KR20010013087A - 비닐아미드 모노머로부터 수용성 폴리머 디스퍼젼을제조하는 방법 - Google Patents

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로날드 제이. 알레인
날코케미칼컴파니
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Abstract

본 발명은 비닐아미드 모노머로부터 수용성 폴리머 디스퍼젼을 제조하는 방법, 특히 N-비닐포름아미드 모노머로부터 제조되는 폴리머에 관한 것이다.

Description

비닐아미드 모노머로부터 수용성 폴리머 디스퍼젼을 제조하는 방법{Preparation of Water Soluble Polymer Dispersions from Vinylamide Monomers}
수용성 폴리머 응집체를 사용하는 분야에서 직면하고 있는 문제점 중의 하나는 어떤 방법으로 폴리머를 물에 용해시켜서 원하는 용도로 사용할 수 있도록 하느냐 하는 것이다. 초기에는 수용성 폴리머가 묽은 수용액으로서 제공되었다. 기술이 개발되면서 폴리머의 분자량이 증가함에 따라, 폴리머의 1.5 내지 1 퍼센트 용액조차도 높은 점성도로 인해, 제조업자가 이러한 폴리머를 용액 형태로 수송하기가 점점 더 어려워졌다. 따라서 제조업자들은 폴리머를 다양한 기계적 수단을 사용하여 물에 용해시킬 수 있는 전환성(commutated) 고체 형태로 수송하기 시작했다. 그러나 수송의 문제점은 해소되었지만, 일부 기계적 수단은 시어(shear)에 의해 폴리머를 저하시키고 수용성 폴리머의 불완전 용해 및 팽창성 반투명 입자의 형성을 초래하는 등의 문제점이 있다. 이는 폴리머의 낭비이며, 경우에 따라, 종이의 제조시 오점이 되는 소위 "피쉬-아이(fish-eye)"입자와 같은 손해를 입히게 되는 결과를 초래한다. 1970년대 초기에는 수용성 폴리머의 유중수분산형 에멀젼 형태를 도입하였다. 유중수분산형 기술을 사용함으로써, 신속하게 용해되는 고분자량 폴리머를 제조할 수 있으므로, 이 기술은 수용성 폴리머 분야에서 지대한 호응을 얻었다. 그러나 이 유중수분산형 에멀젼 기술의 단점은 에멀젼이 상당량의 탄화수소액을 함유한다는 점이다. 수용성 폴리머가 사용되는 계에 탄화수소액이 포함되는 것이 항상 유익한 것은 아니기 때문이다.
미국 특허 제 4,929,655 호 및 미국 특허 제 5,006,590 호(Kyoritsh Yuki Co.Ltd.)는 수용성 양이온성 폴리머 디스퍼젼의 제조방법에 대해 기술하고 그 특허를 청구를 하고 있다. 이 명세서에서 폴리머는 폴리머가 용해되지 않은 염 또는 브라인 수용액 형태로 제조된다. 상기 두 특허 명세서는 본 명세서에서 이후에 참고문헌으로 소개된다. 상기 방법에 따르면, 물에 넣게 되면 비교적 단시간 내에 완전히 용해되는 고분자량 폴리머 디스퍼젼을 얻게 된다. 상기 발명은 당 업계에서 진전된 것이기는 하지만, 소수적으로 변형된 양이온성 모노머를 함유하는 수용성 폴리머 디스퍼젼을 제조하는 경우에만 실용성이 있다. 따라서 폴리머의 음이온성을 기본으로 하여 제조되는 폴리머의 작용성을 저하시키지 않으면서, 음이온 작용성을 가지는 음이온성 폴리머를 제조할 수 없음은 물론이다.
미국 특허 제 5,605,970 호(본 명세서에서 이후에 참고문헌으로 소개됨)는 디스퍼젼 형태의 특정 음이온성 수용성 폴리머의 제조방법에 대해 기술하고 그 특허를 청구를 하고 있다. 이 명세서에는 디스퍼젼 폴리머 방법을 사용하여 소수적으로 변형된 모노머를 함유하는 특정 음이온성 폴리머를 제조할 수 있다고 기재되어 있다. 이 명세서는 특히 아크릴산-에틸헥실아크릴레이트 폴리머의 제조방법에 대해 기술하고 있다. 에틸헥실아크릴레이트 모노머는 폴리머에 소수성을 가함으로써, 폴리머가 특정 브라인 용액에 불용해되게 한다. 따라서 상기 폴리머 및 그 제조방법은 유용하지만, 폴리머가 물에 용해되는 것이 바람직한 경우에는, 소수성 모노머를 수용성 폴리머에 가하는 것이 최종 폴리머 사용시에 항상 유익한 것은 아니다.
디스퍼젼 중합에 있어서, 모노머와 개시제는 중합 미디엄(medium)에 용해되나, 이 미디엄은 제조되는 폴리머에는 잘 용해되지 않는 용매이다. 따라서 반응 혼합물은 반응 개시시 균질한 상태이므로, 중합이 균질한 용액에서 개시된다. 제조되는 올리고머 또는 거대라디칼 및 고분자에 대한 미디엄의 용해력에 따라, 초기 단계에서 상 분리가 일어난다. 이는 "전구물질(precursors)"이라고 불리우는 기본 입자의 형성 및 핵형성을 초래하며, 이 전구물질은 안정화제를 흡수함으로써 콜로이드상으로 안정화된다. 이 입자는 중합 미디엄 및/또는 모노머에 의해 팽창됨으로써, 약 0.1 ~ 10.0미크론의 크기를 가지는 입자를 형성하게 되는 것으로 생각된다.
어떠한 디스퍼젼 중합이든 간에, 조절가능한 변수는 일반적으로 안정화제, 모노머 및 개시제의 농도, 디스퍼젼 미디엄의 용해력, 및 반응 온도이다. 이러한 변수는 입자 크기, 최종 폴리머 입자의 분자량, 및 중합공정의 동력학에 상당한 영향을 미칠 수 있다는 것이 밝혀졌다.
어떠한 안정화제도 사용하지 않고 디스퍼젼 중합에 의해 제조된 입자는 만족할 만한 안정성을 가지지 못하며 형성 후에 응집되는 경향이 있다. 중합 혼합물에 소량 퍼센트의 적합한 안정화제를 가함으로써 안정한 디스퍼젼 입자를 제조할 수 있다. 디스퍼젼 중합에 있어서의 입자 안정성을 통상 "입체 안정성(steric stabilization)"이라고 부른다. 디스퍼젼 중합에 사용하기에 좋은 안정화제는 중합 미디엄에 대한 용해성은 낮고 중합체 입자에 대한 친밀도는 중간 수준인 폴리머 또는 올리고머 화합물이다.
안정화제의 농도가 증가함에 따라 입자 크기는 감소되는데, 이는 안정화제 농도가 증가함으로써 형성되는 핵의 수가 증가한다는 것을 의미하는 것이다. 흡착되는 안정화제의 농도가 증가할 수록, 응집 단계가 보다 더 느려지는 것이 관찰되며, 이는 입자 크기가 안정화제 농도에 따라 좌우된다는 응집 핵형성 이론을 아주 잘 설명해 주고 있다. 이러한 결과, 보다 더 많은 전구물질이 성숙 입자로 되며, 따라서 형성되는 입자의 크기는 감소하게 된다.
디스퍼젼 폴리머는 예를 들면 미국 특허 제 5,330,650 호, 제 5,332,507 호 및 제 5,435,922 호에 기술되어 있는 바와 같이, 여러가지 수성 처리에 사용되는 첨가제로서 유용하다. 또한 일본 미공개 특허 공보 제 8-188699 호는 아민 또는 아미딘, 유기염, 비이온 또는 양이온성 계면활성제 및 물을 함유하는 양이온성 폴리머의 수성 디스퍼젼 조성물에 대해 기술하고 있다. 비닐아민과 여러가지 모노머의 중합에 의해 제조되는 코폴리머는, 미국 특허 제 5,573,675 호에서는 공정수(process water)의 탈잉크화, 미국 특허 제 5,529,588 호에서는 탄 찌꺼기의 탈수, 미국 특허 제 5,476,594 호에서는 펄프 및 종이 조성물의 색 제거, 및 미국 특허 제 5,441,649 호에서는 탄 찌꺼기 조밀화와 같은 다양한 수성 처리에 사용되는 첨가제로서 기술되어 있다.
