JPS63221116A - Method for producing particulate polymer - Google Patents
Method for producing particulate polymerInfo
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- JPS63221116A JPS63221116A JP5421487A JP5421487A JPS63221116A JP S63221116 A JPS63221116 A JP S63221116A JP 5421487 A JP5421487 A JP 5421487A JP 5421487 A JP5421487 A JP 5421487A JP S63221116 A JPS63221116 A JP S63221116A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は粒子状重合体の製造方法に関する。更に詳しく
は特定の(メタ)アクリルアミド誘導体の重合体よりな
る粒子状重合体の製造方法に間する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing particulate polymers. More specifically, a method for producing particulate polymers made of polymers of specific (meth)acrylamide derivatives will be described.
特定の(メタ)アクリルアミド誘導体の水不溶化重合体
は水溶液中において吸水して、含水ゲルとなる。該含水
ゲルは吸水量が温度により変化するという感温性を有し
ており、その特徴を生かして多方面でその用途展開が検
討されている。また、該(メタ)アクリルアミド誘導体
の水不溶化重合体は水溶液中において加温により疎水的
に、一方冷却により親水的になり温度により疎水−親水
変化するという特徴を有しており、分離機能材料への応
用も検討されている。A water-insolubilized polymer of a specific (meth)acrylamide derivative absorbs water in an aqueous solution and becomes a hydrogel. The water-containing gel has temperature sensitivity in that the amount of water absorbed changes depending on the temperature, and its use is being investigated in a variety of fields by taking advantage of this characteristic. In addition, the water-insolubilized polymer of the (meth)acrylamide derivative has the characteristic that in an aqueous solution, it becomes hydrophobic when heated, and becomes hydrophilic when cooled, changing from hydrophobic to hydrophilic depending on the temperature, and can be used as a separation functional material. Applications are also being considered.
しかし、いづれの場合においても用途に応じた材料賦形
が必要であり、特に分離機能材料への応用においては、
粒子状重合体が不可欠となる。However, in any case, it is necessary to shape the material according to the purpose, especially when applied to separation functional materials.
Particulate polymers are essential.
従来、粒子状重合体を製造する方法としては、重合体が
疎水性の場合には水層を連続層とした懸濁重合法があり
、一方、重合体が親水性の場合には油層を連続層とする
いわゆる逆層懸濁重合法がある。Conventionally, as a method for producing particulate polymers, there is a suspension polymerization method in which a continuous water layer is used when the polymer is hydrophobic, whereas a continuous oil layer is used when the polymer is hydrophilic. There is a so-called inverse layer suspension polymerization method.
(メタ)アクリルアミド誘導体を一成分として逆層懸濁
重合法で粒子状重合体を製造する方法はG、L、5ta
hl 等、J、Aw、 Chem、Soc、+10
1 +5383 〜5394 (I979)及びに、
Varadarajan等、BjOpOl)llIer
s+η、839〜847(I983)に示されている。G, L, 5ta are methods for producing particulate polymers by inverse suspension polymerization using (meth)acrylamide derivatives as one component.
hl etc., J, Aw, Chem, Soc, +10
1 +5383 to 5394 (I979) and,
Varadarajan et al., BjOpOl)llIer
s+η, 839-847 (I983).
しかし、いづれの場合においても架橋性単量体の添加量
が5.4重量%もしくは9.0重量%と高く、製造され
る重合体は高架橋度となり、該重合体の水による膨潤度
は極めて小さくなる。However, in either case, the amount of crosslinking monomer added is as high as 5.4% or 9.0% by weight, and the produced polymer has a high degree of crosslinking, and the swelling degree of the polymer with water is extremely high. becomes smaller.
本発明者らは前記したように、特定の(メタ)アクリル
アミド誘導体の水不溶化重合体の水膨潤ゲルが温度を変
えることによりその性質を変化させるこ七に着目し、か
かる重合体であって架橋度が小さく水膨潤性の高い粒子
状重合体の製造を目的として検討を行った。As mentioned above, the present inventors focused on the fact that the water-swollen gel of a water-insolubilized polymer of a specific (meth)acrylamide derivative changes its properties by changing the temperature. A study was conducted with the aim of producing particulate polymers with low swelling properties and high water swelling properties.
しかるに前記した方法により粒子状重合体の製造を行っ
たが、後述する比較例に示すごとく粒子状重合体の製造
は行えなかった。However, although a particulate polymer was produced by the method described above, it was not possible to produce a particulate polymer as shown in the comparative example described below.
本発明者らは上記した点に鑑み鋭意検討した結果、無水
マレイン酸系重合体の存在下に逆層懸濁重合することに
より粒子状重合体を好適に製造できことを見出し、本発
明に到った。As a result of intensive studies in view of the above points, the present inventors discovered that particulate polymers can be suitably produced by reverse phase suspension polymerization in the presence of a maleic anhydride polymer, and have thus arrived at the present invention. It was.
