JPH04234404A - ジオキシ弗素流体を用いる高分子材料の直接的弗素化 - Google Patents
ジオキシ弗素流体を用いる高分子材料の直接的弗素化Info
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- JPH04234404A JPH04234404A JP41302090A JP41302090A JPH04234404A JP H04234404 A JPH04234404 A JP H04234404A JP 41302090 A JP41302090 A JP 41302090A JP 41302090 A JP41302090 A JP 41302090A JP H04234404 A JPH04234404 A JP H04234404A
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Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は弗素で高分子材料を処理
する際に使用するための新規なキャリヤ流体に関し、よ
り詳細には改良されたキャリヤ流体として二酸化炭素を
使用することに関する。
する際に使用するための新規なキャリヤ流体に関し、よ
り詳細には改良されたキャリヤ流体として二酸化炭素を
使用することに関する。
【０００２】
【従来の技術】弗素はその発見以来、侵蝕性元素として
知られている。これは、たとえば炭化水素のような有機
化合物に対し特に侵蝕性である。多くの科学者は、高分
子材料を直接弗素化するための技術の開発に興味を示し
ている。これは、弗素と弗素の侵蝕性を減少させるキャ
リヤ希釈流体との混合物を用いて行なうことができる。 従来技術においては、ヘリウム（Ｈｅ）およびアルゴン
（Ａｒ）がキャリヤ流体として使用されているが、工業
的弗素化においては窒素（Ｎ２）がその低価格のため標
準的なキャリヤ流体である。用いる弗素化法およびキャ
リヤ流体を開示した代表的な従来技術は次の特許を包含
する：ジョフレに係る米国特許第２，８１１，４６８
号；プロフェッサー・マルグラーベ等に係る米国特許第
３，６７４，４３２ 号、第３，７１１，５９５ 号お
よび第３，７７５，４８９ 号；ホーキンス等に係る米
国特許第３，９９８，１８０ 号および第４，０８１，
５７４号；並びにタランコンに係る米国特許第４，５７
６，８３７ 号。 Ｈｅ、ＡｒおよびＮ２は全て弗素の侵蝕性を減少させる
と共に副生物である弗化水素（ＨＦ）の溶解性を誘発し
、さらに重合体に対し熱を或る程度まで移動する作用を
有する。理想的ガスとして、これらは低密度（１気圧お
よび３５０ Ｋ）を有し、低双極子モーメントを誘発し
、さらに低い臨界温度を有する。これらのガスにおける
これら３種の因子は、単位容積当りのその熱容量と副生
物ＨＦの溶解度とを最小化させる。ガスにより溶解され
ないＨＦは重合体の表面上に留まって弗素化反応の持続
を阻止する。その結果、弗素化工程の効率が低下する。
知られている。これは、たとえば炭化水素のような有機
化合物に対し特に侵蝕性である。多くの科学者は、高分
子材料を直接弗素化するための技術の開発に興味を示し
ている。これは、弗素と弗素の侵蝕性を減少させるキャ
リヤ希釈流体との混合物を用いて行なうことができる。 従来技術においては、ヘリウム（Ｈｅ）およびアルゴン
（Ａｒ）がキャリヤ流体として使用されているが、工業
的弗素化においては窒素（Ｎ２）がその低価格のため標
準的なキャリヤ流体である。用いる弗素化法およびキャ
リヤ流体を開示した代表的な従来技術は次の特許を包含
する：ジョフレに係る米国特許第２，８１１，４６８
号；プロフェッサー・マルグラーベ等に係る米国特許第