본 명세서에서 기술하는 폴리머는 상기와 같은 용도에서 똑 같이 효과적일 것이다.
발명의 개요
본 발명은 비닐아미드 모노머로부터 수용성 폴리머 디스퍼젼을 제조하는 방법, 특히 N-비닐포름아미드 모노머로부터 제조되는 폴리머에 관한 것이다.
본 발명은 비닐아미드 모노머로부터 수용성 폴리머 디스퍼젼을 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 N-비닐포름아미드 모노머로부터 제조되는 폴리머에 관한 것이다.
본 발명의 한 특징은 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 N-비닐아미드 모노머의 중합에 의해 제조되는 수용성 비이온성 폴리(N-비닐아미드) 폴리머의 분리입자를 함유하는 수성 디스퍼젼을 제공하는 데에 있다. 상기 N-비닐아미드 모노머는 N-비닐 포름아미드, N-메틸-N-비닐아세트아미드 및 N-비닐 아세트아미드 중에서 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 비닐아미드 모노머의 중합에 의해 제조되는 수용성 비이온성 폴리(N-비닐아미드) 폴리머의 분리입자를 함유하며, 이 폴리머가 수성 염 용액 중에 분산되어 있고 이 염 용액 중의 염은 암모늄, 알칼리금속 및 알칼리토금속 할로겐화물, 황산염, 인산염, 질산염 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는, 수용성 비이온성 디스퍼젼을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 또한 수성 염 용액 중에 분산되어 있는 수용성 폴리(N-비닐포름아미드) 폴리머의 분리입자를 함유하며, 이 염 용액 중의 염은 암모늄, 알칼리금속 및 알칼리토금속 할로겐화물, 황산염, 인산염, 질산염 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는, 수용성 비이온성 디스퍼젼을 제공한다.
본 발명은 또한 수성 염 용액 중에 분산되는 수용성 폴리(N-비닐아세트아미드)폴리머의 분리입자를 함유하며, 이 염 용액 중의 염은 암모늄, 알칼리금속 및 알칼리토금속 할로겐화물, 황산염, 인산염, 질산염 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는, 수용성 비이온성 디스퍼젼을 제공한다.
본 발명의 또 다른 특징은 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수성 염 용액 중에 분산되는 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 비닐아미드 모노머의 중합에 의해 제조되는 수용성 비이온성 폴리(N-비닐아미드) 폴리머의 분리입자를 함유하는, 폴리(비닐알콜) 안정화제 폴리머가 첨가된 디스퍼젼을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 특징 중 어느 하나에 따르는 상기 염 용액 중의 염은 암모늄, 알칼리금속 및 알칼리토금속 할로겐화물, 황산염, 인산염, 질산염 및 이들의 혼합물 중에서 선택된다.
본 발명의 또 다른 특징은 수성 염 용액 중에 분산되는 수용성 비이온성 폴리(N-비닐포름아미드) 폴리머의 분리입자를 함유하는, 폴리(비닐알콜) 안정화제 폴리머가 첨가된 디스퍼젼을 제공하는 데에 있다.
또한 본 발명은 수성 염 용액 중에 분산되는 수용성 비이온성 폴리(N-비닐아세트아미드)폴리머의 분리입자를 함유하는, 폴리(비닐알콜) 안정화제 폴리머가 첨가된 디스퍼젼을 제공한다.
본 발명은 또한 안정화에 유효한 양의 1,000 ~ 5,000,000의 분자량을 가지는 폴리(비닐알콜)이 첨가된, 수용성 비닐 첨가 폴리머의 분리입자를 함유하는 디스퍼젼을 제공한다.
본 발명의 또 다른 특징은
a) 약 5 ~ 약 8의 pH 범위에서 자유 라디칼을 형성하는 조건하에, N-비닐 포름아미드 모노머를 중합시킴으로써 제조되는 수용성 폴리머, 약 5 ~ 50중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
b) 1M NaCO3에서의 고유 점도가 약 0.1 ~ 10 dl/g인 수용성 안정화제 폴리머, 약 0.1 ~ 5중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
c) 암모늄, 알칼리금속 및 알칼리토금속 할로겐화물, 황산염, 인산염, 질산염 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 수용성 염, 약 5 ~ 40중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
d) 물
을 함유하며, 25℃에서 약 10 ~ 약 25,000cps의 벌크 브룩필드 점도를 가지는 것을 특징으로 하는, 수용성 폴리머의 분리입자를 함유하는 수성 디스퍼젼을 제공하는 데에 있다.
본 발명에 있어서, 안정화제 폴리머는 폴리(비닐알콜), 부분 가수분해된 폴리(비닐아세테이트), 가수분해된 폴리(비닐아세테이트/N-비닐포름아미드), 폴리(비닐알콜/아크릴아미드), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드), 폴리(디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸클로라이드 제4급 염), 폴리(디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸클로라이드 제4급 염), 폴리(디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질클로라이드 제4급 염), 폴리(디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질클로라이드 제4급 염), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드/디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸클로라이드 제제4급 염), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드/디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸클로라이드 제4급 염), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드/디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질클로라이드 제4급 염), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드/디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질클로라이드 제4급 염) 및 이들의 혼합물 중에서 선택된다.
본 발명은 또한 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 비닐아미드 모노머와;
비닐 아세테이트, 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드, 비닐 피롤리디논, 아크릴로니트릴, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 술페이트 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 세틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 세틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 술페이트 제4급 염, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상의 모노머;
의 중합에 의해 제조되는 코폴리머를 함유하며, 상기 코폴리머가 수성 염 용액 중에 분산되어 있는, 수용성 코폴리머의 분리입자를 함유하는 디스퍼젼을 제공하는 데에 있다.
또한 본 발명의 특징은
a) 약 5 ~ 약 8의 pH 범위에서 자유 라디칼을 형성하는 조건하에,
i) 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 비닐아미드 모노머 1 ~ 99몰%와,
ii) 비닐 아세테이트, 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드, 비닐 피롤리디논, 아크릴로니트릴, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 술페이트 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 세틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 세틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 술페이트 제4급 염, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상의 모노머 99 ~ 1몰%
를 중합시킴으로써 제조되는 수용성 코폴리머, 약 5 ~ 50중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
b) 1M NaCO3에서의 고유 점도가 약 0.1 ~ 10 dl/g인 수용성 안정화제 폴리머, 약 0.1 ~ 5중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
c) 암모늄, 알칼리금속 및 알칼리토금속 할로겐화물, 황산염, 인산염, 질산염 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 수용성 염, 약 5 ~ 40중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
d) 물
을 함유하며, 25℃에서 약 10 ~ 약 25,000cps의 벌크 브룩필드 점도를 가지는 것을 특징으로 하는, 수용성 폴리머의 분리입자를 함유하는 수성 디스퍼젼을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C10알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 비닐아미드 모노머와;
아크릴산 및 그 염, 메타크릴아미드 및 그 염, C1~ C10N-알킬 아크릴아미드, C1~ C10N,N-디알킬 아크릴아미드, C1~ C10N-알킬 메타크릴아미드, C1~ C10N,N-디알킬 메타크릴아미드, N-아릴 아크릴아미드,N,N-디아릴 아크릴아미드, N-아릴 메타크릴아미드, N,N-디아릴 메타크릴아미드, N-아릴알킬 아크릴아미드, N,N-디알릴알킬 아크릴아미드, N-아릴알킬 메타크릴아미드, N,N-디아릴알킬 메타크릴아미드, 무수 말레산, 이타콘산, 비닐 술폰산, 스티렌 술폰산, 아크릴아미도 메틸 프로판 술폰산 나트륨, 말레산 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상의 모노머;
를 중합시킴으로써 제조되는 코폴리머를 함유하며, 상기 코폴리머가 수성 염 용액 중에 분산되어 있는, 수용성 코폴리머의 분리입자를 함유하는 수성 디스퍼젼을 제공하는 데에 있다.