即ち、本発明は一般式(T)または一般式(■)で表さ
れる
一般式
(上式ではR1は水素原子またはメチル基、R:は水素
原子、メチル基またはエチル基、R1はメチル基、エチ
ル基またはプロピル基を表す、)一般式
(上式でR9は水素原子またはメチル基、Aは−(CH
zh′7!nは4〜6又は−(CHz汁0−(CHz)
rを表す、)N−アルキル若しくはN−アルキレン置換
(メタ)アクリルアミドの1種以上と架橋性単量体より
なる水溶液、または上記N−アルキル若しくはN−アル
キレン置換(メタ)アクリルアミドの1種以上、他の供
電合しうる単量体および架橋性単量体よりなる水溶液を
油中に分散、重合して粒子状重合体を製造する方法にお
いて、無水マレイン酸系重合体の存在下に重合すること
を特徴とする粒子状重合体の製造方法である。That is, the present invention relates to a general formula represented by the general formula (T) or the general formula (■) (in the above formula, R1 is a hydrogen atom or a methyl group, R: is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and R1 is a methyl group). , represents an ethyl group or a propyl group, ) general formula (in the above formula, R9 is a hydrogen atom or a methyl group, A is -(CH
zh′7! n is 4 to 6 or -(CHz juice 0-(CHz)
r represents an aqueous solution consisting of one or more N-alkyl or N-alkylene substituted (meth)acrylamides and a crosslinkable monomer, or one or more of the above N-alkyl or N-alkylene substituted (meth)acrylamides, Polymerization in the presence of a maleic anhydride polymer in a method for producing particulate polymers by dispersing and polymerizing an aqueous solution of other electrically capable monomers and crosslinkable monomers in oil. A method for producing a particulate polymer characterized by the following.
本発明で使用される特定の(メタ)アクリルアミド誘導
体とは、一般式(I)及び(II)で表されるN−アル
キルまたばN−アルキレン置換(メタ)アクリルアミド
であり、具体的には、たとえばN−エチルアクリルアミ
ド、N、N−ジエチルアクリルアミド、N−エチルメタ
クリルアミド、N、N−−ジメチルアクリルアミド、N
、N−ジメチルメタクリルアミド、N−イソプロピルア
クリルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N−
イソプロピルメタクリルアミド、N−n−プロピルメタ
クリルアミド、N−アクリロイルピロリジン、N−メタ
クリロイルピロリジン、N−アクリロイルピペリジン、
N−メタクリロイルピペリジン、N−アクリロイルへキ
サヒドロアゼピン、N−アクリロイルモルホリン等をあ
げることができる。The specific (meth)acrylamide derivatives used in the present invention are N-alkyl or N-alkylene substituted (meth)acrylamides represented by general formulas (I) and (II), and specifically, For example, N-ethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N
, N-dimethylmethacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-n-propylacrylamide, N-
Isopropyl methacrylamide, N-n-propyl methacrylamide, N-acryloylpyrrolidine, N-methacryloylpyrrolidine, N-acryloylpiperidine,
Examples include N-methacryloylpiperidine, N-acryloylhexahydroazepine, and N-acryloylmorpholine.
上記した単量体の中で、液体状のモノマーでかつ水への
溶解度の大きいものが重合を行う上で好ましい。具体的
には、たとえばN−エチルアクリルアミド、N、N−ジ
エチルアクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、
N、N−ジメチルアクリルアミド、N、N−ジメチルメ
タクリルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N
−アクリロイルピロリジン、N−メタクリロイルピロリ
ジン、N−アクリロイルビベリジン、N−アクリロイル
モルホリン等をあげることができる。Among the above-mentioned monomers, those which are liquid monomers and have high solubility in water are preferred for polymerization. Specifically, for example, N-ethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide, N-ethylmethacrylamide,
N,N-dimethylacrylamide, N,N-dimethylmethacrylamide, N-n-propylacrylamide, N
-Acryloylpyrrolidine, N-methacryloylpyrrolidine, N-acryloylbiveridine, N-acryloylmorpholine, and the like.
また、上記した単量体と共重合可能な単量体としては、
親水性単量体、イオン性単量体、親油性単量体等があげ
られ、それらの一種以上の単量体が適用できる。具体的
には親水性単量体として、たとえばアクリルアミド、メ
タクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、ヒドロキ
シエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレー
ト、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシプ
ロピルアクリレート、各種のメトキシポリエチレングリ
コール(メタ)アクリレート、N−ビニル−2−ピロリ
ドン等をあげることができるし、また、酢酸ビニル、グ
リシジルメタクリレート等を共重合により導入して、そ
れを加水分解して親水性を賦与することもできる。In addition, monomers that can be copolymerized with the above monomers include:
Examples include hydrophilic monomers, ionic monomers, lipophilic monomers, etc., and one or more of these monomers can be applied. Specifically, as a hydrophilic monomer, for example, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide, hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, various methoxypolyethylene glycol (meth)acrylates, N-vinyl -2-pyrrolidone, etc. can be mentioned, and vinyl acetate, glycidyl methacrylate, etc. can also be introduced by copolymerization and hydrolyzed to impart hydrophilicity.
イオン性単量体としては、たとえばアクリル酸、メタク
リル酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリ
ルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミ
ド−2−フェニルプロパンスルホン酸、2−アクリルア
ミド−2−メチル−プロパンスルホン酸等の酸及びそれ
らの塩、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、N、N−ジメ
チルアミノプロピルメタクリルアミド、N、N−ジメチ
ルアミノプロピルアクリルアミド等のアミン及びそれら
の塩等をあげることができる。また、各種アクリレート
、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド
、アクリロニトリル等を共重合により導入して、それを
加水分解してイオン性を賦与することもできる。Examples of ionic monomers include acrylic acid, methacrylic acid, vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, 2-acrylamido-2-phenylpropanesulfonic acid, and 2-acrylamido-2-methyl. -Acids such as propanesulfonic acid and their salts, N,N-dimethylaminoethyl methacrylate, N,N-diethylaminoethyl methacrylate, N,
Examples include amines such as N-dimethylaminoethyl acrylate, N,N-dimethylaminopropylmethacrylamide, N,N-dimethylaminopropylacrylamide, and salts thereof. It is also possible to introduce various acrylates, methacrylates, acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile, etc. by copolymerization and hydrolyze them to impart ionicity.