３，６７４，４３２ 号、第３，７１１，５９５ 号お
よび第３，７７５，４８９ 号；ホーキンス等に係る米
国特許第３，９９８，１８０ 号および第４，０８１，
５７４号；並びにタランコンに係る米国特許第４，５７
６，８３７ 号。 Ｈｅ、ＡｒおよびＮ２は全て弗素の侵蝕性を減少させる
と共に副生物である弗化水素（ＨＦ）の溶解性を誘発し
、さらに重合体に対し熱を或る程度まで移動する作用を
有する。理想的ガスとして、これらは低密度（１気圧お
よび３５０ Ｋ）を有し、低双極子モーメントを誘発し
、さらに低い臨界温度を有する。これらのガスにおける
これら３種の因子は、単位容積当りのその熱容量と副生
物ＨＦの溶解度とを最小化させる。ガスにより溶解され
ないＨＦは重合体の表面上に留まって弗素化反応の持続
を阻止する。その結果、弗素化工程の効率が低下する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、キャリヤ流体が高い臨界温度と高い誘発双極子モ
ーメントと高密度と高い熱容量と弗化水素に対する高い
溶解性とを有すると共に予熱時間を減少させ、より均一
なレベルに反応温度を維持し、弗素化速度を増大させ、
さらに安価かつ使用安全であるような、高分子材料の弗
素化に使用するための改良キャリヤ流体を提供すること
にある。
題は、キャリヤ流体が高い臨界温度と高い誘発双極子モ
ーメントと高密度と高い熱容量と弗化水素に対する高い
溶解性とを有すると共に予熱時間を減少させ、より均一
なレベルに反応温度を維持し、弗素化速度を増大させ、
さらに安価かつ使用安全であるような、高分子材料の弗
素化に使用するための改良キャリヤ流体を提供すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この弗素化法は、以下「
ジオキシ弗素流体」と称する新規な混合物、ＣＯ２−Ｆ
２を使用することにより一層効率的にされる。この新規
な流体は、従来技術で用いられる混合物よりも高い３１
℃の臨界温度と、高い誘発双極子モーメントと、弗素化
のための温度範囲における約２倍の密度と、より高い単
位面積当りの熱容量と、副生物である弗化水素の高い溶
解度とを有する。より少ないＨＦしか重合体の表面上に
残留しないので、ジオキシ弗素を用いる弗素化法の効率
は５０％まで増大する。有利には本発明は、改良された
キャリヤ流体（二酸化炭素）を弗素ガスと共に用いるこ
とにより、改良された弗素化法を提供する。
ジオキシ弗素流体」と称する新規な混合物、ＣＯ２−Ｆ
２を使用することにより一層効率的にされる。この新規
な流体は、従来技術で用いられる混合物よりも高い３１
℃の臨界温度と、高い誘発双極子モーメントと、弗素化
のための温度範囲における約２倍の密度と、より高い単
位面積当りの熱容量と、副生物である弗化水素の高い溶
解度とを有する。より少ないＨＦしか重合体の表面上に
残留しないので、ジオキシ弗素を用いる弗素化法の効率
は５０％まで増大する。有利には本発明は、改良された
キャリヤ流体（二酸化炭素）を弗素ガスと共に用いるこ
とにより、改良された弗素化法を提供する。
【０００５】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の他の目的
、特徴および利点を好適実施例につき一層詳細に説明す
る。弗素がポリオレフィン（たとえばポリエチレン）を
包含する高分子物質と反応すれば、この高分子物質の分
子における水素が弗素により置換される。置換された水
素は弗素原子と結合して副生物ＨＦを生成する。生ずる
反応は発熱性であり、弗素化される生成物の劣化を防止
するには熱を逸散させねばならない。キャリヤ流体を弗
素に添加して熱を逸散させ、或るいは必要に応じ熱を加
えて重合体を反応温度にせねばならない。さらに、この