또한 본 발명의 또 다른 특징은
a) 약 5 ~ 약 8의 pH 범위에서 자유 라디칼을 형성하는 조건하에,
i) 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C10알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 비닐아미드 모노머 1 ~ 99 몰%와;
ii) 아크릴산 및 그 염, 메타크릴아미드 및 그 염, C1~ C10N-알킬 아크릴아미드, C1~ C10N,N-디알킬 아크릴아미드, C1~ C10N-알킬 메타크릴아미드, C1~ C10N,N-디알킬 메타크릴아미드, N-아릴 아크릴아미드,N,N-디아릴 아크릴아미드, N-아릴 메타크릴아미드, N,N-디아릴 메타크릴아미드, N-아릴알킬 아크릴아미드, N,N-디알릴알킬 아크릴아미드, N-아릴알킬 메타크릴아미드, N,N-디아릴알킬 메타크릴아미드, 무수 말레산, 이타콘산, 비닐 술폰산, 스티렌 술폰산, 아크릴아미도 메틸 프로판 술폰산 나트륨, 말레산 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상의 비닐 모노머 99 ~ 1 몰%;
를 중합시킴으로써 제조되는 수용성 코폴리머, 약 5 ~ 약 50중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
b) 1M NaCO3에서의 고유 점도가 약 0.1 ~ 10 dl/g인 수용성 안정화제 폴리머, 약 0.1 ~ 5중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
c) 암모늄, 알칼리금속 및 알칼리토금속 할로겐화물, 황산염, 인산염, 질산염 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 수용성 염, 약 5 ~ 40중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
d) 물
을 함유하며, 25℃에서 약 10 ~ 약 25,000 cps의 벌크 브룩필드 점도를 가지는 것을 특징으로 하는, 수용성 폴리머의 분리입자를 함유하는 수성 디스퍼젼을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 또한, 약 5 ~ 약 8의 pH 범위에서 자유 라디칼을 형성하는 조건하에,
a) i) 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 비닐아미드 모노머 1 ~ 99 몰%와;
ii)비닐 아세테이트, 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드, 비닐 피롤리디논, 아크릴로니트릴, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 술페이트 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 세틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 세틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 술페이트 제4급 염, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상의 비닐 모노머 99 ~ 1 몰%;
로 이루어진 혼합물, 약 5 ~ 약 50중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
b) 1M NaCO3에서의 고유 점도가 약 0.1 ~ 10 dl/g인 수용성 안정화제 폴리머, 약 0.1 ~ 5중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
c) 암모늄, 알칼리금속 및 알칼리토금속 할로겐화물, 황산염, 인산염, 질산염 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 수용성 염, 약 5 ~ 40중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함) 및
d) 물
을 중합시킨 다음, 이 수용성 폴리머의 디스퍼젼을 회수함으로써,상기 코폴리머가 수성 염 용액 중에 분산되어 있는, 수용성 폴리머의 분리입자를 함유하는 수성 디스퍼젼을 제조하는 방법으로서, 상기 디스퍼젼은 25℃에서 약 25,000cps보다 낮은 벌크 브룩필드 점도를 가지는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 약 5 ~ 약 8의 pH 범위에서 자유 라디칼을 형성하는 조건하에,
a) 다음과 같은 화학식(9) 즉, H2C=CR2NRC(O)R1(9)(이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨)을 가지는 N-비닐아미드 모노머를 중합시킴으로써 제조되는 수용성 폴리머, 약 5 ~ 약 50중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
b) 1M NaCO3에서의 고유 점도가 약 0.1 ~ 10 dl/g인 수용성 안정화제 폴리머, 약 0.1 ~ 5중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
c) 암모늄, 알칼리금속 및 알칼리토금속 할로겐화물, 황산염, 인산염, 질산염 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 수용성 염, 약 5 ~ 40중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함) 및
d) 물
을 중합시킴으로써, 25℃에서 약 25,000cps보다 낮은 벌크 브룩필드 점도를 가지는 디스퍼젼을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수용성 비이온성 폴리머의 분리입자를 함유하는 수성 디스퍼젼의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 비닐아미드 모노머는 N-비닐포름아미드, N-메틸-N-비닐아세트아미드 및 N-비닐 아세트아미드 중에서 선택된다.
본 발명의 또 다른 특징은, 약 5 ~ 약 8의 pH 범위에서 자유 라디칼을 형성하는 조건하에,
a) i) 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 비닐아미드 모노머 1 ~ 99 몰%와;
ii) 아크릴산 및 그 염, 메타크릴아미드 및 그 염, C1~ C10N-알킬 아크릴아미드, C1~ C10N,N-디알킬 아크릴아미드, C1~ C10N-알킬 메타크릴아미드, C1~ C10N,N-디알킬 메타크릴아미드, N-아릴 아크릴아미드,N,N-디아릴 아크릴아미드, N-아릴 메타크릴아미드, N,N-디아릴 메타크릴아미드, N-아릴알킬 아크릴아미드, N,N-디알릴알킬 아크릴아미드, N-아릴알킬 메타크릴아미드, N,N-디아릴알킬 메타크릴아미드, 무수 말레산, 이타콘산, 비닐 술폰산, 스티렌 술폰산, 아크릴아미도 메틸 프로판 술폰산 나트륨, 말레산 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상의 비닐 모노머 99 ~ 1 몰%
로 이루어진 혼합물, 약 5 ~ 약 50중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
b) 1M NaCO3에서의 고유 점도가 약 0.1 ~ 10 dl/g인 수용성 안정화제 폴리머, 약 0.1 ~ 5중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
c) 암모늄, 알칼리금속 및 알칼리토금속 할로겐화물, 황산염, 인산염, 질산염 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 수용성 염, 약 5 ~ 40중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함) 및
d) 물
을 중합시킴으로써, 수성 디스퍼젼이 25℃에서 약 10 ~ 약 25,000 cps의 벌크 브룩필드 점도를 가지는 것을 특징으로 하는, 수용성 비이온성 폴리머의 분리입자를 함유하는 수성 디스퍼젼의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 또한 수성 염 용액 중에 분산되어 있는, 부착 아미드기를 가지는 수용성 폴리머를 분리입자형태로 함유하는 디스퍼젼의 인시튜(in-situ) 가수분해 방법으로서,
a) 상기 디스퍼젼을 교반시키는 단계,
b) 상기 교반된 디스퍼젼을 약 70℃ ~ 약 90℃의 온도로 가열시키는 단계,
c) 상기 가열된 디스퍼젼을 통해 HCl 기체를 버블링시키는 단계, 및
d) 부착 아미드기를 가지는 수용성 폴리머의 분리입자를 함유하는 디스퍼젼을 회수하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C10알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 비닐아미드 모노머와;
아크릴산 및 그 염, 메타크릴아미드 및 그 염, C1~ C10N-알킬 아크릴아미드, C1~ C10N,N-디알킬 아크릴아미드, C1~ C10N-알킬 메타크릴아미드, C1~ C10N,N-디알킬 메타크릴아미드, N-아릴 아크릴아미드,N,N-디아릴 아크릴아미드, N-아릴 메타크릴아미드, N,N-디아릴 메타크릴아미드, N-아릴알킬 아크릴아미드, N,N-디알릴알킬 아크릴아미드, N-아릴알킬 메타크릴아미드, N,N-디아릴알킬 메타크릴아미드, 무수 말레산, 이타콘산, 비닐 술폰산, 스티렌 술폰산, 아크릴아미도 메틸 프로판 술폰산 나트륨, 말레산 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상의 모노머;
