JPS6063209A - 水膨潤性架橋重合体の製法 - Google Patents

水膨潤性架橋重合体の製法

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JPS6063209A
JPS6063209A JP16921983A JP16921983A JPS6063209A JP S6063209 A JPS6063209 A JP S6063209A JP 16921983 A JP16921983 A JP 16921983A JP 16921983 A JP16921983 A JP 16921983A JP S6063209 A JPS6063209 A JP S6063209A
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涌本 浩
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、(メタ)アクリルアミド類および架橋性単量
体から水膨潤性および透明性に優れた架橋重合体を製造
する方法に関する。
(メタ)アクリルアミド類および架橋性単量体から形成
された水膨潤性架橋重合体は、水耕栽培用土壌、土壌改
質剤などの用途に利用されている。これらのいずれの用
途に利用される場合にも、水膨潤性に優れていることが
要求され、また水耕栽培用人工土壌の用途に利用される
場合には透明性にも優れていることが要求される。
従来、(メタ)アクリルアミド類および架橋性単量体か
ら水膨潤性架橋重合体を製造する方法として、アクリル
アミドおよびN、N’−メチレンビスアクリルアミドを
水/8液中でラジカル重合開始剤の存在下に重合させる
ことにより水膨潤ゲル状架橋重合体をi!I、該ゲル状
架橋重合体を100℃未満の温度で乾燥させる方法が特
開昭56− 1’45908号公報提案されている。しかし、この方
法によって架橋重合体を製造しても、該架橋重合体の水
膨潤性は充分ではなく、前記用途に使用とても充分な性
能を発揮することができないと言う欠点があった。
本発明者等は、(メタ)アクリルアミド類(alおよび
架橋性単量体(b)からなる単量体混合物から水膨潤性
および透明性に優れた水膨潤性架橋重合体を製造する方
法を検問したところ、該単量体混合物を水の存在下にラ
ジカル重合させることにより得た水膨潤ゲル状架橋重合
体を特定の温度で乾燥させることにより前記目的が達成
できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、(メタ)アクリルアミド類(al
および該(メタ)アクリルアミドIHa) 100モル
に対して0.01ないし5モルの範囲の架橋性単量体(
b)からなる単量体混合物をラジカル重合開始剤を用い
て水の存在下に重合させることにより水膨潤ゲル状架橋
重合体を得、該水膨潤ゲル状架橋重合体を105ないし
150℃の範囲の温度で乾燥させることを特徴とする水
膨潤性架橋重合体の製法、を要旨とする。
本発明の方法において、原料の単量体混合物を構成する
(メタ)アクリルアミドJjl (alは、アクリルア
ミド、メタクリルアミドまたはこれらのN−アルキル置
換体であり、具体的にはアクリルアミド、メタクリルア
ミド、N−メチルアクリルアミ1”、N、N−ジメチル
アクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N、N
−ジメチルメタアクリルアミドなどを例示することがで
きる。これらの(メタ)アクリルアミド類のうちでは、
アクリルアミドまたはメタクリルアミドであることが好
ましい。
また、原料単量体混合物を構成する架橋性単量体(b)
として具体的には、N、N′−メチレンビス(メタ)ア
クリルアミド、N、N’−エチレンビス(メタ)アクリ
ルアミド、N、N’−プロピレンビス(メタ)アクリル
アミド、N、N′−ヘキサメチレンビス(メタ)アクリ
ルアミド、N、N′−フェニレンビス(メタ)アクリル
アミドなどのビス(メタ)アクリルアミF 類、エチレ
ンビス(メタ)アクリレ−1−、プロピレンビス(メタ
)アクリレート、ヘキサメチレンビス(メタ)アクリレ
ートなどのビス(メタ)アクリレート類、ジエチレング
リコールビス(メタ)アクリレート、トリエチレングリ
コールビス(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコ
ールビス(メタ)アクリレートなどを例示することがで
き、二種以上の混合成分であっても差しつかえない。こ
れらの架橋性単量体成分のうちでは、N、N’−メチレ