キャリヤ流体は弗素の侵蝕性を減少させると共に副生物
を溶解させる。従来技術で用いられたキャリヤ流体（た
とえばＮ２、Ａｒ、Ｈｅ）は、生成される副産物ＨＦに
対し低溶解性能力を有するガスである。何故なら、これ
らは分極性と低い臨界温度と低密度と低い熱容量とを有
して、両方向への熱移動の能力を低下させるからである
。
、特徴および利点を好適実施例につき一層詳細に説明す
る。弗素がポリオレフィン（たとえばポリエチレン）を
包含する高分子物質と反応すれば、この高分子物質の分
子における水素が弗素により置換される。置換された水
素は弗素原子と結合して副生物ＨＦを生成する。生ずる
反応は発熱性であり、弗素化される生成物の劣化を防止
するには熱を逸散させねばならない。キャリヤ流体を弗
素に添加して熱を逸散させ、或るいは必要に応じ熱を加
えて重合体を反応温度にせねばならない。さらに、この
キャリヤ流体は弗素の侵蝕性を減少させると共に副生物
を溶解させる。従来技術で用いられたキャリヤ流体（た
とえばＮ２、Ａｒ、Ｈｅ）は、生成される副産物ＨＦに
対し低溶解性能力を有するガスである。何故なら、これ
らは分極性と低い臨界温度と低密度と低い熱容量とを有
して、両方向への熱移動の能力を低下させるからである
。
【０００６】本発明で用いる新規な流体はキャリヤ流体
としてＣＯ２を用いる。ＣＯ２は３００ °Ｋにて蒸気
であり、異なる種類の元素に対し三原子価であると共に
、従来技術で用いられている二原子価もしくは一原子価
であって１種のみの元素を有するキャリヤ流体とは異な
り、分極性分子である。ポリエチレンの弗素化工程の温
度範囲（３００ 〜４００ °Ｋ）におけるＣＯ２の密
度は、同範囲におけるＮ２の密度と比較して極めて高い
。単位容積当りのＣＯ２に含まれる熱は、単位容積当り
のＮ２に含まれる量の２倍である。ＨＦは、Ｎ２におけ
るよりもＣＯ２にずっと可溶性であり、一層完全な弗素
化反応を保証する。ＣＯ２の臨界温度は３１℃であるた
め、これは室温にて通常のタンク容器に貯蔵することが
できる。従来技術のキャリヤ流体は、容器を過剰圧力か
ら防止するには極めて感温性のレリース弁を備えた低温
タンクを必要とした。
としてＣＯ２を用いる。ＣＯ２は３００ °Ｋにて蒸気
であり、異なる種類の元素に対し三原子価であると共に
、従来技術で用いられている二原子価もしくは一原子価
であって１種のみの元素を有するキャリヤ流体とは異な
り、分極性分子である。ポリエチレンの弗素化工程の温
度範囲（３００ 〜４００ °Ｋ）におけるＣＯ２の密
度は、同範囲におけるＮ２の密度と比較して極めて高い
。単位容積当りのＣＯ２に含まれる熱は、単位容積当り
のＮ２に含まれる量の２倍である。ＨＦは、Ｎ２におけ
るよりもＣＯ２にずっと可溶性であり、一層完全な弗素
化反応を保証する。ＣＯ２の臨界温度は３１℃であるた
め、これは室温にて通常のタンク容器に貯蔵することが
できる。従来技術のキャリヤ流体は、容器を過剰圧力か
ら防止するには極めて感温性のレリース弁を備えた低温
タンクを必要とした。
【０００７】第１図を参照すれば、弗素化法を行なうた
めの装置が示されている。この装置は、２個の分室Ｒ１
およびＲ２を有する１個の反応室ＲＣを備え、これら分
室Ｒ１およびＲ２をそれらの間にガスを往復通過させる
ための開口部Ｏを形成した壁部Ｗによって分離する。分
室Ｒ１およびＲ２にはドアＤ１およびＤ２をそれぞれ設
けて、たとえば容器Ｃのような処理すべき物品を反応室
の分室内に供給する。反応室ＲＣは温度計Ｔを備え、そ
の幾つかを図示するように処理すべき容器Ｃ内に挿入す
る。さらに２−方向ブロワＢを設け、これをガス経路１
０、１１、１２および１３により分室Ｒ１およびＲ２に
接続して、分室Ｒ１とＲ２との間にガスを往復移動させ