를 중합시킴으로써 제조되는, 수성 염 용액 중에 분산되어 있는 코폴리머를 분리입자형태로 함유하는 디스퍼젼의 인시튜 가수분해 방법으로서,
a) 상기 디스퍼젼을 교반시키는 단계,
b) 상기 교반된 디스퍼젼을 약 70℃ ~ 약 90℃의 온도로 가열시키는 단계,
c) 상기 가열된 디스퍼젼을 통해 HCl 기체를 버블링시키는 단계, 및
d) 부착 아미드기를 가지는 수용성 폴리머의 분리입자를 함유하는 디스퍼젼을 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 N-비닐아미드 모노머를 중합시킴으로써 제조되는, 수성 염 용액 중에 분산되어 있는 수용성 비이온성 폴리머를 분리입자형태로 함유하는 디스퍼젼의 인시튜 가수분해 방법으로서,
a) 상기 디스퍼젼을 교반시키는 단계,
b) 상기 교반된 디스퍼젼을 약 70℃ ~ 약 90℃의 온도로 가열시키는 단계,
c) 상기 가열된 디스퍼젼을 통해 HCl 기체를 버블링시키는 단계, 및
d) 수용성 양이온성 폴리(비닐아민)을 분리입자 형태로 함유하는 디스퍼젼을 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 수성 염 용액 중에 분산되어 있는 수용성 비이온성 폴리(N-비닐포름아미드) 폴리머를 분리입자형태로 함유하는 디스퍼젼의 인시튜 가수분해 방법으로서,
a) 상기 디스퍼젼을 교반시키는 단계,
b) 상기 교반된 디스퍼젼을 약 70℃ ~ 약 90℃의 온도로 가열시키는 단계,
c) 상기 가열된 디스퍼젼을 통해 HCl 기체를 버블링시키는 단계, 및
d) 수용성 양이온성 폴리(비닐아민)을 분리입자 형태로 함유하는 디스퍼젼을 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 수성 염 용액 중에 분산되어 있는 수용성 비이온성 폴리(N-비닐아세트아미드) 폴리머를 분리입자형태로 함유하는 디스퍼젼의 인시튜 가수분해 방법으로서,
a) 상기 디스퍼젼을 교반시키는 단계,
b) 상기 교반된 디스퍼젼을 약 70℃ ~ 약 90℃의 온도로 가열시키는 단계,
c) 상기 가열된 디스퍼젼을 통해 HCl 기체를 버블링시키는 단계, 및
d) 수용성 양이온성 폴리(비닐아민)을 분리입자 형태로 함유하는 디스퍼젼을 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 폐수를 정화시키는 방법으로서, 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 N-비닐아미드 모노머를 중합시킴으로써 제조되는 수용성 비이온성 폴리(N-비닐아미드)폴리머를 분리입자형태로 함유하는 수용성 비이온성 디스퍼젼을 정화에 유효한 양 만큼 폐수에 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 폐수를 탈수(dewatering)시키는 방법으로서, 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 비닐아미드 모노머를 중합시킴으로써 제조되는 수용성 비이온성 폴리(N-비닐아미드)폴리머를 분리입자형태로 함유하는 수용성 비이온성 디스퍼젼을 정화에 유효한 양 만큼 폐수에 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 폐수는 산업 폐수, 산업 공정수 및 시정 폐수(municipal waste water)를 말한다. 산업 폐수에는 식품 가공 폐수, 유성 폐수, 제지 폐수 및 채광 폐수 등이 포함된다.
또한 본 발명은 폐수를 정화시키는 방법으로서, 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 비닐아미드 모노머와;
비닐 아세테이트, 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드, 비닐 피롤리디논, 아크릴로니트릴, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 술페이트 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 세틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 세틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 술페이트 제4급 염, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상의 모노머;
를 중합시킴으로써 제조되는 수성 염 용액에 분산되어 있는 코폴리머를 함유하는 수용성 비이온성 디스퍼젼을, 정화에 유효한 양 만큼 폐수에 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 폐수를 탈수시키는 방법으로서, 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 비닐아미드 모노머와;
비닐 아세테이트, 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드, 비닐 피롤리디논, 아크릴로니트릴, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 술페이트 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 세틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 세틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 술페이트 제4급 염, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상의 모노머;
를 중합시킴으로써 제조되는 수성 염 용액에 분산되어 있는 코폴리머를 함유하는 수용성 비이온성 디스퍼젼을, 정화에 유효한 양 만큼 폐수에 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 폐수를 탈수시키는 방법으로서, 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1[이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C10알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]을 가지는 비닐아미드 모노머와;
아크릴산 및 그 염, 메타크릴아미드 및 그 염, C1~ C10N-알킬 아크릴아미드, C1~ C10N,N-디알킬 아크릴아미드, C1~ C10N-알킬 메타크릴아미드, C1~ C10N,N-디알킬 메타크릴아미드, N-아릴 아크릴아미드,N,N-디아릴 아크릴아미드, N-아릴 메타크릴아미드, N,N-디아릴 메타크릴아미드, N-아릴알킬 아크릴아미드, N,N-디알릴알킬 아크릴아미드, N-아릴알킬 메타크릴아미드, N,N-디아릴알킬 메타크릴아미드, 무수 말레산, 이타콘산, 비닐 술폰산, 스티렌 술폰산, 아크릴아미도 메틸 프로판 술폰산 나트륨, 말레산 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상의 모노머;
를 중합시킴으로써 제조되는 수성 염 용액에 분산되어 있는 코폴리머를 함유하는 수용성 비이온성 디스퍼젼을, 정화에 유효한 양 만큼 폐수에 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명은 우수한 안정성 및 유동성을 가지는 수용성 폴리머 조성물의 수성 디스퍼젼을 제공한다. 본 명세서에서 "우수한 안정성"이라는 용어는 수성 디스퍼젼이 저장기간 중에 영구히 층분리가 일어나지 않는 것을 의미한다. 또 본 명세서에서 "우수한 유동성"이라는 용어는 수성 디스퍼젼이 동일 농도의 수용성 폴리머의 수용액보다 낮은 점성도를 가지는 것을 의미한다.
수용성 비이온성 폴리머 조성물의 수성 디스퍼젼은 화학식 CH2=CHNRC(O)R1[이 식에서, R 및 R1는 각각 수소 및 C1~ C20알킬기 중에서 선택됨]을 가지며 소정량의 수용액 중에서 수용성 폴리머를 형성할 수 있는 소정량의 비닐아미드 모노머를 중합시킴으로써 제조될 수 있다. 이 비이온성 폴리머 조성물은 기타 다른 모노에틸린 불포화 비이온성 모노머를 함유하는 코폴리머일 수도 있다. 수용액에 대한 폴리머의 중량비는 조절가능하다. 이렇게 하여 제조된 제품은 비세 입자가 수성 미디엄에 균일하게 분산되어 있는 수용성 비닐아미드 모노머로부터 제조된 고분자량 수용성 비이온성 폴리머로 이루어진 형태를 가지는 수성 비이온성 디스퍼젼이다. 이러한 수성 디스퍼젼은 물로 희석시켰을 때 신속하게 균일한 수용액으로 되는 특성을 가진다.
본 발명의 코폴리머는 화학식 CH2=CHNRC(O)R1을 가지는 제 1 모노머와 제 2 모노머를 몰비 1:99 ~ 99:1이 되도록 중합시킴으로써 제조된다. 본 발명의 호모- 및 코-폴리머의 바람직한 분자량은 500,000 ~ 5,000,000 이다.
치환 (메트)아크릴아미드 모노머는 직쇄 알킬기일수도 있고 분지쇄 알킬기일수도 있다. 사용가능한 모노머로는 에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 디에틸아미노프로필 (메트)아크릴레이트, 디메틸아미노하이드록시프로필 (메트)아크릴아미드, N-이소프로필 (메트)아크릴아미드, N-tert-부틸 (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드 (메트)아크릴산, 및 N-이소프로필 (메트)아크릴아미드 등이 있으며, 이에 국한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용하는 아릴알킬이라는 용어는 벤질기와 페네틸기를 모두 포함하는 말이다. 또 부착 아민은 폴리머 주사슬에 부착되어 있는 NH2기를 의미하는 것이다.
