JP5311360B2 - 水溶性重合体の製造方法 - Google Patents
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Description
特開昭56−103207号公報には、水溶性重合体に亜硫酸水素アルカリ金属塩、亜硫酸アルカリ金属塩等を添加し、これらを混合した後、乾燥する方法が提案されている。しかしながら、この方法により水溶性重合体中の残存モノマーは減少するものの、水溶性重合体の粘度が著しく低下してしまい、高分子凝集剤としての性能が劣化してしまうという問題があった。
本発明の水溶性重合体の製造方法は、少なくともアクリルアミド系モノマー、あるいは、少なくともアクリルアミド系モノマーおよびアニオン性ビニルモノマーを重合して得られた含水状態の水溶性重合体を乾燥するに際し、含水状態の水溶性重合体に、まず、仕込みモノマーに対して0.6質量%以上1.2質量%以下の亜硫酸アルカリ金属塩、亜硫酸水素アルカリ金属塩およびピロ亜硫酸アルカリ金属塩からなる群より選ばれた少なくとも1種を添加し、ついで、仕込みモノマーに対して0.5質量%以上1.0質量%以下のアルカリ剤を添加した後、含水状態の水溶性重合体を乾燥する水溶性重合体の製造方法であって、前記亜硫酸アルカリ金属塩、亜硫酸水素アルカリ金属塩およびピロ亜硫酸アルカリ金属塩からなる群より選ばれた少なくとも1種の添加量と前記アルカリ剤の添加量との比(亜硫酸塩の添加量/アルカリ剤の添加量)が、1.0以上1.2以下であることを特徴とする。
本発明における水溶性重合体は、アクリルアミド系モノマーおよび/またはアニオン性ビニルモノマーと、必要に応じて他のビニル系モノマーとを重合して得られる単独重合体または共重合体である。
前記アクリルアミド系モノマーとしては、アクリルアミド、メタクリルアミドおよびこれらの塩などが挙げられる。
他のビニル系モノマーの仕込量は、全仕込みモノマーに対して、好ましくは40mol%以下、より好ましくは20mol%以下とされる。他のビニル系モノマーの仕込量が40mol%を超えると、凝集性能に優れた水溶性重合体が得られないおそれがある。
重合温度は、通常、−10〜100℃であり、重合開始温度は、−5〜20℃である。重合時間は、特に限定されず、通常、0.5〜10時間程度である。
これら亜硫酸塩は、含水状態の水溶性重合体に均一に接触させるために、水溶液として添加される。その濃度は、通常10〜30質量%である。
アルカリ剤は、含水状態の水溶性重合体に均一に接触させるために、水溶液として添加される。その濃度は、通常20〜50質量%である。
乾燥温度は、通常、40〜120℃であり、乾燥時間は、通常、1〜12時間である。乾燥温度をあまりに高温にすると、水溶性重合体のゲル化が進み、品質低下の原因となるので好ましくない。水溶性重合体の乾燥は、含水率が、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下になるまで行われる。
本実施例における、水溶性重合体のアニオン当量値(AV値)、0.1%粘度および残存アクリルアミドは、以下のようにして測定した。
[AV値]
0.1%ポリマー溶液5gを100mlビーカーに秤取し、純粋を加えて100gとする。マグネチックスターラーで攪拌した後、N/200メチルグリコールキトサン溶液5mlを加え、更に攪拌した後、N/400ポリビニル硫酸カリウム溶液(ファクター:f、通常は1.0)で滴定し終点(V1 )を求める。また別にブランクでの終点(V2 )を求める。f、V1 およびV2 を用いて次式によりAV値を算出する。
AV(meq/g)=f×(V2−V1)/2
イオン交換水にポリマーを添加し、0.1%ポリマー溶液としたのち、ブルックフィールド型粘度計にて25℃、ローターNo1、6rpmの条件で測定した。
