JPH11158218A - Method for producing fluorinated polymer - Google Patents
Method for producing fluorinated polymerInfo
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- JPH11158218A JPH11158218A JP9325787A JP32578797A JPH11158218A JP H11158218 A JPH11158218 A JP H11158218A JP 9325787 A JP9325787 A JP 9325787A JP 32578797 A JP32578797 A JP 32578797A JP H11158218 A JPH11158218 A JP H11158218A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フッ素化反応に未反応フッ素ガスを循環使用
してフッ素化重合体を高反応速度を維持しながらフッ素
ガスの利用効率を高くして製造すること。
【解決手段】 フッ素化重合体を製造するフッ素化反応
系から得られる、未反応フッ素ガスおよび副生フッ化水
素を含有するガス混合物から、副生フッ化水素の少なく
とも1部を除去した後フッ化反応系に循環使用する。PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a fluorinated polymer by circulating unreacted fluorine gas in a fluorination reaction while maintaining a high reaction rate and increasing the utilization efficiency of fluorine gas. SOLUTION: After removing at least a part of by-produced hydrogen fluoride from a gas mixture containing unreacted fluorine gas and by-produced hydrogen fluoride obtained from a fluorination reaction system for producing a fluorinated polymer, the fluorine is removed. Used for circulation in the chemical reaction system.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、フッ素化重合体の
製造法に関する。さらに詳しくは、未反応フッ素ガスを
反応系に循環して、高い反応速度を維持しながら、フッ
素を有効に利用してフッ素化重合体を製造する方法に関
する。[0001] The present invention relates to a method for producing a fluorinated polymer. More specifically, the present invention relates to a method for producing a fluorinated polymer by effectively utilizing fluorine while circulating unreacted fluorine gas to a reaction system and maintaining a high reaction rate.
【0002】[0002]
【従来の技術】特開平2−28206号公報には、テト
ラフルオロエチレンとある種の含フッ素アルキルビニル
エーテルとを有機溶媒中で共重合せしめ次いで得られた
共重合体を分子状フッ素と反応させてパーフルオロアル
キル化共重合体を製造する方法が開示されている。同公
報には後段のフッ素との反応は液相法および気相法のい
ずれで実施してもまた連続式およびバッチ式のいずれで
実施してもよいことが開示されているが、未反応フッ素
の循環使用については何ら記載されていない。2. Description of the Related Art JP-A-2-28206 discloses that tetrafluoroethylene and a certain kind of fluorinated alkyl vinyl ether are copolymerized in an organic solvent, and the obtained copolymer is reacted with molecular fluorine. A method for making a perfluoroalkylated copolymer is disclosed. The publication discloses that the subsequent reaction with fluorine may be carried out by either a liquid phase method or a gas phase method, or may be carried out by either a continuous method or a batch method. No mention is made of the cyclic use of this.
【0003】従来このような反応では未反応フッ素ガス
とフッ化水素の混合物の分離が難しく、経済的な方法が
ないため、未反応フッ素ガスは循環や回収されることな
く廃棄されていた。従ってフッ素ガスの利用効率が十分
でないだけでなく、そのまま環境中へ放出することがで
きないため、一旦中和した後、さらにフッ化カルシウム
に変換した後廃棄しなければならず、廃棄する場合も多
くの費用を必要とするという問題があった。さらにバッ
チ式で反応を実施する場合にはフッ素が消費される反応
の進行とともに反応速度が次第に低下するという改善す
べき課題を有していた。Conventionally, in such a reaction, it is difficult to separate a mixture of unreacted fluorine gas and hydrogen fluoride, and there is no economical method. Therefore, unreacted fluorine gas has been discarded without being circulated or collected. Therefore, not only is the utilization efficiency of fluorine gas insufficient, but it cannot be released into the environment as it is, so it must be neutralized, then converted to calcium fluoride, and then discarded. There was a problem that required the cost. Further, when the reaction is carried out in a batch system, there is a problem to be improved that the reaction rate gradually decreases with the progress of the reaction in which fluorine is consumed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明の目的
は、高反応速度でかつフッ素の利用効率を高くしてフッ
素化重合体を製造する方法を提供することにある。本発
明の他の目的は、未反応フッ素を反応系に循環して利用
する工程を含むフッ素化重合体の工業的に優れた製造法
を提供することにある。本発明のさらに他の目的および
利点は、以下の説明から明らかになろう。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a method for producing a fluorinated polymer at a high reaction rate and with a high fluorine utilization efficiency. Another object of the present invention is to provide an industrially excellent method for producing a fluorinated polymer which includes a step of circulating and using unreacted fluorine in a reaction system. Still other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、分子内に水素原子を含有する
重合体とフッ素ガスとを反応させてフッ素化重合体生成
物および未反応フッ素ガスと副生フッ化水素とを含有す
るガス混合物を生成する第1工程;上記ガス混合物から
副生フッ化水素の少なくとも1部を除去する第2工程;
第2工程で得られた未反応フッ素ガスを含むガス混合物
を第1工程のフッ素ガスの1部として循環する第3工程
および第1工程の生成物であるフッ素化重合体を回収す
る第4工程、からなることを特徴とするフッ素化重合体
の製造法によって達成される。本発明の第1工程では、
分子内に水素原子を含有する重合体(以下含水素重合体
という)とフッ素ガスとのフッ素化反応が行われる。According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are attained by reacting a polymer containing a hydrogen atom in a molecule with fluorine gas to form a fluorinated polymer product and an unreacted polymer. A first step of producing a gas mixture containing reactive fluorine gas and by-product hydrogen fluoride; a second step of removing at least a part of the by-product hydrogen fluoride from the gas mixture;
The third step of circulating the gas mixture containing the unreacted fluorine gas obtained in the second step as a part of the fluorine gas of the first step, and the fourth step of recovering a fluorinated polymer which is a product of the first step This is achieved by a method for producing a fluorinated polymer, which comprises: In the first step of the present invention,
A fluorination reaction between a polymer containing a hydrogen atom in the molecule (hereinafter referred to as a hydrogen-containing polymer) and fluorine gas is performed.