본 발명에 따르는 수성 디스퍼젼은 응집제, 증점제, 오물 콘디셔닝제, 점착제, 식품 첨가물, 분산제, 세제, 의약품이나 화장품의 첨가제 등과 같은 많은 기술적 분야에서, 필요에 따라 물로 희석시켜 수용액 형태로 사용될 수 있다.
대부분의 경우, 종래의 수용성 폴리머는 분말 형태로 시중에서 구입하게 된다. 그래서 소비자는 실제 사용할 때 이 폴리머 분말을 수성 미디엄에 용해시켜 사용한다. 이 폴리머는 수성 미디엄 속에서 팽창하여, 분산되어 있는 입자들 사이에 응집이 일어난다. 따라서 일반적으로 종래의 폴리머를 수성 미디엄에 용해시키기가 매우 어렵다. 더군다나 폴리머를 균일한 농도로 함유하는 수용액을 제조하기는 극히 어렵다.
또한 폴리머 분말은 수성 처리 설비에서는 취급하기가 곤란하다. 이러한 문제점에도 불구하고, 종래의 폴리머 조성물은 종래의 중합 방법을 이용하기 때문에 분말 형태로 구입하는 것이 일반적이다. 분말 형태는 사용상의 불편함외에도, 제조면에서도 비경제적이다. 종래의 중합 방법에 따라 수용액으로부터 분말 형태의 폴리머를 회수하는 공정에는 다량의 물을 증발시키고 폴리머를 건조시키는데 드는 비용이 포함된다.
에틸렌 불포화 모노머로부터 수용성 폴리머를 제조하는데 이용되는 종래의 중합 방법에 대해서는 이후에 기술하기로 한다.
수용성 폴리머를 제조하는데 이용되는 종래의 일반적인 방법에 따르면, 수성 미디엄으로서 물을 사용하여 용액 중합 방법을 행한다. 이러한 방법의 장점은 중합 개시제 존재하에 모노머 수용액을 사용함으로써 중합이 쉽게 이루어질 수 있다는 점이다. 이 방법에 의하면, 고분자량의 폴리머를 얻는 것이 용이하다.
그러나, 이 방법에 따르면, 다음과 같은 몇가지 문제점이 있다.
(1) 중합 과정 중에, 반응열을 조절하거나 제거하기가 곤란하다.
(2) 수용액 중의 모노머의 농도는 한정적이기 때문에, 생산성을 높이는 것이 곤란하다.
(3) 중합 과정 중에, 반응 혼합물의 점도가 현저하게 증가되어, 젤리-상태의 제품이 제조된다. 이 젤리-상태의 폴리머 물질은 취급하기가 어려우며, 이 폴리머를 분말 형태로 얻기 위해서는 회수, 건조 및 분쇄 단계의 공정이 필요하다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 시도로서, 모노머는 용해시키나 제조된 폴리머는 용해시키지 않는 유기 미디엄 내에서 중합이 이루어지는 침전 중합 방법을 사용하는 것이 제안되었다. 이 경우, 제조된 폴리머는 침전물로서 용액으로부터 분리되어 진다.
유중수적형 서스펜젼 중합 방법에 따르면, 모노머와 수성 미디엄의 혼합물을 계면활성제를 사용하여, 모노머와 폴리머 둘다 잘 용해되지 않는 유기 미디엄 중에 분산시킨다. 모노머와 수성 미디엄이 분산되면 중합이 이루어진다.
그러나, 상기 방법은 문제점을 가지고 있다. 예를 들어, 일반적으로 유기 미디엄을 사용하면 고분자량의 폴리머를 제조하기가 곤란하다. 또한 유기 미디엄의 회수를 위해서는 또 다른 장치가 필요하다. 이렇게 하여 제조된 폴리머는 수성 미디엄에 쉽게 용해되지 않고, 젤리-상태의 덩어리를 형성하는 경향이 있다. 일단 이러한 덩어리가 형성되면, 수성 미디엄이 이 덩어리를 쉽게 침투할 수가 없게 되고, 그럼으로써 폴리머가 수성 미디엄에 용해되는데 상당한 시간이 요구된다.
앞서 기술한 중합 방법 이외에도, 유중수적형 에멀젼을 형성시키는데 사용되는 유화제를 함유하는 소수성 액체 유기 분산 미디엄 중에, 수용성 에틸렌 불포화 모노머를 가하는 또 다른 중합 방법이 제안되어 있다. 모노머는 물 존재하에 중합되며, 그럼으로써 폴리머의 분리가 일어나지 않는 수중유적형 에멀젼이 형성된다. 실제로 사용되는 최종 제품은 수중유적형 에멀젼이다.
그러나, 상기 방법은 다량의 수용성 유기 용매를 필요로 하며, 따라서 유기 용매로 인한 2차적인 오염이 문제가 된다. 또한 유중수적형 에멀젼을 수중유적형 에멀젼으로 전환시키기 위해서, 계면활성제를 필요로 하게 된다. 또 디스퍼젼의 안정성이 충분하지 못하므로, 저장 또는 수송기간 중에 응집이 일어나게 된다.
본 발명은 앞서 기술한 바와 같이 여러가지 종래의 방법에서 생기는 문제점없이 수용성 폴리머의 수성 디스퍼젼를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 방법에 따르면, 점도가 증가하지 않고 쉽게 중합이 이루어지면서, 안정되고 유동성이 높은 상태의 고농도 폴리머의 수성 디스퍼젼을 얻을 수 있다.
본 발명의 방법에 따르면, 고분자량의 폴리머는 종래의 수용액 중합 방법에 의해 제조되는 폴리머의 분자량과 같은 수준이다. 본 발명의 중합 방법에 의해 제조되는 폴리머는, 분말 형태의 폴리머에서 생기는 문제점없이, 물에 쉽게 희석되어 균일한 폴리머 수용액을 형성한다. 이렇게 하여 제조된 수용액은 응집제로서, 또한 본 명세서에서 언급한 여러 용도에 사용될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 비교적 다량의 에틸렌 불포화 모노머(수용성 비닐아미드)를 수용액 중에서 중합시킨다. 본 발명에 따르면, 중합 과정 중에 점도가 증가되지 않는다. 이렇게 하여 제조된 제품은 폴리머 농도가 비교적 높음에도 불구하고, 우수한 안정성 및 유동성을 가진다. 또한 이렇게 하여 제조된 수성 디스퍼젼은 물로 쉽게 희석되어 균일한 수용액을 형성한다.
본 발명에 따르면, 수용성 에틸렌 불포화 모노머(수용성 비닐아미드)를 수용액 중에서 중합시킴으로써, 제조된 수용성 에틸렌 폴리머는 물에 용해되고 루즈한 물-함유 컴플렉스를 형성한다. 이 컴플렉스와 수성 상 사이에 상분리가 일어나 미립자가 형성되며, 따라서 점도가 낮은 수성 디스퍼젼을 얻게 된다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 폴리머는 수용액 중에 분산되어 있는 미세한 크기의 글로불(globule) 상태로 존재하며, 따라서 점도가 낮은 수성 디스퍼젼을 형성하게 된다. 이렇게 하여 형성된 디스퍼젼에 충분량의 물을 가하게 되면, 상분리 상태가 쉽게 파괴되어 균일한 수용액을 형성한다.
중합 반응은 열을 가함으로써 간단히 진행된다. 또한 중합 공정에 라디칼 개시제, 자외선 또는 방사선을 사용할 수도 있다. 본 발명의 방법을 수행함에 있어서, 과산화수소, 과황산칼륨 및 과황산암모늄과 같은 수용성 라디칼 개시제, 또는 이와 같은 수용성 라디칼 개시제와 중아황산나트륨이나 아민과 같은 환원제로 구성된 소위 산화환원계를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
개시제는 에틸렌 불포화 모노머(수용성 비닐아미드)의 중량을 기준으로 약 0.005 ~ 약 10중량%의 양으로 사용된다. 개시제는 전량을 중합 공정 초기에 다 가할 수도 있고, 일부는 중합 공정 초기에, 나머지는 중합 공정이 진행되는 중에 가할 수도 있다.
