JPH05247136A - 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

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JPH05247136A
JPH05247136A JP4877992A JP4877992A JPH05247136A JP H05247136 A JPH05247136 A JP H05247136A JP 4877992 A JP4877992 A JP 4877992A JP 4877992 A JP4877992 A JP 4877992A JP H05247136 A JPH05247136 A JP H05247136A
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JP
Japan
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acrylamide
polymer
ascorbic acid
polymerization
molecular weight
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JP4877992A
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English (en)
Inventor
Masahito Futagami
優人 二上
Michiko Nakayama
美智子 中山
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Resonac Holdings Corp
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Showa Denko KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 不溶解分の発生を防止し、かつ重合度を高く
保つアクリルアミド系重合体を得る。 【構成】 主としてアクリルアミドより成る単量体を水
溶媒体中で重合させるに当たり、重合開始剤と共にアス
コルビン酸誘導体を共存させる。 【効果】 従来の不溶化防止剤のように分子量を低下さ
せることなく、高分子量で、更に水溶解性に優れた重合
体を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水溶解性に優れ、しかも
高分子量を有するアクリルアミド系重合体の製造方法に
関する。詳しくは、主としてアクリルアミドより成る単
量体を水性溶媒中で重合させる際に、アスコルビン酸誘
導体を存在させることにより高分子量で水不溶物の少な
いアクリルアミド系重合体を製造する方法を提供するも
のである。
【0002】アクリルアミドを主成分とする水溶性重合
体は増粘剤、凝集剤、製紙工業における紙力増強剤、填
料歩留向上剤、濾水性向上剤など数多くの用途に有用な
重合体であり、特に凝集剤においては、溶解性が良くし
かも、極めて分子量の高い重合体が要求される。
【0003】
【従来の技術】アクリルアミド系重合体を得る方法はい
くつか提案されており、なかでも高分子量重合体を得る
ことのできる水溶液重合が最も一般的に行われている。
しかしこの方法で得られたアクリルアミド系重合体は、
95〜70重量%の水を含んだ粘稠ないし弾性のゲル体
であり、この状態では作業性が悪く、輸送も困難であ
る。また、水への溶解速度が遅く使用に際し効率が悪
い。
【0004】これらを改善するために、重合体から水分
を除去した乾燥粉末の形状を製品とする傾向にある。工
業的には含水アクリルアミド重合体は、熱風等によって
加熱乾燥する方法が採用されているが、含水アクリルア
ミド系重合体は蒸気及び熱の透過性が低いために乾燥し
難く且つ生産性を高めるために乾燥温度を高くすると重
合体の一部もしくは全部が不溶化する。
【0005】加熱による不溶化を回避するため、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
収するための多大な設備を必要とするため工業化は困難
である。また加熱乾燥の際、50〜60℃以下の比較的
低温で送風乾燥するかまたは減圧乾燥する方法もとられ
ているが、乾燥効率が低いために工業的には大規模な装
置を必要とする欠点がある。
【0006】最近では、重合時に不溶化防止効果を持つ