【0006】本発明の第1工程において、フッ素化反応
の原料として用いられる含水素重合体は、フッ素ガスと
反応によってフッ素化されるものであれば特に制限は無
い。上記含水素重合体としては、例えばポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリ三フッ化ビニル、テトラフルオロエチレンと
下記一般式(I)で示されるフルオロアルキルビニルエ
ーテルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと下記一
般式(II)で示されるフルオロオレフィンとの共重合
体、およびテトラフルオロエチレンとエチレンとの共重
合体等を挙げることができる。In the first step of the present invention, the hydrogen-containing polymer used as a raw material for the fluorination reaction is not particularly limited as long as it is fluorinated by reaction with fluorine gas. As the hydrogen-containing polymer, for example, polyethylene,
Polypropylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polyvinyl trifluoride, a copolymer of tetrafluoroethylene and a fluoroalkyl vinyl ether represented by the following general formula (I), represented by tetrafluoroethylene and the following general formula (II) And a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene.
【0007】 CF2=CFOCaFbXcH(2a+1-b-c) (I) (但し、Xは塩素原子または臭素原子であり、aは1以
上の整数であり、bは0〜2a+1の整数であり、cは
0または1であり、かつ0≦b+c≦2a+1の関係を
有する。) CF2=CFCaFbH(2a+1-b) (II) (但し、Xは塩素原子または臭素原子であり、aは1以
上の整数であり、bは0〜2a+1の整数であり、かつ
0≦b≦2a+1の関係を有する。)[0007] CF 2 = CFOC a F b X c H (2a + 1-bc) (I) ( where, X is a chlorine atom or a bromine atom, a is an integer of 1 or more, b is 0~2A + 1 And c is 0 or 1, and has a relationship of 0 ≦ b + c ≦ 2a + 1.) CF 2 CFCFC a Fb H (2a + 1-b) (II) (where X is a chlorine atom Or a bromine atom, a is an integer of 1 or more, b is an integer of 0 to 2a + 1, and has a relationship of 0 ≦ b ≦ 2a + 1.)
【0008】上記一般式(I)で示されるフルオロアル
キルビニルエーテルを具体的に例示すると、CF2=C
FOCH3、CF2=CFOCH2CH3、CF2=CFO
CF3、CF2=CFOCF2CF3、CF2=CFOCF2
CF2CF3、CF2=CFOCH2CF3、CF2=CFO
CH2CF2CF3、CF2=CFOCH2CF2CF2H、
CF2=CFOCH2(CF2)2CF3、CF2=CFOC
H2(CF2)3CF3、CF2=CFOCH2(CF2)4C
F3、CF2=CFOCH2(CF2)5CF3、CF2=C
FOCH2(CF2)6CF3、CF2=CFOCH2(CF
2)7CF3、CF2=CFOCH2CF2Cl、CF2=C
FOCH2CF2Br、CF2=CFOCH2CF2CF2C
l、CF2=CFOCH2CF2CF2Br、CF2=CF
OCH2(CF2)2CF2Cl、CF2=CFOCH2(C
F2)2CF2Br、CF2=CFOCH2(CF2)3CF2
Cl、CF2=CFOCH2(CF2)3CF2Br等を挙
げることができる。これらは単独であるいは2種以上一
緒に用いることができる。Specific examples of the fluoroalkyl vinyl ether represented by the above general formula (I) include CF 2 CC
FOCH 3 , CF 2 CFCFOCH 2 CH 3 , CF 2 CFCFO
CF 3, CF 2 = CFOCF 2 CF 3, CF 2 = CFOCF 2
CF 2 CF 3 , CF 2 CFCFOCH 2 CF 3 , CF 2 CFCFO
CH 2 CF 2 CF 3 , CF 2 CFCFOCH 2 CF 2 CF 2 H,
CF 2 CFCFOCH 2 (CF 2 ) 2 CF 3 , CF 2 CFCFOC
H 2 (CF 2 ) 3 CF 3 , CF 2 CFCFOCH 2 (CF 2 ) 4 C
F 3, CF 2 = CFOCH 2 (CF 2) 5 CF 3, CF 2 = C
FOCH 2 (CF 2 ) 6 CF 3 , CF 2 CFCFOCH 2 (CF
2 ) 7 CF 3 , CF 2 CFCFOCH 2 CF 2 Cl, CF 2 CC
