JPH02277555A - 陽イオン交換樹脂及びその製造方法 - Google Patents

陽イオン交換樹脂及びその製造方法

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JPH02277555A
JPH02277555A JP1096430A JP9643089A JPH02277555A JP H02277555 A JPH02277555 A JP H02277555A JP 1096430 A JP1096430 A JP 1096430A JP 9643089 A JP9643089 A JP 9643089A JP H02277555 A JPH02277555 A JP H02277555A
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JP
Japan
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cation exchange
exchange resin
formulas
alkali metal
acidic groups
Prior art date
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Pending
Application number
JP1096430A
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English (en)
Inventor
Kyoko Hanayama
花山 恭子
Tomohiro Ishikawa
朋宏 石川
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、陽イオン交換樹脂に関する。更に詳しくは強
酸性基と弱酸性基を任意の量で有する陽イオン交換樹脂
に関するものである。
[従来の技術] 従来陽イオン交換樹脂を得る方法としては、スチレン−
ジビニルベンゼン共重合体をクロロスルホン酸を用いて
スルホン化し、その後水酸化ナトリウム水溶液でスルホ
ン酸ソーダに変える方法が知られている。
〔発明が解決しようとする課題] しかしながら上記の方法ではクロロスルホン酸のような
危険な試薬を用いなければならず、従って安全性、設備
面での問題等工業化には不利である。さらに強酸性陽イ
オン交換樹脂は、あらゆるpH範囲でイオン交換反応を
示すが、再生が困難である。また弱酸性陽イオン交換樹
脂は、はぼ理論値に近い再生が可能で再生剤使用量を極
小とした省資源タイプであるが、イオン交換反応を示す
有効pH範囲はpH4〜14に限られている。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは上記問題点を解決するために鋭意努力した
結果、本発明を完成した。
即ち本発明は下記一般式(1)、(II)及び(III
) (Xは水素、アルカリ金属を表す) で示される繰り返し単位よりなり0.1≦に/(k+1
)≦0.9.0.01≦m/(k+I十m)≦0.3、
含水率10%以上よりなる関係を満足する陽イオン交換
樹脂及びその製造方法に関するものである。
本発明の陽イオン交換樹脂にあっては、式(I)の繰り
返し単位を1個又はこの単位が複数個適宜に直鎖状に連
結してなる連結体と、式(n)の繰り返し単1位を1個
又はこの単位が複数個適宜に直鎖状に連結してなる連結
体と、式Cm)が互いに無秩序に、又は秩序立って三次
元構造を有している。
本発明の陽イオン交換樹脂においては、各繰り返し単位
(1)、(II)及び(III)の繰り返し単位数をそ
れぞれに、l、mとすると、0.1≦に/(k+1)≦
0.9,0.01≦m/(k+1+m)≦0.1の関係
を満足する共重合体である。
k/(k+1)が0.1未満、又は0.9を越える場合
は強酸性、弱酸性それぞれの特徴が生かされない。m/
 (k + 1 +m)が0.01未満では橋かけ度が
小さすぎるためイオン交換樹脂としての機能を有さない
。又は0.3を越える場合は含水率の低下が大きいため
交換容量が小さくなってしまう。
本発明の陽イオン交換樹脂においては、含水率が10%
未満では交換容量が悪くなり、また交換反応に関与でき
るイオンの大きさにも制限が加わる。含水率としては1
0〜90%が好ましく、特に30〜80%が好ましい。
本発明の陽イオン交換樹脂は、スチレンスルホン酸塩と
無水マレイン酸とポリビニル芳香族モノマーとをラジカ
ル開始剤及びF目間移動触媒の存在下、含水溶媒中で反
応させることにより製造することができる。
本発明で用いるスチレンスルホン酸塩は、下記一般式(
IV)で示され、 Yとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオンのアル
カリ金属イオンやアンモニウムイオンを挙げることがで
きる。
ポリビニル芳香族モノマーとしては、m−ジビニルベン
ゼン、p−ジビニルベンゼン等を挙げることができる。
本発明で用いる溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キ
シレン、デュレン、シクロヘキサン、インデン、クロロ
ベンゼン、アニソール等水と相溶性の無いものであれば
特に制限はない。
溶媒中の水の含有量は使用する無水マレイン酸の当量以
上が好ましい。水の含有量は使用する無水マレイン酸の
当量未満であると、無水マレイン酸がマレイン酸に加水
分解されないことがある。
本発明に用いられる相間移動触媒としてはテトラアルキ
