральным значением пика, соответствующего содержанию, используют для построения калибровочной кривой (аппроксимации первого порядка) для каждого мономера. Далее калибровочную кривую (аппроксимацию первого порядка) для каждого мономера используют для создания калибровочных кривых димера и тримера каждого мономера.A standard monomer solution in methanol with five concentration levels of known content, ranging from 1 ng/mL to 100 ng/mL, is prepared and measured using a liquid chromatograph-mass spectrometer (Waters, LC-MS ACQUITY UPLC/TQD). The relationship between the content of each monomer and the integral value of the peak corresponding to that content is used to construct a calibration curve (first-order approximation) for each monomer. This calibration curve (first-order approximation) for each monomer is then used to create calibration curves for the dimer and trimer of each monomer.
[0651] Конфигурация измерительного оборудования и условия измерения LC-MS приведены ниже:[0651] The configuration of the LC-MS measurement equipment and conditions are as follows:
[0652] Предел количественного определения в этой конфигурации измерительного устройства составляет 1 нг/мл.[0652] The limit of quantification in this measurement device configuration is 1 ng/mL.
[0653] <Содержание единицы модифицирующего мономера>[0653] <Content of unit of modifying monomer>
Чтобы определить содержание единицы HFP, приготавливают тонкопленочный диск посредством прессования порошка PTFE и на основе его инфракрасного поглощения, полученного посредством измерения тонкопленочного диска с помощью FT-IR, значение, полученное посредством умножения отношения поглощения при 982 см-1/поглощения при 935 см-1 на 0,3, принимают как содержание единицы HFPIn order to determine the HFP unit content, a thin film disk is prepared by pressing PTFE powder, and based on its infrared absorption obtained by measuring the thin film disk with FT-IR, the value obtained by multiplying the ratio of absorption at 982 cm -1 / absorption at 935 cm -1 by 0.3 is taken as the HFP unit content.
[0654] <Концентрация полимера (такого как полимеры К и L)>[0654] <Concentration of polymer (such as polymers K and L)>
В вакуумной сушилке примерно 1 г водного раствора полимера сушат при температуре 60°С в течение 60 минут, измеряют массу нелетучего вещества и определяют отношение массы нелетучего вещества к массе водного раствора полимера (1 г), выражают его в процентах и принимают как концентрацию полимера.In a vacuum dryer, approximately 1 g of an aqueous polymer solution is dried at a temperature of 60°C for 60 minutes, the mass of the non-volatile substance is measured, and the ratio of the mass of the non-volatile substance to the mass of the aqueous polymer solution (1 g) is determined, expressed as a percentage, and taken as the polymer concentration.
[0655] <Концентрация твердых продуктов водной дисперсии, содержащей PTFE>[0655] <Solids concentration of aqueous dispersion containing PTFE>
1 г водной дисперсии сушат в воздушной сушилке при температуре 150°С в течение 60 минут, при этом отношение массы нелетучего вещества к массе водной дисперсии (1 г) выражают в процентах и принимают его как концентрацию твердых продуктов.1 g of aqueous dispersion is dried in an air dryer at a temperature of 150°C for 60 minutes, while the ratio of the mass of non-volatile substance to the mass of aqueous dispersion (1 g) is expressed as a percentage and taken as the concentration of solid products.
[0656] <Средний размер первичных частиц>[0656] <Average Primary Particle Size>
Приготавливают водную дисперсию PTFE с доведением концентрации твердых продуктов примерно до 1,0% масс. Средний размер первичных частиц измеряют по результатам 7 0 измерений с использованием ELSZ-1000S (производства Otsuka Electronics Co., Ltd.) при 25°C. Коэффициент преломления растворителя (воды) составлял 1,3328 и вязкость растворителя (воды) - 0,8878 мПа ⋅ сек.An aqueous PTFE dispersion was prepared to bring the solids concentration to approximately 1.0% by weight. The average primary particle size was measured using 70 measurements using an ELSZ-1000S (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) at 25°C. The refractive index of the solvent (water) was 1.3328, and the viscosity of the solvent (water) was 0.8878 mPa s.
[0657] <Аспектное отношение>[0657] <Aspect Relationship>
Водную дисперсию разбавляют до концентрации твердых продуктов примерно 1% масс. и наблюдают с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), а 400 или более случайно извлеченных частиц подвергают обработке изображений, а аспектное отношение получают из среднего значения отношений его большой оси к малой оси.The aqueous dispersion is diluted to a solids concentration of approximately 1% by weight and observed using a scanning electron microscope (SEM), and 400 or more randomly extracted particles are imaged, and the aspect ratio is obtained from the average of the ratios of its major axis to its minor axis.
[0658] <Стандартная относительная плотность (SSG)>[0658] <Standard Relative Density (SSG)>
SSG измеряют методом вытеснения воды в соответствии с ASTM D 792 с использованием образца, сформованного в соответствии с ASTM D4895-89.SSG is measured by the water displacement method in accordance with ASTM D 792 using a specimen formed in accordance with ASTM D4895-89.
[0659] <Пиковая температура>[0659] <Peak Temperature>
Пиковую температуру измеряют посредством точного взвешивания примерно 10 мг порошка PTFE без истории нагрева до температуры 300°С или выше, помещения его в специальный алюминиевый поддон и использования TG/DTA (синхронного термогравиметрического. Алюминиевый поддон нагревают в диапазоне температур от 25°С до 600°С со скоростью 10°С/мин в атмосфере воздуха для получения дифференциальной термической кривой (DTA), а пиковую температуру определяют как температуру, соответствующую максимальному значению на полученной дифференциально-термической (DTA) кривой.The peak temperature is measured by accurately weighing approximately 10 mg of PTFE powder with no history of heating to a temperature of 300°C or higher, placing it in a special aluminum pan, and using TG/DTA (synchronous thermogravimetric). The aluminum pan is heated in the temperature range from 25°C to 600°C at a rate of 10°C/min in an air atmosphere to obtain a differential thermal curve (DTA), and the peak temperature is defined as the temperature corresponding to the maximum value on the obtained differential thermal (DTA) curve.
[0660] <Содержание полимера (полимеров К, L и М) в порошке PTFE>[0660] <Polymer content (polymers K, L and M) in PTFE powder>
Содержание полимера, содержащегося в порошке PTFE, определяют по спектру, полученному с помощью измерения методом твердотельного 19F-MAS ЯМР.The polymer content of PTFE powder is determined from the spectrum obtained by solid-state 19F-MAS NMR measurement.
[0661] <Давление экструзии>[0661] <Extrusion Pressure>
Давление экструзии определяют следующим далее способом в соответствии со способом, описанным в Выложенном патенте Японии №2002-201217. К 100 г порошка PTFE добавляют 21,7 г смазочного материала (торговое наименование: Isopar H(R), производства Exxon) и перемешивают в течение 3 минут в стеклянной бутылке при комнатной температуре. Затем стеклянную бутылку оставляют стоять при комнатной температуре (25°С) не менее 1 часа перед экструзией для получения смолы со смазкой. Смолу со смазкой экструдируют как пасту при отношении сокращения 100:1 при комнатной температуре через отверстие (диаметр 2,5 мм, длина площадки 11 мм, угол входа 30°) в виде однородных шариков (шарики: экструдированная масса). Скорость экструзии, то есть скорость плунжера, составляет 20 дюйм/мин (51 см/мин). Давление экструзии вычисляют посредством измерения нагрузки, когда экструзионная нагрузка достигает равновесия при экструзии пасты, и деления измеренной нагрузки на площадь поперечного сечения цилиндра, используемого при экструзии пасты.The extrusion pressure was measured in the following manner according to the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-201217. 21.7 g of lubricant (trade name: Isopar H(R), manufactured by Exxon) was added to 100 g of PTFE powder and stirred for 3 minutes in a glass bottle at room temperature. Then, the glass bottle was left to stand at room temperature (25°C) for at least 1 hour before extrusion to obtain a lubricated resin. The lubricated resin was extruded as a paste at a contraction ratio of 100:1 at room temperature through an orifice (diameter 2.5 mm, platform length 11 mm, entry angle 30°) in the form of uniform balls (balls: extruded mass). The extrusion speed, that is, the plunger speed, was 20 inch/min (51 cm/min). The extrusion pressure is calculated by measuring the load when the extrusion load reaches equilibrium during the extrusion of the paste and dividing the measured load by the cross-sectional area of the cylinder used in the extrusion of the paste.
[0662] <Испытание на растяжение>[0662] <Tensile Test>
Испытание на растяжение и измерение прочности на разрыв А осуществляют с помощью следующих далее способов в соответствии со способами, описанными в Выложенном патенте Японии №2002-201217.The tensile test and measurement of tensile strength A are carried out by the following methods in accordance with the methods described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-201217.
Шарик, полученный экструзией пасты, описанной выше, нагревают при 230°С в течение 30 минут, чтобы удалить смазку из шарика. Затем шарик (экструдированную массу) соответствующей длины отрезают и зажимают на каждом конце, оставив пространство 1,5 дюйма (38 мм) между зажимами, и нагревают до 300°С в печи с циркуляцией воздуха. Затем зажимы раздвигают друг от друга с желаемой скоростью (степенью растяжения) до тех пор, пока расстояние разделения не будет соответствовать желаемому растяжению (общему растяжению) для осуществления испытания на растяжение. Этот способ растяжения, по существу, повторяет способ, описанный в патенте США №4576869, за исключением того, что скорость экструзии отличается (51 см/мин вместо 84 см/мин). «Растяжение» - это увеличение длины за счет растяжения, обычно выражаемое как отношение к исходной длине. В способе растяжения скорость растяжения составляет 1000%/сек, а общее растяжение составляет 2400%.The ball obtained by extruding the paste described above is heated at 230°C for 30 minutes to remove the lubricant from the ball. The ball (extruded mass) is then cut to the appropriate length and clamped at each end, leaving a space of 1.5 inches (38 mm) between the clamps, and heated to 300°C in an oven with air circulation. The clamps are then moved apart at the desired speed (extension rate) until the separation distance matches the desired extension (total extension) to perform the tensile test. This stretching method essentially follows the method described in U.S. Patent No. 4,576,869, except that the extrusion speed is different (51 cm/min instead of 84 cm/min). "Extension" is the increase in length due to stretching, usually expressed as a ratio to the original length. In the stretching method, the stretching rate is 1000%/sec, and the total stretch is 2400%.