親油性単量体としては、たとえばN、N−ジ−n−プロ
ビルアクリルアミド、N−n−ブチルアクリルアミド、
N−n−ヘキシルアクリルアミド、N−n−へキシルメ
タクリルアミド、N−n−オクチルアクリルアミド、N
−n−オクチルメタクリルアミド、N−tert−オク
チルアクリルアミド、N−ドデシルアクリルアミド、N
−n−ドデシルメタクリルアミド等のN−アルキル(メ
タ)アクリルアミド誘導体、N、l1l−ジグリシジル
アクリルアミド、N、N−ジグリシジルメタクリルアミ
ド、N−(4−グリシドキシブチル)アクリルアミド、
N−(4−グリシドキシブチル)メタクリルアミド、N
−(5−グリシドキシペンチル)アクリルアミド、N−
(6−ゲリシドキシヘキシル)アクリルアミド等のN−
(ω−グリシドキシアルキル)(メタ)アクリルアミド
誘導体、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、
ブチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ラウリル
アクリレート、2−エチルへキシルメタクリレート、グ
リシジルメタクリレート等の(メタ)アクリレート誘導
体、アクリロニトリル、メタクリレートリル、酢酸ビニ
ル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピレ
ン、ブテン等のオレフィン類、スチレン、ジビニルベン
ゼン、α−メチルスチレン、ブタジェン、イソプレン等
をあげることができる。Examples of the lipophilic monomer include N,N-di-n-propylacrylamide, N-n-butylacrylamide,
N-n-hexyl acrylamide, N-n-hexyl methacrylamide, N-n-octylacrylamide, N
-n-octyl methacrylamide, N-tert-octylacrylamide, N-dodecyl acrylamide, N
N-alkyl (meth)acrylamide derivatives such as -n-dodecylmethacrylamide, N,l1l-diglycidyl acrylamide, N,N-diglycidylmethacrylamide, N-(4-glycidoxybutyl)acrylamide,
N-(4-glycidoxybutyl)methacrylamide, N
-(5-glycidoxypentyl)acrylamide, N-
N- such as (6-gelicidoxyhexyl)acrylamide
(ω-glycidoxyalkyl) (meth)acrylamide derivative, ethyl acrylate, methyl methacrylate,
(Meth)acrylate derivatives such as butyl methacrylate, butyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, glycidyl methacrylate, olefins such as acrylonitrile, methacrylaterile, vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, ethylene, propylene, butene, Examples include styrene, divinylbenzene, α-methylstyrene, butadiene, and isoprene.
一方、架橋性単量体としては分子中に二個以上の重合性
基を有する単量体と、重合後加熱等の後処理により架橋
を誘起する官能基を有する単量体の二種がある。前者の
一分子中に二個以上の二重結合を有する単量体として、
具体的には、たとえばメチレンビスアクリルアミド、エ
チレンビスアクリルアミド等のアルキレンビスアクリル
アミド、エチレンジ(メタ)アクリレート等のアルキレ
ンジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジ(メタ)ア
クリレート等の各種ビスフェノールA誘導体のジ(メタ
)アクリレート、グリセリン、ペンタエリスリトール等
の多価アルコールのジ、トリまたはテトラ(メタ)アク
リル酸エステル、エチレンオキシド変性リン酸のジまた
はトリ(メタ)アクリレート、オリゴエステル(メタ)
アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウ
レタンアクリレート、インシアヌレートまたはその誘導
体のジまたはトリ(メタ)アクリル酸エステル等があげ
られる。On the other hand, there are two types of crosslinkable monomers: monomers that have two or more polymerizable groups in their molecules, and monomers that have functional groups that induce crosslinking through post-treatments such as heating after polymerization. . As a monomer having two or more double bonds in one molecule of the former,
Specifically, alkylene bisacrylamides such as methylene bisacrylamide and ethylene bisacrylamide, alkylene di(meth)acrylates such as ethylene di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, bisphenol A di(meth)acrylate, etc. Di(meth)acrylates of various bisphenol A derivatives, di-, tri-, or tetra(meth)acrylic acid esters of polyhydric alcohols such as glycerin and pentaerythritol, di- or tri(meth)acrylates of ethylene oxide-modified phosphoric acid, oligoesters (meth) )
Examples include di- or tri(meth)acrylic acid esters of acrylate, polyester (meth)acrylate, urethane acrylate, incyanurate, or derivatives thereof.
一方、後架橋性単量体としては、たとえばN−メチロー
ルアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、
N−メトキシメチルアクリルアミド、N−エトキシメチ
ルアクリルアミド、N−n−プロポキシメチルアクリル
アミド、N−n−ブトキシメチルアクリルアミド、N−
n−ブトキシメチルメタアクリルアミド、N−イソブト
キシメチルアクリルアミド、N−t−オクトキシメチル
アクリルアミド等のN−アルコキシメチル(メタ)アク
リルアミド誘導体等があげられる。On the other hand, examples of post-crosslinkable monomers include N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide,
N-methoxymethylacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, N-n-propoxymethylacrylamide, N-butoxymethylacrylamide, N-
Examples include N-alkoxymethyl (meth)acrylamide derivatives such as n-butoxymethylmethacrylamide, N-isobutoxymethylacrylamide, and Nt-octoxymethylacrylamide.
