JPH10316714A - アクリルアミド系重合体の製造方法 - Google Patents
アクリルアミド系重合体の製造方法Info
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- NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N vinylsulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=C NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、不溶化を伴わずに高温乾燥が可能な
高分子量アクリルアミド系ポリマーを得ることを目的と
する。 【解決手段】酵素法で製造したアクリルアミドを単独
で、又は該アクリルアミドとこれと共重合可能な他の重
合性単量体とを10〜60重量%の濃度範囲で水溶液重
合させてアクリルアミド系重合体を得、得られたアクリ
ルアミド系重合体を95℃以上で乾燥することを特徴と
するアクリルアミド系重合体の製造方法。
高分子量アクリルアミド系ポリマーを得ることを目的と
する。 【解決手段】酵素法で製造したアクリルアミドを単独
で、又は該アクリルアミドとこれと共重合可能な他の重
合性単量体とを10〜60重量%の濃度範囲で水溶液重
合させてアクリルアミド系重合体を得、得られたアクリ
ルアミド系重合体を95℃以上で乾燥することを特徴と
するアクリルアミド系重合体の製造方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクリルアミド又はそ
れを主体としてなる単量体からの、高分子量で、しかも
水不溶解分の少ないアクリルアミド系重合体の製造方法
に関する。
れを主体としてなる単量体からの、高分子量で、しかも
水不溶解分の少ないアクリルアミド系重合体の製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】アクリルアミド系重合体は凝集剤、濾水
性向上剤、石油回収剤など多くの用途に利用される有用
な重合体である。中でも、凝集剤として利用される場
合、水溶解性がよく、しかも、分子量が高ければ高いほ
ど、優れた凝集性能を示し、使用量も削減できるので、
水溶解性に優れた高分子量アクリルアミド系重合体が求
められている。
性向上剤、石油回収剤など多くの用途に利用される有用
な重合体である。中でも、凝集剤として利用される場
合、水溶解性がよく、しかも、分子量が高ければ高いほ
ど、優れた凝集性能を示し、使用量も削減できるので、
水溶解性に優れた高分子量アクリルアミド系重合体が求
められている。
【0003】アクリルアミド系重合体を得る方法として
は、種々の方法が知られているが、高分子量重合体を得
るには一般的に水溶液重合が採用されている。しかし、
この方法で得られたアクリルアミド系重合体は、90〜
40重量%の水を含んだ弾性のゲル体となり、このゲル
体を解砕しただけでは大量の水を運んでいるようなもの
で輸送効率が悪く、又、このゲルの水への溶解速度も遅
いため、実際の使用に際しては効率が悪い。
は、種々の方法が知られているが、高分子量重合体を得
るには一般的に水溶液重合が採用されている。しかし、
この方法で得られたアクリルアミド系重合体は、90〜
40重量%の水を含んだ弾性のゲル体となり、このゲル
体を解砕しただけでは大量の水を運んでいるようなもの
で輸送効率が悪く、又、このゲルの水への溶解速度も遅
いため、実際の使用に際しては効率が悪い。
【0004】そのため、重合体から水分を除去した乾燥
粉末の状態で、凝集剤等の製品として利用される。含水
アクリルアミド系重合体から脱水する方法には、メタノ
ールもしくはアセトン等の溶媒を用いて脱水し、その後
乾燥する方法もあるが、多量の溶媒と使用後の溶媒を回
収するために多大な設備を必要とするため工業的には採
用し難く、熱風等によって加熱乾燥する方法が一般的で
ある。なお、工業的な規模で加熱乾燥する場合、生産性
を高めるために乾燥温度を出来るだけ高める必要があ
る。
粉末の状態で、凝集剤等の製品として利用される。含水
アクリルアミド系重合体から脱水する方法には、メタノ
ールもしくはアセトン等の溶媒を用いて脱水し、その後
乾燥する方法もあるが、多量の溶媒と使用後の溶媒を回
収するために多大な設備を必要とするため工業的には採
用し難く、熱風等によって加熱乾燥する方法が一般的で
ある。なお、工業的な規模で加熱乾燥する場合、生産性
を高めるために乾燥温度を出来るだけ高める必要があ
る。
【0005】一方、アクリルアミド単量体は通常、高
温、高圧の条件下、銅触媒法で製造されており、このよ
うなアクリルアミド単量体を用いたアクリルアミド系重
合体では、アクリルアミド中の微量不純物の影響と推察
されるが、乾燥温度が高すぎると重合体の一部あるいは
全部が不溶化するという現象を示す。この様な現象はア
クリルアミド系重合体の分子量が高くなればなるほど顕
著になるため、分子量が1,000万以上の高分子量ア
クリルアミド系重合体については、従来技術では生産性
を犠牲にしても乾燥温度を低く設定せざるを得なかっ
た。
温、高圧の条件下、銅触媒法で製造されており、このよ
うなアクリルアミド単量体を用いたアクリルアミド系重
合体では、アクリルアミド中の微量不純物の影響と推察
されるが、乾燥温度が高すぎると重合体の一部あるいは
全部が不溶化するという現象を示す。この様な現象はア
クリルアミド系重合体の分子量が高くなればなるほど顕
著になるため、分子量が1,000万以上の高分子量ア
クリルアミド系重合体については、従来技術では生産性
を犠牲にしても乾燥温度を低く設定せざるを得なかっ
た。
【0006】これらを改善するために、不溶化防止剤の
添加方法が多く提案されている。例えば、エチレントリ
チオカーボネート、フェノチアジン、チオニコチン酸ア
ミドなどの硫黄化合物を添加する方法(特開平5-230141
号公報)、アスコルビン酸誘導体を添加する方法(特開
平5-247136号公報)、ピリジンおよびピリジン誘導体を
添加する方法(特開平8-208720号公報)等が挙げられ
る。
添加方法が多く提案されている。例えば、エチレントリ
