FR3148427A1 - Process for producing a fluoropolymer - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de production d’un polymère fluoré en présence d’un surfactant comprenant une liaison disulfure. The present invention relates to a process for producing a fluoropolymer in the presence of a surfactant comprising a disulfide bond.
Description
La présente invention concerne un procédé de production d’un polymère fluoré. En particulier, la présente invention concerne un procédé de production d’un polymère fluoré en présence d’un surfactant comprenant une liaison disulfure.The present invention relates to a method for producing a fluoropolymer. In particular, the present invention relates to a method for producing a fluoropolymer in the presence of a surfactant comprising a disulfide bond.
Les polymères fluorés présentent d’excellentes propriétés mécaniques et thermiques, en plus de leur inertie chimique exceptionnelle. Ils sont utilisés dans des applications de haute performance telles que les batteries lithium-ion, les revêtements ou le traitement de l’eau. Les polymères fluorés sont notamment préparés par émulsion aqueuse de radicaux libres ou polymérisation en suspension. Parmi les polymères fluorés, le fluorure de vinylidène revête une importance toute particulière dans des applications liées aux nouvelles énergies. Comme le fluorure de vinylidène est un gaz ou un fluide supercritique selon le processus de polymérisation, le mécanisme de polymérisation peut s’avérer plus complexe que la plupart des procédés de polymérisation en émulsion. Cependant, le mécanisme global de polymérisation obéit au procédé de polymérisation en émulsion standard et la recette comprend de l’eau, du fluorure de vinylidène, un tensioactif, un initiateur soluble dans l’eau et certains additifs (agent de transfert de chaîne, tampon, agent antisalissure). La polymérisation a lieu dans un réacteur à haute pression, où le fluorure de vinylidène est initialement présent à la fois dans les phases gazeuse et aqueuse, et dans les particules de PVDF pendant la polymérisation.Fluoropolymers exhibit excellent mechanical and thermal properties, in addition to their exceptional chemical inertness. They are used in high-performance applications such as lithium-ion batteries, coatings, or water treatment. Fluoropolymers are notably prepared by aqueous free-radical emulsion or suspension polymerization. Among the fluorinated polymers, vinylidene fluoride is of particular importance in new energy applications. Since vinylidene fluoride is a gas or a supercritical fluid depending on the polymerization process, the polymerization mechanism can be more complex than most emulsion polymerization processes. However, the overall polymerization mechanism follows the standard emulsion polymerization process and the recipe includes water, vinylidene fluoride, a surfactant, a water-soluble initiator, and some additives (chain transfer agent, buffer, antifouling agent). Polymerization takes place in a high-pressure reactor, where vinylidene fluoride is initially present in both the gas and aqueous phases, and in the PVDF particles during polymerization.
Pour obtenir une dispersion stable des particules de PVDF et de bonnes propriétés polymères, un tensioactif approprié doit être utilisé. Ainsi, différents types de tensioactifs/techniques de stabilisation ont été utilisés industriellement et/ou décrits dans la littérature pour la polymérisation en émulsion du fluorure de vinylidène, tels que les tensioactifs fluorés moléculaires, les tensioactifs moléculaires non fluorés ou les techniques « sans tensioactifs ». Un des points importants est de trouver un surfactant qui limitera la formation de coagulum au cours du procédé de polymérisation.To achieve a stable dispersion of PVDF particles and good polymeric properties, a suitable surfactant must be used. Thus, different types of surfactants/stabilization techniques have been used industrially and/or described in the literature for the emulsion polymerization of vinylidene fluoride, such as molecular fluorinated surfactants, non-fluorinated molecular surfactants or “surfactant-free” techniques. One of the important points is to find a surfactant that will limit the formation of coagulum during the polymerization process.
Il existe ainsi toujours un besoin pour des procédés de production de polymères fluorés efficace qui résolvent les inconvénients mentionnés ci-dessus.There is thus still a need for efficient fluoropolymer production processes that overcome the above-mentioned drawbacks.
Selon un premier aspect, la présente invention concerne un procédé de production d’un polymère fluoréP1caractérisé en ce que l’étape a) de polymérisation d’un monomère fluoréM1est mise en œuvre en présence d’un surfactantS1cyclique à 5, 6 ou 7 chainons de formule (I)
According to a first aspect, the present invention relates to a process for producing a fluorinated polymer P1 characterized in that step a) of polymerization of a fluorinated monomer M1 is carried out in the presence of a cyclic surfactant S1 with 5, 6 or 7 links of formula (I)
dans laquelle n est un entier de 3 à 5 ; Raet Rbsont, indépendamment l’un de l’autre et indépendamment pour chaque unité n, sélectionnés parmi le groupe consistant en H, F, C1-C2 0alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C1-C2 0fluoroalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C3-C20cycloalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyl, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C6-C20aryle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyl, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; ; et une chaine hydrocarbonée polymérique ; ou l’unité [CRaRb] forme un groupement carbonyle C=O ou thiocarbonyle C=S. Dans le monomèreM2de formule (I), Raet Rbsont les substituants de l’atome de carbone C de l’unité [CRaRb].in which n is an integer from 3 to 5; R a and R b are, independently of each other and independently for each unit n, selected from the group consisting of H, F, C 1 -C 2 0 alkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 1 -C 2 0 fluoroalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 3 -C 20 cycloalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 6 -C 20 aryl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; ; and a polymeric hydrocarbon chain; or the unit [CR a R b ] forms a carbonyl group C=O or thiocarbonyl group C=S. In the monomer M2 of formula (I), R a and R b are the substituents of the carbon atom C of the unit [CR a R b ].
De manière surprenante, grâce au présent procédé, il est possible de produire des polymères fluorés, en particulier du poly(fluorure de vinylidène), avec un bon rendement et en évitant la formation de coagulum. Ceci est permis grâce à l’utilisation comme surfactant d’un composé disulfure de formule (I).Surprisingly, by means of the present process it is possible to produce fluorinated polymers, in particular poly(vinylidene fluoride), with good yield and avoiding the formation of coagulum. This is made possible by the use as surfactant of a disulfide compound of formula (I).
Selon un mode de réalisation préféré, dans ledit surfactantS1de formule (I), au moins un des substituants Raou Rbd’au moins une unité n comprend un groupement fonctionnel -CO2H.According to a preferred embodiment, in said surfactant S1 of formula (I), at least one of the substituents R a or R b of at least one unit n comprises a functional group -CO 2 H.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit surfactantS1est sous la forme d’une solution, de préférence aqueuse, dont la concentration est inférieure à 5 g/l.According to a preferred embodiment, said surfactant S1 is in the form of a solution, preferably aqueous, the concentration of which is less than 5 g/l.
Selon un mode de réalisation préféré, l’étape a) est mise en œuvre à une température supérieure à 40°C et une pression de 10 à 120 bara.According to a preferred embodiment, step a) is carried out at a temperature above 40°C and a pressure of 10 to 120 bara.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit monomère fluoréM1est sélectionné parmi le groupe consistant en fluorure de vinylidène, fluorure de vinyle, trifluoroéthylène, chlorotrifluoroéthylène, 1,2-difluoroéthylène, tétrafluoroéthylène, hexafluoropropylène, perfluoro(alkyl vinyl) éthers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-diméthyl- 1,3 -dioxole), le monomère de formule CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2X dans laquelle X est SO2F, CO2H, CH2OH, CH2OCN ou CH2OPO3H, le monomère de formule CF2=CFOCF2CF2SO2F, le monomère de formule F(CF2)nCH2OCF=CF2dans laquelle n est 1, 2, 3, 4 ou 5, le monomère de formule R1CH2OCF=CF2dans laquelle R1est l'hydrogène ou F(CF2)m et m vaut 1, 2, 3 ou 4, le monomère de formule R2OCF=CH2dans laquelle R2est F(CF2)p et p est 1, 2, 3 ou 4, perfluorobutyl éthylène, trifluoropropène, tétrafluoropropène, hexafluoroisobutylène, perfluorobutyléthylène, pentafluoropropène, bromotrifluoroéthylène, chlorofluoroethylène, chlorotrifluoropropène et 2-trifluorométhyl-3,3,3-trifluoro-1-propèneAccording to a preferred embodiment, said fluorinated monomer M1 is selected from the group consisting of vinylidene fluoride, vinyl fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, 1,2-difluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoro(alkyl vinyl) ethers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-dimethyl-1,3-dioxole), the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 X in which X is SO 2 F, CO 2 H, CH 2 OH, CH 2 OCN or CH 2 OPO 3 H, the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 2 F, the monomer of formula F(CF 2 )nCH 2 OCF=CF 2 in which n is 1, 2, 3, 4 or 5, the monomer of formula R 1 CH 2 OCF=CF 2 in which R 1 is hydrogen or F(CF 2 )m and m is 1, 2, 3 or 4, the monomer of formula R 2 OCF=CH 2 in which R 2 is F(CF 2 )p and p is 1, 2, 3 or 4, perfluorobutyl ethylene, trifluoropropene, tetrafluoropropene, hexafluoroisobutylene, perfluorobutylethylene, pentafluoropropene, bromotrifluoroethylene, chlorofluoroethylene, chlorotrifluoropropene and 2-trifluoromethyl-3,3,3-trifluoro-1-propene
Selon un mode de réalisation préféré, l’étape a) est mise en œuvre en présence d’un monomèreM3différent du monomèreM1et sélectionné parmi le groupe consistant en fluorure de vinylidène, fluorure de vinyle, trifluoroéthylène, chlorotrifluoroéthylène, 1,2-difluoroéthylène, tétrafluoroéthylène, hexafluoropropylène, perfluoro(alkyl vinyl) éthers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-diméthyl- 1,3 -dioxole), le monomère de formule CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2X dans laquelle X est SO2F, CO2H, CH2OH, CH2OCN ou CH2OPO3H, le monomère de formule CF2=CFOCF2CF2SO2F, le monomère de formule F(CF2)nCH2OCF=CF2dans laquelle n est 1, 2, 3, 4 ou 5, le monomère de formule R1CH2OCF=CF2dans laquelle R1est l'hydrogène ou F(CF2)m et m vaut 1, 2, 3 ou 4, le monomère de formule R2OCF=CH2dans laquelle R2est F(CF2)p et p est 1, 2, 3 ou 4, perfluorobutyl éthylène, trifluoropropène, tétrafluoropropène, hexafluoroisobutylène, perfluorobutyléthylène, pentafluoropropène, bromotrifluoroéthylène, chlorofluoroethylène, chlorotrifluoropropène, 2-trifluorométhyl-3,3,3-trifluoro-1-propène, acide acrylique, acide méthacrylique, acrylate de méthyle, méthacrylate de méthyle, acrylate d'éthyle, acrylate de propyle, acrylate de n-butyle, acrylate d'isobutyle, acrylate de t-butyle, acrylate de n-dodécyle, acrylate d'amyle, acrylate d'isoamyle, acrylate d'hexyle, acrylate de 2-éthylhexyle, acrylamide de diacétone, acrylate de lauryle, acrylate de n-octyle, méthacrylate d'éthyle, méthacrylate de propyle, méthacrylate de n-butyle, méthacrylate d'isobutyle, méthacrylate de t-butyle, méthacrylate de n-dodécyle, méthacrylate d'amyle, méthacrylate d'isoamyle, méthacrylate d'hexyle, méthacrylate de 2-éthylhexyle, méthacrylate de lauryle, méthacrylate de n-octyle, méthacrylate de 2-hydroxyéthyle, acrylate de 2-hydroxypropyle, méthacrylate de 4-hydroxybutyle, acrylate d’hydroxyéthylhexyl, méthacrylate d’hydroxyéthylhexyl, acryloyloxy propylsuccinate et leurs combinaisons.According to a preferred embodiment, step a) is carried out in the presence of a monomer M3 different from the monomer M1 and selected from the group consisting of vinylidene fluoride, vinyl fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, 1,2-difluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoro(alkyl vinyl) ethers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-dimethyl-1,3-dioxole), the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 X in which X is SO 2 F, CO 2 H, CH 2 OH, CH 2 OCN or CH 2 OPO 3 H, the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 2 F, the monomer of formula F(CF 2 )nCH 2 OCF=CF 2 in which n is 1, 2, 3, 4 or 5, the monomer of formula R 1 CH 2 OCF=CF 2 in which R 1 is hydrogen or F(CF 2 )m and m is 1, 2, 3 or 4, the monomer of formula R 2 OCF=CH 2 in which R 2 is F(CF 2 )p and p is 1, 2, 3 or 4, perfluorobutyl ethylene, trifluoropropene, tetrafluoropropene, hexafluoroisobutylene, perfluorobutylethylene, pentafluoropropene, bromotrifluoroethylene, chlorofluoroethylene, chlorotrifluoropropene, 2-trifluoromethyl-3,3,3-trifluoro-1-propene, acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, n-dodecyl acrylate, acrylate amyl, isoamyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, diacetone acrylamide, lauryl acrylate, n-octyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-dodecyl methacrylate, amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, n-octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, hydroxyethylhexyl acrylate, hydroxyethylhexyl methacrylate, acryloyloxy propylsuccinate and combinations thereof.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit monomèreM1est le fluorure de vinylidène.According to a preferred embodiment, said monomer M1 is vinylidene fluoride.