폴리머 개시제는 2,2-아조비스(2-아미디노프로판)하이드로클로라이드(V-50), 2,2-아조비스(N,N-디에틸렌이소부틸아미드)디하이드로클로라이드(V-044), 과황산암모늄(APS), 과황산암모늄/메타중아황산나트륨(APS/SBS), 및 제2철염/아스코르빈산 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 개시제는 일반적으로, 사용되는 모노머를 기준으로 약 400 ~ 6,000 ppm의 양으로 사용된다.
사슬 이동제(chain trasfer agent)는 벤질 알콜, 이소프로필 알콜, 제3급 아민, 중아황산나트륨 및 포름산나트륨 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 사슬 이동제는 일반적으로 모노머를 기준으로 약 5 ~ 2,000 ppm의 양으로 사용된다.
중합 반응 온도는 일반적으로 약 10 ~ 약 100℃, 보다 바람직하게는 약 40 ~ 약 70℃의 범위내에 있다. 반응은 비닐아미드 모노머의 중합이 사실상 완전히 이루어지도록 수행된다. 여기서 "사실상 완전히"란 용어는 80%이상이 전환되는 것을 의미한다. 이 반응에 필요한 시간은 일반적으로 약 3 ~ 10시간 정도이다. 중합은 배치식으로 수행될 수도 있고, 연속식으로 수행될 수도 있다.
중합 공정은 5 ~ 8의 pH 범위에서 수행될 수 있다. 중합에 바람직한 pH 범위는 6 ~ 7.5이다.
본 발명에 따르는 수성 폴리머 디스퍼젼을 제조하는데 있어서, 물에 용해되는 무기 염을 사용할 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 무기염의 예를 들면 금속 및 암모니아 염화물, 질산염, 황산염 및 인산염 등이 있다. 이러한 무기염의 특정 예를들면, 염화나트륨, 염화칼슘, 질산칼슘, 질산나트륨, 질산암모늄, 황산칼륨, 인산칼슘, 질산암모늄 및 황산제2철 등이 있다.
이러한 무기염은 단독으로 사용될 수도 있고, 2종 이상의 혼합물로서 사용될 수도 있다. 본 발명에 사용되는 무기염의 양은 물에 균일하게 용해되는 무기염의 양에 따라 달라진다. 무기염은 전량을 중합 공정 초기에 다 가할 수도 있고, 중합 공정이 진행되는 중에 어느 때라도 부분부분 가할 수도 있다. 또한 중합 공정이 끝난 후에 가할 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 인산염이라는 용어는 인산나트륨 및 수소인산나트륨을 말하는데, 이에 국한되는 것은 아니다. 바람직한 무기염으로는 질산나트륨, 염화나트륨 및 황산암모늄이 있다. 황산암모늄을 염으로 사용하는 경우에는, 중합공정 중에 가하지 말고, 중합공정이 끝난 후에만 가해야 한다.
무기염의 첨가는 제조되는 수성 디스퍼젼의 안정성 및 유동성을 어느정도 개선시키는데 유용하다. 이는 무기염이 제조되는 폴리머 입자로부터 생긴 수분을 흡수함으로써, 개개의 폴리머 입자를 조밀화 및 안정화시키기 때문인 것으로 생각된다.
염 수용액의 농도는 일반적으로 15중량% 이상, 바람직하게는 20중량% 이상이다. 염은 일반적으로 반응 중에는 배치 사이즈를 기준으로 약 16.5중량% ~ 18중량%의 양으로 존재한다. 그리고 반응 종료시에 약0.5중량% ~ 5.0중량%의 양의 염이 더 가해진다. 이리하여 최종 반응산물 중 염의 양은 최종 제품의 약 18중량% ~ 약 22.5중량% 수준이다.
본 발명의 신규한 호모- 및 코-폴리머는 폴리(디에틸아미노에틸아크릴레이트 메틸 클로라이드 제 4 급염)과 같은 종래의 안정화제와 함께 사용될 수 있다. 안정화제 폴리머로서 폴리(비닐알콜)을 사용하는 경우, 가능한 한 분자량이 높고 가수분해된 폴리머인 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 88% 가수분해되고 분자량이 약 125,00 ~ 135,000인 폴리(비닐알콜)중합체로서 Aldrich Chemical Co.로부터 시중구입 가능한 Mowiol을 사용하였다. 가수분해 정도는 변화가능하나, 바람직한 가수분해도 범위는 70 ~ 80%이다. 폴리(비닐알콜)의 바람직한 분자량은 100,000 ~ 200,000수준이다.
본 명세서에서 기술되는 인시튜 가수분해는 일반적으로 아미드기의 70%까지 유리 아민기로 가수분해된다. 100% 가수분해를 위해서는 염기를 사용해야 한다.가수분해는 70 ~ 90℃의 온도에서 교반시키면서 디스퍼젼을 HCl 기체로 버블링시키거나, 디스퍼젼에 HCl용액을 방울방울 가함으로써 수행될 수 있다.
응집제로서 유용한 수용성 양이온성 폴리머를 제조하기 위한 종래의 방법에는 수용액 중에서의 중합, 유중수적형 에멀젼 중합, 및 소수성 용매 중에서의 서스펜젼 중합 등이 있다. 1990년 5월 29일에 출원한 것으로서, 본 명세서에서 참고문헌으로 소개되는 미국 특허 출원 제 4,929,655 호(다케다 외.)에는 상기 고정 중합, 유중수적형 에멀젼 중합, 및 서스펜젼 중합에 따르는 많은 문제점이 해소된 신규한 수용성 폴리머 디스퍼젼의 제조방법이 발표되어 있다.
본 디스퍼젼은 광범위하게 사용될 수 있다. 본 명세서에서 산업 공정수라는 용어는 제지 공정중에 사용되는 물을 포함하는 의미로 사용된다. 본 디스퍼젼은 시정 폐수장, 제지공장, 화학 가공 플랜트, 제련소, 및 식품 가공 플랜트와 같은 시스템에서 응집제로서 사용될 수 있다.
다음의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 및 용도를 설명하기 위한 것으로서, 별도의 설명이 없는 한, 본 발명에 제한을 가하는 것은 아니다.
실시예 1
폴리(N-비닐포름아미드) 호모폴리머 디스퍼젼을 제조하기 위해서, 다음과 같은 방법을 행하였다. 환류 냉각기, N2디스퍼젼관, 스타 패들과 터빈 및 열전지가 갖추어진 반응 케틀에, N-비닐포름아미드 모노머(Air Products ＆ Chemicals Co.로부터 시중구입 가능, 75g), 폴리(비닐알콜)(10% 용액, 40g), 물(250g),글리세롤(6g) 및 NaNO3(120g)을 가하였다. 이 용액을 교반시키고 45℃로 가열하였다. 개시제로서 V-50(DuPont Chemical Co.로부터 시중구입 가능함)을 부분부분(0.2g 20ml H2O) 가하였다. 반응이 진행됨에 따라, 점도가 증가하였다. 총 125g의 NaCl을 반응 진행중에 부분부분 가하였다. 총 반응시간은 대략 3 ~ 3.5시간이었다. 이렇게 하여 제조된 유백색 디스퍼젼을 추후 사용을 위해 저장하였다.