チオカーボネート、フェノチアジン、チオニコチン酸ア
ミドなどの硫黄化合物を添加する方法(特開平5-230141
号公報)、アスコルビン酸誘導体を添加する方法(特開
平5-247136号公報)、ピリジンおよびピリジン誘導体を
添加する方法(特開平8-208720号公報)等が挙げられ
る。
【0007】しかしながら、これらの不溶化防止剤を添
加して重合する場合であっても、乾燥温度は高々85〜
90℃であり(上記各公報実施例参照)、これらの乾燥
温度は上記の乾燥不溶化防止剤を加えずに重合する方法
(例えば、特公昭55-27563号公報)で採用されている乾
燥温度(85℃)と大差なく、不溶化防止剤によるポリ
マーの耐熱性向上効果は僅かであると云わざるを得な
い。
加して重合する場合であっても、乾燥温度は高々85〜
90℃であり(上記各公報実施例参照)、これらの乾燥
温度は上記の乾燥不溶化防止剤を加えずに重合する方法
(例えば、特公昭55-27563号公報)で採用されている乾
燥温度(85℃)と大差なく、不溶化防止剤によるポリ
マーの耐熱性向上効果は僅かであると云わざるを得な
い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、不溶化を伴
わずに高温乾燥が可能な高分子量アクリルアミド系ポリ
マーを得ることを目的とする。
わずに高温乾燥が可能な高分子量アクリルアミド系ポリ
マーを得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するために鋭意検討した結果、原料として使用す
るアクリルアミドを、従来の銅化合物を触媒として用い
る接触水和法(以下、銅触媒法)で製造されたものから
酵素法で製造されたものに切り替えると云う、従来技術
からは全く予想できない技術思想に基づいた極めて簡便
な方法で達成出来ることを見出し、本発明を完成するに
至った。
を解決するために鋭意検討した結果、原料として使用す
るアクリルアミドを、従来の銅化合物を触媒として用い
る接触水和法(以下、銅触媒法)で製造されたものから
酵素法で製造されたものに切り替えると云う、従来技術
からは全く予想できない技術思想に基づいた極めて簡便
な方法で達成出来ることを見出し、本発明を完成するに
至った。
【0010】即ち、本発明は、酵素法で製造したアクリ
ルアミドを単独で、又は該アクリルアミドとこれと共重
合可能な他の重合性単量体とを10〜60重量%の濃度
範囲で水溶液重合させてアクリルアミド系重合体を得
て、得られたアクリルアミド系重合体を95℃以上で乾
燥することを特徴とするアクリルアミド系重合体の製造
方法に関する。
ルアミドを単独で、又は該アクリルアミドとこれと共重
合可能な他の重合性単量体とを10〜60重量%の濃度
範囲で水溶液重合させてアクリルアミド系重合体を得
て、得られたアクリルアミド系重合体を95℃以上で乾
燥することを特徴とするアクリルアミド系重合体の製造
方法に関する。
【0011】重合体の乾燥温度は製造プロセスの生産性
を左右する重要な因子である。例えば、含水率16%の
アクリルアミド重合体を乾燥温度、70℃、90℃、1
00℃で乾燥したときの乾燥速度は、70℃の時を1と
すると、90℃:1.23倍、100℃:1.54倍になる。同
様に、含水率9%の場合の乾燥速度は、70℃の時を1
とすると、90℃:2.4倍、100℃:4.0倍とな
り、乾燥温度を上げることで乾燥時間の大幅短縮が可能
になる。この様に、乾燥速度についての乾燥温度の効果
は乾燥終期にポリマーの含水率が低くなった場合に一層
有効である。すなわち、特に、乾燥終期に乾燥温度を上
げることによる生産コスト低減効果は著しいものがあ
る。
を左右する重要な因子である。例えば、含水率16%の
アクリルアミド重合体を乾燥温度、70℃、90℃、1
00℃で乾燥したときの乾燥速度は、70℃の時を1と
すると、90℃:1.23倍、100℃:1.54倍になる。同
様に、含水率9%の場合の乾燥速度は、70℃の時を1
とすると、90℃:2.4倍、100℃:4.0倍とな
り、乾燥温度を上げることで乾燥時間の大幅短縮が可能
になる。この様に、乾燥速度についての乾燥温度の効果
は乾燥終期にポリマーの含水率が低くなった場合に一層
有効である。すなわち、特に、乾燥終期に乾燥温度を上
げることによる生産コスト低減効果は著しいものがあ
る。
【0012】本発明の効果は酵素法により製造されたア
クリルアミドの使用によって初めて得られるものであ
り、従来の銅触媒法によって製造されたアクリルアミド
水溶液製品の使用によっては得ることは出来ない。この
様な両者の相違は、それぞれのアクリルアミドの製法に
基づく何らかの不純物の有無に起因するするものと推察
される。即ち、銅触媒法においては高温、高圧で水和反
応を行うためアクリロニトリルのアクリルアミドへの水
和反応以外にも、アセトンシアンヒドリン、β−ヒドロ
キシプロピオンアミド等に代表される複数の有機物が副
生するのに対して、酵素法では、基質特異性が厳密であ
るという酵素反応の特性により有機の副生物が極めて少
ないために、酵素法によるアクリルアミドの純度が高い
ことに起因するものと推察される。
クリルアミドの使用によって初めて得られるものであ
り、従来の銅触媒法によって製造されたアクリルアミド
水溶液製品の使用によっては得ることは出来ない。この
様な両者の相違は、それぞれのアクリルアミドの製法に
基づく何らかの不純物の有無に起因するするものと推察
される。即ち、銅触媒法においては高温、高圧で水和反
応を行うためアクリロニトリルのアクリルアミドへの水
和反応以外にも、アセトンシアンヒドリン、β−ヒドロ
キシプロピオンアミド等に代表される複数の有機物が副
生するのに対して、酵素法では、基質特異性が厳密であ
るという酵素反応の特性により有機の副生物が極めて少
ないために、酵素法によるアクリルアミドの純度が高い
ことに起因するものと推察される。
【0013】本発明でいう酵素法により製造されたアク
リルアミドとは、ニトリルヒドラターゼの触媒作用によ
りアクリロニトリルを水和して製造されたアクリルアミ
ドを意味する。ニトリルヒドラターゼとは、ニトリル化
合物を対応するアミドに変換する酵素であり、例えば、
バチルス(Bucillus)属、バクテリジューム(Bacterid