FOCH 2 CF 2 Br, CF 2 = CFOCH 2 CF 2 CF 2 C
1, CF 2 CFCFOCH 2 CF 2 CF 2 Br, CF 2 CFCF
OCH 2 (CF 2 ) 2 CF 2 Cl, CF 2 CFCFOCH 2 (C
F 2 ) 2 CF 2 Br, CF 2 CFCFOCH 2 (CF 2 ) 3 CF 2
Cl, CF 2 CFCFOCH 2 (CF 2 ) 3 CF 2 Br and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
【0009】また上記テトラフルオロエチレンと一般式
(I)で示されるフルオロアルキルビニルエーテルとの
共重合体の組成は、本発明のフッ素ガスとの反応温度に
おいて共重合体が溶融せず、実質的に形状を保つ範囲に
あればよい。フルオロアルキルビニルエーテルに基づく
単量体単位は好ましくは0.5〜40モル%、より好ま
しくは1〜20モル%であり、テトラフルオロエチレン
に基づく単量体単位は好ましくは99.5〜60モル
%、より好ましくは99〜80モル%である。The composition of the copolymer of the above tetrafluoroethylene and the fluoroalkyl vinyl ether represented by the general formula (I) is such that the copolymer does not melt at the reaction temperature with the fluorine gas of the present invention, and What is necessary is just to be in the range which maintains a shape. The monomer unit based on fluoroalkyl vinyl ether is preferably 0.5 to 40 mol%, more preferably 1 to 20 mol%, and the monomer unit based on tetrafluoroethylene is preferably 99.5 to 60 mol%. , More preferably 99 to 80 mol%.
【0010】上記一般式(II)で示されるフルオロオレ
フィンを具体的に例示すると、CF2=CFCF3、CF
2=CFCF2CF3、CF2=CFCF2CF2CF3、C
F2=CFCH2CF3、CF2=CFCH2CF2CF3、
CF2=CFCH3、CF2=CFCH2CH3、CF2=C
F(CH2)2CH3、等を挙げることができる。これら
は単独であるいは2種以上一緒に用いることができる。Specific examples of the fluoroolefin represented by the general formula (II) include CF 2 CFCFCF 3 , CF
2 = CFCF 2 CF 3 , CF 2 = CFCF 2 CF 2 CF 3 , C
F 2 = CFCH 2 CF 3 , CF 2 = CFCH 2 CF 2 CF 3 ,
CF 2 = CFCH 3, CF 2 = CFCH 2 CH 3, CF 2 = C
F (CH 2 ) 2 CH 3 and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
【0011】また、上記テトラフルオロエチレンと一般
式(II)で示されるフルオロオレフィンとの共重合体の
組成は、本発明のフッ素ガスとの反応温度において共重
合体が溶融せず、実質的に形状を保つ範囲にあればよ
い。フルオロオレフィンに基づく単量体単位は好ましく
は0.5〜40モル%、より好ましくは1〜20モル%
であり、テトラフルオロエチレンに基づく単量体単位は
好ましくは99.5〜60モル%、より好ましくは99
〜80モル%である。さらに本発明の実施を阻害しない
範囲において上記の共重合体に他の単量体成分が含まれ
ていても何ら問題は無い。The composition of the copolymer of the above tetrafluoroethylene and the fluoroolefin represented by the general formula (II) is such that the copolymer does not melt at the reaction temperature with the fluorine gas of the present invention, What is necessary is just to be in the range which maintains a shape. The monomer unit based on the fluoroolefin is preferably 0.5 to 40 mol%, more preferably 1 to 20 mol%.
And the monomer unit based on tetrafluoroethylene is preferably 99.5 to 60 mol%, more preferably 99 to 60 mol%.
~ 80 mol%. Further, there is no problem even if the above-mentioned copolymer contains other monomer components as long as the practice of the present invention is not hindered.