(メタ)アクリルアミド誘導体と上記した他の共重合し
うる単量体との量的比率は、それら単量体の組み合わせ
により変化し、−概には言えない、しかし、概ね親水性
またはイオン性単量体は、単量体総量中各々80重量%
または40重量%以下であり、好ましくは各々60重量
%または30重量%以下である。一方、親油性単量体は
単量体総量中40重量%以下、好ましくは20重量%以
下である。The quantitative ratio of the (meth)acrylamide derivative to the other copolymerizable monomers mentioned above varies depending on the combination of these monomers; Each monomer accounts for 80% by weight of the total amount of monomers.
or 40% by weight or less, preferably 60% by weight or 30% by weight or less, respectively. On the other hand, the lipophilic monomer accounts for 40% by weight or less, preferably 20% by weight or less, based on the total amount of monomers.
次に架橋性単量体の上記した単量体への量的比率は、従
来の方法であると単量体総量中5重量%以上であったが
、本発明の方法によれば、0.05重量%、好ましくは
0.1重量%という低架橋度でも好適に粒子状重合体を
製造できる。すなわち、従来であるとこのような低架橋
度では、粒子同志の合体が起こり、重合中粒子の分散が
うまくゆかなかった。しかし、本発明の無水マレイン酸
系重合体を重合混合物中に存在させることにより、重合
体粒子を好適に分散できるようになり、上記した低架橋
度の粒子を製造することが可能になる。Next, in the conventional method, the quantitative ratio of the crosslinking monomer to the above-mentioned monomers was 5% by weight or more based on the total amount of monomers, but according to the method of the present invention, the quantitative ratio was 0. Particulate polymers can be suitably produced even with a degree of crosslinking as low as 0.05% by weight, preferably 0.1% by weight. That is, in the past, at such a low degree of crosslinking, particles coalesced, and particle dispersion during polymerization was not successful. However, by including the maleic anhydride polymer of the present invention in the polymerization mixture, the polymer particles can be suitably dispersed, making it possible to produce the above-mentioned particles with a low degree of crosslinking.
また、上記した単量体の水溶液濃度は5重量%〜90重
量%、好ましくは10重量%〜85重量%と非常に広範
な濃度で、良好な分散状態下に重合を行うことができる
。そのように広範な濃度域で重合して得られる重合体の
性質は、低濃度で得られたものと高濃度で得られたもの
とで異なり、架橋性単量体の単量体総量に比める比率が
同一であっても、低濃度で重合したもののほうが高濃度
で重合したものより水による膨潤量は大きくなり、また
その膨潤ゲルは弾力性に富むものになる6しかし、高濃
度で重合したものは乾燥せずにそのまま粒状重合体とし
て供することがでる。Furthermore, polymerization can be carried out in a well-dispersed state over a wide range of concentrations of the monomers mentioned above in the aqueous solution, from 5% by weight to 90% by weight, preferably from 10% to 85% by weight. The properties of the polymer obtained by polymerization over such a wide range of concentrations differ between those obtained at low concentrations and those obtained at high concentrations, and are Even if the ratio of polymerization is the same, a product polymerized at a low concentration will swell more with water than a product polymerized at a high concentration, and the swollen gel will be more elastic6. The polymerized product can be used as it is as a granular polymer without drying.
次に上記した単量体水溶液を粒子状に分散する連続層す
なわち油層を構成する成分としては、水と相溶しない性
質ををすることが不可欠となる。Next, it is essential that the components constituting the continuous layer, ie, the oil layer, in which the aqueous monomer solution described above is dispersed in the form of particles have properties that are incompatible with water.
具体的には脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭
化水素化合物ならびにそれらの化合物にハロゲン原子の
置換した化合物等があげられる。Specific examples include aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbon compounds, and compounds in which these compounds are substituted with halogen atoms.
脂肪族炭化水素化合物としては、たとえばヘキサン、ヘ
プタン、デカン、テトラデカン等の単一のものから、混
合成分よりなる石油エーテル、灯油、軽油、潤滑油、流
動パラフィン等があげられる。脂環式炭化水素化合物と
しては、たとえばシクロペンタン、シクロヘキサン、シ
クロヘキセン、ジシクロペンタジェン等があげられる。Examples of the aliphatic hydrocarbon compound include single compounds such as hexane, heptane, decane, and tetradecane, as well as petroleum ether consisting of mixed components, kerosene, light oil, lubricating oil, liquid paraffin, and the like. Examples of the alicyclic hydrocarbon compound include cyclopentane, cyclohexane, cyclohexene, dicyclopentadiene, and the like.
芳香族炭化水素化合物としは、ベンゼン、トルエン、キ
シレン、エチルベンゼン、キュメン等があげられる。ま
た、上記の芳香族と非芳香族炭化水素の混合物でもよい
、ハロゲン置換炭化水素化合物は主に脂肪族炭化水素化
合物にハロゲン原子の置換したものであり、具体的には
、たとえばジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素
、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロエチレ
ン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン及び脂
肪族炭化水素化合物の混合物を塩素化した塩化パラフィ
ン等があげられる。Examples of aromatic hydrocarbon compounds include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, and cumene. Further, halogen-substituted hydrocarbon compounds, which may be mixtures of the above-mentioned aromatic and non-aromatic hydrocarbons, are mainly aliphatic hydrocarbon compounds substituted with halogen atoms, and specifically include, for example, dichloromethane, chloroform, Examples include chlorinated paraffin, which is obtained by chlorinating a mixture of carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethane, dichloroethylene, trichloroethylene, tetrachloroethylene, and aliphatic hydrocarbon compounds.