ンヒス(メタ)アクリルアミl−成分であることがとく
に好ましい。
本発明の方法において使用される単量体混合物は前記必
須の単量体のみから構成されてもよいし、さらに共重合
が可溶な他の不飽和単量体(C1を少量含んでいても差
しつかえない。該共重合可能な不飽和単量体(C)とし
ては、アクリル酸、メタクリル酸、これらの酸の酸無水
物、塩またはエステル、酢酸ビニル、スチレン、ビニル
トルエンなどの通常の不飽和小屋体を例示することがで
きる。また、最終的に得られる水膨潤性架橋重合体に防
藻性、防黴性またば着色性を付与するために、該単量体
混合物にビニル結合含有トリアジン系誘導体、ビニル結
合含有有機錫化合物などの防藻性不飽和単量体、防黴性
不飽和単量体、若色性不飽和単量体などの不飽和単量体
成分を添加し、共重合させることもできる。
本発明の方法において使用される前記単量体混合物の組
成に関しては、該架橋性単量体(blの割合は該(メタ
)アクリルアミド類(al 100モルに対してC6旧
ないし5モルの範囲にあることが必要であり、さらに好
ましくは0.05ないし3モルの範囲である。該架橋性
単量体(blの割合が0.01モルよりすくなくなると
、水膨潤性架橋重合体が柔らかくなりすぎて、水耕栽培
用人工土壌の用途に使用する際には植物を支えることが
できなくなり、5モルより多くなると、水膨潤性架橋重
合体が著しく白濁して透明性が低下し、前記用途に使用
した場合に外観が悪くなるという欠点がある。また、前
記必要に応じて共重合される他の共重合可能な不飽和単
量体(C)の割合は通常0.Olないし60モル、好ま
しくは1ないし40モルの範囲である。
本発明の方法において使用されるラジカル重合開始剤は
水溶性のものであり、具体的には過硫酸アンモニウム、
過硫酸カリウム、過硫酸す1−リウムトリエタノールア
ミン、3−ジメチルアミノプロピオニトリルなどを例示
することができ、これらの2種以上からなる混合物とし
て使用かることもできる。該ラジカル重合開始剤の使用
割合は前記(メタ)アクリル酸アミドII ta+の1
00モルに対して通電0.001ないし10モル、好ま
しくば0.+11ないし5モルの範囲である。
本発明の方法において、前記単量体混合物は水の存在下
に重合させられ、水膨潤ゲル状架橋重合体を形成する。
重合反応は前記単量体混合物の水溶液の状態で実施する
こともできるし、前記単量体混合物の水溶液および該水
溶液と重合条件下において相分離を形成する溶剤からな
る混合物を攪拌することにより分散系を形成させ、水膨
潤ゲル状架橋重合体を生成させることもできる。その際
の水の使用割合は前記単量体混合物が水溶液を形成する
限りにおいて任意であるが、前記tl’、Bt休混合物
1体0重量部に対して通電100ないし5000重量部
、好ましくは200ないし2000重景部0範囲である
。重合反応の際の温度は通電40ないし150℃、好ま
しくは50ないし100℃の範囲であり、重合反応に要
する時間は通雷1ないし6oo31好ましくば3ないし
300分の範囲である。本発明の方法において、後記特
定温度で乾燥処理を行うことにより水膨潤性に優れた架
橋重合体を得るためには、前記重合反応における重合率
を高くすることが好ましく、重合率が好ましくは80%
以上、とくに好ましくは85%以上に達するまで重合反
応が行われる。
本発明の方法において、前記重合反応によって生成する
水膨潤ゲル状架橋重合体は、たとえば次に示す方法によ
り種々の形状体が得られる。その形状としては、円柱状
、角柱状(正方体、直方体、三角柱、四角柱、五角柱、
六角柱など)、円錐状、角錐状、球状、ドーナツ状、中
空管状、中空角柱状、足型などを例示することができる
(1)単景体肋合物およびラジカル重合開始剤を含む原
料水溶液を所望の形状を有する管内を加熱下に流通さ−
Uることにより重合させ、生成した水膨潤ゲル状架橋重
合体を押出し、それをカッターで切断することにより種
々の柱状を得る方法。その際、重合管内表面には前記押
出しの際の該ゲル状架橋性車合体の1h性を改良するた
めにポリ弗化エチレン重合体などのフッ素系樹脂で内表
面被覆処理を施し°Cもよい。
(2)原料水/8液を加熱下に太い管内を流通させるこ
とにより重合させ、生成した水膨潤ゲル状架橋重合体を
所望の形状のメツシュ状刃を通して+llI IJ目゛
ことにより複数の柱状体を111、これをカッターで切
断することにより種々の形状の柱状体を1ηる方法。そ
の際、重合管内面およびメツシュ状刃の表面には前記同
様に被覆処理をhfl!してもよい。
(3) 原料水溶液をバルク重合することによって得ら
れる塊状物(インゴット)をLJJ断するごとにより所