[0663] <Прочность на разрыв А>[0663] <Tensile Strength A>
Растянутый шарик (полученный путем растяжения шарика), полученный в ходе испытания на растяжение, описанного выше, зажимается подвижными зажимами, имеющими расчетную длину 5,0 см, и осуществляется испытание на растяжение при 25°С со скоростью 300 мм/мин и прочность на момент разрушения принимается как прочность на разрыв А.The stretched ball (obtained by stretching the ball) obtained in the tensile test described above is clamped by movable clamps having a design length of 5.0 cm, and a tensile test is carried out at 25°C at a speed of 300 mm/min, and the strength at the moment of failure is taken as the tensile strength A.
[0664] <Время релаксации напряжения>[0664] <Stress relaxation time>
Время релаксации напряжения определяют с помощью следующих способов в соответствии со способами, описанными в Выложенном патенте Японии №2002-201217.The stress relaxation time is determined by the following methods in accordance with the methods described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-201217.
Оба конца растянутого шарика, полученного в описанном выше испытании на растяжение, закрепляют в приспособлении для формирования сильно растянутого образца шарика, имеющего общую длину 8 дюймов (20 см). Приспособление помещают в печь через (закрываемую) щель сбоку печи, поддерживая температуру в печи 390°С. Время, необходимое для разрушения образца шарика после его помещения в печь, определяют как время релаксации напряжения.Both ends of the stretched ball obtained in the tensile test described above are secured in a fixture to form a highly stretched ball specimen with a total length of 8 inches (20 cm). The fixture is then inserted into the furnace through a closed slit on the side of the furnace, maintaining the furnace temperature at 390°C. The time required for the ball specimen to fracture after it is inserted into the furnace is determined as the stress relaxation time.
[0665] <Внешний вид растянутой массы>[0665] <Appearance of a stretched mass>
Внешний вид растянутых шариков (полученных посредством растягивания шариков), полученных в описанном выше испытании на растяжение, наблюдают визуально и оценивают по следующим критериям.The appearance of the stretched balls (obtained by stretching the balls) obtained in the tensile test described above is observed visually and evaluated according to the following criteria.
Однородный: внешний вид растянутых шариков был однородным.Uniform: The appearance of the stretched balls was uniform.
Неоднородный: внешний вид растянутых шариков не был однородным, например, в растянутых валиках наблюдались трещины, вздутия, а также шероховатость и утончение.Non-uniform: The appearance of the stretched beads was not uniform, such as cracks, bulges, roughness and thinning in the stretched beads.
[0666] Пример получения 1 (получение полимера К)[0666] Example of preparation 1 (preparation of polymer K)
В реактор добавляют 170 г 1,1,2,2-тетрафтор-2-((1,2,2-трифторвинил)окси)этан-1-сульфоната натрия (мономер К), 340 г воды и персульфата аммония (APS) в количестве, соответствующем 2,0% моль по отношению к количеству мономера К, и смесь перемешивают при 40°С в течение 72 часов в потоке N2 с получением тем самым полимера К в водном растворе К-1, содержащем полимер К, который представляет собой гомополимер мономера К. Концентрация кислорода в реакторе изменяется от 15 до 800 м.д. объем.170 g of sodium 1,1,2,2-tetrafluoro-2-((1,2,2-trifluorovinyl)oxy)ethane-1-sulfonate (monomer K), 340 g of water and ammonium persulfate (APS) in an amount corresponding to 2.0% mol with respect to the amount of monomer K are added to the reactor, and the mixture is stirred at 40°C for 72 hours under a stream of N2, thereby obtaining polymer K in an aqueous solution K-1 containing polymer K, which is a homopolymer of monomer K. The oxygen concentration in the reactor varies from 15 to 800 ppm by volume.
[0667] К полученному водному раствору К-1 полимера К добавляют воду для доведения концентрации полимера К до 3,8% масс., а затем раствор приводят в контакт с ультрафильтрационной мембраной (отсечка по молекулярной массе 6000 Да, изготовлена из полисульфона) при температуре 25°С и давлении воды 0,1 МПа для осуществления ультрафильтрации. При необходимости воду сливают, ультрафильтрацию продолжают до тех пор, пока наконец не элюируется водный фильтрат, в 4 раза, превышающий объем водного раствора, с получением тем самым водного раствора К-2 полимера К. Полученный водный раствор имеет концентрацию 1,6% масс.[0667] Water is added to the resulting aqueous solution K-1 of polymer K to bring the concentration of polymer K to 3.8% by weight, and then the solution is brought into contact with an ultrafiltration membrane (molecular weight cutoff 6000 Da, made of polysulfone) at a temperature of 25°C and a water pressure of 0.1 MPa to carry out ultrafiltration. If necessary, water is drained, ultrafiltration is continued until an aqueous filtrate 4 times greater than the volume of the aqueous solution is finally eluted, thereby obtaining an aqueous solution K-2 of polymer K. The resulting aqueous solution has a concentration of 1.6% by weight.
[0668] Анализируют водный раствор К полимера К-2. Полученный полимер К имеет средневзвешенную молекулярную массу (Mw) 1,0×104 и среднечисленную молекулярную массу (Mn) 0,8×104.[0668] An aqueous solution of polymer K-2 is analyzed. The resulting polymer K has a weight-average molecular weight (Mw) of 1.0×10 4 and a number-average molecular weight (Mn) of 0.8×10 4 .
[0669] Содержание димера и тримера мономера водного раствора К-2 полимера К составляет 0,1% масс. или менее по отношению к полимеру К. Содержание фракции, имеющей молекулярную массу 3000 или меньше, водного раствора К-2 полимера К составляет 0,5% и менее. Когда этот водный раствор подвергают DLS-анализу, измерить размер частиц нельзя.[0669] The content of the dimer and trimer of the monomer of the aqueous solution K-2 of polymer K is 0.1% by mass or less with respect to polymer K. The content of the fraction having a molecular weight of 3000 or less of the aqueous solution K-2 of polymer K is 0.5% or less. When this aqueous solution is subjected to DLS analysis, the particle size cannot be measured.
[0670] Пример 1[0670] Example 1
В стеклянный реактор, снабженный мешалкой, внутренней емкостью 1 л добавляют 4 96,17 г деионизированной воды, 30 г парафинового воска и 34,38 г водного раствора К-2 полимера К и добавляют водный раствор аммиака для доведения рН до 10,6. Затем, пока содержимое реактора нагревается до 70°С и отсасывается, реактор продувают мономером TFE для удаления кислорода в реакторе. После этого содержимое перемешивают. После добавления в реактор 0,18 г HFP добавляют мономер TFE до достижения давления 0,73 МПа изб. В реактор вводят 2,75 мг инициатора персульфата аммония (APS), растворенного в 20 г деионизированной воды, и давление в реакторе доводят до 0,83 МПа изб. После введения инициатора происходит падение давления, что свидетельствует о начале полимеризации. Мономер TFE добавляют в реактор для поддержания давления, и полимеризацию продолжают до тех пор, пока в реакции не израсходуется примерно 60 г мономера TFE. Затем реактор вакуумируют до нормального давления, содержимое отбирают из реактора и охлаждают. Супернатант парафинового воска удаляют из водной дисперсии PTFE.In a glass reactor equipped with a stirrer with an internal capacity of 1 L, 4 96.17 g of deionized water, 30 g of paraffin wax and 34.38 g of an aqueous solution of K-2 polymer K are added, and an aqueous solution of ammonia is added to bring the pH to 10.6. Then, while the contents of the reactor are heated to 70 °C and sucked off, the reactor is purged with TFE monomer to remove oxygen in the reactor. After this, the contents are stirred. After adding 0.18 g of HFP to the reactor, TFE monomer is added until a pressure of 0.73 MPa g is reached. 2.75 mg of ammonium persulfate (APS) initiator, dissolved in 20 g of deionized water, is introduced into the reactor, and the pressure in the reactor is brought to 0.83 MPa g. After the introduction of the initiator, a drop in pressure occurs, indicating the beginning of polymerization. TFE monomer is added to the reactor to maintain pressure, and polymerization continues until approximately 60 g of TFE monomer is consumed. The reactor is then evacuated to normal pressure, the contents are removed from the reactor, and cooled. The paraffin wax supernatant is removed from the aqueous PTFE dispersion.
[0671] Концентрация твердых продуктов в полученной водной дисперсии PTFE составляет 9,7% масс., а средний размер первичных частиц составлял 184 нм.[0671] The solids concentration in the obtained PTFE aqueous dispersion was 9.7% by mass, and the average primary particle size was 184 nm.
[0672] Полученную водную дисперсию PTFE отверждают в условиях высокоскоростного перемешивания. Затвердевший влажный порошок сушат при 150°С в течение 18 часов. Результаты показаны в Таблице 2.[0672] The resulting aqueous PTFE dispersion is cured under high-speed stirring conditions. The cured wet powder is dried at 150°C for 18 hours. The results are shown in Table 2.
[0673] Пример 2[0673] Example 2
Полимеризацию осуществляют так же, как в Примере 1, за исключением того, что количество водного раствора К-2 полимера К изменяют на 68,75 г, количество деионизированной воды изменяют на 462,35 г, количество HFP изменяют на 0,54 г и полимеризацию продолжают до тех пор, пока в реакции не израсходуется примерно 14 0 г мономера TFE. Концентрация твердых продуктов в полученной водной дисперсии PTFE составляет 20,3% масс., а средний размер первичных частиц составляет 201 нм.The polymerization is carried out in the same manner as in Example 1, except that the amount of aqueous solution K-2 of polymer K is changed to 68.75 g, the amount of deionized water is changed to 462.35 g, the amount of HFP is changed to 0.54 g, and the polymerization is continued until approximately 140 g of TFE monomer is consumed in the reaction. The concentration of solids in the resulting aqueous PTFE dispersion is 20.3 wt.%, and the average primary particle size is 201 nm.
[0674] Полученную водную дисперсию PTFE разбавляют деионизированной водой до концентрации твердого вещества примерно 10% масс. и отверждают в условиях высокоскоростного перемешивания. Затвердевший влажный порошок сушат при 150°С в течение 18 часов. Результаты показаны в Таблице 2.[0674] The resulting aqueous PTFE dispersion is diluted with deionized water to a solids concentration of approximately 10% by weight and cured under high-speed stirring conditions. The cured wet powder is dried at 150°C for 18 hours. The results are shown in Table 2.