るようにする。圧力計Ｐを設けて、これら経路における
圧力を測定する。さらに反応室ＲＣには、この反応室Ｒ
Ｃを予熱すべく循環水のジャケットを設けることもでき
る。弗素ガスを弁Ｖ３、Ｖ４およびＶ５を介して反応室
ＲＣに供給すると共に、キャリヤ流体を弁Ｖ３、Ｖ４お
よびＶ６を介し反応室ＲＣに供給する。弁Ｖ１、Ｖ２お
よびＶ８を排気用に使用すると共に弁Ｖ１、Ｖ２および
Ｖ７を減圧ポンプＶＰの使用により反応室ＲＣを排気す
るために使用する。実験１図１の装置を用いて実験を行
ない、どのキャリヤ流体が反応室ＲＣを予熱するための
予熱時間を最小化させるかを決定した。反応室ＲＣは０
．６５ｍ３の内部容積と６０ｃｍの内幅と９０ｃｍの内
側高さと１５０ｃｍ の内側長さとを有する。内壁分は
モネル製であって、反応室ＲＣは断熱目的で循環水のジ
ャケットにより包囲される。循環ブロワＢは毎分４ｍ３
の容量を有する。
めの装置が示されている。この装置は、２個の分室Ｒ１
およびＲ２を有する１個の反応室ＲＣを備え、これら分
室Ｒ１およびＲ２をそれらの間にガスを往復通過させる
ための開口部Ｏを形成した壁部Ｗによって分離する。分
室Ｒ１およびＲ２にはドアＤ１およびＤ２をそれぞれ設
けて、たとえば容器Ｃのような処理すべき物品を反応室
の分室内に供給する。反応室ＲＣは温度計Ｔを備え、そ
の幾つかを図示するように処理すべき容器Ｃ内に挿入す
る。さらに２−方向ブロワＢを設け、これをガス経路１
０、１１、１２および１３により分室Ｒ１およびＲ２に
接続して、分室Ｒ１とＲ２との間にガスを往復移動させ
るようにする。圧力計Ｐを設けて、これら経路における
圧力を測定する。さらに反応室ＲＣには、この反応室Ｒ
Ｃを予熱すべく循環水のジャケットを設けることもでき
る。弗素ガスを弁Ｖ３、Ｖ４およびＶ５を介して反応室
ＲＣに供給すると共に、キャリヤ流体を弁Ｖ３、Ｖ４お
よびＶ６を介し反応室ＲＣに供給する。弁Ｖ１、Ｖ２お
よびＶ８を排気用に使用すると共に弁Ｖ１、Ｖ２および
Ｖ７を減圧ポンプＶＰの使用により反応室ＲＣを排気す
るために使用する。実験１図１の装置を用いて実験を行
ない、どのキャリヤ流体が反応室ＲＣを予熱するための
予熱時間を最小化させるかを決定した。反応室ＲＣは０
．６５ｍ３の内部容積と６０ｃｍの内幅と９０ｃｍの内
側高さと１５０ｃｍ の内側長さとを有する。内壁分は
モネル製であって、反応室ＲＣは断熱目的で循環水のジ
ャケットにより包囲される。循環ブロワＢは毎分４ｍ３
の容量を有する。
【０００８】実験のため、高密度ポリエチレンおよび白
色顔料の容器を反応室ＲＣ内に設置した。使用する各キ
ャリヤ流体につき、それぞれ５００ｍｌ の容積と４０
ｇ の重量とを有する６０個の容器を２４ｋｇの全重量
につき使用した。
色顔料の容器を反応室ＲＣ内に設置した。使用する各キ
ャリヤ流体につき、それぞれ５００ｍｌ の容積と４０
ｇ の重量とを有する６０個の容器を２４ｋｇの全重量
につき使用した。
【０００９】実験手順１．反応室ＲＣには、それぞれ分
室Ｒ１およびＲ２に３００ 個づつの容器を設置して６
００ 個の容器を充填すると共に、ドアＤ１およびＤ２
を閉鎖する。 １個の容器Ｃ内にガラス温度計を挿入して容器の表面温
度を測定すると共に初期温度を記録する。２．減圧ポン
プＶＰを用いかつ弁Ｖ７、Ｖ１およびＶ２を開放するこ
とにより、反応室内の減圧を５０ミリバールにする。３
．キャリヤ流体（Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ２およびＣＯ２）の１
種を反応室ＲＣに添加し、弁Ｖ３、Ｖ４およびＶ６を開
放することにより圧力を８５０ ミリバールにする。添
加する際のキャリヤ流体は室温である。４．キャリヤ流
体をブロワＢにより毎分４ｍ３の速度で少なくとも１２