실시예 2
폴리(N-비닐포름아미드/에틸 헥실아크릴레이트) 코폴리머 디스퍼젼을 제조하기 위해서, 다음과 같은 방법을 행하였다. 환류 냉각기, N2디스퍼젼관, 스타 패들과 터빈 및 열전지가 갖추어진 반응 케틀에, N-비닐포름아미드 모노머(Air Products ＆ Chemicals Co.로부터 시중구입 가능, 54g), 에틸헥실 아크릴레이트(Aldrich Chemicals Co.로부터 시중구입 가능, 3.0g), 폴리(비닐알콜)(10% 용액, 30g), 물(150g), 글리세롤(45g) 및 NaNO3(40g), Na2SO4, NaCl(25g)을 가하였다. 이 용액을 교반시키고 45℃로 가열하였다. 개시제로서 V-50(DuPont Chemical Co.로부터 시중구입 가능함)을 부분부분(0.3g 20ml H2O) 가하였다.
반응이 진행됨에 따라, 점도가 증가하였다. 총 100g의 (NH2)4SO4를 반응 진행중에 부분부분 가하였다. 또한 반응 혼합물에 200g의 물을 가하였다. 총 반응시간은 대략 3 ~ 3.5시간이었다. 이렇게 하여 제조된 유백색 디스퍼젼을 추후 사용을 위해 저장하였다. NVF/에틸헥실아크릴레이트의 몰비는 약 99/1 ~ 1/99 이다.
실시예 3
디스퍼젼 폴리머를 가수분해하기 위해서, 다음과 같은 방법을 행하였다. 둥근 바닥 플라스크 속에 디스퍼젼 폴리머를 넣고, 2% 용액이 될 때까지 충분한 양의 물을 가하였다. 동일 몰당량의 NaOH을 가하고, 이 혼합물을 3시간 동안 80 ~ 90℃로 가하였다. 아미드기의 90% 이상이 아민기로 가수분해되었다. 동일 몰당량의 산을 가수분해제로서 사용하였다. 산 가수분해를 행함으로써, 아민 대 아미드의 비가 70/30인 코폴리머를 얻었다.
실시예 4
디스퍼젼 폴리머를 가수분해하기 위해서, 다음과 같이 또다른 방법을 행하였다. 첫번째 방법은 HCl 기체를 사용한 가수분해이다. 환류 냉각기, 패들 교반기, 열전지 및 기체 디스퍼젼관이 갖추어진 3-목 플라스크 속에, 폴리비닐포름아미드 디스퍼젼 샘플 100g(15% 활성, 0.21몰)을 넣고 50℃로 가열하였다. 그 다음 기체 HCl(8.0g, 0.21몰)을 10분간 디스퍼젼 내로 버블링시켰다. 그 다음 이 반응 혼합물을 50℃에서 2시간동안 교반시켰다. 이렇게 하여 제조된 코폴리머는 대략 70%의수소염화 아민과 30%의 아미드를 함유하였다. 아민/아미드 비를 달리하기 위해서, 산의 사용량을 변화시킬 수 있다.
두번째 방법은 기체 암모니아를 사용하여 다음과 같은 방식으로 가수분해를 수행하는 것이다. 환류 냉각기, 패들 교반기, 열전지 및 기체 분산관이 갖추어진 3-목 플라스크 속에, 폴리비닐포름아미드 디스퍼젼 샘플 300g(15% 활성, 0.62몰)을 넣고 50℃로 가열하였다. 그 다음 암모니아 기체(10.6g, 0.62몰)를 10분간 디스퍼젼 내로 버블링시켰다. 그 다음 이 반응 혼합물을 70℃에서 3시간동안 교반시켰다. 이렇게 하여 제조된 폴리머는 95%까지의 아민을 함유하였다. 아민/아미드 비를 달리하기 위해서, 산과 마찬가지로, 염기의 사용량을 변화시킬 수 있다.
본 발명의 개념 및 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명의 조성, 실시 및 방법에 수정을 가하는 것이 가능하다.

Claims (23)

  1. 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1
    [이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]
    을 가지는 N-비닐아미드 모노머의 중합에 의해 제조되는 수용성 폴리머의 분리입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 수성 디스퍼젼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리머는 비이온성 폴리(N-비닐아미드) 호모폴리머이며, 상기 N-비닐아미드 모노머는 N-비닐 포름아미드, N-메틸-N-비닐아세트아미드 및 N-비닐 아세트아미드 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 수성 디스퍼젼.
  3. a) 약 5 ~ 약 8의 pH 범위에서 자유 라디칼을 형성하는 조건하에, N-비닐 포름아미드 모노머를 중합시킴으로써 제조되는 수용성 폴리머, 약 5 ~ 50중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    b) 1M NaCO3에서의 고유 점도가 약 0.1 ~ 10 dl/g인 수용성 안정화제 폴리머, 약 0.1 ~ 5중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    c) 수용성 염, 약 5 ~ 40중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    d) 물
    을 함유하며, 25℃에서 약 10 ~ 약 25,000cps의 벌크 브룩필드 점도를 가지는 것을 특징으로 하는, 제 2 항 기재의 비이온성 수용성 호모폴리머의 분리입자를 함유하는 수성 디스퍼젼.
  4. 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1
    [이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]
    을 가지는 비닐아미드 모노머와;
    비닐 아세테이트, 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드, 비닐 피롤리디논, 아크릴로니트릴, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 술페이트 제4급 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 세틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 세틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 클로라이드 제4급 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 술페이트 제4급 염, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상의 제 2 모노머;
    의 중합에 의해 제조되는 코폴리머를 함유하며, 상기 코폴리머가 수성 염 용액 중에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 기재의 수용성 폴리머의 분리입자 를 함유하는 수성 디스퍼젼.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 디스퍼젼은
    a) 약 5 ~ 약 8의 pH 범위에서,
    i) 상기 비닐아미드 모노머 1 ~ 99몰%와;
    ii) 1종 이상의 상기 제 2 모노머 99 ~ 1몰%
    를 중합시킴으로써 제조되는 수용성 코폴리머, 약 5 ~ 50중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    b) 1M NaCO3에서의 고유 점도가 약 0.1 ~ 10 dl/g인 수용성 안정화제 폴리머, 약 0.1 ~ 5중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    c) 수용성 염, 약 5 ~ 40중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    d) 물
    을 함유하며, 25℃에서 약 10 ~ 약 25,000cps의 벌크 브룩필드 점도를 가지는 것을 특징으로 하는 수성 디스퍼젼.
  6. 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1
    [이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C10알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]
    을 가지는 비닐아미드 모노머와;
    아크릴산 및 그 염, 메타크릴아미드 및 그 염, C1~ C10N-알킬 아크릴아미드, C1~ C10N,N-디알킬 아크릴아미드, C1~ C10N-알킬 메타크릴아미드, C1~ C10N,N-디알킬 메타크릴아미드, N-아릴 아크릴아미드,N,N-디아릴 아크릴아미드, N-아릴 메타크릴아미드, N,N-디아릴 메타크릴아미드, N-아릴알킬 아크릴아미드, N,N-디알릴알킬 아크릴아미드, N-아릴알킬 메타크릴아미드, N,N-디아릴알킬 메타크릴아미드, 무수 말레산, 이타콘산, 비닐 술폰산, 스티렌 술폰산, 아크릴아미도 메틸 프로판 술폰산 나트륨, 말레산 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상의 제 2 모노머;
    의 중합에 의해 제조되는 코폴리머를 함유하며, 상기 코폴리머가 수성 염 용액 중에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 기재의 수용성 폴리머의 분리입자 를 함유하는 수성 디스퍼젼.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 수용성 코폴리머는
    a) 약 5 ~ 약 8의 pH 범위에서 자유 라디칼을 형성하는 조건하에,
    i) 상기 비닐아미드 모노머 1 ~ 99몰%와;
    ii) 1종 이상의 상기 제 2 모노머 99 ~ 1몰%
    를 중합시킴으로써 제조되는 수용성 코폴리머, 약 5 ~ 50중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    b) 1M NaCO3에서의 고유 점도가 약 0.1 ~ 10 dl/g인 수용성 안정화제 폴리머, 약 0.1 ~ 5중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    c) 수용성 염, 약 5 ~ 40중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    d) 물
    을 함유하며, 25℃에서 약 10 ~ 약 25,000cps의 벌크 브룩필드 점도를 가지는 것을 특징으로 하는 수성 디스퍼젼.