[0675] Пример 3[0675] Example 3
В реактор SUS, оснащенный мешалкой, внутренней емкостью 6 л добавляют 3,107 г деионизированной воды, 104 г парафинового воска, 448 г водного раствора К-2 полимера К, 10,74 г водного раствора изопропанола, имеющего концентрацию 0,1% масс. и 1,25 г водного раствора Triton, имеющего концентрацию 0,1% масс. Затем добавляют водный раствор аммиака для доведения рН до 9,0, и пока содержимое реактора нагревают до 70°С и отсасывают, реактор продувают TFE для удаления кислорода в реакторе и содержимое перемешивают. После добавления в реактор 7,68 г HFP добавляют TFE до достижения давления 0,73 МПа изб. В реактор вводят 17,9 мг инициатора персульфата аммония (APS), растворенного в 20 г деионизированной воды, и давление в реакторе доводят до 0,83 МПа изб. После введения инициатора происходит падение давления, что свидетельствует о начале полимеризации. TFE добавляют в реактор для поддержания постоянного давления на уровне 0,78 МПа изб. В тот момент, когда расходуемый в реакции TFE достигает примерно 180 г, подачу TFE и перемешивание прекращают.In a 6 L SUS reactor equipped with a stirrer, 3.107 g of deionized water, 104 g of paraffin wax, 448 g of an aqueous solution of K-2 polymer K, 10.74 g of an aqueous solution of isopropanol having a concentration of 0.1 wt.% and 1.25 g of an aqueous solution of Triton having a concentration of 0.1 wt.% are added. Then, an aqueous solution of ammonia is added to adjust the pH to 9.0, and while the reactor contents are heated to 70 °C and sucked off, the reactor is purged with TFE to remove oxygen in the reactor and the contents are stirred. After adding 7.68 g of HFP to the reactor, TFE is added until a pressure of 0.73 MPa g is reached. 17.9 mg of ammonium persulfate (APS) initiator dissolved in 20 g of deionized water is added to the reactor, and the reactor pressure is brought to 0.83 MPa g. After the initiator is added, the pressure drops, indicating the onset of polymerization. TFE is added to the reactor to maintain a constant pressure of 0.78 MPa g. When the TFE consumed in the reaction reaches approximately 180 g, the TFE feed and stirring are stopped.
[0676] Впоследствии газ в реакторе медленно выпускают до тех пор, пока давление в реакторе не достигает 0,02 МПа изб. После этого вводят TFE до тех пор, пока давление в реакторе не достигает 0,78 МПа изб., и снова начинают перемешивание, в результате чего реакция продолжалась. В тот момент, когда расходуемый в реакции TFE достигает примерно 540 г, в реактор вводят 14,3 мг гидрохинона, растворенного в 20 г деионизированной воды, в силу чего реакция продолжается. В тот момент, когда количество TFE, израсходованное в реакции, достигает примерно 1250 г, подачу TFE и перемешивание прекращают, в результате чего реакция завершается. Затем реактор вакуумируют до нормального давления, содержимое отбирают из реактора и охлаждают. Супернатант парафинового воска удаляют из водной дисперсии PTFE.[0676] Subsequently, the gas in the reactor is slowly released until the pressure in the reactor reaches 0.02 MPa g. After this, TFE is added until the pressure in the reactor reaches 0.78 MPa g, and stirring is started again, as a result of which the reaction continues. At the moment when the TFE consumed in the reaction reaches about 540 g, 14.3 mg of hydroquinone dissolved in 20 g of deionized water is added to the reactor, as a result of which the reaction continues. At the moment when the amount of TFE consumed in the reaction reaches about 1250 g, the supply of TFE and stirring are stopped, as a result of which the reaction is completed. Then, the reactor is evacuated to normal pressure, the contents are withdrawn from the reactor and cooled. The paraffin wax supernatant is removed from the PTFE aqueous dispersion.
[0677] Концентрация твердых продуктов в полученной водной дисперсии PTFE составляет 27,5% масс., а средний размер первичных частиц составляет 170 нм.[0677] The concentration of solids in the obtained PTFE aqueous dispersion is 27.5% by mass, and the average size of the primary particles is 170 nm.
[0678] Полученную водную дисперсию PTFE разбавляют деионизированной водой до концентрации твердых продуктов примерно 10% масс. и отверждают в условиях высокоскоростного перемешивания, а затвердевший влажный порошок сушат при 210°С в течение 18 часов. Измеряют различные физические свойства полученного порошка PTFE. Результаты показаны в Таблице 2.[0678] The obtained PTFE aqueous dispersion was diluted with deionized water to a solids concentration of approximately 10% by weight and cured under high-speed stirring conditions, and the cured wet powder was dried at 210°C for 18 hours. Various physical properties of the obtained PTFE powder were measured. The results are shown in Table 2.
[0679] Кроме того, полученную водную дисперсию PTFE разбавляют деионизированной водой до концентрации твердого вещества примерно 10% массе и отверждают в условиях высокоскоростного перемешивания, а затвердевший влажный порошок сушат при 240°С в течение 18 часов. Измеряют различные физические свойства полученного порошка PTFE. Результаты показаны в Таблице 3.[0679] In addition, the obtained PTFE aqueous dispersion was diluted with deionized water to a solid concentration of approximately 10% by weight and cured under high-speed stirring conditions, and the cured wet powder was dried at 240°C for 18 hours. Various physical properties of the obtained PTFE powder were measured. The results are shown in Table 3.
[0680] Пример получения 2[0680] Example of obtaining 2
300 мл Amberlite (IR120B(Н)-HG) отмеряют в контейнер, промывают водой до обесцвечивания, затем добавляют 500 мл 1М-НС1 и смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 1 часа. Колонку, снабженную краном, заполняют Amberlite и пропускают через нее воду до тех пор, пока кислотность отработанной жидкости не становится нейтральной. Полимер К в водном растворе К-2, полученный в Примере получения 1, вводят в колонку, снабженную краном, и начинают добавление по каплям. После завершения прокапывания дают возможность для протекания воды до тех пор, пока капающий раствор не становится нейтральным, чтобы получить водный раствор L-1 полимера L, содержащий полимер L 1,1,2,2-тетрафтор-2-((1,2,2-трифторвинил)окси)этан-1-сульфоновая кислота (мономер L). Полученный водный раствор имеет концентрацию 1,5% масс.300 ml of Amberlite (IR120B(H)-HG) are measured into a container, washed with water until discolored, then 500 ml of 1M-HCl are added and the mixture is stirred at room temperature for 1 hour. A column equipped with a tap is filled with Amberlite and water is passed through it until the acidity of the spent liquid becomes neutral. Polymer K in an aqueous solution K-2, obtained in Preparation Example 1, is introduced into a column equipped with a tap, and dropwise addition is started. After the dropwise addition is complete, water is allowed to flow until the dropping solution becomes neutral to obtain an aqueous solution L-1 of polymer L containing polymer L 1,1,2,2-tetrafluoro-2-((1,2,2-trifluorovinyl)oxy)ethane-1-sulfonic acid (monomer L). The resulting aqueous solution has a concentration of 1.5% by weight.
[0681] Анализируют водный раствор L-1 полимера L. Полимер L имеет средневзвешенную молекулярную массу (Mw) 1,0×104 и среднечисленную молекулярную массу (Mn) 0,8×104.[0681] An aqueous solution L-1 of polymer L is analyzed. Polymer L has a weight average molecular weight (Mw) of 1.0×10 4 and a number average molecular weight (Mn) of 0.8×10 4 .
[0682] Содержание димера и тримера мономера L в водном растворе L-1 полимера L составляет 0,1% масс. или менее по отношению к полимеру L. Содержание фракции, имеющей молекулярную массу 3000 или меньше, в водном растворе L-1 полимера L составляет 0,5% или меньше. Когда этот водный раствор подвергают анализу с помощью DLS, измерить размер частиц нельзя.[0682] The content of the dimer and trimer of the monomer L in the aqueous solution L-1 of the polymer L is 0.1% by mass or less with respect to the polymer L. The content of the fraction having a molecular weight of 3,000 or less in the aqueous solution L-1 of the polymer L is 0.5% or less. When this aqueous solution is analyzed by DLS, the particle size cannot be measured.
[0683] Пример 4[0683] Example 4
В реактор SUS, оборудованный мешалкой, внутренней емкостью 6 л добавляют 3,087 г деионизированной воды, 104 г парафинового воска, 477 г водного раствора L-1 полимера L и 3,58 г водного раствора изопропанола, имеющего концентрацию 0,1% масс. Затем добавляют водный раствор аммиака для доведения рН до 9,0, и пока содержимое реактора нагревают до 70°С и отсасывают, реактор продувают TFE для удаления кислорода в реакторе и содержимое перемешивают. После добавления в реактор 5,8 г HFP добавляют TFE до достижения давления 0,73 МПа изб. В реактор вводят 17,9 мг инициатора персульфата аммония (APS), растворенного в 20 г деионизированной воды, и давление в реакторе доводят до 0,83 МПа изб. После введения инициатора происходит падение давления, что свидетельствует о начале полимеризации. TFE добавляют в реактор для поддержания постоянного давления на уровне 0,78 МПа изб. В тот момент, когда расходуемый в реакции TFE достигает примерно 180 г, подачу TFE и перемешивание прекращают.In a 6 L SUS reactor equipped with a stirrer, 3.087 g of deionized water, 104 g of paraffin wax, 477 g of an aqueous solution of L-1 polymer L, and 3.58 g of an aqueous solution of isopropanol having a concentration of 0.1 wt.% are added. Then, an aqueous ammonia solution is added to adjust the pH to 9.0, and while the reactor contents are heated to 70 °C and sucked off, the reactor is purged with TFE to remove oxygen in the reactor and the contents are stirred. After adding 5.8 g of HFP to the reactor, TFE is added until a pressure of 0.73 MPa g is reached. 17.9 mg of ammonium persulfate (APS) initiator dissolved in 20 g of deionized water are introduced into the reactor, and the pressure in the reactor is brought to 0.83 MPa g. After the introduction of the initiator, a pressure drop occurs, indicating the start of polymerization. TFE is added to the reactor to maintain a constant pressure of 0.78 MPa g. When the TFE consumed in the reaction reaches approximately 180 g, the TFE addition and stirring are stopped.