Selon un mode de réalisation préféré, dans ledit surfactantS1au moins un des substituants Raou Rbdans au moins une des unités n est de formule (III) –[C(R5)(R6)]m-C(R7)(R8)-CO2H avec m est un entier entre 1 et 8 ; R5, R6et R7sont indépendamment les uns des autres H, F, C1-C5alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique, C1-C5fluoroalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C3-C6cycloalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C6-C12aryle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique; et une chaine hydrocarbonée polymérique ; R8est sélectionné parmi le groupe consistant en H, C1-C5alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide, amine, hydroxyle ou cétone.According to a preferred embodiment, in said surfactant S1 at least one of the substituents R a or R b in at least one of the units n is of formula (III) –[C(R 5 )(R 6 )] m -C(R 7 )(R 8 )-CO 2 H with m being an integer between 1 and 8; R 5 , R 6 and R 7 are independently of one another H, F, C 1 -C 5 alkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type, C 1 -C 5 fluoroalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 3 -C 6 cycloalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 6 -C 12 aryl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; and a polymeric hydrocarbon chain; R 8 is selected from the group consisting of H, C 1 -C 5 alkyl substituted or not by one or more functional groups of the acid, amine, hydroxyl or ketone type.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit surfactantS1est de formule (I)
According to a preferred embodiment, said surfactant S1 is of formula (I)
dans laquelle R5, R6et R7sont indépendamment l’un de l’autre H, C1-C5alkyle, C1-C5fluoroalkyle ; R8est sélectionné parmi le groupe consistant en H, C1-C5alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide, amine, hydroxyle ou cétone ; m est un entier entre 1 et 6.in which R 5 , R 6 and R 7 are independently of each other H, C 1 -C 5 alkyl, C 1 -C 5 fluoroalkyl; R 8 is selected from the group consisting of H, C 1 -C 5 alkyl substituted or not by one or more functional groups of acid, amine, hydroxyl or ketone type; m is an integer between 1 and 6.
Selon un mode de réalisation particulier, ledit surfactantS1est l’acide lipoïque.According to a particular embodiment, said surfactant S1 is lipoic acid.
Selon un mode de réalisation préféré, le polymère fluoréP1est obtenu sous la forme d’un latex et la taille de particules dudit polymère fluoré est compris de 10 nm à 800 nm.According to a preferred embodiment, the fluorinated polymer P1 is obtained in the form of a latex and the particle size of said fluorinated polymer is from 10 nm to 800 nm.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit polymère fluoréP1a une teneur en solide comprise entre 10% et 55%.According to a preferred embodiment, said fluorinated polymer P1 has a solid content of between 10% and 55%.
Selon un premier aspect de la présente invention, un procédé de production d’un polymère fluoréP1 est fourni. Ledit procédé comprend une étape a) de polymérisation d’un monomère fluoréM1. Ladite étape a) est mise en œuvre en présence d’un surfactantS1. L’étape a) est de préférence également mise en œuvre en présence d’un initiateur.According to a first aspect of the present invention, a method for producing a fluoropolymerP1 is provided. Said method comprises a step a) of polymerization of a fluorinated monomerM1. Said step a) is carried out in the presence of a surfactant.S1. Step a) is preferably also carried out in the presence of an initiator.
On entend par monomère vinylique fluoré un monomère comprend une double liaison C=C et comprenant au moins un atome de fluor.A fluorinated vinyl monomer is understood to mean a monomer comprising a C=C double bond and comprising at least one fluorine atom.
Selon un mode de réalisation, ledit monomèreM1est sélectionné parmi le groupe consistant en fluorure de vinylidène, fluorure de vinyle, trifluoroéthylène, chlorotrifluoroéthylène, 1,2-difluoroéthylène, tétrafluoroéthylène, hexafluoropropylène, perfluoro(alkyl vinyl) éthers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-diméthyl-1,3-dioxole), le monomère de formule CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2X dans laquelle X est SO2F, CO2H, CH2OH, CH2OCN ou CH2OPO3H, le monomère de formule CF2=CFOCF2CF2SO2F, le monomère de formule F(CF2)nCH2OCF=CF2dans laquelle n est 1, 2, 3, 4 ou 5, le monomère de formule R1CH2OCF=CF2dans laquelle R1est l'hydrogène ou F(CF2)m et m vaut 1, 2, 3 ou 4, le monomère de formule R2OCF=CH2dans laquelle R2est F(CF2)p et p est 1, 2, 3 ou 4, perfluorobutyl éthylène, trifluoropropène, tétrafluoropropène, hexafluoroisobutylène, perfluorobutyléthylène, pentafluoropropène, bromotrifluoroéthylène, chlorofluoroethylène, chlorotrifluoropropène, 2-trifluorométhyl-3,3,3-trifluoro-1-propène.According to one embodiment, said monomer M1 is selected from the group consisting of vinylidene fluoride, vinyl fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, 1,2-difluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoro(alkyl vinyl) ethers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-dimethyl-1,3-dioxole), the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 X in which X is SO 2 F, CO 2 H, CH 2 OH, CH 2 OCN or CH 2 OPO 3 H, the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 2 F, the monomer of formula F(CF 2 )nCH 2 OCF=CF 2 in which n is 1, 2, 3, 4 or 5 , the monomer of formula R 1 CH ... in which R 1 is hydrogen or F(CF 2 )m and m is 1, 2, 3 or 4, the monomer of formula R 2 OCF=CH 2 in which R 2 is F(CF 2 )p and p is 1, 2, 3 or 4, perfluorobutyl ethylene, trifluoropropene, tetrafluoropropene, hexafluoroisobutylene, perfluorobutylethylene, pentafluoropropene, bromotrifluoroethylene, chlorofluoroethylene, chlorotrifluoropropene, 2-trifluoromethyl-3,3,3-trifluoro-1-propene.
De préférence, ledit monomèreM1est sélectionné parmi le groupe consistant en fluorure de vinylidène, fluorure de vinyle, trifluoroéthylène, chlorotrifluoroéthylène, 1,2-difluoroéthylène, tétrafluoroéthylène, hexafluoropropylène, perfluoro(alkyl vinyl) éthers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-diméthyl-1,3-dioxole), le monomère de formule CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2X dans laquelle X est SO2F, CO2H, CH2OH, CH2OCN ou CH2OPO3H, le monomère de formule CF2=CFOCF2CF2SO2F, le monomère de formule F(CF2)nCH2OCF=CF2dans laquelle n est 1, 2, 3, 4 ou 5, le monomère de formule R1CH2OCF=CF2dans laquelle R1est l'hydrogène ou F(CF2)m et m vaut 1, 2, 3 ou 4, le monomère de formule R2OCF=CH2dans laquelle R2est F(CF2)p et p est 1, 2, 3 ou 4.Preferably, said monomer M1 is selected from the group consisting of vinylidene fluoride, vinyl fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, 1,2-difluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoro(alkyl vinyl) ethers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-dimethyl-1,3-dioxole), the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 X in which X is SO 2 F, CO 2 H, CH 2 OH, CH 2 OCN or CH 2 OPO 3 H, the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 2 F, the monomer of formula F(CF 2 )nCH 2 OCF=CF 2 in which n is 1, 2, 3, 4 or 5, the monomer of formula R 1 CH 2 OCF=CF 2 in which R 1 is hydrogen or F(CF 2 )m and m is 1, 2, 3 or 4, the monomer of formula R 2 OCF=CH 2 in which R 2 is F(CF 2 )p and p is 1, 2, 3 or 4.
Plus préférentiellement, ledit monomèreM1est sélectionné parmi le groupe consistant en fluorure de vinylidène, fluorure de vinyle, trifluoroéthylène, chlorotrifluoroéthylène, 1,2-difluoroéthylène, tétrafluoroéthylène, hexafluoropropylène.More preferably, said monomer M1 is selected from the group consisting of vinylidene fluoride, vinyl fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, 1,2-difluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene.
En particulier, ledit monomèreM1est le fluorure de vinylidène.In particular, said monomer M1 is vinylidene fluoride.
De préférence, ledit surfactantS1est un composé comprenant une liaison disulfure. Plus préférentiellement, ledit surfactantS1est un composé cyclique à 5, 6 ou 7 chainons comportant une liaison disulfure.Preferably, said surfactant S1 is a compound comprising a disulfide bond. More preferably, said surfactant S1 is a 5-, 6- or 7-membered cyclic compound comprising a disulfide bond.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit surfactantS1 est un composé cyclique à 5, 6 ou 7 chainons de formule (I)
According to a preferred embodiment, said surfactantS1 is a 5-, 6- or 7-membered cyclic compound of formula (I)
dans laquelle n est un entier de 3 à 5 ; Raet Rbsont, indépendamment l’un de l’autre et indépendamment pour chaque unité n, sélectionnés parmi le groupe consistant en H, F, C1-C2 0alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C1-C2 0fluoroalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide, amine, hydroxyle ou cétone ; C3-C20cycloalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C6-C20aryle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyl, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; et une chaine hydrocarbonée polymérique ; ou l’unité [CRaRb] forme un groupement carbonyle C=O ou thiocarbonyle C=S.in which n is an integer from 3 to 5; R a and R b are, independently of each other and independently for each unit n, selected from the group consisting of H, F, C 1 -C 2 0 alkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 1 -C 2 0 fluoroalkyl substituted or not by one or more functional groups of the acid, amine, hydroxyl or ketone type; C 3 -C 20 cycloalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 6 -C 20 aryl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; and a polymeric hydrocarbon chain; or the unit [CR a R b ] forms a carbonyl C=O or thiocarbonyl C=S group.