ium)属、マイクロコッカス(Micrococcus)属,ブレビ
バクテリウム(Brevibacterium)属[特公昭62-21519
号]、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、ノ
カルディア(Nocardia)属[特公昭56-17918号]、シュ
−ドモナス(Pseudomonas)属[特公昭59-37951号]、
ミクロバクテリウム(Microbacterium)属[特公平4-48
73号]、ロドコッカス(Rhodococcus)属[特公平4-409
48号]、ロドコッカス ロドクロウス(Rhodococcus r
hodochrous)種[特公平6-55148号、SU 1731814号]、
フザリウム(Fusarium)属[特開昭64-86889号]、アグ
ロバクテリウム(Agrobacterium)属[特開平5-103681
号、特開平6-14786号]に属する微生物由来のものが挙
げられる。
リルアミドとは、ニトリルヒドラターゼの触媒作用によ
りアクリロニトリルを水和して製造されたアクリルアミ
ドを意味する。ニトリルヒドラターゼとは、ニトリル化
合物を対応するアミドに変換する酵素であり、例えば、
バチルス(Bucillus)属、バクテリジューム(Bacterid
ium)属、マイクロコッカス(Micrococcus)属,ブレビ
バクテリウム(Brevibacterium)属[特公昭62-21519
号]、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、ノ
カルディア(Nocardia)属[特公昭56-17918号]、シュ
−ドモナス(Pseudomonas)属[特公昭59-37951号]、
ミクロバクテリウム(Microbacterium)属[特公平4-48
73号]、ロドコッカス(Rhodococcus)属[特公平4-409
48号]、ロドコッカス ロドクロウス(Rhodococcus r
hodochrous)種[特公平6-55148号、SU 1731814号]、
フザリウム(Fusarium)属[特開昭64-86889号]、アグ
ロバクテリウム(Agrobacterium)属[特開平5-103681
号、特開平6-14786号]に属する微生物由来のものが挙
げられる。
【0014】ニトリルヒドラターゼの使用形態として
は、上記微生物の培養液、培養液から分離した休止菌体
又は固定化菌体、あるいは、休止菌体からニトリルヒド
ラターゼ活性酵素を抽出したもの又はこれを担体に固体
化したもの等、何れでもよい。
は、上記微生物の培養液、培養液から分離した休止菌体
又は固定化菌体、あるいは、休止菌体からニトリルヒド
ラターゼ活性酵素を抽出したもの又はこれを担体に固体
化したもの等、何れでもよい。
【0015】アクリロニトリルのアクリルアミドへの水
和反応条件は常温、常圧で反応する酵素法の条件に準ず
るものであれば、特に制限されない。また、水和反応後
のアクリルアミド水溶液をそのまま用いても、濃縮操作
によりアクリルアミド濃度を上げてから使用しても差し
支えない。
和反応条件は常温、常圧で反応する酵素法の条件に準ず
るものであれば、特に制限されない。また、水和反応後
のアクリルアミド水溶液をそのまま用いても、濃縮操作
によりアクリルアミド濃度を上げてから使用しても差し
支えない。
【0016】本発明でいうアクリルアミド系重合体と
は、アクリルアミドのホモポリマー、あるいはアクリル
アミドとこれと共重合可能な1種以上の不飽和単量体と
の共重合体をいう。
は、アクリルアミドのホモポリマー、あるいはアクリル
アミドとこれと共重合可能な1種以上の不飽和単量体と
の共重合体をいう。
【0017】アクリルアミドと共重合可能な単量体とし
ては、メタクリルアミド、2-アクリルアミド-2- メチル
プロパンスルホン酸(塩)、N-メチロールアクリルアミ
ド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド又はその第
四級アンモニウム塩、N,N-ジメチルアクリルアミド等の
(メタ)アクリルアミド誘導体:
ては、メタクリルアミド、2-アクリルアミド-2- メチル
プロパンスルホン酸(塩)、N-メチロールアクリルアミ
ド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド又はその第
四級アンモニウム塩、N,N-ジメチルアクリルアミド等の
(メタ)アクリルアミド誘導体:
【0018】(メタ)アクリル酸、ビニルスルホン酸、
アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸等の酸、及びそ
れらの水溶性塩:エチルアクリレート、メチルアクリレ
ート、ヒドロキシプロピルメタアクリレート、等の(メ
タ)アクリル酸の低級アクリルエステル誘導体:N,N-ジ
メチルアミノエチルメタクリレート、N,N-ジエチルアミ
ノエチルメタクリレート、N,N-ジメチルアミノエチルア
クリレート、又はその第四級アンモニウム塩、等の(メ
タ)アクリル酸のアルキル(メチル又はエチル)アミノ
アルキル(エチル又はプロピル)エステル又はそれらの
第四級アンモニウム誘導体:
アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸等の酸、及びそ
れらの水溶性塩:エチルアクリレート、メチルアクリレ
ート、ヒドロキシプロピルメタアクリレート、等の(メ
タ)アクリル酸の低級アクリルエステル誘導体:N,N-ジ
メチルアミノエチルメタクリレート、N,N-ジエチルアミ
ノエチルメタクリレート、N,N-ジメチルアミノエチルア
クリレート、又はその第四級アンモニウム塩、等の(メ
タ)アクリル酸のアルキル(メチル又はエチル)アミノ
アルキル(エチル又はプロピル)エステル又はそれらの
第四級アンモニウム誘導体:
【0019】2-ビニルイミダゾリン及び2-ビニルピリミ
ジン又はそれらの第四級アンモニウム誘導体:N-ビニル
アセトアミド、酢酸ビニル、ビニルピロリドン等の他、
得られる重合体の水溶性を損なわない限り、アクリロニ
トリル、スチレン等の難水溶性ないし疎水性単量体を使
用することが出来る。