【0012】第1工程で使用される前記含水素重合体の
形状は、特に制限されず、粉状、粒子状、フレーク状、
棒状、ペレット状の他に板状、フィルム状、あるいは一
般的な成形体を用いることができる。本発明の第1工程
において、採用される反応器は特に制限なく公知のもの
を用いることができる。好適に用いられる反応器として
は、反応器内部に攪拌翼を有する内部攪拌方式の反応
器、また反応器自体が回転、振動することによって内部
の重合体を攪拌混合することのできる外部攪拌方式の反
応器を挙げることができる。また、使用する含フッ素重
合体の形状が板状、フィルム状、その他の成形体の場合
は、内部に該成形体を保持するホルダーを内蔵した反応
器を用いることが好ましい。また、反応器はその内壁を
フッ素ガスに対し耐蝕性を有する材質で構成することが
望ましい。The shape of the hydrogen-containing polymer used in the first step is not particularly limited, and may be powdery, particulate, flake, or the like.
In addition to the rod shape and the pellet shape, a plate shape, a film shape, or a general molded body can be used. In the first step of the present invention, a known reactor can be used without any particular limitation. The reactor preferably used is an internal stirring type reactor having stirring blades inside the reactor, or an external stirring type reactor capable of stirring and mixing the polymer inside by rotating and vibrating the reactor itself. A reactor may be mentioned. When the fluoropolymer used is in the form of a plate, a film, or another molded product, it is preferable to use a reactor having a built-in holder for holding the molded product. The inner wall of the reactor is preferably made of a material having corrosion resistance to fluorine gas.
【0013】本発明の方法において、フッ素化反応の態
様は、含水素重合体の存在する反応器にフッ素ガスを流
通させつつフッ素化を行う流通法、および含水素重合体
の存在する反応器に所定濃度のフッ素ガスを封じ込め、
反応によってフッ素ガスの濃度が低下して所望の反応速
度が得られなくなった時に、反応器内のガスを排出し、
新たにフッ素ガスを封じ込めて反応を継続してフッ素化
するバッチ法等が特に制限なく採用することができる。
これらのうち、流通法が好ましい。[0013] In the method of the present invention, the fluorination reaction is carried out in a flow method in which fluorination is carried out while flowing a fluorine gas through a reactor in which a hydrogen-containing polymer is present, and in a reactor in which a hydrogen-containing polymer is present. Contain a predetermined concentration of fluorine gas,
When the desired reaction rate cannot be obtained due to a decrease in the concentration of fluorine gas due to the reaction, the gas in the reactor is discharged,
A batch method or the like in which a fluorine gas is newly enclosed and the reaction is continued to fluorinate can be employed without any particular limitation.
Of these, the distribution method is preferred.
【0014】第1工程のフッ素化反応は、フッ素ガスと
して、不活性ガスで希釈されたフッ素ガスを使用するの
が好ましい。上記不活性ガスとしては、窒素、二酸化炭
素、あるいはヘリウム等を用いることができる。In the fluorination reaction of the first step, it is preferable to use, as the fluorine gas, a fluorine gas diluted with an inert gas. Nitrogen, carbon dioxide, helium, or the like can be used as the inert gas.
【0015】第1工程の反応ではフッ素ガスの濃度、圧
力は互いに関係しあっており、また原料樹脂の種類、反
応の程度、温度等の反応条件により一概には決定できな
いが、フッ素ガス濃度は、好ましくは5〜40%、さら
に好ましくは10〜30%であり、またフッ素ガス圧力
は、好ましくは1〜6.0kg/cm2、さらに好ましく
は1.3〜5kg/cm2で実施するのが有利である。フ
ッ素ガスの濃度、圧力がこの値より低い場合、フッ素化
反応の進行に長時間を要すばかりでなく、フッ素化反応
を完結させることが困難な場合があり、その結果、得ら
れるフッ素化重合体の耐熱性が劣り易くなるといった物
性上の問題も生じ易くなる。またフッ素ガスの濃度、圧
力がこの値より高い場合には、反応温度等他の反応条件
によっては、反応が激しくなり、反応温度が上昇し、制
御が困難となる場合がある。はなはだしい場合には、重
合体の著しい分解等が生ずることがある。In the reaction of the first step, the concentration and the pressure of the fluorine gas are related to each other, and cannot be determined unconditionally by the reaction conditions such as the kind of the raw material resin, the degree of the reaction and the temperature. The pressure is preferably 5 to 40%, more preferably 10 to 30%, and the fluorine gas pressure is preferably 1 to 6.0 kg / cm 2 , more preferably 1.3 to 5 kg / cm 2 . Is advantageous. When the concentration and pressure of the fluorine gas are lower than these values, not only does it take a long time for the fluorination reaction to proceed, but it may be difficult to complete the fluorination reaction, and as a result, the resulting fluorinated polymer is obtained. Problems in physical properties such as the heat resistance of the coalescence tend to be inferior easily occur. If the concentration and pressure of the fluorine gas are higher than these values, the reaction may become vigorous and the reaction temperature may increase depending on other reaction conditions such as the reaction temperature, and control may be difficult. In extreme cases, significant decomposition of the polymer may occur.