Le terme acide carboxylique se réfère à un groupement fonctionnel CO2H ou un sel de celui-ci. Le terme amine se réfère à un groupement fonctionnel -NR’R’’ dans lequel R’ et R’’ sont indépendamment l’un de l’autre H ou C1-C5alkyle. Le terme hydroxyle se réfère à un groupement fonctionnel -OH. Le terme cétone se réfère à un groupement fonctionnel -C(O)-R’ avec R’ étant C1-C5alkyle. Le terme aldéhyde se réfère à un groupement fonctionnel -C(O)H. Le terme amide se réfère à un groupement fonctionnel -C(O)-NR’R’’ dans lequel R’ et R’’ sont indépendamment l’un de l’autre H ou C1-C5alkyle. Le terme cyano se réfère à un groupement fonctionnel -CN. Le terme ester se réfère à un groupement fonctionnel -C(O)-OR’ ou -O-C(O)-R’ avec R’ étant C1-C5alkyle. Le terme thioester se réfère à un groupement fonctionnel -C(S)-OR’ ou -O-C(S)-R’ avec R’ étant C1-C5alkyle. Le terme acide sulfonique se réfère à un groupement fonctionnel -SO3H ou un sel de celui-ci. Le terme acide phosphorique se réfère à un groupement fonctionnel -P(O)(OH)2ou un sel de celui-ci. Lorsque ces substituants sont disposés sur un cycloalkyle ou aryle, ils sont de préférence situés en position méta ou para. L’expression chaine hydrocarbonée polymérique se réfère à un polymère comprenant des unités monomériques issues d’un groupement vinylique optionnellement substitué par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, halogène, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; et sur laquelle un des substituants Raou Rbdu monomèreM2de formule ou un des substituants R5, R6, R7ou R8est greffé. Par exemple, la chaine hydrocarbonée polymérique peut être un polyéthylène, polypropylène, poly(acide acrylique), poly(méthyle méthacrylate), poly (méthyle acide acrylique), poly(fluorure de vinylidène), poly(tétrafluoroéthylène), poly(trifluoroéthylène), poly(chlorotrifluoroéthylène), polystyrène, polybutadiène. De préférence, la chaine hydrocarbonée polymérique est de préférence un polymère comprenant des unités monomériquesM1,M3ou un mélange des deux. De préférence, au moins un des substituants Raou Rbd’au moins une unité n comprend un groupement fonctionnel -CO2H.The term carboxylic acid refers to a CO 2 H functional group or a salt thereof. The term amine refers to a -NR'R'' functional group in which R' and R'' are independently H or C 1 -C 5 alkyl. The term hydroxyl refers to an -OH functional group. The term ketone refers to a -C(O)-R' functional group with R' being C 1 -C 5 alkyl. The term aldehyde refers to a -C(O)H functional group. The term amide refers to a -C(O)-NR'R'' functional group in which R' and R'' are independently H or C 1 -C 5 alkyl. The term cyano refers to a -CN functional group. The term ester refers to a functional group -C(O)-OR' or -OC(O)-R' with R' being C 1 -C 5 alkyl. The term thioester refers to a functional group -C(S)-OR' or -OC(S)-R' with R' being C 1 -C 5 alkyl. The term sulfonic acid refers to a functional group -SO 3 H or a salt thereof. The term phosphoric acid refers to a functional group -P(O)(OH) 2 or a salt thereof. When these substituents are arranged on a cycloalkyl or aryl, they are preferably located in the meta or para position. The expression polymeric hydrocarbon chain refers to a polymer comprising monomeric units derived from a vinyl group optionally substituted by one or more functional groups of the carboxylic acid, halogen, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; and on which one of the substituents R a or R b of the monomer M2 of formula or one of the substituents R 5 , R 6 , R 7 or R 8 is grafted. For example, the polymeric hydrocarbon chain may be a polyethylene, polypropylene, poly(acrylic acid), poly(methyl methacrylate), poly(methyl acrylic acid), poly(vinylidene fluoride), poly(tetrafluoroethylene), poly(trifluoroethylene), poly(chlorotrifluoroethylene), polystyrene, polybutadiene. Preferably, the polymeric hydrocarbon chain is preferably a polymer comprising monomeric units M1 , M3 or a mixture of the two. Preferably, at least one of the substituents R a or R b of at least one unit n comprises a functional group -CO 2 H.
Plus préférentiellement, ledit surfactantS1 est un composé cyclique à 5, 6 ou 7 chainons de formule (I)
More preferably, said surfactantS1 is a 5-, 6- or 7-membered cyclic compound of formula (I)
dans laquelle n est un entier de 3 à 5 ; Raet Rbsont, indépendamment l’un de l’autre et indépendamment pour chaque unité n, sélectionnés parmi le groupe consistant en H, F, C3-C2 0alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C3-C2 0fluoroalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C3-C10cycloalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C6-C12aryle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; et une chaine hydrocarbonée polymérique ; et au moins un des substituants Raou Rbd’au moins une unité n comprend un groupement fonctionnel -CO2H.in which n is an integer from 3 to 5; R a and R b are, independently of each other and independently for each unit n, selected from the group consisting of H, F, C 3 -C 2 0 alkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 3 -C 2 0 fluoroalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 3 -C 10 cycloalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 6 -C 12 aryl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; and a polymeric hydrocarbon chain; and at least one of the substituents R a or R b of at least one unit n comprises a functional group -CO 2 H.
En particulier, ledit surfactantS1 est un composé cyclique à 5 ou 6 chainons de formule (I)
In particular, said surfactantS1 is a 5 or 6 membered cyclic compound of formula (I)
dans laquelle n est 3 ou 4 ; Raet Rbsont, indépendamment l’un de l’autre et indépendamment pour chaque unité n, sélectionnés parmi le groupe consistant en H, F, C3-C8alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; et une chaine hydrocarbonée polymérique ; et au moins un des substituants Raou Rbd’au moins une unité n comprend un groupement fonctionnel -CO2H.in which n is 3 or 4; R a and R b are, independently of each other and independently for each n unit, selected from the group consisting of H, F, C 3 -C 8 alkyl substituted or not by one or more functional groups of carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; and a polymeric hydrocarbon chain; and at least one of the substituents R a or R b of at least one n unit comprises a functional group -CO 2 H.
Selon un mode de réalisation préféré, dans ledit surfactantS1, au moins un des substituants Raou Rbdans au moins une des unités n est de formule (III) –[C(R5)(R6)]m-C(R7)(R8)-CO2H avec m est un entier entre 1 et 8 ; R5, R6et R7sont indépendamment les uns des autres H, F, C1-C5alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique, C1-C5fluoroalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C3-C6cycloalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C6-C12aryle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; et une chaine hydrocarbonée polymérique ; R8est sélectionné parmi le groupe consistant en H, C1-C5alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide, amine, hydroxyle ou cétone. De préférence, au moins un des substituants Raou Rbdans au moins une des unités n est de formule (III) –[C(R5)(R6)]m-C(R7)(R8)-CO2H avec m est un entier entre 1 et 6 ; R5, R6et R7sont indépendamment les uns des autres H, F, C1-C3alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyl, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique, C1-C3fluoroalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyl, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C4-C6cycloalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyl, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C6-C10aryle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; et une chaine hydrocarbonée polymérique ; R8est sélectionné parmi le groupe consistant en H, C1-C5alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide, amine, hydroxyle ou cétone. En particulier, au moins un des substituants Raou Rbdans au moins une des unités n est de formule (III) –[C(R5)(R6)]m-C(R7)(R8)-CO2H avec m est un entier entre 1 et 6 ; R5, R6et R7sont indépendamment les uns des autres H ou F ; R8est sélectionné parmi le groupe consistant en H et C1-C5alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide, amine, hydroxyle ou cétone. Plus particulièrement, au moins un des substituants Raou Rbdans au moins une des unités n est de formule (III) –[C(R5)(R6)]m-C(R7)(R8)-CO2H avec m est un entier entre 3 et 6 ; R5, R6et R7sont H ; R8est sélectionné parmi le groupe consistant en H et C1-C5alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide, amine, hydroxyle ou cétone.According to a preferred embodiment, in said surfactant S1 , at least one of the substituents R a or R b in at least one of the units n is of formula (III) –[C(R 5 )(R 6 )] m -C(R 7 )(R 8 )-CO 2 H with m being an integer between 1 and 8; R 5 , R 6 and R 7 are independently of each other H, F, C 1 -C 5 alkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type, C 1 -C 5 fluoroalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 3 -C 6 cycloalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 6 -C 12 aryl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; and a polymeric hydrocarbon chain; R 8 is selected from the group consisting of H, C 1 -C 5 alkyl substituted or not by one or more functional groups of the acid, amine, hydroxyl or ketone type. Preferably, at least one of the substituents R a or R b in at least one of the n units is of formula (III) –[C(R 5 )(R 6 )] m -C(R 7 )(R 8 )-CO 2 H with m being an integer between 1 and 6; R 5 , R 6 and R 7 are independently of each other H, F, C 1 -C 3 alkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type, C 1 -C 3 fluoroalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 4 -C 6 cycloalkyl substituted or not by one or more functional groups of carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 6 -C 10 aryl substituted or not by one or more functional groups of carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; and a polymeric hydrocarbon chain; R 8 is selected from the group consisting of H, C 1 -C 5 alkyl substituted or not by one or more functional groups of acid, amine, hydroxyl or ketone type. In particular, at least one of the substituents R a or R b in at least one of the n units is of formula (III) –[C(R 5 )(R 6 )] m -C(R 7 )(R 8 )-CO 2 H with m being an integer between 1 and 6; R 5 , R 6 and R 7 are independently of each other H or F; R 8 is selected from the group consisting of H and C 1 -C 5 alkyl substituted or not by one or more functional groups of acid, amine, hydroxyl or ketone type. More particularly, at least one of the substituents R a or R b in at least one of the n units is of formula (III) –[C(R 5 )(R 6 )] m -C(R 7 )(R 8 )-CO 2 H with m being an integer between 3 and 6; R 5 , R 6 and R 7 are H; R 8 is selected from the group consisting of H and C 1 -C 5 alkyl substituted or not by one or more functional groups of acid, amine, hydroxyl or ketone type.
Selon un mode de réalisation préféré, dans ledit copolymère, ledit surfactantS1 est un composé cyclique (n = 3) à cinq chainons de formule (I). Avantageusement, ledit surfactantS1 est de formule (I) ci-dessous
According to a preferred embodiment, in said copolymer, said surfactantS1 is a five-membered cyclic compound (n = 3) of formula (I). Advantageously, said surfactantS1 is of formula (I) below
dans laquelle R5et R6sont indépendamment l’un de l’autre H, C1-C5alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C1-C5fluoroalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C3-C6cycloalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C6-C12aryle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; et une chaine hydrocarbonée polymérique ; R8est sélectionné parmi le groupe consistant en H et C1-C5alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide, amine, hydroxyle ou cétone ; m est un entier entre 1 et 6.in which R 5 and R 6 are independently of each other H, C 1 -C 5 alkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 1 -C 5 fluoroalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 3 -C 6 cycloalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 6 -C 12 aryl substituted or not by one or more functional groups of carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; and a polymeric hydrocarbon chain; R 8 is selected from the group consisting of H and C 1 -C 5 alkyl substituted or not by one or more functional groups of acid, amine, hydroxyl or ketone type; m is an integer between 1 and 6.
De préférence, ledit surfactantS1 est de formule (I) ci-dessous
Preferably, said surfactantS1 is of formula (I) below
dans laquelle R5et R6sont indépendamment l’un de l’autre H, C1-C3alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique , C1-C3 fluoroalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique; et une chaine hydrocarbonée polymérique ; R8est sélectionné parmi le groupe consistant en H et C1-C8alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide, amine, hydroxyle ou cétone ; m est un entier entre 1 et 6, de préférence m est un entier de 3 à 6.in which R5and R6are independently of each other H, C1-C3alkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type, C1-C3 fluoroalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; and a polymeric hydrocarbon chain; R8is selected from the group consisting of H and C1-C8alkyl substituted or not by one or more functional groups of acid, amine, hydroxyl or ketone type; m is an integer between 1 and 6, preferably m is an integer from 3 to 6.