ジン又はそれらの第四級アンモニウム誘導体:N-ビニル
アセトアミド、酢酸ビニル、ビニルピロリドン等の他、
得られる重合体の水溶性を損なわない限り、アクリロニ
トリル、スチレン等の難水溶性ないし疎水性単量体を使
用することが出来る。
【0020】本発明の製造方法において、ホモポリマー
の場合は重合にあたっての水溶媒中におけるアクリルア
ミドの濃度、共重合の場合はアクリルアミドとこれと共
重合可能な単量体との合計の濃度は、通常10〜60重量
%、より好ましくは20〜50重量%の範囲で行われる。10
重量%未満では、高分子量のアクリルアミド系重合体が
得難く、また60重量%を越えては、アクリルアミド系重
合体が重合中に架橋反応を引き起こし、ポリマーの不溶
化の原因となるため好ましくない。
の場合は重合にあたっての水溶媒中におけるアクリルア
ミドの濃度、共重合の場合はアクリルアミドとこれと共
重合可能な単量体との合計の濃度は、通常10〜60重量
%、より好ましくは20〜50重量%の範囲で行われる。10
重量%未満では、高分子量のアクリルアミド系重合体が
得難く、また60重量%を越えては、アクリルアミド系重
合体が重合中に架橋反応を引き起こし、ポリマーの不溶
化の原因となるため好ましくない。
【0021】本発明における重合方法は水溶媒中で重合
する方法であれば特に制限されることなく、重合温度は
10〜100℃の範囲で、好ましくは20〜90℃の範
囲で、断熱重合方式あるいはベルト上で除熱しながらシ
ート重合する方式などを必要に応じて採用できる。
する方法であれば特に制限されることなく、重合温度は
10〜100℃の範囲で、好ましくは20〜90℃の範
囲で、断熱重合方式あるいはベルト上で除熱しながらシ
ート重合する方式などを必要に応じて採用できる。
【0022】本発明の製造方法において使用される、重
合開始剤としては従来より知られている一般的なものが
使用可能であり、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アン
モニウム、過酸化ベンゾイル、過酸化水素、t-ブチルハ
イドロパーオキサイド等の過酸化物、アゾビスイソブチ
ロニトリル等のアゾ化合物、又、ベンゾインエチルエー
ル等の光分解型の重合開始剤、更には、上記過酸化物と
レドックス反応により開始剤を形成する亜硫酸水素ナト
リウム、亜硫酸ナトリウム、ハイドロスルファイトナト
リウム、トリエタノールアミン、硫酸第1鉄等の還元剤
も使用することが出来る。これらの重合開始剤は1種類
あるいは2種類以上を常法に従って使用することが出来
る。
合開始剤としては従来より知られている一般的なものが
使用可能であり、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アン
モニウム、過酸化ベンゾイル、過酸化水素、t-ブチルハ
イドロパーオキサイド等の過酸化物、アゾビスイソブチ
ロニトリル等のアゾ化合物、又、ベンゾインエチルエー
ル等の光分解型の重合開始剤、更には、上記過酸化物と
レドックス反応により開始剤を形成する亜硫酸水素ナト
リウム、亜硫酸ナトリウム、ハイドロスルファイトナト
リウム、トリエタノールアミン、硫酸第1鉄等の還元剤
も使用することが出来る。これらの重合開始剤は1種類
あるいは2種類以上を常法に従って使用することが出来
る。
【0023】得られた重合体はミートチョッパーなどの
解砕機を用いて解砕した後、95℃以上の温度で乾燥
し、更に、常法に従って粉砕器で粉砕して粉末状のポリ
アクリルアミド系乾燥品を得る。乾燥装置は乾燥温度を
95℃以上に設定できるものであれば特に制限はなく、
棚段式乾燥機、ベルト乾燥機、回転乾燥機、流動乾燥
機、赤外線乾燥機、高周波乾燥機など、適宜使用でき
る。
解砕機を用いて解砕した後、95℃以上の温度で乾燥
し、更に、常法に従って粉砕器で粉砕して粉末状のポリ
アクリルアミド系乾燥品を得る。乾燥装置は乾燥温度を
95℃以上に設定できるものであれば特に制限はなく、
棚段式乾燥機、ベルト乾燥機、回転乾燥機、流動乾燥
機、赤外線乾燥機、高周波乾燥機など、適宜使用でき
る。
【0024】本発明の効果は、重合・乾燥して得られた
アクリルアミド系重合体の分子量が、1重量%濃度で4
重量%食塩水中に溶解したものをB型粘度計を用いて、
No.3ロータを使用し、回転数6rpm の条件下、25℃
で粘度測定した場合、2,000mPa・s以上、更には、3,000m
Pa・s以上となる高分子量である場合に顕著である。この
粘度2,000mPa・sは、アクリルアミド系重合体の分子量約
1000万程度に相当する。
アクリルアミド系重合体の分子量が、1重量%濃度で4
重量%食塩水中に溶解したものをB型粘度計を用いて、
No.3ロータを使用し、回転数6rpm の条件下、25℃
で粘度測定した場合、2,000mPa・s以上、更には、3,000m
Pa・s以上となる高分子量である場合に顕著である。この
粘度2,000mPa・sは、アクリルアミド系重合体の分子量約
1000万程度に相当する。
【0025】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。なお、実施例において、部は重量部を示す。
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。なお、実施例において、部は重量部を示す。
【0026】〔酵素法によるアクリルアミドの製造〕 製造例1 (1)J−1菌株の生体触媒の調製 下記培地に、前記の特公平6−55148号公報記載の
ロドコッカス ロドクロウス J−1菌株(微工研条寄
第1478号)を接種し、30℃で72時間培養した。
得られた菌株を分離し、洗浄した後、常法によりポリア
クリルミドゲルで固定化し生体触媒とした。 グルコース 10g/L K2HPO4 0.5g/L KH2PO4 0.5g/L MgSO4・7H2O 0.5g/L イーストエキス 1.0g/L ペプトン 7.5g/L 尿素 7.5g/L CoCl2 10mg/L (2)アクリルアミド水溶液の調製 J−1菌株の生体触媒をイオン交換水中に懸濁し、攪拌
下、pH7、5℃でアクリロニトリルを逐次添加し、ア
クリルアミド濃度30%の水溶液を得た。反応終了後、