上記の中でも脂肪族及び脂環式炭化水素化合物が好まし
い、一般にそれらの化合物は比重が1より小さいので、
単量体水溶液の分散をより好適におこなわせるためにハ
ロゲン置換炭化水素化合物を添加して、油層の比重を1
に近づけて良好な分散状態を作ることも可能である。Among the above, aliphatic and alicyclic hydrocarbon compounds are preferred, as these compounds generally have a specific gravity of less than 1.
In order to better disperse the monomer aqueous solution, a halogen-substituted hydrocarbon compound is added to reduce the specific gravity of the oil layer to 1.
It is also possible to create a good dispersion state by approaching .
しかし、ただ単に単量体水溶液と上記した炭化水素溶媒
とを混ぜ合せただけでは良好な分散状態を維持できず、
分散剤を添加する必要がある。本発明においては、添加
剤として無水マレイン酸系重合体を使用することが不可
欠となる。However, simply mixing the monomer aqueous solution and the above-mentioned hydrocarbon solvent does not maintain a good dispersion state.
It is necessary to add a dispersant. In the present invention, it is essential to use a maleic anhydride polymer as an additive.
無水マレイン酸系重合体とは、無水マレイン酸とブテン
、オクテン、デセン、ドデセン5.オクタデセン、エイ
コセン、テトラクロロ等のα−オレフィンあるいはスチ
レンとの交互共重合体であり、ラジカル重合により容易
に製造でき、高分子界面活性剤、製紙用サイズ剤として
市販されており、分子量は数百〜敵方程度である。Maleic anhydride polymers include maleic anhydride and butene, octene, decene, and dodecene5. It is an alternating copolymer with α-olefins such as octadecene, eicosene, and tetrachloro, or with styrene. It can be easily produced by radical polymerization, and is commercially available as a polymeric surfactant and paper sizing agent, with a molecular weight of several hundreds. ~ It's about the enemy side.
上記の中では、好ましくは無水マレイン酸と長′鎖α−
オレフィンとの共重合体があげられる。Among the above, maleic anhydride and long chain α-
Examples include copolymers with olefins.
更には無水マレイン酸系重合体とともに他の種類の分散
剤を併用することもできる。具体的にはソルビタン酸モ
ノまたはジエステル、脂肪酸アルカノールアミド、セル
ロースエステル、ポリエステル−エーテル−エステル等
があげられる。Furthermore, other types of dispersants can also be used together with the maleic anhydride polymer. Specific examples include sorbitanic acid mono- or diester, fatty acid alkanolamide, cellulose ester, and polyester-ether-ester.
次に単量体水溶液を油層に分散して重合を開始して粒状
重合体を製造するのであるが、まず単量体水溶液と油層
の比率は油層を多くしたほうが製造を好適に行える。具
体的には単量体水溶液の容積を1とすると、油層の容積
は概ね1〜25の範囲であり、油層の容積が少なすぎる
と重合体粒子が合体しやすくなり、一方、多すぎると容
積当たりの粒子の製造効率が低下し不都合になる。Next, the aqueous monomer solution is dispersed in the oil layer and polymerization is started to produce a granular polymer.First, the ratio of the aqueous monomer solution to the oil layer is such that production can be carried out more favorably if the ratio of the aqueous monomer solution to the oil layer is increased. Specifically, when the volume of the monomer aqueous solution is 1, the volume of the oil layer is approximately in the range of 1 to 25. If the volume of the oil layer is too small, polymer particles tend to coalesce, while if it is too large, the volume The production efficiency of per-particle particles decreases, which is inconvenient.
また、無水マレイン酸系重合体の添加量は、油層を基準
にすると概ね0.02〜1.0重量%であり、添加量が
少なすぎると重合体粒子の合体が起こり、一方、多すぎ
ると重合体粒子中にとり込まれる無水マレイン酸系重合
体の量が多(なり不都合になる。In addition, the amount of maleic anhydride polymer added is approximately 0.02 to 1.0% by weight based on the oil layer; if the amount added is too small, coalescence of the polymer particles will occur, while if it is too large, coalescence of the polymer particles will occur. The amount of maleic anhydride polymer incorporated into the polymer particles is large (which is disadvantageous).
次に上記のように単量体水溶液を油層に分散して重合を
開始するのであるが、そこで使用される重合開始剤は水
溶性ラジカル重合開始剤が好ましく、通常単量体水溶液
に溶解して使用される。具体的には過酸化物系では、た
とえば過硫酸アンモニウム、過硫酸カリ、過酸化水素、
tart−ブチルパーオキサイド等があげられる。この
場合、単独でも使用できるが、還元剤と組み合わせ゛て
レドックス系重合開始剤としても使える。還元剤として
は、例えば亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、鉄、銅、コバルト
などの低次のイオン価の塩、N、N、N’、N’ −テ
トラメチルエチレンジアミン等の有機アミン、更にはア
ルドース、ケトース等の還元糖などをあげることができ
る。Next, as mentioned above, the monomer aqueous solution is dispersed in the oil layer to initiate polymerization.The polymerization initiator used therein is preferably a water-soluble radical polymerization initiator, which is usually dissolved in the monomer aqueous solution. used. Specifically, peroxides include ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide,
Examples include tart-butyl peroxide. In this case, it can be used alone, but it can also be used as a redox polymerization initiator in combination with a reducing agent. Examples of reducing agents include sulfites, hydrogen sulfites, salts with low ionic valences such as iron, copper, and cobalt, organic amines such as N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine, and aldose. Examples include reducing sugars such as ketose.