Plus préférentiellement, ledit surfactantS1 est de formule (I) ci-dessous
More preferably, said surfactantS1 is of formula (I) below
dans laquelle R5et R6sont indépendamment l’un de l’autre H, C1-C3alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; R8est sélectionné parmi le groupe consistant en H et C1-C5alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide, amine, hydroxyle ou cétone; m est un entier entre 1 et 6, de préférence m est un entier de 3 à 6.in which R 5 and R 6 are independently of each other H, C 1 -C 3 alkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; R 8 is selected from the group consisting of H and C 1 -C 5 alkyl substituted or not by one or more functional groups of the acid, amine, hydroxyl or ketone type; m is an integer between 1 and 6, preferably m is an integer from 3 to 6.
En particulier, ledit surfactantS1 est de formule (I) ci-dessous
In particular, said surfactantS1 is of formula (I) below
dans laquelle R5et R6sont H ; R8est sélectionné parmi le groupe consistant en H et C1-C5alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide, amine, hydroxyle ou cétone ; m est un entier entre 1 et 6, de préférence m est un entier de 3 à 6.in which R 5 and R 6 are H; R 8 is selected from the group consisting of H and C 1 -C 5 alkyl substituted or not by one or more functional groups of acid, amine, hydroxyl or ketone type; m is an integer between 1 and 6, preferably m is an integer from 3 to 6.
Plus particulièrement, ledit surfactantS1 est l’acide lipoïque de formule (I) ci-dessous
More particularly, said surfactantS1 is lipoic acid of formula (I) below
dans laquelle R5, R6et R8sont H ; m = 4.in which R 5 , R 6 and R 8 are H; m = 4.
De préférence, ledit surfactantS1est présent dans une concentration inférieure à 5 g/l, avantageusement inférieure à 4,5 g/l, de préférence inférieure à 4,0 g/l.Preferably, said surfactant S1 is present in a concentration of less than 5 g/l, advantageously less than 4.5 g/l, preferably less than 4.0 g/l.
Selon un mode de réalisation particulier, ladite étape a) du présent procédé peut être mise en œuvre en présence d’un monomèreM3. Ledit monomèreM3est copolymérisable avec ledit monomèreM1pour former des copolymères comprenant des unités monomériques issues du monomèreM1et des unités monomériques issues du monomèreM3.According to a particular embodiment, said step a) of the present method can be carried out in the presence of a monomer M3 . Said monomer M3 is copolymerizable with said monomer M1 to form copolymers comprising monomeric units derived from monomer M1 and monomeric units derived from monomer M3 .
Selon un mode de réalisation préféré, ledit monomèreM3est différent du monomèreM1et est sélectionné parmi le groupe consistant en fluorure de vinylidène, fluorure de vinyle, trifluoroéthylène, chlorotrifluoroéthylène, 1,2-difluoroéthylène, tétrafluoroéthylène, hexafluoropropylène, perfluoro(alkyl vinyl) éthers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-diméthyl- 1,3 -dioxole), le monomère de formule CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2X dans laquelle X est SO2F, CO2H, CH2OH, CH2OCN ou CH2OPO3H, le monomère de formule CF2=CFOCF2CF2SO2F, le monomère de formule F(CF2)nCH2OCF=CF2dans laquelle n est 1, 2, 3, 4 ou 5, le monomère de formule R1CH2OCF=CF2dans laquelle R1est l'hydrogène ou F(CF2)m et m vaut 1, 2, 3 ou 4, le monomère de formule R2OCF=CH2dans laquelle R2est F(CF2)p et p est 1, 2, 3 ou 4, perfluorobutyl éthylène, trifluoropropène, tétrafluoropropène, hexafluoroisobutylène, perfluorobutyléthylène, pentafluoropropène, bromotrifluoroéthylène, chlorofluoroethylène, chlorotrifluoropropène, 2-trifluorométhyl-3,3,3-trifluoro-1-propène, acide acrylique, acide méthacrylique, acrylate de méthyle, méthacrylate de méthyle, acrylate d'éthyle, acrylate de propyle, acrylate de n-butyle, acrylate d'isobutyle, acrylate de t-butyle, acrylate de n-dodécyle, acrylate d'amyle, acrylate d'isoamyle, acrylate d'hexyle, acrylate de 2-éthylhexyle, acrylamide de diacétone, acrylate de lauryle, acrylate de n-octyle, méthacrylate d'éthyle, méthacrylate de propyle, méthacrylate de n-butyle, méthacrylate d'isobutyle, méthacrylate de t-butyle, méthacrylate de n-dodécyle, méthacrylate d'amyle, méthacrylate d'isoamyle, méthacrylate d'hexyle, méthacrylate de 2-éthylhexyle, méthacrylate de lauryle, méthacrylate de n-octyle, méthacrylate de 2-hydroxyéthyle, acrylate de 2-hydroxypropyle, méthacrylate de 4-hydroxybutyle, acrylate d’hydroxyéthylhexyl, méthacrylate d’hydroxyéthylhexyl, acryloyloxy propylsuccinate et leurs combinaisons.According to a preferred embodiment, said monomer M3 is different from monomer M1 and is selected from the group consisting of vinylidene fluoride, vinyl fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, 1,2-difluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoro(alkyl vinyl) ethers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-dimethyl-1,3-dioxole), the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 X in which X is SO 2 F, CO 2 H, CH 2 OH, CH 2 OCN or CH 2 OPO 3 H, the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 2 F, the monomer of formula F(CF 2 )nCH 2 OCF=CF 2 in which n is 1, 2, 3, 4 or 5, the monomer of formula R 1 CH 2 OCF=CF 2 in which R 1 is hydrogen or F(CF 2 )m and m is 1, 2, 3 or 4, the monomer of formula R 2 OCF=CH 2 in which R 2 is F(CF 2 )p and p is 1, 2, 3 or 4, perfluorobutyl ethylene, trifluoropropene, tetrafluoropropene, hexafluoroisobutylene, perfluorobutylethylene, pentafluoropropene, bromotrifluoroethylene, chlorofluoroethylene, chlorotrifluoropropene, 2-trifluoromethyl-3,3,3-trifluoro-1-propene, acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, n-dodecyl acrylate, amyl acrylate, isoamyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, diacetone acrylamide, lauryl acrylate, n-octyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-dodecyl methacrylate, amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, n-octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, hydroxyethylhexyl acrylate, hydroxyethylhexyl methacrylate, acryloyloxy propylsuccinate and combinations thereof.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit monomèreM1est le fluorure de vinylidène ledit monomèreM3sélectionné parmi le groupe consistant en fluorure de vinyle, trifluoroéthylène, chlorotrifluoroéthylène, 1,2-difluoroéthylène, tétrafluoroéthylène, hexafluoropropylène, perfluoro(alkyl vinyl) éthers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-diméthyl- 1,3 -dioxole), le monomère de formule CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2X dans laquelle X est SO2F, CO2H, CH2OH, CH2OCN ou CH2OPO3H, le monomère de formule CF2=CFOCF2CF2SO2F, le monomère de formule F(CF2)nCH2OCF=CF2dans laquelle n est 1, 2, 3, 4 ou 5, le monomère de formule R1CH2OCF=CF2dans laquelle R1est l'hydrogène ou F(CF2)m et m vaut 1, 2, 3 ou 4, le monomère de formule R2OCF=CH2dans laquelle R2est F(CF2)p et p est 1, 2, 3 ou 4, perfluorobutyl éthylène, trifluoropropène, tétrafluoropropène, hexafluoroisobutylène, perfluorobutyléthylène, pentafluoropropène, bromotrifluoroéthylène, chlorofluoroethylène, chlorotrifluoropropène, 2-trifluorométhyl-3,3,3-trifluoro-1-propène, acide acrylique, acide méthacrylique, acrylate de méthyle, méthacrylate de méthyle, acrylate d'éthyle, acrylate de propyle, acrylate de n-butyle, acrylate d'isobutyle, acrylate de t-butyle, acrylate de n-dodécyle, acrylate d'amyle, acrylate d'isoamyle, acrylate d'hexyle, acrylate de 2-éthylhexyle, acrylamide de diacétone, acrylate de lauryle, acrylate de n-octyle, méthacrylate d'éthyle, méthacrylate de propyle, méthacrylate de n-butyle, méthacrylate d'isobutyle, méthacrylate de t-butyle, méthacrylate de n-dodécyle, méthacrylate d'amyle, méthacrylate d'isoamyle, méthacrylate d'hexyle, méthacrylate de 2-éthylhexyle, méthacrylate de lauryle, méthacrylate de n-octyle, méthacrylate de 2-hydroxyéthyle, acrylate de 2-hydroxypropyle, méthacrylate de 4-hydroxybutyle, acrylate d’hydroxyéthylhexyl, méthacrylate d’hydroxyéthylhexyl, acryloyloxy propylsuccinate et leurs combinaisons.According to a preferred embodiment, said monomer M1 is vinylidene fluoride, said monomer M3 selected from the group consisting of vinyl fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, 1,2-difluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoro(alkyl vinyl) ethers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-dimethyl-1,3-dioxole), the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 X in which X is SO 2 F, CO 2 H, CH 2 OH, CH 2 OCN or CH 2 OPO 3 H, the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 2 F, the monomer of formula F(CF 2 )nCH 2 OCF=CF 2 in which n is 1, 2, 3, 4 or 5, the monomer of formula R 1 CH 2 OCF=CF 2 in which R 1 is hydrogen or F(CF 2 )m and m is 1, 2, 3 or 4, the monomer of formula R 2 OCF=CH 2 in which R 2 is F(CF 2 )p and p is 1, 2, 3 or 4, perfluorobutyl ethylene, trifluoropropene, tetrafluoropropene, hexafluoroisobutylene, perfluorobutylethylene, pentafluoropropene, bromotrifluoroethylene, chlorofluoroethylene, chlorotrifluoropropene, 2-trifluoromethyl-3,3,3-trifluoro-1-propene, acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, n-dodecyl acrylate, amyl acrylate, isoamyl acrylate, acrylate hexyl, 2-ethylhexyl acrylate, diacetone acrylamide, lauryl acrylate, n-octyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-dodecyl methacrylate, amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, n-octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, hydroxyethylhexyl acrylate, hydroxyethylhexyl methacrylate, acryloyloxy propylsuccinate and combinations thereof.