化合物を添加する方法が多く提案されており、例えばア
ミン類を存在させる方法(特公昭56−39657)、
尿素系化合物と水溶性窒素化合物を併用する方法(特公
昭60−50808)、2−メルカプトベンズイミダゾ
ールを存在させる方法(特公昭60−8688)等が挙
げられる。
【0007】本発明者らは、不溶化防止剤について詳細
に検討した結果、各種アミノ化合物、イオウ化合物の添
加では重合率の低下を招き、分子量が低下するなどの問
題があり、溶解性、凝集性能に優れたアクリルアミド系
重合体を得ることが困難であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、各種用途に
適した要求性能を満足する粉末のアクリルアミド重合体
を得るために、重合時及び乾燥時に起こる重合体の不溶
化を防止することにあり、そのために不溶化防止効果の
ある化合物を重合時に添加し、その目的を達成すること
にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するべく検討した結果、不溶解防止剤としてアスコ
ルビン酸誘導体を、アクリルアミドの単独または50モ
ル%以上のアクリルアミドと、これと共重合可能な単量
体の重合時に存在させることが、諸問題点解決のために
極めて有効であることを見いだしたものである。
【0010】すなわち本発明は、アクリルアミド系重合
体を製造するに際し、重合開始剤と共にアスコルビン酸
誘導体を共存させ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、を要旨とするものである。
【0011】本発明で用いるアスコルビン酸誘導体の使
用量は使用するアスコルビン酸誘導体の種類及び使用態
様、モノマーの種類、その他の反応条件等により異なる
が、概ねアクリルアミド単量体に対し1〜1000ppm
さらに好ましくは10〜500ppm が望ましい。アスコ
ルビン酸誘導体の使用量が1ppm より少ない場合は、本
発明の効果である溶解性、凝集効果に優れたアクリルア
ミド重合体を得ることは期待し得ず、また1000ppm
より多く使用しても高重合度のものは得難い。
【0012】本発明に用いるアスコルビン酸誘導体は、
下記一般式(1)
【化1】 で表される。(式中、R1 及びR2 はそれぞれ水素、ま
たはC1 〜C4 のアルキル基、または低級(C2 以下)
の置換基を有してもよいアリール基、アシル基、リン酸
(塩)基、硫酸(塩)基を示す。
【0013】このようなアスコルビン酸誘導体として
は、例えば、アスコルビン酸−3−0−ブチル、アスコ
ルビン酸−2−0−(2−オキソプロピル)、アスコル
ビン酸−3−メトキシメチル−5、6−0−メチルエチ
リデン、アスコルビン酸−2−酢酸エステル、アスコル
ビン酸−3−安息香酸エステル、アスコルビン酸−2−
リン酸エステル2ナトリウム塩、アスコルビン酸−2−
硫酸エステル1ナトリウム塩等、が挙げられるがこれに
限られるものではない。
【0014】本発明によればアスコルビン酸誘導体を存
在させない場合に比べて、水溶解性に優れしかも分子量
1000万以上もの高分子量の重合体を極めて安定に効
率よく製造することが可能である。
【0015】本発明のアクリルアミド系重合体はアクリ
ルアミドの単独または50モル%以上のアクリルアミド
と、これと共重合可能な単量体の少なくとも1種から成
る単量体混合物を重合することによって得られるが、ア
クリルアミドと共重合可能な単量体としては、メタアク
リルアミド、N−メチロールアクリルアミド、2−アク
リルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸塩、ジメチ
ルアミノプロピルアクリルアミド、等の(メタ)アクリ
ルアミド誘導体:(メタ)アクリル酸またはそれらの水
溶性塩:エチルアクリレート、メチルメタアクリレー
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(C4 以下)アルキルエステル誘
導体:
【0016】ジメチルアミノエチルメタアクリレートま
た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(メチルまたはエチル)アミノアルキル
(エチルまたはプロピル)エステルまたはそれらの第四
級アンモニウム誘導体:2−ビニルイミダゾリン及び2
−ビニルビリミジンまたはそれらの第四級アンモニウム
誘導体:N−ビニルピロリドン、N−ビニルアセトアミ