またアゾ化合物としては、2,2′−アゾビス−2−ア
ミジノプロパン塩酸塩、2,2°−アゾビス−2,4−
ジメチルバレロニトリル、4.4“−アゾビス−4−シ
アツバレイン酸及びその塩等を使用することができる。Examples of azo compounds include 2,2'-azobis-2-amidinopropane hydrochloride, 2,2°-azobis-2,4-
Dimethylvaleronitrile, 4.4"-azobis-4-cyatubaleic acid and its salts, etc. can be used.
また、上記した重合開始剤を2種以上併用することも可
能である。開始剤の添加量は、単量体に対して0.1〜
10重量%、好ましくは0.2〜8重量%である。また
、レドックス系の場合には、開始剤に対して還元剤の添
加量はモル基準で0.1〜10.0%、好ましくは0.
2〜8.0%である。It is also possible to use two or more of the above polymerization initiators in combination. The amount of initiator added is from 0.1 to monomer.
10% by weight, preferably 0.2-8% by weight. Further, in the case of a redox system, the amount of reducing agent added to the initiator is 0.1 to 10.0%, preferably 0.1 to 10.0%, on a molar basis.
It is 2 to 8.0%.
具体的に粒子状重合体を製造する方法は、まず油層に無
水マレイン酸系重合体を溶解あるいは分散しておき、そ
こに単量体水溶液を添加して、単量体水溶液を油中に粒
子状に分散する。その時の撹拌速度は50〜500rp
mであり、重合中一定に保つ必要はなく、粒子分散状態
により調節すればよい。なお、この時、反応系内の雰囲
気は酸素の量を少なくした状態、具体的にはチッ素ガス
のような不活性ガスで置換することが好ましい。Specifically, the method for producing a particulate polymer is to first dissolve or disperse a maleic anhydride-based polymer in an oil layer, add an aqueous monomer solution thereto, and disperse the aqueous monomer solution into particles in the oil. Disperse in a shape. The stirring speed at that time is 50-500 rpm.
m, and there is no need to keep it constant during polymerization, and it may be adjusted depending on the state of particle dispersion. At this time, it is preferable that the atmosphere in the reaction system be replaced with a reduced amount of oxygen, specifically, with an inert gas such as nitrogen gas.
次に重合開始は、単一の重合開始剤を使用した場合には
加温してゆくことにより行うことができる。また、レド
ックス系重合開始剤の場合には、酸化成分または還元成
分のいづれでもよいが、通常還元成分を後より添加する
ことにより重合を開始することができる。Next, polymerization can be initiated by heating when a single polymerization initiator is used. Further, in the case of a redox polymerization initiator, either an oxidizing component or a reducing component may be used, but polymerization can usually be initiated by adding a reducing component later.
重合温度は単一重合開始剤使用の場合には、概ね30〜
90″Cであり、レドックス系重合開始剤の場合には、
より低く概ね5〜50℃である。When using a single polymerization initiator, the polymerization temperature is approximately 30~30°C.
90″C, and in the case of a redox polymerization initiator,
The temperature is lower, approximately 5 to 50°C.
重合時間は特に限定はないが、概ね1〜20時間tある
0重合中、同一組成または異なる組成の単量体水溶液を
添加することにより、重合体粒子の肥大化、組成変化等
を行うことができる。The polymerization time is not particularly limited, but it is generally 1 to 20 hours.During the polymerization, it is possible to enlarge the polymer particles, change the composition, etc. by adding an aqueous monomer solution of the same or different composition. can.
重合状態の追跡は重合体をサンプリングし、重合体粒子
の生成有無、単量体の減少割合等を測定することにより
確認できる。The state of polymerization can be monitored by sampling the polymer and measuring the presence or absence of polymer particles, the rate of decrease in monomers, etc.
次に上記のように所定の温度及び時間で重合した後、重
合液を濾別することにより粒子状重合体を得ることがで
きる。濾別する方法として、加圧濾過、減圧濾過、自然
濾過、遠心分離等を使用することができる。Next, after polymerizing at a predetermined temperature and time as described above, a particulate polymer can be obtained by filtering the polymerization liquid. As a method for filtering, pressure filtration, reduced pressure filtration, natural filtration, centrifugation, etc. can be used.
そのようにして得た粒子状重合体は、含水率が小さい場
合にはそのまま実用に供することができる。一方、含水
率が大きい場合或いは乾燥粒子とする場合には、該粒子
を乾燥すればよい、更に無水マレイン酸基重合体の付着
の少ない粒子状重合体を得るには、メタノール等のアル
コールまたはアセトン等の極性溶剤で粒子を洗浄すれば
よい。The particulate polymer thus obtained can be put to practical use as it is if the water content is small. On the other hand, if the water content is high or if the particles are to be made into dry particles, it is sufficient to dry the particles. Furthermore, to obtain a particulate polymer with less adhesion of the maleic anhydride group polymer, alcohol such as methanol or acetone can be used. The particles may be washed with a polar solvent such as
上記の方法で製造できる粒子状重合体は、粒子径が10
〜1000μの範囲にある球形粒子であり、その粒子径
及び粒径分布は撹拌速度、無水マレイン酸系重合体の添
加量、単量体水溶液と油層との比率により影響をうけ、
高速度、高添加量、高油層比で粒子径は小さくなり、粒
径分布は狭くなる。The particulate polymer that can be produced by the above method has a particle size of 10
It is a spherical particle in the range of ~1000μ, and its particle size and particle size distribution are influenced by the stirring speed, the amount of maleic anhydride polymer added, and the ratio of the monomer aqueous solution to the oil layer.
At high speed, high addition amount, and high oil layer ratio, the particle size becomes smaller and the particle size distribution becomes narrower.