Selon un mode de réalisation particulier, ledit monomèreM1est le fluorure de vinylidène ledit monomèreM3sélectionné parmi le groupe consistant en trifluoroéthylène, chlorotrifluoroéthylène, tétrafluoroéthylène, hexafluoropropylène, perfluoro(alkyl vinyl) éthers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-diméthyl- 1,3 -dioxole), le monomère de formule CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2X dans laquelle X est SO2F, CO2H, CH2OH, CH2OCN ou CH2OPO3H, le monomère de formule CF2=CFOCF2CF2SO2F, le monomère de formule F(CF2)nCH2OCF=CF2dans laquelle n est 1, 2, 3, 4 ou 5, le monomère de formule R1CH2OCF=CF2dans laquelle R1est l'hydrogène ou F(CF2)m et m vaut 1, 2, 3 ou 4, le monomère de formule R2OCF=CH2dans laquelle R2est F(CF2)p et p est 1, 2, 3 ou 4, perfluorobutyl éthylène, acide acrylique, acide méthacrylique, acrylate de méthyle, méthacrylate de méthyle, acrylate d'éthyle, acrylate de propyle, acrylate de n-butyle, acrylate d'isobutyle, acrylate de t-butyle, acrylate de n-dodécyle, acrylate d'amyle, acrylate d'isoamyle, acrylate d'hexyle, acrylate de 2-éthylhexyle, acrylamide de diacétone, acrylate de lauryle, acrylate de n-octyle, méthacrylate d'éthyle, méthacrylate de propyle, méthacrylate de n-butyle, méthacrylate d'isobutyle, méthacrylate de t-butyle, méthacrylate de n-dodécyle, méthacrylate d'amyle, méthacrylate d'isoamyle, méthacrylate d'hexyle, méthacrylate de 2-éthylhexyle, méthacrylate de lauryle, méthacrylate de n-octyle, méthacrylate de 2-hydroxyéthyle, acrylate de 2-hydroxypropyle, méthacrylate de 4-hydroxybutyle, acrylate d’hydroxyéthylhexyl, méthacrylate d’hydroxyéthylhexyl, acryloyloxy propylsuccinate et leurs combinaisons.According to a particular embodiment, said monomer M1 is vinylidene fluoride, said monomer M3 selected from the group consisting of trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoro(alkyl vinyl) ethers, perfluoro(1,3-dioxole), perfluoro(2,2-dimethyl-1,3-dioxole), the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 X in which X is SO 2 F, CO 2 H, CH 2 OH, CH 2 OCN or CH 2 OPO 3 H, the monomer of formula CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 2 F, the monomer of formula F(CF 2 )nCH 2 OCF=CF 2 in which n is 1, 2, 3, 4 or 5, the monomer of formula R 1 CH 2 OCF=CF 2 in which R 1 is hydrogen or F(CF 2 )m and m is 1, 2, 3 or 4, the monomer of formula R 2 OCF=CH 2 in which R 2 is F(CF 2 )p and p is 1, 2, 3 or 4, perfluorobutyl ethylene, acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, n-dodecyl acrylate, amyl acrylate, isoamyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, diacetone acrylamide, lauryl acrylate, n-octyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl, n-dodecyl methacrylate, amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, n-octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, hydroxyethylhexyl acrylate, hydroxyethylhexyl methacrylate, acryloyloxy propylsuccinate and combinations thereof.
L’étape a) du présent procédé est mise en œuvre en présence d’un initiateur.Step a) of the present process is carried out in the presence of an initiator.
L'initiateur peut être un ou une combinaison de plusieurs des initiateurs connus dans l'art pour être utiles dans la polymérisation en émulsion de monomères halogénés. Des classes non limitatives appropriées d'initiateurs comprennent des sels de persulfate, des peroxydes et des systèmes redox. Des exemples de sels de persulfate sont le persulfate de sodium, le persulfate de potassium ou le persulfate d'ammonium. La quantité de sel de persulfate ajoutée au mélange réactionnel sur la base du poids total de monomère ajouté au mélange réactionnel est typiquement d'environ 0,005 à environ 1,0 % en poids. Les peroxydes organiques qui sont utiles comprennent les peroxydes de dialkyle, les hydroperoxydes d'alkyle, les peroxyesters et les peroxydicarbonates. Un exemple approprié de peroxyde de dialkyle est le peroxyde de di-tert-butyle. Des exemples d'esters peroxy convenables comprennent le peroxypivalate de tert-amyle, le peroxypivalate de tert-butyle et le peroxyde d'acide succinique. Des exemples d'initiateurs de peroxydicarbonate appropriés comprennent le peroxydicarbonate de di-n-propyle et le peroxydicarbonate de diisopropyle, qui sont typiquement ajoutés au mélange réactionnel en une quantité basée sur le poids total de monomère ajouté au mélange réactionnel d'environ 0,5 à environ 2,5 % en poids.The initiator may be one or a combination of several initiators known in the art to be useful in the emulsion polymerization of halogenated monomers. Suitable non-limiting classes of initiators include persulfate salts, peroxides, and redox systems. Examples of persulfate salts are sodium persulfate, potassium persulfate, or ammonium persulfate. The amount of persulfate salt added to the reaction mixture based on the total weight of monomer added to the reaction mixture is typically about 0.005 to about 1.0 wt. %. Organic peroxides that are useful include dialkyl peroxides, alkyl hydroperoxides, peroxyesters, and peroxydicarbonates. A suitable example of a dialkyl peroxide is di-tert-butyl peroxide. Examples of suitable peroxy esters include tert-amyl peroxypivalate, tert-butyl peroxypivalate and succinic acid peroxide. Examples of suitable peroxydicarbonate initiators include di-n-propyl peroxydicarbonate and diisopropyl peroxydicarbonate, which are typically added to the reaction mixture in an amount based on the total weight of monomer added to the reaction mixture of about 0.5 to about 2.5 wt. %.
L'initiateur peut comprendre un système redox. Par « système redox », on entend un système comprenant un agent oxydant, un agent réducteur, et éventuellement un promoteur jouant le rôle de milieu de transfert d'électrons. Le promoteur est un composant qui, dans différents états d'oxydation, est capable de réagir à la fois avec l'oxydant et l'agent réducteur, accélérant ainsi la réaction globale. Les agents oxydants comprennent, par exemple, les sels de persulfate ; les peroxydes, tels que le peroxyde d'hydrogène ; les hydroperoxydes, tels que l'hydroperoxyde de tert-butyle et l'hydroperoxyde de cumène ; et les sels métalliques oxydants tels que, par exemple, le sulfate ferrique et le permanganate de potassium. Des exemples d'agents réducteurs comprennent le formaldéhyde sulfoxylate de sodium; le sulfite, le bisulfite ou le métabisulfite de sodium ou de potassium; acide ascorbique; acide oxalique; et les sels métalliques réduits. Les promoteurs typiques comprennent des sels de métaux de transition tels que le sulfate ferreux. Dans les systèmes redox, l'agent oxydant et l'agent réducteur sont typiquement utilisés en une quantité d'environ 0,01 à environ 0,5 % en poids sur la base du poids total de monomère ajouté au mélange réactionnel. Le promoteur, s'il est utilisé, est typiquement employé en une quantité d'environ 0,005 à environ 0,025 % en poids sur la base du poids total de monomère ajouté au mélange réactionnel.The initiator may comprise a redox system. By "redox system" is meant a system comprising an oxidizing agent, a reducing agent, and optionally a promoter acting as an electron transfer medium. The promoter is a component that, in different oxidation states, is capable of reacting with both the oxidizing agent and the reducing agent, thereby accelerating the overall reaction. Oxidizing agents include, for example, persulfate salts; peroxides, such as hydrogen peroxide; hydroperoxides, such as tert-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide; and oxidizing metal salts such as, for example, ferric sulfate and potassium permanganate. Examples of reducing agents include sodium formaldehyde sulfoxylate; sodium or potassium sulfite, bisulfite, or metabisulfite; ascorbic acid; oxalic acid; and reduced metal salts. Typical promoters include transition metal salts such as ferrous sulfate. In redox systems, the oxidizing agent and reducing agent are typically used in an amount of about 0.01 to about 0.5 weight percent based on the total weight of monomer added to the reaction mixture. The promoter, if used, is typically used in an amount of about 0.005 to about 0.025 weight percent based on the total weight of monomer added to the reaction mixture.
De préférence, ledit procédé est un procédé en émulsion mis en œuvre en phase aqueuse.Preferably, said process is an emulsion process carried out in aqueous phase.
L’étape a) du présent procédé est de préférence mise en œuvre à une température supérieure à 40°C, de préférence à une température comprise entre 40°C et 120°C, plus préférentiellement à une température comprise entre 40°C et 110°C, en particulier à une température comprise entre 40°C et 100°C.Step a) of the present process is preferably carried out at a temperature above 40°C, preferably at a temperature between 40°C and 120°C, more preferably at a temperature between 40°C and 110°C, in particular at a temperature between 40°C and 100°C.
L’étape a) du présent procédé est de préférence mise en œuvre à une pression de 10 à 120 bara, avantageusement à une pression de 15 bara à 110 bara, de préférence à une pression de 20 bara à 100 bara.Step a) of the present process is preferably carried out at a pressure of 10 to 120 bara, advantageously at a pressure of 15 bara to 110 bara, preferably at a pressure of 20 bara to 100 bara.
Un antisalissure à la paraffine est éventuellement utilisé dans la polymérisation. Toute cire ou huile d’hydrocarbures saturée à longue chaîne peut être utilisée. L’huile ou la cire est ajoutée au réacteur avant la formation du fluoropolymère, en quantité suffisante pour minimiser l’adhésion de polymères aux composants du réacteur. Cette quantité est généralement proportionnelle à la surface intérieure du réacteur et peut varier d’environ 1 à environ 40 mg/cm2 de surface intérieure du réacteur. Si une cire de paraffine ou de l’huile d’hydrocarbures est utilisée comme antisalissure, la quantité utilisée est généralement d’environ 5 mg/cm2 de la surface intérieure du réacteur.A paraffin antifoulant is optionally used in the polymerization. Any long-chain saturated hydrocarbon wax or oil may be used. The oil or wax is added to the reactor prior to formation of the fluoropolymer, in an amount sufficient to minimize adhesion of polymers to the reactor components. This amount is generally proportional to the interior surface area of the reactor and may vary from about 1 to about 40 mg/cm2 of interior surface area of the reactor. If a paraffin wax or hydrocarbon oil is used as the antifoulant, the amount used is generally about 5 mg/cm2 of interior surface area of the reactor.
Le mélange réactionnel de polymérisation peut éventuellement contenir un agent tampon pour maintenir un pH contrôlé pendant la réaction de polymérisation. Le pH est généralement contrôlé dans la plage de 3 à 8. L’agent tampon peut être ajouté au début, à différents points ou tout au long de la polymérisation. Les agents tampons à titre d’exemple appropriés sont les tampons phosphate et les tampons acétate, qui sont bien connus de l’homme du métier.The polymerization reaction mixture may optionally contain a buffering agent to maintain a controlled pH during the polymerization reaction. The pH is typically controlled in the range of 3 to 8. The buffering agent may be added at the beginning, at various points, or throughout the polymerization. Suitable exemplary buffering agents are phosphate buffers and acetate buffers, which are well known to those skilled in the art.
Des régulateurs de masse moléculaire, également appelés agents de transfert de chaîne, peuvent éventuellement être utilisés pour ajuster le profil de masse moléculaire du produit. Ils peuvent être ajoutés en une seule portion au début de la réaction, progressivement ou continuellement tout au long de la réaction. La quantité de régulateur de poids moléculaire ajoutée à la réaction de polymérisation est généralement d’environ 0,05 à environ 5 % en poids, plus généralement d’environ 0,1 à environ 2 % en poids sur la base du poids total du monomère ajouté au mélange réactionnel. Les composés oxygénés tels que les alcools, les carbonates, les cétones, les esters et les éthers peuvent servir de régulateurs de poids moléculaire. Des exemples de composés oxygénés appropriés comprennent l’alcool isopropylique, l’acétone, l’acétate d’éthyle et le carbonate de diéthyle. D’autres classes de régulateurs de poids moléculaire comprennent les composés halogénés tels que les chlorocarbures, les hydrochlorocarbures, les hydrofluorocarbures, les chlorofluorocarbures et les hydrochlorofluorocarbures. Des exemples particuliers de régulateurs de poids moléculaire halogénés comprennent le 1-fluoroéthane, le trichlorofluorométhane et le 1,1-dichloro-2,2,2-trifluoroéthane. Certains hydrocarbures peuvent être utilisés comme régulateurs de poids moléculaire, tels que les hydrocarbures qui contiennent de deux à cinq atomes de carbone, avec l’éthane et le propane comme exemples particuliers.Molecular weight regulators, also known as chain transfer agents, may optionally be used to adjust the molecular weight profile of the product. They may be added in a single portion at the beginning of the reaction, incrementally, or continuously throughout the reaction. The amount of molecular weight regulator added to the polymerization reaction is typically from about 0.05 to about 5 wt. %, more typically from about 0.1 to about 2 wt. % based on the total weight of monomer added to the reaction mixture. Oxygenated compounds such as alcohols, carbonates, ketones, esters, and ethers may serve as molecular weight regulators. Examples of suitable oxygenated compounds include isopropyl alcohol, acetone, ethyl acetate, and diethyl carbonate. Other classes of molecular weight regulators include halogenated compounds such as chlorocarbons, hydrochlorocarbons, hydrofluorocarbons, chlorofluorocarbons, and hydrochlorofluorocarbons. Particular examples of halogenated molecular weight regulators include 1-fluoroethane, trichlorofluoromethane, and 1,1-dichloro-2,2,2-trifluoroethane. Certain hydrocarbons can be used as molecular weight regulators, such as hydrocarbons that contain two to five carbon atoms, with ethane and propane being particular examples.