[0684] Впоследствии газ в реакторе медленно выпускают до тех пор, пока давление в реакторе не достигнет 0,02 МПа изб. После чего вводят TFE до тех пор, пока давление в реакторе не достигнет 0,78 МПа изб., и снова начинают перемешивание, в результате чего реакция продолжается. В тот момент, когда расходуемый в реакции TFE достигает примерно 540 г, в реактор вводят 14,3 мг гидрохинона, растворенного в 20 г деионизированной воды, в результате чего реакция продолжается. В тот момент, когда количество TFE, израсходованное в реакции, достигает примерно 1250 г, подачу TFE и перемешивание прекращают, в результате чего реакция завершается. Затем реактор вакуумируют до нормального давления, содержимое отбирают из реактора и охлаждают. Супернатант парафинового воска удаляют из водной дисперсии PTFE.[0684] Subsequently, the gas in the reactor is slowly released until the pressure in the reactor reaches 0.02 MPa g. Then, TFE is added until the pressure in the reactor reaches 0.78 MPa g, and stirring is started again, resulting in the reaction continuing. At the point when the TFE consumed in the reaction reaches approximately 540 g, 14.3 mg of hydroquinone dissolved in 20 g of deionized water is added to the reactor, resulting in the reaction continuing. At the point when the amount of TFE consumed in the reaction reaches approximately 1250 g, the supply of TFE and stirring are stopped, resulting in the reaction being completed. Then, the reactor is evacuated to normal pressure, the contents are withdrawn from the reactor and cooled. The paraffin wax supernatant is removed from the PTFE aqueous dispersion.
[0685] Концентрация твердых продуктов в полученной водной дисперсии PTFE составляет 25,5% масс., а средний размер первичных частиц составляет 182 нм.[0685] The concentration of solids in the obtained PTFE aqueous dispersion is 25.5% by mass, and the average size of the primary particles is 182 nm.
[0686] Полученную водную дисперсию PTFE разбавляют деионизированной водой до концентрации твердых продуктов примерно 10% масс. и отверждают в условиях высокоскоростного перемешивания, а затвердевший влажный порошок сушат при 210°С в течение 18 часов. Измеряют различные физические свойства полученного порошка PTFE. Результаты показаны в Таблице 2.[0686] The obtained PTFE aqueous dispersion was diluted with deionized water to a solids concentration of approximately 10% by weight and cured under high-speed stirring conditions, and the cured wet powder was dried at 210°C for 18 hours. Various physical properties of the obtained PTFE powder were measured. The results are shown in Table 2.
[0687] Также, полученную водную дисперсию PTFE разбавляют деионизированной водой до концентрации твердых продуктов примерно 10% масс. и отверждают в условиях высокоскоростного перемешивания, а затвердевший влажный порошок сушат при 240°С в течение 18 часов. Измеряют различные физические свойства полученного порошка PTFE. Результаты показаны в Таблице 3.[0687] Also, the obtained PTFE aqueous dispersion was diluted with deionized water to a solids concentration of approximately 10% by weight and cured under high-speed stirring conditions, and the cured wet powder was dried at 240°C for 18 hours. Various physical properties of the obtained PTFE powder were measured. The results are shown in Table 3.
[0688] Пример получения 3[0688] Example of obtaining 3
В реактор добавляют 6,8 г мономера К, представленного 1,1,2,2-тетрафтор-2-((1,2,2-трифторвинил)окси)этан-1-сульфонатом натрия, 34 г воды, и персульфат аммония (APS) в количестве, соответствующем 1,5% моль от количества мономера К, а после продувки N2 и дегазации вводят 3,2 г VdF и смесь перемешивают при 60°С в течение 2 часов при герметично закрытом реакторе с получением тем самым водного раствора полимера М-1, содержащего полимер М, который представляет собой сополимер мономера К и VdF. Давление внутри реактора повышают до 0,30 МПа изб. после нагрева и снижают до 0,19 МПа изб. по мере развития реакции.6.8 g of monomer K, represented by sodium 1,1,2,2-tetrafluoro-2-((1,2,2-trifluorovinyl)oxy)ethane-1-sulfonate, 34 g of water, and ammonium persulfate (APS) in an amount corresponding to 1.5% mol of the amount of monomer K are added to the reactor, and after purging with N 2 and degassing, 3.2 g of VdF are introduced and the mixture is stirred at 60°C for 2 hours with the reactor hermetically sealed, thereby obtaining an aqueous solution of polymer M-1 containing polymer M, which is a copolymer of monomer K and VdF. The pressure inside the reactor is increased to 0.30 MPa g after heating and decreased to 0.19 MPa g as the reaction progresses.
[0689] Полученный водный раствор М-1 полимера М, содержащий полимер М, приводят в контакт с диализной мембраной (отсечка по молекулярной массе 3500 Да, изготовленной из целлюлозы) при комнатной температуре для осуществления фильтрации, при этом получают водный раствор фторполимера. Посредством осуществления диализной мембранной очистки получают водный раствор М-2 полимера М. Полученный водный раствор имеет концентрацию 2,65% масс.[0689] The resulting aqueous solution M-1 of polymer M containing polymer M is contacted with a dialysis membrane (molecular weight cutoff of 3500 Da, made of cellulose) at room temperature to perform filtration, thereby obtaining an aqueous solution of the fluoropolymer. By performing dialysis membrane purification, an aqueous solution M-2 of polymer M is obtained. The resulting aqueous solution has a concentration of 2.65% by weight.
[0690] Когда водный раствор М-2 полимера М, полученный посредством осуществления диализа, анализируют с помощью ЯМР для исследования особенностей полимерной композиции, молярное отношение единицы полимеризации, полученной из мономера К, к единице полимеризации, полученной из VdF, содержащегося в полимере составляет 1,0/1,0. Отношение чередования единицы полимеризации, полученной из CF2=CFOCF2CF2SO3Na, к единице полимеризации, полученной из VdF, в полимере М составляет 7 6% или более.[0690] When an aqueous solution M-2 of polymer M obtained by performing dialysis is analyzed by NMR to examine the characteristics of the polymer composition , the molar ratio of the polymerization unit obtained from the monomer K to the polymerization unit obtained from VdF contained in the polymer is 1.0/1.0. The alternation ratio of the polymerization unit obtained from CF2 = CFOCF2CF2SO3Na to the polymerization unit obtained from VdF in polymer M is 76% or more .
[0691] Полученный полимер М имеет средневзвешенную молекулярную массу (Mw) 15,3×104 и среднечисленную молекулярную массу (Mn) 7,2×104. Содержание димера и тримера мономера К в водном растворе, полученном при осуществлении диализа, составляет 0,1% масс. или менее по отношению к полимеру М. Также, содержание димера и тримера единицы полимеризации, полученной из мономера К, и единицы полимеризации, полученной из VdF, составляет 0, 1% масс. или менее по отношению к полимеру М. Содержание фракции, имеющей молекулярную массу 3000 или менее, в водном растворе, полученном при осуществлении диализа, составляет 0,1% масс. или менее.[0691] The obtained polymer M has a weight average molecular weight (Mw) of 15.3×10 4 and a number average molecular weight (Mn) of 7.2×10 4 . The content of the dimer and trimer of the monomer K in the aqueous solution obtained by performing dialysis is 0.1% by mass or less with respect to the polymer M. Also, the content of the dimer and trimer of the polymerization unit obtained from the monomer K and the polymerization unit obtained from VdF is 0.1% by mass or less with respect to the polymer M. The content of the fraction having a molecular weight of 3,000 or less in the aqueous solution obtained by performing dialysis is 0.1% by mass or less.
[0692] Пример 5[0692] Example 5
В стеклянный реактор, снабженный мешалкой, внутренней емкостью 1 л добавляют 490 г деионизированной воды, 30 г парафинового воска и 41,5 г водного раствора М-2 полимера М. Кроме того, добавляют водный раствор аммиака для доведения рН до 9,4. Затем, пока содержимое реактора нагревается до 70°С и отсасывается, реактор продувают мономером TFE для удаления кислорода в реакторе. После этого содержимое перемешивают. После добавления в реактор 1,26 г TFE добавляют мономер HFP до достижения давления 0,73 МПа изб. В реактор вводят 2,75 мг инициатора персульфата аммония (APS), растворенного в 20 г деионизированной воды, и давление в реакторе доводят до 0,83 МПа изб. После введения инициатора происходит падение давления, что свидетельствует о начале полимеризации. Мономер TFE добавляют в реактор для поддержания постоянного давления на уровне 0,7 8 МПа изб. В тот момент, когда количество мономера TFE, израсходованное в реакции, достигает примерно 30 г, подачу мономера TFE и перемешивание прекращают. В дальнейшем газ в реакторе медленно выпускают до тех пор, пока давление в реакторе не достигнет 0,02 МПа изб. После этого мономер TFE вводят до тех пор, пока давление в реакторе не достигнет 0,78 МПа изб., и снова начинают перемешивание, в результате чего реакция продолжается. В тот момент, когда количество мономера TFE, израсходованное в реакции, достигает примерно 150 г, подачу мономера TFE и перемешивание прекращают, в результате чего реакция завершается. Затем реактор вакуумирют до нормального давления, содержимое извлекают из реактора и охлаждают. Супернатант парафинового воска удаляют из водной дисперсии PTFE. Концентрация твердых продуктов в полученной водной дисперсии PTFE составляет 21,7% масс., а средний размер первичных частиц составляет 204 нм.In a glass reactor equipped with a stirrer with an internal capacity of 1 L, 490 g of deionized water, 30 g of paraffin wax and 41.5 g of an aqueous solution of M-2 polymer M are added. In addition, an aqueous solution of ammonia is added to adjust the pH to 9.4. Then, while the contents of the reactor are heated to 70 °C and sucked off, the reactor is purged with TFE monomer to remove oxygen in the reactor. After this, the contents are stirred. After adding 1.26 g of TFE to the reactor, HFP monomer is added until a pressure of 0.73 MPa g is reached. 2.75 mg of ammonium persulfate (APS) initiator, dissolved in 20 g of deionized water, is introduced into the reactor, and the pressure in the reactor is brought to 0.83 MPa g. After the introduction of the initiator, a pressure drop occurs, indicating the beginning of polymerization. TFE monomer is added to the reactor to maintain a constant pressure of 0.7-8 MPa g. When the amount of TFE monomer consumed in the reaction reaches approximately 30 g, the TFE monomer feed and stirring are stopped. The gas in the reactor is then slowly released until the reactor pressure reaches 0.02 MPa g. TFE monomer is then added until the reactor pressure reaches 0.78 MPa g, and stirring is resumed, resulting in the reaction continuing. When the amount of TFE monomer consumed in the reaction reaches approximately 150 g, the TFE monomer feed and stirring are stopped, resulting in the reaction completion. The reactor is then evacuated to normal pressure, the contents are removed from the reactor and cooled. The paraffin wax supernatant is removed from the PTFE aqueous dispersion. The solids concentration in the obtained PTFE aqueous dispersion is 21.7% by mass, and the average primary particle size is 204 nm.