【0016】本発明において、反応器中のフッ素ガスの
圧力は反応器に設置した圧力計で読み取ればよい。また
反応器中のフッ素ガスの濃度は反応器から排出されたガ
ス中に含まれるフッ素ガスの濃度と等しいと解釈すべき
である。すなわち反応器から排出されるガス中に含まれ
るフッ素ガスの量は、反応器出口でのガス分析、ないし
は後述するように反応ガス循環のために設けた副生フッ
化水素ガスの一部を除去した後のガスを分析して、求め
ることができる。In the present invention, the pressure of the fluorine gas in the reactor may be read by a pressure gauge installed in the reactor. It should also be understood that the concentration of fluorine gas in the reactor is equal to the concentration of fluorine gas contained in the gas discharged from the reactor. That is, the amount of fluorine gas contained in the gas discharged from the reactor is determined by gas analysis at the reactor outlet or removal of a part of by-product hydrogen fluoride gas provided for the reaction gas circulation as described later. After the gas is analyzed, it can be determined.
【0017】ここで、上記フッ素ガスの濃度、圧力の範
囲は実質的に反応が実施されている範囲において維持さ
れるべきである。サンプリング等一時的にフッ素ガスの
濃度、圧力が上記範囲からはずれることは差し支えな
い。ただしこの場合もフッ素化されるべき水素原子の9
5%以上、好ましくは98%以上がフッ素ガスとの反応
をする範囲において、フッ素ガス濃度、圧力を上記範囲
にしておけばよい。Here, the range of the concentration and the pressure of the fluorine gas should be maintained substantially within the range where the reaction is carried out. The concentration and pressure of the fluorine gas may temporarily deviate from the above ranges, such as during sampling. However, also in this case, 9 of the hydrogen atoms to be fluorinated
In a range where 5% or more, preferably 98% or more reacts with the fluorine gas, the fluorine gas concentration and the pressure may be set in the above ranges.
【0018】第1工程のフッ素化反応の反応温度は、好
ましくは−50℃〜200℃、より好ましくは0℃〜1
70℃(被処理高分子重合体の溶融温度以下の温度)で
ある。反応を効率的に行うためには、上記温度範囲内で
段階的、あるいは連続的に昇温することも有効である。
また、反応時間、反応条件によって一概には規定できな
いが、一般には1〜100時間、好ましくは5〜50時
間である。The reaction temperature of the fluorination reaction in the first step is preferably from -50 ° C to 200 ° C, more preferably from 0 ° C to 1 ° C.
70 ° C. (temperature below the melting temperature of the polymer to be treated). In order to carry out the reaction efficiently, it is also effective to raise the temperature stepwise or continuously within the above temperature range.
In addition, although it cannot be unconditionally specified depending on the reaction time and reaction conditions, it is generally 1 to 100 hours, preferably 5 to 50 hours.
【0019】第1工程においては、目的生成物としてフ
ッ素化重合体が生成されそして未反応フッ素ガスと副生
フッ化水素とを含むガス混合物が得られる。フッ素化反
応装置から連続的にあるいは断続的に取り出される上記
ガス混合物は、第2工程において、含有する副生フッ化
水素ガスの少なくとも1部が除去される。上記ガス混合
物から副生フッ化水素ガスを除去するには通常該ガス混
合物を凝縮器に導き容易に凝縮されるフッ化水素を凝縮
させて分離することにより行われる。通常凝縮器の温度
は20〜−50℃、好ましくは0〜−40℃の範囲に設
定される。この凝縮のとき原料や生成物に由来する凝縮
性の含フッ素分解ガスが存在する場合にはその一部また
は全部も一緒に凝縮され、除去される。In the first step, a fluorinated polymer is produced as a target product, and a gas mixture containing unreacted fluorine gas and by-product hydrogen fluoride is obtained. In the gas mixture taken out continuously or intermittently from the fluorination reactor, at least a part of the by-product hydrogen fluoride gas contained is removed in the second step. Removal of by-product hydrogen fluoride gas from the gas mixture is usually carried out by introducing the gas mixture into a condenser to condense and separate easily condensed hydrogen fluoride. Usually, the temperature of the condenser is set in the range of 20 to -50C, preferably 0 to -40C. If condensable fluorine-containing decomposition gas derived from raw materials or products is present during the condensation, part or all of the condensable fluorine-containing decomposition gas is also condensed and removed.