  8. 약 5 ~ 약 8의 pH 범위에서 자유 라디칼을 형성하는 조건하에,
    a) i) 상기 비닐아미드 모노머 1 ~ 99 몰%와;
    ii) 1종 이상의 상기 제 2 모노머 99 ~ 1 몰%;
    로 이루어진 혼합물, 약 5 ~ 약 50중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    b) 1M NaCO3에서의 고유 점도가 약 0.1 ~ 10 dl/g인 수용성 안정화제 폴리머, 약 0.1 ~ 5중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    c) 수용성 염, 약 5 ~ 40중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함) 및
    d) 물
    을 중합시킨 다음, 상기 수용성 코폴리머의 디스퍼젼을 회수함으로써, 25℃에서 약 25,000cps보다 낮은 벌크 브룩필드 점도를 가지는 디스퍼젼을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제 4 항 기재의 수용성 코폴리머의 분리입자를 함유하는 수성 디스퍼젼의 제조방법.
  9. 약 5 ~ 약 8의 pH 범위에서 자유 라디칼을 형성하는 조건하에,
    a) 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1
    [이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]
    을 가지는 N-비닐아미드 모노머를 중합시킴으로써 제조되는 수용성 폴리머, 약 5 ~ 약 50중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    b) 1M NaCO3에서의 고유 점도가 약 0.1 ~ 10 dl/g인 수용성 안정화제 폴리머, 약 0.1 ~ 5중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    c) 수용성 염, 약 5 ~ 40중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함) 및
    d) 물
    을 중합시킨 다음, 상기 수용성 코폴리머의 디스퍼젼을 회수함으로써, 25℃에서 약 10 ~ 약 25,000cps의 벌크 브룩필드 점도를 가지는 디스퍼젼을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제 2 항 기재의 수용성 비이온성 호모폴리머의 분리입자 를 함유하는 수성 디스퍼젼의 제조 방법
  10. 약 5 ~ 약 8의 pH 범위에서 자유 라디칼을 형성하는 조건하에,
    a) i) 상기 비닐아미드 모노머 1 ~ 99 몰%와;
    ii) 1종 이상의 상기 제 2 모노머 99 ~ 1 몰%;
    로 이루어진 혼합물, 약 5 ~ 약 50중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    b) 1M NaCO3에서의 고유 점도가 약 0.1 ~ 10 dl/g인 수용성 안정화제 폴리머, 약 0.1 ~ 5중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함)
    c) 수용성 염, 약 5 ~ 40중량%(디스퍼젼 총 중량을 기준으로 함) 및
    d) 물
    을 중합시킨 다음, 상기 수용성 코폴리머의 디스퍼젼을 회수함으로써, 25℃에서 약 10 ~ 약 25,000cps의 벌크 브룩필드 점도를 가지는 디스퍼젼을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제 6 항 기재의 수용성 코폴리머의 분리입자를 함유하는 수성 디스퍼젼의 제조방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머는 수성 염 용액 중에 분산되어 있으며, 이 수성 음이온성 염 용액은 암모늄, 알칼리금속 및 알칼리토금속 할로겐화물, 황산염, 인산염, 질산염 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 염을 함유하는 것을 특징으로 하는 디스퍼젼.
  12. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스퍼젼은 안정화제 폴리머를 또한 함유하며, 상기 안정화제 폴리머는 안정화제 폴리머는 폴리(비닐알콜), 부분 가수분해된 폴리(비닐아세테이트), 가수분해된 폴리(비닐아세테이트/N-비닐포름아미드), 폴리(비닐알콜/아크릴아미드), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드), 폴리(디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸클로라이드 제4급 염), 폴리(디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸클로라이드 제4급 염), 폴리(디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질클로라이드 제4급 염), 폴리(디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질클로라이드 제4급 염), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드/디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸클로라이드 제제4급 염), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드/디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸클로라이드 제4급 염), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드/디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질클로라이드 제4급 염), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드/디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질클로라이드 제4급 염) 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디스퍼젼.
  13. 제 3 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안정화제 폴리머는 안정화제 폴리머 A는 폴리(비닐알콜), 부분 가수분해된 폴리(비닐아세테이트), 가수분해된 폴리(비닐아세테이트/N-비닐포름아미드), 폴리(비닐알콜/아크릴아미드), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드), 폴리(디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸클로라이드 제4급 염), 폴리(디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸클로라이드 제4급 염), 폴리(디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질클로라이드 제4급 염), 폴리(디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질클로라이드 제4급 염), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드/디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸클로라이드 제제4급 염), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드/디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸클로라이드 제4급 염), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드/디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질클로라이드 제4급 염), 폴리(디알릴디메틸 암모늄클로라이드/디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질클로라이드 제4급 염) 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디스퍼젼.
  14. 수성 염 용액 중에 분산되어 있는, 부착 아미드기를 가지는 제 1 항 기재의 수용성 폴리머를 분리입자형태로 함유하는 디스퍼젼의 인시튜(in-situ) 가수분해 방법으로서,
    a) 상기 디스퍼젼을 교반시키는 단계,
    b) 상기 교반된 디스퍼젼을 약 70℃ ~ 약 90℃의 온도로 가열시키는 단계,
    c) 상기 가열된 디스퍼젼을 통해 HCl 기체를 버블링시키는 단계, 및
    d) 부착 아미드기를 가지는 수용성 폴리머의 분리입자를 함유하는 디스퍼젼을 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 1 항 기재의 코폴리머의 분리입자를 함유하는 디스퍼젼의 인시튜(in-situ) 가수분해 방법으로서,
    a) 상기 디스퍼젼을 교반시키는 단계,
    b) 상기 교반된 디스퍼젼을 약 70℃ ~ 약 90℃의 온도로 가열시키는 단계,
    c) 상기 가열된 디스퍼젼을 통해 HCl 기체를 버블링시키는 단계, 및
    d) 부착 아미드기를 가지는 수용성 폴리머의 분리입자를 함유하는 디스퍼젼을 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1
    [이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨)]
    을 가지는 N-비닐아미드 모노머를 중합시킴으로써 제조되는 수용성 비이온성 폴리(N-비닐아미드)폴리머를 분리입자형태로 함유하는, 제 2 항 기재의 수용성 비이온성 디스퍼젼을 정화에 유효한 양 만큼 폐수에 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 정화(clarifying) 방법.
  17. 화학식 H2C=CR2NRC(O)R1
    [이 식에서, R, R1,및 R2는 각각 수소, C1~ C20알킬기, 아릴기 및 알킬아릴기 중에서 선택됨]
    을 가지는 비닐아미드 모노머를 중합시킴으로써 제조되는 수용성 비이온성 폴리(N-비닐아미드) 폴리머의 분리입자를 함유하는 제 2 항 기재의 수용성 비이온성 디스퍼젼을, 정화에 유효한 양 만큼 폐수에 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 폐수 탈수(dewatering) 방법.
  18. 수성 염 용액에 분산되어 있는 코폴리머를 함유하는 제 4 항 기재의 수용성 디스퍼젼을, 정화에 유효한 양 만큼 폐수에 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 정화 방법.
  19. 수성 염 용액에 분산되어 있는 코폴리머를 함유하는 제 4 항 기재의 수용성 디스퍼젼을, 정화에 유효한 양 만큼 폐수에 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 탈수 방법.
  20. 제 6 항 기재의 수용성 디스퍼젼을 정화에 유효한 양 만큼 폐수에 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 정화 방법.
  21. 제 6 항 기재의 수용성 비이온성 디스퍼젼을 정화에 유효한 양 만큼 폐수에 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 정화 방법.
  22. 제 16 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폐수는 산업 폐수, 산업 공정수 및 시정 폐수 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 산업 폐수는 식품 가공 폐수, 유성 폐수, 제지 폐수 및 채광 폐수 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
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