[0693] Полученную водную дисперсию PTFE разбавляют деионизированной водой до концентрации твердых продуктов примерно 10% масс. и отверждают в условиях высокоскоростного перемешивания. Затвердевший влажный порошок сушат при 210°С в течение 18 часов. Результаты показаны в Таблице 2.[0693] The resulting aqueous PTFE dispersion is diluted with deionized water to a solids concentration of approximately 10% by weight and cured under high-speed stirring conditions. The cured wet powder is dried at 210°C for 18 hours. The results are shown in Table 2.
[0694] [Таблица 2][0694] [Table 2]
[0696] Далее способ получения и композиция перфторэластомера будут описываться со ссылкой на Примеры.[0696] The method for producing and the composition of the perfluoroelastomer will now be described with reference to Examples.
[0697] Каждое численное значение в этих Примерах измеряют с помощью способов, описанных выше, если не указано иного. Значения, измеренные с помощью способов, отличных от описанных выше, измеряют с помощью следующих далее способов.[0697] Each numerical value in these Examples is measured using the methods described above unless otherwise noted. Values measured using methods other than those described above are measured using the following methods.
[0698] <Концентрация твердых продуктов в водной дисперсии, содержащей перфторэластомер>[0698] <Concentration of solids in an aqueous dispersion containing a perfluoroelastomer>
В воздушной сушилке, 1 г водной дисперсии, содержащей перфторэластомер, сушат при температуре 150°С в течение 60 минут, при этом отношение массы нелетучего вещества к массе водной дисперсии (1 г) выражают в процентах и принимают в качестве концентрации твердых продуктов.In an air dryer, 1 g of an aqueous dispersion containing a perfluoroelastomer is dried at a temperature of 150°C for 60 minutes, whereby the ratio of the mass of the non-volatile substance to the mass of the aqueous dispersion (1 g) is expressed as a percentage and taken as the concentration of solid products.
[0699] <Степень адгезии полимера>[0699] <Degree of polymer adhesion>
Отношение массы прилипшего вещества полимера, прилипшего к танку для полимеризации после завершения полимеризации, к общему количеству полимера (перфторэластомера) после завершения полимеризации (степень адгезии к танку для полимеризации) определяют по следующему уравнению:The ratio of the mass of the polymer adhering substance adhered to the polymerization tank after completion of polymerization to the total amount of polymer (perfluoroelastomer) after completion of polymerization (degree of adhesion to the polymerization tank) is determined by the following equation:
степень адгезии полимера (% масс. ) = масса прилипшего к полимеру вещества/масса полученного полимера (включая прилипшее к полимеру вещество) × 100degree of polymer adhesion (% by weight) = mass of substance adhered to the polymer/mass of the obtained polymer (including substance adhered to the polymer) × 100
масса полученного полимера = масса водной дисперсии × концентрация твердых продуктов в водной дисперсии (% масс. )/100 + масса прилипшего к полимеру веществаmass of the obtained polymer = mass of the aqueous dispersion × concentration of solids in the aqueous dispersion (% by mass)/100 + mass of the substance adhering to the polymer
Прилипшее к полимеру вещество включает полимер, прилипший к внутренним стенкам танка для полимеризации и к внутренним деталям танка для полимеризации, например, к лопастям мешалки после того, как водная дисперсия удаляется из танка для полимеризации после завершения полимеризации, и полимер, который высвобождается из водной дисперсии вследствие агломерации и суспендируется или осаждается, не диспергируясь в водной дисперсии. Масс. ой прилипшего к полимеру вещества является масса после сушки и удаления влаги, содержащейся в прилипшем к полимеру веществе, при температуре 120°С.The polymer-adhered substance includes the polymer adhering to the inner walls of the polymerization tank and to the internal parts of the polymerization tank, such as the agitator blades, after the aqueous dispersion is removed from the polymerization tank after the polymerization is completed, and the polymer that is released from the aqueous dispersion due to agglomeration and is suspended or precipitated without being dispersed in the aqueous dispersion. The mass of the polymer-adhered substance is the mass after drying and removing the moisture contained in the polymer-adhered substance at a temperature of 120°C.
[0700] <Композиционные особенности перфторэластомера>[0700] <Compositional features of perfluoroelastomer>
Измерения осуществляют с помощью 19Е-ЯМР (твердотельного ЯМР) и инфракрасного спектрофотометра с преобразованием Фурье (FT-IR).Measurements are carried out using 19 E-NMR (solid-state NMR) and a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR).
[0701] <Температура стеклования перфторэластомера>[0701] <Glass transition temperature of perfluoroelastomer>
Что касается температуры стеклования, то с помощью дифференциального сканирующего калориметра (производства Mettler-Toledo, DSC822e) и повышения температуры 10 мг образца со скоростью 10°С/мин получают кривую DSC, а затем вершина пика температуры стеклования принимается как температура дифференциальной кривой, указанная в JIS К6240.Regarding the glass transition temperature, a DSC curve is obtained using a differential scanning calorimeter (manufactured by Mettler-Toledo, DSC822e) and the temperature of 10 mg of the sample is increased at a rate of 10°C/min, and then the peak of the glass transition temperature is taken as the temperature of the differential curve specified in JIS K6240.
[0702] <Скорость полимеризации>[0702] <Polymerization Rate>
Скорость полимеризации вычисляют с помощью следующего уравнения:The polymerization rate is calculated using the following equation:
скорость полимеризации = {масса водной дисперсии × концентрация твердых продуктов/100}/{(количество чистой воды, используемой при полимеризации + количество воды, содержащейся в водном растворе полимера (1), используемого при полимеризации) × время полимеризации}polymerization rate = {mass of aqueous dispersion × concentration of solids/100}/{(amount of pure water used in polymerization + amount of water contained in the aqueous polymer solution (1) used in polymerization) × polymerization time}
Единицы для каждой суммы в уравнении являются следующими.The units for each sum in the equation are as follows.
масса водной дисперсии: гmass of aqueous dispersion: g
концентрация твердого вещества: % масс. solid concentration: % by mass.
количество чистой воды, используемой при полимеризации: кгamount of pure water used in polymerization: kg
количество воды, содержащейся в водном растворе полимера (1), используемом при полимеризации: кгthe amount of water contained in the aqueous solution of the polymer (1) used in polymerization: kg
время полимеризации: час скорость полимеризации: г/(час × кг)polymerization time: h polymerization rate: g/(h × kg)
[0703] <Средний размер частиц>[0703] <Average Particle Size>
Средний размер частиц перфторэластомера в водной дисперсии (кумулятивный средний размер) вычисляют методом кумулянтов с использованием ELSZ-1000S (производства Otsuka Electronics Co., Ltd.) и осуществляют измерения методом динамического рассеяния света.The average particle size of the perfluoroelastomer in aqueous dispersion (cumulative average size) was calculated by the cumulant method using ELSZ-1000S (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) and measured by the dynamic light scattering method.
[0704] <Количество частиц перфторэластомера в водной дисперсии>[0704] <Number of perfluoroelastomer particles in aqueous dispersion>
Количество частиц перфторэластомера в водной дисперсии вычисляют с помощью следующего уравнения:The number of perfluoroelastomer particles in an aqueous dispersion is calculated using the following equation:
[0705][0705]
[0706] В этом уравнении средний размер частиц представляет собой кумулятивный средний размер, вычисленный с помощью способа, описанного выше, количество полимерных частиц (количество частиц перфторэластомера) представляет собой количество частиц на 1 см3 воды, а используемая плотность представляет собой измеренное значение плотности перфторэластомера.[0706] In this equation, the average particle size is the cumulative average size calculated using the method described above, the number of polymer particles (number of perfluoroelastomer particles) is the number of particles per 1 cm 3 of water, and the density used is the measured value of the density of the perfluoroelastomer.
[0707] Пример 6[0707] Example 6
В автоклав из нержавеющей стали с внутренним объемом 0,5 литра (изготовленный из SUS316, оснащенный лопастной мешалкой типа FULLZONE и одной отбойной пластиной) без источника воспламенения добавляют 63,8 г деионизированной воды и 13 0,0 г водного раствора L-1 полимера L (концентрация твердых продуктов: 1,5% масс. ), добавляют водный раствор аммиака для доведения рН до 5,9, систему тщательно продувают газообразным азотом, затем дегазируют и нагревают до 54°С при перемешивании со скоростью 1000 об/мин. Затем туда загружают газообразную смесь тетрафторэтилена (TFE) и простого перфторметилвинилового эфира (PMVE) (отношение TFE/PMVE=24/76% моль), так что внутреннее давление достигает 0,83 МПа изб. Затем под давлением азота вводят 0,259 г CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN (CNVE) вместе с 0,8 г деионизированной воды, а затем 1,03 г персульфата аммония (APS) растворяют в 2,5 г деионизированной воды и вводят под давлением азота для инициирования реакции.Into a 0.5L stainless steel autoclave (made of SUS316, equipped with a FULLZONE type paddle stirrer and one baffle plate) without ignition source, 63.8g of deionized water and 130.0g of an L-1 polymer L aqueous solution (solid concentration: 1.5% by mass) were added, an aqueous ammonia solution was added to adjust the pH to 5.9, the system was thoroughly purged with nitrogen gas, then degassed and heated to 54°C with stirring at 1000 rpm. Then, a mixed gas of tetrafluoroethylene (TFE) and perfluoromethyl vinyl ether (PMVE) (ratio of TFE/PMVE=24/76% by mol) was charged thereto so that the internal pressure reached 0.83 MPaG. Then, 0.259 g of CF2 = CFOCF2CF ( CF3 ) OCF2CF2CN ( CNVE ) was added under nitrogen pressure along with 0.8 g of deionized water, and then 1.03 g of ammonium persulfate (APS) was dissolved in 2.5 g of deionized water and added under nitrogen pressure to initiate the reaction.