分間にわたり循環させる。５．加熱時間の後にドアＤ１
およびＤ２を開放し、かつ容器Ｃの表面温度（温度計の
読み）を点検して最終温度を記録する。６．これら容器
を取出し、次のキャリヤ流体につき新たに試験を開始す
る。記録した結果は次の通りである。
室Ｒ１およびＲ２に３００ 個づつの容器を設置して６
００ 個の容器を充填すると共に、ドアＤ１およびＤ２
を閉鎖する。 １個の容器Ｃ内にガラス温度計を挿入して容器の表面温
度を測定すると共に初期温度を記録する。２．減圧ポン
プＶＰを用いかつ弁Ｖ７、Ｖ１およびＶ２を開放するこ
とにより、反応室内の減圧を５０ミリバールにする。３
．キャリヤ流体（Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ２およびＣＯ２）の１
種を反応室ＲＣに添加し、弁Ｖ３、Ｖ４およびＶ６を開
放することにより圧力を８５０ ミリバールにする。添
加する際のキャリヤ流体は室温である。４．キャリヤ流
体をブロワＢにより毎分４ｍ３の速度で少なくとも１２
分間にわたり循環させる。５．加熱時間の後にドアＤ１
およびＤ２を開放し、かつ容器Ｃの表面温度（温度計の
読み）を点検して最終温度を記録する。６．これら容器
を取出し、次のキャリヤ流体につき新たに試験を開始す
る。記録した結果は次の通りである。
【００１０】
表１ キャリヤ ジャケット 初
期 最終 Ｔ 時間 時間
効率試験 流体 温度
温度 温度 ℃ ｍｉｎ （必
要） ％ １ Ｈｅ ６０℃
２７℃ ４１ １４ １２ ２３
５２２ Ａｒ ６０
℃ ２７℃ ４６ １９ １２ １
７ ７０３ Ｎ２
６０℃ ２７℃ ４３ １６ １２
２０ ６０４ ＣＯ２
６０℃ ２７℃ ５４ ２７ １２
１２ １００上記の結果から注目されるよう
に、キャリヤ流体としてＣＯ２を用いる場合、従来技術
の如何なるキャリヤ流体を用いる場合よりも高い反応温
度が等しい単位時間（１２分間）当りに得られた。この
実験の結果を説明するには、ＣＯ２が１００ ％の効率
を有すると考える。ＣＯ２と対比した他の流体の効率を
、１２分間におけるＣＯ２と同温度に達するのに要する
時間に基づいて上記実験結果（必要時間）に示す。
表１ キャリヤ ジャケット 初
期 最終 Ｔ 時間 時間
効率試験 流体 温度
温度 温度 ℃ ｍｉｎ （必
要） ％ １ Ｈｅ ６０℃
２７℃ ４１ １４ １２ ２３
５２２ Ａｒ ６０
℃ ２７℃ ４６ １９ １２ １
７ ７０３ Ｎ２
６０℃ ２７℃ ４３ １６ １２
２０ ６０４ ＣＯ２
６０℃ ２７℃ ５４ ２７ １２
１２ １００上記の結果から注目されるよう
に、キャリヤ流体としてＣＯ２を用いる場合、従来技術
の如何なるキャリヤ流体を用いる場合よりも高い反応温
度が等しい単位時間（１２分間）当りに得られた。この
実験の結果を説明するには、ＣＯ２が１００ ％の効率
を有すると考える。ＣＯ２と対比した他の流体の効率を
、１２分間におけるＣＯ２と同温度に達するのに要する
時間に基づいて上記実験結果（必要時間）に示す。
【００１１】実験２
さらに図１の装置を用いて実験を行ない、どのキャリヤ
流体が最も効率的な弗素化工程を与えたかを決定し、そ
の際次の工程を用いた。 １．反応器ＲＣにはドアＤ１およびＤ２を介し、高分子
材料の空容器Ｃを充填する。 ２．反応室ＲＣのドアＤ１およびＤ２を閉鎖する。 ３．減圧ポンプＶＰを用いかつ弁Ｖ７ 、Ｖ１ および
Ｖ２を開放し、次いで弁Ｖ１ 、Ｖ２およびＶ７を閉鎖
することにより反応室内の減圧を５０ミリバールにする
。 ４．キャリヤ流体（Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ２ およびＣＯ２
）の１種を反応室ＲＣに添加して弁Ｖ６ 、Ｖ３ およ
びＶ４ を開放することにより反応室をキャリヤ流体で