ルアンモニウムハライド、テトラアルキルホスホニウム
ハライド等が挙げられる。
本発明で用いられる重合開始剤としては、例えばアゾビ
スイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリル等
のアゾ化合物、過酸化ベンゾイル、t−ブチルハイドロ
パーオキサイド等の過酸化物、過硫酸アンモニウム、過
硫酸カリウム等ラジカル重合に使用される開始剤であれ
ば特に制限はない。
また反応は0〜150℃の温度で0.5〜24時間行う
のが好ましい。
原料濃度は一般には50〜500 g / II溶媒の
範囲が選択される。開始剤濃度は一般には0.001〜
0.1g/g全原料の範囲が選択される。相間移動触媒
19度は一般には0.001〜1 g/g全原料の範囲
が選択される。
またこのようにして得られた共重合体はその後必要に応
じて常法によりスルホン酸塩基をスルホン酸基に、又は
カルボン酸基をカルボン酸アルカリ金属塩に変換するこ
とができる。
[実施例] 以下、本発明の方法を実施例によって示すがこれらによ
って本発明が、限定されるものではない。
実施例1 攪拌機、温度計、窒素導入管、冷却器を備えた200m
 lの4ツロフラスコにスチレンスルホン酸ナトリウム
10.31g (50mmo l)と無水マレイン酸4
.9g (50mmo l)とジビニルベンゼン1.2
g (5mmo l)とベンゼン50m1.イオン交換
水50m1と臭化テトラn−ブチルアンモニウム0.5
gを入れ攪拌し、70℃に昇温したのちアゾビスイソブ
チロニトリル0.16g (1,0mmo l)を加え
、6時間加熱攪拌した。室温に冷却後、ポリマーをろ別
しイオン交換水とメタノールで洗浄し、100℃で24
時間真空乾燥し、16.4g (95%)を得た。
赤外線吸収スペクトルには、3450cm−’にカルボ
ン酸OH基、1650 c m −’にカルボン酸陰イ
オン、1200cm−’にスルホン酸基、830cm−
1にパラ置換フェニル基が観察された。
またS10元素分析値は 89.5% (9,54%) C46%  (46,5%) (括弧内の数値は仕込み組成の場合の理論値)このこと
からこの共重合体はほぼ仕込み組成と同等の組成、すな
わちに/ (k+1)−0,5、m/ (k+1+m)
=0.047である事が分かる。
またこの共重合体をIN水酸化ナトリウム水溶液で1時
間攪拌させる事で共重合体のNa+塩を得ることができ
、IN塩酸水溶液で1時間攪拌させる事で共重合体のH
+を得る事が出来た。さらにこのイオン交換容量は3.
8meq/g、含水率は64%であった。
実施例2 スチレンスルホン酸ナトリウムを16.5g(80mm
o l)無水マレイン酸を2.0g(20mmo +)
溶媒としてトルエンを使用した以外は実施例1と同様に
行い18.9g(収率94%)のポリマーを得た。
またSlC元素分析値は 3 13% (13,0%) C47% (47,5%) (括弧内の数値は仕込み組成の場合の理論値)このこと
からこの共重合体はほぼ仕込み組成と同等の組成、すな
わちに/ (k+1)−0,8、m/ (lc+ l+
m)=0.05である事が分かる。
またこのイオン交換容量は4.0meq/g、含水率は
72%であった。
実施例3 スチレンスルホン酸ナトリウムを4.1g(20mmo
 1)無水マレイン酸を7.8g(80mmo 1)溶
媒としてキシレンを使用した以外は実施例1と同様に行
い13.5g(収率93%)のポリマーを得た。
またSSC元素分析値は 84.5% (4,5%) C45%  (45,3%) (括弧内の数値は仕込み組成の場合の理論値)このこと
からこの共重合体はほぼ仕込み組成と同等の組成、すな
わちに/ (k+1)−0,2、m/ (k+ l+m
)=0.05である事が分かる。
またこのイオン交換容量は3.5meq/g、含水率は
56%であった。
[発明の効果コ 以上の説明から明らかなように本発明の陽イオン交換樹
脂は強酸性基と弱酸性基の両方をあわせもつ陽イオン交
換樹脂であり、重合時の原料の仕込み組成を変化させる
ことにより、陽イオン選択性をコントロールすることが
できるものである。
更に製造に際し、クロロスルホン酸のような危険な試薬
を用いる事なく容易にかっ高収率で得ることができその
工業的価値は高い。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記一般式( I )、(II)及び(III) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (Xは水素、アルカリ金属を表す) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (Xは水素、アルカリ金属を表す) ▲数式、化学式、表等があります▼(III) (m、p体を表す) で示される繰り返し単位よりなり0.1≦k/(k+l
    )≦0.9、0.01≦m/(k+l+m)≦0.3、
    含水率が10%以上よりなる関係を満足する陽イオン交
    換樹脂。
  2. (2)下記一般式(IV) ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) (Yはアルカリ金属又は、アンモニウム基を表す) で示されるスチレンスルホン酸塩と無水マレイン酸とポ
    リビニル芳香族モノマーとをラジカル開始剤及び相間移
    動触媒の存在下、含水溶媒中で反応させることを特徴と
    する陽イオン交換樹脂の製造方法。
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