[其他]新的氟化高聚物溶液

说明书

离子交换活性氟化高聚物膜或片已广泛地使用于工业中，特别是作为氯-碱电解槽的离子交换隔膜。这些隔膜是由氟化高聚物制成，这些高聚物具有连接在聚合物主链的侧基上的离子交换活性基团。

这些聚合物通常是热塑性的，並且在其熔化状态，使用机械挤压设备可以制成薄膜或片。但是，这样的设备是在接近聚合物的结晶熔点温度区域操作，而该温度范围通常接近某些聚合物的分解温度。因而，当用常规方法使某些聚合物形成薄膜时，分解可能是一个问题。而且，使用这样一些技术使这些聚合物制成比大约10微米更薄的薄膜是困难的。此外，要制造厚度始终如一的薄膜也是困难的。从而，能够制造具有一致厚度的薄膜是非常想望的。

使隔膜结构和支承结构形成多层是某些专利和专利申请的主题，这些专利和申请包括美国专利US3925135;3909378;3770567;和4341605。然而，这些方法使用了复杂的工序和设备，包括真空歧管、辊和分离介质等。

由全氟化高聚物制造薄膜的现有技术方法已受到聚合物的溶解度和聚合物的随温度变化的切变粘滞率特性的限制。为了克服全氟羧酸酯聚合物的这些特性，研究人员已使用不同类型的溶胀剂力图使聚合物溶胀並通过萃取力图使聚合物的成型温度降低到切实可行的范围。例如美国专利US4360601中讲述了萃取方法。即从羧酸酯聚合物中分离出低分子量齐聚物。在索格利特装置上于大气压力下经24小时萃取出“起毛”（“fluff”）聚合物（见美国专利US4360601实施例1和3）。已发现这样的处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-碱电解槽中工作更有效。这些萃取通过例如美国专利US4360601实施例3所示的形成聚合物的脂膏，改进了成型聚合物制品。

此外，这些萃取在离析后看来降低了羧酸酯聚合物的操作温度。离析指的是用使表面活性剂钝化的常规方法，如冷冻、加热、切变、盐析或pH调节从聚合物乳液中分离。

英国专利GB1286859指出，高极性有机“溶剂”溶解少量热塑性状态的氟化乙烯醚/四氟乙烯共聚物。热塑性状态是指能在高于某些转变温度（如玻璃转变温度或熔点）时成型或加工而不改变其化学结构或组分的状态。该专利教导使用的“溶剂”包括丁醇、乙醇、N，N-二甲基乙酰胺和N，N-二甲基苯胺。

已使用类似的方法以使离子状态的隔膜溶胀。隔膜的离子状态是从其热塑性状态（-SO₂F或-COOCH₃）转变到离子状态（-SO₃M或-COOM，其中M为H⁺、K⁺、Na⁺、或NH⁺₄或其他金属离子）的隔膜。

现有技术中，工作人员使用了高极性溶剂或溶剂的混合物于基本全氟化高聚物类，以及使用较弱极性的溶剂于含有烃成分作为共聚用单体、三单体或交联剂的氟化高聚物类。

可是，各种溶胀、分散或萃取聚合物的现有技术方法都有一定的缺点，这些缺点对实施该技术的人员是公知的。极性溶剂具有吸附水或在随后的成型操作中与官能团作用的可能，因而造成不良涂层、薄膜等。高沸点溶剂难以除去並经常呈现有毒或可燃性能。聚合物的官能状态（离子状态）可与溶剂反应。（见分析化学，1982，卷54，1639-1641页）。

较强极性的溶剂，如美国专利US3740369;英国专利GB1286859和化学文摘7906856所公开的甲醇、丁醇酯类和酮类在室温下具有高蒸汽压，这是溶剂分离所希望的;但是也有吸收水的趋势。其水含量是不合要求的，由于这在制备疏水聚合物类的连续涂层和薄膜时会产生问题。此外，极性溶剂经常留下残余物，这些残余物与聚合物类不相容。还有，他们经常留下残余物，这些残余物如果不是紧接着就分离掉则就会在随后的化学或热操作时起反应。

现有技术人员为从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“溶剂”，这些溶剂是通过使乙烯醚单体类卤化而制得（见英国专利GB2066824）。

用极性或亲水剂对官能（离子）状态氟化高聚物类的溶胀已公知了一段时间。此外，Brook-haven实验室的Yeo把溶剂溶解度参数与1200当量Nafion离子交换隔膜（可自E.I.Dupont（杜邦）公司得到）的溶胀效果作了比较（见《聚合物》，1980年21卷432页）。