予熱する。 添加する際のキャリヤ流体は室温である。 ５．キャリヤ流体を、反応室ＲＣが所定の温度（たとえ
ば７１℃）に達するまで加熱用ブロワＢで循環させる。 ６．減圧ポンプＶＰを使用すると共に弁Ｖ７ 、Ｖ１
およびＶ２ を開放し、次いで排気後にこれら弁を閉鎖
することにより反応室ＲＣ内の減圧を２０ミリバールに
する。 ７．弁Ｖ５、Ｖ３、Ｖ４を開放し、次いで弁Ｖ５を閉鎖
することにより弗素を室温にてたとえば５％のような所
望レベルまで添加する。５％はキャリヤ流体に対する弗
素の容量割合を示す。 ８．弁Ｖ６、Ｖ３、Ｖ４を開放することによりキャリヤ
流体を室温にて反応室ＲＣに８５０ ミリバールまで添
加し、圧力が所望レベルに達した後にこれら弁を閉鎖す
る。 ９．次いで反応を３０分間進行させる。 １０．減圧ポンプＶＰを用いると共に弁Ｖ１、Ｖ２およ
びＶ７を開放し、次いで弁Ｖ７を閉鎖すると共に弁Ｖ８
を開放することにより反応室ＲＣ内を減圧にして、反応
室内のガスをガス副生物と共に除去する。
流体が最も効率的な弗素化工程を与えたかを決定し、そ
の際次の工程を用いた。 １．反応器ＲＣにはドアＤ１およびＤ２を介し、高分子
材料の空容器Ｃを充填する。 ２．反応室ＲＣのドアＤ１およびＤ２を閉鎖する。 ３．減圧ポンプＶＰを用いかつ弁Ｖ７ 、Ｖ１ および
Ｖ２を開放し、次いで弁Ｖ１ 、Ｖ２およびＶ７を閉鎖
することにより反応室内の減圧を５０ミリバールにする
。 ４．キャリヤ流体（Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ２ およびＣＯ２
）の１種を反応室ＲＣに添加して弁Ｖ６ 、Ｖ３ およ
びＶ４ を開放することにより反応室をキャリヤ流体で
予熱する。 添加する際のキャリヤ流体は室温である。 ５．キャリヤ流体を、反応室ＲＣが所定の温度（たとえ
ば７１℃）に達するまで加熱用ブロワＢで循環させる。 ６．減圧ポンプＶＰを使用すると共に弁Ｖ７ 、Ｖ１
およびＶ２ を開放し、次いで排気後にこれら弁を閉鎖
することにより反応室ＲＣ内の減圧を２０ミリバールに
する。 ７．弁Ｖ５、Ｖ３、Ｖ４を開放し、次いで弁Ｖ５を閉鎖
することにより弗素を室温にてたとえば５％のような所
望レベルまで添加する。５％はキャリヤ流体に対する弗
素の容量割合を示す。 ８．弁Ｖ６、Ｖ３、Ｖ４を開放することによりキャリヤ
流体を室温にて反応室ＲＣに８５０ ミリバールまで添
加し、圧力が所望レベルに達した後にこれら弁を閉鎖す
る。 ９．次いで反応を３０分間進行させる。 １０．減圧ポンプＶＰを用いると共に弁Ｖ１、Ｖ２およ
びＶ７を開放し、次いで弁Ｖ７を閉鎖すると共に弁Ｖ８
を開放することにより反応室ＲＣ内を減圧にして、反応
室内のガスをガス副生物と共に除去する。
【００１２】上記手順を行なった後、処理された容器Ｃ
の表面を、内部反射器アタッチメントを備えた赤外分光
光度計（パーキン・エルマー・モデル５８４ 型）を用
いて分析し、１００ 効率を有するＣＯ２を用いて次ぎ
の結果が記録された。
の表面を、内部反射器アタッチメントを備えた赤外分光
光度計（パーキン・エルマー・モデル５８４ 型）を用
いて分析し、１００ 効率を有するＣＯ２を用いて次ぎ
の結果が記録された。
【００１３】
表２ 表面における
初期Ｃ２Ｈ４に対する 弗素化レベルキャリヤ流
体 Ｃ２Ｆ４を有する表面の％
の効率 Ｈｅ
２８
５２％ Ａｒ
３６
６８％
Ｎ２
３２
６１％ ＣＯ２
５４
１００％
表２ 表面における
初期Ｃ２Ｈ４に対する 弗素化レベルキャリヤ流
体 Ｃ２Ｆ４を有する表面の％
の効率 Ｈｅ
２８
５２％ Ａｒ
３６
６８％
Ｎ２
３２
６１％ ＣＯ２
５４
１００％
【００１４】二酸化炭素はより短い時
間で多量の重合体を予熱し、反応が生ずるにつれて、こ