生体触媒を分離してから、0.45ミクロンのフィルタ
ーで濾過した後、減圧濃縮し50%アクリルアミド水溶
液(試料1)を得た。
ロドコッカス ロドクロウス J−1菌株(微工研条寄
第1478号)を接種し、30℃で72時間培養した。
得られた菌株を分離し、洗浄した後、常法によりポリア
クリルミドゲルで固定化し生体触媒とした。 グルコース 10g/L K2HPO4 0.5g/L KH2PO4 0.5g/L MgSO4・7H2O 0.5g/L イーストエキス 1.0g/L ペプトン 7.5g/L 尿素 7.5g/L CoCl2 10mg/L (2)アクリルアミド水溶液の調製 J−1菌株の生体触媒をイオン交換水中に懸濁し、攪拌
下、pH7、5℃でアクリロニトリルを逐次添加し、ア
クリルアミド濃度30%の水溶液を得た。反応終了後、
生体触媒を分離してから、0.45ミクロンのフィルタ
ーで濾過した後、減圧濃縮し50%アクリルアミド水溶
液(試料1)を得た。
【0027】製造例2 (1)B−23菌株の生体触媒の調製 下記培地に、前記の特公昭59−37951号公報記載
のシュードモナス クロロラフィス B―23菌株(微
工研条寄第187号)を接種し、25℃で48時間培養
した。得られた菌体を分離し、洗浄した後、常法により
ポリアクリルアミドゲルで固定化し生体触媒とした。 シュークロス 30g/L K2HPO4 1.0g/L KH2PO4 1.0g/L MgSO4・7H2O 1.0g/L FeSO4・7H2O 0.05g/L イーストエキス 1.0g/L 味液 20g/L メタクリルアミド 9.5g/L (2)アクリルアミド水溶液の調製 B−23菌株を用いる他は、製造例1と同様な操作を行
い、50%アクリルアミド水溶液(試料2)を得た。
のシュードモナス クロロラフィス B―23菌株(微
工研条寄第187号)を接種し、25℃で48時間培養
した。得られた菌体を分離し、洗浄した後、常法により
ポリアクリルアミドゲルで固定化し生体触媒とした。 シュークロス 30g/L K2HPO4 1.0g/L KH2PO4 1.0g/L MgSO4・7H2O 1.0g/L FeSO4・7H2O 0.05g/L イーストエキス 1.0g/L 味液 20g/L メタクリルアミド 9.5g/L (2)アクリルアミド水溶液の調製 B−23菌株を用いる他は、製造例1と同様な操作を行
い、50%アクリルアミド水溶液(試料2)を得た。
【0028】使用したアクリルアミドの種類を纏めると
以下の通りである。 試料1 〔製造例1による酵素法 50%アクリルア
ミド水溶液〕 試料2 〔製造例2による酵素法 50%アクリルア
ミド水溶液〕 比較試料1〔銅触媒法 50%アクリルアミド水溶液
(三井東圧化学(株)製)〕 比較試料2〔銅触媒法 50%アクリルアミド水溶液
(三菱化学(株)製)〕
以下の通りである。 試料1 〔製造例1による酵素法 50%アクリルア
ミド水溶液〕 試料2 〔製造例2による酵素法 50%アクリルア
ミド水溶液〕 比較試料1〔銅触媒法 50%アクリルアミド水溶液
(三井東圧化学(株)製)〕 比較試料2〔銅触媒法 50%アクリルアミド水溶液
(三菱化学(株)製)〕
【0029】実施例1 [重合・乾燥・粉砕]試料1のアクリルアミド50重量
%水溶液348部に98重量%のアクリル酸2部を加え
たものを1Lビーカーに秤取した。これにイオン交換水
400部を加え、苛性ソーダで中和してからイオン交換
水を加えて全体を797部にし、液温を10℃に調整し
てから、溶液を1Lジュワー瓶に移した。この溶液を窒
素ガスで30分間パージした後、重合開始剤として、2,
2'−アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩10%水溶
液 1.5部、ハイドロサルファイトナトリウム 0.2%水溶
液1部、t-ブチルハイドロパーオキサイド 0.2%水溶液
0.5 部を添加し重合を開始した。重合は断熱的に進行
し、ピーク温度は約74℃に達した。ピーク温度に達し
てから30分後、重合体を取り出し、鋏で5cm角に切
り、目皿5mmφの解砕機(ミートチョッパー)で解砕し
た。解砕したゲルを60℃で16時間、温風乾燥器にて
乾燥したものを目皿2mmφのウイレー型粉砕器にて粉砕
した。次に、粒径0.15〜 1.0mmに篩別したポリマーを
「60℃乾燥サンプル」とした。
%水溶液348部に98重量%のアクリル酸2部を加え
たものを1Lビーカーに秤取した。これにイオン交換水
400部を加え、苛性ソーダで中和してからイオン交換
水を加えて全体を797部にし、液温を10℃に調整し
てから、溶液を1Lジュワー瓶に移した。この溶液を窒
素ガスで30分間パージした後、重合開始剤として、2,
2'−アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩10%水溶
液 1.5部、ハイドロサルファイトナトリウム 0.2%水溶
液1部、t-ブチルハイドロパーオキサイド 0.2%水溶液
0.5 部を添加し重合を開始した。重合は断熱的に進行
し、ピーク温度は約74℃に達した。ピーク温度に達し
てから30分後、重合体を取り出し、鋏で5cm角に切
り、目皿5mmφの解砕機(ミートチョッパー)で解砕し
た。解砕したゲルを60℃で16時間、温風乾燥器にて
乾燥したものを目皿2mmφのウイレー型粉砕器にて粉砕
した。次に、粒径0.15〜 1.0mmに篩別したポリマーを
「60℃乾燥サンプル」とした。
【0030】次に「60℃乾燥サンプル」の耐熱性を調
べるために、「60℃乾燥サンプル」を更に、100
℃、110℃で2時間加熱したサンプルをそれぞれ「1
00℃加熱サンプル」、「110℃加熱サンプル」とし
た。
べるために、「60℃乾燥サンプル」を更に、100
℃、110℃で2時間加熱したサンプルをそれぞれ「1
00℃加熱サンプル」、「110℃加熱サンプル」とし
た。
【0031】[粘度測定・不溶解分の測定]評価用サン
プルを1重量%濃度で4重量%食塩水中に溶解したもの
をB型粘度計を用いて、 No.3ロータを使用し、回転数
6rpmの条件下、25℃で1%塩粘度を測定した。「6
0℃乾燥サンプル」および「加熱サンプル」の水溶解性
を調べるために、重合体粉末をイオン交換水500g