[残存アクリルアミド]
水溶性重合体2.5gを溶剤(メタノール:水=8:2)25mlで24hr浸透抽出した後、ガスクロマトグラフィーにて測定した。
5リットルのジュワー瓶にアクリルアミド(以下AAmと記す)25質量%を含有した水溶液3000gを入れた。ジュワー瓶内部を窒素ガスで置換し、10℃に調温した。重合開始剤として、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジハイドロクロライド200ppm、過硫酸アンモニウム10ppm、亜硫酸水素ナトリウム100ppmを加え、AAmを断熱重合させた。
得られた水溶性重合体ゲルを肉挽き機にて細断した。これに、20質量%亜硫酸ナトリウム水溶液を仕込みモノマーに対して表1中の割合になるように添加、混合し、さらに、24質量%苛性ソーダ水溶液を添加、混合した後、60℃で12時間乾燥した。得られた乾燥ペレットを粉砕機で粉砕し、粉末の水溶性重合体を得た。評価結果を表1に示す。
実施例1と同様にして水溶性重合体ゲルを得て、これを肉挽き機にて細断し、亜硫酸ナトリウム水溶液および苛性ソーダ水溶液を添加せずに、60℃で12時間乾燥した。得られた乾燥ペレットを粉砕機で粉砕し、粉末の水溶性重合体を得た。評価結果を表1に示す。
実施例1と同様にして水溶性重合体ゲルを得て、これを肉挽き機にて細断した。これに、20質量%亜硫酸ナトリウム水溶液を仕込みモノマーに対して表1中の割合になるように添加、混合し、さらに、24質量%苛性ソーダ水溶液を添加、混合した後、60℃で12時間乾燥した。得られた乾燥ペレットを粉砕機で粉砕し、粉末の水溶性重合体を得た。評価結果を表1に示す。
AAm22.5質量%、アクリル酸ソーダ(AANa)2.5質量%を含有した水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして水溶性重合体ゲルを得た。
得られた水溶性重合体ゲルを肉挽き機にて細断した。これに、20質量%亜硫酸ナトリウム水溶液を仕込みモノマーに対して表1中の割合になるように添加、混合し、さらに、24質量%苛性ソーダ水溶液を添加、混合した後、60℃で12時間乾燥した。得られた乾燥ペレットを粉砕機で粉砕し、粉末の水溶性重合体を得た。評価結果を表1に示す。
実施例2と同様にして水溶性重合体ゲルを得て、これを肉挽き機にて細断した。これに、20質量%亜硫酸ナトリウム水溶液を仕込みモノマーに対して表1中の割合になるように添加、混合した。さらに、24質量%苛性ソーダ水溶液を添加、混合した後、60℃で12時間乾燥した。得られた乾燥ペレットを粉砕機で粉砕し、粉末の水溶性重合体を得た。評価結果を表1に示す。
AAm20.5質量%、アクリル酸ソーダ(AANa)4.5質量%を含有した水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして水溶性重合体ゲルを得た。
得られた水溶性重合体ゲルを肉挽き機にて細断した。これに、20質量%亜硫酸ナトリウム水溶液を仕込みモノマーに対して表1中の割合になるように添加、混合し、さらに、24質量%苛性ソーダ水溶液を添加、混合した後、60℃で12時間乾燥した。得られた乾燥ペレットを粉砕機で粉砕し、粉末の水溶性重合体を得た。評価結果を表1に示す。
実施例3と同様にして水溶性重合体ゲルを得て、これを肉挽き機にて細断し、亜硫酸ナトリウム水溶液および苛性ソーダ水溶液を添加せずに、60℃で12時間乾燥した。得られた乾燥ペレットを粉砕機で粉砕し、粉末の水溶性重合体を得た。評価結果を表1に示す。
AAm18.0質量%、アクリル酸ソーダ(AANa)7.0質量%を含有した水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして水溶性重合体ゲルを得た。