【0020】第2工程において、副生フッ化水素の好ま
しくは少なくとも40%、さらに好ましくは少なくとも
60%が除去される。副生フッ化水素の少なくとも1部
が除去された後に得られるフッ素ガスを含むガス混合物
は次いで第3工程において第1工程の原料フッ素ガスの
一部としてフッ素化反応に使用されるために循環され
る。循環は連続的にまたは断続的に行なうことができ
る。第3工程で循環されるガス混合物は、第2工程の凝
縮器からのガス混合物を必要に応じて予熱器に導いて常
温に戻し、さらに昇圧器により加圧される。それによっ
て、循環されるガス混合物を第1工程を実施するフッ素
化反応装置中に円滑に導入することができる。また第1
工程における反応温度を常温より低い温度で行なう場合
には、循環されるガス混合物の温度は、新たに追加され
るフッ素ガスと混合した後、反応温度となるように調整
される。In the second step, preferably at least 40% and more preferably at least 60% of the by-product hydrogen fluoride is removed. The gas mixture containing fluorine gas obtained after removing at least a part of the by-product hydrogen fluoride is then circulated in the third step as a part of the raw material fluorine gas of the first step for use in the fluorination reaction. You. Circulation can be continuous or intermittent. The gas mixture circulated in the third step is returned to room temperature by introducing the gas mixture from the condenser in the second step to a preheater as needed, and is further pressurized by a pressure booster. Thereby, the circulated gas mixture can be smoothly introduced into the fluorination reactor for performing the first step. Also the first
When the reaction temperature in the process is lower than room temperature, the temperature of the circulated gas mixture is adjusted to be the reaction temperature after mixing with the newly added fluorine gas.
【0021】なお、昇圧機と反応装置との間には、昇圧
されたガス混合物の圧力変動を抑制するためのバッファ
ータンクまたはドラムあるいは場合によっては、一旦貯
えるためのタンクまたはドラムを設置するのが望まし
い。循環されるガス混合物中のフッ素ガスの濃度は反応
の初期においては低く、例えば1〜30%、一般には5
〜25%程度であり、反応終了期に近づくとほとんどフ
ィードガス中のフッ素濃度、例えば5〜40%程度とな
る。It is to be noted that a buffer tank or a drum for suppressing the pressure fluctuation of the pressurized gas mixture or, if necessary, a tank or a drum for temporarily storing the gas mixture between the pressurizer and the reactor. desirable. The concentration of fluorine gas in the circulated gas mixture is low at the beginning of the reaction, for example 1 to 30%, generally 5%.
Approximately 25%, and when approaching the end of the reaction, the concentration of fluorine in the feed gas almost becomes, for example, approximately 5 to 40%.
【0022】本発明の好ましい実施態様では、第2工程
で得られた未反応フッ素ガスを含むガス混合物例えば上
記タンクまたはドラム中のガス混合物の中のフッ素ガス
の濃度を定量分析に付して定量しそれによって第1工程
に必要とされるフッ素ガス量に占める新しいフッ素ガス
の供給量を決定することができる。定量分析は種々の手
段により実施し得るが、分析の正確さと速さとからガス
クロマトグラフィーによるのが有利である。In a preferred embodiment of the present invention, the concentration of fluorine gas in the gas mixture containing unreacted fluorine gas obtained in the second step, for example, the gas mixture in the above-mentioned tank or drum, is subjected to quantitative analysis to determine the concentration. Thus, the supply amount of the new fluorine gas in the amount of the fluorine gas required for the first step can be determined. Quantitative analysis can be performed by various means, but it is advantageous to use gas chromatography because of the accuracy and speed of the analysis.
【0023】上記定量分析の結果を考慮して、第1工程
の反応装置内のフッ素ガスの濃度が5〜40容量%、好
ましくは10〜30容量%となるように、新しいフッ素
ガスを反応装置に供給するのが望ましい。反応を所定時
間実施した後、第4工程において、第1工程の生成物で
あるフッ素化重合体を反応装置から回収する。In consideration of the results of the quantitative analysis, new fluorine gas is supplied to the reactor so that the concentration of fluorine gas in the reactor in the first step becomes 5 to 40% by volume, preferably 10 to 30% by volume. It is desirable to supply to. After performing the reaction for a predetermined time, in a fourth step, the fluorinated polymer which is a product of the first step is recovered from the reaction apparatus.
【0024】本発明によって製造される、フッ素化重合
体、例えばパーフルオロ重合体あるいは高次のフッ素化
重合体は表面特性、耐薬品性、電気特性等にも優れ、フ
ッ素樹脂としての特性が要求される産業分野において好
適に使用できる。特に次の単量体単位を持つパーフルオ
ロ重合体は産業上極めて有用である。The fluorinated polymer produced by the present invention, for example, a perfluoropolymer or a higher-order fluorinated polymer is excellent in surface properties, chemical resistance, electric properties and the like, and is required to have properties as a fluororesin. It can be suitably used in the industrial field. In particular, perfluoropolymers having the following monomer units are extremely useful industrially.
【0025】[0025]
【化1】 ただし、aは1〜7の整数、m、nは正の整数でn/
(m+n)が0.5〜40%の場合。Embedded image Here, a is an integer of 1 to 7, m and n are positive integers and n /
(M + n) is 0.5 to 40%.
【0026】[0026]
【実施例】本発明をさらに詳細に説明するために以下に
実施例を示すが、本発明はこれら実施例によって何ら制
限をうけるものではない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the present invention.