中、0.1重量%に溶解した後、80メッシュの金網で
濾過して、金網上に残った不溶解分の重量を測定した。
この測定法による、サンプルポリマーの使用可否の目安
となる不溶解分量は10g以下である。
プルを1重量%濃度で4重量%食塩水中に溶解したもの
をB型粘度計を用いて、 No.3ロータを使用し、回転数
6rpmの条件下、25℃で1%塩粘度を測定した。「6
0℃乾燥サンプル」および「加熱サンプル」の水溶解性
を調べるために、重合体粉末をイオン交換水500g
中、0.1重量%に溶解した後、80メッシュの金網で
濾過して、金網上に残った不溶解分の重量を測定した。
この測定法による、サンプルポリマーの使用可否の目安
となる不溶解分量は10g以下である。
【0032】試料2、比較試料1、比較試料2について
も、それぞれ試料1で行ったと同様にして重合し、「6
0℃乾燥サンプル」、「100℃加熱サンプル」、「1
10℃加熱サンプル」を得て、測定を行った。それらの
測定結果を表1に示す。
も、それぞれ試料1で行ったと同様にして重合し、「6
0℃乾燥サンプル」、「100℃加熱サンプル」、「1
10℃加熱サンプル」を得て、測定を行った。それらの
測定結果を表1に示す。
【0033】
【表1】 (但し、水溶解性の表示……◎:良好、○:合格、×:
不良、 以下同様)
不良、 以下同様)
【0034】表1の結果から、酵素法で製造されたアク
リルアミドである試料1及び試料2を用いたポリマーの
水溶解性は良好であり、100℃、及び110℃で乾燥
したポリマーも良好な水溶性を示すことが分かった。一
方、銅触媒法により製造されたアクリルアミドである比
較試料1を用いたポリマーの水溶解性は、60℃乾燥で
は良好であったが、100℃以上で加熱すると不良とな
った。更に、同じ銅触媒法によって製造されたアクリル
アミドである比較試料2を用いたポリマーの水溶解性は
60℃乾燥で既に不良となった。
リルアミドである試料1及び試料2を用いたポリマーの
水溶解性は良好であり、100℃、及び110℃で乾燥
したポリマーも良好な水溶性を示すことが分かった。一
方、銅触媒法により製造されたアクリルアミドである比
較試料1を用いたポリマーの水溶解性は、60℃乾燥で
は良好であったが、100℃以上で加熱すると不良とな
った。更に、同じ銅触媒法によって製造されたアクリル
アミドである比較試料2を用いたポリマーの水溶解性は
60℃乾燥で既に不良となった。
【0035】この様に、酵素法では、J−1菌株、B−
23菌株と全く異なる種類の菌株を用いて得られたアク
リルアミドを原料としたにも拘わらず、得られたポリマ
ーの粘度、水溶解性はいずれも良好であり品質は安定し
ていた。ところが、銅触媒法では、製造メーカーが異な
ると得られたポリマーの水溶解性は大きく異なった。こ
れは、同じ銅触媒法でありながら、銅触媒の調製条件の
違い、高温、高圧の反応条件の違いのために、比較試料
1、2に含まれる副生物の種類、量が微妙に異なること
に起因すると推察された。
23菌株と全く異なる種類の菌株を用いて得られたアク
リルアミドを原料としたにも拘わらず、得られたポリマ
ーの粘度、水溶解性はいずれも良好であり品質は安定し
ていた。ところが、銅触媒法では、製造メーカーが異な
ると得られたポリマーの水溶解性は大きく異なった。こ
れは、同じ銅触媒法でありながら、銅触媒の調製条件の
違い、高温、高圧の反応条件の違いのために、比較試料
1、2に含まれる副生物の種類、量が微妙に異なること
に起因すると推察された。
【0036】実施例2 [重合・乾燥・粉砕]試料1の50重量%のアクリルア
ミド水溶液を348部と98重量%のアクリル酸2部と
を1Lビーカーに秤取した。これにイオン交換水400
部を加え、苛性ソーダで中和してから、ほう酸0.8
部、連鎖移動剤3,3',3"-ニトリロトリスプロピオン酸
0.075部、イオン交換水を加えて全体を792.8
部にした。液温を10℃に調整してから、溶液を1Lジ
ュワー瓶に移した。容器を窒素ガスで30分間パージし
た後、重合開始剤として、2,2'−アゾビス(2-アミジノ
プロパン)二塩酸塩10%水溶液1.2部、亜硫酸ナトリ
ウム 1.0%水溶液2部、過硫酸アンモニウム 1.0%水溶
液4部を添加し重合を開始した。重合は断熱的に進行
し、ピーク温度は約74℃に達した。
ミド水溶液を348部と98重量%のアクリル酸2部と
を1Lビーカーに秤取した。これにイオン交換水400
部を加え、苛性ソーダで中和してから、ほう酸0.8
部、連鎖移動剤3,3',3"-ニトリロトリスプロピオン酸
0.075部、イオン交換水を加えて全体を792.8
部にした。液温を10℃に調整してから、溶液を1Lジ
ュワー瓶に移した。容器を窒素ガスで30分間パージし
た後、重合開始剤として、2,2'−アゾビス(2-アミジノ
プロパン)二塩酸塩10%水溶液1.2部、亜硫酸ナトリ
ウム 1.0%水溶液2部、過硫酸アンモニウム 1.0%水溶
液4部を添加し重合を開始した。重合は断熱的に進行
し、ピーク温度は約74℃に達した。
【0037】その後の操作は、ポリマー乾燥条件を80
℃、95℃、110℃で16時間直接乾燥に変更した以
外は実施例1と同様に行い、評価した。試料2、比較試
料1、比較試料2についても試料1と同様にして重合、
乾燥し評価した。その結果を表2に示す。
℃、95℃、110℃で16時間直接乾燥に変更した以
外は実施例1と同様に行い、評価した。試料2、比較試
料1、比較試料2についても試料1と同様にして重合、
乾燥し評価した。その結果を表2に示す。
【0038】
【表2】 (*):80℃で乾燥したポリマーについて1%塩粘度を
測定した。
測定した。
【0039】実施例3 試料1の50重量%のアクリルアミド水溶液192部、
イオン交換水8部、連鎖移動剤ニトリロトリスプロピオ
ン酸アミド0.18部を混合し、0.1規定NaOH水
溶液でpH10に調整してから、光開始剤ベンゾインエ
チルエーテルを1%溶解したメタノール溶液0.5部を
添加した。光を遮断して、この重合溶液を窒素置換し
た。 SUS製バットを重合容器として用い、上部にガラス
板を設置し、バス温度 20℃の水浴上に置き窒素雰囲
気下にあるバット容器中に、窒素置換した重合溶液をシ
ート厚さ5mmとなるように送液し、上方からケミカルラ