ド、酢酸ビニル、(メタ)アクリロニトリル等を挙げる
ことができる。
【0017】アクリルアミドとアクリルアミドと共重合
可能な単量体との重合は水溶液重合、逆相けん濁重合等
周知の方法で行われるが、このうち最も広く用いられる
水溶液重合の一般的方法を述べる。アクリルアミドと、
アクリルアミドと共重合可能な単量体の合計濃度は通常
5〜50%特に15〜40%で行われる。
【0018】重合開始剤には、過硫酸カリウム、過硫酸
アンモニウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル等の過酸
化物:アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビ
ス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩、4,4’−アゾ
ビス(4−シアノバレリアン酸ナトリウム)等のアゾ系
遊離基開始剤:場合により上記過酸化物とレドックス系
開始剤を形成する重亜硫酸ナトリウム、トリエタノール
アミン、硫酸第一鉄アンモニウム等の還元剤が用いられ
る。
【0019】重合反応の温度に関しては、アクリルアミ
ドとコモノマーとの合計濃度が15%以上であって得ら
れるポリマーの分子量が1000万以上の高分子量の場
合には冷却などによる温度の制御が困難であるため、普
通断熱的な重合形式がとられ、この場合重合系の温度は
重合の進行と共に重合熱によって上昇する。この場合に
おいて重合の開始時の温度は−5〜40℃の範囲から選
ばれることが多く、反応終了時の温度は例えば55〜1
00℃に達する。
【0020】分子量を1000万以上特に1400万程
度の高分子量とするため、アクリルアミド及びコモノマ
ーの合計濃度、使用する重合開始剤の種類と濃度、反応
温度等について工夫がなされる。未反応アクリルアミド
を例えば0.2%以下の微量とするためにも同様の工夫
がなされるが、特に2種類以上の重合開始剤を異なった
温度領域で作用させる方法が好ましい。
【0021】
【作用】本発明におけるアスコルビン酸誘導体の作用機
構については明らかではないが、本発明者らが発明を完
成するにあたり種々検討して得た知見、すなわちアゾ開
始剤を併用する場合だけでなく、レドックス系開始剤を
単独で用いた場合でもアスコルビン酸誘導体が重合に支
障を与えることなく、高分子量でかつ溶解性に優れた重
合体が得られることから推察して、アスコルビン酸誘導
体の添加効果は重合及び乾燥工程において、水素引き抜
き能が高温になるほど高いとされているレドックス系開
始剤ラジカル等によって重合体に分岐、架橋等を生成さ
せ、その溶解性を低下させるのを効果的に防止すること
によると考えられる。
【0022】
【実施例】
実施例1 アクリルアミド系重合体の重合方法:次の方法でモノマ
ー水溶液からアクリルアミド系重合体を製造した。50
%アクリルアミド450g、アスコルビン酸−2−リン
酸エステル2ナトリウム塩2.25mg及びイオン交換
水を加えて全部で980gとし、窒素導入管と温度計を
取り付けた1リットル反応容器に入れ、10℃に保ちな
がら1時間、窒素ガス500ml/min を通じて液中の
溶存酸素を除き、直ちに発泡スチロール製の保温用ブロ
ックの中に入れた。
【0023】次いでこれに2.81%のトリエタノール
アミン10g及び0.56%の過硫酸アンモニウム10
gを、この順に素早く注入した。約110分後に温度が
約74℃の頂点に達したのでその30分後に窒素ガスの
供給を止め、一晩放置した。かくして得られたアクリル
アミド系重合体の周辺部を取り除いて小塊に分け、肉挽
器で細かく破砕した後、90℃の熱風で3時間乾燥し、
高速回転刃式粉砕機で1分間粉砕して乾燥粉末状のアク
リルアミド系重合体を得た。
【0024】更にこれを篩にかけて32〜60メッシュ
のものを分取し、以後の試験に供するポリマーサンプル
とした。ポリマーサンプルの水分を120℃で3時間の
熱風乾燥による減量として求めたところ、いずれのポリ
マーサンプルについても約6%であった。
【0025】アクリルアミド系重合体の試験方法:ポリ
マーサンプルの水溶性、分子量の測定を次の方法で行っ
た。水溶性は1リットルビーカーにイオン交換水500
mlを入れ、30℃の恒温槽に固定し、スクリュー型の
撹拌羽で撹拌しながらポリマーサンプル1.06g(純
分約1g)を添加し、200rpm で5時間撹拌を行い、
得られた溶液を80メッシュの篩で濾過し、不溶解分の
量を肉眼で判定した。分子量は上記と同様の操作で得ら