れはより高い単位容積当りの熱容量に基づき反応環境を
比較的一定の温度に維持する。ＣＯ２とＨＦ副生物との
会合は、弗素化される固体重合体の表面からガス混合物
の本体への副生物の移動を誘発する。ガス相における平
衡は下記のように示される（プラスおよびマイナスの記
号は分子の極性を記す）。
間で多量の重合体を予熱し、反応が生ずるにつれて、こ
れはより高い単位容積当りの熱容量に基づき反応環境を
比較的一定の温度に維持する。ＣＯ２とＨＦ副生物との
会合は、弗素化される固体重合体の表面からガス混合物
の本体への副生物の移動を誘発する。ガス相における平
衡は下記のように示される（プラスおよびマイナスの記
号は分子の極性を記す）。
【００１５】
註：ｉｆｎは微小電荷を意味する。
【００１６】高い双極子モーメントを有する反応環境に
おける副生物ＨＦの存在はＣＯ２分子における分極を誘
発し、ＨＦとＣＯ２との不安定な錯体が生成される。平
衡は副生物ＨＦが形成されるにつれて右方向に移動する
。この錯体形成は重合体表面からのＨＦの除去を保証す
る。ＨＦとＣＯ２との錯体が洗浄器まで移送されるとＣ
Ｏ２がＨＦから分離され、ＨＦが洗浄器内の固体と反応
して固体の弗化物を形成する。したがって上記実験は、
ＣＯ２が弗素化法を最適化すべく用いる最良のキャリヤ
流体であることを示す。以上、本発明を実施例につき説
明したが本発明はこれらのみに限定されず、上記の説明
に鑑み多くの改変が可能であり、或る場合には本発明の
或る特徴を他の特徴の使用なしに用いることも可能であ
り、したがって本発明の思想および範囲を逸脱すること
なく多くの改変をなしうることが了解されよう。
おける副生物ＨＦの存在はＣＯ２分子における分極を誘
発し、ＨＦとＣＯ２との不安定な錯体が生成される。平
衡は副生物ＨＦが形成されるにつれて右方向に移動する
。この錯体形成は重合体表面からのＨＦの除去を保証す
る。ＨＦとＣＯ２との錯体が洗浄器まで移送されるとＣ
Ｏ２がＨＦから分離され、ＨＦが洗浄器内の固体と反応
して固体の弗化物を形成する。したがって上記実験は、
ＣＯ２が弗素化法を最適化すべく用いる最良のキャリヤ
流体であることを示す。以上、本発明を実施例につき説
明したが本発明はこれらのみに限定されず、上記の説明
に鑑み多くの改変が可能であり、或る場合には本発明の
或る特徴を他の特徴の使用なしに用いることも可能であ
り、したがって本発明の思想および範囲を逸脱すること
なく多くの改変をなしうることが了解されよう。
【００１７】
【発明の効果】このように本発明によれば、キャリヤ流
体が高い臨界温度と高い誘発双極子モーメントと高密度
と高い熱容量と弗化水素に対する高い溶解性とを有する
と共に予熱時間を減少させ、より均一なレベルに反応温
度を維持し、弗素化速度を増大させ、さらに安価かつ使
用安全であるような、高分子材料の弗素化に使用するた
めの改良キャリヤ流体を提供することができる。
体が高い臨界温度と高い誘発双極子モーメントと高密度
と高い熱容量と弗化水素に対する高い溶解性とを有する
と共に予熱時間を減少させ、より均一なレベルに反応温
度を維持し、弗素化速度を増大させ、さらに安価かつ使
用安全であるような、高分子材料の弗素化に使用するた
めの改良キャリヤ流体を提供することができる。
【図１】第１図は弗素化法を行なう際に用いる装置の略
図である。
図である。
１０、１１、１２および１３ ガス経路ＲＣ 反応
室 Ｒ１、Ｒ２ 分室 Ｄ１、Ｄ２ ドア Ｖ１ー６ 弁
室 Ｒ１、Ｒ２ 分室 Ｄ１、Ｄ２ ドア Ｖ１ー６ 弁
Claims (6)
- 【請求項１】 高分子材料を密封反応室に入れ、さら
に元素状弗素を反応室に供給すると共に、キャリヤ流体
を弗素とは別にまたは弗素と予め組合せた混合物として
反応室に供給し、この反応室で反応を生ぜしめて前記高