得られた水溶性重合体ゲルを肉挽き機にて細断した。これに、20質量%亜硫酸ナトリウム水溶液を仕込みモノマーに対して表1中の割合になるように添加、混合し、さらに、24質量%苛性ソーダ水溶液を添加、混合した後、60℃で12時間乾燥した。得られた乾燥ペレットを粉砕機で粉砕し、粉末の水溶性重合体を得た。評価結果を表1に示す。
実施例4と同様にして水溶性重合体ゲルを得て、これを肉挽き機にて細断し、亜硫酸ナトリウム水溶液および苛性ソーダ水溶液を添加せずに、60℃で12時間乾燥した。得られた乾燥ペレットを粉砕機で粉砕し、粉末の水溶性重合体を得た。評価結果を表1に示す。
AAm20.0質量%、アクリル酸ソーダ(AANa)2.0質量%、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム3.0質量%を含有した水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして水溶性重合体ゲルを得た。
得られた水溶性重合体ゲルを肉挽き機にて細断した。これに、20質量%亜硫酸ナトリウム水溶液を仕込みモノマーに対して表1中の割合になるように添加、混合し、さらに、24質量%苛性ソーダ水溶液を添加、混合した後、60℃で12時間乾燥した。得られた乾燥ペレットを粉砕機で粉砕し、粉末の水溶性重合体を得た。評価結果を表1に示す。
実施例5と同様にして水溶性重合体ゲルを得て、これを肉挽き機にて細断し、亜硫酸ナトリウム水溶液および苛性ソーダ水溶液を添加せずに、60℃で12時間乾燥した。得られた乾燥ペレットを粉砕機で粉砕し、粉末の水溶性重合体を得た。評価結果を表1に示す。
比較例2の水溶性重合体は、亜硫酸ナトリウムおよび苛性ソーダの添加量が2.0質量%以上であったため、水溶性重合体の加水分解によりAV値と粘度が上昇した。
比較例3の水溶性重合体は、苛性ソーダの添加量が2.0質量%以上であり、かつ亜硫酸ナトリウムの添加量よりも多いため、水溶性重合体の加水分解によりAV値と粘度が上昇した。
比較例4の水溶性重合体は、亜硫酸ナトリウムおよび苛性ソーダの添加量が0.1質量%未満であったため、残存AAmが多く検出された。
また、前記亜硫酸アルカリ金属塩、亜硫酸水素アルカリ金属塩およびピロ亜硫酸アルカリ金属塩からなる群より選ばれた少なくとも1種の添加量は、前記アルカリ剤の添加量以上であれば、水溶性重合体の機能を低下させることなく、未反応のモノマーを低減することができる。
Claims (2)
- 少なくともアクリルアミド系モノマー、あるいは、少なくともアクリルアミド系モノマーおよびアニオン性ビニルモノマーを重合して得られた含水状態の水溶性重合体を乾燥するに際し、含水状態の水溶性重合体に、まず、仕込みモノマーに対して0.6質量%以上1.2質量%以下の亜硫酸アルカリ金属塩、亜硫酸水素アルカリ金属塩およびピロ亜硫酸アルカリ金属塩からなる群より選ばれた少なくとも1種を添加し、ついで、仕込みモノマーに対して0.5質量%以上1.0質量%以下のアルカリ剤を添加した後、含水状態の水溶性重合体を乾燥する水溶性重合体の製造方法であって、前記亜硫酸アルカリ金属塩、亜硫酸水素アルカリ金属塩およびピロ亜硫酸アルカリ金属塩からなる群より選ばれた少なくとも1種の添加量と前記アルカリ剤の添加量との比(亜硫酸塩の添加量/アルカリ剤の添加量)が、1.0以上1.2以下であることを特徴とする水溶性重合体の製造方法。
- 前記アニオン性ビニルモノマーが、アクリル酸、アクリル酸の塩、メタアクリル酸、メタクリル酸の塩、ビニルスルホン酸およびビニルスルホン酸の塩からなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載の水溶性重合体の製造方法。
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