Outre le surfactantS1, on peut ajouter un ou plusieurs autres surfactantsS2. Par exemple, ledit surfactantS2comprend un segment polyéthylène glycol et un segment polypropylène glycol. De préférence, ledit surfactantS2présente une valeur HLB de 1 à 20, en particulier une valeur HLB de 1 à 5 ou de 10 à 15. En particulier, ledit surfactantS2comprenant un segment polyéthylène glycol et un segment polypropylène glycol, présente une valeur HLB de 1 à 5 et une masse moléculaire moyenne en poids de 2500 à 10000 g.mol-1. Alternativement, ledit surfactantS2comprenant un segment de polyéthylène glycol et un segment de polypropylène glycol, a une valeur HLB de 10 à 15 et un poids moléculaire moyen en poids de 500 à 2500 g.mol-1.In addition to surfactant S1 , one or more other surfactants S2 may be added. For example, said surfactant S2 comprises a polyethylene glycol segment and a polypropylene glycol segment. Preferably, said surfactant S2 has an HLB value of 1 to 20, in particular an HLB value of 1 to 5 or 10 to 15. In particular, said surfactant S2 comprising a polyethylene glycol segment and a polypropylene glycol segment, has an HLB value of 1 to 5 and a weight average molecular weight of 2500 to 10000 g.mol-1. Alternatively, said surfactant S2 comprising a polyethylene glycol segment and a polypropylene glycol segment, has an HLB value of 10 to 15 and a weight average molecular weight of 500 to 2500 g.mol-1.
De préférence, ledit surfactantS1est ajouté en continu au cours de l’étape a). Le terme continu englobe l’ajout dudit surfactantS1par de multiples additions tout au long du procédé de production. Alternativement, ledit surfactantS1est ajouté en discontinu. Le terme discontinu englobe l’ajout dudit surfactantS1est une seul fois au début du procédé ou au cours de celui-ci en une seule addition. L’ajout dudit surfactantS1peut être préalable, simultanée ou subséquente à celle de l’initiateur. Il est préférable d’ajouter au moins une partie dudit monomèreM1dans la charge initiale du réacteur, c’est-à-dire avant l’initiation de la réaction de polymérisation.Preferably, said surfactant S1 is added continuously during step a). The term continuous encompasses the addition of said surfactant S1 by multiple additions throughout the production process. Alternatively, said surfactant S1 is added batchwise. The term batchwise encompasses the addition of said surfactant S1 once at the beginning of the process or during the process in a single addition. The addition of said surfactant S1 may be prior to, simultaneous with or subsequent to that of the initiator. It is preferable to add at least a portion of said monomer M1 in the initial charge of the reactor, i.e. before the initiation of the polymerization reaction.
Ledit polymère fluoréP1 obtenu selon le présent procédé comprend des unités monomériques issues du monomèreM1. Ledit polymère fluoréP1peut être un homopolymère issu du monomèreM1ou un copolymère issu du monomèreM1et du monomèreM3.Said fluorinated polymerP1 obtained according to the present process comprises monomeric units derived from the monomerM1. Said fluorinated polymerP1may be a homopolymer derived from the monomerM1or a copolymer derived from the monomerM1and monomerM3.
Comme mentionné ci-dessus, ledit monomèreM1est de préférence le fluorure de vinylidène. Ainsi, ledit polymère fluoréP1 peut être, de préférence, un homopolymère du fluorure de vinylidène.As mentioned above, said monomerM1is preferably vinylidene fluoride. Thus, said fluorinated polymerP1 may preferably be a homopolymer of vinylidene fluoride.
Selon un autre mode de réalisation, le polymèreP 1est un copolymère du fluorure de vinylidène avec au moins un comonomère compatible avec le fluorure de vinylidène, tel que l’un quelconque des monomèresM3, différent du fluorure de vinylidène.According to another embodiment, the polymer P 1 is a copolymer of vinylidene fluoride with at least one comonomer compatible with vinylidene fluoride, such as any of the monomers M3 , other than vinylidene fluoride.
De manière générale, le polymèreP 1contient de préférence au moins 50 % en moles fluorure de vinylidène, avantageusement au moins 60% en moles de fluorure de vinylidène, de préférence au moins 70% en moles de fluorure de vinylidène. Le comonomèreM3peut être présent dans une teneur de 1 à 50%, avantageusement de 2 à 30% en poids par rapport au poids dudit polymèreP 1.Generally, the polymer P 1 preferably contains at least 50 mol% vinylidene fluoride, advantageously at least 60 mol% vinylidene fluoride, preferably at least 70 mol% vinylidene fluoride. The comonomer M3 may be present in a content of 1 to 50%, advantageously 2 to 30% by weight relative to the weight of said polymer P 1 .
Selon un mode de réalisation préféré, le polymèreP 1est un copolymère de fluorure de vinylidène (VDF) et d’hexafluoropropylène (HFP)) (P(VDF-HFP)), ayant une teneur massique d'unités monomères d'hexafluoropropylène de 2 à 30%, avantageusement de 2 à 25%, de préférence de 2 à 20 %, de préférence de 4 à 15 % en poids par rapport au poids dudit polymèreP 1. Selon un autre mode de réalisation, le polymèreP 1est un copolymère de fluorure de vinylidène (VDF) et d’hexafluoropropylène (HFP) (P(VDF-HFP)), ayant une teneur massique d'unités monomères d'hexafluoropropylène de 10 à 30%, avantageusement de 10 à 25% en poids par rapport au poids dudit polymèreP 1.According to a preferred embodiment, the polymer P 1 is a copolymer of vinylidene fluoride (VDF) and hexafluoropropylene (HFP) (P(VDF-HFP)), having a mass content of hexafluoropropylene monomer units of 2 to 30%, advantageously of 2 to 25%, preferably of 2 to 20%, preferably of 4 to 15% by weight relative to the weight of said polymer P 1 . According to another embodiment, the polymer P 1 is a copolymer of vinylidene fluoride (VDF) and hexafluoropropylene (HFP) (P(VDF-HFP)), having a mass content of hexafluoropropylene monomer units of 10 to 30%, advantageously of 10 to 25% by weight relative to the weight of said polymer P 1 .
Selon un mode de réalisation, le polymèreP 1est un copolymère de fluorure de vinylidène et de tétrafluoroéthylène (TFE).According to one embodiment, the polymer P 1 is a copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene (TFE).
Selon un mode de réalisation, le polymèreP 1est un copolymère de fluorure de vinylidène et de chlorotrifluoroéthylène (CTFE).According to one embodiment, the polymer P 1 is a copolymer of vinylidene fluoride and chlorotrifluoroethylene (CTFE).
Selon un mode de réalisation, le polymèreP 1est un terpolymère de VDF-TFE-HFP. Selon un mode de réalisation, le polymèreP 1est un terpolymère VDF-TrFE-TFE (TrFE étant le trifluoroéthylène). Dans ces terpolymères, la teneur massique en VDF est d’au moins 10%, les comonomères étant présents en proportions variables.According to one embodiment, the polymer P 1 is a VDF-TFE-HFP terpolymer. According to one embodiment, the polymer P 1 is a VDF-TrFE-TFE terpolymer (TrFE being trifluoroethylene). In these terpolymers, the mass content of VDF is at least 10%, the comonomers being present in variable proportions.
Selon un mode de réalisation particulier, le polymèreP 1comprend des motifs monomériques portant au moins l’une des fonctions suivantes : acide carboxylique, anhydride d’acide carboxylique, esters d’acide carboxylique, groupes époxy (tel que le glycidyle), amide, hydroxyle, carbonyle, mercapto, sulfure, oxazoline, phénoliques, ester, éther, siloxane, sulfonique, sulfurique, phosphorique, phosphonique. La fonction est introduite par une réaction chimique qui peut être du greffage, ou une copolymérisation du monomère fluorure de vinylidène (VDF) avec un monomère portant au moins un desdits groupes fonctionnels et une fonction vinylique capable de copolymériser avec le fluorure de vinylidène, selon des techniques bien connues par l’homme du métier. Des exemples de monomères porteurs d’une fonction acide et copolymérisable avec le fluorure de vinylidène sont listés parmi le monomèreM3. La teneur en groupes fonctionnels dudit polymèreP 1est d’au moins 0,01% molaire, de préférence d’au moins 0,1 % molaire, et au plus de 15% molaire, de préférence au plus 10% molaire.According to a particular embodiment, the polymer P 1 comprises monomeric units carrying at least one of the following functions: carboxylic acid, carboxylic acid anhydride, carboxylic acid esters, epoxy groups (such as glycidyl), amide, hydroxyl, carbonyl, mercapto, sulfide, oxazoline, phenolic, ester, ether, siloxane, sulfonic, sulfuric, phosphoric, phosphonic. The function is introduced by a chemical reaction which may be grafting, or a copolymerization of the vinylidene fluoride (VDF) monomer with a monomer carrying at least one of said functional groups and a vinyl function capable of copolymerizing with vinylidene fluoride, according to techniques well known to those skilled in the art. Examples of monomers carrying an acid function and copolymerizable with vinylidene fluoride are listed among the monomer M3 . The content of functional groups in said polymer P 1 is at least 0.01 mol%, preferably at least 0.1 mol%, and at most 15 mol%, preferably at most 10 mol%.
Ainsi, ledit polymèreP 1peut être par exemple un copolymère du fluorure de vinylidène et un monomèreM 3sélectionné parmi le groupe consistant en acide acrylique, acide méthacrylique, hydroxyéthyl(méth)acrylate, hydroxypropyl(méth)acrylate, hydroxyéthylhexyl(méth)acrylate et acryloyloxy propylsuccinate. De préférence, la teneur en monomèreM 3dans ledit polymèreP 1est de 0,01% à 5% molaire. Dans ce mode de réalisation, au moins 40% des unités issues du monomèreM 3sont reparties entre deux unités de fluorure de vinylidène.Thus, said polymer P 1 may be, for example, a copolymer of vinylidene fluoride and a monomer M 3 selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, hydroxyethyl(meth)acrylate, hydroxypropyl(meth)acrylate, hydroxyethylhexyl(meth)acrylate and acryloyloxy propylsuccinate. Preferably, the content of monomer M 3 in said polymer P 1 is from 0.01% to 5 mol%. In this embodiment, at least 40% of the units resulting from the monomer M 3 are distributed between two vinylidene fluoride units.
Le polymèreP 1a de préférence un poids moléculaire élevé. Par poids moléculaire élevé, tel qu'utilisé ici, on entend un polymèreP 1ayant une viscosité à l'état fondu supérieure à 100 Pa.s, de préférence supérieure à 500 Pa.s, plus préférablement supérieure à 1000 Pa.s, selon la méthode ASTM D-3835 mesurée à 232°C et 100 sec-1.The polymer P 1 preferably has a high molecular weight. By high molecular weight, as used herein, is meant a polymer P 1 having a melt viscosity greater than 100 Pa.s, preferably greater than 500 Pa.s, more preferably greater than 1000 Pa.s, according to ASTM D-3835 measured at 232°C and 100 sec-1.