ンプ(東芝FL-20S-BL)を照射して、光開始シート重合
を行った。即ち、光強度1.0W/m2 で40分間、光
照射して重合した後、更に、光強度40W/m2 で30
分間、光照射した。
イオン交換水8部、連鎖移動剤ニトリロトリスプロピオ
ン酸アミド0.18部を混合し、0.1規定NaOH水
溶液でpH10に調整してから、光開始剤ベンゾインエ
チルエーテルを1%溶解したメタノール溶液0.5部を
添加した。光を遮断して、この重合溶液を窒素置換し
た。 SUS製バットを重合容器として用い、上部にガラス
板を設置し、バス温度 20℃の水浴上に置き窒素雰囲
気下にあるバット容器中に、窒素置換した重合溶液をシ
ート厚さ5mmとなるように送液し、上方からケミカルラ
ンプ(東芝FL-20S-BL)を照射して、光開始シート重合
を行った。即ち、光強度1.0W/m2 で40分間、光
照射して重合した後、更に、光強度40W/m2 で30
分間、光照射した。
【0040】重合後のゲルは鋏で2〜3ミリ角に裁断
し、60℃で16時間、乾燥した。これをウイレー型粉
砕器で粉砕し、粒径0.15〜1.0mmに篩別したポリ
マーを「60℃乾燥サンプル」とした。「60℃乾燥サ
ンプル」を更に、100℃、110℃で2時間、加熱し
たサンプルを「各温度加熱サンプル」とした。粘度測定
および不溶解分の測定は実施例1に準じて行った。比較
試料1、比較試料2についても上記と同様にして光開始
シート重合を行い、粘度測定、不溶解分の測定を行っ
た。それらの結果を表3に示す。
し、60℃で16時間、乾燥した。これをウイレー型粉
砕器で粉砕し、粒径0.15〜1.0mmに篩別したポリ
マーを「60℃乾燥サンプル」とした。「60℃乾燥サ
ンプル」を更に、100℃、110℃で2時間、加熱し
たサンプルを「各温度加熱サンプル」とした。粘度測定
および不溶解分の測定は実施例1に準じて行った。比較
試料1、比較試料2についても上記と同様にして光開始
シート重合を行い、粘度測定、不溶解分の測定を行っ
た。それらの結果を表3に示す。
【0041】
【表3】 (*):60℃で乾燥した「乾燥サンプル」について1%
塩粘度を測定した。
塩粘度を測定した。
【0042】実施例4 試料1、比較試料1、比較試料2について、それぞれ連
鎖移動剤ニトリロトリスプロピオン酸アミドの添加量を
0.36部に、光開始剤ベンゾインエチルエーテルを1
%溶解したメタノール溶液の添加量を1.0部に変更し
た以外は実施例3と同等にして、重合、乾燥を行い「6
0℃乾燥サンプル」を得、これらを120℃で2時間加
熱して「120℃加熱サンプル」を得た。これらのサン
プルにつき、実施例1と同様にして評価を行った。それ
らの結果を表4に示す。
鎖移動剤ニトリロトリスプロピオン酸アミドの添加量を
0.36部に、光開始剤ベンゾインエチルエーテルを1
%溶解したメタノール溶液の添加量を1.0部に変更し
た以外は実施例3と同等にして、重合、乾燥を行い「6
0℃乾燥サンプル」を得、これらを120℃で2時間加
熱して「120℃加熱サンプル」を得た。これらのサン
プルにつき、実施例1と同様にして評価を行った。それ
らの結果を表4に示す。
【0043】
【表4】 (*):60℃で乾燥した「乾燥サンプル」について1%
塩粘度を測定した。
塩粘度を測定した。
【0044】表2に示したように、通常用いられる重合
触媒、連鎖移動剤を用いた断熱重合系においても、本発
明の酵素法によるアクリルアミドを用いた製法で得られ
た重合体は従来の銅触媒法によるアクリルアミドを用い
て得られた重合体に比べ、特に高温乾燥において、不溶
解分が少ないという優れた効果を示す。又、光シート重
合においても、特に高重合度のポリマーにおいては従来
に比べ高温乾燥のみならず通常の乾燥温度でも顕著な差
を示し、通常の比較的高い重合度のポリマーにおいても
特に高温乾燥での効果の差は顕著となる。なお、以上の
実施例ではJ−1菌株と、B−23菌株を用いた例を示
したが、本発明の詳細な説明において、ニトリルヒドラ
ターゼとして記載したいずれの菌株を用いても、同様の
効果が得られるものである。
触媒、連鎖移動剤を用いた断熱重合系においても、本発
明の酵素法によるアクリルアミドを用いた製法で得られ
た重合体は従来の銅触媒法によるアクリルアミドを用い
て得られた重合体に比べ、特に高温乾燥において、不溶
解分が少ないという優れた効果を示す。又、光シート重
合においても、特に高重合度のポリマーにおいては従来
に比べ高温乾燥のみならず通常の乾燥温度でも顕著な差
を示し、通常の比較的高い重合度のポリマーにおいても
特に高温乾燥での効果の差は顕著となる。なお、以上の
実施例ではJ−1菌株と、B−23菌株を用いた例を示
したが、本発明の詳細な説明において、ニトリルヒドラ
ターゼとして記載したいずれの菌株を用いても、同様の
効果が得られるものである。
【0045】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の酵素法によ
るアクリルアミドを用いた製造法により得られるアクリ
ルアミド系重合体は、高重合度の重合体とし、95℃以
上の乾燥を行っても不溶解分の生成が少ないため製造コ
ストの低減を図ることができ、凝集剤、濾水性向上剤、
石油回収剤など多くの用途に適した高重合度重合体を得
ることができるという優れた特徴を有する。
るアクリルアミドを用いた製造法により得られるアクリ
ルアミド系重合体は、高重合度の重合体とし、95℃以
上の乾燥を行っても不溶解分の生成が少ないため製造コ
ストの低減を図ることができ、凝集剤、濾水性向上剤、
石油回収剤など多くの用途に適した高重合度重合体を得
ることができるという優れた特徴を有する。
Claims (2)
- 【請求項1】酵素法で製造したアクリルアミドを単独
で、又は該アクリルアミドとこれと共重合可能な他の重
合性単量体とを10〜60重量%の濃度範囲で水溶液重
合させてアクリルアミド系重合体を得、得られたアクリ
ルアミド系重合体を95℃以上で乾燥することを特徴と
するアクリルアミド系重合体の製造方法。 - 【請求項2】アクリルアミド系重合体の1重量%濃度に
おける4重量%食塩水中でのブルックフィールド粘度が
25℃において2,000mPa・s以上である請求項1記載の製