【0027】実施例1 テトラフルオロエチレンと2,2,3,3,3−ペンタフル
オロプロピルトリフルオロビニルエーテルを共重合して
得られた、6.5mol%の2,2,3,3,3−ペンタフ
ルオロプロピルトリフルオロビニルエーテルに由来する
単量体単位を含む共重合体粉末(粒径<200μm、嵩
密度(ρ)=0.8g/cc)25kgを内容積120
lの内部攪拌式横型反応器(内径(D)=400mm、
長さ(L)=950mm、攪拌翼と容器内壁との間隙
(d)=3mm、ヘリカルリボン翼)に仕込み、系内を
窒素で置換した。Example 1 6.5 mol% of 2,2,3,3,3- obtained by copolymerizing tetrafluoroethylene and 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl trifluorovinyl ether. 25 kg of a copolymer powder containing a monomer unit derived from pentafluoropropyl trifluorovinyl ether (particle size <200 μm, bulk density (ρ) = 0.8 g / cc) was filled with 120 kg of internal volume.
1 internal stirring type horizontal reactor (inner diameter (D) = 400 mm,
Length (L) = 950 mm, gap (d) between the stirring blade and the inner wall of the vessel = 3 mm, helical ribbon blade), and the system was purged with nitrogen.
【0028】攪拌翼の周速度0.4m/秒で攪拌後、樹
脂温度を20℃に維持しながら窒素で希釈された30容
量(vol)%のフッ素を5l/分で供給し、系内圧力
を1.9kg/cm2−Gまで上げた後、この圧力を維持
しながら、昇圧機を起動し、1m3/時間で循環を始め
ると同時に、30容量%フッ素の供給を停止した。After stirring at a peripheral speed of the stirring blade of 0.4 m / sec, 30 vol% fluorine diluted with nitrogen was supplied at 5 l / min while maintaining the resin temperature at 20 ° C. After raising the pressure to 1.9 kg / cm 2 -G, while maintaining this pressure, the pressure booster was started up, circulation was started at 1 m 3 / hour, and the supply of 30% by volume fluorine was stopped.
【0029】昇圧機を起動後、反応の進行に伴って発生
する副生物(フッ化水素、分解ガス等)を凝縮器で凝縮
させ、液化した副生物を貯槽に貯めた。凝縮できない窒
素およびフッ素を予熱器で常温に戻し、反応器へ循環さ
せながら、昇圧機の吐出側に設けたタンク中のガスを3
0分毎にガスクロマトグラフィーによって分析を行い、
反応器系内が15〜20容量%のフッ素ガス濃度になる
ように、反応器入口から100容量%のフッ素をフィー
ドバック制御によって供給した。After the pressurizer was started, by-products (hydrogen fluoride, decomposition gas, etc.) generated as the reaction proceeded were condensed by a condenser, and the liquefied by-product was stored in a storage tank. The non-condensable nitrogen and fluorine are returned to room temperature with a preheater, and while circulating to the reactor, the gas in the tank provided on the discharge side of
Perform analysis by gas chromatography every 0 minutes,
100% by volume of fluorine was fed from the reactor inlet by feedback control so that the inside of the reactor system had a fluorine gas concentration of 15 to 20% by volume.
【0030】30容量%フッ素供給開始を0時間とし、
1時間後に樹脂温度を20℃から130℃までを10時
間で昇温し、130℃で2時間保持させ反応を終了させ
た。The supply of 30% by volume fluorine was started for 0 hour,
One hour later, the temperature of the resin was raised from 20 ° C. to 130 ° C. in 10 hours, and kept at 130 ° C. for 2 hours to terminate the reaction.
【0031】反応終了後、反応器を冷却しながら、反応
器内部を窒素で置換し、反応器内部の樹脂を取り出し、
FT−IRを用いて、水素含有エーテル結合およびパー
フルオロエーテル結合の量をそれぞれ測定した結果、フ
ッ素化単量体単位は4.3mol%であった。また、2,
2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルトリフルオロビ
ニルエーテルに由来する水素原子は全て消失しており、
原料重合体がパーフルオロ化されていることが確認され
た。本反応で使用したフッ素量は、原料樹脂の水素原子
当たり1.1当量であった。After the completion of the reaction, the inside of the reactor was replaced with nitrogen while cooling the reactor, and the resin inside the reactor was taken out.
As a result of measuring the amounts of the hydrogen-containing ether bond and the perfluoroether bond using FT-IR, the fluorinated monomer unit was 4.3 mol%. Also, 2,
All hydrogen atoms derived from 2,3,3,3-pentafluoropropyl trifluorovinyl ether have disappeared,
It was confirmed that the raw material polymer was perfluorinated. The amount of fluorine used in this reaction was 1.1 equivalent per hydrogen atom of the raw material resin.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明によれば、未反応フッ素ガスを反
応系に循環して使用することにより、フッ素化重合体を
高い反応速度を維持しながらフッ素を有効に利用して工
業的に有利に製造することが可能である。According to the present invention, by circulating and using unreacted fluorine gas in the reaction system, the fluorinated polymer can be industrially advantageously used by effectively utilizing fluorine while maintaining a high reaction rate. It is possible to manufacture.