Selon un mode de réalisation, le polymèreP 1porteur de groupes fonctionnels peut se réticuler soit par auto-condensation de ses groupes fonctionnels, soit par réaction avec un catalyseur et/ou un agent de réticulation, tels que les résines mélamine, les résines époxy et similaires, ainsi que les agents de réticulation connus de faible poids moléculaire tels que les polyisocyanates di- ou supérieurs, les polyaziridines, les polycarbodiimides, les polyoxazolines, les dialdéhydes tels que le glyoxal, les acétoacétates, les malonates, les acétals, les thiols et les acrylates di- et trifonctionnels, les molécules époxy cycloaliphatiques, les organosilanes tels que les époxysilanes et les amino silanes, les carbamates, les diamines et les triamines, les agents chélateurs inorganiques tels que certains sels de zinc et de zirconium, les titanes, les glycouriles et d'autres aminoplastes. Dans certains cas, des groupes fonctionnels provenant d'autres ingrédients de polymérisation, tels que les tensioactifs, les initiateurs, les particules d'ensemencement, peuvent être impliqués dans la réaction de réticulation. Lorsque deux ou plusieurs groupes fonctionnels sont impliqués dans le processus de réticulation, les paires de groupes réactifs complémentaires sont, par exemple, hydroxyle-isocyanate, acide-époxy, amine-époxy, hydroxyle-mélamine, acétoacétate-acide. Les monomères d'acrylate et/ou de méthacrylate ne contenant pas de groupes fonctionnels capables d'entrer dans des réactions de réticulation après la polymérisation, doivent, de préférence, représenter 70 % ou plus en poids du mélange total de monomères, et plus préférablement, doivent être supérieurs à 90 % en poids. Selon un mode de réalisation, le polymèreP1comprend un agent de réticulation choisi dans le groupe constitué par les isocyanates, les diamines, l'acide adipique, les dihydrazides et leurs combinaisons.According to one embodiment, the polymer P 1 bearing functional groups can be crosslinked either by self-condensation of its functional groups or by reaction with a catalyst and/or a crosslinking agent, such as melamine resins, epoxy resins and the like, as well as known low molecular weight crosslinking agents such as di- or higher polyisocyanates, polyaziridines, polycarbodiimides, polyoxazolines, dialdehydes such as glyoxal, acetoacetates, malonates, acetals, di- and trifunctional thiols and acrylates, cycloaliphatic epoxy molecules, organosilanes such as epoxysilanes and amino silanes, carbamates, diamines and triamines, inorganic chelating agents such as certain zinc and zirconium salts, titaniums, glycourils and other aminoplasts. In some cases, functional groups from other polymerization ingredients, such as surfactants, initiators, seed particles, may be involved in the crosslinking reaction. When two or more functional groups are involved in the crosslinking process, the complementary reactive group pairs are, for example, hydroxyl-isocyanate, acid-epoxy, amine-epoxy, hydroxyl-melamine, acetoacetate-acid. The acrylate and/or methacrylate monomers not containing functional groups capable of entering into crosslinking reactions after polymerization should preferably represent 70% or more by weight of the total monomer mixture, and more preferably, should be greater than 90% by weight. According to one embodiment, the polymer P1 comprises a crosslinking agent selected from the group consisting of isocyanates, diamines, adipic acid, dihydrazides and combinations thereof.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit polymère fluoréP1est obtenu sous la forme d’un latex et la taille de particules dudit polymère fluoréP1est compris de 10 nm à 800 nm. La taille des particules est déterminée par granulométrie laser. Un analyseur de taille de particules de type Malvern INSITEC System est utilisé pour la mesure. Celle-ci est effectuée en voie sèche par diffraction laser sur une poudre avec un focal de 100 mm.According to a preferred embodiment, said fluorinated polymer P1 is obtained in the form of a latex and the particle size of said fluorinated polymer P1 is from 10 nm to 800 nm. The particle size is determined by laser granulometry. A particle size analyzer of the Malvern INSITEC System type is used for the measurement. This is carried out in a dry process by laser diffraction on a powder with a focal length of 100 mm.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit polymère fluoréP1a une teneur en solide comprise entre 10% et 55%, de préférence entre 10% et 50%, en particulier entre 10 et 40%.According to a preferred embodiment, said fluorinated polymer P1 has a solid content of between 10% and 55%, preferably between 10% and 50%, in particular between 10 and 40%.
Ledit polymère fluoréP1tel qu’obtenu par le présent procédé peut être utilisé dans divers applications. Ainsi, ledit polymère fluoréP1peut être utilisé comme liant pour électrode (cathode ou anode) ou comme revêtement d’un séparateur.Said fluorinated polymer P1 as obtained by the present process can be used in various applications. Thus, said fluorinated polymer P1 can be used as a binder for an electrode (cathode or anode) or as a coating for a separator.
Ledit polymère fluoréP1selon la présente invention peut être utilisé comme liant pour une électrode. Ainsi, selon un autre aspect, la présente invention fournit une composition d’électrode comprenant ledit polymère fluoréP1selon la présente invention, une matière active et optionnellement un agent conducteur.Said fluorinated polymer P1 according to the present invention can be used as a binder for an electrode. Thus, according to another aspect, the present invention provides an electrode composition comprising said fluorinated polymer P1 according to the present invention, an active material and optionally a conductive agent.
Dans un mode de réalisation préféré, la composition d’électrode possède la composition massique suivante :In a preferred embodiment, the electrode composition has the following mass composition:
a. 50 % à 99,9 % de matériau actif, préférablement 50 % à 99 %,a. 50% to 99.9% active material, preferably 50% to 99%,
b. 25 % à 0 % d’agent conducteur, préférablement 25 % à 0,5 %,b. 25% to 0% conductive agent, preferably 25% to 0.5%,
c. 25 % à 0,05 % dudit polymère fluoréP1selon l’invention, préférablement 25 % à 0,5 %,c. 25% to 0.05% of said fluorinated polymer P1 according to the invention, preferably 25% to 0.5%,
d. 0 % à 5 % d’au moins un additif choisi dans le groupe constitué par un plastifiant, un liquide ionique, un agent dispersant pour additif conducteur, et un agent auxiliaire d’écoulement ;d. 0% to 5% of at least one additive selected from the group consisting of a plasticizer, an ionic liquid, a dispersing agent for conductive additive, and a flow aid;
la somme de tous ces pourcentages étant de 100 %.the sum of all these percentages being 100%.
Les agents conducteurs dans l’électrode sont composés d’un ou plusieurs matériaux qui peuvent améliorer la conductivité. Certains exemples comprennent des noirs de carbone tels que le noir d’acétylène, le noir de Ketjen ; des fibres de carbone, telles qu’un nanotube de carbone, une nanofibre de carbone, une fibre de carbone par croissance en phase vapeur ; des poudres métalliques telles qu’une poudre SUS, et une poudre d’aluminium.The conductive agents in the electrode are composed of one or more materials that can enhance the conductivity. Some examples include carbon blacks such as acetylene black, Ketjen black; carbon fibers, such as carbon nanotube, carbon nanofiber, vapor-grown carbon fiber; metal powders such as SUS powder, and aluminum powder.
Les matériaux actifs dans les compositions d’électrode sont des matériaux qui sont capables de stocker et de libérer des ions lithium.Active materials in electrode compositions are materials that are capable of storing and releasing lithium ions.
Dans un mode de réalisation préféré, ladite électrode est une électrode négative. En particulier, pour une électrode négative, ledit matériau actif est choisi dans le groupe constitué par un alliage de lithium, du lithium métal, un oxyde métallique, un matériau de carbone tel que le graphite ou du carbone dur, le silicium, un alliage de silicium et Li4TiO12. La forme du matériau actif d’électrode négative n’est pas particulièrement limitée mais est préférablement particulaire.In a preferred embodiment, said electrode is a negative electrode. In particular, for a negative electrode, said active material is selected from the group consisting of a lithium alloy, lithium metal, a metal oxide, a carbon material such as graphite or hard carbon, silicon, a silicon alloy and Li 4 TiO 12 . The shape of the negative electrode active material is not particularly limited but is preferably particulate.
Dans un autre mode de réalisation préféré, ladite électrode est une électrode positive. Préférablement, pour une électrode positive, ledit matériau actif est choisi dans le groupe constitué par LiCoO2, Li(Ni, Co, AI)O2, Li(1+ x), NiaMnbCoc (x représente un nombre réel de 0 ou plus, a = 0,8, 0,6, 0,5, ou 1/3, b = 0,1, 0,2, 0,3, ou 1/3, c = 0,1, 0,2, ou 1/3), LiNiO2, LiMn2O4, LiCoMnO4, Li3NiMn3O3, Li3Fe2(PO4)3, Li3V2(PO4)3, un spinelle Li Mn substitué par un élément différent possédant une composition représentée par Li1+xMn2-x-yMyO4, M représentant au moins un métal choisi parmi Al, Mg, Co, Fe, Ni, et Zn, x et y représentant indépendamment un nombre réel compris entre 0 et 2, titanate de lithium LixTiOy – x et y représentant indépendamment un nombre réel compris entre 0 et 2, et un phosphate de métal et de lithium possédant une composition représentée par LiMPO4, M représentant Fe, Mn, Co, ou Ni. La forme du matériau actif d’électrode positive n’est pas particulièrement limitée mais est préférablement particulaire. De plus, la surface de chacun des matériaux décrits ci-dessus peut être revêtue. Le matériau de revêtement n’est pas particulièrement limité tant qu’il possède une conductivité des ions lithium et contient un matériau capable d’être maintenu sous la forme d’une couche de revêtement sur la surface du matériau actif. Des exemples du matériau de revêtement comprennent LiNbO3, Li4Ti5O12, et Li3PO4.In another preferred embodiment, said electrode is a positive electrode. Preferably, for a positive electrode, said active material is selected from the group consisting of LiCoO 2 , Li(Ni, Co, AI)O 2 , Li(1+ x), NiaMnbCoc (x represents a real number of 0 or more, a = 0.8, 0.6, 0.5, or 1/3, b = 0.1, 0.2, 0.3, or 1/3, c = 0.1, 0.2, or 1/3), LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiCoMnO 4 , Li 3 NiMn 3 O 3 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 , a Li Mn spinel substituted by a different element having a composition represented by Li1+xMn2-x-yMyO4, M representing at least one metal selected from Al, Mg, Co, Fe, Ni, and Zn, x and y independently representing a real number between 0 and 2, lithium titanate LixTiOy – x and y independently representing a real number between 0 and 2, and a lithium metal phosphate having a composition represented by LiMPO4, M representing Fe, Mn, Co, or Ni. The shape of the positive electrode active material is not particularly limited but is preferably particulate. In addition, the surface of each of the materials described above can be coated. The coating material is not particularly limited as long as it has lithium ion conductivity and contains a material capable of being maintained as a coating layer on the surface of the active material. Examples of the coating material include LiNbO 3 , Li 4 Ti 5 O 12 , and Li 3 PO 4 .
Ladite composition d’électrode peut être déposée sur au moins une face d’un collecteur de courant pour former ladite électrode. Ce dépôt peut être effectué en présence d’un solvant organique, d’eau, d’un mélange des deux ou par un procédé sans solvant. Ledit solvant organique peut être sélectionné parmi le groupe consistant en n-methylpyrrolidone (NMP), dimethylsulfoxide (DMSO), N,N-dimethylformamide (DMF), triethylphosphite (TEP), acétone, cyclopentanone, tetrahydrofurane, methyl ethylketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MiBK), ethyl acetate (EA), butyl acetate (BA), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), gamma-butyrolactone and N-butylpyrrolidone ; et les mélanges de ceux-ci.Said electrode composition can be deposited on at least one face of a current collector to form said electrode. This deposition can be carried out in the presence of an organic solvent, water, a mixture of both or by a solvent-free process. Said organic solvent can be selected from the group consisting of n-methylpyrrolidone (NMP), dimethylsulfoxide (DMSO), N,N-dimethylformamide (DMF), triethylphosphite (TEP), acetone, cyclopentanone, tetrahydrofuran, methyl ethylketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MiBK), ethyl acetate (EA), butyl acetate (BA), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), gamma-butyrolactone and N-butylpyrrolidone; and mixtures thereof.
