[其他]新的氟化高聚物溶液

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86104292
• 申請(qǐng)日: 1986-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN86104292A
• 公開（公告）日: 1987-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杰弗里·D·比爾德維爾;威廉姆·P·卡爾;布特·E·莫里茨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陶氏化學(xué)公司
• 主分類號(hào): C08J3/08
• 分類號(hào): C08J3/08;B32B7/04;B32B27/06;C08L27/18
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 林柏楠

離子交換活性氟化高聚物膜或片已廣泛地使用于工業(yè)中，特別是作為氯-堿電解槽的離子交換隔膜。這些隔膜是由氟化高聚物制成，這些高聚物具有連接在聚合物主鏈的側(cè)基上的離子交換活性基團(tuán)。

這些聚合物通常是熱塑性的，並且在其熔化狀態(tài)，使用機(jī)械擠壓設(shè)備可以制成薄膜或片。但是，這樣的設(shè)備是在接近聚合物的結(jié)晶熔點(diǎn)溫度區(qū)域操作，而該溫度范圍通常接近某些聚合物的分解溫度。因而，當(dāng)用常規(guī)方法使某些聚合物形成薄膜時(shí)，分解可能是一個(gè)問題。而且，使用這樣一些技術(shù)使這些聚合物制成比大約10微米更薄的薄膜是困難的。此外，要制造厚度始終如一的薄膜也是困難的。從而，能夠制造具有一致厚度的薄膜是非常想望的。

使隔膜結(jié)構(gòu)和支承結(jié)構(gòu)形成多層是某些專利和專利申請(qǐng)的主題，這些專利和申請(qǐng)包括美國專利US3925135;3909378;3770567;和4341605。然而，這些方法使用了復(fù)雜的工序和設(shè)備，包括真空歧管、輥和分離介質(zhì)等。

由全氟化高聚物制造薄膜的現(xiàn)有技術(shù)方法已受到聚合物的溶解度和聚合物的隨溫度變化的切變粘滯率特性的限制。為了克服全氟羧酸酯聚合物的這些特性，研究人員已使用不同類型的溶脹劑力圖使聚合物溶脹並通過萃取力圖使聚合物的成型溫度降低到切實(shí)可行的范圍。例如美國專利US4360601中講述了萃取方法。即從羧酸酯聚合物中分離出低分子量齊聚物。在索格利特裝置上于大氣壓力下經(jīng)24小時(shí)萃取出“起毛”（“fluff”）聚合物（見美國專利US4360601實(shí)施例1和3）。已發(fā)現(xiàn)這樣的處理使某些氟化羧酸酯共聚物更易加工以及以水解的形式在氯-堿電解槽中工作更有效。這些萃取通過例如美國專利US4360601實(shí)施例3所示的形成聚合物的脂膏，改進(jìn)了成型聚合物制品。

此外，這些萃取在離析后看來降低了羧酸酯聚合物的操作溫度。離析指的是用使表面活性劑鈍化的常規(guī)方法，如冷凍、加熱、切變、鹽析或pH調(diào)節(jié)從聚合物乳液中分離。

英國專利GB1286859指出，高極性有機(jī)“溶劑”溶解少量熱塑性狀態(tài)的氟化乙烯醚/四氟乙烯共聚物。熱塑性狀態(tài)是指能在高于某些轉(zhuǎn)變溫度（如玻璃轉(zhuǎn)變溫度或熔點(diǎn)）時(shí)成型或加工而不改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)或組分的狀態(tài)。該專利教導(dǎo)使用的“溶劑”包括丁醇、乙醇、N，N-二甲基乙酰胺和N，N-二甲基苯胺。

已使用類似的方法以使離子狀態(tài)的隔膜溶脹。隔膜的離子狀態(tài)是從其熱塑性狀態(tài)（-SO₂F或-COOCH₃）轉(zhuǎn)變到離子狀態(tài)（-SO₃M或-COOM，其中M為H⁺、K⁺、Na⁺、或NH⁺₄或其他金屬離子）的隔膜。

現(xiàn)有技術(shù)中，工作人員使用了高極性溶劑或溶劑的混合物于基本全氟化高聚物類，以及使用較弱極性的溶劑于含有烴成分作為共聚用單體、三單體或交聯(lián)劑的氟化高聚物類。

可是，各種溶脹、分散或萃取聚合物的現(xiàn)有技術(shù)方法都有一定的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)對(duì)實(shí)施該技術(shù)的人員是公知的。極性溶劑具有吸附水或在隨后的成型操作中與官能團(tuán)作用的可能，因而造成不良涂層、薄膜等。高沸點(diǎn)溶劑難以除去並經(jīng)常呈現(xiàn)有毒或可燃性能。聚合物的官能狀態(tài)（離子狀態(tài)）可與溶劑反應(yīng)。（見分析化學(xué)，1982，卷54，1639-1641頁）。

較強(qiáng)極性的溶劑，如美國專利US3740369;英國專利GB1286859和化學(xué)文摘7906856所公開的甲醇、丁醇酯類和酮類在室溫下具有高蒸汽壓，這是溶劑分離所希望的;但是也有吸收水的趨勢(shì)。其水含量是不合要求的，由于這在制備疏水聚合物類的連續(xù)涂層和薄膜時(shí)會(huì)產(chǎn)生問題。此外，極性溶劑經(jīng)常留下殘余物，這些殘余物與聚合物類不相容。還有，他們經(jīng)常留下殘余物，這些殘余物如果不是緊接著就分離掉則就會(huì)在隨后的化學(xué)或熱操作時(shí)起反應(yīng)。

現(xiàn)有技術(shù)人員為從氟化高聚物形成薄膜所采取的另一方法包括使用高分子量“溶劑”，這些溶劑是通過使乙烯醚單體類鹵化而制得（見英國專利GB2066824）。

用極性或親水劑對(duì)官能（離子）狀態(tài)氟化高聚物類的溶脹已公知了一段時(shí)間。此外，Brook-haven實(shí)驗(yàn)室的Yeo把溶劑溶解度參數(shù)與1200當(dāng)量Nafion離子交換隔膜（可自E.I.Dupont（杜邦）公司得到）的溶脹效果作了比較（見《聚合物》，1980年21卷432頁）。