れた濾液を、分子ゲルカラムにかける方法により測定し
た。
【0026】実施例2〜4及び比較例1〜3 表1に示した表示量の不溶化防止剤を添加し、実施例1
と同様の方法で前記のアクリルアミド系重合体を製造し
てポリマーサンプルとし、前記のアクリルアミド系重合
体の試験方法で試験し、表1の結果を得た。
【0027】
【表1】
【0028】実施例5 50%アクリルアミド360g、アクリル酸45g、ア
スコルビン酸−2−リン酸エステル2ナトリウム塩2
2.5mg及びイオン交換水を加えて全部で980gと
し、水酸化ナトリウムでpHを7.0に調整した水溶液
を、10℃に保ちながら液中の溶存酸素を除き、1.1
3%の2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2
塩酸塩(V−50と略す)10gを注入し、直ちに発泡
スチロール製の保温用ブロックの中に入れた。次いでこ
れに2.25%のトリエタノールアミン5g及び0.2
3%の過硫酸アンモニウム5gを、この順に素早く注入
した。その後、実施例1と同様に処理し、性能評価の試
験を行った。結果を表2に示した。
【0029】実施例6、7及び比較例4、5 実施例5と同様にして、不溶化防止剤を添加しアクリル
アミド系重合体を得た。その試験結果を表2に示した。
【0030】
【表2】
【0031】実施例8 50%アクリルアミド300g、ジメチルアミノエチル
メタアクリレート75g、アスコルビン酸−2−リン酸
エステル2ナトリウム塩22.5mg及びイオン交換水
を加えて全部で990gとし、硫酸でpHを5.0に調整
した水溶液を、30℃に保ちながら液中の溶存酸素を除
き、3.38%のV−50を10g注入した。その後、
実施例1と同様に処理し、性能評価の試験を行った。結
果を表3に示した。
【0032】実施例9、10及び比較例6 実施例8と同様にして、不溶化防止剤を添加しアクリル
アミド系重合体を得た。その試験結果を表3に示した。
【0033】
【表3】
【0034】実施例11 50%アクリルアミド360g、アクリル酸25g、ア
クリル酸エチル20g、アスコルビン酸−2−リン酸エ
ステル2ナトリウム塩9mg及びイオン交換水を加えて
全部で980gとし、10℃に保ちながら液中の溶存酸
素を除き、2.81%のトリエタノールアミン10g及
び0.56%の過硫酸アンモニウム10gをこの順に素
早く注入した。その後、実施例1と同様に処理し、性能
評価の試験を行った。結果を表4に示した。
【0035】実施例12及び比較例7、8 実施例11と同様にして、不溶化防止剤を添加しアクリ
ルアミド系重合体を得た。その試験結果を表4に示し
た。
【0036】
【表4】
【0037】
【発明の効果】以上のように、主としてアクリルアミド
よりなる単量体を水性溶媒中で重合させる際に、アスコ
ルビン酸誘導体を存在させることにより高分子量で水溶
性に優れたアクリルアミド系重合体を製造することがで
きた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクリルアミド単独または50モル%以
    上のアクリルアミドと1種または2種以上の他の重合性
    単量体とを水溶媒体中で重合させるに当り、重合開始剤
    と共にアスコルビン酸誘導体を共存させることを特徴と
    するアクリルアミド系重合体の製造方法。
JP4877992A 1992-03-05 1992-03-05 アクリルアミド系重合体の製造方法 Pending JPH05247136A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008094930A (ja) * 2006-10-11 2008-04-24 Daiyanitorikkusu Kk 粉末状カチオン系水溶性高分子化合物の製造方法
JP2013538913A (ja) * 2010-09-30 2013-10-17 ロディア オペレーションズ 制御されたラジカル重合による高質量の親水性ポリマーの製造

Cited By (3)

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JP2017082246A (ja) * 2010-09-30 2017-05-18 ロディア オペレーションズRhodia Operations 制御されたラジカル重合による高質量の親水性ポリマーの製造

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