Selon un autre aspect de la présente invention, une batterie Li-ion est fournie. Préférablement, la batterie Li-ion comprend une électrode positive, une électrode négative et un séparateur, au moins une électrode étant une électrode selon la présente invention.According to another aspect of the present invention, a Li-ion battery is provided. Preferably, the Li-ion battery comprises a positive electrode, a negative electrode and a separator, at least one electrode being an electrode according to the present invention.
Selon un autre aspect de la présente invention, ledit polymère fluoréP1selon la présente invention peut être utilisé comme revêtement dans un séparateur disposé entre deux électrodes. Ledit séparateur selon la présente invention comprend un revêtement comprenant, de préférence consistant en, ledit polymère fluoréP1selon la présente invention, éventuellement disposé sur l’une ou les deux faces d’un support poreux. Dans ce cas, le revêtement est utilisé pour enrober le support d’un séparateur, sur au moins une face, sous forme d’une monocouche ou de multicouches. Il n'y a pas de limitation particulière dans le choix du support qui est revêtu du revêtement de l'invention, tant qu'il s'agit d'un substrat poreux ayant des pores. Lorsqu’il comprend plusieurs couches, le revêtement tel que décrit dans la présente invention est disposé sur la face externe du support, c’est-à-dire sur la face qui sera en premier en contact avec la composition électrolytique utilisée dans la batterie. Avantageusement, l’application du revêtement sur le support se fait en voie aqueuse ou en voie solvant. Le substrat poreux peut prendre la forme d'une membrane ou d'un tissu fibreux. Lorsque le substrat poreux est fibreux, il peut s'agir d'un voile non tissé formant un voile poreux, tel qu'un voile obtenu par filature directe ou fusion-soufflage (de type « spunbond » ou « melt blown ») ou electro-spinning. Des exemples de substrats poreux utiles dans l'invention en tant que support comprennent, sans s'y limiter : les polyoléfines, le polyéthylène téréphtalate, le polybutylène téréphtalate, le polyester, le polyacétal, le polyamide, le polycarbonate, le polyimide, la polyétheréthercétone, la polyéther sulfone, le poly(oxyde de phénylène), le poly(sulfure de phénylène), le polyéthylène naphtalène ou leurs mélanges. Cependant, d'autres plastiques techniques résistants à la chaleur peuvent être utilisés sans limitation particulière. Des matériaux non tissés en matériaux naturels et synthétiques peuvent également être utilisés comme substrat du séparateur. Le substrat poreux a généralement une épaisseur de 1 à 50 µm, et sont typiquement des membranes obtenues par extrusion et étirage (procédé humide ou à sec) ou coulées de non-tissés. Le substrat poreux a de préférence une porosité comprise entre 5% et 95%. La taille moyenne des pores (diamètre) est de préférence comprise entre 0,001 et 50 µm, plus préférablement entre 0,01 et 10 µm. Le support peut également être de l’aluminium ou de l’aluminium revêtu d’une couche polymère.According to another aspect of the present invention, said fluorinated polymer P1 according to the present invention can be used as a coating in a separator arranged between two electrodes. Said separator according to the present invention comprises a coating comprising, preferably consisting of, said fluorinated polymer P1 according to the present invention, optionally arranged on one or both faces of a porous support. In this case, the coating is used to coat the support of a separator, on at least one face, in the form of a monolayer or multilayers. There is no particular limitation in the choice of the support which is coated with the coating of the invention, as long as it is a porous substrate having pores. When it comprises several layers, the coating as described in the present invention is arranged on the external face of the support, that is to say on the face which will first be in contact with the electrolytic composition used in the battery. Advantageously, the application of the coating to the support is done by aqueous means or by solvent means. The porous substrate may be in the form of a membrane or a fibrous fabric. When the porous substrate is fibrous, it may be a nonwoven web forming a porous web, such as a web obtained by direct spinning or melt blowing (of the "spunbond" or "melt blown" type) or electro-spinning. Examples of porous substrates useful in the invention as a support include, but are not limited to: polyolefins, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, poly(phenylene oxide), poly(phenylene sulfide), polyethylene naphthalene or mixtures thereof. However, other heat-resistant engineering plastics may be used without particular limitation. Nonwoven materials made of natural and synthetic materials may also be used as the substrate of the separator. The porous substrate generally has a thickness of 1 to 50 µm, and are typically membranes obtained by extrusion and stretching (wet or dry process) or cast nonwovens. The porous substrate preferably has a porosity of between 5% and 95%. The average pore size (diameter) is preferably between 0.001 and 50 µm, more preferably between 0.01 and 10 µm. The support may also be aluminum or aluminum coated with a polymer layer.
En plus de ladite composition, le revêtement pour séparateur peut contenir des particules inorganiques qui servent à former des micropores dans le revêtement (les interstices entre particules inorganiques). L’ajout de particules inorganiques peut contribuer également à la résistance à la chaleur ou améliorer la mouillabilité. Selon un mode de réalisation, ledit revêtement comprend de 50 à 99 pour cent en poids de particules inorganiques, par rapport au poids du revêtement. Ces particules inorganiques doivent être électrochimiquement stables (non soumises à l'oxydation et/ou à la réduction dans la gamme des tensions utilisées). En outre, les matériaux inorganiques pulvérulents ont de préférence une conductivité ionique élevée. Les matériaux de faible densité sont préférés aux matériaux de densité plus élevée, car le poids de la batterie produite peut être réduit. La constante diélectrique est de préférence égale ou supérieure à 5. Selon un mode de réalisation, lesdites particules inorganiques sont choisies dans le groupe consistant en : BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3, Pb 1-x LaxZryO3 (0<x<1, 0<y<1), PBMg3Nb2/3)3,PbTiO3, hafnie (HfO (HfO2), SrTiO 3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, Y2O3, bohémite (y-AlO(OH)), Al2O3, TiO2, SiC, ZrO2, silicate de bore, BaSO4, nano-argiles, ou leurs mélanges. Le revêtement pour séparateur peut éventuellement comprendre de 0 à 15 % en poids sur la base du polymère, et de préférence 0,1 à 10 % en poids d'additifs, choisis parmi les épaississants, les agents d'ajustement du pH, les agents anti-sédimentation, les tensioactifs, les agents mouillants, les charges, les agents anti-mousse et les promoteurs d'adhésion fugitive ou non. Les charges mentionnées ici dans les additifs sont différentes des particules inorganiques mentionnées ci-dessus.In addition to said composition, the separator coating may contain inorganic particles that serve to form micropores in the coating (the interstices between inorganic particles). The addition of inorganic particles may also contribute to heat resistance or improve wettability. In one embodiment, said coating comprises from 50 to 99 weight percent inorganic particles, based on the weight of the coating. These inorganic particles must be electrochemically stable (not subject to oxidation and/or reduction in the range of voltages used). In addition, the powdered inorganic materials preferably have high ionic conductivity. Low density materials are preferred over higher density materials because the weight of the produced battery can be reduced. The dielectric constant is preferably equal to or greater than 5. According to one embodiment, said inorganic particles are selected from the group consisting of: BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3, Pb 1-x LaxZryO3 (0<x<1, 0<y<1), PBMg3Nb2/3)3,PbTiO3, hafnia (HfO (HfO2), SrTiO 3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, Y2O3, bohemite (y-AlO(OH)), Al2O3, TiO2, SiC, ZrO2, boron silicate, BaSO4, nano-clays, or mixtures thereof. The separator coating may optionally comprise from 0 to 15% by weight based on the polymer, and preferably 0.1 to 10% by weight of additives, selected from thickeners, agents pH adjustment agents, anti-sedimentation agents, surfactants, wetting agents, fillers, anti-foaming agents and fugitive or non-fugitive adhesion promoters. The fillers mentioned here in the additives are different from the inorganic particles mentioned above.
Selon un autre aspect de la présente invention, une batterie Li-ion est fournie. Préférablement, la batterie Li-ion comprend une électrode positive, une électrode négative et ledit séparateur selon la présente invention.According to another aspect of the present invention, a Li-ion battery is provided. Preferably, the Li-ion battery comprises a positive electrode, a negative electrode and said separator according to the present invention.
Selon un autre aspect de la présente invention, ledit polymère fluoréP1peut être utilisé dans la préparation d’un polymère conducteur, d’un électrolyte solide pour piles à combustibles, d’un revêtement hydrophile, d’un revêtement hydrophobe ou d’un revêtement absorbant l’UV.According to another aspect of the present invention, said fluorinated polymer P1 can be used in the preparation of a conductive polymer, a solid electrolyte for fuel cells, a hydrophilic coating, a hydrophobic coating or a UV-absorbing coating.
Un réacteur haute pression de 4 litres a été rempli de 1450 ml d’eau puis rincé à l’azote. Après cela, il a été chauffé à 83°C, puis rempli de 88 bars de fluorure de vinylidène. La pression a été maintenue constante pendant la réaction à l’aide d’une alimentation en fluorure de vinylidène. La réaction a été initiée par l’injection de persulfate de potassium (0,1 g/l). Une solution d’acide lipoïque a été administrée sous forme d’additions successives de 3mL de ladite solution. Une fois la réaction terminée, le réacteur a été refroidi et ouvert. Le produit a été isolé sous forme de latex stable avec peu ou pas de coagulum.
Claims (12)
dans laquelle n est un entier de 3 à 5 ; Raet Rbsont, indépendamment l’un de l’autre et indépendamment pour chaque unité n, sélectionnés parmi le groupe consistant en H, F, C1-C2 0alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C1-C2 0fluoroalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C3-C20cycloalkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyl, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; C6-C20aryle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide carboxylique, amine, hydroxyle, cétone, aldéhyde, amide, cyano, ester, thioester, acide sulfonique, acide phosphorique ; et une chaine hydrocarbonée polymérique ; ou l’unité [CRaRb] forme un groupement carbonyle C=O ou thiocarbonyle C=S.Process for producing a fluorinated polymer P1, characterized in that step a) of polymerization of a fluorinated monomer M1 is carried out in the presence of a cyclic surfactant S1 with 5, 6 or 7 links of formula (I)
in which n is an integer from 3 to 5; R a and R b are, independently of each other and independently for each unit n, selected from the group consisting of H, F, C 1 -C 2 0 alkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 1 -C 2 0 fluoroalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 3 -C 20 cycloalkyl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; C 6 -C 20 aryl substituted or not by one or more functional groups of the carboxylic acid, amine, hydroxyl, ketone, aldehyde, amide, cyano, ester, thioester, sulfonic acid, phosphoric acid type; and a polymeric hydrocarbon chain; or the unit [CR a R b ] forms a carbonyl C=O or thiocarbonyl C=S group.
dans laquelle R5, R6et R7sont indépendamment l’un de l’autre H, C1-C5alkyle, C3-C6cycloalkyle, C6-C12aryle ou C1-C5fluoroalkyle ; R8est sélectionné parmi le groupe consistant en H, C1-C5alkyle substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels de type acide, amine, hydroxyle ou cétone.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that said surfactant S1 is of formula (I)
wherein R 5 , R 6 and R 7 are independently of each other H, C 1 -C 5 alkyl, C 3 -C 6 cycloalkyl, C 6 -C 12 aryl or C 1 -C 5 fluoroalkyl; R 8 is selected from the group consisting of H, C 1 -C 5 alkyl substituted or not by one or more functional groups of the acid, amine, hydroxyl or ketone type.
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