また、該粒子状重合体は、水を吸収膨潤してゲルとなり
、多くの場合そのゲルの膨潤量は温度により変化する。Further, the particulate polymer absorbs water and swells to form a gel, and in many cases, the amount of swelling of the gel changes depending on the temperature.
すなわち低温はど膨潤量は大きくなり、加温に伴いゲル
は収縮して膨atは低下する0重合体組成によりその膨
潤量は変化するが、10″Cでは最大で概ね自重の10
0倍程度、60℃では概ね自重の10倍以下であり、そ
の過程を何度でも繰り返すことができる。そのように高
い膨潤量は、架橋性単量体の添加量を減すること及び重
合する時の単量体濃度を低下することによりもたされる
。In other words, the amount of swelling increases at low temperatures, and as the gel contracts and the swelling decreases with heating, the amount of swelling changes depending on the polymer composition, but at 10"C, the maximum amount is approximately 10 of its own weight.
At 60° C., it is about 10 times its own weight or less, and the process can be repeated any number of times. Such high swelling is achieved by reducing the amount of crosslinking monomer added and by lowering the monomer concentration during polymerization.
本発明の方法により、温度により水膨潤量の変化する粒
状重合体を製造でき、下記の特徴を有する。By the method of the present invention, a particulate polymer whose water swelling amount changes depending on temperature can be produced, and has the following characteristics.
(I)非常に高い水膨潤能力を有する低架橋度の球状粒
子を製造できる。(I) Low degree of crosslinking spherical particles having very high water swelling ability can be produced.
(2)重合時の単量体水溶液濃度を非常に広範囲に選択
でき、はぼすべての濃度での重合が可能である。(2) The monomer aqueous solution concentration during polymerization can be selected over a very wide range, and polymerization can be performed at almost any concentration.
(3)単量体水溶液を油中に安定に分散できるので、撹
拌速度を任意に設定でき、粒状の粒径制御を容易に行え
る。(3) Since the aqueous monomer solution can be stably dispersed in oil, the stirring speed can be set arbitrarily, and the particle size of the particles can be easily controlled.
本発明の方法により製造される粒子状重合体は形状が球
状粒子であるので、粉末品等に比べて非常に取り扱いや
す(、かつ温度により水膨潤量が変化するという特徴を
育するので多方面へ応用できる。具体的には各種水溶液
の濃度、特に蒸発法などでは濃縮の困難な食品、アミノ
酸、タンパク賞、多II類、酵素、エマルジッン等の熱
により変質しやすい物質を含有する水溶液の濃縮剤、ま
た水の保水剤として土壌の保水、調湿用に使用できる。Since the particulate polymer produced by the method of the present invention has a spherical shape, it is much easier to handle than powdered products (and has the characteristic that the amount of water swelling changes depending on the temperature, so it can be used in many ways). Specifically, it can be applied to the concentration of various aqueous solutions, especially the concentration of aqueous solutions containing substances that are difficult to concentrate by evaporation, such as foods, amino acids, proteinaceous substances, class II proteins, enzymes, and emulsions that are easily altered by heat. It can also be used as a water retention agent for soil water retention and humidity control.
更に粒子という形状の効果を十分に発揮できるものとし
て、分離クロマト用基剤として、たとえばゲル濾過剤、
吸着剤など、更には細胞担持用のマイクロキャリヤーと
しても使用できる。−力水以外にもアルコール、アセト
ン、ジメチルホルムアミド、ジオキサン等の有機溶媒に
も膨潤する、そのような性質を利用することにより、徐
放性薬剤の担体としても使用できる。Furthermore, as a base for separation chromatography, for example, gel filtration agents,
It can also be used as an adsorbent or as a microcarrier for supporting cells. - It can also be used as a carrier for sustained-release drugs by utilizing its property of swelling not only in water but also in organic solvents such as alcohol, acetone, dimethylformamide, and dioxane.
[実施例〕
以下、実施例、比較例により本発明を具体的に説明する
。[Example] Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples and Comparative Examples.
実施例1
撹拌装置、温度計、冷却器、ボール・フィルターを取り
付けた3001Idl四ツロ丸底フラスコにn−ヘキサ
ン52m、四塩化炭素281dを仕込み、分散剤として
オクタデセンlと無水マレイン酸との共重合体の線状ポ
リマー(PA−18,Gulf Oil Chewtc
alsCo、)0.1gを添加し、15分以上撹拌させ
て該分散剤を膨潤させた。ついで、該混合溶液をポール
フィルターを用いて、おだやかに30分以上窒素置換し
た。Example 1 52 m of n-hexane and 281 d of carbon tetrachloride were charged into a 3001 Idl round bottom flask equipped with a stirrer, a thermometer, a condenser, and a ball filter, and a copolymer of octadecene l and maleic anhydride was added as a dispersant. Coalescing linear polymer (PA-18, Gulf Oil Chewtc
alsCo, ) was added and stirred for over 15 minutes to swell the dispersant. Then, the mixed solution was gently purged with nitrogen for 30 minutes or more using a Pall filter.
N−アクリロイルピロリジン(以下N−APRと略す)
2.97g、メチレンビスアクリルアミド(以下MB
^と略す)0.03gを17.00 gの蒸留水に溶解
させ、窒素置換の後、過硫酸アンモニウム(以下APS
と略す) 0.05gを加え完全に溶解させた。N-acryloylpyrrolidine (hereinafter abbreviated as N-APR)
2.97g, methylenebisacrylamide (hereinafter referred to as MB
Dissolve 0.03 g of ammonium persulfate (hereinafter referred to as APS) in 17.00 g of distilled water and replace with nitrogen.