望の形状体を得る方法。
(4)原料水/8液を板状体に重合し、これをメツシュ
状刃また番Jカッターで切断することにより所望の形状
を(Mる方法。
(5)原料水?容液を所望の形状の重合型を有するヘル
ドコンヘアー上で重合させる方法。
(6)原料水溶液および該水溶液と重合条件下において
相う)AIを形成する溶剤からなる混合物を攪拌するこ
とにより球状に近い形状体を得る方法。
その際、水膨潤ゲル状架橋重合体の形状および大きさは
溶剤の種類、使用割合、攪拌条件、温度等を変化させる
ごとにより適宜変えることができる。
また、前記形状体の水膨潤ケル状架橋重合体を製造する
他に、水膨潤性架橋重合体の使用目的に応して生成した
水膨潤ゲル状架橋重合体をゎ〕砕し、粉状体または粒状
体を得ることもできる。
本発明の方法において、前記処方でδI!d ’Jlさ
れゾこ水膨潤ゲル状架橋重合体は、105ないし150
℃の範囲の温度で乾燥させることが必要であり、さらに
好ましくは110ないし140’cの範囲の温度で乾燥
される。乾燥温度が105℃より低いと、得られる架橋
重合体の水膨潤性が著しく低下し、150’cより高い
と架橋重合体を水で膨潤させた際tこ白濁が著しくなり
、透明性が著しく損なわれるようになる。
本発明の方法で得られる水膨潤性架橋重合体は水膨潤性
および透明性に優れており、前記形状体の形態で各用途
に使用することもできるし、さらに用途に応じて乾燥後
に4′5)砕し、1′5)状体または粒状体として使用
することができる。
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
実施例1〜8 表1に示した組成の均一溶液を内径7mm長さ300 
m mのテフロン製■チューブ状重合器に連続的に供給
し、温度90℃、重合時間8分の条件で重合した。得ら
れた直径7mmのストランド状の水膨潤ゲル状架橋重合
体を連続的に7mmの長さに切断した。得られた水膨潤
ゲル状架橋重合体を流水中で8時間洗浄し、水膨潤ゲル
状架橋重合体中に残存する単量体を除去した。洗浄後の
水膨潤ゲル状架橋重合体を表1に示した温度の熱風乾燥
機中で8時間乾燥した。得られた半透明ペレット状水膨
潤性架橋重合体の物理的性質を表1に示した。
これら水膨潤性架橋重合体のベレット状物を希釈した液
肥(ボーグランド液)を含む水に浸漬して肥料を含む透
明な水膨潤ゲル状架橋重合体を得た。該膨潤ゲル状架橋
重合体を直径130mm、高さ140n+n+のボウル
状ガラス容器に400m1入れ、ベゴニア及びセントボ
ーリヤの約10cmの苗を移植し、日光の差し込む室内
で液肥の希釈水溶液を補充しつつ栽培したがこれら各植
物は、4力月後も順調に生育した。
比較例J〜8 表2に示した組成の均一溶液を実施例1と同様の方法で
重合し、流水中で8時間水洗した後、表2に示した温度
の熱風乾燥機中で8時間乾燥した。得られた半透明ペレ
ット状水膨潤性架橋重合体の物理的性質を表2に示した
比較例9〜11 表3に示した組成の均一溶液を実施例1と同様の方法で
重合し、流水中で8時間水洗した後、160℃の熱風乾
燥機中で8時間乾燥したが、この時重合体は発泡し、ポ
ツプコーン状となった。このポツプコーン状水膨潤性架
橋重合体は水に浸漬することにより吸水し、水膨潤ゲル
状架橋重合体となったが、そのゲルは広範囲に白濁し、
且つ多量の泡を含み、外観が著しく tnなわれた。該
水膨潤性架橋重合体の水膨潤率を表3に示した。
手続補正書 昭和58年10月27日 特許庁長官若杉和夫殿 1、事件の表示 昭和58年特許願第16921’9号 2、発明の名称 水膨潤性架橋重合体の製法 3、?ili正をする者 事件との関係 特許出願人 (58B)三井石油化学工業株式会社 代表者 中 野 精 紀 4、代理人 〒100 東京都千代田区霞が関三丁目2番5号 5、補正命令の日付 なし 6、補正の対象 明細鳶:の発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 (1)明細前節5頁7〜8行の「メタクリル酸、」の次
に「マレイン酸、」を加入する。
(2)明細書第6頁14行〜第7頁2行の「具体的には
過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、−−−−−−−
好ましくは0.01ないし5モルの範囲である。」とあ
るのを、「具体的には過硫酸アンモニウム、過硫酸カリ
ウム、過硫酸すトリウムな・どを例示することができ、
これらの2種以上からなる混合物として使用することも
できる。該ラジカル重合開始剤の使用割合は前記(メタ