[0708] По мере прохождения полимеризации давление в танке снижается, и поэтому, когда давление достигает 0,735 МПа изб., в автоклав вводят 2 г TFE и 2,2 г PMVE для повышения давления. Аналогичным образом, по мере развития реакции TFE и PMVE вводят под давлением при соотношении 60/40% моль, и давление периодически повышают и понижают в диапазоне от 0,735 МПа изб. примерно до 0,8 9 МПа изб., так что 2 8 г TFE и 3 0,8 г PMVE вводят под давлением по завершении полимеризации. В ходе полимеризации, CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN, разделенный на порции по 0,259 г, под давлением азота вводят пять раз вместе с 0,8 г деионизированной воды, когда общее количество загруженного TFE достигает 6 г, 10 г, 14 г, 18 г и 24 г, соответственно.[0708] As the polymerization progresses, the pressure in the tank decreases, and therefore, when the pressure reaches 0.735 MPa g, 2 g of TFE and 2.2 g of PMVE are introduced into the autoclave to increase the pressure. Similarly, as the reaction progresses, TFE and PMVE are introduced under pressure at a ratio of 60/40% mol, and the pressure is periodically increased and decreased in the range from 0.735 MPa g to about 0.8 9 MPa g, so that 2 8 g of TFE and 3 0.8 g of PMVE are introduced under pressure upon completion of the polymerization. During the polymerization, CF2 = CFOCF2CF ( CF3 ) OCF2CF2CN , divided into 0.259 g portions, was injected under nitrogen pressure five times together with 0.8 g of deionized water when the total amount of loaded TFE reached 6 g, 10 g, 14 g, 18 g, and 24 g, respectively.
[0709] После этого автоклав охлаждают и непрореагировавший мономер извлекают с получением 259 г водной дисперсии с концентрацией твердых продуктов 22,0% масс.[0709] The autoclave is then cooled and the unreacted monomer is recovered to yield 259 g of an aqueous dispersion with a solids concentration of 22.0 wt%.
[0710] Время полимеризации составляет 10,1 часа. Полимер, прилипший внутри танка, собирают, нагревают для удаления влаги и находят, что его масса составляет 0,4 г. Степень адгезии составляла 0,7% масс.[0710] The polymerization time was 10.1 hours. The polymer adhered inside the tank was collected, heated to remove moisture, and found to weigh 0.4 g. The adhesion rate was 0.7% by weight.
[0711] Посредством добавления 75 г деионизированной воды перемешивают и разбавляют 100 г полученной водной дисперсии. Этот перемешанный и разбавленный раствор по каплям добавляют к 750 г 35% водного раствора хлористоводородной кислоты. Добавление по каплям осуществляют при перемешивании водного раствора хлористоводородной кислоты.[0711] 100 g of the resulting aqueous dispersion is stirred and diluted by adding 75 g of deionized water. This stirred and diluted solution is added dropwise to 750 g of a 35% aqueous solution of hydrochloric acid. The dropwise addition is carried out while stirring the aqueous solution of hydrochloric acid.
Перфторэластомер коагулирует в водном растворе хлористоводородной кислоты, и коагулированный таким образом перфторэластомер отфильтровывают, переносят в 100 г деионизированной воды и промывают при перемешивании в течение 5 минут. Через 5 минут перфторэластомер снова отфильтровывают, переносят в 100 г деионизированной воды и промывают при перемешивании в течение 5 минут. После этого операцию промывки 100 г деионизированной воды повторяют, и перфторэластомер отфильтровывают, когда рН промывочной воды после промывки водой достигает 6 или более. Отфильтрованный перфторэластомер сушат в вакууме при 70°С в течение 4 8 часов. Полученный перфторэластомер составляет 20,8 г.The perfluoroelastomer is coagulated in an aqueous solution of hydrochloric acid. The coagulated perfluoroelastomer is filtered, transferred to 100 g of deionized water, and washed with stirring for 5 minutes. After 5 minutes, the perfluoroelastomer is filtered again, transferred to 100 g of deionized water, and washed with stirring for 5 minutes. The rinsing process with 100 g of deionized water is then repeated, and the perfluoroelastomer is filtered when the pH of the wash water after rinsing with water reaches 6 or more. The filtered perfluoroelastomer is dried in a vacuum at 70°C for 4-8 hours. The resulting perfluoroelastomer weighs 20.8 g.
[0712] Анализ полученного перфторэластомера показывает следующие результаты.[0712] Analysis of the obtained perfluoroelastomer shows the following results.
композиционные особенности перфторэластомера: TFE/PMVE/CNVE=54,0/45,4/0,62% моль.compositional features of perfluoroelastomer: TFE/PMVE/CNVE=54.0/45.4/0.62% mol.
температура стеклования: -6,2°Сglass transition temperature: -6.2°C
содержание металла: 2,2 м.д.Metal content: 2.2 ppm
[0713] Скорость полимеризации составляет 29,4 г/(час × кг), кумулятивный средний размер частиц перфторэластомера в водной дисперсии составляет 69,5 нм, а количество частиц перфторэластомера в водной дисперсии составляет 7,9×1014/см3.[0713] The polymerization rate is 29.4 g/(hour x kg), the cumulative average particle size of the perfluoroelastomer in the aqueous dispersion is 69.5 nm, and the number of perfluoroelastomer particles in the aqueous dispersion is 7.9×10 14 /cm 3 .
[0714] Пример 7[0714] Example 7
В автоклав из нержавеющей стали с внутренним объемом 0,5 литра (изготовленный из SUS316, оснащенный лопастной мешалкой типа FULLZONE и одной отбойной пластиной) без источника воспламенения добавляют 65,7 г деионизированной воды и добавляют 130,0 г водного раствора L-1 полимера L (концентрация твердых продуктов: 1,5% масс. ) и водный раствор аммиака для доведения рН до 5,9. Затем систему тщательно продувают газообразным азотом, затем дегазируют и нагревают до 50°С при перемешивании со скоростью 1000 об/мин. Затем туда загружают газообразную смесь тетрафторэтилена (TFE) и простого перфторметилвинилового эфира (PMVE) (отношение TFE/PMVE=25,6/74,4% моль) так, что внутреннее давление достигает 0,83 МПа изб., и после этого 0,141 г персульфата аммония (APS) растворяют в 1,5 г деионизированной воды и вводят под давлением азота для инициирования реакции.In a 0.5L stainless steel autoclave (made of SUS316, equipped with a FULLZONE type paddle stirrer and one baffle plate) without ignition source, 65.7g of deionized water was added, and 130.0g of an aqueous solution of L-1 polymer L (solid concentration: 1.5% by weight) and an aqueous ammonia solution were added to adjust the pH to 5.9. Then, the system was thoroughly purged with nitrogen gas, then degassed and heated to 50°C with stirring at 1000 rpm. Then, a gaseous mixture of tetrafluoroethylene (TFE) and perfluoromethyl vinyl ether (PMVE) (TFE/PMVE ratio=25.6/74.4% mol) was charged therein so that the internal pressure reached 0.83 MPa g, and after that, 0.141 g of ammonium persulfate (APS) was dissolved in 1.5 g of deionized water and introduced under nitrogen pressure to initiate the reaction.
[0715] В тот момент, когда давление падает до 0,783 МПа изб. по мере развития полимеризации, 0,416 г дииодного соединения I(CF2)4I под давлением вводят в качестве агента передачи цепи вместе с 1,5 г деионизированной воды. Затем, когда давление достигает 0,735 МПа изб., в автоклав для повышения давления вводят 2 г TFE и 1,8 г PMVE. Аналогичным образом, по мере развития реакции TFE и PMVE вводят под давлением при соотношении 64,8/35,2% моль, и давление периодически повышают и понижают в диапазоне от 0,735 МПа изб. примерно до 0,8 9 МПа изб.. После начала реакции 0,0294 г APS под давлением азота вводят вместе с 1,5 г деионизированной воды каждые 12 часов для продолжения реакции. По завершении полимеризации под давлением вводят 44 г TFE и 39,6 г PMVE.[0715] At the time when the pressure drops to 0.783 MPaG as the polymerization progresses, 0.416 g of the diiodine compound I( CF2 ) 4I is pressurized as a chain transfer agent together with 1.5 g of deionized water. Then, when the pressure reaches 0.735 MPaG, 2 g of TFE and 1.8 g of PMVE are introduced into the autoclave to increase the pressure. Similarly, as the reaction progresses, TFE and PMVE are pressurized at a ratio of 64.8/35.2% mol, and the pressure is periodically increased and decreased in the range of 0.735 MPaG to about 0.89 MPaG. After the reaction starts, 0.0294 g of APS is pressurized with nitrogen together with 1.5 g of deionized water every 12 hours to continue the reaction. After completion of the pressure polymerization, 44 g TFE and 39.6 g PMVE are added.
[0716] После этого автоклав охлаждают и непрореагировавший мономер извлекают с получением 2 99 г водной дисперсии с концентрацией твердых продуктов 23,7% масс.[0716] The autoclave is then cooled and the unreacted monomer is recovered to yield 2.99 g of an aqueous dispersion with a solids concentration of 23.7% by weight.
[0717] Время полимеризации составляет 33,0 часа. Полимер, прилипший внутри танка, собирают, нагревают для удаления влаги, и его масса составляет 0,47 г. Степень адгезии составляет 0,7% масс.[0717] The polymerization time is 33.0 hours. The polymer adhered inside the tank is collected, heated to remove moisture, and its mass is 0.47 g. The adhesion degree is 0.7% by mass.
[0718] Посредством добавления 150 г деионизированной воды перемешивают и разбавляют 200 г полученной водной дисперсии. Этот перемешанный и разбавленный раствор по каплям добавляют к 1300 г 10% водного раствора хлористоводородной кислоты. Добавление по каплям осуществляют при перемешивании водного раствора хлористоводородной кислоты.[0718] 200 g of the resulting aqueous dispersion is stirred and diluted by adding 150 g of deionized water. This stirred and diluted solution is added dropwise to 1300 g of a 10% aqueous solution of hydrochloric acid. The dropwise addition is carried out while stirring the aqueous solution of hydrochloric acid.