0.05g was added and completely dissolved.
該モノマー水溶液を上記で調整した有機溶剤にゆっくり
と注ぎ、徐々に撹拌速度を上げて200rpmで撹拌さ
せた。15分間はどそのまま撹拌して粒子を安定させた
後、N、N、N’、N’ −テトラメチルエチレンジア
ミン(TMEDA)0.101d添加して1.5時間重
合させた0重合は単量体水溶液が均一に分散された状態
で進行し、重合体は球状粒子として得られた9重合後、
反応混合物をガラスフィルターへ注ぎビーズを濾別した
。ビーズはアセトンで充分に洗浄後、大量の蒸留水に浸
漬させた。The aqueous monomer solution was slowly poured into the organic solvent prepared above, and the stirring speed was gradually increased to 200 rpm. After stirring for 15 minutes to stabilize the particles, 0.101 d of N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine (TMEDA) was added and polymerized for 1.5 hours. After polymerization, the aqueous solution proceeded in a uniformly dispersed state and the polymer was obtained as spherical particles.
The reaction mixture was poured into a glass filter to filter out the beads. The beads were thoroughly washed with acetone and then immersed in a large amount of distilled water.
得られたピースの収率は仕込み量に対して93%であっ
た。撹拌速度200rpmで合成されたピースの乾燥時
の粒子径は80〜350μで、有効粒子径は145μ、
均一係数は1.31であった。各温度における乾燥粒子
1g当たりの水の膨潤量を測定し、表2に示した。The yield of the obtained pieces was 93% based on the amount charged. The dry particle size of pieces synthesized at a stirring speed of 200 rpm is 80 to 350 μ, and the effective particle size is 145 μ.
The uniformity factor was 1.31. The amount of water swelling per gram of dry particles at each temperature was measured and shown in Table 2.
更に、該乾燥粒子状重合体をエタノール中で膨潤させて
、その膨潤量を測定したところ、10℃で26.5d/
g、 25℃で25.9d/g、 50℃で25.6d
/gであった。Furthermore, when the dry particulate polymer was swollen in ethanol and the amount of swelling was measured, it was found to be 26.5 d/cm at 10°C.
g, 25.9d/g at 25℃, 25.6d at 50℃
/g.
比較例1
実施例1においてPA−18の代わりにソルビタンセス
キオレート0.1gを添加した以外は実施例1と全く同
様にして重合を行った。Comparative Example 1 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that 0.1 g of sorbitan sesquiolate was added instead of PA-18.
重合の進行に伴い単量体水溶液は粒子同士が合体しはじ
め撹拌機に付着してしまい、粒子状重合体発を製造出来
なかった。As the polymerization progressed, particles of the aqueous monomer solution began to coalesce and adhered to the stirrer, making it impossible to produce a particulate polymer.
実施例2〜9
表−1に示す重合条件以外は実施例1と全く同様にして
粒子状重合体の製造を行った。いずれの場合も、重合は
単量体水溶液が均一に分散された状態で進行し、重合体
は球状粒子として得られた。Examples 2 to 9 Particulate polymers were produced in exactly the same manner as in Example 1 except for the polymerization conditions shown in Table 1. In either case, the polymerization proceeded in a state where the aqueous monomer solution was uniformly dispersed, and the polymer was obtained as spherical particles.
ついで、該粒子状重合体の蒸留水中での膨潤量を10℃
、25℃、50℃で測定し、測定結果を表2に示した。Next, the swelling amount of the particulate polymer in distilled water was adjusted to 10°C.
, 25°C, and 50°C, and the measurement results are shown in Table 2.
表−2Table-2
Claims (1)
水素原子、メチル基またはエチル基、R_3はメチル基
、エチル基またはプロピル基を表す。)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (上式でR_1は水素原子またはメチル基、Aは−(C
H_2)−_nでnは4〜6又は−(CH_2)−_2
O−(CH_2)−_2を表す。)N−アルキル若しく
はN−アルキレン置換(メタ)アクリルアミドの1種以
上と架橋性単量体よりなる水溶液、または上記N−アル
キル若しくはN−アルキレン置換(メタ)アクリルアミ
ドの1種以上、他の供重合しうる単量体および架橋性単
量体よりなる水溶液を油中に分散、重合して粒子状重合
体を製造する方法において、無水マレイン酸系重合体の
存在下に重合することを特徴とする粒子状重合体の製造
方法。[Claims] General formula represented by general formula (I) or general formula (II) ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (I) (In the above formula, R_1 is a hydrogen atom or a methyl group, R_2 is Hydrogen atom, methyl group or ethyl group, R_3 represents methyl group, ethyl group or propyl group.) General formula ▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc. ▼ (II) (In the above formula, R_1 represents a hydrogen atom or methyl group, A is -(C
H_2)-_n, where n is 4 to 6 or -(CH_2)-_2
Represents O-(CH_2)-_2. ) An aqueous solution consisting of one or more N-alkyl- or N-alkylene-substituted (meth)acrylamides and a crosslinkable monomer, or copolymerization of one or more of the above N-alkyl- or N-alkylene-substituted (meth)acrylamides and other A method for producing a particulate polymer by dispersing and polymerizing an aqueous solution of a crosslinkable monomer and a crosslinkable monomer in oil, characterized in that the polymerization is carried out in the presence of a maleic anhydride polymer. Method for producing particulate polymer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5421487A JPH0618834B2 (en) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | Method for producing particulate polymer |
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Publications (2)
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JPS63221116A true JPS63221116A (en) | 1988-09-14 |
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