)アクリル酸アミド類(a+の100モルに対して通常
0.001ないし10モル、好ましくは0.01ないし
5モルの範囲である。また、該ラジカル開始剤には必要
に応じて、トリエタノールアミン、3−ジメチルアミノ
プロピオニトリルなどのアミン類を組合わせて使用する
こともできる。」にit正する。
(3)第16頁の表6の次に次の「実施例9」および「
比較例12」を加入する。
[実 施 例 9 アクリルアミド88g、アクリル酸3g、N、N−メチ
レンヒ゛スアクリルアミド2.0gを水900gにン容
カ1し、これに過硫酸アンモニウム0.1gを加えて熔
かし均−l容液として。これを内径7■、長さ300n
+mのテフロン製チューブ状重合器に連続的に供給し、
温度90℃、重合時間10分の条件で重合した。得られ
た直径7mmのストランド状の水膨潤ゲル状架橋重合体
を連続的に71umの長さに切断した。得られた水膨潤
ゲル状架橋重合体を流水中で8時間洗浄し、水膨潤ケル
状架橋重合体中に残存する単量体を除去した。洗浄後の
水膨潤ゲル状架橋重合体を125゛Cの熱風乾燥機中で
15時間乾燥した。得られた半透明ペレット状膨潤性架
橋重合体の室温におりる水膨潤率は自重の120倍であ
った。
比較例12 実施例9と同し組成の均一/8液を実施例9と同様の方
法で重合し、流水中で8時間洗浄した後60℃の熱風乾
燥機中で乾燥した。f−Hられた半透明ペレツ1〜状水
膨潤性架橋重合体の室温におりる水膨潤率は自重の80
倍であった。」 手続補正書 昭和Iソ年1月、、−2日 特許庁長官 若杉和夫殿 1、 事件の表示 昭和58年特許願第169219号 2゜発明の名称 水膨潤性架橋重合体の製法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (58B)三井石油化学工業株式会社 4、代理人’i’+00 東京都千代目」区霞が関三丁目2番5号5 補正命令の
日付 自 発 6 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 7 補正の内容 (1)原明細書第1ON6行の「を得ることができる。
」の次に改行して、次の文章を加入する。
[該水膨潤ゲル状架橋重合体は、前記(メタ)アクリル
アミド類成分単位(a)および前記架橋性単量体成分単
位(b)の必須の二成分のみからなる水膨潤ゲル状架橋
重合体である場合もあるし、前記必須二成分の他に、必
要に応じてアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、こ
れらの酸の無水物、塩またはエステル、酢酸ビニル、ス
チレン、ビニルトルエンなどの不飽和単ht体ffi分
単位(c)を含有していても差しつかえない。これらの
成分単位は、前述のように共重合によって含有させるこ
ともできるし、また前記(メタ)アクリルアミド類成分
単位(a)、前記架橋性単量体成分単位(b)および前
記必要に応じて含有していても差しつかえない他の不飽
和単機体成分単位(c)からなる水膨潤ゲル状架橋重合
体を加水分解またはケン化することにより含有させるこ
ともできる。」 (2)原明細書第11頁2行の1する。」の次に、改行
することなく次の文章を加入する。
[なお、架橋重合体の乾燥物の密度および膨潤度は次の
方法で測定した値である。
(1)密 度二重合体乾燥物の一定重ft(Wg)を2
5mj7のビクノメーターに採取し た。次いで重合体を入れたビクノ メーターを24°Cの恒温槽に入れ、 24°Cのトルエンで満した。これに 要したトルエン重凪よりトルエン 容積(V)をめ、次式により算出し た。
(2)膨潤度;重合体乾燥物の一定重量(’ W 1 
g )を採取し、24度で24時間水中に 浸清し、十分重合体を膨潤させた。
しかるのち余剰の水を除去して膨 潤性ゲル状物の重量(W2g)を測 定して次式により算出した。
膨潤度(24°C)−w2−wl 1 」

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(メタ)アクリル酸アミド類(alおよび該(メ
    タ)アクリルアミド類fil 100モルに対して0.
    01ないし5モルの範囲の架橋性単量体(b)からなる
    単量体混合物を、ラジカル重合開始剤を用いて水の存在
    下に重合させることにより水膨潤ゲル状架橋重合体を得
    、該水膨潤ゲル状架橋重合体を105ないし150℃の
    範囲の温度で乾燥させることを特徴とする水膨潤性架橋
    重合体の製法。
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