[0719] Перфторэластомер коагулирует в водном растворе хлористоводородной кислоты, и коагулированный таким образом перфторэластомер отфильтровывают, переносят в 1000 г деионизированной воды и промывают при перемешивании в течение 5 минут. Через 5 минут перфторэластомер снова отфильтровывают, переносят в 100 г деионизированной воды и промывают при перемешивании в течение 5 минут. После этого операцию промывки 100 г деионизированной воды повторяют, и перфторэластомер отфильтровывают, когда рН промывочной воды после промывки водой достигает 6 или более. Отфильтрованный перфторэластомер сушат в вакууме при 70°С в течение 4 8 часов. Полученный перфторэластомер составляет 51,2 г.[0719] The perfluoroelastomer is coagulated in an aqueous solution of hydrochloric acid, and the perfluoroelastomer thus coagulated is filtered, transferred into 1000 g of deionized water, and washed with stirring for 5 minutes. After 5 minutes, the perfluoroelastomer is filtered again, transferred into 100 g of deionized water, and washed with stirring for 5 minutes. After this, the operation of washing with 100 g of deionized water is repeated, and the perfluoroelastomer is filtered when the pH of the washing water after washing with water reaches 6 or more. The filtered perfluoroelastomer is dried in a vacuum at 70°C for 4-8 hours. The obtained perfluoroelastomer is 51.2 g.
[0720] Анализ полученного перфторэластомера показывает следующие результаты.[0720] Analysis of the obtained perfluoroelastomer shows the following results.
композиционные особенности перфторэластомера: TFE/PMVE=61,3/38,7% мольcompositional features of perfluoroelastomer: TFE/PMVE=61.3/38.7% mol
содержание йода: 0,18% масс. iodine content: 0.18% by weight.
температура стеклования: -6,7°Сglass transition temperature: -6.7°C
[0721] Скорость полимеризации составляет 9,3 г/(час × кг), кумулятивный средний размер частиц перфторэластомера в водной дисперсии составляет 129,7 нм, а количество частиц перфторэластомера в водной дисперсии составляет 1,3×1014/см3.[0721] The polymerization rate is 9.3 g/(hour x kg), the cumulative average particle size of the perfluoroelastomer in the aqueous dispersion is 129.7 nm, and the number of perfluoroelastomer particles in the aqueous dispersion is 1.3×10 14 /cm 3 .
[0722] Пример 8[0722] Example 8
В автоклав из нержавеющей стали с внутренним объемом 6 литров (изготовленный из SUS316, оснащенный мешалкой и одной отбойной пластиной) без источника воспламенения добавляют 831,8 г деионизированной воды и 1756,1 г водного раствора L-1 полимера L (концентрация твердых продуктов: 1,5% масс. ) и водный раствор аммиака добавляют для доведения рН до 5,9. Затем систему тщательно продувают газообразным азотом, затем дегазируют и нагревают до 50°С при перемешивании со скоростью 400 об/мин. Затем туда загружают газообразную смесь тетрафторэтилена (TFE) и простого перфторметилвинилового эфира (PMVE) (отношение TFE/PMVE=25,6/74,4% моль) так, что внутреннее давление достигает 0,83 МПа изб., и после этого 4,257 г персульфата аммония (APS) растворяют в 5,0 г деионизированной воды и вводят под давлением азота для инициирования реакции.In a 6-liter stainless steel autoclave (made of SUS316, equipped with a stirrer and one baffle plate) without ignition source, 831.8 g of deionized water and 1756.1 g of an aqueous solution of L-1 polymer L (solid concentration: 1.5% by weight) were added, and an aqueous ammonia solution was added to adjust the pH to 5.9. Then, the system was thoroughly purged with nitrogen gas, then degassed and heated to 50°C with stirring at 400 rpm. Then, a gaseous mixture of tetrafluoroethylene (TFE) and perfluoromethyl vinyl ether (PMVE) (TFE/PMVE ratio=25.6/74.4% mol) was charged therein so that the internal pressure reached 0.83 MPa g, and after that, 4.257 g of ammonium persulfate (APS) was dissolved in 5.0 g of deionized water and introduced under nitrogen pressure to initiate the reaction.
[0723] В тот момент, когда давление достигает 0,735 МПа изб. по мере прохождения полимеризации, в автоклав вводят 14 г TFE и 12 г PMVE для повышения давления, а также 5,11 г дииодного соединения I(CF2)4I вводят под давлением в качестве агента передачи цепи вместе с 5,0 г деионизированной воды. Аналогичным образом, по мере развития реакции TFE и PMVE вводят под давлением при соотношении 65,9/34,1% моль, и давление периодически повышают и понижают в диапазоне от 0,7 35 МПа изб. примерно до 0,87 МПа изб.. После начала реакции 0,7 98 г APS под давлением азота вводят вместе с 3,0 г деионизированной воды каждые 12 часов для продолжения реакции. По завершении полимеризации под давлением вводят 616 г TFE и 52 8 г PMVE. В ходе полимеризации 1,1,2,2-тетрафтор-3-иод-1-((1,2,2-трифторвинил)окси)пропан, разделенный на порции по 2,08 г вводят под давлением азота четыре раза вместе с 1,5 г деионизированной воды, когда общее количество загруженного TFE достигает 308 г, 364 г, 434 г и 490 г, соответственно.[0723] At the point when the pressure reaches 0.735 MPa g as the polymerization progresses, 14 g of TFE and 12 g of PMVE are introduced into the autoclave to increase the pressure, and 5.11 g of the diiodine compound I(CF 2 ) 4 I are introduced under pressure as a chain transfer agent together with 5.0 g of deionized water. Similarly, as the reaction progresses, TFE and PMVE are introduced under pressure at a ratio of 65.9/34.1 mol%, and the pressure is periodically increased and decreased in the range of 0.7 35 MPa g to about 0.87 MPa g. After the reaction starts, 0.7 98 g of APS is introduced under nitrogen pressure together with 3.0 g of deionized water every 12 hours to continue the reaction. Upon completion of the polymerization, 616 g of TFE and 52.8 g of PMVE are introduced under pressure. During the polymerization, 1,1,2,2-tetrafluoro-3-iodo-1-((1,2,2-trifluorovinyl)oxy)propane, divided into 2.08 g portions, is injected under nitrogen pressure four times together with 1.5 g of deionized water when the total amount of loaded TFE reaches 308 g, 364 g, 434 g and 490 g, respectively.
[0724] После этого автоклав охлаждают и непрореагировавший мономер извлекают с получением 3776,4 г водной дисперсии с концентрацией твердых продуктов 29,8% масс.[0724] The autoclave is then cooled and the unreacted monomer is recovered to yield 3776.4 g of an aqueous dispersion with a solids concentration of 29.8% by weight.
[0725] Время полимеризации составляет 30,0 часов. Полимер, прилипший внутри танка, собирают, нагревают для удаления влаги и находят, что его масса составляет 0,1 г. Степень адгезии составляет 0,01% масс.[0725] The polymerization time is 30.0 hours. The polymer adhered inside the tank is collected, heated to remove moisture, and found to weigh 0.1 g. The adhesion degree is 0.01% by weight.
[0726] Посредством добавления 150 г деионизированной воды перемешивают и разбавляют 200 г полученной водной дисперсии. Этот перемешанный и разбавленный раствор по каплям добавляют к 1300 г 10% водного раствора хлористоводородной кислоты. Добавление по каплям осуществляют при перемешивании водного раствора хлористоводородной кислоты.[0726] 200 g of the resulting aqueous dispersion is stirred and diluted by adding 150 g of deionized water. This stirred and diluted solution is added dropwise to 1300 g of a 10% aqueous solution of hydrochloric acid. The dropwise addition is carried out while stirring the aqueous solution of hydrochloric acid.
[0727] Перфторэластомер коагулирует в водном растворе хлористоводородной кислоты, и коагулированный таким образом перфторэластомер отфильтровывают, переносят в 200 г деионизированной воды и промывают при перемешивании в течение 5 минут. Через 5 минут перфторэластомер снова отфильтровывают, переносят в 100 г деионизированной воды и промывают при перемешивании в течение 5 минут. После этого операцию промывки 100 г деионизированной воды повторяют, и перфторэластомер отфильтровывают, когда рН промывочной воды после промывки водой достигает 6 или более. Отфильтрованный перфторэластомер сушит в вакууме при 70°С в течение 4 8 часов. Полученный перфторэластомер составляет 56,4 г.[0727] The perfluoroelastomer is coagulated in an aqueous solution of hydrochloric acid, and the perfluoroelastomer thus coagulated is filtered, transferred into 200 g of deionized water, and washed with stirring for 5 minutes. After 5 minutes, the perfluoroelastomer is filtered again, transferred into 100 g of deionized water, and washed with stirring for 5 minutes. After this, the operation of washing with 100 g of deionized water is repeated, and the perfluoroelastomer is filtered when the pH of the washing water after washing with water reaches 6 or more. The filtered perfluoroelastomer is dried in a vacuum at 70°C for 4-8 hours. The obtained perfluoroelastomer is 56.4 g.
[0728] Анализ полученного перфторэластомера показывает следующие результаты.[0728] Analysis of the obtained perfluoroelastomer shows the following results.
композиционные особенности перфторэластомера: TFE/PMVE=64,1/35,9% мольcompositional features of perfluoroelastomer: TFE/PMVE=64.1/35.9% mol
содержание йода: 0,43% масс. iodine content: 0.43% by weight.
вязкость по Муни: (ML 1+10 (100°С))=57,5Mooney viscosity: (ML 1+10 (100°C))=57.5
температура стеклования: -3,1°Сglass transition temperature: -3.1°C
[0729] Скорость полимеризации составляет 14,7 г/(час × кг), кумулятивный средний размер частиц перфторэластомера в водной дисперсии составляет 116,2 нм, а количество частиц перфторэластомера в водной дисперсии составляет 2,5×1014/см3.[0729] The polymerization rate is 14.7 g/(hour x kg), the cumulative average particle size of the perfluoroelastomer in the aqueous dispersion is 116.2 nm, and the number of perfluoroelastomer particles in the aqueous dispersion is 2.5×10 14 /cm 3 .