Claims (2)
ッ素ガスとを反応させてフッ素化重合体生成物および未
反応フッ素ガスと副生フッ化水素とを含有するガス混合
物を生成する第1工程;上記ガス混合物から副生フッ化
水素の少なくとも1部を除去する第2工程;第2工程で
得られた未反応フッ素ガスを含むガス混合物を第1工程
のフッ素ガスの1部として循環する第3工程および第1
工程の生成物であるフッ素化重合体を回収する第4工
程、からなることを特徴とするフッ素化重合体の製造
法。1. A method comprising reacting a polymer containing a hydrogen atom in a molecule with fluorine gas to produce a fluorinated polymer product and a gas mixture containing unreacted fluorine gas and by-product hydrogen fluoride. 1 step: removing at least a part of by-product hydrogen fluoride from the gas mixture; 2nd step; circulating the gas mixture containing the unreacted fluorine gas obtained in the 2 step as a part of the fluorine gas in the first step Third step and first step
A fourth step of recovering the fluorinated polymer that is the product of the step.
含む混合物中のフッ素ガスの濃度を定量分析により定量
しそれによって第1工程に供給する新しいフッ素ガスの
量を決定する請求項1の方法。2. The method according to claim 1, wherein the concentration of the fluorine gas in the mixture containing the unreacted fluorine gas obtained in the second step is determined by quantitative analysis to determine the amount of new fluorine gas to be supplied to the first step. the method of.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9325787A JPH11158218A (en) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | Method for producing fluorinated polymer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9325787A JPH11158218A (en) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | Method for producing fluorinated polymer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11158218A true JPH11158218A (en) | 1999-06-15 |
Family
ID=18180608
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9325787A Pending JPH11158218A (en) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | Method for producing fluorinated polymer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11158218A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002008325A1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-01-31 | Daikin Industries, Ltd. | Method for producing regenerated fluororesin and regenerated fluororesin article |
| DE10159940A1 (en) * | 2001-12-06 | 2003-06-26 | Messer Griesheim Gmbh | Apparatus for gas-phase fluorination of fuel tanks and associated plastic parts comprises a reaction chamber and a device for removing hydrogen fluoride from the reaction gas, e.g. a calcium carbonate filter |
| US6713861B2 (en) | 1999-08-19 | 2004-03-30 | Micron Technology, Inc. | Method of removing free halogen from a halogenated polymer insulating layer of a semiconductor device and resulting semiconductor device |
| WO2014069165A1 (en) * | 2012-10-29 | 2014-05-08 | 旭硝子株式会社 | Method for producing fluorinated copolymer |
| CN114195100A (en) * | 2020-09-18 | 2022-03-18 | 湖南蓝启新材料有限公司 | Method and device for continuous reuse of fluorine gas |
-
1997
- 1997-11-27 JP JP9325787A patent/JPH11158218A/en active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6713861B2 (en) | 1999-08-19 | 2004-03-30 | Micron Technology, Inc. | Method of removing free halogen from a halogenated polymer insulating layer of a semiconductor device and resulting semiconductor device |
| WO2002008325A1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-01-31 | Daikin Industries, Ltd. | Method for producing regenerated fluororesin and regenerated fluororesin article |
| JP2002036237A (en) * | 2000-07-24 | 2002-02-05 | Daikin Ind Ltd | Method for producing recycled fluororesin and recycled fluororesin |
| US7223800B2 (en) | 2000-07-24 | 2007-05-29 | Daikin Industries, Ltd. | Method for producing regenerated fluororesin and regenerated fluororesin article |
| KR100816224B1 (en) | 2000-07-24 | 2008-03-21 | 다이킨 고교 가부시키가이샤 | Method for producing recycled fluororesin and fluorine resin recycled product |
| DE10159940A1 (en) * | 2001-12-06 | 2003-06-26 | Messer Griesheim Gmbh | Apparatus for gas-phase fluorination of fuel tanks and associated plastic parts comprises a reaction chamber and a device for removing hydrogen fluoride from the reaction gas, e.g. a calcium carbonate filter |
| DE10159940B4 (en) * | 2001-12-06 | 2007-02-08 | Air Liquide Deutschland Gmbh | Apparatus and method for fluorination of plastic moldings with a fluorine-containing gas mixture |
| WO2014069165A1 (en) * | 2012-10-29 | 2014-05-08 | 旭硝子株式会社 | Method for producing fluorinated copolymer |
| JPWO2014069165A1 (en) * | 2012-10-29 | 2016-09-08 | 旭硝子株式会社 | Method for producing fluorine-containing copolymer |
| US9464176B2 (en) | 2012-10-29 | 2016-10-11 | Asahi Glass Company, Limited | Process for producing fluorinated copolymer |
| CN114195100A (en) * | 2020-09-18 | 2022-03-18 | 湖南蓝启新材料有限公司 | Method and device for continuous reuse of fluorine gas |
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