造方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13915197A JPH10316714A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | アクリルアミド系重合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13915197A JPH10316714A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | アクリルアミド系重合体の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10316714A true JPH10316714A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=15238760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13915197A Pending JPH10316714A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | アクリルアミド系重合体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10316714A (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002338630A (ja) * | 2001-05-17 | 2002-11-27 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ノニオン性又はアニオン性の水溶性アクリルアミド系重合体およびその製造方法 |
WO2003080680A1 (fr) * | 2002-03-22 | 2003-10-02 | Dia-Nitrix Co., Ltd. | Solution aqueuse d'acrylamide contenant du saccharide |
WO2004090148A1 (ja) * | 2003-04-10 | 2004-10-21 | Dia-Nitrix Co. Ltd. | 酵素を用いた高品質アクリルアミド系ポリマーの製造方法 |
WO2004113405A1 (ja) * | 2003-06-23 | 2004-12-29 | Dia-Nitrix Co., Ltd. | 高品質なカチオン性アクリルアミドポリマーの製造方法 |
WO2006073110A1 (ja) | 2005-01-07 | 2006-07-13 | Dia-Nitrix Co., Ltd. | アミド化合物の製造方法およびアクリルアミド系ポリマー |
JP2007277563A (ja) * | 2007-04-27 | 2007-10-25 | Daiyanitorikkusu Kk | ポリアクリルアミド及びその製造方法 |
JP2008138089A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Mitsui Chemicals Inc | 高品質の(メタ)アクリルアミド系重合体の製造方法 |
JP2008247979A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Mitsui Chemicals Inc | 高品質の(メタ)アクリルアミド系重合体の製造方法 |
AU2006300431B2 (en) * | 2005-10-07 | 2011-07-21 | Mitsui Chemicals, Inc. | Method for producing amide compound |
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JP2012090643A (ja) * | 2006-04-06 | 2012-05-17 | Mitsui Chemicals Inc | アクリルアミドの製造方法 |
AU2011239258B2 (en) * | 2005-10-07 | 2012-09-27 | Mitsui Chemicals, Inc. | Method for producing amide compound |
-
1997
- 1997-05-15 JP JP13915197A patent/JPH10316714A/ja active Pending
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2004090148A1 (ja) * | 2003-04-10 | 2004-10-21 | Dia-Nitrix Co. Ltd. | 酵素を用いた高品質アクリルアミド系ポリマーの製造方法 |
CN100375787C (zh) * | 2003-04-10 | 2008-03-19 | 大野绿水株式会社 | 使用了酶的高品质丙烯酰胺系聚合物的制造方法 |
AU2004227248B2 (en) * | 2003-04-10 | 2010-01-28 | Mitsubishi Chemical Corporation | Process for producing high-quality acrylamide polymer with enzyme |
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WO2006073110A1 (ja) | 2005-01-07 | 2006-07-13 | Dia-Nitrix Co., Ltd. | アミド化合物の製造方法およびアクリルアミド系ポリマー |
US7820416B2 (en) | 2005-01-07 | 2010-10-26 | Dia-Nitrix Co., Ltd. | Process for producing amide compound and acrylamide polymer |
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