[07 30] Пример 9[07 30] Example 9
В автоклав из нержавеющей стали с внутренним объемом 0,5 литра (изготовленный из SUS316, оснащенный лопастной мешалкой типа FULLZONE и одной отбойной пластиной) без источника воспламенения добавляют 118,8 г деионизированной воды и 78,0 г полимера М в водном растворе М-2 (концентрация твердых продуктов: 2,65% масс. ), систему тщательно продувают газообразным азотом, затем дегазируют и нагревают до 54°С при перемешивании со скоростью 1000 об/мин. Затем туда загружают газообразную смесь тетрафторэтилена (TFE) и простого перфторметилвинилового эфира (PMVE) (отношение Т FE/PMVE=2 4/7 6% моль) так, что внутреннее давление достигает 0,83 МПа изб.. Затем под давлением азота вводят 0, 259 г CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN (CNVE) вместе с 0,8 г деионизированной воды, а затем 1,03 г персульфата аммония (APS) растворяют в 2,5 г деионизированную воду и вводят под давлением азота для инициирования реакции.In a 0.5 liter internal volume stainless steel autoclave (made of SUS316, equipped with a FULLZONE type paddle stirrer and one baffle plate) without an ignition source, 118.8 g of deionized water and 78.0 g of polymer M in an M-2 aqueous solution (solid concentration: 2.65% by weight) were added, the system was thoroughly purged with nitrogen gas, then degassed and heated to 54°C with stirring at 1000 rpm. Then, a gaseous mixture of tetrafluoroethylene (TFE) and perfluoromethyl vinyl ether (PMVE) (ratio T FE/PMVE=2 4/7 6% mol) was charged therein so that the internal pressure reached 0.83 MPa g. Then, 0.259 g of CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 CN (CNVE) was introduced under nitrogen pressure together with 0.8 g of deionized water, and then 1.03 g of ammonium persulfate (APS) was dissolved in 2.5 g of deionized water and introduced under nitrogen pressure to initiate the reaction.
[0731] По мере прохождения полимеризации давление в танке снижается, и поэтому, когда давление достигает 0,735 МПа изб., в автоклав вводят 2 г TFE и 2,2 г PMVE для повышения давления. Аналогично, по мере развития реакции TFE и PTFE вводят под давлением при соотношении 60/4 0% моль, и давление неоднократно повышают и понижают в диапазоне от 0,735 МПа изб. примерно до 0,89 МПа изб., так что 28 г TFE и 30,8 г PTFE вводят под давлением по завершении полимеризации. В ходе полимеризации CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN, разделенные на порции по 0, 259 г, под давлением азота пять раз вводят вместе с 0,8 г деионизированной воды, когда общее количество загруженного TFE достигает 6 г, 10 г, 14 г, 18 г и 24 г, соответственно.[0731] As the polymerization progresses, the pressure in the tank decreases, and therefore, when the pressure reaches 0.735 MPa g, 2 g of TFE and 2.2 g of PMVE are added to the autoclave to increase the pressure. Similarly, as the reaction progresses, TFE and PTFE are added under pressure at a ratio of 60/40% mol, and the pressure is repeatedly increased and decreased in the range from 0.735 MPa g to about 0.89 MPa g, so that 28 g of TFE and 30.8 g of PTFE are added under pressure upon completion of the polymerization. During the polymerization , CF2 = CFOCF2CF ( CF3 ) OCF2CF2CN , divided into portions of 0.259 g, are introduced under nitrogen pressure five times together with 0.8 g of deionized water when the total amount of loaded TFE reaches 6 g, 10 g, 14 g, 18 g and 24 g, respectively.
[0732] После этого автоклав охлаждают и непрореагировавший мономер извлекают с получением 252 г водной дисперсии с концентрацией твердых продуктов 20,8% масс.[0732] The autoclave is then cooled and the unreacted monomer is recovered to yield 252 g of an aqueous dispersion with a solids concentration of 20.8% by weight.
[0733] Время полимеризации составляет 5,3 часа. Полимер, прилипший внутри танка, собирают, нагревают для удаления влаги, и его масса составляет 4,0 г.Степень адгезии составляет 7,7% масс.[0733] The polymerization time is 5.3 hours. The polymer adhered inside the tank is collected, heated to remove moisture, and its mass is 4.0 g. The adhesion degree is 7.7% by mass.
[0734] Посредством добавления 75 г деионизированной воды перемешивают и разбавляют 100 г полученной водной дисперсии. Этот перемешанный и разбавленный раствор по каплям добавляют к 7 00 г 10% водного раствора хлористоводородной кислоты. Добавление по каплям осуществляют при перемешивании водного раствора хлористоводородной кислоты.[0734] 100 g of the resulting aqueous dispersion is stirred and diluted by adding 75 g of deionized water. This stirred and diluted solution is added dropwise to 700 g of a 10% aqueous solution of hydrochloric acid. The dropwise addition is carried out while stirring the aqueous solution of hydrochloric acid.
[0735] Перфторэластомер коагулирует в водном растворе хлористоводородной кислоты, и коагулированный таким образом перфторэластомер отфильтровывают, переносят в 100 г деионизированной воды и промывают при перемешивании в течение 5 минут. Через 5 минут перфторэластомер снова отфильтровывают, переносят в 100 г деионизированной воды и промывают при перемешивании в течение 5 минут. После этого операцию промывки 100 г деионизированной воды повторяют, и перфторэластомер отфильтровывают, когда рН промывочной воды после промывки водой достигает 6 или более. Отфильтрованный перфторэластомер сушат в вакууме при 70°С в течение 4 8 часов. Полученный перфторэластомер составляет 19,1 г.[0735] The perfluoroelastomer is coagulated in an aqueous solution of hydrochloric acid, and the perfluoroelastomer thus coagulated is filtered, transferred into 100 g of deionized water, and washed with stirring for 5 minutes. After 5 minutes, the perfluoroelastomer is filtered again, transferred into 100 g of deionized water, and washed with stirring for 5 minutes. After this, the operation of washing with 100 g of deionized water is repeated, and the perfluoroelastomer is filtered when the pH of the washing water after washing with water reaches 6 or more. The filtered perfluoroelastomer is dried in a vacuum at 70°C for 4-8 hours. The obtained perfluoroelastomer is 19.1 g.
[0736] Анализ полученного перфторэластомера показывает следующие результаты.[0736] Analysis of the obtained perfluoroelastomer shows the following results.
композиционные особенности перфторэластомера:compositional features of perfluoroelastomer:
TFE/PMVE/CNVE=57,1/42,5/0,38% мольTFE/PMVE/CNVE=57.1/42.5/0.38% mol
температура стеклования: -5,4°Сglass transition temperature: -5.4°C
[0737] Скорость полимеризации составляет 50,3 г/(час × кг), кумулятивный средний размер частиц перфторэластомера в водной дисперсии составлял 42,0 нм, а количество частиц перфторэластомера в водной дисперсии составляет 3,4×1014/см3.[0737] The polymerization rate was 50.3 g/(hour x kg), the cumulative average particle size of the perfluoroelastomer in the aqueous dispersion was 42.0 nm, and the number of perfluoroelastomer particles in the aqueous dispersion was 3.4×10 14 /cm 3 .
Claims (20)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021-084879 | 2021-05-19 | ||
| JP2021-189034 | 2021-11-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2023133614A RU2023133614A (en) | 2024-03-25 |
| RU2850766C2 true RU2850766C2 (en) | 2025-11-13 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008545873A (en) * | 2005-06-10 | 2008-12-18 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Aqueous emulsion polymerization of fluorinated monomers in the presence of partially fluorinated oligomers as emulsifiers |
| RU2378294C2 (en) * | 2004-07-30 | 2010-01-10 | Солвей Солексис С.П.А. | Perfluoro-elastomers |
| RU2406731C2 (en) * | 2005-07-15 | 2010-12-20 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Water-emulsion polymerisation of fluorinated monomers using fluorine-containing surfactant |
| WO2020105651A1 (en) * | 2018-11-19 | 2020-05-28 | ダイキン工業株式会社 | Production method of modified polytetrafluoroethylene and composition |
| WO2020218620A1 (en) * | 2019-04-26 | 2020-10-29 | ダイキン工業株式会社 | Method for producing aqueous fluoropolymer dispersion, drainage treatment method, and aqueous fluoropolymer dispersion |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2378294C2 (en) * | 2004-07-30 | 2010-01-10 | Солвей Солексис С.П.А. | Perfluoro-elastomers |
| JP2008545873A (en) * | 2005-06-10 | 2008-12-18 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Aqueous emulsion polymerization of fluorinated monomers in the presence of partially fluorinated oligomers as emulsifiers |
| RU2406731C2 (en) * | 2005-07-15 | 2010-12-20 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Water-emulsion polymerisation of fluorinated monomers using fluorine-containing surfactant |
| WO2020105651A1 (en) * | 2018-11-19 | 2020-05-28 | ダイキン工業株式会社 | Production method of modified polytetrafluoroethylene and composition |
| WO2020218620A1 (en) * | 2019-04-26 | 2020-10-29 | ダイキン工業株式会社 | Method for producing aqueous fluoropolymer dispersion, drainage treatment method, and aqueous fluoropolymer dispersion |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12435213B2 (en) | Production method of modified polytetrafluoroethylene and composition | |
| JP7719404B2 (en) | Method for producing fluoropolymer, method for producing polytetrafluoroethylene, method for producing perfluoroelastomer and composition | |
| US12195617B2 (en) | Composition and stretched body | |
| US12466905B2 (en) | Composition and method for producing the same | |
| US12492271B2 (en) | Method for producing fluoropolymer | |
| JP2025142240A (en) | Method for producing fluoropolymer, method for producing polytetrafluoroethylene, and composition | |
| RU2850766C2 (en) | Method for obtaining fluoropolymer, method for obtaining polytetrafluoroethylene and composition | |
| US12460025B2 (en) | Polytetrafluoroethylene production method | |
| JP7791483B2 (en) | Fluoropolymer production method and composition | |
| JP7791447B2 (en) | Fluoropolymer manufacturing method | |
| JP7730048B2 (en) | Method for producing a high-purity fluoropolymer-containing composition and a high-purity fluoropolymer-containing composition | |
| US12503527B2 (en) | Method for producing fluoropolymer, method for producing polytetrafluoroethylene, method for producing perfluoroelastomer, and composition | |
| RU2841587C1 (en) | Method for production of polytetrafluoroethylene and composition containing polytetrafluoroethylene | |
| EP4497762A1 (en) | Method for producing fluoropolymer, and composition | |
| CN117321105A (en) | Fluoropolymer manufacturing method, polytetrafluoroethylene manufacturing method and composition | |
| EP4516819A1 (en) | Method for producing fluoropolymer |