分子材料を弗素とキャリヤ流体との混合物で弗素化する
ことからなる高分子材料を元素状弗素で処理する方法に
おいて、二酸化炭素を前記キャリヤ流体として前記反応
室に供給し、二酸化炭素と弗素との混合物により高分子
材料を処理することを特徴とする高分子材料の処理方法
。 - 【請求項２】 反応に要する温度レベルに達するまで
、反応室を二酸化炭素で予熱する工程をさらに含む請求
項１に記載の方法。 - 【請求項３】 反応室における反応を３００ −４０
０ °Ｋの温度範囲で行なう請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 反応室における二酸化炭素に対する弗
素の容量％が、反応につき２ 〜２０％の範囲である請
求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 反応室における反応時間が２ 〜２０
０ 分間の範囲である請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 処理の際の反応室における弗素と二酸
化炭素との混合物の圧力が２００ 〜２，０００ ミリ
バールの範囲である請求項１に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41302090A JPH04234404A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | ジオキシ弗素流体を用いる高分子材料の直接的弗素化 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41302090A JPH04234404A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | ジオキシ弗素流体を用いる高分子材料の直接的弗素化 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04234404A true JPH04234404A (ja) | 1992-08-24 |
Family
ID=18521736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41302090A Pending JPH04234404A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | ジオキシ弗素流体を用いる高分子材料の直接的弗素化 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04234404A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002544179A (ja) * | 1999-05-07 | 2002-12-24 | ザ・ユニヴァーシティ・オヴ・ノース・キャロライナ・アト・チャペル・ヒル | 液体又は超臨界状態二酸化炭素中でのフッ素化 |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP41302090A patent/JPH04234404A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002544179A (ja) * | 1999-05-07 | 2002-12-24 | ザ・ユニヴァーシティ・オヴ・ノース・キャロライナ・アト・チャペル・ヒル | 液体又は超臨界状態二酸化炭素中でのフッ素化 |
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